(41-51)PA100+-D技術(shù)說(shuō)明書V05.40

1、INT PA100+-D微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置PA100+-D保護(hù)裝置此裝置適用于310kV電壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的差動(dòng)保護(hù)。1基本保護(hù)配置1) 差動(dòng)速斷2) 比率差動(dòng)保護(hù)（可選TA斷線閉鎖和二次諧波閉鎖）3) 差流越限告警4) 非電量保護(hù)5) TA監(jiān)測(cè)（機(jī)端側(cè)保護(hù)TA斷線和相序判斷、中性點(diǎn)側(cè)保護(hù)TA斷線和相序判斷6) 裝置故障告警2主要測(cè)控功能1) 16路開入信號(hào)量的采集，除部分有特殊定義外，其余開入量可由用戶定義。本單元開入信號(hào)有兩種接入方式可供選擇：一種有源接點(diǎn)，外接電源；另一種是無(wú)源接點(diǎn)，本裝置提供電源。具體示意見附圖2。用戶在訂貨時(shí)需說(shuō)明。2) 測(cè)量數(shù)據(jù)ü 基本數(shù)據(jù)機(jī)端側(cè)電

2、流：IA_T、IB_T、IC_T；中性點(diǎn)側(cè)電流：IA_N、IB_N、IC_N；差動(dòng)數(shù)據(jù)：A相差動(dòng)電流Icd1；B相差動(dòng)電流Icd2；C相差動(dòng)電流Icd3；A相制動(dòng)電流Izd1；B相制動(dòng)電流Izd2；C相制動(dòng)電流Izd3；A相諧波電流Ixb1；B相諧波電流Ixb2；C相諧波電流Ixb3。ü 對(duì)稱分量中性點(diǎn)側(cè)電流對(duì)稱分量：I1_N、I2_N、3I0_N；機(jī)端側(cè)電流對(duì)稱分量：I1_T、I2_T、3I0_T。ü 諧波數(shù)據(jù)保護(hù)電流（IA_T、IB_T、IC_T、IA_N、IB_N、IC_N）的有效值、基波、二次、三次、五次諧波。3) 事件順序記錄功能，掉電不丟失。“保護(hù)事件記錄”只記

3、錄保護(hù)動(dòng)作信息，便于用戶快速的查找故障事件。事件記錄可通過“事件記錄管理”清除。4) 實(shí)時(shí)波形圖、故障錄波圖、向量圖和啟動(dòng)波形圖（記錄最近1分鐘內(nèi)模擬量變化的趨勢(shì)圖）。3裝置整定內(nèi)容3.1定值整定清單（在“05.保護(hù)定值顯示”子菜單中整定）定值名稱定值整定范圍整定步長(zhǎng)備注差動(dòng)速斷投入/退出差動(dòng)速斷電流Icdsd0.1In20In0.01A差動(dòng)保護(hù)投入/退出差動(dòng)啟動(dòng)電流Icdqd0.1In20In0.01A制動(dòng)起始斜率Kzdq0.20.80.001起始制動(dòng)電流Iqzd0.1In20In0.01A平衡系數(shù)Kph030.001二次諧波閉鎖投入/退出諧波制動(dòng)系數(shù)Kxzd0.10.30.01TA斷線閉鎖

4、投入/退出TA斷線定值Ita0.56A0.01A差流越限投入/退出非電量投入/退出TA監(jiān)測(cè)投入/退出TA監(jiān)測(cè)時(shí)間TdxI0.1100s0.01s所有的電流定值為電流互感器二次值。In為電流額定值，默認(rèn)為5A。3.2開入量參數(shù)整定（在“10.出廠設(shè)置”子菜單“102.開入量參數(shù)”中整定）本裝置共有16個(gè)開入量，IN01IN16這16個(gè)開入量對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置背部X2端子的各個(gè)量，每個(gè)開入量都有各自的控制字，可分別對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，每個(gè)控制字均是16位“0000 0000 0000 0000”。各開入量的控制字是否可設(shè)見下表：打“”的表示該位可設(shè)，否則表示不可設(shè)?？刂谱珠_入量01開入復(fù)歸02開入故障跳閘03

5、開入告警04開入閉鎖保護(hù)05開入取反06事件07空08告警繼電器09信號(hào)繼電器610信號(hào)繼電器511信號(hào)繼電器412信號(hào)繼電器313信號(hào)繼電器214信號(hào)繼電器115跳閘繼電器216跳閘繼電器1IN01-開入量IN02-開入量IN03-開入量IN04-開入量IN05-GPS校時(shí)IN06-開入量IN07-開入量IN08-開入量IN09-開入量IN10-開入量IN11-開入量IN12-開入量IN13-開入量IN14-開入量IN15-開入量IN16-開入量注：開入量IN05的控制字中只有第5、6位（即“開入取反”、“事件”）可設(shè)，即只能對(duì)這些開入量進(jìn)行“開入取反”和“事件”置1的操作，其他位固定為0。

6、當(dāng)“開入取反”置1時(shí)，裝置會(huì)對(duì)輸入的開入量進(jìn)行取反操作；因本裝置默認(rèn)是需要外接常開接點(diǎn)，但現(xiàn)場(chǎng)如果只有常閉接點(diǎn)也可以接進(jìn)來(lái)，只需要將對(duì)應(yīng)的開入量控制字的“開入取反”位設(shè)為“1”。而“事件”被置1時(shí)開入量分合的過程會(huì)在“02事件記錄”里記錄下來(lái)，置0時(shí)則不記事件記錄。出廠默認(rèn)所有開入量的“事件”位均被置“1”。開入量IN01IN04、IN06IN16的控制字只有第7位（即對(duì)應(yīng)的定義為“空”）不可設(shè)，固定為0，其他均可設(shè)。這8個(gè)開入量不僅可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)“非電量保護(hù)”，還可以結(jié)合開出量里相應(yīng)的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置里的保護(hù)進(jìn)行閉鎖。這點(diǎn)將在“3.3開出量參數(shù)整定”介紹開出量控制字后舉例說(shuō)明。開入量IN01I

7、N04、IN06IN16也可以定義為“開入復(fù)歸”功能：即通過開入量可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方對(duì)裝置進(jìn)行保護(hù)復(fù)歸。具體的設(shè)置為：只需要將你定義為保護(hù)復(fù)歸的開入量對(duì)應(yīng)的“開入復(fù)歸”位設(shè)為“1”，當(dāng)裝置保護(hù)動(dòng)作后，可以通過閉合該接點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)歸功能，而不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)歸。對(duì)于開入量IN01IN04、IN06IN16中某一個(gè)開入量而言，不可同時(shí)實(shí)現(xiàn)“開入復(fù)歸”、“開入閉鎖保護(hù)”及“非電量保護(hù)”。舉例說(shuō)明非電量保護(hù)的實(shí)現(xiàn)：要求：IN15閉合時(shí)發(fā)告警信號(hào)，同時(shí)信號(hào)繼電器2出口；IN16閉合時(shí)發(fā)故障信號(hào)，同時(shí)跳閘繼電器1和信號(hào)繼電器4出口。操作：首先要進(jìn)入“05.保護(hù)定值顯示”里將“非電量保護(hù)”投上；再進(jìn)入“102.開入

8、量參數(shù)”選擇開入量IN15，將其“開入告警”、“事件”、“信號(hào)繼電器2”位設(shè)為1（即控制字設(shè)為0010 0100 0000 1000）；選擇開入量IN16，將其“開入故障跳閘”、“事件”、“信號(hào)繼電器4”、“跳閘繼電器1”位設(shè)為1（即控制字設(shè)為0100 0100 0010 0001）。3.3開出量參數(shù)整定（在“10.出廠設(shè)置”子菜單“103.開出量參數(shù)”中整定）控制字的定義見下表：（從左向右分別是0116位）01TRIPPED FLAG(保護(hù)動(dòng)作過標(biāo)志)02TRIP FLAG(保護(hù)動(dòng)作標(biāo)志)03ALARM FLAG(保護(hù)告警標(biāo)志)04START FLAG(保護(hù)啟動(dòng)標(biāo)志)05NULL(預(yù)留位)0

9、6NULL(預(yù)留位)07INPUT DISABLE(開入閉鎖)08ALARM RELAY(告警繼電器)09SIGNAL RELAY6(信號(hào)繼電器6)10SIGNAL RELAY5(信號(hào)繼電器5)11SIGNAL RELAY4(信號(hào)繼電器4)12SIGNAL RELAY3(信號(hào)繼電器3)13SIGNAL RELAY2(信號(hào)繼電器2)14SIGNAL RELAY1(信號(hào)繼電器1)15OFF PROTECD(跳閘繼電器2)16OFF PROTECT1(跳閘繼電器1)注：對(duì)前4位標(biāo)志著重說(shuō)明：對(duì)于只需要告警的保護(hù)，“ALARM FLAG”和“START FLAG”設(shè)為1即可；對(duì)于要求跳閘的保護(hù)，“TR

10、IPED FLAG”、“TRIP FLAG”和“START FLAG”設(shè)為1。各保護(hù)出口的控制字是否可設(shè)見下表：打“”的表示該位可設(shè)，否則表示不可設(shè)?？刂谱置Q01保護(hù)動(dòng)作過標(biāo)志02保護(hù)動(dòng)作標(biāo)志03保護(hù)告警標(biāo)志04保護(hù)啟動(dòng)標(biāo)志05預(yù)留位06預(yù)留位07開入閉鎖08告警繼電器09信號(hào)繼電器610信號(hào)繼電器511信號(hào)繼電器412信號(hào)繼電器313信號(hào)繼電器214信號(hào)繼電器115跳閘繼電器216跳閘繼電器1差動(dòng)速斷差動(dòng)保護(hù)差流越限TA監(jiān)測(cè)告警繼電器保持注：一般情況差動(dòng)速斷、差動(dòng)保護(hù)均設(shè)置為跳閘繼電器動(dòng)作出口；差流越限、TA斷線告警不設(shè)跳閘出口，只發(fā)告警信號(hào)，可設(shè)成由XJ1XJ6信號(hào)繼電器出口。舉例說(shuō)明：

11、要求：差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)跳閘繼電器1、跳閘繼電器2有出口。操作：將差動(dòng)速斷對(duì)應(yīng)的控制字可設(shè)為“1101 0000 0000 0011”。要求：增加通過開入量IN14來(lái)閉鎖差動(dòng)速斷保護(hù)。操作：將差動(dòng)速斷對(duì)應(yīng)的控制字可設(shè)為“1101 0010 0010 0011”，并且到“10.出廠設(shè)置”子菜單“102.開入量參數(shù)”中將IN14對(duì)應(yīng)的控制字設(shè)為“0001 0100 0000 0000”。當(dāng)開入量IN14閉合時(shí)，差動(dòng)速斷保護(hù)不起作用。4主要保護(hù)功能原理4.1差動(dòng)速斷保護(hù)，二次諧波、TA斷線閉鎖差動(dòng)保護(hù)，差流越限：1）保護(hù)原理：電動(dòng)機(jī)在自啟動(dòng)過程中，機(jī)端和中性點(diǎn)兩側(cè)將有很大的不平衡差流，這種不平衡電流

12、中有十分顯著的二次諧波成分，而且二次諧波電流與基波電流之比并不隨暫態(tài)不平衡電流的衰減而減小。因此根據(jù)此特征，本單元的差動(dòng)保護(hù)是采用二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)原理，通過二次諧波閉鎖差動(dòng)保護(hù)有助于抑制電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)過程中差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。二次諧波閉鎖功能可在“05.保護(hù)定值顯示”進(jìn)行投退，以決定二次諧波是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)?？v差動(dòng)保護(hù)原理：（接線示意圖1，各側(cè)電流方向均指向電機(jī)） 差動(dòng)電流： 制動(dòng)電流： 式中，為機(jī)端側(cè)互感器二次側(cè)電流，為中性點(diǎn)側(cè)互感器二次側(cè)電流。差動(dòng)電流為機(jī)端與中性點(diǎn)側(cè)電流的矢量和；制動(dòng)電流為機(jī)端與中性點(diǎn)側(cè)電流的矢量差。裝置采用比率差動(dòng)原理，動(dòng)作曲線見圖2，其動(dòng)作方程如下： 式中，Icd

13、為差動(dòng)電流，Izd為制動(dòng)電流，、為裝置中整定的“制動(dòng)起始電流”、“制動(dòng)起始斜率”。本裝置還設(shè)有不帶諧波閉鎖、TA斷線閉鎖和不帶比率制動(dòng)的差動(dòng)速斷保護(hù)。當(dāng)差動(dòng)速斷保護(hù)投入時(shí)，如果任一個(gè)差動(dòng)電流超過“差動(dòng)速斷電流”Icdsd，差動(dòng)速斷保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作跳閘。2）定值整定本裝置的定值都是以TA二次側(cè)實(shí)際動(dòng)作量的有效值來(lái)整定。ü 平衡系數(shù)平衡系數(shù)用來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)各側(cè)因CT變比不同引起的誤差進(jìn)行修正。其以中性點(diǎn)側(cè)電流二次值為基準(zhǔn)，將機(jī)端側(cè)電流乘以來(lái)進(jìn)行差流判別。式中： 流入保護(hù)裝置中性點(diǎn)側(cè)二次電流 流入保護(hù)裝置機(jī)端側(cè)的二次電流由于機(jī)端側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器是同一型號(hào)，該值一般為1。ü 差動(dòng)速

14、斷保護(hù)定值差動(dòng)速斷整定值，應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流情況下產(chǎn)生的最大二次不平衡電流，并要保證在機(jī)端保護(hù)區(qū)內(nèi)三相短路故障時(shí)有足夠的靈敏度，一般取38倍二次額定電流。ü 比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)定值本裝置差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線如圖2：圖中Icdsd為差動(dòng)速斷電流，Icdqd為差動(dòng)啟動(dòng)電流，Ilzd為制動(dòng)起始電流，圖中斜線的斜率為制動(dòng)起始斜率Kzdq。動(dòng)作判據(jù)為：（1）當(dāng)時(shí)，差動(dòng)速斷動(dòng)作，差動(dòng)速斷不受二次諧波閉鎖和TA斷線閉鎖的限制。（2）當(dāng)且時(shí)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。（3）當(dāng)且時(shí)則差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。式中，為差動(dòng)啟動(dòng)電流，為起始制動(dòng)電流，為制動(dòng)起始斜率。差動(dòng)保護(hù)可選二次諧波制動(dòng)和TA斷線閉鎖。l 差動(dòng)啟動(dòng)電流（Icdqd）

15、的整定：應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)最大負(fù)荷情況下的不平衡電流，且要保證電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障時(shí)有足夠的靈敏系數(shù)，一般為0.20.4倍額定電流值，即 。l 制動(dòng)起始斜率（Kzdq）的整定：按躲過電機(jī)最大啟動(dòng)電流下差動(dòng)回路的不平衡電流整定。通常制動(dòng)起始斜率范圍：0.20.75，建議取0.30.4。l 起始制動(dòng)電流（Iqzd）的定值一般取額定電流，Iqzd=。l 二次諧波制動(dòng)判據(jù)為：式中：為三相差動(dòng)電流中二次諧波有效值的最大值。 Ij為三相差動(dòng)電流中基波有效值的最大值Kxzd為諧波制動(dòng)系數(shù)諧波制動(dòng)系數(shù)（可在“05.保護(hù)定值顯示”中進(jìn)行投退，以決定二次諧波是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)）：根據(jù)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)二次諧波在基波中的含量來(lái)整定，可初

16、選0.30.4。l TA斷線判據(jù)：(此處的TA斷線與該裝置的TA監(jiān)測(cè)中TA斷線的邏輯是互相獨(dú)立的)在“05.保護(hù)定值顯示”中投上“TA斷線閉鎖”，當(dāng)裝置檢測(cè)到至少有一相電流為零并且零序電流大于“TA斷線定值Ita”時(shí)，發(fā)出斷線告警并閉鎖差動(dòng)保護(hù)。只有在裝置檢測(cè)到電機(jī)兩側(cè)最大相電流在0.8Icdqd至6A之間才進(jìn)行TA斷線判定，否則不進(jìn)行TA斷線判定。Ita一般取二次額定電流的0.60.8倍。ü 差流越限功能：為了防止TA兩點(diǎn)接地，設(shè)置了該功能。該功能投入的情況下，當(dāng)任一相差流超過差動(dòng)啟動(dòng)電流的1/3時(shí)，裝置延時(shí)5s發(fā)差流越限告警信號(hào)。3）保護(hù)邏輯圖ü 差動(dòng)速斷保護(hù)：

17、2; 比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)：注：圖中保護(hù)投入為邏輯1；二次諧波閉鎖成立為1；Icd1、Icd2、Icd3分別為A相、B相、C相差動(dòng)電流；Icdsd為差動(dòng)速斷整定值。Id為圖2中實(shí)線上的差動(dòng)電流值，當(dāng)制動(dòng)電流小于起始制動(dòng)電流時(shí)，Id=；當(dāng)制動(dòng)電流大于起始制動(dòng)電流時(shí)，Id=。4.2非電量保護(hù)非電量保護(hù)的設(shè)置詳見3.2開入量參數(shù)整定。1）動(dòng)作條件：當(dāng)非電量保護(hù)投入，開入告警接點(diǎn)閉合動(dòng)作于告警；開入故障跳閘接點(diǎn)閉合動(dòng)作于瞬時(shí)跳閘。 2）保護(hù)邏輯圖：4.3 TA監(jiān)測(cè)TA監(jiān)測(cè)包括：機(jī)端側(cè)電流相序判斷、機(jī)端側(cè)電流TA斷線、中性點(diǎn)側(cè)電流相序判斷、中性點(diǎn)側(cè)電流TA斷線。1）使用到的電流判據(jù)：機(jī)端側(cè)電流IP判據(jù)：當(dāng)機(jī)

18、端側(cè)電流量程為100A時(shí)，IP=0.2A；當(dāng)機(jī)端側(cè)電流量程為24A時(shí)，IP=0.1A。中性點(diǎn)側(cè)電流IS判據(jù)：當(dāng)中性點(diǎn)側(cè)電流量程為100A時(shí)，IP=0.2A；當(dāng)中性點(diǎn)側(cè)電流量程為24A時(shí)，IP=0.1A。2）動(dòng)作條件：機(jī)端側(cè)電流TA監(jiān)測(cè)判據(jù)是：TA監(jiān)測(cè)投入，機(jī)端側(cè)三相電流最小值大于IP，最大值小于6A，機(jī)端側(cè)電流的正序電流I1_T小于IP同時(shí)負(fù)序電流I2_T要大于IP，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間TdxI，裝置報(bào)機(jī)端側(cè)TA相序錯(cuò)告警；機(jī)端側(cè)負(fù)序電流I2_T大于IP且至少有一相電流低于IP同時(shí)三相電流的最大值小于6A，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間TdxI，裝置報(bào)機(jī)端側(cè)TA斷線告警。中性點(diǎn)側(cè)電流TA監(jiān)測(cè)原理同機(jī)端側(cè)電流TA監(jiān)測(cè)原理

19、，只是將判據(jù)中相對(duì)應(yīng)的值改成中性點(diǎn)側(cè)電流的值。當(dāng)TA接線形式為2CT時(shí)：TA監(jiān)測(cè)不包括相序判斷。3）TA斷線邏輯圖： 下圖為機(jī)端側(cè)電流的邏輯圖，圖中：IP為機(jī)端側(cè)電流判據(jù)、I1_T為機(jī)端側(cè)電流的正序電流、I2_T為機(jī)端側(cè)電流的負(fù)序電流、TdxI為TA監(jiān)測(cè)整定時(shí)間。中性點(diǎn)側(cè)電流TA斷線的邏輯圖同機(jī)端側(cè)電流TA監(jiān)測(cè)的邏輯圖。僅僅將IP更換為中性點(diǎn)側(cè)電流判據(jù)IS、I1_T更換為中性點(diǎn)側(cè)電流的正序電流I1_N、I2_T更換為中性點(diǎn)側(cè)電流的負(fù)序電流I2_N。4.4裝置故障告警當(dāng)裝置失電或裝置內(nèi)部故障時(shí)單元通過X3-01、02出口。當(dāng)裝置失電時(shí)X3-01、02一直有出口；當(dāng)裝置內(nèi)部自檢出錯(cuò)時(shí)單元X3-01

20、、02發(fā)間斷的告警信號(hào)，同時(shí)裝置的告警燈亮。5裝置背板端子定義及接線示意5.1裝置背板端子定義圖見附圖1“PA100+-D背板端子圖” 5.2端子定義說(shuō)明所有未定義的端子（“空”端子），現(xiàn)場(chǎng)請(qǐng)勿配線，讓其懸空。對(duì)于模擬量電流輸入回路，如果現(xiàn)場(chǎng)沒有對(duì)應(yīng)的電流互感器，則可將對(duì)應(yīng)的端子懸空，不需要短接。9芯通訊口（DB-9口）為兩路RS485/RS422通訊接口UART0、UART1。9針接口針腳定義見下表：DB-9123456789RS485針腳定義T0+T1+T0-T1-RS422針腳定義T0+T1+T0-T1-R0+R1+R1-R0-RS485通訊方式時(shí)，DB-9口的1、4定義為第一路通訊口U

21、ART0的T+、T-，DB-9口的2、5定義為第二路通訊口UART1的T+、T-；RS422通訊方式時(shí)，DB-9口的1、4、6、9定義為第一路通訊口UART0的T+、T-、R+、R-，DB-9口的2、5、7、8定義為第二路通訊口UART1的T+、T-、R+、R-。X6端子輸出有三種模式可選：CAN總線接口以及第三路通訊口UART2、NULL。選用哪種模式必須在訂貨時(shí)注明。裝置具體的模式可以在“06.系統(tǒng)狀態(tài)”菜單1中的Module Type中查看。當(dāng)模式為“NULL”時(shí)，裝置將沒有X6端子。下表為該端子不同模式時(shí)的端子定義。模式端子號(hào)CANUART2NULLRS422RS485X6-1CAN+T+T+NULLX6-2T-T-NULLX6-3CAN-R+NULLX6-4R-NULL注：通訊口