iPACS5742变压器后备保护测控装置技术说明书V201.docx
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iPACS5742变压器后备保护测控装置技术说明书V201
iPACS-5742变压器后备保护测控装置
技术说明书
版本：
V2.01
江苏金智科技股份有限公司
1.概述
1.1.应用范围
iPACS-5742变压器后备保护测控装置适用于110kV电压或以下等级变压器的110kV或35kV或10kV侧后备保护测控。
1.2.基本配置
1.2.1.保护配置
1）五段复合电压闭锁过流保护（可带方向，方向指向可整定），一段过流保护；
2）接地零序方向过流保护（第一段二时限，第二段三时限，其中第二段第三时限可选报警）
3）不接地零序保护（一段定值二段时限的零序过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护（跳闸或报警））。
4）保护出口采用跳闸矩阵方式；
5）过负荷发信号；
6）启动主变风冷；
7）过载闭锁有载调压；
1.2.2.测控功能
1）14路遥信开入采集、遥信变位、事故遥信；
2）3路断路器遥控分合，空接点输出；出口动作保持时间可程序设定；
3）P、Q、I（IA、IB、IC）、U（UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA）、U0、COSф、F等模拟量的遥测；
4）遥控事件记录及事件SOE等。
1.2.3.保护信息功能
1）装置描述的远方查看；
2）装置参数的远方查看；
3）保护定值和区号的远方查看、修改功能；
4）支持软压板状态的远方查看、投退；
5）装置保护开入状态的远方查看；
6）装置运行状态（包括保护动作元件的状态、运行告警和装置的自检信息）的远方查看；
7）远方对装置实现信号复归；
8）故障录波上送功能。
支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）通讯规约；配有双以太网接口（100Mbps、也支持三网口，若需三网口请订货时说明），支持超五类线或光纤接口。
2.技术参数
2.1.机械及环境参数
2.1.1.工作环境
温度：
-25℃～+60℃保证正常工作
湿度、压力符合DL478
2.1.2.机械性能
能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应，冲击响应
2.2.额定电气参数
2.2.1.额定数据
直流电压：
220V，110V允许偏差+15％，－20％
交流电压：
57.7V（相电压），100V（线电压）
交流电流：
5A，1A
频率：
50Hz
2.2.2.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<15W
跳闸<25W
2.2.3.过载能力
交流电压：
1.2倍额定电压：
连续工作；
1.4倍额定电压：
允许10秒。
交流电流：
2倍额定电流：
连续工作；
10倍额定电流：
允许10秒；
40倍额定电流：
允许1秒。
2.3.主要技术指标
2.3.1.过流保护
电流定值：
0.1In～20In
定值误差：
<2.5%
时间定值：
0～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.2.零序过流保护
电流定值：
0.1In～20In
定值误差：
<2.5%
时间定值：
0～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.3.间隙零序保护
电流定值：
0.1In～20In
定值误差：
<2.5%
时间定值：
0～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.4.零序过压保护
电压定值：
100V～300V
定值误差：
<2.5%
时间定值：
0～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.5.遥信开入
分辨率：
≤1ms
信号输入方式：
无源接点
2.3.6.遥测量计量等级
电流：
0.2级
其他：
0.5级
2.3.7.电磁兼容
辐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
2.3.8.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
2.3.9.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
3.1.保护程序结构
保护程序结构框图如图3.1.1所示。
图3.1.1保护程序结构框图
主程序接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。
硬件自检内容包括定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
正常运行程序中进行频率跟踪、及运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态、重合闸充电、准备手合判别、频率异常判别等。
不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。
故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形的整理。
3.2.装置起动元件
装置针对每一种保护设置相应的起动元件，以确保在满足保护动作时装置能够可靠起动。
3.2.1.过电流起动
（3-1）
当满足上式时，保护起动。
式中：
Imax为三相最大电流
Izd为过流
段、过流
段、过流
段、过流
V段、过流V段、过流VI段的整定值。
3.2.2.零序电流起动
（3-2）
当满足上式时，保护起动。
式中：
I0为零序电流
I0zd为零序过流
段、零序过流
段的整定值。
3.2.3.间隙零序电流起动
（3-3）
当满足上式时，保护起动。
式中：
I0g为间隙零序电流
I0jxzd为间隙零序过流的整定值。
3.2.4.零序过压起动
（3-2）
当满足上式时，保护起动。
式中：
U0为零序电压
U0zd为零序过压的整定值。
3.3.过流保护
本装置设五段复合电压闭锁方向过流保护，各段电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制这五段保护和复合电压元件的投退。
可带方向闭锁，由控制字选择。
方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件采用按相起动方式。
方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。
方向元件灵敏角为45度或225度，可以通过控制字整定选择。
当控制字“过流保护方向指向”整为“0”时，方向元件灵敏角为45度，整为“1”时，方向元件灵敏角为225度。
装置要求接入TA的正极性端在母线侧。
复合电压动作后装置输出两付空接点，同时复合电压闭锁过流保护可取其它侧复合电压（经控制字选择）。
装置专设一段过流后备保护（过流保护Ⅵ段）作为变压器的总后备，该保护为纯过流保护。
3.4.接地保护
对于110KV电压等级的变压器需要设置接地保护。
本装置针对三种接地方式均设有保护：
a）中性点直接接地运行：
装置设有三段零序过流保护。
I、
段各二时限，
段一时限，分别设有整定控制字控制这三段五时限保护的投退。
其中I、II段可带方向元件闭锁，方向灵敏角225度或45度（自产零序电压和外接零序电流的夹角），可以通过装置定值控制字“零序保护方向指向”来选择。
零序过流Ⅲ段固定不经方向闭锁，投入控制字退出时本段为零序报警段。
b）中性点不接地运行或经间隙接地运行：
装置设有Ⅰ段两时限零序有流闭锁零序过压保护和Ⅰ段两时限间隙零序过流保护，两者第一时限出口跳闸用于缩短故障范围，第二时限均跳主变各侧开关。
零序有流闭锁的定值同两段零序过流电流定值的最小值。
当零序过压第II时限保护不投入时装置提供零序过压告警功能，间隙零序过流第II时限保护不投入时装置提供间隙零序过流告警功能。
考虑到间隙击穿过程中，零序过流和零序过压可能交替出现，装置设有“间隙保护方式”控制字，间隙保护方式投入时，间隙过流和零序过压共用一个时间元件，其时间整定值以间隙零序过流保护的整定值为准。
当间隙保护方式投入，零序过压不经零序过流闭锁。
3.5.过负荷、启动风冷、过载闭锁有载调压
装置设有三个独立元件分别对应这三项功能，取最大相电流作为判别。
装置给出一付过负荷接点，一付启动风冷接点，一付过载闭锁有载调压接点。
过负荷、过载闭锁有载调压的返回系数为0.95，启动风冷的返回系数为0.90。
3.6.TV断线
TV断线判据如下：
a）正序电压小于30伏，而任一相电流大于0.06In；
b）负序电压大于8伏；
满足上述任一条件后延时10秒报TV断线，装置发出报警信号，待电压恢复后自动恢复正常。
在断线期间，根据整定控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。
当投入的各段保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，则不判TV断线。
当本侧TV检修或旁路代路时，为保证该侧后备保护的正确动作，需投入“本侧TV退出”压板，此时该侧后备保护的功能有如下变化：
a）本侧复合电压元件不启动，但是复合电压闭锁（方向）过流保护经过其它侧复合电压闭锁（控制字UBS=1时）；
b）复合电压过流保护自动解除方向元件；
c）TV断线检测功能解除；
d）本侧复合电压动作功能解除。
3.7.跳闸逻辑矩阵
本装置各保护跳闸方式采用整定方式，即哪个保护动作，跳何开关可以按需整定。
iPACS-5742变压器后备保护装置共有七组跳闸出口继电器：
出口1（CK1）、出口2（CK2）、出口3（CK3）、出口4（CK4）、出口5（CK5）、出口6（CK6）、出口7（CK7）。
跳闸矩阵整定说明如下：
位数
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
元件出口
JX2
JX1
I0jx2
I0jx1
U02
U01
L03
L022
L021
L012
L011
GL6
GL5
GL4
GL3
GL2
GL1
CK1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
CK2
CK3
CK4
CK5
CK6
CK7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
其中：
行表示保护元件，列表示要动作的跳闸出口继电器。
整定方法：
在保护元件与要动作的跳闸出口继电器的空格处填1,其它空格填0，则可得到跳闸方式。
例如：
GL1要动作于跳闸出口继电器1，则在GL1所在列，CK1所在行的交叉处置1；否则，置0。
L011也要动作于跳闸出口继电器1，则在L011所在列，CK1所在行的交叉处置1；否则，置0。
如此，在CK1列可得到17位二进制位串：
CK1=00000000001000001
若某一组出口不用，如CK7不用可以全整为0，即：
00000000000000000。
在保护定值菜单中的CK1，CK2，CK3，CK4，CK5，CK6，CK7各项输入以上二进制位串，即可完成跳闸方式的整定。
3.8.遥控、遥测、遥信功能
遥控功能主要有两种：
3路断路器的正常遥控跳闸、遥控合闸操作。
遥测量主要有：
U、I、COSφ、F、P、Q，有功电度，无功电度。
所有这些量都在当地实时计算，实时累加，三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差，且计算完全不依赖于网络，其中电流量精度达到0.2级，其他电气量精度达到0.5级。
本装置的遥测功率计算可选用三表法或二表法，如无特殊要求，出厂设置为三表法。
若使用二表法，则默认B相遥测电流不用，其值恒为零。
遥信量主要有：
14路遥信开入、装置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。
3.9.装置闭锁和装置告警
当检测到装置本身硬件故障时，发出装置闭锁及失电信号（BSJ继电器返回），闭锁整套保护。
硬件故障包括：
RAM、EPROM、出口回路故障、CPLD故障、定值出错和电源故障。
当CPU检测到下列故障时，发出装置运行异常报警信号（BJJ继电器动作）：
a）过负荷；
b）TV断线；
c）TA断线
d）零序过压；
e）零序过流；
f）间隙过流；
g）频率异常。
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.装置整定内容
4.1.系统定值
位置
名称
单位
备注
1
保护定值区号
0～15
2
保护TA一次额定值
安培
3
保护TA二次额定值
安培
4
测量TA一次额定值
安培
5
测量TA二次额定值
安培
6
零序TA一次额定值
安培
7
零序TA二次额定值
安培
8
间隙零序TA一次额定值
安培
9
间隙零序TA二次额定值
安培
10
TV一次额定值
kV
11
TV二次额定值
伏特
12
零序TV一次额定值
kV
13
零序TV二次额定值
伏特
14
三/二表法
0/1
“1”为二表法
15
主画面显示一次值
0/1
“1”为一次值
16
电度显示一次值
0/1
“1”为一次值
定值区号：
本装置提供16个可使用的保护定值区，整定值范围为0～15。
运行定值区可以是其中任意一个，如果要改变运行定值区，有两种方式：
其一是进入装置参数整定菜单，改变定值区号，将其值整定为所要切换的定值区号，按“确认”键，而后再按“复位”键使装置复位即可；其二是通过远方修改定值区号，将所要切换的定值区号下装到装置，装置自动复位后即可。
4.2.保护定值
序号
定值名称
定值
整定范围
整定步长
备注
1
复压闭锁负序电压定值
U2zd
2～57v
0.01V
按相整定
2
复压闭锁低电压定值
Ulzd
2～100v
0.01V
按线整定
3
过流Ⅰ段定值
I1zd
0.1In～20In
0.01A
4
过流Ⅰ段时间
T1
0～100S
0.01S
5
过流Ⅱ段定值
I2zd
0.1In～20In
0.01A
6
过流Ⅱ段时间
T2
0～100S
0.01S
7
过流
段定值
I3zd
0.1In～20In
0.01A
8
过流
段时间
T3
0～100S
0.01S
9
过流
段定值
I4zd
0.1In～20In
0.01A
10
过流
段时间
T4
0～100S
0.01S
11
过流
段定值
I5zd
0.1In～20In
0.01A
12
过流
段时间
T5
0～100S
0.01S
13
过流
段定值
I6zd
0.1In～20In
0.01A
14
过流
段时间
T6
0～100S
0.01S
15
零序过流Ⅰ段定值
I01
0.1In～20In
0.01A
16
零序过流Ⅰ段Ⅰ时限
T011
0～100S
0.01S
17
零序过流Ⅰ段Ⅱ时限
T012
0～100S
0.01S
18
零序过流Ⅱ段定值
I02
0.1In～20In
0.01A
19
零序过流Ⅱ段Ⅰ时间
T021
0～100S
0.01S
20
零序过流Ⅱ段Ⅱ时间
T022
0～100S
0.01S
21
零序过流Ⅲ段定值
I03
0.1In～20In
0.01A
22
零序过流Ⅲ时间
T03
0～100S
0.01S
23
零序过压定值
U0
120～250
0.01V
24
零序过压Ⅰ时限
T0u1
0～100S
0.01S
25
零序过压Ⅱ时限
T0u2
0～100S
0.01S
26
间隙零序过流定值
I0jx
0.1In～20In
0.01A
27
间隙零序过流Ⅰ时限
T0jx1
0～100S
0.01S
28
间隙零序过流Ⅱ时限
T0jx2
0～100S
0.01S
29
过负荷定值
Igfh
0.1In～3In
0.01A
30
过负荷延时
Tgfh
0～100S
0.01S
31
启动风冷电流定值
Iqdfl
0.1In～3In
0.01A
32
启动风冷延时
Tqdfl
0～100S
0.01S
33
过载闭锁有载调压电流定值
Ibsty
0.1In～3In
0.01A
34
过载闭锁有载调压延时
Tbsty
0～100S
0.01S
35
出口1
CK1
0000～0XFFFF
1
36
出口2
CK2
0000～0XFFFF
1
37
出口3
CK3
0000～0XFFFF
1
38
出口4
CK4
0000～0XFFFF
1
39
出口5
CK5
0000～0XFFFF
1
40
出口6
CK6
0000～0XFFFF
1
41
出口7
CK7
0000～0XFFFF
1
以下整定控制字，控制字位置“1”相应功能投入，置“0”相应功能退出
1
过流Ⅰ段投入
GL1
0/1
2
复压闭锁过流Ⅰ段
UBL1
0/1
3
方向闭锁过流Ⅰ段
FBL1
0/1
4
过流Ⅱ段投入
GL2
0/1
5
复压闭锁过流Ⅱ段
UBL2
0/1
6
方向闭锁过流Ⅱ段
FBL2
0/1
7
过流
段投入
GL3
0/1
8
复压闭锁过流
段
UBL3
0/1
9
方向闭锁过流
段
FBL3
0/1
10
过流Ⅳ段投入
GL4
0/1
11
复压闭锁过流Ⅳ段
UBL4
0/1
12
方向闭锁过流Ⅳ段
FBL4
0/1
13
过流Ⅴ段投入
GL5
0/1
14
复压闭锁过流Ⅴ段
UBL5
0/1
15
方向闭锁过流Ⅴ段
FBL5
0/1
16
过流Ⅵ段投入
GL6
0/1
17
过流保护方向指向
FL1
0/1
18
过流保护经其它侧复压闭锁
UBS
0/1
19
TV断线退出与电压有关保护
TUL
0/1
20
零序过流Ⅰ段一时限投入
L011
0/1
21
方向闭锁零序过流Ⅰ段一时限
FBL01
0/1
22
零序过流Ⅰ段二时限投入
L012
0/1
23
方向闭锁零序过流Ⅰ段二时限
FBL02
0/1
24
零序过流Ⅱ段一时限投入
L021
0/1
25
方向闭锁零序过流Ⅱ段一时限
FBL03
0/1
26
零序过流Ⅱ段二时限投入
L022
0/1
27
方向闭锁零序过流Ⅱ段二时限
FBL04
0/1
28
零序过流
段投入
L03
0/1
1：
跳闸；0：
报警
29
零序保护方向指向
FL0
0/1
30
零序过压一时限投入
U01
0/1
31
零序过压二时限投入
U02
0/1
1：
跳闸；0：
报警
32
间隙零序过流一时限投入
I0jx1
0/1
33
间隙零序过流二时限投入
I0jx2
0/1
1：
跳闸；0：
报警
34
间隙保护方式投入
JX
0/1
4.3.通讯参数
序号
名称
整定范围
备注
1
口令
00～99
出厂时设为“01”
2
装置地址
0～65535
3
IP1子网高位地址
0～254
4
IP1子网低位地址
0～254
5
IP2子网高位地址
0～254
6
IP2子网低位地址
0～254
7
IP3子网高位地址
0～254
8
IP3子网低位地址
0～254
9
掩码地址3位
0～255
10
掩码地址2位
0～255
11
掩码地址1位
0～255
12
掩码地址0位
0～255
17
遥测上送周期
00～99秒
步长1秒
18
遥信确认时间1
0～50000毫秒
开入量1、2防抖延时
出厂时设为20ms
19
遥信确认时间2
0～50000毫秒
其余开入量防抖延时
出厂时设为20ms
（1）遥测上送周期：
整定值含义为测量值（模拟量）定时主动上送的时间间隔。
当整定为“0”表示保护采样值不需要定时主动上送，但是响应监控的查询。
本项定值需要用户根据实际使用情况整定，不用通讯功能时可整定为"0"。
出厂默认值为"0"。
（2）遥信确认时间1：
遥信开入1和遥信开入2的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为"20毫秒"。
（3）遥信确认时间2：
除遥信开入1和遥信开入2的其他开入的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为"20毫秒"。
4.4.辅助参数
位置
名称
范围
备注
1
遥控跳闸保持时间1
00000～10000MS
2
遥控合闸保持时间1
00000～10000MS
3
遥控跳闸保持时间2
00000～10000MS
4
遥控合闸保持时间2
00000～10000MS
5
遥控跳闸保持时间3
00000～10000MS
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