SAI-982系列數(shù)字式電容器保護裝置

1．裝置簡介

SAI-982系列數(shù)字式電容器保護裝置是以電流電壓保護及不平衡保護為基本配置的成套電容器保護裝置，適用于66kV及以下電壓等級的電容器組。

表1 本系列產(chǎn)品的型號及功能配置表

       

2．裝置性能

2.1基本配置：

l 反映相間故障的二段式相間電流保護

l 反映小電阻接地系統(tǒng)接地故障的二段式零序電流保護

l 相間電流保護及零序電流保護均可選擇定時限方式或反時限方式運行

l 過壓保護

l 經(jīng)電流閉鎖及斷線閉鎖的欠壓保護

l 不平衡(差流或差壓)保護

l 帶斷線閉鎖的自投切保護

l PT斷線自動檢測。

2.2 主要技術性能

2.2.1采樣回路精確工作范圍（5％誤差）

電壓：0.4 V～120V 

電流：0.08In－20In

2.2.2 接點容量

信號回路接點載流容量        400VA

信號回路接點斷弧容量        60VA

2.2.3跳合閘電流

斷路器跳閘電流     0.5A～4A（自適應）

斷路器合閘電流     0.5A～4A（自適應）

2.2.4各類元件精度

電流元件：                 < 3%

電壓元件：                 < 3%

時間元件：                 < 35ms

2.2.5整組動作時間(包括繼電器固有時間)

    速動段的固有動作時間：

1.2倍整定值時測量，不大于35ms

2.2.6模擬量測量回路精度

裝設專用測量子模件的測控裝置：

電流、電壓：0.2級

功率、電度：0.5級

3．裝置硬件

3.1 SAI-982系列背板端子圖。

3.2 交流插件

  SAI-982A 交流插件：

端子1x1、1x2為保護CT的A相輸入，1x3、1x4為保護CT的B相輸入，1x5、1x6為保護CT的C相輸入。

端子1x7、1x8為測量CT的A相輸入，1x9、1x10為測量CT的B相輸入，1x11、1x12為測量CT的C相輸入。

端子1x13、1x14為零序電壓3U0。

端子1x15、1x16為不平衡電流輸入。

端子1x17、1x18為不平衡電壓輸入。

端子1x21、1x22、1x23、1x24為母線電壓A、B、C、N輸入，星形接法。

  SAI-982B 交流插件：

端子1x1、1x2為保護CT的A相輸入，1x3、1x4為保護CT的B相輸入，1x5、1x6為保護CT的C相輸入。

端子1x7、1x8為測量CT的A相輸入，1x9、1x10為測量CT的B相輸入，1x11、1x12為測量CT的C相輸入。

端子1x13、1x14為零序電壓3U0。

端子1x15、1x16為A相不平衡電流端子，1x17、1x18為B相不平衡電流端子，1x19、1x20為C相不平衡電流端子。

端子1x21、1x22、1x23、1x24為母線電壓A、B、C、N輸入，星形接法。

SAI-982C 交流插件：

端子1x1、1x2為保護CT的A相輸入，1x3、1x4為保護CT的B相輸入，1x5、1x6為保護CT的C相輸入。

端子1x7、1x8為測量CT的A相輸入，1x9、1x10為測量CT的B相輸入，1x11、1x12為測量CT的C相輸入。

端子1x13、1x14為零序電壓3U0。

端子1x15、1x16為A相不平衡電壓端子，1x17、1x18為B相不平衡電壓端子，1x19、1x20為C相不平衡電壓端子。

端子1x21、1x22、1x23、1x24為母線電壓A、B、C、N輸入，星形接法。

3.3 CPU插件

端子3x1~3x13為13路普通開關量輸入，其中3x10~3x13為非電量輸入，可以在控制字里整定跳閘和告警，也可以作為普通開入。

端子3x15~3x16為GPS對時脈沖。

端子3x17~3x18為RS485+,RS485-。

端子3x19~3x20為CANH,CANL。

端子3x14為開入公共端。

開入電源為220V。當輸入為直流220V時端子3x14接-220V，外部開入串入220V+接入。

本插件內(nèi)含通信速度極高、具備通用性接口的以太網(wǎng)芯片，以太網(wǎng)為本裝置接入系統(tǒng)的主要通信接口。通常方式，裝置提供兩個RJ45通信接口，以UTP5線為通信介質(zhì)。

3.4邏輯及跳閘插件

邏輯及跳閘插件上有兩組12聯(lián)端子，端子定義為：

端子4x1為控制電源+。

端子4x2為手合入口。

端子4x3為手跳入口。

端子4x4為合閘入口。

端子4x5為跳閘入口。

端子4x6為控制電源-。

端子4x7為合圈。接斷路器合閘線圈。

端子4x8為TWJ負端。

端子4x9為跳圈。接斷路器跳閘線圈。

端子4x10為跳位繼電器負端(TWJ-)。

端子4x11為合位繼電器負端(HWJ-)。

端子4x12為位置繼電器公共端。

端子4x13為保護合閘入口。

端子4x14為保護跳閘入口。

端子4x15為遙控合閘入口。

端子4x16為遙控跳閘入口。

端子4x17為遙控+入口。

端子4x20~4x21為備用出口。

端子4x18~4x19為備用出口。

端子4x22~4x24為遠動信號。其中4x23為保護動作、4x24為裝置告警、4x25為信號公共。

端子4x21為備用端子，內(nèi)部與機箱連接。

注意：本裝置考慮了棄用裝置內(nèi)部防跳回路而改用斷路器自身防跳回路的方式，只需斷開跳線JP1即可。

3.5 電源插件

電源插件上有兩組12聯(lián)端子，端子定義為：

端子2x1~2x17為可邏輯編程的跳閘出口（選配功能）。其中：

端子2x1、2x2為出口1；端子2x3、2x4為出口2；端子2x5、2x6為出口3；端子2x7、2x8為出口4；端子2x9、2x10為出口5；2x11、2x12、2x13分別為出口6、7、出口67公共；2x15、2x16、2x17分別為出口8’、2x17出口8公共。

端子2x18、2x19為24V輸出+、-；

端子2x21、2x23為裝置電源，交直流220輸入。

端子2x24為裝置接大地點。

4．保護原理

由于采用了32位微處理器后運算性能極大提高，本裝置采用實時計算各保護元件的方式，不再設置專門的啟動元件，所有元件均實時計算出，相對簡化了保護邏輯，以利于提高保護裝置的整體可靠性。

4.1 過電流元件

裝置實時計算并進行二段過流判別。當任一相電流大于I段電流定值1.2倍時，裝置瞬動段出口跳閘的時間不大于35ms。

    裝置在執(zhí)行二段過流判別時，各段判別邏輯一致，其動作條件如下：

1) IF>Idn；Idn為n段電流定值，IF為相電流

2) T>Tdn  ；Tdn 為n段延時定值

4.2 零序過電流元件

    零序過電流元件的實現(xiàn)方式基本與過流元件相同，滿足以下條件時出口跳閘：

1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值

2)T>T0n ；T0n： 接地N段延時定值

  對于此元件的瞬時段，當零序電流3I0大于1.2倍的I段定值時，裝置的出口跳閘時間不大于35ms。

4.3 反時限元件

反時限保護元件是動作時限與被保護線路中電流大小自然配合的保護元件，通過平移動作曲線，可以非常方便地實現(xiàn)全線的配合。常見的反時限特性解析式大約分為三類，即標準反時限、非常反時限、極端反時限，本裝置中反時限特性由整定值中反時限指數(shù)整定。各反時限特性公式如下：

a).一般反時限

 

b). 特殊反時限

 

c).極端反時限

 其中： tp為時間系數(shù)，范圍是（0.05～1）

Ip為電流基準值

I為故障電流

t為跳閘時間

     

4.4 欠壓保護元件

欠電壓元件是為了保護電容器組免受損害而設置。

    欠壓元件的動作條件：

1) 三個線電壓均低于欠電壓定值；

2) 本線路三相電流均小于有流整定值；（可投退）

3) 線電壓有壓超過2秒；即電壓下降沿動作

4) 斷路器必須在合位；

5) 延時時間到。

4.5 過電壓元件

過電壓元件也是為了保護電容器組免受損害而設置。

在滿足下列條件時，過電壓元件動作：

1） 三個線電壓中的任一個電壓高于過壓整定值；

2） 斷路器在合位；

3） 延時時間到。

4.6 不平衡元件

不平衡元件主要用來保護電容器內(nèi)部故障，其動作條件如下：

1） 單相不平衡輸入量（單相式）或三相不平衡輸入量中的任一個（三相式）大于不平衡整定值時；

2） 斷路器在合位；

3） 延時時間到。

說明：當SAI-982B、SAI-982C中不平衡模擬輸入量僅有一個時，則接入端子上的三相不平衡中的任一相皆可。

4.7 自投切功能

當不使用綜合自動化電壓無功調(diào)節(jié)裝置（如VQC）時，用戶可根據(jù)情況選用該功能。

有三種自投模式可以通過定值選擇：

A. 只投電壓自投切。

B. 只投無功自投切

C. 電壓無功全投自投切

   其中使用B、C方式時測量電流必須為母線進線電流。

4.7.1 電壓自投切

自動切除條件：

1） 三個線電壓中任一個大于自投切過壓定值；

2） 無保護動作閉鎖信號；

3） 斷路器在合位；

4） 延時時間到；

5） 自投切開入壓板及相關控制字投入。

自動投入條件：

1） 三個線電壓均小于自投切低壓定值且大于64V；

2） 無保護動作閉鎖信號；

3） 斷路器在分位；

4） 延時時間到；

5） TWJ保持5分鐘以上

6） 自投切開入壓板投入及相關控制字投入。

4.7.2 無功自投切

自動切除條件：

1） 電壓大于64V，電流大于0.3A；

2） 功率因數(shù)大于自投切高功率因數(shù)；

3） 無保護動作閉鎖信號；

4） 斷路器在合位；

5） 延時時間到；

6） 自投切開入壓板及相關控制字投入。

自動投入條件：

1） 電壓大于64V，電流大于0.3A；

2） 功率因數(shù)小于自投切低功率因數(shù)；

3） 無保護動作閉鎖信號；

4） 斷路器在分位；

5） 延時時間到；

6） TWJ保持5分鐘以上

7） 自投切開入壓板投入及相關控制字投入。

4.7.3 電壓無功自投切

自動切除其它條件：

1） 電壓大于64V，電流大于0.3A；

2） 無保護動作閉鎖信號；

3） 斷路器在合位；

4） 延時時間到；

5） 自投切開入壓板及相關控制字投入。

自動投入條件：

1） 電壓大于64V，電流大于0.3A；

2） 無保護動作閉鎖信號；

3） 斷路器在分位；

4） 延時時間到；

5） TWJ保持5分鐘以上；

6） 自投切開入壓板投入及相關控制字投入。

 

注意： 1. 自投切動作時間建議大于2秒。

2. 為防止誤自投電容器于故障，手跳、遙跳或有保護動作閉鎖投切開入時，本保護裝置自動退出自投切軟壓板。

4.8 PT斷線檢測

在下面兩個條件之一得到滿足的時候，裝置報發(fā)“PT斷線”信息并點亮告警燈：

正序電壓小于30伏，而任一相電流大于0.1A；

負序電壓大于8伏； 

裝置在檢測到PT斷線后，可根據(jù)控制字選擇，或者瞬時退出帶方向元件、電壓元件的各段保護，或者瞬時退出方向、電壓元件，并在9秒后發(fā)出“PT斷線”信號。PT斷線檢測功能可以通過控制字投退。

4.9 數(shù)據(jù)記錄

本裝置具備故障錄波功能。可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Iph可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護跳閘命令。

為避免因系統(tǒng)擾動使保護頻繁啟動，導致存儲不需要的數(shù)據(jù)，本裝置錄波數(shù)據(jù)僅當保護動作后，才存入FLASH RAM中（掉電保持）。否則，本次數(shù)據(jù)只保存在RAM中（掉電不保持），可被PC機讀取。

可記錄的錄波報告為4至10個，可記錄的事件不少于1000條。數(shù)據(jù)存入FLASH RAM中。

本裝置除記錄系統(tǒng)擾動數(shù)據(jù)外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

5．與變電站自動化系統(tǒng)配合

本系列裝置可用于自動化變電站也可用于非自動化變電站。

裝置自動檢測遙控電源作為遠方就地條件，有遙控電源時允許遠控，否則禁止遙控命令對斷路器進行操作。

本裝置提供的標準通信接口為以太網(wǎng)接口和串行RS485通信接口。裝置集成了IEC 60870-5-103標準通信規(guī)約，為高度開放的終端系統(tǒng)。同時，通過本公司提供的SAI828TX系列網(wǎng)絡通信服務器，可方便地與各種不同系統(tǒng)接駁。