2.装置原理
2.1模拟量输入
外部电流及电压经隔离互感器隔离变换后输入,经低通滤波器输入至模数变换器,CPU采样后对数字进行处理,构成各种保护继电器,并计算各种遥测量。
UA1、UB1、UC1为Ⅰ母电压,角结输入;UA2、UB2、UC2为Ⅱ母电压,角结输入。
UJx1、UJx2为两进线线路PT的相间电压输入。
IJX1、IJX2为两进线一相电流,用于防止PT断线时装置误起动。
IAC、ICC为**测量CT输入。
IA、IC为**保护CT输入。
2.2 软件说明
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三相断线后造成桥开关误投,也是为了更好的确认进线开关已跳开。
装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点(TWJ),作为系统运行方式判别,自投准备及选择自投方式。引入了1DL、2DL、3DL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闭锁。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、4自投三个输入。
装置输出接点有跳1DL、2DL,3DL合1DL、2DL、3DL各一付接点,一组遥控跳合输出。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,保护动作各一付接点。
2.2.1线路备自投(方式1)
#1进线运行,#2进线备用,即1DL、3DL在合位,2DL在分位。当#1进线电源因故障或其它原因被断开后,#2进线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:a)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)
b) 1DL、3DL在合位, 2DL在分位
经15秒后充电完成。
放电条件:a) 当#2线路电压检查控制字投入时,#2线路无压(Ux2)
b) 2DL合上
c) 手跳1DL或3DL
d) 其它外部闭锁信号
e)整定控制字不允许#2进线开关自投
动作过程:当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压,Ux2有压,I1无流,延时Tb1跳开1DL,确认1DL跳开后,合2DL。
2.2.2线路备自投(方式2)
方式2过程同方式1。#2线路运行,1#线路备用。
充电条件:a) 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);
b) 2DL、3DL在合位,1DL在分位。
经15秒后充电完成。
放电条件:a) 当#1线路电压检查控制字投入时,#1线路无压(Ux1);
b) 1DL合上;
c) 手跳2DL或3DL;
d) 其它外部闭锁信号;
e)整定控制字不允许#1进线开关自投。
动作过程:当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压,Ux1有压,I2无流,延时Tb2跳开2DL,确认2DL跳开后,合1DL。
2.2.3 桥开关备自投(方式3、方式4)
当两段母线分列运行时,装置选择桥开关自投方案。
充电条件:a) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压;
b) 1DL、2DL在合位,3DL在分位。
经15秒后充电完成。
放电条件:a) 3DL在合位;
b) Ⅰ母、Ⅱ母均三相无压;
c) 手跳1DL或2DL;
d) 其它外部闭锁信号,如变压器内部故障等。
动作过程: 当充电完成后
a)方式3:Ⅰ母无压、#1进线无流,Ⅱ母有压,方式3自投整定控制字允许,则经Tb3延时后,跳1DL,确认1DL跳开后合3DL。
b)方式4:Ⅱ母无压、#2进线无流,Ⅰ母有压,方式4自投整定控制字允许,则经Tb4延时后,跳2DL,确认2DL跳开后合3DL。
2.2.4 母联充电保护
装置专门设置一段两相充电过电流保护用于母线充电保护,在母联开关合上500ms内自动投入,母联开关合上10S后自动退出,母联充电保护可用压板投退。
2.2.5 过流保护
过流保护用于对母线的保护,在母联开关合上后自动投入。
2.2.6 PT断线
Ⅰ母PT断线判别:
a)正序电压小于30V时,I1大于0.06In或1DL在跳位、3DL在合位I2大于0.06In;
b)负序电压大于8V。
满足以上任一条件延时2.5秒报Ⅰ母PT断线,断线消失后延时10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,若线路电压Ux1(Ux2)小于0.3Un(Un=100V)且I1(I2)大于0.06In,经2.5秒报#1(#2)线路PT断线,断线消失后延时10秒返回。
ÿÿÿÿ
欠压保护
当电压消失和降低时,电动机的转速下降。电压恢复时,在电动机绕组内开始流过比额定电流大好几倍的自起动电流,这样大的自起动电流将使电网电压降加大,使电压恢复的过程延长,增加了电动机达到正常转速的困难,严重时甚至不能自起动。为了保证重要电动机的自起动,当电源短时消失或降低时,必须切除一部分不重要的电动机,使电网的电压降减小。根据生产过程和技术保安等的要求,不允许自起动的这部分电动机要经欠压保护切除。动作条件如下:
1)机端三相电压均由母线有压往下降,且低于定值欠压整定值;
2)断路器或接触器处于合闸位置;
3)欠压保护压板投入;
4)较大电流均小于有流整定值;(可投退)
5)欠压保护时间定值延时到。
4.14 过热保护原理
综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应,为电动机各种过负荷引起的过热提供保护,也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备。
等效发热电流:
Ieq2 = K1I12 + K2I22
式中: Ieq — 运行的等效电流
I1 — 电流正序分量
I2 — 电流负序分量
K1 — 整定的启动时间内0.5,启动后1.0
K2 模拟负序电流的增强发热效应,对于大多数电机,K2=6是合适的,故装置出厂时内部设定为6。
保护动作方程:
τ
t = ----------------------------
(Ieq / Ie )2 -- 1.052
式中:t — 电机运行时间
Ie — 额定电流
τ — 电动机热积累定值,即发热时间常数,此常数应由电机厂提供。
当热积累值达到70%的热积累定值时,发过热报警信号并保持,低于70%,自行复归。
当热积累值达到**的热积累定值时,跳闸出口。
当电动机停转时,散热效果变差,为了补偿这种情况,获得精确的发热模型,散热速度自动降为正常散热速度的1/3。
电动机因过热保护动作于跳闸后,不能立即再次启动,要等到电动机散热到允许启动的温度时方能再次启动,在低于该温度前,过热跳闸接点保持闭合。需要紧急启动的情况下,通过持续按下(**过5S)装置面板上的复归键,强制将发热模型恢复至“冷态”,方可再次启动。
4.15 非电量保护
本装置可设置5路跳闸/报警可设置的非电量信号。每一路动作时间都可独立设置。当不使用时,可将其对应开入设置为常规开入信号。5路非电量定义为: 失磁、压力高报警、高温报警、压力**高跳闸、**高温跳闸。
4.16 PT断线检测
在下面两个条件之一得到满足的时候,装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯:
正序电压小于30伏,而任一相电流大于0.1A;
负序电压大于8伏;
装置在检测到PT断线9秒后发出“PT断线”信号。PT断线检测功能可以通过控制字投退。
SZP-9841数字式电动机差动综合保护装置
1.装置性能
1.1基本配置
差动速断保护
比率差动保护
CT断线判别
反映相间短路的三相式(或两相式)电流速断及过流保护
反映电动机不平衡、断相、反相及不对称故障的负序定时限或反时限过流保护
反映不接地或高阻接地系统接地故障的零序过流保护
反映电动机按发热模型的发热效应的过热保护(过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能)
欠压保护
四路可分别整定延时的非电量保护
掉电不丢失的动作记录及信号记忆功能
独立测量回路。
分散式故障录波
1.2装置的性能特征
1.2.1 本装置采用高性能单片机担负保护等功能,完成输入量的采样计算,动作逻辑判断直
至跳闸。其内含数字信号处理器(DSP)用于测量计算,快速而准确。
1.2.2 差动速断及比率差动保护性能
差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器,用以保证电动机内部发生严重故障时快速动作跳闸,典型出口动作时间小于35ms。
比率差动保护的动作特性如图,能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。
其中:Id为动作电流,Ir为制动电流,Icdqd为差动电流起动值,Kbl为比率差动制动系数,Ie为电动机额定电流,图中阴影部分为保护动作区。
1.2.3 装置根据控制字可选择两相或三相式差流接线。
1.2.4 采用可靠的CT断线报警闭锁功能,保证装置在CT断线及交流回路故障时不误动。
1.2.5 本装置算法的**特点是在较高采样频率的前提下,实现了在故障全过程对所有继电器的并行实时计算,装置有很高的固有可靠性及动作速度
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