SPAJ140C组合式过电流与接地故障继电器1要点0406110154.docx

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SPAJ140C组合式过电流与接地故障继电器1要点0406110154

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第一章：

组合式过电流与接地故障继电器SPAJ140C2

1.1用途2

1.2动作原理2

1.3动作指示器7

1.4电源与输出继电器模块8

1.5技术数据10

第二章D型继电器模块的一般特性12

2.1控制按钮12

2.2显示13

2.3显示主菜单13

2.4显示子菜单13

2.5编程开关组SGF、SGB和SGR14

2.6整定14

第三章SPCJ4D29组合式过电流和接地故障继电器16

3.1功能说明16

3.2断路器失灵保护18

3.3遥控整定18

3.4动作指示器20

3.5整定值20

3.6编程开关21

第四章操作指南26

4.1面板简介26

4.2控制及电源模组简介27

4.3SPCJ4D29模组介绍28

4.4输入，保护与输出29

4.5电流输入与显示30

4.6起动指示30

4.7跳脱指示31

4.8故障记录器312

第一章：

组合式过电流与接地故障

继电器SPAJ140C

1.1用途

SPAJ140C型组合式过电流与接地故障继电器是用于直接接地，电阻接地或阻抗接地电力系统中的辐射式馈线作为有选择性的短路和接地故障保护。

综合的保护继电器包括过电流元件和接地故障元件两部分，它们都具有高度灵活的跳闸和信号装置。

馈线保护可根据使用要求，采用单相、两相或者三相过流保护以及无方向接地故障保护。

过流与接地故障继电器还包含有断路器失灵保护。

1.2动作原理

组合式过流与接地故障继电器是二次继电器，它是接在被保护馈线的电流互感器。

三相过流元件和无方向接地故障元件连续地测量被保护馈线地向电流与零序电流。

在故障情况下，这些元件可根据所选择的保护方式起动外部自动重合闸或使断路器跳闸。

过流元件

A.当相电流超出过流元件的低定值段1＞的整定值时，该元件在预置的约60ms延时后，发出起动信号，当整定动作时间到达后，发出过流保护低定值动作跳闸指令。

B.当起动值超出过流元件的高定值段1＞＞的整定值时，该元件在预置的约

40ms延时后，发出起动信号，当整定动作时间到达后，发出过流保护高定值动作跳闸指令。

接地故障元件

A.当零序电流超出低定值段10＞的整定值时，接地故障元件将在预置的约60ms起动延时后，发出起动信号。

当定时限或反时限整定时间到达后，发出接地保护低定值动作跳闸指令。

B.当起动电流超出接地故障元件的高定值段丨0＞＞的整定值时，该元件将在预

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置的约40ms延时后，发出起动信号，当整定动作时间到达后，发出接地故障元件高定值动作跳闸指令。

过流元件的低定值段和接地故障元件的低定值段均可选择定时限或反时限

（IDMT）特性。

当选择反时限（IDMT）特性时，该继电器可提供六种实用的特性曲线。

其中四种曲线符合BS142和IEC255标准，分别命名为正常反时限、强反时限、超强反时限和长反时限。

另两种附加的曲线被命名为RI曲线和RXIDG曲线。

通过跳闸出口继电器矩阵的适当编程，过流与无方向接地故障元件的起动信号可作为接点功能送出外部，例如可利用这些起动信号去闭锁上游侧相互配合的保护继电器，作用于信号和起动自动重合闸。

继电器包括一个外部逻辑控制输入，它有一个具有辅助电源电压水平的控制信号来驱动。

控制输入信号对继电器的作用取决于测量模块上的编程开关组。

这个控制输入信号可用来闭锁一个或更多的保护段，在手动复位方式下解除输出继电器的自保

SGB/1

SGB/3

SS1

SS2

SS3

LATCHIN

TRIP,

3I>>

SPCJ4D29

U1IR

3I>F

Io>

Io>>

SPAJ140C

SGB/4#

SGB/5

SGB/8/_

RCI/O

SETTINGS

RESET

RKJRGS\770RGS■RKORGS

RKJRGS\4MORGS

RKJRGSXG2ORGS\A1ORGS

\SGF/4

I'cTlsI

.jT4

jT8

U1:

Fig1.SPAJ140C型组合式过电流与接地故障继电器的接线原理图

Uaux辅助电压

a,b,c,d,e

输出继电器

IRF

自检装置

SGR

设定出口继电器的开关组

SGB

设定闭锁或控制信号的开关组

SIGNAL1

过电流跳闸信号

SIGNAL2

接地故障跳闸信号

START1

由SGR3开关组选择的保护起动信号或辅助跳闸信号

START2

低定值过流段1＞的保护起动信号

三相过流和无方向性接地故障模块SPCJ4D29

输入模块SPTE4E1

电源与输出继电器模块SPTU240R1或SPTU48R1

T1:

==T9

起动于跳闸指示器

SERIALPORT

串行通讯口

SPA-ZC

总线连接模块

Rx/Tx

总线连接模块的光纤接收端（Rx）和发送端（Tx）

Fig2SPAJ140C继电器的端子排列（背视图）

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当CT二次回路的额定电流h=5A时，过流保护的三相电流接到1-2,4-5和7-8端子。

若使用额定电流为1A的电流互感器时，即接到1-3，4-6和7-9端子。

过流保护也可应用于单相或两相，在这种情况下，无用的端子可不接线，然而在应用于单相时，相电流可通过两个串连起来的电流输入回路，这样可以增加继电器的动作速度，这对于瞬时动作特别有利。

接地故障的零序电流当额定值为5A时，接到25-26端子，额定电流为1A时，接到25-27端子。

控制输入端子10-11有三种不同的用法。

即作为测量模块外部闭锁的控制输入、作为解除跳闸继电器自保持的控制输入，或作为遥控设定的控制输入。

这些功能可通过测量继电器模块的主菜单中的SGB开关组1-8号开关来选择。

继电器的辅助电源电压接到端子61-62。

辅助电源电压为直流时，正极接端子61。

接到端子的电压水平是由插在保护装置的电源和输出继电器模块的型式来确定。

其细节

请参看电源模块的说明，继电器辅助电压范围标注在面板上。

1）输出继电器A提供断路器CB跳闸指令的重载出口继电器。

一旦过流或无方向接

地故障模块的低定值或高定值动作时间到达时，出口继电器A动作使断路器CB

跳闸。

SGR1开关组的2、4、6和8号开关用来选择执行跳闸的保护区段，厂家交货时，所有的保护区段设定为动作跳闸。

输出继电器A的自保持功能可由SGB的6和7号开关来选定，他们分别对应过流跳闸和接地故障跳闸。

2）自保护模块输出的跳闸报警信号可由输出继电器B和C得到。

送到输出继电器B和C的信号可由测量模块的SGR2开关组的1-8号开关来选定。

设置输出继电器

B和C输出信号的开关矩阵是相同的。

通常，输出继电器B和C是这样设置的：

即由继电器C得到低定值和高定值过流跳闸报警信号；由继电器B得到相应的接地故障跳闸报警信号。

这同样是出厂时的默认设定。

3）继电器保护段的起动信号由输出继电器D得到。

送到输出继电器D的信号由SGR1开关组的1，3，5和7号开关来设定。

这在保护模块的主菜单可找到，过流元件的低定值和高定值的起动信号用开关1和3选定，而开关5和7是用来选定相应的无方向接地故障元件的起动信号。

4）输出继电器E是重载输出继电器，和输出继电器A—样，可以操纵断路器跳闸，它可由保护段的起动和动作信号控制。

当使用CBFP的功能时，输出继电器E还被用来作为断路失灵保护（CBFP）的跳闸输出。

在这种情况下，跳闸信号可控制上游侧的断路器，或者是控制主断路器的第二个跳闸线圈，增加断路器的动作可靠性。

5）输出继电器F用于作为继电器的自检系统的输出继电器。

在正常工作情况下，这个继电器是励磁的，接点70-72闭合。

如果自检系统检测到某一故障，或辅

助电源故障，则输出继电器返回，其常开触点71-72闭合，发出报警信号。

继电器经9极D型接头与SPA-ZC17及SPA-ZC21模块接到SPA数据传输总线。

超小型D型接头装在继电器背面。

光纤电缆的两端接到不同总线连接模块的相对应端子Rx和

Tx（注：

本侧Rx接对侧Tx，本侧Tx接对侧Rx）。

光纤电缆将一套套保护继电器连接起来接到变电站级监控装置的通讯单元。

IL1

IL2

IL3

to>,ko

SGR3/6

SGR2/5'

SGR2/6

SGR3/5

SGR1/5

SGR3/3

SGR1/3

SGR2/3

SGR2/4

10|

SGB/1

SGB/2

t>,k

SGB/3

SGB/4

SGB丿5.

SGB/8.

I>>

lo>>

to>>

SGR3/1

SGR1/1

SGR372

SGR2/1

SGR2/2

SGR1/2

SGF2/7

SGR3/4

SGR1/6

SGR3/7

SGR1/7

SGR3/8

SGR2/7

SGR2/8SGR1/8-

REMOTESETTINGS

RELAYRESET

SIGNALDIAGRAM

Relay|

―-IRF

IRF

RESET+

SGB/6.PROGRAM

1―TS1

START1

-SS1

START2

-SGF2/8

-（AR2）

SS2

I（AR3）

SS3

（AR1）

SPCJ4D29

SIGNAL1

SIGNAL2

TRIP

SPTU

pangtn+JUDLUo

L1L2L3

BS0

551

552

553

TS1

AR1…3

IRF

SGF

SGB

SGR

Fig3SPAJ140C型组合式过电流与接地故障继电器信号框图

被测相电流

零序电流

闭锁或控制信号

起动信号1

起动信号2

起动信号3

闭锁信号

自动重合闸起动信号（在SPAJ140中没用）继电器内部故障信号

功能开关组

闭锁开关组

出口继电器设置的开关组

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闭锁信号和起动信号的功能开关组SGFSGBSSGR勺开关选择。

开关组的检验和可

以从保护继电器模块的整定菜单中查出

1.3动作指示器

1.3.1当某一保护段动作时，其TRIP跳闸动作指示灯亮，在该保护段恢复时，.红色指示灯仍保持着

1.3.2女口I>,I»,或10•,Io中某一保护段发出跳闸指令，而显示器无显示，则故障相或零序通道将由黄色的LED指示灯表示。

如果TRIP指示灯发红光，而

IL1,IL2指示灯同时亮，则说明在L1和L2相发生过流跳闸。

1.3.3此外，在显示器最左边的红色数字是直观的功能指示器，它的数据代表编码号，功能指示器由单个红色数字发亮来识别。

F表是在继电器面板上表示的动作显示码的含义。

®ASB

SPAJ140C

□M...265Vz

Zia.,.8ov-

REGISTERS

/maxgift

爪飽画（f），"回画（怙）

/>startr>TRi?

J*STARTATRIP；0>5TART2TOIP怙”STARTATRIPCflFP

SPCJ

显示码

说明

I>START

二过电流元件的低定值段I＞已启

I>TRIP

=过电流元件的低定值段I＞已跳

I>>START

=过电流元件的高定值段【＞＞已

I>>TRIP

=过电流元件的高定值段【＞＞已

丨0>START

=接地故障元件低定值段＞已启动

Io>TRIP

=接地故障元件低定值段＞＞已跳闸

|0>>START

=接地故障元件高定值湊已启动

Io>>TRIP

=接地故障元件高定值段＞＞已跳闸

CBFP

二断路器失灵保护已动作

动

（闸启动

1.3.4当保护段已恢复正常时TRIP指示器仍保持，指示器须按RESET/STEP按钮来复位。

此外，指示器还可以通过由外部输入控制电压到外部控制输入端子10-11来

复归，这时微型开关SBG/8应设定在位置1。

继电器的基本保护功能并不决定于动作指示器的状态已复归或未复归。

继电器是一一直起保护作用的。

如果某一保护段启动，但由于在延时时限未到达之前激励电流已降低到起动值以下，而没有发出跳闸信号，则起动指示器通常是自动地复归。

然而可以通过SGF2/1…4开关把启动指示器设定为自保持，这时就需要按“复归/步进”按钮来

SGF2/1开关=1

SGF2/2开关=1

SGF2/3开关=1

SGF2/4开关=1

复归。

指示器自保持是通过以下编程获得：

I＞段启动指示自保持

I＞＞段启动指示自保持

10＞段启动指示自保持

10＞＞段启动指示自保持

厂家交货时SGF2/1…4开关已预设定为0

135内部自检系统检测到某一个持久的继电器故障约90s之后，红色IRF指示器亮,

同时自检系统的输出继电器动作。

此外，大多数故障情况下将显示一个自动诊断故障码。

故障码包括一个红色数字1和一组绿色的码编号，它表示何种故障

形式。

在故障持续期间种故障码不能复归。

当故障码在显示器上出现时，应把它记录在簿子上，并在继电器返修时把数据提供指定的专业维修部。

1.4电源与输出继电器模块

继电器的工作，需要一套可靠的辅助电源。

电源模块形成保护继电器模块和辅助

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继电器所需之电压。

抽出式的电源和输出继电器模块位于装置面板的后面，装置面板用十字螺丝固定。

电源和输出继电器模块包括电源单元、全部输出继电器，输出继电器的控制回路以及外部控制输入的电子电路。

电源和输出继电器模块在装置面板拆掉后可以拔出。

电源模块的一次侧由保险丝

F1保护，位于模块的印刷电路板上，保险丝用1A（慢速）。

遅釧曲酣用卡it宦电压

Wi出懈他黯线哺电TH

电源单元为脉宽调制时的DC/DC变换器共一、二次侧之间有良好电气隔离。

它形成测量及电气模块所需的直流二次电压，即+24V,_12V和一8V。

输出继电器电压-12V和一24V是在电源模块中稳压的，而保护继电器模块所需的+5V逻辑电压是由继电器模块上进行稳压。

Fig4电源模块的电压等级

电源模块工作时，在装置面板上的绿色发光二极管“辅助电压”Uaux指示器亮。

监视电压源的电子电路在测量模块中，如二次侧电压偏离额定值太大，则发出自检报

警。

当电源模块从继电器中拔出或供给继电器的辅助电源中断时，也会发出报警。

电源和输出继电器模块有两种型式，这两种型式的二次测电压和继电器结构均相同，但

其输入电压范围不同。

一、二次侧之间以及与保护接地之间的绝缘试验电压2kV,50HZ1min额定功

率P,5W

电源模块的电压范围：

----SPTU240R1Umax=80…265V直/交流

----SPTU48R1Umax=18…80V直流

SPTU240R1模块可以使用交流或直流两种电压，SPTU48R1只能用于直流电源。

装置面板上标明组合继电器电源模块的辅助电压范围。

1.5技术数据

输入回路

额定电流I。

热承载能力：

—连续

----1秒钟

冲击电流承载能力，半波值

输入阻抗

额定频率fn

输出接点额定值

跳闸接点

端子

额定电压

连续载流

接通并持续0.5秒

接通并持续3.0秒

对应48/110/220V直流，控制电路时间常数

L/R乞40ms时的直流开断能力

接点材料

信号接点端子

额定电压

通电并持续0.5S

接通并持续3.0S

对应48./110/220V直流，控制电路时间常数

L/R乞40ms时的直流开断能力

接点材料

20A

100A

500A

250A

1250A

<100m'j

<20m>.1

50Hz或60Hz

65-66,74-75

250V交流/直流

30A

15A

5A/3A/1A

AgCdO2银、二氧化铬

70-71-72、68-69、77-78、80-81

250V交流/直流

10A

1A/0.25A/0.15A

AgCdO2银、二氧化铬

闭锁、远方设定或远方复归输入端子

10-11

外部控制输入

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外部控制电压等级

触发输入回路的控制电流

18…265V直流或80…265V交流

2…20mA

电源和输出继电器模块

SPTU240R1型电源与继电器模块

80…265V交流/直流

SPTU48R1型电源与继电器模块

18--80V直流

静止/动作条件下的消耗功率

~4W/~6W

SPCJ4D29过流元件

低定值过流段1>*

起动电流整定值范围

-----定时限动作

0.5…5.0In

-----反时限动作

0.5…2.5ln

动作特性

-----定时限动作

-----动作时间t>

0.05…300s

——按IEC255-4和BS142标准的

反时限（IDMT）动作特性

超强反时限

强反时限

正常反时限

长反时限

------特殊型式的反时限特性

R1型反时限

RXIDG型反时限

-----时间倍率K

0.05…1.0

高定值过流段I>>

起动电流整定值范围

0.5…40In和二，无限

动作时间t>>

0.04…300s

SPCJ4D29接地故障元件

低定值过流段Io>*

起动电流整定值范围

0.1…0.8In

第ii页

动作特性

定时限动作

-----动作时间to■

按IEC255-4和BS142标准的

反时限（IDMT）动作特性

特殊型式的反时限特性

-----时间倍率ko

高定值过流段丨0>>起动电流整定值范围动作时间to>>

0.5…300s

超强反时限

强反时限

正常反时限

长反时限

R1型反时限

RXIDG型反时限

0.05…1.0

0.1…10.0In和二，无限

0.05…300s

注意!

高定值段的启动可闭锁设定与反时限的低定值段的动作。

这时过流元件的动作时间，是由大故障电流起动的高定值段的整定动作时间决定，为了得到跳闸信号。

高定值段的动作必须接到跳闸输出继电器。

注意！

如整定起动电流超出2.5In，必须注意输入端的连续最大负载值（2.5In）.

第二章D型继电器模块的

亠般特性

2.1控制按钮

继电器模块的面板上有两个按钮，复归/步进（RESET/STEP）按钮是用来复归动作指示器以及为在显示主菜单或子菜单中作前后步进用。

编程（PROGRAM）按钮是用来

从主菜单中的某一位置转移到相应的子菜单，进入某一参数的整定方式，以及执行整

定工作。

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2.2显示

测量值和整定值，以及记录数据都在测量继电器模块的显示板上显示。

显示内容为四个数字，右边三位绿色数字表示测量值、整定值、或存储值，最左边一位红色数字表示寄存器的编号。

测量值或整定值的显示是以继电器面板上相对应的黄色发光二极管LED指示器来表示的。

当显示被存储的故障值时，红色数字发光表示寄存器的编号。

当显示其作为动作指示器工作时，只有红色数字单独亮着。

当测量继电器模块一送上辅助电压时，模块对显示器进行初始试验，用大约15s

时间逐个试验全部显示笔划。

首先，全部数字的相应笔划包括小数点，以从小到大的顺序点亮，然后所有数字的中间笔划一个点亮，整个程序执行两次。

当试验结束时显示器关闭。

试验过程可按步进（STEP）按钮将试验中断。

在试验的全过程该模块的保护功能仍然起作用。

2.3显示主菜单

正常工作期间所需全部数据可在主菜单中得到，如实时测量值，实时有效整定值和最重要的存储数据。

在主菜单中的数据显示是利用步进按钮以顺序在显示器上调出。

步进按钮按住约

1秒钟，显示器为顺序向前移动显示，如按住约0.5秒钟，则显示器向后移动显示。

如显示器为空白时，则这时只能向前移动，如步进按钮保持长时间按住状态，显示器将连续向前移动，只在显示器空白处停滞一会儿。

除非用步进方法将向示器切换到空白位置，使其关闭，否则显示器将在步进按钮最后一次动作后约5分钟内保持有效，然后熄灭。

2.4显示子菜单

不太重要的值和不经常整定的值在子菜单中显示。

不同型号继电器模块的子菜单的编号有所不同。

按住编程（PROGRAM）按钮约1秒钟可从主菜单进入子菜单。

当放开按钮时，显示器的红色数字开始闪烁，表示已进入子菜单，从一个子菜单到另一个子菜单或是返回到主菜单的方法与从某个主菜单显示移动到另一个主菜单的方法相同。

按住SETP

按钮约1秒钟，显示向前移动，按住0.5秒钟则向后移动。

当红色的步进显示熄灭时，

第二章：

D型继电器模块的一般特性表示已重新进入主菜单。

当从某一个由LED指示的测量或定值进入子菜单时，指示器致使其仍保持亮着，同时显示器的地址窗开始闪烁。

如有闪烁的地址窗而没有LED指示器亮着，表示已经入某一寄存器的子菜单。

2.5编程开关组SGF、SGB和SGR

继电器模块在各种应用场合的部分整定值及动作特性的选择是用编程开关组

SG_＜完成的。

这些开关组都是建立于软件上，因此在元件的硬件方面是找不到的。

当开关组的检验和在显示器上显示时，并进入整定方式，开关状态就可一个个地设定，就像它们是实在的有形开关一样。

整定步骤完成后，整个开关组的检验和将显示出来。

检验和能用来检验开关整定是否正确。

开关编号

位置

加权值

数值

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