安科瑞母聯(lián)柜AM5SE/B備自投保護裝置

1 裝置介紹

1.1 概述

安科瑞母聯(lián)柜AM5SE/B備自投保護裝置集保護、控制、測量、通訊和監(jiān)視功能于一體，資源豐富、配置完善、維護方便、性能穩(wěn)定，適用于35kV及以下電壓等級電力系統(tǒng)的保護和測控，實現(xiàn)進線、主變、配電變、電動機、電容器、母聯(lián)、PT等保護。應用領域覆蓋電力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業(yè)。

安科瑞母聯(lián)柜AM5SE/B備自投保護裝置硬件設計采用可靠性配置，軟件配以專門的保護算法，抗干擾性能強，可靠性高，保護實現(xiàn)方式靈活，能與Acrel-2000Z電力系統(tǒng)配套使用，為電力系統(tǒng)的安全可靠運行提供保障。

1.3 裝置選型表

AM5SE-B 備自投保護測控裝置

1.4.1 功能簡介

保護功能

● 三段式過流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）

● 反時限過流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖）

● 后加速過流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖）

● 備自投功能

● PT斷線告警

● 控制回路斷線告警

● 母線充電保護

● 重合閘

● 過負荷聯(lián)切/告警

● 兩段式零序過流保護

● 零序后加速過流保護

● 檢同期

● 檢修狀態(tài)閉鎖

功能

● 獨立操作回路，可適應0.25A-5A開關跳合閘電流

● 20路有源開關量輸入

● 10路無源繼電器輸出

● I, U, P, Q, PF, Fr, Ep, Eq 等電參量測量

● 2路4-20mA變送輸出

通訊功能

● 2路RS485串行通訊接口，支持Modbus-RTU、IEC60870-5-103規(guī)約

● 2路以太網(wǎng)接口，支持 TCP Modbus-RTU和 TCP IEC60870-5-103規(guī)約

其他功能

● 故障錄波功能，保護動作時觸發(fā)錄波，可錄故障前8周波、故障后4周波

● IRIG-B格式對時

1.4.2 保護原理

1.4.2.1三段式過流保護(可經(jīng)復合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖)

當任一相電流大于定值，經(jīng)延時，裝置跳閘。三段過流保護由過流一段（瞬時速斷）保護、過流二段、過流三段構(gòu)成。三段保護可獨立設置時限，由獨立的控制字實現(xiàn)功能投退。是否需經(jīng)復壓閉鎖與是否帶方向閉鎖也可由相應控制字選擇。

（1）經(jīng)復壓閉鎖

為了提高保護的靈敏度，可在過流保護中加復合電壓閉鎖條件，該條件可由相應控制字選擇投退。當選擇經(jīng)復合電壓閉鎖啟動過流保護時：當三個線電壓中小的線電壓小于低壓定值且大于低壓閾值或者負序電壓大于復合電壓負序定值時，開放過流保護出口，若復合電壓閉鎖條件退出，則過流保護不需考慮電壓條件。

（2）帶方向閉鎖

通過投入方向閉鎖元件以滿足保護的選擇性和靈敏性的要求。裝置采用90°接線方式，按相起動。以電流流出母線為正方向。

，  ， ——相間電流電壓對應關系；

裝置相間元件動作區(qū)域。

圖4.1 相間方向元件動作區(qū)示意圖

保護邏輯見圖4.2。

圖4.2 三段式過流保護邏輯

1.4.2.2 反時限過流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖）

本裝置共集成了三條特性曲線的反時限保護，用戶可根據(jù)需要選擇任何一種反時限特性曲線。根據(jù)電工委員會（IEC255-4），裝置使用下列三個標準的反時限特性曲線：

一般反時限：

非常反時限：

反時限：

其中 為反時限動作時間，為反時限特性電流定值，為輸入電流，K為時間系數(shù)。本裝置的反時限特性曲線可以通過定值菜單里的反時限曲線類型來選擇（0：一般反時限，1：非常反時限，2：反時限）。

反時限保護可選擇是否需經(jīng)復合電壓閉鎖條件，原理同三段式過流保護。

保護邏輯見圖4.3。

圖4.3 反時限過流保護邏輯

1.4.2.3 后加速過流保護（可經(jīng)復壓閉鎖）

母聯(lián)開關合上后在整定的后加速有效時間內(nèi)監(jiān)視流過母聯(lián)開關的電流，若任一相電流大于整定值時，經(jīng)整定的延時跳閘。否則在整定的后加速有效時間后，后加速段自動退出。

后加速過流保護可選擇是否需經(jīng)復壓閉鎖條件，原理同三段式過流保護。

保護邏輯見圖4.4。

圖4.4 后加速過流保護邏輯

1.4.2.4 備自投功能

當裝置使用在如圖4.5的中時，裝置可以通過設置選擇分段備投、進線備投、自適應備投、聯(lián)切備投、進線互投的運行方式。

圖4.5 備自投一次圖

自適應備自投

裝置可在任一初始模式下進線進線1備投、進線2備投、分段備投。

進線備自投自復

1）平時1QF、3QF合閘，2QF分閘，由1#進線供兩段母線；當進線1失電時，跳開1QF，確認跳開后合上2QF，由2#進線供兩段母線運行；若進線1恢復供電，則跳開2QF后，合上1QF，恢復由1#進線供兩段母線供電。

2）平時2QF、3QF合閘，1QF分閘，由2#進線供兩段母線；當進線2失電時，跳開2QF，確認跳開后合上1QF，由1#進線供兩段母線運行；若進線2恢復供電，則跳開1QF后，合上2QF，恢復由2#進線供兩段母線供電。

母聯(lián)備自投自復

平時母聯(lián)斷路器3QF常分，由兩路電源同時供電；

1）若I段母線失電，則跳開I段斷路器1QF后，自動合母聯(lián)斷路器3QF，由II段電源供電；當進線1恢復供電時，跳開3QF，合進線1開關1QF，恢復由兩路進線電源單獨供電。

2）若II段母線失電，則跳開II段斷路器2QF后，自動合母聯(lián)斷路器3QF，由I段電源供電；當進線2恢復供電時，跳開3QF，合進線2開關2QF，恢復由兩路進線電源單獨供電。

進線互投

平時1QF、3QF合閘，2QF分閘，由1#進線供兩段母線；當進線1失電時，跳開1QF，確認跳開后合上2QF，由2#進線供兩段母線運行；若進線1恢復供電，此時備自投不動作，當進線2失電時，跳開2QF，確認跳開后合上1QF，由1#進線供兩段母線運行。

聯(lián)切備自投自復

1）平時1QF、3QF 合閘，2QF 分閘，由1#進線供兩段母線；當進線1失電時，跳開1QF和3QF，確認跳開后合上2QF，由2#進線供II段母線運行；若進線1恢復來電，則跳2QF，確認跳開后，合上1QF和3QF，恢復由1#進線供兩段母線運行。

2）平時2QF、3QF 合閘，1QF 分閘，由2#進線供兩段母線；當進線2失電時，跳開2QF和3QF，確認跳開后合上1QF，由1#進線供I段母線運行；若進線2恢復來電，則跳1QF，確認跳開后，合上2QF和3QF，恢復由2#進線供兩段母線運行。

1.4.2.5 PT斷線告警

裝置可判斷I段母線PT和II段母線PT斷線，兩種PT斷線共用一個控制字。

I段母線PT斷線：當I段母線無壓且進線1有電流或者I段母線負序電壓大于復合電壓負序定值時，經(jīng)延時，裝置保護告警；

 II段母線PT斷線：當II段母線無壓且進線2有電流或者I段母線負序電壓大于復合電壓負序定值時，經(jīng)延時，裝置保護告警。

 裝置監(jiān)測到PT斷線時，前面板“告警"指示燈亮且裝置告警出口閉合。

1.4.2.6 控制回路斷線告警

裝置通過判斷斷路器操作回路的合位監(jiān)視HWJ、分位監(jiān)視TWJ狀態(tài)來識別控制回路是否異常，當合位監(jiān)視與分位監(jiān)視同時處于合狀態(tài)或分狀態(tài)時，判定為異常狀態(tài)，裝置將發(fā)出告警信號。保護邏輯見圖4.6。

圖4.6 控制回路斷線告警邏輯

1.4.2.7 母線充電保護

裝置設置母線充電保護，斷路器處于分閘位置30s后，當裝置檢測到斷路器由分位變?yōu)楹衔缓蟮挠行r間內(nèi)（默認為3s），若線路電流超過充電保護電流定值，裝置發(fā)充電保護跳閘命令跳開斷路器。有效時間后，充電保護功能自動退出。保護邏輯見圖4.7。

圖4.7 母線充電保護邏輯

1.4.2.8 重合閘

裝置提供三相一次重合閘功能，其啟動方式有位置不對應啟動和保護啟動兩種。

重合閘方式有不檢、檢無壓兩種。

當重合閘功能投入、斷路器在合位且無其他閉鎖信號時運行15秒后充電。下列信號閉鎖重合閘：重合閘已動作、手動跳閘或遙控跳閘、彈簧未儲能、閉鎖重合閘投入、控制回路斷線。

重合閘充電完成后，一旦保護跳閘或斷路器偷跳，經(jīng)過重合閘延時，重合閘啟動。

重合閘啟動后，根據(jù)控制字選擇檢無壓或不檢。

1）檢無壓重合閘條件：線路電壓≤檢無壓定值。

2）不檢重合閘：不判別線路電壓幅值或相角，直接合閘。

1.4.2.9 過負荷聯(lián)切/告警

裝置有過負荷告警和過負荷聯(lián)切保護，當任一相電流大于過負荷告警定值時，經(jīng)延時裝置發(fā)出告警信號；當任一相電流大于過負荷聯(lián)切定值時，裝置經(jīng)延時保護動作。兩種保護功能由獨立的控制字實現(xiàn)投退。保護邏輯見圖4.8。

圖4.8 過負荷聯(lián)切/告警邏輯

1.4.2.10 兩段式零序過流保護

當零序電流大于零序電流定值時，裝置經(jīng)延時保護動作。裝置設有兩段式零序過流保護，均由獨立控制字實現(xiàn)投退。

通過投入方向閉鎖元件以滿足保護的選擇性和靈敏性的要求，是否帶方向閉鎖也可由相應控制字選擇。裝置采用90°接線方式，按相起動，通過零序電流I0與3U0（根據(jù)相電壓計算得到的零序分量）的相角，以電流流出母線為正方向。

  ——電流電壓對應關系；

裝置相間元件動作區(qū)域。

圖4.9 相間方向元件動作區(qū)示意圖

保護邏輯見圖4.10。

圖4.10 兩段式零序過流保護邏輯

1.4.2.11 零序后加速過流保護

母聯(lián)開關合上后在整定的后加速有效時間內(nèi)監(jiān)視流過母聯(lián)開關的零序電流，若零序電流大于整定值時，經(jīng)整定的延時跳閘。否則在整定的后加速有效時間后，后加速段自動退出。

保護邏輯見圖4.11。

圖4.11 零序后加速過流保護邏輯

1.4.2.12 檢同期

裝置通過檢測待并側(cè)電壓Ux和系統(tǒng)側(cè)電壓Us的電壓幅值、電壓頻率和電壓相角來實現(xiàn)同期合閘功能。當兩側(cè)電壓的幅值偏差、頻差及角差達到允許同期的范圍時，裝置的X6.1-X6.2接點閉合，用戶可將X6.1-X6.2接點串聯(lián)接入合閘回路，即可實現(xiàn)手動合閘或遙控合閘或保護合閘等時檢同期。

待并側(cè)電壓和系統(tǒng)側(cè)電壓的采集通道可在裝置菜單中進行設置，電壓幅值偏差、頻差及角差等同期判據(jù)也可在裝置的定值菜單中由用戶自行整定。

1.4.2.13 檢修狀態(tài)閉鎖

裝置設有檢修狀態(tài)閉鎖功能，當采到檢修狀態(tài)開入時，可選擇投入“檢修狀態(tài)閉鎖出口"或者“檢修狀態(tài)閉鎖通訊"。若投入“檢修狀態(tài)閉鎖出口"，則此時保護跳閘時，僅產(chǎn)生事件記錄，裝置出口不動作；若投入“檢修狀態(tài)閉鎖通訊"，則此時無法通訊，但保護功能可正常使用。保護邏輯如圖4.12。

圖4.12 檢修狀態(tài)閉鎖邏輯