国网南瑞SAI-981D数字式彩屏线路保护测控装置电力微机保护

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国网南瑞SAI-981D数字式彩屏线路保护测控装置电力微机保护

国网南瑞 SAI-981D 数字式彩屏线路保护测控装置电力微机保护

1．装置简介
SAI-981数字式线路保护装置是以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66kV及以下电压等级的配电线路。

2．装置性能
2.1 基本配置
l 反映相间故障的三段式相间电流保护，各段可立整定成带或不带方向, 带或不带电压闭锁。

l 反映小电阻接地系统接地故障的三段式零序电流保护, 其中零序Ⅲ段可整定为零序电压闭锁或者方向闭锁。

三段零序均可整定为跳闸或者报警。

l 立过流加速段，可整定为前加速或者后加速。

l 过负荷告警、跳闸功能可选。

l 本线路低频减载功能

l 过电压保护功能。

l 低电压保护功能。

l 重合闸可选择为检线路无压、检同期或非同期方式，重合闸允许各种抽取电压的同期检定。除本保护可以启动重合闸外，还考虑了断路器偷跳启动重合闸的方案。可选择一到三次重合功能。

l PT断线自动检测。检测到PT断线时可设置为退出经方向或电压闭锁的各段保护，也可设置为暂时取消方向或电压闭锁功能。电压恢复正常后，被闭锁功能重新自动投入

l 立测量回路

2.2 主要技术性能
2.2.1采样回路工作范围（5％误差）

电压：3 V～120V

电流：0.08In～20In

2.2.2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

2.2.3跳合闸电流

断路器跳闸电流 0.5A～5A

断路器合闸电流 0.5A～5A

2.2.4各类元件精度

电流元件： < 3%

电压元件： < 3%

检同期角度： < 2°

时间元件： < 20ms

频率偏差： < 0.02Hz

滑差定值： < 3%

2.2.5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35ms

2.2.6模拟量测量回路精度

装设测量子模件的测控装置：

电流、电压：0.2级

功率、电度：0.5级

3．装置背板端子及说明

保护原理
由于采用了32位微处理器后运算性能提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性。

4.1 方向元件
4.1.1本装置的相间方向元件采用90°接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表2-1中所示相应方向元件的控制。为消除死区，方向元件带有记忆功能。

本装置Arg(I/U)=-45°～135°，边缘稍有模糊，误差< 5°。

4.1.2 本装置的零序方向元件动作区为Arg(3I0/3U0)=-135°～45°，3U0为自产或者外部输入，外部3I0端子接线不需倒向。

说明：在现场条件不具备时，方向动作区由软件可以不作校验，但模拟量相序要作校验。

4.2 低电压元件
采用线电压按相闭锁方式，各相电流元件的闭锁情况为：

相电流

闭锁电压

IA

Uab、Uca

IB

Ubc、Uab

IC

Uca、Ubc

参与闭锁一相电流元件的两个线电压任一个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。利用此元件，可以装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。

4.3 过电流元件
装置实时计算并进行三段过流判别。当任一相电流大于I段电流定值1.2倍时，装置瞬动段出口跳闸的时间不大于35ms(包括继电器的固有动作时间)。为了躲开线路避雷器的放电时间，本装置中I段也设置了可以立整定的延时时间。

装置在执行三段过流判别时，各段判别1逻辑一致，其动作条件如下：

1) IF>Idn ；Idn为n段电流定值，IF为相电流

2) T>Tdn ；Tdn 为n段延时定值

3) 相应于过流相的方向条件及低电压条件满足（若需要）

4.4 零序过电流元件
零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同，满足以下条件时出口跳闸：

1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值

2)T>T0n ； T0n： 接地N段延时定值

3)相应的方向条件满足（仅零序Ⅲ段）

其中零序Ⅲ段可设置零序电压闭锁或者方向闭锁。零序电压可设置为自产或者外部输入。

对于此元件的瞬时段，当零序电流3I0大于1.2倍的定值时，装置的出口跳闸时间不大于35ms(包括继电器的固有动作时间)。

4.5 过流加速
本装置的加速回路包括手合加速及保护加速两种，加速功能设置了立的投退压板。

本装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来起动，此举主要是考虑到目前许多变电站采用综合自动化系统后，已取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易的操作把手。本装置的不对应启动重合闸回路也作了同样的考虑，详见后述。

手合加速回路的启动条件为：

a) 断路器在分闸位置的时间超过30秒

b) 断路器由分闸变为合闸，加速允许时间扩展3秒

保护加速分为前加速或重合后加速方式，可由控制字选择其中一种加速方式。

本装置设置了立的过流加速段电流定值及相应的时间定值，与传统保护相比，此种做法使保护配置更趋灵活。

4.6 欠压保护元件
欠压元件的动作条件：

1) 外部开入投入；

2) 三个线电压均低于欠电压定值；

3) 断路器在合位；

4) 延时时间到。

4.7 过电压元件
在满足下列条件时，过电压元件动作：

1） 三个线电压中的任一个电压过压整定值；

2） 断路器在合位；

3） 延时时间到。

4.8 三相重合闸
本装置设有三相重合闸功能，此功能可由压板投退。

4.8.1 启动回路

a) 保护跳闸启动

b) 开关位置不对应启动

在不对应启动重合闸回路中，仅利用TWJ触点监视断路器位置。考虑许多新设计的变电站，尤其是综合自动化站，可能没有手动操作把手，本装置在设计中注意避免使用手动操作把手的触点，手跳时利用装置手跳输入触点来实现重合闸的闭锁。

4.8.2 闭锁条件

断路器合位无其它闭锁条件时重合充电时间为15秒；充电过程中重合绿灯发闪光，充电满后发常绿光，不再闪烁。本系列的装置设置的重合闸“放电”条件有：

a)控制回路断线后，重合闸自动“放电”

b)弹簧未储能端子高电位，重合闸延时2秒自动“放电”

c)闭锁重合闸端子高电位，重合闸立即“放电”

d)手跳、遥控跳闸(HHJ=0)

e)低周动作

f)过负荷保护动作

g)低电压保护动作

检无压方式中，线路抽取电压无压判为无压。

4.8.3同期

本装置检同期可由定值投入，线路输入电压可选择Ua或者Uab，当小于整定同期角时同期条件满足。

4.8.4 三次重合闸

保护瞬动后一次重合，如果燃弧仍存在，一次重合不成功再次跳开，允许经过一段较长延时等燃弧烧尽后再次重合。本装置可设置1~3次重合。

重合输出瞬时接点有：重合重动及重合操作回路。

4.9低频元件
利用这一元件，可以实现分散式的频率控制，当系统频率低于整定频率时，此元件就能自动判定是否切除负荷。

低频减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额。

考虑低频减载功能只在稳态时作用，故取AB相间电压进行计算，试验时仍需加三相平衡电压。当此电压（UAB）低于闭锁频率计算电压时，低周减载元件将自动退出。

综上所述，低频减载元件的判据为：

1) 三相平衡电压，且Uab>VBF

2) df/dt<F/T（可投退）

3) f<F

4) T>TF

5) 本线路有载，负荷电流>定值闭锁电流（可投退）

说明：现场试验条件不具备时，该试验可免做。模拟量正确则精度由软件。

4.10 过负荷元件
过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：

MAX(IF)>Ifh

时间延时到

其中Ifh为过负荷电流定值。过负荷报警与跳闸的选择由控制字选定。

本装置跳闸出口输出瞬时接点包括：跳闸重动及跳闸操作回路。跳闸合闸输出磁保持信号共用保护动作信号。

4.11 PT断线检测
在下面两个条件之一得到满足的时候，装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯：

正序电压小于30伏，而任一相电流大于0.1A；

负序电压大于8伏；

装置在检测到PT断线后，可根据控制字选择，或者瞬时退出带方向元件、电压元件的各段保护，或者瞬时退出方向、电压元件，并在9秒后发出“PT断线”信号。PT断线检测功能可以通过控制字投退。

4.12 数据记录
本装置具备故障录波功能。可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。

为避免因系统扰动使保护频繁启动，导致存储不需要的数据，本装置录波数据仅当保护动作后，才存入FLASH RAM中（掉电保持）。否则，本次数据只保存在RAM中（掉电不保持），可被PC机读取。

可记录的录波报告为4至10个，可记录的事件不少于1000条。数据存入FLASH RAM中。

本装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

5．与变电站自动化系统配合
本系列装置可用于自动化变电站也可用于非自动化变电站。

装置自动检测遥控电源作为远方就地条件，有遥控电源时允许远控，否则禁止遥控命令对断路器进行操作。

本装置提供的标准通信接口为以太网接口和串行RS485通信接口。装置集成了IEC 60870-5-103标准通信规约，为高度开放的终端系统。同时，通过本公司提供的SAI828TX系列网络通信服务器，可方便地与各种不同系统接驳。