线路光纤差动保护装置

线路光纤差动保护装置的适用范围

线路光纤差动保护装置是以光纤电流差动保护、电流、电压保护及三相重合闸为基本配置的成套线路保护装置。适用于110KV以下电压等级的非直接接地系统或经电阻接地系统中的方向线路保护及测控，可在开关柜就地安装，也可组屏安装于控制室。

线路光纤差动保护装置的特点

采用32位处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，产品通过了严格的型式试验和电磁兼容测试，保证了产品在恶劣环境下的适应能力和可靠性。
针对35kV及以下主变压器、配电系统馈线、电容器、电动机、变压器和备自投等而设计。除了具有完善的保护功能外，还具有对设备的电气量的测量功能及对设备的可编程控制功能，具有通讯接口，能够通过现场总线将数据和信息传送至上位机（监控、调度计算机），同时接受上位机的分、合闸等控制命令。
采用一体化型材机箱，安装方便灵活，适用于固定式及混合式的柜型，也可集中组屏安装
具有多路开关量输入和输出，可根据用户需求在标准版本上扩充开入和开出，所有的开入均为交直流两用。
交直流两用操作回路，自适应0.5～5A开关跳合闸电流；操作回路配置了防跳回路。
配置工业级宽温型160×160点阵液晶，全中文操作菜单及事故报文显示。
面板上显示设备的实时信息，监视设备的运行工况，如：电流、电压、功率，开关位置等等，并有完善的预告、告警功能。
具有故障录波功能，可分别记录保护启动前、保护动作前各两周波，保护启动后、保护动作后八个周波。
具有 1 个标准的 RS485 通讯接口(Modbus RTU 通讯协议)，1路以太网通讯（IEC60870-5-103通讯规约）。
装置1路GPS对时为IRIG-B码对时，B码对时则装置自动识别，完成日月年时分秒的对时功能，秒过零时自动对时。对时接口电平均采用485差分电平，对应端子X2:18（B+）， X2:19（B-）。整机静态功耗小于10W，
高抗干扰性，通过10项电磁兼容认证（快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰

线路光纤差动保护装置的保护功能

相电流差动保护
三段式相间电流保护（可选择闭锁过流、方向过流）
三段式零序电流保护
过负荷保护
二次重合闸保护
加速段保护
间隙接地保护
低压保护
低频保护

线路光纤差动保护装置的主要参数和技术指标

采样回路精确工作范围：电压：0.5 V～120V ；电流：0.08In－20In
接点容量：信号回路接点载流容量400VA；信号回路接点断弧容量60VA
跳合闸电流：本装置跳合闸电流采用自适应模式，无需选择。
各类元件精度：电流元件：<±3%；电压元件：<±3%；检同期角度：<±1°
时间元件： 0s-1s时，误差不超过25ms；1s以上时，误差不超过<±2.5％；
频率偏差： <±0.02Hz；滑差定值： <±5%
整组动作时间(包括继电器固有时间)：速动段的固有动作时间：1.2倍整定值时测量，不大于30ms
暂态超越不大于5%
光纤规格：波长：1.310μm，传输模的数量：单模，纤芯材料：石英，光纤接口类型：ST
模拟量测量回路精度：电流、电压：0.2级，功率、电度：0.5级

启动元件说明

装置为各保护元件设置了不同的启动元件，启动后才能进行保护元件计算。只有启动元件和保护元件同时动作且采样数据均满足动作要求，才能跳闸或者告警出口，否则无法动作。

˜过流保护启动元件：

当三相电流最大值大于0.95 倍电流整定值时动作。此启动元件用来开放相应的过流保护。

˜零序过流保护启动元件：

当零序电流通道采样值大于0.95 倍零序电流整定值时动作。此启动元件用来开放相应的零序过流保护。

˜过流加速保护启动元件：

当三相电流最大值大于0.95 倍过流加速整定值时动作。此启动元件用来开放相应的过流加速保护。

˜重合闸启动元件

重合闸功能投入情况下，不对应或保护启动重合闸条件满足时动作，此启动元件用来开放重合闸功能。

保护功能

1）光纤电流差动

光纤电流差动保护为相电流差动。主要保护区内的相间故障和小电阻接地系统单相金属性接地故障。

动作方程：

式（2）是主判据，M和N表示线路的两侧。

本装置带有差流越线告警功能，当差流大于0.5倍差动电流定值时，延时2S告警。

本装置带有CT断线闭锁功能，CT断线（按相）需同时满足如下条件：

1）Icd＞0.1A。

2）1.2In＞Imax1＞0.2In，1.2In＞Imax2＞0.2In。

3）本侧Imin/Imax＜0.85或者对侧Imin/Imax＜0.85。

两侧采样同步使用软件同步方法。

如上图，曲线①为甲侧电流波形，曲线②为甲侧感受到的乙侧的电流波形，曲线③为乙侧实际的电流波形，△t为数据传输延时。对差动保护而言，采用曲线①和曲线②的比较是不正确的，差动判据只能适用于曲线①和曲线③。因此当甲侧感受到乙侧电流曲线曲线②时，必须将其根据传输延时进行移相，得到曲线③。以下介绍这种数据对时过程。

(1) 发送的数据为富氏算法计算得出的电流向量Ic+jIs。

(2) 数据根据采样时刻的对齐过程

图中，甲为本侧，乙为对侧。设数据发送周期为T, M1、M2、N1、N2为两侧发送数据时刻的序号（Tm1-Tm2=n*T，Tn1-Tn2=n*T）。t1、t2分别为两侧收到对侧数据时本侧量与最近一次数据发送时的时间差，对侧传至本侧上次序号M1和对侧上次t1,本侧最新一组数据的序号为M2，收到对侧数据时刻距本侧最近一次数据发送时刻的时间间隔t2，假定两侧发往对侧的延时相等。则可求得Ta=[T（M2-M1+1）+t2-t1]/2。Ta正是乙方N2数据对应甲方的时间，但甲方的数据采样时刻在Tb时刻(序号为S)，两侧时差（Ta-Tb）所对应的角度为△θ。所谓同步调整就是将对侧N2序号的Ic+jIs向前移△θ角度。使之与Tb时刻的本侧数据对齐，同步完成之后，可利用上述差动判据判定故障。

2）三段式过电流保护

本装置设置三段相间过流保护和一段反时限过流保护，各段的控制字定值，可独立控制各段的使用情况。控制字定值取值含义为：

0：退出， 1～3：投入--1：单纯过流，2：低压闭锁过流， 3：方向过流

相间过流保护设有软压板，只有软压板和控制字定值均为投入时，相应的保护段才投入。

（1）低压闭锁过流

采用线电压闭锁方式，线电压MIN(Uab、Ubc、Uca)小于相间过流低压闭锁定值，低压闭锁条件满足，开放本相的各段过流保护。

（2）方向过流

本装置的相间方向元件采用90゜接线方式，按相连接如下表：

对近区三相短路，采用带记忆的正序电压消除电压死区。一相方向元件判为正方向时，仅开放本相的各段过流保护。

3）三段式零序过电流保护

当零序过流保护软压板及控制字投入时，当零序电流采样值大于设定电流时，经延时跳闸或告警。

零序过流保护是针对接地系统而设置，当系统为小电流接地系统时，可以将零序保护设置为告警。

零序电流保护逻辑图：

oset：动作电流设定值

Tset：动作时间设定值

4）过负荷保护

当过负荷保护软压板及控制字投入时，任意一相电流大于过负荷电流定值时，经延时告警。

5）重合闸

当重合闸软压板及控制字投入时，断路器合位且无闭锁重合闸信号，经15s后重合闸充电完成（液晶显示右上角的充电标识变化见下图）。。

Tset：动作时间设定值

重合闸闭锁条件：

1、外部闭锁输入

2、控制回路断线

3、弹簧未储能开入

重合闸放电条件：

1、手动跳闸或遥控跳闸

2、过负荷动作跳闸

3、低电压动作跳闸

4、过电压动作跳闸

5、低频动作跳闸

6）二次重合闸

配置二次重合闸功能，该功能可投退。重合闸充电时间不可整定，默认为15s；重合闸整组复归时间可整定，默认为50S。

重合闸启动前，收到弹簧未储能闭锁重合闸信号，经延时后放电；重合闸启动后，收到弹簧未储能闭锁重合闸信号，重合闸不放电。

二次重合闸功能如下：

a）当馈线故障时，保护跳闸：

经Tl（第一次重合闸时间）延时后，第一次重合。重合后如在T2（第二次重合闸闭锁时间）内再跳，不再重合；如大于T2小于T4（重合闸充电时间）的时间内再跳，经T3（第二次重合闸时间）延时后，第二次重合；如重合成功，则重合闸整组复归，可以进行第二轮的动作。

b）第二次重合后：

如在T4时间内再跳，闭锁重合闸，不再重合；

如重合成功，经重合闸充电T4时间，重合闸复归，可以进行第二轮的动作。

重合闸充电时间T4应大于本线路全部自动化负荷开关进行一次得电合闸操作的延时要求，并满足断路器额定操作顺序“分-0.3s-合分--合分”进行两次合分操作的间歇时间要求。

更多内容详见：https://www.zhinengdianli.com/peiwangzidonghua/guangchabaohu/316.html