有关差动保护的详细动作逻辑等,MCD-H1的内部逻辑图061-064。
充电电流补偿
被保护线路的充电电流会产生差电流,当充电电流大于装置的动作值时,装置可能会误动作。
为了防止误动,需要对充电电流进行补偿。
根据节点电压“V”按如下方法计算充电电流“Icc”:
Icc=jωC×v
这里,ω=2πf,f是系统频率。
Icc=ωC×jv
这里,‘jV’是将V旋转90度进行计算。
jV=√3v(t)-2v(t-T)
这里,T为对应于电气角度30º时的时间。
这样,下式即为具有充电电流补偿的动作方程:
ID=|ΣI|=|(IA-Icc)+IB|
IR=Σ|I|=|IA|+|Icc|+|IB|
由于充电电流是利用母线电压来计算的,所以在下列情况下,有可能无法计算:
1)装置使用母线VT,在断路器断开情况下。
2)装置使用线路VT,在断路器断开情况下。
用线路VT输入电压进行计算的充电电流可能无法补偿线路开关处的充电电流,因为电压和电流之间的暂态响应不同。
3)当VT发生故障时,充电电流无法计算,那么当实际充电电流大于‘K1’时,差动元件误动。
为了防止误动,当装置处于上述情况时,自动将‘K1’值变为‘K1+20%+ICS’。
当VTF的投退功能开关为ON时,装置使用自动充电电流补偿功能。
当VTF的投退功能开关为OFF时,装置不使用自动充电电流补偿功能。
87SK→87SK1+20%In+ICS
ICS≧0.1×87SK1
VTF
CB(52a)
LSb
100ms
图3.6K1系数开关情况
有关充电电流补偿的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图061。
变比匹配功能
当线路二侧使用不同变比的CT时,需要进行变比匹配,匹配系数可从0.5调整到1.00,步长0.01。
差动电流在CT变比匹配后进行计算,并且可通过前面板指示或PC进行监控。
需要指出的是:
1)CT匹配功能只对电流差动元件有效,其他元件如距离元件不进行CT匹配的电流计算。
2)装置具有CT饱和的反措施功能,但并不是对任何水平的CT饱和都适用。
只适用于在最大直流量、故障最大时间衰减和最大CT残留量时CT至少在半个周期内不饱和的系统。
CT二次开路监视(CTF)
如果线路任一侧CT二次开路,由于负荷电流可能大于差动元件的灵敏度,导致差动元件误动。
因此装置提供了CT二次开路监视及闭锁逻辑。
这个逻辑是用本测及对侧的零序相电流(IO)以及相电流的有无来判断CT二次开路相的,如图3.7。
1)正常情况
两侧均无IO电流,逻辑回路无效(不闭锁电流差动元件)。
2)故障情况
相间故障…两侧均无IO电流
接地故障…两侧均有IO电流
逻辑回路仍无效(不闭锁电流差动元件)。
(3)CT二次开路情况
在一相CT二次开路侧有IO,而在CT二次正常侧则没有IO。
所以就可以用无相电流来测量开路相。
实际上,当装置测量到相电流小于8%的额定电流,并且有IO时,则判断为该相断线。
当装置测量到CT二次开路后,闭锁二侧CT二次开路相的差动元件。
I10>KCT
Local
Remote
IR0>KCT
IA<8%In
IRA<8%In
20ms
CTFA
CBL
CBR
IL0,ILa---本侧的I0和Ia,CBL----本侧的合位信号
IR0,IRa---对侧的I0和Ia,CBR----对侧的合位信号
KCT------I0监测的电流定值
图3.7A相CTF(CT故障)监视
有关CT二次开路闭锁的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图062。
VTF(VT断线)
如果发生VTF,输入电压就不准确,电流差动保护会在测量计算充电电流时产生误差。
VTF的判据是任一相的电压下降而电流不变,如下图3.8所示。
有关电压断线闭锁的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图061,081。
手合和自动重合闸后加速(87SOFT)
在手合和自动重合闸合于故障时,保护应加速跳闸。
图3.9为87SOFT逻辑回路。
图3.987SOFT后加速跳闸的逻辑流程图
有关手合和自动重合闸后加速跳闸的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图081。
电流突变量元件
这个元件既作差动电流保护的起动元件,同时也作为判断VTF(VT故障)的条件之一。
有关电流突变量元件的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图061,082。
远方跳闸
TRT=ON时,当装置收到对侧的远方跳闸信号,通过装置本身的跳闸出口接点去跳本侧的断路器;TRT=OFF时,当装置收到对侧的远方跳闸信号,不通过装置本身的跳闸出口接点去跳本侧的断路器,而仅发远方跳闸信号。
有关远方跳闸的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图064,083,084,088。
死区故障保护
当故障发生在断路器与装置CT之间时,断路器由母线保护跳闸,但线路的故障仍未切除,因为这种故障对于差动保护而言属于区外故障。
这个区域,就叫做‘死区’。
当装置(BS/S侧)接收到对侧(AS/S侧)断路器开路信号时,通过人为控制使接收数据变为零安培,从而使本侧的差动保护动作跳闸,达到保护此死区的目的。
按如下方法设定STLTX,STLR1可获得死区保护:
当STLTX=ON时,装置得到从自动重合闸来的断路器手合信号或‘RCM’(重合命令)后,就发断路器合闸信号给对侧,即使这时本侧断路器处于开位置。
当STLR1=ON时,装置收到对侧断路器为开路条件,控制使得接收数据为0(A),得到一个大电流来跳闸。
因此,下面的整定是必要的。
整定
整定值
AS/S
BS/S
AS/S
BS/S
AS/S
BS/S
死区
非死区
非死区
非死区
死区
死区
STLTX
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
STLR1
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
有关死区保护的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图063。
短引线保护
如图3.23在一个半断路器接线中,当线路隔离刀闸断开,而断路器合闸时,此时在断路器和刀闸之间故障,电流差动保护会不正确动作,因此只能退出运行。
但是将失去保护,所以装置增设了短引线保护,OCH过电流元件按躲过最大负荷电流整定,在断路器(52a)合闸而线路隔离刀闸(LS)断开,故障电流大于OCH过电流元件整定值时跳闸。
图3.23短引线保护原理图
有关短引线保护的详细动作逻辑等,请参阅MCD-H1的内部逻辑图082,086。
3.2PCM同步通讯
每侧电流差动保护都应向对侧发信,这样才能运算两侧电流的矢量和来测量差动电流。
因此两侧的定时采样时间必须同步,如果不同步的话,在正常工作或发生区外故障时差动电流的误差就会增大。
(示图3.9)
图3.9差动电流计算
采样时间同步
采样时间可以用两种方法来保持的同步性,一种是测量两侧采样时间的时间差,另一种是控制采样时间来减少时间差。
(1)时间差测量
首先,以两个装置中的一个装置(主机)的时间作标准时间,另一个装置(从机)受主机控制来达到与主机采样时间的同步。
图3.10表示了两侧采样时间的时间差的计算方法。
(1)从机将采样周期开始的时刻作为时间同步标志送到主机
(2)由主机测量从收到从机发来的同步标志的时刻下一个采样时间周期开始时刻之间的时间(TM)
(3)这个测量时间(TM)和主机的同步标志又被送到从机
(4)由从机测量从收到主机发来的同步标志到下一个采样时间之间的时间(TS)
根据TM,TS,就可按下式计算主机和从机的时间差ΔT
图3.10时间差的测量
(2)同步采样时间控制
调节内部采样脉冲使从机的采样时间超前或滞后,即保持计算时间ΔT接近于零。
图3.11表示了频率50HZ时传输数据流与采样/保持信号之间的关系。
在距同步位(SYN)末端7.5o时发采样脉冲,SYN点长度由计算时间ΔT控制。
在一个框中,根据监测相对于主装置的超前或滞后来改变SYN点的长度,允许与正常长度相差±1个位。
根据上面提到的监测方法,我们可举例如:
频率50HZ,一个框的长度可以为107±1位(其中SYN占17±1位)。
采样地址同步
在采样时间同步的同时,采样地址也应同步以补偿通讯时间延时。
(1)从一个同步标志传送,直至接收到主机传回的另一个同步标志为一个框。
在从机装置中计算帧的数量。
(2)根据帧数量n,从机的采样地址可按如下方法改变来与主机达到同步。
OP=Sam-(SAs-nd)...地址偏移量‘nd’按下表计算
这里,SAm:
主机采样地址
SAs:
从机采样地址
TM
OP=Sam-(SAs-nd)=3-(8-4/2)=3
⑥
⑤
④
①
②
③
主
帧数
SAm
SAs→Sas+OP=8-3=5...与Sam同步
地址同步
TS
⑥
⑧
⑦
⑥
④
⑤
从
SAs
nframe
⑧→⑤
图3.12采样地址同步
当主机与从机采样时间和帧地址个数同步化以后,差动电流计算就可以在各自端进行计算了。
对于同步的几点要求
这里有几点对于PCM同步的要求:
(1)传输延时时间应小于1周期,如果传输延时时间等于或大于1周期,自动采样同步不正确。
(2)采样时间同步是通过假设从机到主机或主机到从机之间时间差相等而获得的。
因此,如果这个时间差偏大,两侧的采样就不可能同步,这将影响差动元件的比率差动特性。
一般,建议时间差小于100us。
STDBY(备用)设定
这个装置具有多个相同的通讯通道,一个是主通道,其他作为备用通道。
ON…使用备用通道
OFF…不使用备用通道(只有主通道)
3.3PCM通讯接口
3.3.1接口类型
PCM通讯接口的三种类型如下:
装置接口在订货时可选择电接口或光纤接口。
3.3.2电接口
电接口应按CCITT(ITU)G.703同方向接口设计,它的MUX(数字通讯多路器)应与本说明书相对应。
电压信号为1V,但很容易受电缆以及装置与MUX之间的缆线感应噪音的影响。
应该使用120欧姆的全屏蔽式双绞线并且应远离类似电缆、直流控制线等较脏的线路。
如果这条线离脏线路较近、户外或长度超过200米时,建议用2型或3型的光纤。
3.3.3光纤接口
对于光标准纤接口,该继电器提供1.3μmLD(激光二极管)型传输机来连接SM(单通道)光纤。
正常情况一般最大长度为24公里。
一般可选择E/O(电到/由光信号)单元MOD-64H与MUX相接口,因为MUX接口是电信号接口类型。
要让继电器能在长距离光纤上通讯,我们可用一个可选的型号为MOD-64HL的光信号放大器。
通过该放大器,最大通讯长度可达65公里。
装配方式
通讯长度
光纤
传输器等级
接收等级
18dB
内部集成
最大24km
10/125μm
SM光纤
0.5dB/km,1.3μm
-10~-19dBm
-11~-37dBm
MCD-H
MOD-64HL
MOD-64HL
MCD-H
独立的
模块
最大65km
同上
44dB
+1~-3dBm
-11~-47dBm
对于长距离传输
3.3.4对于光缆应特别注意的地方
因为光缆在受到超过标准的压力后很容易损坏,用户应特别注意。
1,不要超过其允许强度(标准)的推、拉、弯曲、绑扎。
2,使用前注意检查光发讯水准及接收水准。
如果光损耗大于标准损耗,建议检查电缆情况是否有破坏点,擦干净光缆连接处,可能有灰或油污染了表面。
最好用沾了乙荃酒精的软棉花来去除表面的灰或油。
3.3.5双重通讯通道
安全、可靠的通讯联系是电流差动保护动作的必要条