LFP901A超高压输电线路成套保护装置.docx
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LFP901A超高压输电线路成套保护装置
LFP-901A型超高压线路成套快速保护装置
的应用
本装•置为出微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装•置O
本装置包括以工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速I段保护，有三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护。
保护有分相出口，用作220KV及以丄的输电线路的主保护及后备保护。
装置设有重合闸岀口。
根据需要，实现单相重合，三相重合和综合重合闸方式。
2装置的性能特征
2.1本装置有三个独立的单片机
a）CPU1为装置的主保护，由工频变化量方向继电器和零序方向继电器经通道配合构成全线路快速跳闸保护，出1段工频变化量距离继电器构成快速独立跳闸段；出二个延时零序方向过流段构成接地后备保护。
b）CPU2为三阶段式相间和接地距离保护，以及重合闸逻辑。
c）CPU3为起动和管理机，内设整机总起动元件，该起动元件与方向和距离保护在电子电路上（包括数据采集系统）完全独立，动作后开放保护出口电源。
另外，CPU3还作为人机对话的通讯接口。
保护跳闸，整组复归后，CPU3接收CPU2来的电压电流信号，进行测距计算。
2.2出工频变化量方向继电器和零序方向继电器构成的主保护全线路跳闸时间小于
25mso
由工频变化量距离继电器实现了近处故障跳闸时间小于10ms,线路中间故障小于15mso由三段式相间和接地距离保护和二延时段零序保护构成了完整的阶段式后备功能。
2.3CPU1和CPU2分别作为主保护及后备保护，功能独立，又互相补充
a）CPU1强调快速性，采样率为每周波20点，主要继电器采用积分算法，速度快且安全性高。
CPU2作为后备保护强调准确性，采样率为每周12点，主要继电器采用付氏算法，计算精度得以提高。
b）CPUkCPU2功能上互相补充，CPU1先选择故障相然后对故障相进行测量；CPU2则先对各相进行测量，判为区内故障时再由选相程序选择跳闸相别，因此，在任何复杂的故障形式下，均不可能因选相的错误而导致测量错误。
c）CPU1中工频变化量方向元件有非常高的灵敏度，可测量很大的故障过渡电阻；CPU2则强调后备功能的齐全，在各种复杂故障形式下不失去保护。
d）CPU1内保护以反应故障分量的继电器为主体，而CPU2内的主要继电器则全部工作在全电流全电压方式。
2.4装置除设置了独立的总起动元件外，方向保护和距离保护内均设有本保护的起动元件，构成独立完整的保护功能。
起动元件的主体以反应工频变化量的过流继电器实现，同时又配以反应全电流的零序过流继电器，互相补充。
2.5装置中反应工频变化量的起动元件和CPU1中的选相元件及方向元件均采用浮动门坎，正常运行及系统振荡时变化量输岀回路的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎；浮动门坎电压始终略高于不平衡电压，在一般运行情况下曲于不平衡分量很小而装置有很高的灵敏度。
当系统振荡时，自动降低灵敏度，不需要设置专门的振荡闭锁回路。
因此，装置有很高的安全性，起动元件有很高的灵敏度而又不会频繁起动，测量元件则不会误测量。
2.6距离保护性能
a）三阶段式相间和接地距离保护中的不对称短路动作特性和对称短路暂态特性如图1.1a,图1・1b为三相短路稳态特性，为了确保皿段距离元件的后备作用，皿段距离元件三相短路特性包含原点。
a.正向不对称故障暂、稳态特性b.对称故障稳态特性
正向对称故障暂态特性
图阻抗继电器基本特性
b）继电器由正序电压极化，因而有较大的测量故障过渡电阻的能力。
当用于短线路时,为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将I、U段阻抗特性向第I象限偏移。
c）接地距离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。
d）正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压下降至15%以下时，进入三相低压程序，由正序电压记忆量极化，并且在继电器动作前设置正的门坎，母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门坎,保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。
同时，进低压程序时，III段继电器采用反门坎，因而三相短路皿段稳态特性包含原点，不存在电压死区。
2.7振荡闭锁分为四部分
a）在起动元件第一次动作初始开放160ms,以保证正常运行下突然发生故障时能快速开放。
b）不对称故障时由不对称开放元件So开放，保证了在任何不对称故障时的快
速开放。
c）测量Vlcos,的幅值，该电压在系统振荡时反应振荡屮心电压，在三相短路时反应弧光压降，在三相短路第一部分振闭不能开放的前提下，由本元件经短延时开放。
d）非全相运行再故障时，可由反应零、负序电流相位的元件开放健全相单相接地，由反应健全二相电流差的工频变化量的过流继电器开放健全相相间故障。
以丄四个部分结合，保证了距离保护在各种故障情况下的快速开放。
2.8自动重合闸部分
自动重合闸用于单或双母线方式，可选用单相重合，三相重合或综合重合的方式,可根据故障的严重程度引入闭锁重合闸的方式。
重合闸的起动有保护起动和开关位置不对应起动二种，当与本公司其它产品一起使用，有二套重合闸时，二套装置的重合闸可以同时投入’不会出现二次重合，与其它装置的重合闸配合时，可考虑用压板仅投入一套重合闸装置。
2.9键盘操作简单，采用菜单式工作方式，仅有+、一、上、下、左、右等共九个按键，非常易于掌握。
2.10配有液晶信号显示。
正常运行时，可显示所测量的电流，电压幅值和相位，线路故障时则显示跳闸相别，跳闸类型和测距结果。
2.11装置背后端子有一个串行口，可与打卬机相联。
另有一个串行口作为对外通讯用。
3技术数据
3•1额定数据：
直流电源：
220V,110V,允许偏差+15%,—20%
交流电压：
100V/V3,±30%
交流电流：
5A,1A
频率：
50Hz,60Hz
3.2功耗：
交流电流回路在额定电流时：
v1VA/（p（In=5A）
<0.5VA/?
（In=1A）
交流电压回路额定功耗
<0.5VA/?
直流电源功耗：
正常：
35W
跳闸：
50W
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：
3.4.1整组动作时间
工频变化量距离元件：
近处4〜10ms
末端<20ms
距离保护1段：
=20ms
方向保护全线路跳闸时间：
<25ms
3.4.2起动元件：
△1起动，
起动值0.2In
零序过流起动元件,0.1,0.2,0.3ln可整定。
3.4
.3方向保护部分：
I）
相电流差突变量选相元件起动值：
0・2ln
±15%
U）
工频变化量方向元件：
最小动作电流：
0.21n
最小动作电压：
5V
叫
工频变化量距离元件：
动作速度：
<10ms
（AUop>2Uz
叫
零序方向元件：
最小动作电压：
>0.5V
<1V
最小动作电流：
<0.11n
V）
零序过流元件定值误差：
<5%
VI）
U、111段零序跳闸延迟时间
:
0〜10s
・4・
4距离保护部分：
1）
整定范围：
0.01〜25Q
（In=5A）
0.05〜125Q（In=1A）
n）
距离元件定值误差：
<5%
叫
精确工作电压：
<0.25V
时）
0.11n
25In
0〜10s
IV）最小精确工作电流
V）最大精确工作电流
VI）II、III段跳闸时间
3.4.5故障测距
测距误差土2.5%
3.4.6重合闸：
检同期元件角度误差v±3°检同期有压元件0.7U#-[N]±5%检无压元件0.3U#-[N]±5%
3.5允许环境温度：
正常工作温度：
0°C〜40°C
极限工作温度：
一10°C〜50°C
3.6抗干扰性能符合国标：
GB6162
3.7绝缘耐压标准满足部标：
DL478
6整定方法及用户选择
6.1装置的定值单见表6,表6.1是保护运行的额定值。
定值单屮的定值均为二次值。
6.2表6.2是方向保护定值单。
6.2.1
6.2.2
DZzd:
工频变化量距离继电器的定值，按全线路阻抗的0.8〜0.8K:
零序补偿系数=（ZOL—Z1L）/3Z1L
其屮ZOL和ZlL分别为线路的零序和正序阻抗$
6.2.3
Ioqzd零序过流起动元件定值，按躲过最大零序不平衡电流整定，定值分0.lln,0.2In,0.3In三档。
6.2.4
6.2.5
Iozd2零序过流11段整定值，应保证线路末端接地故障有足够的灵敏度。
Iozd3:
零序过流in段整定值，应保证经最大过渡电阻故障时有足够的灵敏度。
6.2.6
IozdCF:
合闸于故障线路零序过流保护定值，应保证线路末端故障有足够的灵敏度。
6.2.7Ig：
相过电流元件定值，用作辅助选相，反应工频变化量的选相元件和该相过流元件同时动作选该相跳闸，同时由该过流元件保持直到开关跳开，故障消失。
因此该过流元件定值按线路末端故障有2•5倍以丄灵敏度整定。
（因为后备保护如零序II、in段不经选相直接三相跳闸，不受选相元件控制，因此，该定值不需考虑相邻线故障时的灵敏度）。
6.2.8T02zd:
零序11段时延整定。
6.2.9T03zd:
零序III段时延整定，注意T03zd是本线路开关未跳闸前的时延，跳闸后（如非全相运行或重合闸后），山段时延改为T03zd-DTo（当SW4为“1”时，DT=500ms,SW4为“0”时，DT=0）
6.2.10方向保护运行方式控制字SW:
运行方式字在定值输入时输入，用作保护运行功能的切换，表6.2已对各位的功能作了说明，这里仅对Z#-[coni]的投入选择原则作一点说明。
Z#-[com]是为了在大电源，长线路末端故障时，母线电压变化很小的情况下，提高方向保护灵敏度而设置的，可根据系统/线路阻抗比来确定，在最大运行方式下ZS/ZLA0.5时，不投Zcomo
6.3表6.3是距离保护定值单。
6.3.1Zzd1:
距离继电器1段整定值，相间和接地距离继电器I段取同一个定值。
可整定在线路阻抗的0.8〜0.9o
6.3.2〜6.3.5分别为接地距离和相间距离，2段和3段的阻抗整定值，按段间配合的需要整定。
6.3.6K:
零序补偿系数K=（Z/OL-Z/IL）/3Z/12
6.3.7PS/1:
正序灵敏角，按线路正序阻抗角整定
6.3.8PS/0:
零序灵敏角，按线路零序阻抗角整定
6.3.91/oqzd:
零过流起动值，按躲过最大零序不平衡分量整定。
6.3.10I/1qzd:
按躲过线路最大负荷电流整定。
6.3.11〜6.3.16分别为接地和相间距离保护II段和111段时延整定值，以及单相和三相重合闸延时，按系统时延配合需耍整定。
6.3.17Dgh为检同期合闸方式时母线电压对线路电压的整定角差。
6.3.18Dg1:
为扩大测量过渡电阻的能力，接地距离特性圆向第I象限偏移角。
6.3.19Dg2:
相间距离特性圆向第一象限偏移角，除超短线路，一般应取0°。
6.3.20距离保护运行方式控制字SW:
其中的SW2,SW3是在三相合闸时，可分别投入加速不受振闭控制的2段或3段距离保扒当三相重合闸不可能出现系统振荡时投入。
如SW2,SW3均不投则加速受振闭控制的2段距离。
6.4表6・4是管理模件上总起动元件定值单：
总起动元件用以开放出口继电器正电源，其反应工频变化量的过流起动元件不出外部输入I。
zd为总零序起动元件定值，按躲过线路最大不平衡零序电流整定。
其中的（7,8）,（9,10）,（11,12）项要求将线路对侧的系统按大、中、小三种运行方式给出零序电源阻抗值。
如不能给出，测距程序自动按本侧参数计算。
6.5输入端子说明
见图5.4,其中CA1是输入开关量的公共端子。
CA2,CA3,CA4分别为零序、主保护和距离保护投入压板，须注意的是当零序方向过流不投而主保护投入或主保护不投而零序保护投入时，工频变化量距离无件AZ不退出’当零序保护和主保护都不投时，AZ也退出。
CB2-TVW是跳闸位置继电器的三相并联接点。
CB3•通道试验是屏上对闭锁式通道进行通道交换信号的试验按钮。
CB5•打卬按钮，该位接通时，打卬机开始打卬报告。
表6.1LFP-9O1A型线路保护装置运行额定值
序号
额定值名称
额定值符号
典型值
整定值
1
额定电流
In
5A（1A）
2
额定电压
Vn
57.7V/相
3
额定频率
F
50Hz
*注意：
下面各定值单中的定值范围定值按In=5A给出，括弧（）中是对应于In=1A时的定值范围。
表6.2LFP-9O1A型线路保护装置方向保护定值单
序号
名称
符号
整定范围
整定值
1
零序地流起动值
1Oqzd
0.5-2.5A（0.1-0.5A）
2
线路编号
LINE
根据实际编号
3
通讯地址
Addr
0-254
4
运行方式控制字：
PRN为“1”时自动打印故障报告
序号
定值名称
定值符号
整定范围
整定值
1
工频变化战阻抗
DZzd
0.1-10Q（0.5-50Q）
2
接地阻抗零序补偿系数
K
0-2
3
零序起动电流
Oqzd
0.5-2.5A（0.1-0.5A）
4
5
6
7
零序过流n段零序过流m段
零序方向比较过流定值合闸于故障线零序定值
I
0zd2
0zd3
OzdF
OzdCF
0.5-100A
（0.1-20A）
8
9
PT断线时相过流定值
PT断线时零序过流定值
I
PTzd
OPTzd
0.5-100A
（0.1-20A）
10
11
12
零序过流II段动作时间
零序过流皿段动作时间
PT断线过流延时
T02zd
T03-zd
TPTzd
0.01-10S
13
方向保护运行控制字（某位汀，对应功能投入）SW:
1）L03F（零序过流111段经方向判别）
2）DF（工频变化量方向保护投入）
3）F0（零序方向高频保护投入）
4）DT（若DT投入，跳闸前，H1段动作时间=T03zd,跳闸后HI段动作时
间=T03zd-500ms）
5）GST（三跳方式）
6）L02ST（零序11段三跳，并闭锁重合）
7）BCPP（多相故障闭锁重合闸）
8）PM（允许式通道，否则为闭锁式）
9）Zoom（方向元件补偿阻抗投入）
10）RD（单电源负荷端）
序号
定值名称
定值符号
整定范围
整定值
1
距离I段
Zzd1
0.01-10Q（0.05-50Q）
2
3
4
5
接地距离n段接地距离皿段相间距离n段相间距离皿段
IIO
W%32
0.01-25Q
（0.05-125Q）
6
接地阻抗零序补偿系数
K
0-2
7
8
止序灵敏角零邓灵敏角
Ps1
PsO
55°-85°
9
零序起动电流
IOqzd
0.5-2.5A（0.1-0.5A）
10
振荡闭锁过流元件
11qdzd
4A-11A（0.8A-2.2A）
11
12
13
14
接地距离u段动作时间接地距离in段动作时间相间距离u段动作时间相间距离皿段动作时间
T2pzd
T3pzd
T2ppzd
T3ppzd
0.01s-10s
15
16
单相重合闸时间三相重合闸时间
Td
Ts
17
同期合闸角
Dgch
0°-90°
18
接地距离偏移角
Dg1
0°、15°、30°、45°
19
相间距离偏移角
Dg2
0°、15°、30°、45°
20
距离保护运行方式控制字（某位7时，对应功能投入）SW：
1）GST（二跳方式）2）Z2CF（二重加速II段）
3）Z3CF（三重加速IU段）4）ZB（振荡闭锁投入）
5）Z2ST（II段接地距离动作三跳）6）ZP12（投1、2段接地距离）
7）ZP3（投ID段接地距离）8）ZPP3（投m段相间距离）
9）CH（投重合闸）9）TQ（检同期）
IDUL（检无压，注意同期需另置投入）12）KC（不检，直接重合）
13）BDYCH（不对应起动重合闸投入）14）B2Zpp（相间距离n段闭锁重合）
15）B2ZP（接地距离11段闭锁重合）16）BHB（后备跳闸闭锁重合）
17）BP0（非全相运行再故障闭锁重合）18）BCPP（两相以上故障闭锁重合）
19）BCS（三相短路闭锁重合）
序号
定值名称
定值符号
整定范围
整定值
1
2
全线线路正序电抗电阻
XL
RL
（Q）
3
4
全线路零序电抗电阻
XLO
RLO
（Q）
5
线路K度
L
0.2-500KM
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