LFP921B断路器保护及自动重合闸装置技术说明书精文档格式.docx
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50HZ
3.2功耗
交流电流回路在额定电流时:
<
1VA/Φ（In=5A
<
0.5VA/Φ（In=1A
交流电压回路额定功耗:
0.5VA/Φ
直流电源功耗:
正常50W
跳闸80W
3.3电源
工作电源:
±
12V允许偏差±
0.2V
±
5V允许偏差±
0.15V光耦隔离电源:
24V允许偏差±
2V
3.4主要技术指标
3.4.1CPU3装置总起动元件
1电流突变量起动元件ΔL∑Q
定值固定为:
0.2In
2零序过流起动元件
定值范围:
0.1In~10In
定值误差:
5%
3.4.2CPU1断路器失灵保护
1起动元件
ΔL∑Q定值固定为:
零序过流起动元件定值范围:
2起动失灵保护的过流元件LAH,LBH,LCH,LAL,LBL,LCL整定范围:
3起动死区保护的过流元件LSQ
整定范围:
4起动低功率因素的过流元件LPL
5判断电流有无的低定值过流元件LA,LB,LC
定值固定为:
0.06In
6起动失灵保护、三相不一致保护的零序过流元件L01,L02定值范围:
7起动失灵保护的低功率因素元件PL
450~900（其中860~890为该元件退出定值误差:
50
8起动失灵保护的过电压元件Uzd
60V~90V
9失灵、死区、不一致保护动作时间:
0.01~6S
3.4.3CPU2自动重合闸
2判断电流有无的低定值过流元件LA,LB,LC
3线路、母线无电压判别元件UXL<
UML<
0.3Un±
5%
4线路、母线有电压判别元件UAXH>
UBXH>
UCXH>
0.7Un±
5检同期角度DGCH
00~900
6单重、三重时间TD,TS0~6S
3.5允许环境温度
正常工作条件:
-50C~400C
3.6抗干扰性能符合国标GB6162-85
3.7绝缘耐压满足国标GB7261-87
4.装置原理
4.1装置的整体构成
装置的整体构成见图4.1
图4.1装置整体方案
4.2交流输入电流、电压接线说明
装置输入一组TA,TV共4个电流,输入4个电压,如图4.1所示,（1交流电流输入接线
4个电抗互感器输入电流,IA,IB,IC,I0取自本断路器CT的二次的一组线圈,经VFC变换为高频数字脉冲信号分别引至CPU1供失灵保护、三相不一致保护等断路器保护用、CPU2供重合闸用及MONI作起动元件用（单独的A/D变换。
IAI'
BIBI'
AICI'
CI0UXBI'
UXAUXCUXNUMUMN
（2交流电压输入接线
一般情况下4个输入电压,UXA,UXB,UXC引入本线路或元件的电压互感器的电压,UM接任意相母线电压。
在重合闸投单重方式（后合断路器不经有压判别或重合闸不投入及发变组三跳起动失灵不经与电压相关判据时,可不接电压。
4.3各CPU的作用
装置共设三个CPU,CPU1为断路器失灵保护、充电保护、三相不一致保护和死区保护,有独立的起动元件。
CPU2为自动重合闸,有独立的起动元件。
CPU3即MONI模件,内设置装置的总起动元件,起动后开放出口继电器正电源。
CPU1,CPU2的出口跳合闸回路均经CPU3总起动元件开放。
CPU3还作为通讯管理机,负责三个CPU之间的通讯及人机对话和对外部通讯。
4.4装置的总起动元件
总起动元件由三部分构成:
（1测量断路器电流的IA,IB,IC工频变化量的幅值,其判据为:
nTIII2.025.1max+∆>
∆ΦnI为额定电流
TI∆为浮动门坎,随着电流变化量输出增大而逐步自动增高,取1.25倍可保证门坎电压始终高于不平衡电流输出。
maxΦ∆I是取三相电流中工频变化量最大一相的半波积分值
（2零序过流起动元件,零序过流门坎值可以整定,零序过流继电器满足条件,起动元件就动作。
（1,（2判据任一项满足时,总起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
（3TWJ起动元件,当HHKK为”1”时,任一相TWJ动作而前述两项判据不满足时,开放出口15秒。
4.5保护的程序结构
图4.2保护的程序结构每一CPU的基本程序结构见图4.3,主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样及计算程序,除管理CPU（CPU3,只有在主程序中允许接受通讯中断与CPU3交换数据。
采样部分执行电流电压的采样、滤波及数据整理。
当起动元件动作时,进入故障测量程序,
进行各种故障的测量计算,发出跳合闸命令。
当起动元件未动作时,执行正常运行程序,例如检查开关位置,检查PT断线,电流电压自动零漂调整等。
起动元件的整组复归时间为最后一次操作后7秒。
程序采用实时数据计算,在每一个采样周期完成全部计算。
另外,在故障计算程序中,故障测量是平行计算的,相当于各测量元件同时并行工作。
因此,本保护有较高的固有安全性和可靠性。
4.6保护部分（CPU1
CPU1内设有断路器失灵保护,三相不一致保护和死区保护。
断路器失灵保护和死区保护的有关输入量的处理见方框图4.4;
方框图4.5表示了联跳回路、两相联跳三相、死区保护的动作逻辑;
方框图4.6则表示了失灵保护和三相不一致保护的动作逻辑。
图中所用的符号说明:
LQ:
起动元件;
TWJA、TWJB、TWJC:
分别为A、B、C相的跳闸位置继电器
HHKK:
开关在合后位置;
TA,TB,TC:
外部输入的A,B,C相跳闸信号;
LAH,LBH,LCH:
分别为A,B,C相起动失灵保护的高定值过流元件;
LA,B,CH:
起动失灵保护的高定值过流元件任一相动作时动作;
LSQ:
起动死区保护的过流元件任一相动作时动作;
L01:
起动失灵保护的零序过流元件;
L_POW:
发变三跳起动失灵保护的低功率因素开放元件;
I2_OV:
发变三跳起动失灵保护的负序过流开放元件;
LA,B,CL:
起动三相失灵的低定值过流元件,任一相动作时动作;
TABC1:
母线与线路三相跳闸信号;
TABC2:
远跳,过电压,发变三跳信号;
LA,LB,LC:
分别为A,B,C相过流元件,起动值为0.06In;
LA,B,C:
起动值为0.06In的过流元件,任一相动作时动作;
SW1:
失灵保护经零序过流元件开放;
SW3:
投入时收到外部跳闸信号时失灵保护瞬时联跳相应相;
SW4:
投入低功率因素元件开放的发变三跳起动失灵保护;
SW5:
投入经零序过流元件开放的发变三跳起动失灵保护;
SW7:
投入负序过流开放的发变三跳起动失灵保护;
SW8:
投入死区保护。
图4.3断路器失灵保护和死区保护输入量处理
图4.4联跳回路及死区保护动作逻辑图
图4.5失灵保护及不一致保护动作逻辑图
瞬时联跳回路
该回路经SW3由用户设定,当收到A,B,C单相跳闸信号时,而且该相高定值电流元件动作,经SW3瞬时起动分相跳闸回路TA、TB、TC。
当收到三相跳闸信号TABC或TABC2时,而且任一相高定值电流元件动作,经SW3瞬时起动分相跳闸回路TJA、TJB、TJC。
联跳三相回路
当收到而且仅收到二相跳闸信号时,经15ms延时联切三相。
联跳三相回路中A,B,C相跳闸均保持信号,两两相与后分别为AB,BC,CA二相的跳闸保持信号,如有二相以上跳闸,这时三相又不动作,则短延时15ms后发三相跳闸。
死区保护回路
某些结线方式下（如断路器在CT与线路之间CT与断路器之间发生故障时,虽然故障线路保护能快速动作,但在本断路器跳开后,故障并不能切除。
此时需要失灵保护动作跳开有关断路器。
考虑到这种站内故障,故障电流大,对系统影响较大。
而失灵保护动作一般要经较长的延时,所以LFP-921B中考虑了动作时间比失灵保护快的死区保护。
死区保护的动作逻辑为:
当装置收到三跳信号TABC1、TABC2,或TA、TB、TC同时动作,这时过流元件LSQ动作,对应断路器跳开,装置收到三相TWJ,受SW8（SQ控制经整定的时间延时（TSQ起动死区保护。
出口回路与失灵保护一致,动作后跳相邻断路器。
断路器失灵保护1:
故障相失灵按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后先经可整定的延时（TST发三相跳闸命令跳本断路器三相,再经可整定的延时（TSL发失灵保护动作跳相邻断路器。
故障相失灵可通过整定控制字SW1（L0SL选择是否经可整定定值（L01的零序过流开放。
2:
非故障相失灵由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件,并且失灵过流低定值动作元件同时动作,此时输出的动作逻辑先经可整定的延时（TST发三相跳闸命令跳本断路器三相,再经可整定的延时（TSL发失灵保护动作跳相邻断路器。
3:
发、变三跳起动失灵由发、变三跳、收远跳、等起动的失灵保护可分别经低功率因素、过电压、和零序过流三个辅助判据开放。
三个辅助判据均可由整定控制字投退。
输出的动作逻辑先经可整定的延时（TST发三相跳闸命令跳本断路器三相,再经可整定的延时（TSL发失灵保护动作跳相邻断路器。
失灵保护及死区保护动作均闭锁重合闸。
注:
低功率因素元件动作原理
装置采用比相器算法构成低功率因素元件,其动作条件:
ZDΦ<
Φcos|cos|
式中:
Φ为一相电压与电流的相角差测量值
ZDΦ为装置整定值PLzd,整定值范围为0090~45。
实际计算中,当装置整定为ZDΦ时,低功率因素元件动作范围是ZDZDΦ−<
Φ<
Φ180,ZDZDΦ−<
Φ+360180。
断路器三相不一致保护
当不一致保护投入（SW2BYZ=“1”,任一相TWJ动作,且无电流时,确认为该相开关在跳闸位置,当任一相在跳闸位置而三相不全在跳闸位置,而且操作把手在合后位置时,则确认为不一致,受I02经SW6BYZ控制,经可整定的延时（TBYZ不一致保护动作,跳本断路器三相。
充电保护
充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的电流保护实现。
电流取自本断路器CT,与断路器失灵保护共用。
充电保护可经充电保护投入压板及整定值中相应段充电保护投入控制字投退。
注意:
I段充电保护在断路器合上的400ms后（由TWJ为“0”判断路器是否合上,将自
动退出。
图4.6充电保护逻辑示意图4.7自动重合闸（CPU2
自动重合闸的有关输入量的处理见方框图4.7;
方框图4.8表示自动重合闸“充、放电”回路的逻辑;
方框图4.9则表示了自动重合闸的动作逻辑。
图4.6自动重合闸的有关输入量的处理方框图
图4.7自动重合闸“充、放电”回路逻辑框图
图4.8自动重合闸的动作逻辑框图
图中所用符号说明:
分别为A、B、C相的跳闸位置继电器;
LA、LB、LC:
LA,B,C:
起动值为0.06In过流元件,任一相动作时动作;
TA,TB,TC:
分别为外部输入的A、B、C相跳闸信号;
CH1:
重合闸方式1;
CH2:
重合闸方式2;
自动重合闸投退开关;
SW2:
检同期;
检无压;
三重不检;
SW6:
TWJ起动单重;
TWJ起动三重;
未充电沟通三跳;
SW9:
后合经检线路有压闭锁投入。
重合闸方式的选择
本装置可实现单相跳闸单合,多相跳闸不合的单相重合闸方式,任何故障三跳三合的三相重合闸方式,以及单相故障单跳单合,多相故障三跳三合的综合重合闸方式等三种重合闸方式,重合方式由重合闸方式端子CH1,CH2决定。
另外本装置与LFP-901A,902A配合可实现特殊重合方式。
见功能表4.1:
表4.1
单重三重综重停用
√√
重合闸长期不投时,应将装置方式开关SW1置“0”,将重合闸退出。
重合闸由二种方式起动,一是由线路保护跳闸起动重合闸,二是由跳闸位置起动,当投入方式开关SW6,SW7时,即分别为投入单相和三相跳闸位置起动重合闸。
重合闸的准备（重合闸的“充、放电”
为了避免多次重合闸,必须在“充电”准备完成后才能起动合闸回路,起动“充电”的条件为:
跳闸位置继电器TWJ不动作,HHKK为“1”（表示断路器处于合闸位置,同时起动回路LQ不动作,重合闸投入,满足其他相关条件时可起动“充电”,TCD充电时间可整定。
重合闸“放电”的条件有:
1重合闸起动前压力不,作经延时400ms后,“放电”;
2重合闸方式在退出位置,即CH1,CH2同时为“1”,“放电”;
3单重位置,CH1,CH2同时为“0”时,三个TWJ均动作,“放电”;
4收到外部闭锁重合闸信号BC时立即“放电”;
5合闸脉冲发出的同时“放电”;
6当判断跳开相为永久故障时,延时1秒后“放电”;
7当CPU1的失灵保护动作时立即“放电”;
8收到外部发变三跳信号TABC2时立即“放电”。
9对后合断路器的LFP-921B,当单重或三重时间已到（TD或TS,但后合延时（TYSzd未到,这之间如再收到线路保护的跳闸信号,立即放电不重合。
这样,就可以确保,先合断路器合于故障时,后合断路器不再重合。
（见图4.8
手动合闸
线路在断开状态时,TWJ动作,无电流,线路无压,保护置手合加速,待断路器合上,经1S延时后,手合加速返回。
手合加速输出加速接点JSJ给线路保护,手合于故障线路时,线路保护加速跳闸。
由于目前大量应用的微机线路保护本身具备加速判别能力,所以建议实际应用中,此功能不用。
单相重合
当系统选择单相重合闸或综合重合闸方式时,即CH1为“0”时,在单相故障时开放单相重合闸。
单相故障,仅单相跳开时,也就是,装置收到单相跳闸接点（或单相TWJ动作,并当该接点返回时,起动单重时间TD。
因本重合闸用于1
1断路器,对应每条线路有二个断路器,由外部“先合投入”压板可设定其中一个断路器先合闸,一次合闸脉冲时间120ms。
选择另一个断路器为后合侧,经延时TD+TYSzd后发合闸脉冲。
三相重合
当选择三重或综重方式时,CH1、CH2有一个且仅一个为“1”;
三相跳闸且断路器三相跳开后,起动三相重合闸,可实现检同期,检无压或不检直接重合三种方式。
方式开关SW2为检同期重合闸方式,当线路和母线均为有压时,经检查同期,如同期动作起动三重延时TS,其后与单重方式相同。
方式开关SW3为检无压重合闸方式,当VXL、VML任一无压元件动作时,认为无压条件满足,起动三重延时TS。
特别要注意,这里检无压方式和检查同期方式分别由SW3,SW2来整定,可同时投入。
方式开关SW4为不作检查,直接三重方式。
合闸加速
本装置考虑到有些线路保护仍依赖重合闸给出的合闸加速保护跳闸信号,因此,本装置在合闸脉冲发出的同时给出合闸加速信号400ms。
另外手动合闸时,也给出400ms的加速信号。
手动合闸SH判据为,在程序正常运行时（图4.6,处于未起动装态,若三个TWJ均在动作状态,而三相均无电流,同时检查线路三相无电压时,设一个准备手合标志,起动元件起动后,程序进入故障测量程序即可开放手合加速400ms。
沟通三跳
a当本重合闸在投入状态（SW1=“1”,且控制字SW10=“1”时,只要重合闸在未充好电状态,即发沟通三跳GSJ。
b重合闸为三重方式时,发沟通三跳GSJ。
c重合闸置装置故障或直流电源消失,发沟通三跳节点GSJ。
三相直跳
a当本重合闸在投入状态（SW1=“1”,且控制字SW10=“1”时,只要重合闸在放电状态,装置收到任意跳闸接点时联切三相。
b当后合的重合闸控制字SW11=“1”,先合重合闸未合,线路三相电压不能恢复,因此,经检有压后合的断路器不再合闸,同时经延时TJS后直跳三相。
见图4.8。
4.8交流电压断线
1三相线路电压向量和大于8伏,起动元件不起动,延时1.25秒报PT断线。
2CPU1在控制字GY和PL同时为“0”时,不作PT断线检测;
CPU2在单重方式,停用方式,或者控制字TQ和UL同时为“0”时,不作PT断线检测。
3PT断线时,将低功率因素元件,过电压元件和检同期,检无压元件退出,装置的其它功能正常。
4三相线路电压恢复正常后,经10秒延时后全部恢复正常运行。
4.9装置出口回路
图4.9出口回路图
其中:
QJ:
起动继电器由CPU3的总起动元件动作起动;
BJJ:
异常报警信号,BJJ动作,表明有异常,但装置仍具有部分或全部保护功能;
BSJ:
装置故障闭锁信号,BSJ动作表明装置已停止工作;
XJT:
跳闸信号继电器,带磁保持功能;
XJH:
合闸信号继电器,带磁保持功能;
GSJ:
重合闸输出的沟通三跳继电器;
SLJ:
断路器失灵出口继电器;
16
TJA、TJB、TJC:
分别为A、B、C相跳闸出口继电器;
HJ:
合闸继电器;
JSJ:
合闸（包括自动和手动合闸加速继电器。
QJ、BJJ、BSJ、XJT、XJH、GSJ由24V电源直接起动,其它继电器的正电源都受BSJ和QJ的控制,只有当装置运行正常,BSJ未闭锁,且QJ动作后才能起动开放。
5.装置液晶显示符号的说明:
5.1保护动作符号
1TLT---单相联跳保护动作;
2LTst---三相联跳保护动作;
3TST---经整定值延时三跳出口动作;
4TSL---经整定值延时失灵保护动作;
5T2P---两相跳闸短延时联跳三相;
6TSQ---经整定值延时死区保护动作;
7BYZ---不一致保护动作;
8TEN---充电保护动作（I、II段动作
9CH---重合闸动作;
10NPR---重合闸未充电/停用/三重方式/等由重合闸勾通的三相跳闸。
5.2装置报警符号
1RAM,EPROM,EEPROM---R
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