数字式线路保护测控装置说明指导书.docx

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数字式线路保护测控装置说明指导书

NZ801L数字式线路保护测控装置

一概述

NZ801L数字式线路保护测控装置是以电流、电压保护及三相重叠闸为基本配备成套线路保护装置。

合用于66kV及如下电压级别非直接接地系统或经电阻接地系统中方向线路保护及测控，可在开关柜就地安装，也可组屏安装于控制室。

保护功能配备

●三段式电压闭锁方向相间电流保护

●三段式零序电流保护

●充电保护（用于母联或分段保护）

●电流保护定期限、反时限可选

●零序保护定期限、反时限可选

●方向闭锁

●电压闭锁

●三相一次重叠闸（检同期、检无压、非同期方式可选）

●三相二次重叠闸

●过负荷告警及跳闸保护

●合闸加速保护（前加速、后加速、手合加速）

●低周减载、低压解列保护

●小电流接地选线功能

●故障滤波、事件SOE、独立操作回路

测控功能配备

●11路强电遥信开入采集

●装置失电告警，装置事故信号，装置告警信号

●断路器遥控分合、分合次数记录

●模仿量遥测：

Ia、Ib（选配，订货时须注明）、Ic、Ua、Ub、Uc、P、Q、COSθ、F

二保护原理阐明

2.1方向元件

2.1.1本装置相间方向元件采用90︒接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表中所示相应方向元件控制。

为消除死区，方向元件带有记忆功能。

相间方向元件

I

U

A

IA

UBC

B

IB

UCA

C

IC

UAB

表1方向元件相应关系

本装置Arg（I/U）=-30︒～90︒，边沿稍有模糊，误差<±5︒。

图1-1相间方向元件动作区域

2.1.2本装置零序方向元件动作区为Arg（3U0/3I0）=-180︒～-120︒及120︒～180︒，3U0为自产，外部3I0端子接线不需倒向。

边沿误差角度<±5︒

图1-2零序方向元件动作区域

阐明：

在现场条件不具备时，方向动作区由软件保证可以不作校验，但模仿量相序要作校验。

2.2低电压元件

低电压元件在三个相电压（Ua、Ub、Uc）中任意一种低于低压解列电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。

运用此元件，可以保证装置在电机反充电等非故障状况下不浮现误动作。

2.3过电流元件

装置实时计算并进行三段过流鉴别。

为了躲开线路避雷器放电时间，本装置中I段也设立了可以独立整定延时时间。

装置在执行三段过流鉴别时，各段鉴别逻辑一致。

装置在执行三段过流鉴别时，各段鉴别逻辑一致，其动作条件如下：

In为n段电流定值，Ia,b,c为相电流

2.4零序过电流元件

零序过电流元件实现方式基本与过流元件相似，满足如下条件时出口跳闸：

1）3I0>I0n；I0n：

接地N段定值

2）T>T0n；T0n：

接地N段延时定值

3）相应方向条件满足（若需要）

本功能通过压板实现投退,带方向选取由控制字选定，零序三段可设为反时限。

2.5反时限元件

反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合保护元件，通过平移动作曲线，可以非常以便地实现全线配合。

常用反时限特性解析式大概分为三类，即原则反时限、非常反时限、极端反时限，本装置中反时限特性由整定值中反时限指数整定。

各反时限特性公式如下：

a.普通反时限（整定范畴是0.007～0.14）

b.非常反时限（整定范畴是0.675～13.5）

c.极端反时限（整定范畴是4～80）

其中：

tp为时间系数，范畴是（0.05~1）

Ip为电流基准值

I为故障电流

t为跳闸时间

注意：

整定值某些反时限时间为上面表达式中分子乘积值，单位是秒。

本装置相间电流及零序电流均带有定、反时限保护功能，通过设立控制字有关位可选取定期限或反时限方式。

当选取反时限方式后，自动退出定期限II、III段过流及II、III段零流元件，相间电流III段和零序电流III段功能压板分别变为相间电流反时限及零序电流反时限功能投退压板。

2.6充电保护

本装置用作充电保护时（如母联或分段开关中），只需投入加速压板、整定加速电流及时间定

值，加速方式由控制字选取为后加速方式即可实现该功能。

断路器处在分位不不大于30秒后该功能投

入，充电保护功能在断路器合上后扩展到3秒左右。

2.7加速

本装置加速回路涉及手合加速及保护加速两种，加速功能设立了独立投退压板。

本装置手合加速回路不需由外部手动合闸把手触点来起动，此举重要是考虑到当前许多变电站采用综合自动化系统后，已取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易操作把手。

本装置不相应启动重叠闸回路也作了同样考虑，详见后述。

手合加速回路启动条件为：

a）断路器在分闸位置时间超过30秒

b）断路器由分闸变为合闸，加速容许时间扩展3秒

保护加速分为前加速或重叠后加速方式，可由控制字选取其中一种加速方式。

本装置设立了独立过流及零流加速段电流定值及相应时间定值，与老式保护相比，此种做法使保护配备更趋灵活。

本装置过流加速段还可选取带低电压闭锁，但所有加速段均不考虑方向闭锁。

2.8三相重叠闸

本系列所有型号装置都设有三相重叠闸功能，此功能可由压板投退。

2.8.1启动回路

a）保护跳闸启动

b）开关位置不相应启动

在不相应启动重叠闸回路中，仅运用TWJ触点监视断路器位置。

考虑许多新设计变电站，特别是综合自动化站，也许没有手动操作把手，本装置在设计中注意避免使用手动操作把手触点，手跳时运用装置跳闸板上STJ动合触点来实现重叠闸闭锁。

2.8.2闭锁条件

断路器合位时重叠充电时间为15秒；充电过程中重叠绿灯发闪光，充电满后发常绿光，不再闪烁。

本系列装置设立重叠闸“放电”条件有：

a）控制回路断线后，重叠闸延时10秒自动“放电”

b）弹簧未储能端子高电位，重叠闸延时2秒自动“放电”

c）闭锁重叠闸端子高电位，重叠闸及时“放电”

2.8.3手动捕获准同期（选配）

有手合（4x3）或遥合开入量输入，检查与否满足准同期条件，满足即提前一种导前时间发出合闸令，将开关合上，否则不合闸。

母线或线路抽取电压过低，则不再检测准同期条件。

准同期方式及同期电压相别选取同重叠闸，可参见整定值。

准同期专用出口为备用出口二（4x15-4x16），准同期条件涉及：

a）母线与线路抽取电压差不大于整定值。

b）频率差不大于整定值

c）加速度不大于整定值

d）导前角度不大于整定值，且（母线与线路抽取电压夹角－导前角度）<15度

e）断路器在分闸位置

f）手合或遥合开入量输入

2.8.4两次重叠闸（选配）

保护瞬动后一次重叠，如果燃弧仍存在，一次重叠不成功再次跳开，容许通过一段较长延时等燃弧烧尽后再二次重叠。

2.9低周减载

运用这一元件，可以实现分散式频率控制，当系统频率低于整定频率时，此元件就能自动鉴定与否切除负荷。

低频减载功能逻辑中设有一种滑差闭锁元件以区别故障状况、电机反充电和真正有功缺额。

考虑低频减载功能只在稳态时作用，故取AB相间电压进行计算，实验时仍需加三相平衡电压。

当此电压（UAB）低于闭锁频率计算电压时，低周减载元件将自动退出。

阐明：

现场实验条件不具备时，该实验可免做。

模仿量对的，则精度由软件保证。

2.10低压解列

合用于发电厂和系统间联系线保护，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，此元件就能自动鉴定与否切除负荷。

低压解列判据为：

1）三相平衡电压，U相

2）dV/dt

3）T>Tudy

4）负序线电压<5V

5）本线路有载（负荷电流>0.1In）

本功能通过控制字实现投退,PT断线时闭锁低压保护。

2.11过负荷元件

过负荷元件监视三相电流，其动作条件为：

1）MAX（IΦ）>Ifh

2）T>Tgfhgj：

告警

3）T>Tgfhtz：

跳闸

其中Ifh为过负荷电流定值。

本功能通过压板实现投退,过负荷告警与跳闸选取由控制字选定。

2.12PT断线检测

在下面三个条件之一得到满足时候，装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯：

1）三相电压均不大于8V，某相（a或c相）电流不不大于0.25A，判为三相失压。

2）三相电压和不不大于8V，最小线电压不大于16V，判为两相或单相PT断线。

3）三相电压和不不大于8V，最大线电压与最小线电压差不不大于16V，判为两相或单相PT断线。

装置在检测到PT断线后，可依照控制字选取，或者退出带方向元件、电压元件各段保护，或者退出方向、电压元件。

PT断线检测功能可以通过控制字（KG1.15）投退。

2.13小电流接地选线

小电流接地选跳系统由NZ801L装置和NZ8000监控主站构成。

当系统发生接地时，3U0抬高。

当装置感受到自产3U0有突变且不不大于10V，即记录当前3U0，3I0。

与此同步，母线开口三角电压监视点向主站报送接地信号。

主站则在接到接地信号后调取各装置内记录3U0,3I0量，计算后给出接地点方略。

无主站系统时，单装置接地试跳判据为：

合位时3U0不不大于18V，试跳分位后3U0不大于18V，即判为本线路接地。

2.14数据记录

本装置具备故障录波功能。

可记录模仿量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，可记录状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。

所有数据记录信息数据存入FLASHRAM中，可被PC机读取。

可记录录波报告为8个以上，每次录波数据总时间容量为1S，分两段记录，动态捕获并调节记录时间。

可记录事件不少于1000次。

本装置除记录系统扰动数据外，还记录装置操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

2.15遥信、遥测、遥控功能

遥控功能重要有三种：

正常遥控跳闸操作和合闸操作，接地选线遥控跳闸操作。

遥测量重要有：

IAc、（IBc）、ICc、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、COS￠、P、Q、F和电度。

所有这些量都在本地实时计算，实时累加，三相有功无功计算消除了由于系统电压不对称而产生误差，且计算完全不依赖于网络，精度达到0.5级。

遥信量重要有：

16路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信辨别率不大于2ms。

三、整定及压板

3.1整定值清单及阐明

序号

定值名称

符号

范畴

单位

备注

1

控制字一

KG1

0000～FFFF

无

参见控制字阐明

2

控制字二

KG2

0000～FFFF

无

参见控制字阐明

3

电流Ⅰ段

I1

0.2～100.0

A

4

电流Ⅱ段

I2

0.2～100.0

A

5

电流Ⅲ段

I3

0.2～100.0

A

6

电流Ⅰ段时间

T1

0.0～20.00

S

7

电流Ⅱ段时间

T2

0.1～20.00

S

8

电流Ⅲ段时间

T3

0.1～20.00

S

9

零序Ⅰ段电流

I01

0.1～20.0

A

10

零序Ⅱ段电流

I02

0.1～20.0

A

11

零序Ⅲ段电流

I03

0.1～20.0

A

12

零序Ⅰ段时间

T01

0.0～20.00

S

13

零序Ⅱ段时间

T02

0.1～20.00

S

14

零序Ⅲ段时间

T03

0.1～20.00

S

15

电流加速段

Ijs

0.2～100.0

A

16

电流加速段时间

Tjs

0.0～5.00

S

17

零序加速段

I0js

0.1～20.0

A

18

零序加速段时间

T0js

0.1～5.00

S

19

电流保护闭锁电压

Ubs

1.0～120.0

V

线电压

20

电流反时限基准

Ip

0.2～100.0

A

21

电流反时限时间

Tp

0.005～250

S

22

零序反时限基准

Ip0

0.1～20.0

A

23

零序反时限时间

Tp0

0.005～250

S

24

反时限指数

Exp

0.01～10.0

无

置0.02，1，或2

25

过负荷电流

Igfh

0.2～100.0

A

26

过负荷告警时间

Tgfhgj

6～9000

S

27

过负荷跳闸时间

Tgfhtz

6～9000

S

28

重叠闸检同期定值

Dq

10～50

度

29

重叠闸时间

Tch

0.2～20.0

S

30

低周减载频率

Fdz

45.0～49.5

Hz

31

低周减载时间

Tdz

0.1～20.0

S

32

低周减载闭锁电压

Udz

10～120

V

线电压

33

低周减载闭锁滑差

Fhc

0.5～20.0

Hz/S

34

CT变比

CT

0.001～10.0

无

一次测量CT变比/1000

35

PT变比

PT

0.01～10.0

无

一次测量PT变比/1000

36

二次重叠时间

Tch2

0.1～200

S

37

低压解列电压

Udy

20.0～60.0

V

相电压

38

低压解列时间

Tdy

0.1～20.0

S

39

闭锁电压变化率

Dut

1.0～60.0

V/S

40

准同期电压差闭锁

Utq

0.0～20

V

41

频率差闭锁定值

Ftq

0～2.0

Hz

42

准同期加速度闭锁

Ftqs

0～5.0

Hz/S

43

合闸导前时间

Ttqdq

0～2.0

S

44

导前角度定值

Dtqj

0～900

度

控制字1定义：

位

置1时含义

置时0含义

15

求和自检投入

求和自检退出

14

CT额定电流为1A

CT额定电流为5A

13

PTDX有关段退出（PT断线时带方向或电压闭锁保护段退出运营）

PTDX有关元件退出（PT断线时带方向或电压闭锁保护段仅退出方向及电压）

12

控制回路断线投入

控制回路断线退出

11

零序反时限带方向

零序反时限不带方向

10

电流反时限带方向

电流反时限不带方向

9

零序Ⅲ段带方向

零序Ⅲ段不带方向

8

零序Ⅱ段带方向

零序Ⅱ段不带方向

7

零序Ⅰ段带方向

零序Ⅰ段不带方向

6

电流加速段经电压闭锁

电流加速段不经电压闭锁

5

电流Ⅲ段经电压闭锁

电流Ⅲ段不经电压闭锁

4

电流Ⅱ段经电压闭锁

电流Ⅱ段不经电压闭锁

3

电流Ⅰ段经电压闭锁

电流Ⅰ段不经电压闭锁

2

电流Ⅲ段带方向

电流Ⅲ段不带方向

1

电流Ⅱ段带方向

电流Ⅱ段不带方向

0

电流Ⅰ段带方向

电流Ⅰ段不带方向

控制字2定义：

位

置1时含义

置时0含义

15

保护选取反时限方式

保护选取定期限方式

14

选取前加速方式

选取后加速方式

13

过负荷跳闸

过负荷不跳闸（仅发告警信号）

12

准同期合闸投入

准同期合闸退出

11

二次重叠闸投入

二次重叠闸退出

9-10

备用

备用

8

低压解列投入

低压解列退出

7

开关偷跳不重叠

开关偷跳重叠

5～6

备用

4

同期电压（Ux）相别选取

3

2

1

重叠闸同期方式选取

0

重叠闸检同期方式选取阐明：

位1

位0

重叠闸同期方式

0

0

非同期方式

0

1

检同期方式

1

0

检无压方式

1

1

检同期及无压方式

同期电压（Ux）选取阐明：

位4

位3

位2

检同期方式

0

0

0

空

0

0

1

同期电压选取UA相

0

1

0

同期电压选取UB相

0

1

1

同期电压选取UC相

1

0

0

同期线电压不选取

1

0

1

同期电压选取UAB相

1

1

0

同期电压选取UBC相

1

1

1

同期电压选取UCA相

阐明：

1）CT变比为专用测量变比，整定办法：

例，一次侧CT变比为600/5＝120，则整定为120/1000=0.12；10KVPT变比10000/100＝100,则整定为100/1000=0.10。

2）以上保护功能中不用功能，只须通过退出相应软压板或控制字即可完全退出，不需再专门特殊设立相应功能定值。

3.2软压板清单及阐明

压板名称

相应功能

电流Ⅰ段

电流Ⅰ段保护功能投退

电流Ⅱ段

电流Ⅱ段保护功能投退

电流Ⅲ段

电流Ⅲ段保护功能投退

零序Ⅰ段

零序Ⅰ段保护功能投退

零序Ⅱ段

零序Ⅱ段保护功能投退

零序Ⅲ段

零序Ⅲ段保护功能投退

加速

加速保护功能投退

过负荷

过负荷保护功能投退

低周减载

低周减载功能投退

重叠投入

重叠闸功能投退

附图一：

原理接线图

附图二：

背板端子图