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一體化智能裝置技術支持文
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ARC700箱變測控裝置工作原理

發布者:悍客電氣(上海)有限公司         發布時間:2016-06-03

ARC700箱變測控裝置工作原理

3.1 概述

        ARC700箱變智能保護測控裝置為新能源升壓箱變提供完備的保護、測控、計量和通信管理以及環網通訊解決方案。本章重點介紹各保護元件的工作原理。

        主程序按給定的采樣周期接受采樣中斷進入采樣程序,在采樣程序中進行模擬量采集與濾波、開關量的采集、裝置硬件自檢、外部異常情況檢查和啟動判據的計算,根據是否滿足啟動條件而進入正常運行程序或故障計算程序。

        正常運行程序完成系統無故障情況下的狀態監視、數據預處理等輔助功能,故障計算程序中進行各種保護的算法計算,跳閘邏輯判斷等。當裝置硬件自檢出錯,發裝置閉鎖信號同時閉鎖裝置,保護退出。

3.2 整組啟動元件

裝置為各保護元件設置了不同的啟動元件,啟動后才能進行保護元件計算。裝置啟動后且保護元件動作,同時軟壓板及控制字都投入的情況下,裝置會直接出口跳閘,并上送出口報告至主站,否則裝置無法動作跳閘。

3.2.1 非電量保護啟動元件

當非電量開入為1,且開關在合位時動作,此啟動元件用來開放非電量保護。

3.2.2 過流保護啟動元件

當三相電流最大值大于0.95倍最小電流整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的過流保護。

3.2.3 反時限過流保護啟動元件

當三相電流最大值大于1.05倍最小電流整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的反時限過流保護。

3.2.4 零序過流保護啟動元件

當零序電流最大值大于0.95倍最小電流整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的零序過流保護。

3.2.5 反時限零序過流保護啟動元件

當零序電流最大值大于1.05倍最小電流整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的反時限零序過流保護。

3.2.6 過電壓保護啟動元件

當任一相間電壓大于0.95倍過電壓整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的過電壓保護。

3.2.7 低電壓保護啟動元件

當任一相間電壓小于1.03倍低電壓整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的低電壓保護。

3.3 非電量保護

裝置提供8個非電量輸入。當相應非電量保護跳閘投入時,相應非電量輸入為1,經過一定的延時后保護會動作。

● 非電量保護邏輯框圖



3.4 過流保護

本裝置設置三段過流保護,各段有獨立的電流定值和時間定值以及控制字。各段可獨立選擇是否經復壓(負序電壓和低電壓)閉鎖。是否經方向閉鎖。

當系統發生遠端故障時,故障電流相對較小,引入復壓控制元件來提高保護對這種故障的靈敏性。可以重新設置過流保護電流定值對遠故障時的故障電流具有相當靈敏性,同時通過復壓控制元件來確保過流保護的可靠動作。當復壓控制元件投入使用時,過流定值可整定為躲過最大負荷電流就可以了。

在各側PT斷線時可通過控制字“PT斷線退電流保護”選擇是退出該電流保護的復壓閉鎖變成純電流保護,還是將該電流保護直接退出。此處所指的電流保護是指那些投了復壓閉鎖的電流保護。沒有投復壓閉鎖的電流保護不受此控制字影響。

● 復壓元件



● 方向元件

如果在定值中將方向元件投入,則過流I段(速斷)、過流II段(限時速斷)、過流III段(定時限過流)三種保護將具備方向閉鎖功能。三種保護均可獨立投退方向閉鎖,方向元件取90度接線方式并按相啟動,靈敏角可整定。當靈每角為45度時,以A相為例,方向表示如下圖所示,Ia-35~125度(相對Ubc)范圍方向元件動作。



3.5 反時限過流保護

采用IEC標準反時限曲線,特性曲線分三種,即極端反時限(定值2)、非常反時限(定值1)、一般反時限(定值0),特性曲線類型在保護定值中設定。反時限特性公式如下:




3.6 過負荷保護

A相電流大于過負荷保護電流定值時,經可設定的延時時間,保護動作。

● 過負荷保護邏輯框圖



3.7 定時限零序電流保護

當零序電流大于定時限零序電流保護電流定值時,經可設定的延時時間,保護動作。其中,一側零流為裝置端子輸入,其它兩側為裝置內部電流矢量算出。

● 定時限零序電流保護邏輯框圖


3.8 反時限零序電流保護

采用IEC標準反時限曲線,特性曲線分三種,即極端反時限(定值2)、非常反時限(定值1)、一般反時限(定值0),特性曲線類型在保護定值中設定。反時限特性公式如下:




3.9 過電壓保護

開關在合位且任一線電壓超過電壓定值時,經可設定的延時時間,保護動作。

● 過電壓保護邏輯框圖


3.10 低電壓保護

開關在合位且三個線電壓全部小于低電壓保護定值,低電壓保護經延時動作。

● 低電壓保護邏輯框圖

3.11 監視與告警

3.11.1 PT斷線告警

該功能的作用是為了檢測電壓互感器二次回路的完好性,保證保護測量到的電壓反映的是真實的系統一次電壓。因為電壓互感器的二次回路有異常時,基于電壓的一些元件可能誤動作。

電壓互感器斷線檢測的判據如下:

● 線電壓最小值小于70V時電流最大值大于0.04倍的額定二次電流值

● 或者負序電壓大于8V

滿足上述兩個條件之一,經可整定的延時裝置發出“PT斷線告警”信號,電壓恢復正常,經一固定短延時返回。

PT斷線的邏輯圖如下:

3.12 遙控、遙測、遙信、計量功能

裝置支持遙控功能,遙控功能主要有兩種:正常遙控跳閘、正常遙控合閘。

遙測包括:

遙信主要有:

計量主要包括:

3.13 時間管理

● 實時時鐘

裝置的管理CPU模塊帶有一個高精度的實時時鐘,為裝置提供高精度的實時時間。當裝置掉電后,此實時時鐘可以持續運行一個月。

 

● 時鐘同步

裝置能夠連接兩種時鐘源信號進行準確的裝置時鐘同步,所支持的時鐘源信號為標準時鐘裝置發出的差分IRIG-B信號和網絡報文對時信號。硬對時:IRIG-B;軟對時:網絡報文對時,比如后臺對時。

3.14 通信管理功能

通信管理軟件功能運行在COMM板卡上,最多可支持11RS485串口,與保護功能測控解耦運行,系統按照插件化功能設計。架構結構如下圖所示:


軟件子系統的分解如下表:

序號

子系統

主要功能

1

數據庫子系統

負責保存由對下規約采集到的數據和對上規約下發的部分控制數據,通信裝置的所有數據都將保存在數據庫中。

2

對上規約子系統

負責與主站通訊。與IEC61850主站通訊,建立全站的IEC61850模型(選配);與IEC103后臺通訊,建立全站的IEC103模型;通過IEC103IEC104IEC61850對上規約與主站進行通訊。響應主站的數據問答請求。并處理主站下發的控制命令。

3

對下裝置規約子系統

負責與站內裝置通訊,包括:對下連接IEC61850裝置;對下連接IEC103IEC104裝置;連接以MODBUS等小規約通訊的裝置。并處理主站下發的控制命令。

4

GPS時鐘同步子系統

負責通過絡、B碼、差分、串口等多種方式實現標準時間的接收解析同步,并負責向站內保護測控和智能設備進行標準時間的同步發布。

5

邏輯子系統

負責復合信號的編輯和解析,遙控閉鎖邏輯等邏輯運算。



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