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机械性能
3.5.1振动
装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。
3.5.2冲击
装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
3.5.3碰撞
装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
3.6 环境条件
3.6.1 环境温度:
工作:-10℃~55℃。
储存:25℃~+85℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
3.6.2 相对湿度:
湿月的月平均大相对湿度为90%,同时该月的月平均低温度为25 ℃且表面无凝露。高温度为+40℃时,平均大相对湿度不超过50%。
3.6.3 大气压力:86~106kPa(相对海拔高度2km以下)
四、工作原理说明
4.1 机箱结构
装置采用整面板形式、全密闭、防潮、防尘、抗振动的设计,确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。机箱外形尺寸及开孔尺寸参见附图。
4.2 交流插件
交流插件包括电压输入和保护电流输入、测量电流输入,不同型号的装置配置电压和电流输入元件的数目可能不同。交流输入大容量为12路。
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: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,但模拟量相序要作校验。
2.2 低电压元件
低电压元件在三个相电压(Ua、Ub、Uc)中的任意一个低于低压解列电压定值时动作,开放被闭锁保护元件。利用此元件,可以保证装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。
2.3 过电流元件
装置实时计算并进行三段过流判别。为了躲开线路避雷器的放电时间,本装置中I段也设置了可以整定的延时时间。装置在执行三段过流判别时,各段判别逻辑一致。装置在执行三段过流判别时,各段判别逻辑一致,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
零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同,满足以下条件时出口跳闸:

1)3I0>I0n ;I0n: 接地N段定值
2)T>T0n ;T0n: 接地N段延时定值
3)相应的方向条件满足(若需要)
本功能通过压板实现投退,带方向的选择由控制字选定,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的保护元件,通过平作曲线,可以非常方便地实现全线的配合。常见的反时限特性解析式大约分为三类,即标准反时限、非常反时限、***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.一般反时限(整定范围是0.007~0.14)
b.非常反时限(整定范围是0.675~13.5)
c.***反时限(整定范围是4~80)
其中: tp为时间系数,范围是(0.05~1)
Ip为电流基准值
I为故障电流
t为跳闸时间
注意:整定值部分反时限时间为上面表达式中分子的乘积值,单位是秒。
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CPU插件主要由以下几部分构成:
1)CPU系统
CPU系统由高性能的微处理器CPU(32位)、大容量的ROM(512K字节)、RAM(1M字节)、Flash Memory(1M字节)等构成,使该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力,可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中记录的录波报告、事件及保护定值等运行配置信息在装置掉电后均不会丢失。
2) 数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成。
保护系统由高可靠性的16位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统, A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路,转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点,本装置的模拟量采样回路无可调整元件,也不需要在现场作调整,具备高度的可靠性。
测量系统由专用测量芯片实现实现模拟量采集,测量精度高达24位,采用硬件技术解决因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能,在现场无需再作调整。
3)开关量输入及输出部分
本装置提供外部输入的开关量18路,其中11路均为220V强电输入,其余开关量由装置专用开入24V电源供电; GPS对时用开入1路,该路输入量可由内部或专用24V电源供电;所有开入经光电耦合器件接入系统。
本装置提供的开出,一类是用于驱动出口及信号继电器的,此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的;另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器,其+24伏电源是不经过闭锁的。 本装置本地告警信号及告警信号由两种方式驱动:告警和呼唤,告于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时,呼唤则用于不需闭锁开出的情况,例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。
4) 通信部分
本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的以太网络芯片,以太网为本装置接入系统的主要通信接口。装置提供RJ45通信接口,以UTP5线为通信介质。
本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件(MMI)通信,一个SCI(标准RS232串行接口)用于连接PC机,可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试。
5) 时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。本装置还考虑了硬件对时电路,接收GPS的脉冲对时信号。
另外,CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺,外观小巧,结构紧凑,大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
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本装置相间电流及零序电流均带有定、反时限保护功能,通过设置控制字的相关位可选择定时限或反时限方式。当选择反时限方式后,自动退出定时限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段的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择为后加速方式即可实现该功能。断路器处于分位大于 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
本装置的加速回路包括手合加速及保护加速两种,加速功能设置了的投退压板。
本装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来起动,此举主要是考虑到目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,或仅安装简易的操作把手。本装置的不对应启动重合闸回路也作了同样的考虑,详见后述。
手合加速回路的启动条件为:
a)断路器在分闸位置的时间超过30秒
b)断路器由分闸变为合闸,加速允许时间扩展3秒
保护加速分为前加速或重合后加速方式,可由控制字选择其中一种加速方式。
本装置设置了的过流及零流加速段电流定值及相应的时间定值,与传统保护相比,此种做法使保护配置更趋灵活。本装置的过流加速段还可选择带低电压闭锁,但所有加速段均不考虑方向闭锁。
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c)闭锁重合闸端子高电位,重合闸立即“放电”
2.8.3 手动捕捉准同期(选配)
有手合(4x3)或遥合开入量输入,检查是否满足准同期条件,满足即提前一个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择同重合闸,可参见整定值。准同期专用出口为备用出口二(4x15-4x16),准同期条件包括:
a)母线与线路抽取电压差小于整定值。
b)频率差小于整定值
c)加速度小于整定值
d)导前角度小于整定值,且(母线与线路抽取电压的夹角-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 两次重合闸(选配)
保护瞬动后一次重合,如果燃弧仍存在,一次重合不成功再次跳开,允许经过一段较长延时等燃弧烧尽后再二次重合。
2.9 低周减载
利用这一元件,可以实现分散式的频率控制,当系统频率低于整定频率时,此元件就能自动判定是否切除负荷。
低频减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额。
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,试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。
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