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1、 ISA-311F微机线路成套保护装置1 装置概述ISA-311F型微机线路保护装置包括四段相间距离、三段过流保护、过流反时限和零序方向过流保护，可实现低周解列及低压解列功能，设有三相一次重合闸，自带全套操作回路和电压切换回路，适用于35KV、66KV电压等级中性点不接地系统的输电线路，满足变电站综合自动化系统的要求。ISA-311F型微机线路保护装置采用6U（半层）标准机箱，由交流电源（WB315）、管理CPU（WB320AMCPU）、保护CPU（WB320BPCPU）、开入/开出（WB330B）、操作（WB340）、电压切换（WB351）等6个插件组成。装置内部无扎线，使用WB305总线背
2、板。在装置的前面板上安装有一块320240点阵大液晶显示屏（它以 1616 点阵汉字和168 点阵字符显示装置调试和运行的详细信息）、9键结构小键盘及8个指示灯。2 保护配置及性能特点2.1 保护配置a. 三段式复合电压闭锁方向过流保护b. 接地保护零序过流保护c. 相间保护四段式相间距离保护d. 反时限过流保护e. 三相一次重合闸f. 低周减载/低压减载g. 合闸于故障保护h. 双回线相继速动i. 不对称故障相继速动j. PT断线告警或闭锁保护k. 振荡闭锁l. 控制回路断线检查2.2 装置特点装置充分发挥微机保护的优越性，具有如下丰富的辅助功能：a. 明晰的显示界面和简捷的操作功能。在线查
3、看装置全部输入交流量和开入量，以及全部整定值、预设值、瞬时采样数据和事故分析记录，观察详细的故障录波波形、时间等。装置液晶显示屏状态行还实时显示装置编号、当前工作状态、当前通讯状态、重合闸“充电”“放电”情况以及当前时间。通过配合键盘操作和显示界面信息，整个装置的使用十分简便。b. 装置交流量测量精度调整由软件方式完成，其调试和开入/开出量试验均由装置通过显示界面和键盘操作完成，工作量小。c. 完善的事故分析功能。 包括事件记录、故障录波记录和保护投退装置运行开入记录。d. 完善的数字信号和接点信号系统。 装置提供3付中央信号接点，接点定义可编程，满足变电站传统控制要求。e. 掉电不停的实时时
4、钟。 该实时时钟能够自动进行闰年调整，并能够接收上位微机监控系统的校时。f. 提供并行打印接口。 可就地打印事件记录、定值单、录波记录等信息。g. 为实现变电站综合自动化及变电站无人值班设计，本装置配备有完善的通信功能。 提供多种通信接口：CAN网络接口，一个 RS422接口。其中：CAN网络接口使用ISA通信规约；RS422接口为装置使用其它厂家或有关标准通信规约提供了可能性。3 装置名称和软件版本定义 装置使用的插件情况见表3-1，用户订货时应注明这些项目。表3-1 装置使用的插件情况交流/电源插件：WB315In=5AVDC=220VWB315-5-2VDC=110VWB315-5-1I
5、n=1AVDC=220VWB315-1-2VDC=110VWB315-1-1查看菜单中能看到装置所使用的保护软件名称及其版本号,软件名称定义如下，版本号为V3.00（M或P）或以上，M表示管理CPU，P表示保护CPU。4 主要技术指标a. 额定数据 交流线电压：100V交流相电流：5A 或 1A交流零序电流3Io（小接地系统电容电流）： 0.3A 频率： 50Hz 直流工作电源： 220V / 110V ， 允许偏差： -20 +15 数字系统工作电压： +5V ， 允许偏差： 0.15V 继电器回路工作电压： 15V ， 允许偏差： 2Vb. 功耗 交流电压回路： Un = 100V，每相不
6、大于 1VA 交流电流回路： In = 5A，每相不大于 1VA In = 1A，每相不大于 0.5VA 直流电源回路： 正常工作时，全装置不大于 20W 跳闸动作时，全装置不大于 25Wc. 保护回路过载能力交流电流回路： 2 倍额定电流，连续工作（大于 1min ） 10 倍额定电流，允许 10s 40 倍额定电流，允许 2s交流电压回路： 1.2 倍额定电压，连续工作（大于 5min ）直流电源回路： 80 115 % 额定电压，连续工作装置经受上述的过载电压/电流后，绝缘性能不下降d. 定值范围及精度 电流电压定值误差： 不大于 5 % 频率定值误差： 不大于 0.01Hz df/dt
7、 定值误差： 不大于 10 % 距离保护部分 整定范围： 0.01 25（In 5A）； 0.05 125（In 1A） 距离元件定值误差： 5 % 最小精确工作电流： 0.1In ； 最大精确工作电流：25In II、III、IV段跳闸延迟时间： 0 10s 距离保护一段动作时间： 30ms 激励量大于等于1.2倍整定值时，瞬时动作段动作时间不大于40ms 保护延时动作段动作时间误差： 30ms ； 返回时间误差： 40ms 三相一次重合闸延时误差： 40ms 告警延时误差： 60ms PT断线告警延时固定为9s。 装置定值整定范围和步长参见表7-1。e. 时钟和校时 装置内部实时时钟在装置
8、掉电时自动切换由时钟芯片内部锂电池供电，在电池无短路及其它异常情况下，后备电池工作时间不少于10年。环境温度为25时，实时时钟误差每月不超过1分钟。f. 允许环境温度正常工作环境温度： -10 +50贮存、运输极限环境温度： -40 +70g. 抗干扰性能抗高频电气干扰性能符合国标 GB6162 的有关规定抗辐射电磁场干扰性能符合国标 GB/T14598 严酷等级为级的规定抗快速瞬变干扰性能符合国标 GB/T14598 严酷等级为级的规定装置能承受 IEC-255-22-2 规定的严酷等级为级的静电放电试验h. 装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能符合国标 GB7261-87的有关
9、标准5 保护原理保护原理除必要的说明外，以逻辑框图表达。逻辑框图中定值代号dXXX见表7-1，数字信号中的保护动作类型FXXX见表6-1，数字信号是指除装置显示外，还经过通信口上送。中央信号见表6-1。装置设有跳闸（三付）、合闸（四付）、低周减载（二付）、低压减载（二付）四类出口接点。除必要的逻辑联系外，装置各段保护及其各相元件均相互独立，各保护均可通过整定分别投退。同时装置组屏设有跳闸和合闸两付出口压板，低周减载和低压减载同时设有相应的投退压板，由装置开关量输入回路读入其状态，以控制其投退。5.1 三段式复合电压闭锁方向过流保护本装置采用三段式复合电压闭锁方向过流保护，分别对应瞬时电流速断保
10、护、限时电流速断保护和定时限过流保护，在小接地系统中主要针对相间故障，各段可独立投退方向元件。5.1.1 复合电压闭锁元件 装置的三段复合电压闭锁过流保护均经本元件闭锁，见图5.1。低电压元件Uab和过电压元件U2的返回系数分别取1.05和0.95。图5.1 复合电压闭锁元件逻辑框图5.1.2 方向元件（DA、DB、DC） 装置的电流保护采用同一个方向元件，但可独立投退。装置规定由母线流向线路为正方向，方向元件采用90接线，三相方向元件DA、DB、DC输入的交流量Ir和Ur见下表。方向元件最大灵敏角为45（电流超前电压的角度），其正方向动作方程为：装置采用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的电
11、压死区，死区线电压门槛取l2V。方向元件的计算一直进行，当前线电压大于l2V时，使用当前线电压，DADBDCIrIaIbIcUrUbcUcaUab否则使用记忆电压。故障后记忆电压的有效时间大致为100200ms，装置使用记忆电压的时间不超过100ms。5.1.3 段复合电压闭锁过流保护保护原理见图5.2，方向元件处理见图5.3。图5.2 段复合电压闭锁过流保护原理注：tGY指瞬时段固有动作时间( Iset式中：Iset 为固定阈值。Iset 应按末端两相短路时最小的负序电流 I2min 整定，即Iset = I2min / Kl（Kl为灵敏度系数）。(2) 相电流突变量启动元件IA 定值 在负
12、荷状态下，IA = 0 ，因此 IA可以在三相短路电流小于负荷电流的情况下启动；又由于IA仅负责在三相短路时启动，而三相短路电流又是最大，其定值可以较高，提高了安全性。(3) 过流启动元件IA 1.2In如果负荷缓慢增加，三相电流始终保持对称，则I2和IA 元件可能都不启动，此时当满足IA 1.2In 后延时 10ms 启动保护。这种情况很可能是失去静态稳定的先兆，应设振荡标志。当 I2和IA两个启动元件都返回，并且最灵敏的相间距离元件不动作，同时确认正序电压已恢复到 85 % 额定值以上时，保护装置就复归。5.2.2 选相元件选相元件在整个保护装置中的重要作用主要体现在以下几个方面：1) 确
13、定了故障的类型和相别就可有针对性地采用最佳的保护特性进行测量；2) 在振荡中发生故障时，如果选出故障相后由故障环路的电压和电流进行测量，就可以得到正确的结果；3) 故障测距也需要知道故障相别；4) 可以节省计算量。先选相再测量有很大优点，本保护采取用稳态量选相测量方式。用稳态量选相可适应故障转换，使延时段保护也可按选相结果进行测量。稳态量选相采用多重判据，电流选相与电压选相相结合，将故障相与健全相相对比较，使之能自适应于系统运行方式的变化，提高了灵敏度，无需用户整定，使用方便。5.2.3 相间距离元件相间故障的过渡电阻是电弧电阻，电弧电阻是非线性的。考虑电弧上的压降接近常数，约为相间电压额定值的 5% ，可将电弧电阻的阻值Rarc用相对于系
