1 概述

1.1 应用范围

装置适用于10kV及以下电压等级变电站或配电所。

² 线路保护装置适用于35kV及以下电压等级的线路及馈出线保护；

² 变压器保护装置适用于35kV及以下电压等级的厂用变、所用变或接地变的保护；

² 电容器保护装置适用于35kV及以下电压等级的变电站或配电所装设的并联电容器的保护；

² 电动机保护装置适用于35kV及以下电压等级2000kW以下中小型异步电动机的保护。

1.2 产品特点

² 系列装置元器件全部采用工业级，稳定性、可靠性高，可以在工业恶劣环境下稳定运行；

² 全铝型材金属机箱设计，维护更方便；完善的软硬件自检功能和免调节电路设计，调试更简单；

² 装置硬件设计采用多种隔离、屏蔽措施，软件设计采用数字滤波技术和先进的保护算法及其它抗干扰措施，使得保护的抗干扰性能大大提高；

² 灵活强大的通信功能：既支持RS485串行通信模式也支持以太网通信模式；通信规约支持DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）、Modbus规约，可灵活实现与其它厂家的自动化系统通信；

² 具有完善的测量功能，可完成装置所在间隔功率点的测量和上送，测量精度可达±0.5%；

² 具有完善的遥信和遥控功能，后台遥控断路器跳/合闸简单可靠，站内SOE分辨率可达1ms；

² 完善的事件保护处理，可存储事件报告记录，动作报告记录，故障录波；

² 友好的人机界面，全中文类菜单模式，结构清晰，使用方便；

操作回路配置灵活，可以适应各种操作机构

 弧光保护功能需要配置单独的弧光板方可使用。常规装置不含此功能。

 装置可扩展一路串口485和一路以太网通讯接口。常规装置不含此功能。

 装置电源默认为DC/AC（85-265V），若需DC48V或DC24V需要订货前注明。

1 技术指标

1.1  基本电气参数

1.1.1 额定交流数据

² 交流电压：     V，100V；可支持定制380V

² 交流电流：     5 A或者1A；

² 零序电流：     5 A或者1A；

² 额定频率：     50 Hz。

1.1.2 额定电源数据

² 额定电源电压:  AC/DC220V（85-265V）或DC48V(订货时注明规格)；

² 额定电源电压允许变化范围：80%～115%。

1.1.3 功率消耗

² 交流电流回路： 每相不大于1 VA；

               零序电流回路不大于0.5VA；

² 测量交流电流回路：每相不大于0.75 VA；

² 交流电压回路：    每相不大于0.5 VA；

² 直流回路：正常运行时，不大于8 W；保护动作时，不大于12W。

1.1.4 过载能力

² 交流电流电路： 2倍额定电流，长期连续工作；

50倍额定电流，允许1 s；

² 交流电压电路： 1.2倍额定电压，长期连续工作；

1.4倍额定电压，允许10 s。   

1.2 主要技术指标

1.2.1 保护定值整定范围及误差

² 定值整定范围

交流电压：  2V～100V；

交流电流：  0.2A～75A；

延    时：  0s～600s；

频    率：     40Hz～60Hz；

滑    差：     1.0Hz/s～5Hz/s。

² 定值误差

电    流：     < ±4%；

电    压：     < ±4%；

频    率：     < ±0.02Hz；

滑    差：     < ±10 %；

² 延时误差

定时限延时平均误差不超过整定值的±2％或±40ms；反时限延时平均误差不超过理论计算值的±5%或±100ms。

1.2.2 测量精度

² 电流精度：±0.2％；

² 电压精度：±0.2％；

² 频率精度：±0.01 Hz；

² 功率测量：有功功率P、无功功率Q、功率因数；测量精度为：±1％；

² 遥信开入：根据装置规格输入电压等级为AC/DC220V或者AC/DC110V输入或者DC48V，带光电隔离；事件顺序记录站内分辨率：≤1 ms。

1.2.3 记录容量

² 故障录波内容和故障事件报告容量

保护装置可循环记录不少于16次故障录波。

² 事件记录容量

可循环记录100次事件记录和装置自检报告。事件记录包括软压板投退、开关量变位等；装置自检报告包括硬件自检出错报警等。

1.2.4 触点容量

² 出口跳合闸触点

在电压不大于250V，电流不大于1A，时间常数L/R为5ms±0.75ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为50W，长期允许通过电流不大于5A。

在电压不大于250V，电流不大于2A的交流回路（cosφ=0.4±0.1）中，触点断开容量为250VA，长期允许通过电流不大于5A。

² 出口信号及其它触点

在电压不大于250V，电流不大于0.5A，时间常数L/R为5ms±0.75ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为20W，长期允许通过电流不大于5A。

1.2.5 绝缘性能

² 绝缘电阻

装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准试验条件下，不小于100 MΩ。

² 介质强度

装置的额定绝缘电压小于60 V的通信接口电路与外壳的介质强度能耐受交流50 Hz，电压500 V(有效值)，历时1 min试验，其它电路与外壳的介质强度能耐受交流50 Hz，电压2 kV(有效值)，历时1 min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

² 冲击电压

装置的额定绝缘电压小于60 V的通信接口电路与外壳对地，能承受1kV(峰值)的标准雷电波冲击检验；其各带电的导电端子分别对地，交流回路和直流回路之间，交流电流回路和交流电压回路之间，能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。

1.2.6 机械性能

² 工作条件

能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动和冲击响应检验。

² 运输条件

能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

1.2.7 抗电气干扰性能

² 脉冲群干扰试验：能承受GB/T14598.13－2008规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰试验。

² 快速瞬变干扰试验：能承受GB/T14598.10－2012第四章规定的严酷等级为A级的快速瞬变干扰试验。

² 辐射电磁场干扰试验：能承受GB/T14598.9－2010第四章规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验。

² 静电放电试验：能承受GB/T14598.14-2010中4.1规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。

² 电磁发射试验：能承受GB/T14598.16－2002中4.1规定的传导发射限值及4.2规定的辐射发射限值的电磁发射试验。

² 工频磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.8－2006第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。

² 脉冲磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.9－2011第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。

² 阻尼振荡磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.10－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。

² 浪涌抗扰度试验：能承受GB/T14598.18－2012第4章规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌抗扰度试验。

² 传导骚扰的抗扰度试验：能承受GB/T14598.17－2005第4章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。

² 工频抗扰度试验：能承受GB/T14598.19－2007第4章规定的工频抗扰度试验。

1.3 环境条件

² 工作温度：-25 ℃～+55 ℃。

² 贮存温度：-25 ℃～+70 ℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作。

² 运输温度：-40 ℃～+70 ℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化的损坏。

² 大气压力：86 kPa～110kPa。

² 相对湿度：5%～90%(产品内部既无凝露、也无结冰)。

1.4 通信接口

² 串口通信配置：RS485串口，可选2路。

² 以太网通信配置：以太网口可选配2路。

2 装置功能

本装置的保护功能设计，基于分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分。

2.1 三段式带低压闭锁的定时限电流方向保护（线路保护中配置）

装置设有速断、限时、常规过流的三段式带低压闭锁的电流方向保护，各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置整定控制字控制这三段保护的电压元件、方向元件的投退。

三段带低压闭锁的电流方向保护原理如图所示。

图3.1  三段式带低压闭锁的电流方向保护原理图

1.1 三段式带复压闭锁的定时限电流方向保护（变压器保护中配置）

装置设有速断、限时、常规过流的三段式带复压闭锁的电流方向保护，各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置整定控制字控制这三段保护的电压元件、方向元件的投退。

三段带复压闭锁的电流方向保护原理如下图所示。

以速断过流保护为例（限时过流保护和过流保护相同）：

1.1 反时限过流保护（线路、厂用变、电容器、电动机保护配置）

装置设有反时限过流保护，可由软压板进行投退。本装置共集成了3种特性的反时限过流保护，用户可根据需要选择任何一种特性的反时限保护。

特性1、2、3采用了国际电工委员会标准（IEC255-4）和英国标准规范（BS142.1966）规定的三个标准特性方程，分别列举如下：

特性1（一般反时限）：   

特性2（非常反时限）：          

特性3（极端反时限）： 

以上三个方程式中，I为保护采集电流；t为动作时间；Ip为电流基准值，取反时限过流保护基准值；Tp为时间常数，取反时限过流保护时间常数。反时限过流保护原理如图所示。

图3.3 反时限过流保护原理框图

 备注：零序反时限的功能可参考过流反时限。

1.1 过流加速保护（线路保护配置）

对线路保护装置设置了独立的过流加速保护， 可通过定值选择功能投入。后加速方式是线路上均装有选择性的保护和重合闸，线路故障时保护按有选择性的方式动作跳闸，再重合，当重合于故障或者手合于永久性故障时，后加速保护无选择性的动作跳闸，加速故障的切除。
   装置设置了独立的过流加速段电流定值及相应的延时时间定值，与传统的保护相比，使保护配置更加灵活，过流加速保护原理如图所示。

图 3.4 过流加速保护原理框图

备注：零序加速保护功能可参考过流加速保护原理图。

1.1 过负荷保护（线路、厂用变、电动机保护配置）

装置设有过负荷保护，由压板进行投退。过负荷保护由控制字选择跳闸或告警。对于电动机保护装置，在电动机启动过程中，过负荷保护自动退出。过负荷保护原理框图如图所示。

图 3.5 过负荷保护原理框图

1.1 零序过流保护（线路、厂用变、电容器、电动机保护配置）

在小电流接地系统，当系统中发生接地故障时，其接地故障点的零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性。在本装置中接地保护实现时，由于各装置通过网络互联，信息可以共享，故采用上位机比较同一母线上各线路零序电流基波的方法来判断接地线路。用于接地选线的零序电流必须外加，即必须给装置提供外部输入的零序电流，不能使用装置自产的零序电流。

在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，可以采用直接跳闸方法。用于跳闸或报警的零序电流须从装置的零序TA 引入。

装置中设三段零序过流保护，可由软压板进行投退。三段零序过流保护可通过控制字选择告警或跳闸（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。零序过流保护原理框图如图所示。

图 3.6 零序过流保护原理框图

1.1 低压侧零序过流保护（厂用变保护选配）

装置中设低压侧零序过流保护，可由软压板进行投退。低压侧零序过流保护作为低压侧接地保护，可通过控制字选择告警或跳闸（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。低压侧零序过流保护原理框图如图所示。

图3.7 低压侧零序过流保护原理框图

1.1 两段定时限负序过流保护（线路、厂用变、电动机保护配置）

装置设置两段定时限负序过流保护，可由软压板进行投退。负序过流保护分别对反相、断相、匝间短路以及较严重的电压不对称等异常运行状况提供保护。其中，负序Ⅰ段作为不平衡保护的主保护，只动作于跳闸；负序Ⅱ段为不平衡保护的后备保护，可由控制字选择跳闸或告警（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。负序定时限过流保护原理框图如图所示。

图3.8 负序过流保护原理框图

1.1 低频减载（线路、厂用变、电动机保护配置）

装置设有低频减载功能，可由软压板进行投退。低频减载设有电压闭锁、滑差闭锁。当系统发生故障，频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低频减载保护。线路保护中低频减载保护动作。低频减载保护原理如图所示。

图 3.9 低频减载原理框图

1.1 过电压保护（线路、变压器、电容器、电动机、PT保护配置）

装置设有过电压保护，可由软压板进行投退。位于合位或有流时才投入过电压保护，对于电容器保护来说，过电压保护可通过控制字选择告警或跳闸（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。电动机保护中只有跳闸功能。过电压保护原理如图所示。

Uset：动作电压设定值

Tset：动作时间设定值

图 3.10  过电压保护原理框图

1.1 低电压保护（厂用变、电容器、PT保护配置）

装置设有低电压保护，可由软压板进行投退。

Umax：线电压最大值

Umin：线电压最小值

Uset：动作电压设定值

Tset：动作时间设定

图3.11低电压保护原理框图

1.1 失压保护（厂用变、电动机、PT保护配置）

装置设有失压保护，可由软压板进行投退。

图3.12失压保护原理框图

1.1 零序过电压保护（线路、变压器、电容器、电动机、PT保护配置）

装置设有零序过电压保护，可由软压板进行投退。零序电压默认为自产零序电压。也可通过硬件采集零序电压实现。

在不接地或小电流接地系统中，当发生接地故障时，其接地故障点的零序电流基本为容性电流，且幅值很小，用零序过流继电器来检测接地故障很难保证其选择性，因此可投入零序过压保护作为不接地或小电流接地系统中厂变高压侧接地时的保护。

零序过压保护可通过控制字选择告警或跳闸（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。零序过电压保护原理如图所示。

备注：

（1） 自动投切动作时间建议大于2  秒；

（2） 为防止误自投于故障电容器，手跳、遥跳、保护动作或有闭锁投切开入时，本保护装置自动退出“ 自投切”

1.1 不平衡电压保护（电容器保护配置）

装置设有不平衡电压保护，可由软压板进行投退。不平衡电压保护主要反映电容器组内部故障。不平衡电压保护原理如图所示。

图 3.15 不平衡电压保护原理框图

1.1 重合闸（线路保护配置）

装置设有三相一次重合闸功能，可由软压板进行投退。重合闸当开关位于合位，且无外部闭锁时充电，充电时间为20s。当开关由合位变为跳位时重合闸启动。启动后，若10秒内不满足重合闸条件则放电。

图 3.16 重合闸保护原理框图

1.1 非电量保护（线路、厂用变、电容器、电动机保护配置）

装置设有非电量保护，均可以由软压板控制投退，出口时间可以整定。非电量可以通过控制字选择动作于跳闸或告警。当非电量跳闸或者告警以后如果非电量故障状态一直存在，则跳闸信号灯或告警信号灯一直点亮，直到非电量故障状态解除。

图 3.17 非电量保护原理框图

开门跳闸、温度保护、瓦斯保护等均属于非电量保护。

1.1 弧光保护（线路、厂用变、电容器、电动机保护选配）

装置设有三路弧光保护，均可以由软压板控制投退，出口时间可以整定。非电量可以通过控制字选择动作于跳闸或告警。当非电量跳闸或者告警以后如果非电量故障状态一直存在，则跳闸信号灯或告警信号灯一直点亮，直到非电量故障状态解除。

图3.18  电弧光保护逻辑图

1.1 充电保护（线路保护、备自投保护）

相对于母线的充电保护，其工作原理相当于一套特殊速断保护，当母线(充电保护较多地用于双母线或分段母线上，保护设置于母联开关或联络开关上)初次送电新投运或检修完成后进行投运时，应启用充电保护，此时，如果母线有故障（如接地线未拆除），将由充电保护迅速切除故障，当母线充电完成后，充电保护自动退出。

图3.19  充电保护逻辑图

1.1  PT断线检测

当正序电压小于30%Ue，而任一相电流大于0.3A。负序电压大于8%Ue，而任一相电流大于0.3A，经过延时的整定时间后，驱动告警信号继电器，面板告警灯亮。

图3.20  PT断线保护逻辑图

1.1  CT断线检测

当三相电流最大值减去三相电流最小值＞0.75倍的三相电流最大值，且三相电流均大于0.5A，断路器处于合位，经过延时的整定时间后，驱动告警信号继电器，面板告警灯亮。

图3.21  CT断线保护逻辑图

1.1  控制回路断线检测

当合位节点和跳位节点同时处于闭合状态或者同时处于断开状态，经过延时的整定时间后，驱动告警信号继电器，面板告警灯亮。

图3.22  PT断线保护逻辑图

1.1  PT并列（PT并列保护）

当PT并列投入，装置通过判断开入量中1PT、2PT、母联开关位置来进行分合闸操作。开入量（PT并列允许）有信号PT并列功能开放。当1#PT处于试验位置，装置会自动并列，PT并列出口动作，同理，当2#PT处于试验位置，PT并列出口动作。当并列允许断开，装置PT并列功能自动解列。

1.2  充电保护（备自投保护）

当备自投或快切动作时，如果遇到故障，为了能快速切除故障，装置设有充电保护（后加速保护）。该保护监视开关由分位变为合位后3秒钟内的电流，如任一相电流大于定值，经延时，装置跳闸。3秒钟过后，充电保护（后加速保护）自动退出。

1.1  过负荷闭锁（备自投保护）

当任意一相电流大于设定电流时，经延时告警。如果选择此功能投入，则用户在“整定定值”中 “过负荷闭锁”设置电流动作值时需将电流动作定值设定为两段进线过负荷定值的总和；否则有可能在备投动作后，一路进线带两段母线时造成严重过负荷或过流保护动作。

1.2  PT断线判别（备自投保护）

可由控制字来选择PT断线检测投入/退出。

Ø I母PT断线判据：

1)任意两相线电压之差>18V；

2)Umax1<0.1Un，I1有电流(>0.08In)或母联开关在合位且I2有电流(>0.08In)。

以上判据满足时，判为I母PT断线，延时10s告警，报告“I母PT断线”。

Ø II母PT断线判据：

1)任意两相线电压之差>18V；

2)Umax2<0.1Un，I2有电流(>0.08In)或母联开关在合位且I2有电流(>0.08In)。

以上判据满足时，判为II母PT断线，延时10s告警，报告“II母PT断线”。