iPACS5731备用电源自投装置技术说明书D14V103.docx

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iPACS5731备用电源自投装置技术说明书D14V103

iPACS-5731备用电源自投装置

-D142070

技术说明书

版本：

V1.03

江苏金智科技股份有限公司

1.概述1

1.1.应用范围1

1.2.保护配置和功能1

1.2.1.保护配置1

1.2.2.测控功能1

1.2.3.保护信息功能2

2.技术参数2

2.1.额定电气参数2

2.1.1.额定数据2

2.1.2.功耗2

2.2.主要技术指标2

2.2.1.定时限过流：

2.2.2.零序过流保护：

2.2.3.备用电源自投：

2.2.4.遥信开入：

2.2.5.电磁兼容3

2.2.6.绝缘试验3

2.2.7.输出接点容量3

3.软件工作原理4

3.1.线路/变压器备投－方式14

3.2.线路/变压器备投－方式25

3.3.分段（桥）开关自投（方式3、方式4）6

3.4.过负荷减载7

3.5.分段开关保护原理说明7

3.5.1.定时限过流保护7

3.5.2.合闸后加速保护7

3.5.3.充电保护7

3.6.PT断线7

3.7.装置自检8

3.8.装置运行告警8

3.9.遥测，遥信，遥控功能8

3.10.对时功能8

3.11.逻辑框图8

4.定值内容及整定说明10

4.1.系统参数整定10

4.2.保护定值整定10

4.3.通讯参数整定13

4.4.辅助参数整定14

5.装置接线端子与说明16

5.1.标配两网口16

5.2.可定制三网口17

5.3.模拟量输入18

5.4.背板接线说明18

1.概述

1.1.应用范围

iPACS－5731备用电源自投保护测控装置可实现各电压等级、不同主接线方式（内桥、单母线、单母线分段及其他扩展方式）的备用电源自投逻辑和分段（桥）开关的过流保护和测控功能。

可组屏安装，也可在开关柜就地安装。

1.2.保护配置和功能

1.2.1.保护配置

备用电源自投逻辑：

分段（或桥）断路器和进线（或双圈/三圈变压器）两种电气元件的备用电源自投功能，包括四种备自投方式。

方式1和2：

对应1#和2#进线（或变压器）互为明备用的两种动作方式。

方式3和4：

对应通过分段（或桥）断路器实现Ⅱ母和Ⅰ母互为暗备用的两种动作方式。

过负荷减载：

动作延时长达50分钟的三轮过负荷减载。

设置两套独立定值，适应两个备用电源容量不同的情况。

分段断路器保护：

1）两段相间过流保护，可独立选择是否经复合电压闭锁。

复合电压元件同时取两段母线的两组电压；

2）一段零序过流保护。

3）合闸后加速保护（零序加速段或可经复压闭锁的过流加速段）；

4）相间过流和零序过流各一段母联充电保护，可选择退出。

1.2.2.测控功能

1）8路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信；

2）保护动作、保护和遥信开入变位等事件SOE记录等；

3）一组断路器遥控分合；

4）Uab1、Ubc1、Uab2、Ubc2、P、Q、COSφ等模拟量的遥测；

5）正/反向有功和无功计算电度。

1.2.3.保护信息功能

1）支持装置描述的远方查看；

2）支持系统定值的远方查看；

3）支持保护定值、区号的远方查看、修改功能；

4）支持软压板状态的远方查看、投退；

5）支持装置保护开入状态的远方查看；

6）支持装置运行状态（包括保护动作元件的状态和装置的自检信息）的远方查看；

7）支持远方对装置实现信号复归；

8）支持故障录波（包括波形数据）上送功能。

9）装置打印功能（硬件选配）。

支持电力行业标准IEC61850标准的通讯规约，配有以太网，标配双网口（需要三网口的请在订货时说明）、100Mbps、超五类线或光纤通讯接口。

2.技术参数

2.1.额定电气参数

2.1.1.额定数据

直流电压：

220V，110V允许偏差+15％，-20％

交流电压：

100V（线电压）

交流电流：

5A，1A

频率：

50Hz

2.1.2.功耗

交流电压：

<0.5VA/相

交流电流：

<1.0VA/相（In=5A）

<0.5VA/相（In=1A）

直流：

正常<25W

跳闸<35W

2.2.主要技术指标

2.2.1.定时限过流：

电流定值：

0.1In～20In

定值误差：

<2.5%或±0.01In

时间定值：

0～30S

2.2.2.零序过流保护：

电流定值：

0.1A～12A

定值误差：

<2.5%或±0.01A

时间定值：

0～30S

2.2.3.备用电源自投：

自投时间：

0～30S

电压定值误差：

<2.5%或±0.10V

时间定值误差：

时间定值×1％＋35ms

2.2.4.遥信开入：

分辨率：

<1ms

信号输入方式：

无源接点

2.2.5.电磁兼容

幅射电磁场干扰试验符合GB/T14598.9的规定；

快速瞬变干扰试验符合GB/T14598.10的规定；

静电放电试验符合GB/T14598.14的规定；

脉冲群干扰试验符合GB/T14598.13的规定；

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T17626.6的规定；

工频磁场抗扰度试验符合GB/T17626.8的规定；

脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T17626.9的规定；

2.2.6.绝缘试验

绝缘试验符合GB/T14598.3-936.0的规定；

冲击电压试验符合GB/T14598.3-938.0的规定。

2.2.7.输出接点容量

信号接点容量：

允许长期通过电流5A

切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）

其它辅助继电器接点容量：

允许长期通过电流5A

切断电流0.2A（DC220V，V/R1ms）

跳闸出口接点容量：

允许长期通过电流5A

切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）

3.软件工作原理

装置引入两段母线电压（Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2），用于有压、无压判别。

引入两段进线电压（Ux1、Ux2）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。

每个进线开关各引入一相电流（I1、I2），是为了防止PT三相断线后造成自投装置误投，也是为了更好的确认进线开关已跳开。

装置引入电源1、电源2和分段开关的位置接点（TWJ）或断路器的辅助接点（常开），用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。

如果是电源进线，直接引1DL、2DL的位置即可；如果是主变电源，将1DL和1HDL（1＃变高开关）的TWJ并联引入，2DL和2HDL（2＃变高开关）的TWJ并联引入。

将Ⅰ母需要联跳的开关位置接点（TWJ）串联引入1DLF，将Ⅱ母需要联跳的开关位置接点（TWJ）串联引入2DLF。

引入了电源1、电源2和分段开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的手跳闭锁。

如果是电源进线，直接引1DL、2DL的合后接点KKJ即可；如果是主变电源，将1DL和1HDL的KKJ串联引入，2DL和2HDL的KKJ串联引入。

分段开关的TWJ和KKJ可以从装置自身操作回路引入，也可以通过辅助参数整定从外部引入。

另外还分别引入了闭锁方式1自投，闭锁方式2自投，闭锁方式3自投、闭锁方式4自投和自投总闭锁5个闭锁输入。

装置输出接点有跳电源1、电源2各两付同时动作的接点。

用于跳开1DL（或Ⅰ母需要联跳的开关）、2DL（或Ⅱ母需要联跳的开关）。

输出合电源1、电源2各两付独立动作的接点，用于1DL、1HDL和2DL、2HDL分时合闸。

输出跳、合3DL的动作接点，可接装置自身操作回路，也可以用外部的操作回路。

输出三轮过负荷减载各两付接点。

还有三付备用出口接点，可以整定输出。

信号输出分别为：

装置闭锁（可监视直流失电，常闭接点），装置报警，保护跳闸，保护合闸各一付接点。

3.1.线路/变压器备投－方式1

#1进线/变压器运行，#2进线/变压器备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。

当#1进线/变压器电源因故障或其他原因被断开后，#2进线/变压器备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。

为了满足这个要求，设计了类似于线路自动重合闸的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。

充电条件：

1）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当#2线路电压检查控制字投入时，#2线路有压（Ux2）；

2）1DL、3DL在合位,2DL在分位。

经备自投充电时间后充电完成。

备自投充电时间可在“装置整定-辅助参数”菜单中整定。

放电条件：

1）当#2线路电压检查控制字投入时，#2线路无压（Ux2），经15S延时放电。

无压门槛是：

当线路额定电压二次值为100V时为Uyy；当线路额定电压二次值为57.7V时为Uyy*0.577；

2）2DL合上经短延时；

3）本装置没有跳闸出口时，手跳1DL或3DL（即KKJ1或KKJ3变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；

4）引至‘闭锁方式1自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；

5）1DL，2DL，3DL的TWJ异常；

6）1DL、1DLF、2DLF开关拒跳；

7）整定控制字或软压板不允许#2进线/变压器自投；

动作过程：

当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压起动定值Uwyqd），Ux2有压（JXY2投入时），I1无流起动，经延时Tt1，两对电源1跳闸接点动作跳开电源1开关（1DL）、Ⅰ母需要联切的开关，电源2跳闸接点动作跳开Ⅱ母需要联切的开关（JLT2投入时）。

确认1DL跳开、1DLF跳开（JLT1投入时）和2DLF跳开（JLT2投入时）后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压合闸定值Uwy）或满足同期条件2（检同期2投入时），分别经Th1、Th2延时合电源2的两对合闸接点。

若“加速备自投12”控制字投入，当备自投起动后，若1DL主动跳开（TWJ1为1），则不经延时空跳1DL和需要联切的开关，其后逻辑同上。

同期条件2：

线路电压Ux2大于有压定值，Ⅱ母Uab2大于无压合闸定值Uwy，且两者的相角差小于合闸同期角整定值DGhz。

3.2.线路/变压器备投－方式2

方式2过程同方式1。

#2线路/变压器运行，1#线路/变压器备用。

充电条件：

1）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当#1线路电压检查控制字投入时，#1线路有压（Ux1）；

2）2DL、3DL在合位,1DL在分位。

经备自投充电时间后充电完成。

放电条件：

1）当#1线路电压检查控制字投入时，#1线路无压（Ux1），经15S延时放电。

无压门槛是：

当线路额定电压二次值为100V时为Uyy；当线路额定电压二次值为57.7V时为Uyy*0.577；

2）1DL合上经短延时；

3）本装置没有跳闸出口时，手跳2DL或3DL（KKJ2或KKJ3变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；

4）引至‘闭锁方式2自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；

5）DL1，DL2，DL3的TWJ异常；

6）2DL、1DLF、2DLF开关拒跳；

7）整定控制字或软压板不允许#1进线/变压器自投；

动作过程：

当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压起动定值Uwyqd），Ux1有压（JXY1投入时），I2无流起动，经延时Tt2，两对电源2跳闸接点动作跳开电源2开关（2DL）、Ⅱ母需要联切的开关，电源1跳闸接点动作跳开Ⅰ母需要联切的开关（JLT1投入时）。

确认2DL跳开、1DLF跳开（JLT1投入时）和2DLF跳开（JLT2投入时）后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（三线电压均小于无压合闸定值Uwy）或满足同期条件1（检同期1投入时），分别经Th1、Th2延时合电源1的两对合闸接点。

若“加速备自投12”控制字投入，当备自投起动后，若2DL主动跳开（TWJ2为1），则不经延时空跳2DL和需要联切的开关，其后逻辑同上。

同期条件1：

线路电压Ux1大于有压定值，Ⅰ母Uab1大于无压合闸定值Uwy，且两者的相角差小于合闸同期角整定值DGhz。

3.3.分段（桥）开关自投（方式3、方式4）

当两段母线分列运行时，装置选择分段（桥）开关自投方案。

充电条件：

1）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

2）1DL、2DL在合位,3DL在分位。

经备自投充电时间后充电完成。

方式3--Ⅰ母失压：

放电条件：

1）3DL在合位经短延时；

2）Ⅰ、Ⅱ母均无压（三线电压均小于Uyy），延时15S；

3）本装置没有跳闸出口时，手跳1DL或2DL（KKJ1或KKJ2变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；

4）引至‘闭锁方式3自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；

5）1DL，2DL，3DL的TWJ异常；使用本装置的分段操作回路时，控制回路断线，弹簧未储能（合闸压力异常）；

6）1DL、1DLF开关拒跳；

7）整定控制字或软压板不允许Ⅰ母失压分段自投；

动作过程：

当充电完成后,Ⅰ母无压（三线电压均小于无压起动定值Uwyqd）、I1无流，Ⅱ母有压起动，经Tt3延时后，两对电源1跳闸接点动作跳开1DL、Ⅰ母需要联切的开关。

确认1DL跳开和1DLF跳开（JLT1投入时）后，且Ⅰ母无压（三线电压均小于无压合闸定值Uwy）或满足同期条件3（检同期3投入时）经Th34延时合上3DL。

方式4--Ⅱ母失压：

放电条件：

1）3DL在合位经短延时；

2）Ⅰ、Ⅱ母均无压（三线电压均小于Uyy），延时15S；

3）本装置没有跳闸出口时，手跳1DL或2DL（KKJ1或KKJ2变为0）（本条件可由用户退出，即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1）；

4）引至‘闭锁方式4自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号；

5）1DL，2DL，3DL的TWJ异常；使用本装置的分段操作回路时，控制回路断线，弹簧未储能（合闸压力异常）；

6）2DL、2DLF开关拒跳；

7）整定控制字或软压板不允许Ⅱ母失压分段自投；

动作过程：

当充电完成后，Ⅱ母无压（三线电压均小于无压起动定值Uwyqd）、I2无流，Ⅰ母有压起动，经Tt4延时后，两对电源2跳闸接点动作跳开2DL、Ⅱ母需要联切的开关。

确认2DL跳开和2DLF跳开（JLT2投入时）后，且Ⅱ母无压（三线电压均小于无压合闸定值Uwy）或满足同期条件3（检同期3投入时）经Th34延时合上3DL。

若“加速备自投3,4”控制字投入，当备自投起动后，若1DL/2DL主动跳开，则不经延时空跳1DL/2DL和需要联切的开关，其后逻辑同上。

同期条件3：

失压侧母线Uab大于无压合闸定值Uwy，且两段母线的Uab相角差小于合闸同期角整定值DGhz。

3.4.过负荷减载

备自投动作后，当备用电源容量不足时，应切除一部分次要负荷，以确保供电安全。

本装置的四种备自投方式均可以起动过负荷减载功能，分别由过负荷减载投退控制字‘方式12起动过负荷减载’（FHJZ12）、‘方式34起动过负荷减载’（FHJZ34）控制。

若某方式BZT投入过负荷减载功能，则在该方式备自投动作合上备用断路器后，将过负荷减载功能投入。

备自投合闸动作成功后10秒钟内，若备用电源电流（I1或I2）大于过负荷减载电流定值，则减载功能投入，直到备用电源电流（I1或I2）小于过负荷联切定值的95%或各轮减载均动作后，过负荷减载才退出，下次备自投动作后才能再次投入。

一共设置三轮过负荷减载，动作延时最长可整定50分钟。

对于两路电源分别设置过负荷减载电流定值，适应两个备用电源容量不同的情况。

3.5.分段开关保护原理说明

3.5.1.定时限过流保护

装置具有两段经复压闭锁的相电流过流保护（三相式/两相式），其定值均可独立整定。

复合电压元件，其负序电压U2由相电压计算得到，应按相整定；低电压取自线电压，应按线整定。

分段开关零序过流保护用于中性点经小电阻接地系统中接地故障保护。

3.5.2.合闸后加速保护

装置配置了独立的合闸后加速保护，包括手合于故障加速跳，及备投动作合闸于故障加速跳，可选择使用过流加速段（可经复压闭锁）或零序加速段，该保护开放时间为3秒。

如此期间内，加速保护起动，则一直开放到故障切除。

另外,装置设置有“自投闭锁加速段”控制字，当该控制字投入时，备投动作合分段开关不起动加速保护。

3.5.3.充电保护

装置设置了‘充电保护’控制字，当该控制字投入且‘投充电保护’硬压板合上时，装置允许分段开关充电保护投入。

充电保护配置了充电过流元件和充电零序过流元件，在分段开关手动或遥控合闸后数秒时间（可在装置整定－辅助参数菜单中整定）内自动投入，之后自动退出。

如此期间内，充电保护起动，则一直投入到故障切除。

充电过流元件和充电零序过流元件的电流定值在保护定值单中整定。

充电保护投入期间，若分段的任一相电流或零序电流大于充电定值，经40ms延时出口跳分段开关。

3.6.PT断线

Ⅰ母PT断线判别：

1）正序电压小于30V时，I1有流或1DL在跳位、3DL在合位I2有流；

2）负序电压大于8V。

满足以上任一条件延时10秒报Ⅰ母PT断线，断线消失后延时2.5秒返回。

Ⅱ母PT断线判据与Ⅰ母类同。

线路PT断线判别：

整定控制字要求检查线路电压或要求检同期合闸，若线路电压Ux1（Ux2）小于有压定值，经10秒报#1（#2）线路PT断线，断线消失后延时2.5秒返回。

3.7.装置自检

当装置检测到本身硬件故障时，发出装置闭锁信号，同时闭锁装置（BSJ继电器返回）。

硬件故障包括：

定值出错、电源故障、CPLD故障，当发生硬件故障时请及时与厂家进行联系技术支持。

3.8.装置运行告警

当装置检测出如下问题，发出运行异常报警（BJJ继电器动作）：

（1）开关有电流（I1、I2、或分段IA、IB、IC）而相应的开关（1DL、2DL、3DL）为跳位，经10秒延时报相应的TWJ异常，并闭锁备用电源自投。

分段IA、IB、IC的有流门槛为0.06In；

（2）装置发出跳闸脉冲后,相应的开关没有跳开（经开关拒跳放电延时,开关的TWJ没有变为“1”）,报Ⅰ母（1DL或1DLF）、Ⅱ母（2DL或2DLF）开关拒动。

开关拒动报警保持至信号复归；

（3）Ⅰ母、Ⅱ母PT断线，#1线路、#2线路PT断线；

（4）当系统频率低于49.5HZ，经10秒延时报频率异常。

（5）分段CT断线，经10秒延时报警。

（6）分段控制回路断线报警，可整定装置辅助参数将其退出；

（7）合闸压力（弹簧未储能）报警，弹簧未储能开入状态为1，经弹簧未储能报警延时。

本装置对TWJ异常和PT断线的检查均在装置未起动时进行。

3.9.遥测，遥信，遥控功能

遥测量主要有：

I0（外接）、Uab1、Ubc1、Uab2、Ubc2、P、Q、COSφ和有功电度、无功电度。

分段电流Ima、Imb、Imc接自测量CT。

通过积分计算得出分段断路器处的正反向有功电度和无功电度，正方向为Ⅰ母指向Ⅱ母。

所有这些量都在当地实时计算，实时累加，且计算完全不依赖于网络，精度达到1级。

遥信量主要有：

8路遥信开入、变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms。

遥控：

一组遥控输出可用于桥开关或分段开关的遥控分合。

3.10.对时功能

装置具备软件对时和硬件对时功能。

硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式，装置自动识别硬件对时模式，对时误差≤1ms。

对时接口均采用485差分电平输入。

软件对时为通讯报文对时。

一般地，IRIG-B码对时单独使用，差分秒脉冲与软件对时一同使用，不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。

当装置检测到硬件对时信号时，在液晶主界面上显示对时正常。

3.11.逻辑框图

4.定值内容及整定说明

4.1.系统参数整定

序号

名称

整定范围

备注

保护定值区号

0～15

CT额定一次值

0～8000A

CT额定二次值

1/5A

零序CT额定一次

0～4000A

不用零序保护时可以不整

零序CT额定二次

1/5A

母线PT额定一次值

0～220.0KV

母线PT额定二次值

100V

线路PT额定一次值

0～220.0KV

不接线路电压时可以不整

线路PT额定二次值

100V／57.7V

零序电流自产

0/1

0：

外加1：

自产

不用零序保护时可不整

主画面显示一次值

0/1

电度显示一次值

0/1