PES3000保护测控装置说明书V13.docx

1、PES3000保护测控装置说明书V13普尔盾电气（上海）有限公司PES-3109微机保护测控装置技 术 及 使 用 手 册【本装置适用于10kV及以下电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中的开关柜、环网柜保护。可集中组屏，也可在开关柜就地安装，全面支持变配电所综合自动化系统。】感谢您选用普尔盾电气（上海）有限公司PES-3109微机保护测控装置，我们建议在安装和使用装置之前请仔细阅读本手册。请将本手册妥善存放，以备您将来的使用。订货前，请垂询本公司或当地经销商以获悉本产品的最新规格。本手册当前版本V1.31.功能及特点 1.1保护功能 装置具有线路保护、配电变保护、异步电动机保护、电容器保护以

2、及母联保护，这五种常用保护的保护功能。1.2 辅助功能装置故障告警保护定值和时限的独立整定自检和自诊断1.3 测控功能电量测量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率等信号检测：装置共有8路开入量1.4 特点采用分层分布式设计，可组屏安装或直接安装于开关柜上封闭、加强型单元机箱，抗强干扰设计，适用于恶劣环境，可靠性高、抗干扰能力强，符合IEC电磁兼容标准可记录64次SOE事件汉字液晶显示，键盘操作设有独立的起动元件用来开放继电器电源，提高装置的安全性集常用的五种保护功能于一身，用户可在“类型选择”界面选择所需的保护类型。2.保护原理2.1 线路保护（包括电容器、母联保护） 2.1.

3、1 电流速断、限时速断、过流保护 针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到整定值，则定时器启动，若持续到整定时限，且相应保护的投退控制字处于投入状态，装置则发出跳闸控制信号，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。其中过流保护可通过低电压闭锁，并可选择反时限跳闸, 根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规定, 本装置采用其标准反时限特性方程中的一般反时限特性方程(IDMT): 式中Ip为电流基准值,取过流定值,为时间常数, 取过流时间定值。图1 三段保护逻辑框图2.1.2 方向元件 速断、限时速断、过流均有方向元件，并可投退。当线电压均小于3

4、V时，电压取故障前的记忆电压；当PT断线后，方向元件退出，为无方向的电流保护。 方向元件采用90接线方式，最大灵敏角45，动作区180，动作示意图如下：2.1.3 过负荷告警 针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到过负荷整定值，则定时器启动，若持续时间达到整定时限则告警。同时给出告警音响及预告信号，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。图2过负荷告警保护逻辑框图2.1.4 零序过流保护（带方向） 零序过流保护是当零序电流测量值大于零序过流定值时，则定时器启动，若持续到相应的整定时限，且零序过流保护投退控制字处于投入状态，则发出报警信号。如保护跳闸投

5、退控制字也处于投入状态，则给出保护动作、事故音响，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。(自产零序)图3零序过流保护逻辑框图2.1.5 PT断线告警 装置具有 PT断线检查功能，可通过控制字投退。PT断线判据如下:a.最大相间电压小于30v,且任一相电流大于0.3Ab.三相电压之和（为与外部的PT比例系数匹配，还需乘上一个零序系数PU0）大于PT断线电压定值c.测量通道中测得的零序电压小于PT断线电压定值在满足判据a或者判据b,c同时满足时，延时10秒报PT断线，PT断线期间自动退出低电压保护。图4 PT断线报警逻辑框图2.1.6 零序过压保护 测量通道中测得的零序

6、电压大于零序过压定值，经延时报警。逻辑框图见图5（图中的3Uo2为零序过压定值，tzd5为时间定值）。图5 母线接地报警逻辑框图2.1.7 低电压保护 任意一路线电压小于低电压保护定值,时间超过整定时间时,低电压保护动作。低电压保护经TWJ闭锁,装置能自动识别PT断线并闭锁低电压保护（此时PT断线需投入）。图6低电压保护逻辑图2.1.8 三相三次重合闸 装置具有三相重合闸（三次）功能,当重合闸不投时可通过设置保护控制字退出。重合闸必须在：判断出断路器处于分位充电完成没有闭锁条件的情况下才能够经延时出口动作。重合闸出口除了动作合闸外，还置后加速标志重合次数减一并置重合闸标志（此三项在程序内部实现

7、）用于为下一次重合做准备。过流或限时速断跳闸并重合闸后，若合闸于永久故障，可后加速跳闸，跳闸后重合闸不再充电。重合闸充电：手动合闸后，判断到断路器处于合位，经过15秒充电完成。重合闸闭锁条件：值班人员手动分闸合闸于故障状态而随即后加速跳闸低频保护动作在已经重合过以后检测到线路有电流（大于检无流定值）、有外部闭锁重合闸信号（D6）输入。图7.三相三次重合闸逻辑框图2.1.9 重合闸后加速 合闸后加速是用来保证当断路器合闸于故障线路时，能够加速跳闸。图8 重合闸后加速逻辑图2.1.10 低频减载、低周解列当检测到系统的频率低于低频减载频率值，电压高于低电压闭锁定值时，延时后动作。图9 低频减载逻辑

8、框图2.1.11 过电压三个相间电压中任一相大于过电压保护定值,时间超过整定时间时,过电压保护动作。图10过电压保护逻辑图2.1.12 充电保护当任一组母线检修后再投入运行之前，利用母联断路器对该母线进行充电试验时，可投入母联充电保护，当被试验母线存在故障时，利用充电保护切除故障。充电保护只能在母联开关闭合后的短时间5s内有效，在充电保护投入期间，若母联电流任一相大于充电保护整定电流，则经整定的充电保护延时将母联断路器切除。图3充电保护逻辑框图2.2 配电变保护 2.2.1 电流速断、限时速断、过流保护 针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到整定值，则定时器启动，若持续到整定

9、时限，且相应保护的投退控制字处于投入状态，装置则发出跳闸控制信号，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。其中过流保护可通过低电压闭锁，并可选择反时限跳闸, 根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规定, 本装置采用其标准反时限特性方程中的一般反时限: 式中Ip为电流基准值,取过流定值,为时间常数, 取过流时间定值。图1 三段保护逻辑框图2.2.2 过负荷 针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到过负荷整定值，则定时器启动，若持续时间达到整定时限则告警。同时给出告警音响及预告信号，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器

10、。图2过负荷告警保护逻辑框图2.2.3 零序过流保护（带方向） 零序过流保护是当零序电流测量值大于零序过流定值时，则定时器启动，若持续到相应的整定时限，且零序过流保护投退控制字处于投入状态，则发出报警信号。如保护跳闸投退控制字也处于投入状态，则给出保护动作、事故音响，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。图3零序过流保护逻辑框图2.2.4 PT断线告警 装置具有 PT断线检查功能，可通过控制字投退。PT断线判据如下: a.最大相间电压小于30v,且任一相电流大于0.3A;b.三相电压之和（为与外部的PT比例系数匹配，还需乘上一个零序系数PU0）大于PT断线电压定值c

11、.测量通道中测得的零序电压小于PT断线电压定值在满足判据a或者判据b,c同时满足时，延时10秒报PT断线，PT断线期间自动退出低电压保护。图4 PT断线报警逻辑框图2.2.5 母线接地报警 测量通道中测得的零序电压大于母线接地电压定值，经延时报警。逻辑框图见图5（图中的3Uo2为母线接地零序电压定值，Tzd3为时间定值）。图5 母线接地报警逻辑框图2.2.6 低频减载 当检测到系统的频率低于低频减载频率值，电压高于低电压闭锁定值时，延时后动作。图7 低频减载逻辑框图2.2.7 非电量保护 非电量保护主要指从变压器本体引来的瓦斯信号、温度信号、压力释放阀动作等现场信号经单元箱进行信号采集后，或动

12、作于保护跳闸，或动作于报警信号，其中重瓦斯信号，压力释放信号，温度过高信号，保护控制字投入则跳闸，未投则报警。2.3 电动机保护 2.3.1 二段式过流保护（过流I段、过流II段、） 过流段保护定值按躲过启动电流整定,时限可整定为速断或带极短的时限,该保护主要对电动机短路提供保护。当任一相达到整定值，且过流段保护的投退控制字处于投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。图1 过流I段保护逻辑图过流II段保护，又称堵转保护，它是在电动机启动完毕后自动投入,该保护可根据启动电流或堵转电流整定,主要对电动机启动时间过长和运行中堵转提供保护。在超过电动机启动时间后，当任一相达到整定值，且过

13、流段保护的投退控制字处于投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。过流II段还可以通过控制字选择该段采用定时限还是反时限特性。根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规定, 本装置采用其标准反时限特性方程中的极端反时限特性方程(extreme IDMT):Ip为电流基准值,取过流II段定值,为时间常数, 取过流II段时间定值。图2 过流II段保护逻辑图2.3.2 负序过流保护（负序过流I段、负序过流II段、） 当电动机三相电流有较大不对称,会出现较大的负序电流,而负序电流将在转子产生2倍工频电流,使转子的附加发热大大增加,危及电动机的安全运行。本装置具有两段定时限负序过流保

14、护,分别对电动机反相,断相,匝间短路以及较严重的电压不对称等异常工况提供保护. 其中负序过流II段作为灵敏的不平衡电流保护,可通过控制字来选择该段跳闸或报警,选择报警时该段可作为负序过负荷报警使用,也可通过控制字来选择该段采用定时限还是反时限特性。根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规定, 本装置采用其标准反时限特性方程中的极端反时限特性方程(extreme IDMT):Ip为电流基准值,取负序过流II段定值,为时间常数, 取负序过流II段时间定值。图3 负序过流I段保护逻辑图图4 负序过流II段保护逻辑图2.3.3 过负荷保护 过负荷保护反映定子电流的大小,有一定时限段,可通过控

15、制字选择报警或跳闸。图5过负荷保护逻辑图2.3.4 过热保护 过热保护主要为防止电动机过热,因此在装置中设置了一个模拟电动机发热的模型,综合考虑电动机正序电流和负序电流的热效应,引入等值发热电流Ieq，其方程表达式为: 在整定的电动机启动时间内,，在整定的启动时间过后，自动变为1；310,用于模拟的增强发热效应，一般可取6 ，保护动作方程为: 式中为电动机额定电流，为电动机热积累定值，即发热时间常数Tfrl，当热积累值达到（过热报警水平，可整定为热积累跳闸的6099.9%）时发出报警信号，当热积累值达到Tfrl时发出跳闸信号。电动机过热保护跳闸后，不能立即再启动，要等到允许启动的温度时才能再启

16、动。在需要紧急启动的情况下，可以通过复归键在信号复归的同时强制将热模型恢复到“冷态”。图6 过热保护逻辑图2.3.5 零序过流保护 零序过流保护反映电动机定子接地,当零序电流测量值大于零序电流动作值时，则定时器启动，若持续到相应的整定时限，且相应保护投退控制字处于投入状态，则发出报警信号。如保护跳闸投退控制字也处于投入状态，则给出保护动作，事故音响，并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。 图7零序过流保护逻辑图2.3.6 定子零序电压保护 定子零序电压保护反映电动机定子接地引起的零序电压，基波零序电压保护电动机85%95%的定子绕组单相接地。可通过控制字选择报警或跳

17、闸，零序电压保护经TWJ闭锁。保护用零序电压可通过控制字决定取自机端PT开口三角形电压输出还是由三相电压自产零序电压，若自产零序电压，当PT断线投入后，装置能自动识别PT断线并闭锁零序电压保护。图8零序电压保护逻辑图2.3.7 低电压保护 三个相间电压均小于低电压保护定值,时间超过整定时间时,低电压保护动作。低电压保护经TWJ闭锁,当PT断线投入后，装置能自动识别PT断线并闭锁低电压保护（此时PT断线需投入）。图9低电压保护逻辑图2.3.8 过电压保护 三个相间电压中任一相大于过电压保护定值,时间超过整定时间时,过电压保护动作。图10过电压保护逻辑图2.3.9 PT断线告警装置具有 PT断线检

18、查功能，可通过控制字投退。PT断线判据如下:a.最大相间电压小于30v,且任一相电流大于0.3A;b.负序电压大于8v;满足以上任一条件断线10秒报PT断线，当PT断线投入后，在PT断线期间自动退出低电压保护和零序过压保护。图11 PT断线告警逻辑图2.3.10 非电量保护 本装置设置 了温度过高跳闸和温度升高报警两路非电量保护,分别通过控制字选择经延时跳闸或报警。图12 非电量保护逻辑图2.4 异常告警 装置异常：电源消失或自检出错（ROM、RAM、EPROM定值检验出错），闭锁开出继电器。2.5 测 量 测量系统频率f，母线电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc,3U0,电流Ia、I

19、b、Ic、3I0及有功功率、无功功率、功率因数，另外可接收电度脉冲输入，计数值上传给上位机。2.6 控 制 装置可接受遥控命令对所保护的线路开关实行远方跳、合闸控制，还可以在面板上设置对开关进行手动跳合闸，每次须间隔10S。2.7 事件记录 可以存储不少于60次的各项记录，包括事件日期、时间、事故电流（电压）、保护动作类型等，并可传送到管理系统或监控系统。3. 操作说明3.1 面板操作 PES-3109的前面板设计简洁明了、布置合理，符合人机工程设计要求。面板主要部件包括：1液晶显示屏2高亮度LED指示灯3操作方向键4信号复归按键5操作确认键6操作退出键4.安装：危险：在安装 PES-3109

20、产品过程中，装置带有的危险电压有可能会导致设备永久性损坏或人员伤亡。这些电压主要分布在装置端子条和交流电流输入、交流电压输入、开关量输入、继电器输出和工作电源等回路。本装置的安装、调试和检修操作仅限于经过授权和严格培训的工程技术人员。4.1环境条件PES-3109产品必须安装在远离热源和强电磁场的干燥、整洁处（如开关柜二次仪表室）。要求安装装置的屏柜能够防止装置遭受油气、盐雾、灰尘、腐蚀性蒸汽或其它能通过空气扩散的有害物质的污染。为便于接线和现场调试，要求屏柜的门能完全打开，安装空间有一定的裕量，用于接线和放置柜内端子排、短接片、按钮、指示灯及其它附件。4.2具体安装操作首先要在屏柜前面板上开

21、孔,具体开孔尺寸参见附录PES-3109微机保护测控装置接线端子图及开孔尺寸图。注意：在现场安装过程中，操作人员可能会碰到紧挨装置的开关或断路器，应该对这些开关或断路器做上相关标记或采取其它安全措施，避免造成安全事故。4.3接线装置的电压、电流回路接线端子，由于接入装置的电流可能较大，接线时要求制作型或型线头，以增大接触面积，并保证可靠连接；其它电源输入回路、开关量输入回路、信号继电器输出回路、电源回路的接线端子，接线时应制作针型线头。注意：1、所有接线必须严格按照工程接线图纸进行，根据导线电气编号按顺序接线。一旦接线完成，严禁随意更改或触碰端子。2、装置的继电器输出涉及到断路器分闸/合闸操作

22、，因此需要特定的防范措施。3、由于工程人员在现场检修、升级或更换装置时，需要断开装置与运行系统间的所有电气接线，并从屏柜上取下装置，因此在初始安装时，就应该全面考虑以下操作的方便性：电源输入回路、交流电压输入回路应该有装在源端的空气开关或保险丝进行保护，保证装置能被安全断开；交流电流输入回路应该装设电流短接片，使装置在电流互感器不开路情况下能被安全断开；所有导线的布置和走线都应该以方便于在装置端子上拆线、打开装置后盖，甚至将装置整个拆除为原则。 4.4产品类型及型号 装置名称及型号装置功能PES-3109(全功能)测量三相电流三相电压三路线电压有功功率无功功率功率因数频率保护电流量保护电压量保

23、护低频保护通讯Modbus-RTU 开人干节点输入8路干节点输入开出继电器输出4路干节点输出显示液晶显示12864点阵液晶5.附图：端子图、开孔尺寸图及装置原理图普尔盾电气（上海）有限公司版权所有本资料由普尔盾电气（上海）有限公司印制，仅用于说明本产品的相关信息。普尔盾电气（上海）有限公司随时可能因技术升级或采用新的生产工艺而改进本资料相关内容，或对本资料的印刷错误及不准确的信息进行必要的改进和更改，恕不另行通知。地址：上海市青浦区盈港东路6558号电话：86-21-5986 7910传真：86-21-5986 7911网址：销售热线：86-21-6921 1666技术热线：86-21-5978 0837 服务热线：4008-202-861