ISA331G电压频率稳定控制装置.docx

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ISA331G电压频率稳定控制装置

ISA-331G

频率电压稳定控制装置

技术说明书

Ver1.1

深圳南瑞科技有限公司

2004年10月

目录

1基本配置1

2主要功能描述1

3控制原理2

3.1接线方式2

3.2低频减载原理2

3.3低压减载原理3

3.4过频跳闸原理4

3.5过压跳闸原理4

3.6线路过载切机、切负荷原理5

3.7辅助告警原理5

4元件配置及整定说明6

4.1元件配置6

4.2装置定值7

4.3出口配置10

5动作事件类型定义11

6装置端子接线12

ISA-331GA为频率电压稳定控制装置，实现单个厂站的频率、电压、过载等就地稳定控制。

采用标准4U（整层）机箱，由交流（WB7131A）、CPU（WB720B）、开出板（WB730C*2）、重动板（WB771*3）、电源（WB760B）等插件组成，使用WB707总线板，WB720B测频通道必须选择UA通道（JW2短接）。

331GA具有双通信接口、具有本地打印功能。

331GA配置16个独立的跳闸继电器（CJ01～14各2付接点，CJ15～16各4付接点），切除线路缺省值为18回线，当切除线路大于18回线时，可选配1～3块重动插件（WB771），推荐选配WB771C重动插件，各种重动插件提供的接点数量及接点类型，见《ISA-300变电站综合自动化系统技术使用说明书V30》附录A。

1基本配置

主要的稳控功能：

●5轮低频减载，配置df/dt加速跳功能

●5轮低压减载，配置du/dt加速跳功能

●4轮过频跳闸，配置df/dt加速跳功能

●3轮过电压跳闸

●每回线路4轮过负荷跳闸，最多可监视3回线路

主要的测控功能：

●20路遥信开入采集，包括低频/低压/过频/过压4个投退压板、线路1～3过载投退压板、装置检修开入、外部复归开入、母线分段断路器跳位；

●多路软遥信，包括事故总信号、软压板投退状态；

●Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2、Ia1、Ic1、Ia2、Ic2、Ia3、Ic3、Frab1、Frbc1、Frab2、Frbc2等16个遥测量；

●遥控软压板投退；

●大容量的事件记录、SOE记录、自检记录、瞬时闭锁记录。

2主要功能描述

（1）测量装置安装处的电压、电流、频率、电压和频率的变化率。

（2）当电力系统有功功率缺额引起频率下降时，本装置根据频率下降值自动切除部分负荷，使系统有功供求重新平衡。

当系统有功功率缺额较大时，本装置配有根据df/dt加速切负荷功能，以期尽快制止频率下降，防止系统频率崩溃。

（3）当电力系统无功功率不足引起电压下降时，本装置根据电压下降值自动切除部分负荷，确保系统内无功平衡，使电网的电压恢复正常。

当电力系统的电压下降较快时，本装置配有根据du/dt加速切负荷功能，以期尽快制止电压下降，避免电压崩溃事故发生，并使电压恢复到允许的运行范围内。

（4）当地区电网有功功率过剩出现频率上升时，本装置根据频率上升值自动切除部分机组。

当有功功率过剩较大时，本装置配置有根据df/dt加速跳闸的功能，以期尽快制止频率的上升，避免频率崩溃。

（5）当电力系统电压升高时，本装置根据电压上升值自动切除部分机组。

（6）当被监视的线路出现过负荷时，本装置可通过切机组、切负荷等措施消除设备的过负荷现象，防止线路跳闸导致停电范围扩大。

（7）本装置配置有短路故障、频率滑差（df/dt）闭锁、电压滑差（du/dt）闭锁、频率异常、频率超限、PT断线告警、母线失压告警等完善的闭锁功能，用以防止由于短路故障、负荷反馈、频率或电压的异常情况可能引起的误动作。

（8）本装置还可用于低频解列、低压解列、过频解列、过压解列等。

3控制原理

3.1接线方式

本装置适用于单母线带分段的接线方式，如图1。

图1.典型主接线方式

当两段母线电压均正常时（图1），装置首选Ⅰ母电压、频率进行低频、低压、过频、过压判别，若满足动作条件，则经Ⅱ母电压、频率确认。

逻辑图未标明的电压、频率取自每段母线的AB相。

当某段母线不正常（母线失压或母线PT断线）时，装置自动选用另一段母线的电压进行判断，装置仍正常运行，延时发该母线电压消失或PT断线告警信号。

当两组母线电压均不正常（母线失压或母线PT断线）时，装置闭锁稳控及线路过载功能，发出相应的告警信号。

当分段断路器（FDL）断开时，可通过“配置”菜单设置是否闭锁稳控及线路过载功能。

3.2低频减载原理

低频减载共配置5轮正常减载（Lfs1～Lfs5）和2轮加速减载（Lfsp1～Lfsp2）。

Lfs1～Lfs4四个基本轮动作顺序为Lfs1→Lfs2→Lfs3→Lfs4,仅当前一轮动作后，下一轮才开始计时，Lfs5轮为特殊轮,低频启动后，Lfs5立即启动计时。

当Lfs1启动后，装置同时检查当前的Lfsp1和Lfsp2的动作状况，决定是正常减载还是加速减载（Lfsp1或Lfsp2）。

低频减载原理见图3、图4。

用户可根据厂站的需要进行Lfs1～Lfs5、Lfsp1～Lfsp2的配置（投入/退出）。

Lfs1～Lfs4四轮按序依次动作，当Lfsn退出（配置退出或软压板退出）时，Lfsn-1动作后，Lfsn+1开始计时，其它依次类推，如Lfs3配置退出时，Lfs2动作后，Lfs4立即开始计时。

2轮低频加速跳元件安装于低频第1轮元件上，低频第1轮退出时，加速跳功能随之退出。

加速跳闸动作区间如图2，其中D1：

加速跳1元件的df/dt定值，D2：

加速跳2元件的df/dt定值，D3：

滑差闭锁df/dt定值。

df/dt进入“区间1”仅低频第1轮出口，进入“区间2”仅加速跳1出口，进入“区间3”仅加速跳2出口，进入“区间4”滑差闭锁。

加速跳闸元件的配置（投退状态）会改变图2的加速跳闸区间，如2轮加速跳元件均退出时，则区间1、2、3合并为一个区间，当df/dt进入“区间4”时滑差闭锁，否则低频第1轮动作，其它类似。

过频加速跳、低压加速跳动作区间同图2。

图2加速跳区间示意

图3.低频减载启动逻辑

图4.低频切负荷逻辑

3.3低压减载原理

低压减载共配置5轮正常减载（Lvs1～Lvs5）和2轮加速减载（Lvsp1～Lvsp2）。

低压减载各轮之间的动作先后关系同低频减载各轮之间的关系，见“3.2”节。

低压减载逻辑原理见图5、图6。

2轮低压加速跳元件安装于低压第1轮元件上，低压第1轮元件退出时，加速跳功能随之退出。

图5.低压减载启动逻辑

图6.低压切负荷逻辑

3.4过频跳闸原理

过频跳闸共配置4轮正常跳闸（Gfs1～Gfs4）和2轮加速跳闸（Gfsp1～Gfsp2）。

Gfs1～Gfs3三个基本轮动作顺序为Gfs1→Gfs2→Gfs3,仅当前一轮动作后，下一轮才开始计时，Gfs4轮为特殊轮,过频启动后，Gfs4立即启动计时。

当Gfs1启动后，装置同时检查当前的Gfsp1和Gfsp2的动作状况，决定是正常跳闸还是加速跳闸（Gfsp1或Gfsp2）。

用户可根据厂站的需要进行Gfs1～Gfs4、Gfsp1～Gfsp2的配置（投入/退出）。

Gfs1～Gfs3三轮按顺序依次动作，当Gfsn退出（软压板或配置退出）时，Gfsn-1动作后，Gfsn+1开始计时，如Gfs1退出时，过频启动后，Gfs2开始计时。

2轮过频加速跳元件安装于过频第1轮元件上，过频第1轮元件退出时，加速跳功能随之退出，过频加速跳原理同低频加速跳，见“3.2.1”节。

过频启动逻辑见图7，过频跳闸的逻辑除切机轮数、过量与欠量继电器不同外，其它逻辑完全同低频切负荷的逻辑，见图4。

图7.过频跳闸启动逻辑

3.5过压跳闸原理

过压跳闸共配置3轮（Gvs1～Gvs3）。

Gvs1、Gvs2为基本轮，动作顺序为Gvs1→Gvs2,仅当Gvs1动作后，Gvs2才开始计时，Gvs3轮为特殊轮,过压启动后，Gvs3立即启动计时。

用户可根据厂站的需要进行Gvs1～Gvs3的配置（投入/退出）。

过压跳闸动作逻辑原理图见图8。

“母线电压正常”指至少有1段母线未失压且母线PT未断线。

图8.过压跳闸逻辑

3.6线路过载切机、切负荷原理

图9.线路1过载跳闸逻辑

本装置最多可监视3回线路过负荷，每回线路过载跳闸共配置4轮。

用户可根据需要进行线路过载4轮的配置（投入/退出）。

线路1、2分别安装于Ⅰ、Ⅱ段母线上，线路3的安装母线（Ⅰ或Ⅱ母）可根据现场情况在“配置”菜单中进行配置。

线路过载跳闸带有方向性，当线路过载时，可选择跳闸方向。

本装置规定线路的功率正方向为从母线指向线路。

“P＞0跳闸”软压板具有最高优先权，即当“P＞0跳闸”和“P＜0跳闸”全投入时，装置确认为“P＞0跳闸”投入；当两软压板全退出时，线路过载跳闸蜕变为无方向。

三回线路过载跳闸逻辑完全相同，图9仅以线路1过载跳闸为例。

3.7辅助告警原理

3.7.1PT断线告警

PT断线瞬时闭锁本母线的低频减载、低压减载、过频跳闸、过压跳闸、线路过载跳闸。

Ⅰ、Ⅱ母PT断线逻辑相同，见图10。

图10.PT断线告警原理框图

3.7.2母线失压告警

Ⅰ、Ⅱ母母线失压逻辑相同，见图11。

图11.母线失压告警原理框图

3.7.3频率异常、频率测量超限告警

Ⅰ、Ⅱ母频率异常、频率超限告警逻辑相同，见图12、图13。

图12.频率异常告警原理框图图13.频率测量超限告警原理框图

3.7.4滑差闭锁告警

低频减载、过频跳闸、低压减载的滑差闭锁逻辑完全相同，以低频滑差闭锁为例，原理见图14。

无论滑差闭锁告警软压板投入或退出，滑差闭锁（df/dt或du/dt）值都必须整定，滑差闭锁后，仅当相应的启动元件返回后才解除闭锁。

图14.滑差闭锁告警原理框图

3.7.5短路故障检测原理

系统发生短路故障时，母线电压迅速降低，降低到母线有压定值（d993）以下时，应立即闭锁本装置的低频减载、低压减载功能。

而当保护动作切除故障元件后，装置安装处的电压迅速回升，当电压上升到母线有压定值（d993*0.9）以上时，应立即解除闭锁。

d993表示故障切除后应回升到的电压定值,d993应大于相邻线路三相短路时的残压值,建议d993取0.8～0.9UN。

d395等待故障切除时间，应大于变压器后备保护的动作时间。

图15.短路故障检测原理

4元件配置及整定说明

4.1元件配置

元件配置是根据用户的要求，在出厂前投入选配的元件。

一旦元件配置为退出，则与此元件相关的定值和出口（如果该元件有出口要求）都变为不可见。

331GA装置元件见表1。

装置出厂后不得轻易更改元件配置，如果改动须重新整定定值和重新配置出口。

表1.ISA-331GA装置稳控元件

元件名称

缺省配置

定值组别

元件名称

缺省配置

定值组别

低频启动元件

投入

低频减载

线路2过载启动元件

退出

线路过载

低频减载第1～5轮

均投入

线路2过载跳闸1～4

均退出

低频加速跳元件

投入

线路3过载启动元件

退出

低压启动元件

投入

低压减载

线路3过载跳闸1～4

均退出

低压减载第1～5轮

均投入

母线PT断线告警

投入

告警

低压加速跳元件

投入

母线失压告警

投入

过频启动元件

退出

过频跳闸

频率异常告警

投入

过频跳闸第1～4轮

均退出

频率测量超限告警

投入

过频加速跳元件

退出

低频频率滑差闭锁告警

投入

过压启动元件

退出

过压跳闸

过频频率滑差闭锁告警

投入

过压跳闸第1～3轮

均退出

低压电压滑差闭锁告警

投入

线路1过载启动元件

退出

线路过载

电压异常告警

投入

线路1过载跳闸1～4

均退出

系统参数

投入

系统参数

其中缺省配置为“投入”的保护元件为331GA标配元件，“退出”的为选配元件。

4.2装置定值

装置有两种定值类型：

投退型（或开关型）和数值型。

数值型定值按位整定，可整定为整定范围内任意值。

稳控原理中无特殊说明的按有关规程整定，有特殊说明的应按其说明进行整定。

表2按元件列出了装置的全部定值。

该表也列出了ISA规约与103规约编号对照关系。

在ISA编号一栏内带“*”者为投退型定值，带“☆”号的为重复定值，重复定值不再分配103规约编号。

表2.ISA-331GA装置定值

稳控元件

ISA编号

103编号

含义

整定范围及步长

出厂定值

系统参数

993

257

母线有压定值

30-99.99v,0.01v

99.99v

989

258

母线无压定值

5-99.99v,0.01v

99.99v

395

259

等待故障切除时限

0.1-99.99s,0.01s

99.99s

母线PT断线告警

*1039

513

Ⅰ母PT断线告警投退

投入/退出

退出

*1040

514

Ⅱ母PT断线告警投退

投入/退出

退出

母线失压告警

*365

515

Ⅰ母无压告警投退

投入/退出

退出

*359

516

Ⅱ母无压告警投退

投入/退出

退出

989☆

母线无压定值

5-99.99v,0.01v

99.99v

母线频率异常告警

*1041

517

Ⅰ母频率异常告警投退

投入/退出

退出

*1042

518

Ⅱ母频率异常告警投退

投入/退出

退出

母线频率超限告警

*1043

519

Ⅰ母频率超限告警投退

投入/退出

退出

*1044

520

Ⅱ母频率超限告警投退

投入/退出

退出

低频减载启动元件

995

260

低频启动频率定值

49-49.99Hz,0.01

49.99Hz

1049

261

低频启动时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低频减载第1轮

*360

521

低频减载第1轮投退

投入/退出

退出

366

262

低频跳第1轮频率定值

45-49.99Hz,0.01

49.99Hz

367

263

低频跳第1轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低频减载第2轮

*361

522

低频减载第2轮投退

投入/退出

退出

368

264

低频跳第2轮频率定值

45-49.99Hz,0.01

49.99Hz

369

265

低频跳第2轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低频减载第3轮

*362

523

低频减载第3轮投退

投入/退出

退出

370

266

低频跳第3轮频率定值

45-49.99Hz,0.01

49.99Hz

371

267

低频跳第3轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低频减载第4轮

*363

524

低频减载第4轮投退

投入/退出

退出

372

268

低频跳第4轮频率定值

45-49.99Hz,0.01

49.99Hz

373

269

低频跳第4轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低频减载第5轮

*364

525

低频减载第5轮投退

投入/退出

退出

374

270

低频跳第5轮频率定值

45-49.99Hz,0.01

49.99Hz

375

271

低频跳第5轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低频加速跳判别元件

376

272

低频加速跳1df/dt定值

0.5-29.9Hz/s,0.1

29.9Hz/s

378

273

低频加速跳2df/dt定值

0.5-29.9Hz/s,0.1

29.9Hz/s

377

274

低频加速跳1时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

379

275

低频加速跳2时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

频率滑差闭锁低频告警

*1045

526

频率滑差闭锁告警投退

投入/退出

退出

996

276

低频滑差闭锁df/dt定值

0.5-29.9Hz/s,0.1

29.9Hz/s

低压减载启动元件

1056

277

低压启动电压定值

80-99.9v,0.1

99.9v

1057

278

低压启动时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低压减载第1轮

*1051

527

低压减载第1轮投退

投入/退出

退出

380

279

低压跳第1轮电压定值

50-99.9v,0.1

99.9v

381

280

低压跳第1轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低压减载第2轮

*1052

528

低压减载第2轮投退

投入/退出

退出

382

281

低压跳第2轮电压定值

50-99.9v,0.1

99.9v

383

282

低压跳第2轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低压减载第3轮

*1053

529

低压减载第3轮投退

投入/退出

退出

384

283

低压跳第3轮电压定值

50-99.9v,0.1

99.9v

385

284

低压跳第3轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低压减载第4轮

*1054

530

低压减载第4轮投退

投入/退出

退出

386

285

低压跳第4轮电压定值

50-99.9v,0.1

99.9v

387

286

低压跳第4轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低压减载第5轮

*1055

531

低压减载第5轮投退

投入/退出

退出

388

287

低压跳第5轮电压定值

50-99.9v,0.1

99.9v

389

288

低压跳第5轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

低压加速跳判别元件

390

289

低压加速跳1du/dt定值

1.5-99.9V/s,0.1

99.9V/s

392

290

低压加速跳2du/dt定值

1.5-99.9V/s,0.1

99.9V/s

391

291

低压加速跳1时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

393

292

低压加速跳2时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

电压滑差闭锁低压告警

*1046

532

电压滑差闭锁告警投退

投入/退出

退出

394

293

低压滑差闭锁du/dt定值

1.5-99.9V/s,0.1

99.9V/s

电压异常告警

*1047

533

电压异常告警投退

投入/退出

退出

394☆

低压滑差闭锁du/dt定值

1.5-99.9V/s,0.1

99.9V/s

993☆

母线有压定值

30-99.99v,0.01v

99.99v

395☆

等待故障切除时限

0.1-99.99s,0.01s

99.99s

过频启动元件

997

294

过频启动频率定值

50-54.99Hz,0.01

54.99Hz

1063

295

过频启动时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过频跳闸第1轮

*1058

534

过频跳第1轮投退

投入/退出

退出

998

296

过频跳第1轮频率定值

50-54.99Hz,0.01

54.99Hz

1065

297

过频跳第1轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过频跳闸第2轮

*1059

535

过频跳第2轮投退

投入/退出

退出

999

298

过频跳第2轮频率定值

50-54.99Hz,0.01

54.99Hz

1067

299

过频跳第2轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过频跳闸第3轮

*1060

536

过频跳第3轮投退

投入/退出

退出

990

300

过频跳第3轮频率定值

50-54.99Hz,0.01

54.99Hz

1069

301

过频跳第3轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过频跳闸第4轮

*1061

537

过频跳第4轮投退

投入/退出

退出

991

302

过频跳第4轮频率定值

50-54.99Hz,0.01

54.99Hz

1071

303

过频跳第4轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过频加速跳判别元件

1072

304

过频加速跳1df/dt定值

0.5-29.9Hz/s,0.1

29.9Hz/s

1074

305

过频加速跳2df/dt定值

0.5-29.9Hz/s,0.1

29.9Hz/s

1073

306

过频加速跳1时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

1075

307

过频加速跳2时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

频率滑差闭锁过频告警

*1045☆

频率滑差闭锁告警投退

投入/退出

退出

992

308

过频滑差闭锁df/dt定值

0.5-29.9Hz/s,0.1

29.9Hz/s

过压启动元件

1080

309

过压启动电压定值

99.9-129.9v,0.1

129.9v

1081

310

过压启动时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过压跳闸第1轮

*1077

538

过压跳第1轮投退

投入/退出

退出

1082

311

过压跳第1轮电压定值

99.9-129.9v,0.1

129.9v

1083

312

过压跳第1轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过压跳闸第2轮

*1078

539

过压跳第2轮投退

投入/退出

退出

1084

313

过压跳第2轮电压定值

99.9-129.9v,0.1

129.9v

1085

314

过压跳第2轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

过压跳闸第3轮

*1079

540

过压跳第3轮投退

投入/退出

退出

1086

315

过压跳第3轮电压定值

99.9-129.9v,0.1

129.9v

1087

316

过压跳第3轮时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

线路1过载启动元件

*1088

541

线路1过载P>0跳闸投退

投入/退出

退出

*1089

542

线路1过载P<0跳闸投退

投入/退出

退出

*1098

543

线路1过载告警投退

投入/退出

退出

1095

317

线路1过载启动电流

0.2In-2In,0.01

2In

1096

318

线路1过载启动时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

线路1过载跳1

*1090

544

线路1过载跳闸1投退

投入/退出

退出

1097

319

线路1过载跳1电流定值

0.2In-2In,0.01

2In

1000

320

线路1过载跳1时限

0.1-99.99s,0.01

99.99s

线路1过载跳闸2

*1091

5