iPACS-线路光纤纵差保护测控装置技术说明书V.

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1、iPACS-5713线路光纤纵差保护测控装置技术说明书版本：V1.01江苏金智科技股份目 录1. 概述11.1. 应用范围11.2. 保护配置和功能11.2.1. 保护配置11.2.2. 测控功能11.2.3. 保护信息功能12. 技术参数22.1. 机械及环境参数22.1.1. 工作环境22.1.2. 机械性能22.2. 电气参数22.2.1. 额定数据22.2.2. 功率消耗22.2.3. 过载能力22.3. 主要技术指标22.3.1. 光纤纵差保护22.3.2. 过流保护32.3.3. 零序保护32.3.4. 低频保护32.3.5. 重合闸32.3.6. 遥信开入32.3.7. 遥测量计

2、量等级32.3.8. 电磁兼容32.3.9. 绝缘试验42.3.10. 输出接点容量43. 软件工作原理43.1. 保护程序结构43.2. 装置起动元件53.2.1. 光纤纵差起动53.2.2. 过电流起动53.2.3. 零序电流起动63.2.4. 低频起动63.2.5. 位置不对应起动63.3. 光纤纵差保护63.4. 过流保护73.5. 零序保护（接地保护）83.6. 过负荷保护93.7. 加速保护93.8. 低频减载保护93.9. 重合闸93.10. 装置自检103.11. 装置运行告警103.11.1. TWJ异常判别103.11.2. 差流异常判别103.11.3. 交流电压断线10

3、3.11.4. 交流电流断线103.11.5. 线路电压断线113.11.6. 频率异常判别113.12. 遥控、遥测、遥信功能113.13. 对时功能113.14. 逻辑框图124. 定值内容及整定说明144.1. 系统定值144.2. 保护定值144.3. 通讯参数164.4. 辅助参数174.5. 软压板185. 装置接线端子与说明195.1. 模拟量输入205.2. 背板接线说明205.3. 装置结构及安装参考尺寸221. 概述1.1. 应用范围iPACS-5713线路光纤纵差保护测控装置适用于110kV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的短线路光纤纵差和电流保护及测控，可

4、组屏安装，也可在开关柜就地安装。1.2. 保护配置和功能1.2.1. 保护配置1） 短线路光纤纵差保护2） 三段可经复压和方向闭锁的过流保护。3） 三段零序过流保护。4） 过流加速保护和零序加速保护(零序电流可自产也可外加)。5） 过负荷功能(报警或者跳闸)。6） 低周减载功能。7） 三相一次重合闸。8） 小电流接地选线功能（必须采用外加零序电流）。9） 独立的操作回路。1.2.2. 测控功能1） 15路自定义遥信开入。2） 一组断路器遥控分/合。3） Iam、Icm、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、U0、F、P、Q、COS共14个遥测量。4） 事件SOE记录等。1.2.3.

5、保护信息功能1） 装置描述的远方查看。2） 系统定值的远方查看。3） 保护定值和区号的远方查看、修改功能。4） 软压板状态的远方查看、投退、遥控功能。5） 装置保护开入状态的远方查看。6） 装置运行状态（包括保护动作元件的状态、运行告警和装置自检信息）的远方查看。7） 远方对装置信号复归。8） 故障录波上送功能。支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）通讯规约，配有以太网通讯(100Mbps)，超五类线或光纤通讯接口。2. 技术参数2.1. 机械及环境参数2.1.1. 工作环境温度：-25+60保证正常工作湿度、压力符合DL478的要求2.1.2. 机械性能

6、能承受严酷等级为级的振动响应，冲击响应2.2. 电气参数2.2.1. 额定数据直流电压：220V，110V 允许偏差+15，20交流电压： 57.7V（相电压），100V（线电压）交流电流： 5A，1A频 率：50Hz2.2.2. 功率消耗交流电压： 0.5VA/相交流电流： 1.0VA/相(In =5A) 0.5VA/相(In =1A)直 流： 正常 15W 跳闸 25W2.2.3. 过载能力交流电压：1.2倍额定电压：连续工作；1.4倍额定电压：允许10秒。交流电流： 2倍额定电流：连续工作；10倍额定电流：允许10秒；40倍额定电流：允许1秒。2.3. 主要技术指标2.3.1. 光纤纵差

7、保护光纤接口技术指标：光纤接头方式：FC型光纤类型：单模 最大传输距离：20KM通讯方式：异步通讯传输速率：100000 bit/s纵差保护固有动作时间：50ms2.3.2. 过流保护电流定值范围：0.1In20In电流定值误差： 5电压定值误差： 5时间定值范围：30ms100S时 间 误 差：时间定值135ms 2.3.3. 零序保护电流定值范围：0.02A12A(外接时)电流定值误差： 5时间定值范围：30ms100S时 间 误 差：时间定值135ms2.3.4. 低频保护频率定值范围： 4550Hz频率定值误差： 0.01Hz滑差闭锁定值范围：0.310Hz/S时间定值范围：100ms

8、100S时间误差：时间定值135ms2.3.5. 重合闸时间定值范围：0.09.9S时间误差：时间定值135ms2.3.6. 遥信开入分辨率： 手跳或者遥跳；2闭锁重合闸开入；3控制回路断线；4低频保护动作；5过负荷跳闸；6弹簧未储能开入；7线路PT断线（检线路无压或者检同期投入时）；8低压减载保护动作。重合闸时间可独立整定。3.10. 装置自检当装置检测到本身硬件故障，发出装置闭锁信号，同时闭锁装置（BSJ继电器返回）。硬件故障包括：定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。3.11. 装置运行告警当装置检测到下列状况时，发运行异常信号（BJJ继电器动作）：TW

9、J异常、线路电压报警、频率异常、TV断线、控制回路断线、接地报警、过负荷报警、零序段报警、弹簧未储能、TA断线。3.11.1. TWJ异常判别三相无电流，同时TWJ动作，则认为线路不在运行，开放准备手合于故障3秒；线路有电流但TWJ动作，经10秒延时报TWJ异常。当装置未达到差动起动电流定值而差流大于0.3In时，装置延时5秒发差流报警信号。3.11.2. 差流异常判别当装置未达到差动起动电流定值而差流大于0.3In时，装置延时5秒发差流报警信号。3.11.3. 交流电压断线正序电压小于30V同时线路有流，或负序电压大于8V，延时10秒报TV断线；三相电压正常后, 经1.25秒延时TV断线信号

10、复归。3.11.4. 交流电流断线负序电流大于0.1In，同时负序电压小于3V，延时10秒报CT断线；三相电流正常后, 立即CT断线信号复归。3.11.5. 线路电压断线当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压，则要用到线路电压，开关在合闸位置时检查输入的线路电压与整定值差大于15伏经10秒延时报线路TV断线。如重合闸不投、不检定同期或无压时，线路电压可以不接入本装置，装置也不进行线路电压断线判别。电压恢复正常后, 经1.25秒延时线路TV断线信号复归。当装置判定线路电压断线后，重合闸逻辑就不满足同期和无压条件。3.11.6. 频率异常判别母线电压大于40V同时频率小于49.5Hz，延时1

11、0秒报频率异常报警；频率恢复正常后, 经10秒延时频率异常信号复归。3.12. 遥控、遥测、遥信功能遥控功能主要有三种：正常遥控跳闸，正常遥控合闸，接地选线遥控跳合闸。遥测量包括Iam、Icm、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、U0、F、P、Q、COS共14个模拟量。通过积分计算得出有功电度、无功电度，所有这些量都在当地实时计算，实时累加。电流精度达到0.2级，其余精度达到0.5级。遥信量主要有：16路自定义遥信开入，并有事件顺序记录(SOE)。遥信分辨率小于1ms。3.13. 对时功能装置具备软件对时和硬件对时功能。硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式，装置自动识

12、别硬件对时模式，对时误差1ms。对时接口均采用485差分电平输入。软件对时为通讯报文对时。一般地，IRIG-B码对时单独使用，差分秒脉冲与软件对时一同使用，不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。当装置检测到硬件对时信号时，在液晶主界面上显示对时正常。3.14. 逻辑框图4. 定值内容及整定说明4.1. 系统定值序号名称整定范围备注1定值区号0152保护CT一次额定值08000A3保护CT二次额定值1/5A4测量CT一次额定值08000A不用测量时可以不整5测量CT二次额定值1/5A6零序CT一次额定值04000A不用零序保护时可以不整7零序CT二次额定值1/5A8母线PT一次额定值011

13、0.0KV不接母线电压时可以不整9母线PT二次额定值100V10线路PT一次额定值0110.0KV不接线路电压时可以不整11线路PT二次额定值57.7/100V12零序电流自产0/10：外加 1：自产不用零序保护时可不整13主画面显示一次值0/10：表示显示二次值1：表示显示一次值14电度显示一次值0/10：表示显示二次值1：表示显示一次值15三表法0/10：表示两表法测量1：表示三表法测量16大接地电流0/10：表示小接地电流1：表示大接地电流相关说明：1 定值区号：本装置提供16个可使用的保护定值区，整定值范围为015。运行定值区可以是其中任意一个，如果要改变运行定值区，有两种方式：一是进

14、入系统定值整定菜单，改变定值区号，将其值整定为所要切换的定值区号，按确认键后再对装置进行复位即可；二是通过远方修改定值区号，将所要切换的定值区号下装到装置，装置自动复位后即可。2 零序电流自产：自产的零序电流仅用于跳闸和报警功能，不能用于小电流接地选线。该控制字设定为“1”，表示零序电流自产，否则零序电流采用外加电流（由端子115116引入）。4.2. 保护定值序号定值名称整定范围整定步长备注1差动电流起动定值0.1In20In0.01A2相电流起动定值0.1In20In0.01A3TA变比系数0.201.000.014负序电压闭锁定值257V0.01V按相电压整定5低电压闭锁定值2100V0

15、.01V按线电压整定6过流段定值0.1In20In0.01A7过流段时间0.03100S0.01S8过流段定值0.1In20In0.01A9过流段时间0.03100S0.01S10过流段定值0.1In20In0.01A11过流段时间0.03100S0.01S12过流加速段定值0.1In20In0.01A13过流加速时间0.03100S0.01S14过负荷定值0.1In3In0.01A15过负荷时间0.03100S0.01S16零序过流段定值0.02A12A0.01A零序自产时整定范围为0.1In20In17零序过流段时间0.03100S0.01S18零序过流段定值0.02A12A0.01A19

16、零序过流段时间0.03100S0.01S20零序过流段定值0.02A12A0.01A21零序过流段时间0.03100S0.01S22零序过流加速段定值0.02A12A0.01A23零序过流加速时间0.03100S0.01S24低频保护频率定值4550Hz0.01Hz25低频保护低压闭锁定值1090V0.01V按线电压整定26DF/DT滑差闭锁定值0.310Hz/S0.01Hz/S27低频保护时间0.01100S0.01S28同期合闸角090129重合闸时间09.9S0.01S30过流段反时限特性13131零序段反时限特性131以下整定控制字如无特殊说明，则置“1” 表示相应功能投入，置“0”

17、表示相应功能退出1差动保护投入0/12过流段投入0/13复压闭锁过流段0/14方向闭锁过流段0/15过流段投入0/16复压闭锁过流段0/17方向闭锁过流段0/18过流段投入0/19复压闭锁过流段0/110方向闭锁过流段0/111过流段投反时限0/11：过流段为反时限12TV断线检测投入0/113TV断线退电流保护0/1仅仅退出与电压相关的电流保护14过流加速段投入0/115零序加速段投入0/116前加速投入0/11：前加速投入0：后加速投入17过负荷投入0/11：跳闸0：报警18零序过流段投入0/119零序过流段投入0/120零序过流段投入0/11：跳闸0：报警21零序过流段投反时限0/11：

18、零序过流段为反时限0：零序过流段为定时限22低频保护投入0/123DF/DT滑差闭锁投入0/124重合闸投入0/125重合闸检同期0/1两者均不投入时则重合闸不检26重合闸检无压0/1相关说明：1.只有控制字、软压板和硬压板均投入时才投入相应保护元件，否则退出该元件。2.差动电流起动定值：按不小于1.5倍的差动不平衡电流整定；一般按不小于0.1倍额定电流整定，根据最小运行方式下区内故障短路电流校验其灵敏度。3.TA变比系数：将电流一次额定值大的一侧整定为1，小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值，与两侧的电流二次额定值无关。例如：本侧一次电流互感器变比为1250/5，对侧变

19、比为2500/1，则本侧TA变比系数整定为0.5，对侧整定为1.00。4.3. 通讯参数序号名称整定范围备注1口令0099出厂时设为“01”2装置地址1655343IP1子网高位地址02544IP1子网低位地址02545IP2子网高位地址02546IP2子网低位地址02547IP3子网高位地址02548IP3子网低位地址02549掩码地址1位025510掩码地址0位025511串口1波特率0，1，2，30-4800，1-9600，2-19200，3-3840012串口2波特率0，1，2，30-4800，1-9600，2-19200，3-3840013串口模式0，10为单RS485（串口2），

20、1为双RS485（串口1，串口2）。14遥测上送周期0099秒15遥信确认时间1050000毫秒出厂时设为20ms16遥信确认时间2050000毫秒出厂时设为20ms相关说明：1 通讯参数可以由调试人员根据现场情况整定。2 装置地址：全站的装置地址必须唯一。3 装置标准配置是两网口，至多可以三个（请在订货时予以说明）。请根据实际的网口配置情况整定相应的子网地址，未曾使用的可不整。4 遥测上送周期：指装置主动上送遥测数据的时间间隔。当整定为“0”表示遥测不需要定时主动上送(此时仍旧响应监控的查询)。本项定值可根据现场情况整定，不用通讯功能时可整定为“0”。出厂默认值为“0”。5 遥信确认时间1：

21、开入1和开入2的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为“20毫秒”。6 遥信确认时间2：除开入1和开入2的其他开入的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为“20毫秒”。7 阈值：如果当前测量值与前一次上送后台的测量值相比差值大于阈值，则立即上送当前测量值。如果整定为“0”则取消变化量上送功能，上送最短时间间隔为1s。4.4. 辅助参数序号名称整定范围出厂设定值备注1弹簧未储能报警延时030.0s15s2事故总复归时间030.0s3s3检测控制回路断线0/11参见说明4301定义为TWJ0/105302定义为HWJ0/106303定义为KKJ0/107304定义为YK0/10相关说明：1 本装置配有

22、操作回路插件。若现场只需提供保护跳闸出口419409、遥控合闸出口410411、遥控跳闸出口410412，而不将本操作回路的407、413、422、426端子与操作机构的端子箱连接，423端子亦悬空，这种情况装置无法通过内部采集到位置信号和遥控投入信号。2 若装置无法由内部采集到位置信号或遥控投入信号，则需根据需要将端子301304定义成这些信号的引入端(端子301304若未被定义成断路器位置或者遥控投入信号，即相应控制字为0，其作普通遥信用)。以下是这些信号的引入原则：2.1 TWJ引入原则：先将“301定义为TWJ”整成1。若装置使用重合闸功能、过流加速、零序加速或者希望装置提供事故总信号

23、(就地显示、通讯上送、SWI插件的323324输出)，需将外部TWJ信号引至端子301。若现场使用第一组遥控(对应本开关)或者接地选线功能，宜将外部TWJ引至端子301，同时将“301定义为TWJ” 整成1。2.2 HWJ引入原则：若现场使用第一组遥控(对应本开关)，宜将外部HWJ引至端子302，同时将“302定义为HWJ” 整成1。其他情况不需外引HWJ，可将“302定义为HWJ” 整成0。2.3 KKJ引入原则：若现场使用重合闸功能或者希望装置提供事故总信号，宜将外部KKJ引至端子303，同时将“303定义为KKJ” 整成1。其他情况不需外引KKJ，可将“303定义为KKJ” 整成0。2.

24、4 YK引入原则：若现场使用接地选线功能、遥控功能或者需要通过后台修改软压板，必须从端子304引入YK信号，同时将“304定义为YK” 整成1。其他情况不需外引YK，可将“304定义为YK” 整成0。3 若装置不能采集到TWJ和HWJ输入(不论是内部采集还是外引)，应将“检测控制回路断线”控制字整成0，以避免程序发“控制回路断线”信号。其它情况下整成1。4.5. 软压板序号软压板名称整定范围备注1差动保护投入0/12过流段投入0/13过流段投入0/14过流段投入0/15过流加速段投入0/16零序加速段投入0/17过负荷投入0/18零序过流段投入0/19零序过流段投入0/110零序过流段投入0/

25、111低频保护投入0/112重合闸投入0/1相关说明：软压板可以通过后台投退；就地可通过初始化菜单将软压板全部置“1”。5. 装置接线端子与说明图一：背板接线图图二：操作回路图5.1. 模拟量输入外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器。Ua、Ub、Uc为母线电压，在本装置中作为保护和测量共用，其与Ima、Imc一起计算形成本线路的P、Q、COS、kWh、kVarh。若无相应的母线PT或者本装置所使用的功能不涉及电压，则UA、UB、UC可不接。为防止装置发PT断线信号，只需将保护定值中“PT断线检测投入” 控制字退出。U

26、X为线路电压，在重合闸检线路无压和检同期时使用，可以是100V或者57.7V，只需要和系统定值中的“线路PT额定二次值”一致。若不投重合闸或者重合闸采用不检方式，UX可以不接。本装置自产3U0，用于零序电压报警判断和零序电压测量。Ima、Imc为测量用电流，需从专用测量CT输入，以保证遥测量有足够的精度。IA、IB、IC为保护用三相电流输入。I0为零序电流输入。其既可作零序过流保护（报警或跳闸）用，也可作小电流接地选线用。当零序电流作小电流接地选线用时要求从专用零序电流互感器输入。5.2. 背板接线说明端子101104为母线电压输入。端子105106为线路电压输入，可以是100V或者57.7V

27、，需要和系统定值中的“线路PT额定二次值”一致。端子121122为A相测量电流输入。端子123124为C相测量电流输入。端子109110为保护用A相电流输入。端子111112为保护用B相电流输入。端子113114为保护用C相电流输入。端子115116为零序电流输入。端子201203为RS-232打印串口，分别对应于装置串口的接收、发送、地。端子207208为硬接点对时输入端口，接485差分电平。端子301321为遥信开入输入端，其中301315为普通遥信输入端。端子316为差动保护投入。端子317为闭锁重合闸开入。端子318为投低频减载开入。端子319为弹簧未储能开入，弹簧未储能延时闭锁重合闸

28、。端子320为信号复归开入。端子321为装置检修开入。当该压板投入时，装置将屏蔽所有远动功能。端子322分别为遥信开入公共负输入端。端子323324为事故总信号输出空接点。端子325326为装置报警输出空接点。端子327分别为装置电源负输入端。端子328分别为装置电源正输入端。端子330为保护电源地。该端子和装置背面右下的接地端子相连后再与变电站地网可靠联结。端子401402为装置闭锁输出空接点。端子403406为信号输出空接点，其中403为公共端。端子404对应保护跳闸信号输出。端子405对应保护合闸信号输出。端子406对应控制回路断线输出。端子407为合位监视继电器负端。端子408为保护合

29、闸出口(BHJ)，可经压板接至端子425。端子409为保护跳闸出口(BTJ)，可经压板接至端子421。端子410为遥控正电源输入端子，只有在其接入正电源时装置才将遥跳、遥合和选线功能投入，同时其亦是遥控合闸出口(411)和遥控跳闸出口(412)的公共端。端子411为遥控合闸出口(YHJ)，可经压板或直接接至端子424。端子412为遥控跳闸出口(YTJ)，可经压板或直接接至端子420。端子413为跳位监视继电器负端。端子414416为位置信号输出空接点，其中414为公共端。端子415为跳闸位置(TWJ)信号接点。端子416为合闸位置(HWJ)信号接点。端子417418为KKJ(合后位置)输出空接点。端子419为控制正电源输入端子。端子420为手动跳闸入口。端子421为保护跳闸入口。端子422接断路器跳闸线圈。端子423为控制负电源输入端子。端子424为手动合闸入口。端子425为保护合闸入口。端子426接断路器合闸线圈。端子427430为两付备用输出接点。当使用本装置的操作回路时，装置所需的开关位置信号(TWJ、HWJ、KKJ)可由内部产生，不需要再从外部引入；当使用外部操作回路时就需根据需要将开关位置信号(TWJ、HWJ、KKJ)对应引至301303端子，同时在辅助参数中进行相关整定。5.3. 装置结构及安装参考尺寸