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1、CSC-160系列数字式线路保护装置介绍,一、装置的技术说明,1、适用范围及功能配置 （1）本装置适用于110kV 中性点直接接地的大电流接地系统的输电线路。 （2）本风电场该型号的功能配置有：三段相间距离 三段接地距离 TV断线后两段过流 四段零序电流保护 过负荷保护 三相一次重合闸。 （3）具体型号说明见图1,2、CSC-160 系列保护装置主要特点： 高性能、高可靠、大资源的硬件系统 硬件自检智能化 功能设计全面化 用户界面人性化 动作过程透明化 通信接口多样化（在装置的前面板上还提供一个用于调试分析的RS-232 接口，便于外接PC 机；可满足网络对时、脉冲对时、IRIG-B 码对时方
2、式的要求。） 光纤差动保护通信接口 完善的振荡闭锁原理（更加完善的系统振荡时dR/dt 的计算公式，能够快速准确地区分振荡和振荡中故障，保证了系统振荡时能够快速切除区内故障,而在区外故障时可靠闭锁。）,二、技术条件,1、环境条件 装置在以下环境条件下能正常工作： 1）工作环境温度：-1055。运输中短暂的贮存环境温度-2570，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应能正常工作】； 2）大气压力：70kPa110kPa 2、电气绝缘性能 1）介质强度：装置能承受GB/T14598.3（IDT IEC60255-5）规定的交流电压为2kV（强电回路）或500V（弱电回路
3、）、频率为50Hz、历时1min 的介质强度试验，而无击穿和闪络现象。 2）绝缘电阻：用开路电压为500V 的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100M，符合IEC60255-5 的规定。 3）冲击电压：装置能承受GB/T14598.3（IDT IEC60255-5） 规定的峰值为5kV（强电回路）或1kV（弱电回路）的标准雷电波的冲击电压试验。 3、电磁兼容性： 1）脉冲群干扰，装置能承受GB/T 14598.13（eqv IEC60255-22-1）规定的级1MHz 和100kHz脉冲群干扰试验 2）静电放电干扰，装置能承受GB/T 14598.14（IDT IEC60255-22-2）规
4、定的级（接触放电6kV静电放电干扰试验。 3）辐射电磁场干扰，装置能承受GB/T 14598.9（IDT IEC60255-22-3）规定的级（10V/m）的辐射电磁场干扰试验。 4）快速瞬变干扰，装置能承受GB/T 14598.10（IDT IEC60255-22-4）规定的级（通信端口2 kV，其它端口4kV）的快速瞬变干扰试验。,4、热性能（过载能力） 装置的热性能（过载能力）满足DL/T 478 的规定，达到以下水平： a) 交流电流回路：在2 倍额定电流下连续工作，20 倍额定电流下允许10s，40 倍额定电流下允许2s； b) 交流电压回路：Un 为 100/ 时，2 倍额定电压下
5、连续工作；线路抽取电压Ux 为100V 时，在1.4 倍额定电压下连续工作。 5、功率消耗装置的功率消耗满足DL/T 478 的规定，达到以下水平： a) 直流电源回路：正常工作时不大于40 W，当保护动作时不大于50 W； b) 交流电流回路：In=5A 时，不大于0.3VA/相；In=1A 时，不大于0.1VA/相； c) 交流电压回路：在额定电压下不大于 0.3VA/相。,三、装置软件 1、保护程序整体结构 保护CPU 软件包括主程序、采样中断程序和故障处理中断程序。正常时运行主程序，每隔采样间隔时间执行一次采样中断程序，进行电气量的采集、录波、突变量启动判别等。故障处理中断程序完成稳态
6、量启动判别、保护逻辑判别、 TV 异常判别、TA 异常判别、控制回路断线判别、UX 相位判别等，如果有异常发出相应的告警信号和报文。对于严重的告警，发出信号的同时闭锁保护出口，对于普通告警，发出信号提示运行人员注意检查处理。 对于一般性的异常告警(告警II，告警灯常亮)，发出信号提示运行人员注意检查处理；对于危及保护安全性和可靠性的严重告警（告警I，告警灯闪亮），在发出告警信号的同时，立即闭锁保护出口。 当电力系统发生故障时，在故障处理中断中完成相应保护功能，直到整组复归，返回正常运行的主程序。 2、启动元件 保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。 任何一个启动
7、元件动作后，开放所有保护功能。 （1）相电流差、零序电流突变量启动元件 电流突变量启动元件，在大部分故障情况下均能灵敏地启动，是保护的主要启动元件。其判据为： iIQD 或 3i0IQD 指AB、BC、CA 三种相别， i指三种相别的突变电流值；IQD 为突变量启动定值；3i0 为零序电流突变量。 当任一突变量连续3 次超过启动门槛（IQD）时，保护启动。采用此方式取得的突变量电流可补偿电网频率变化引起的不平衡电流。 （2）零序电流辅助启动元件 为了防止远距离故障或经大电阻故障时相电流差突变量启动元件灵敏度不够，而设置该辅助启动元件。 判据： 突变量启动元件未动作，零序电流0.9*min零序、
8、段定值，并持续30ms 后该元件动作。 （3）过电流辅助启动元件(有过电流保护的装置含此启动元件) 为了防止突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。 判据： 突变量启动元件未动作，任一相电流0.9*min(过流、段定值)，并持续30ms 后该元件动作。 （4）静稳破坏检测元件（有距离保护的装置含此元件） 为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而设置的元件。 判据： 突变量启动元件未动作，A、B、C 三相电流均大于静稳破坏电流定值，并持续30ms 后该元件动作。,四、检测功能和其他判别 1、自检功能 保护未启动时，进行以下检测。 （1）TV 断线检测 1) 三相电压和不为零， ，用于检
9、测一相或两相断线； 2) 三相电压均小于8V，且任一相电流0.04In 或者断路器在合位(检TWJ 跳闸位置开入)，用于检测三相失压。 以上条件满足时，瞬时闭锁所有距离保护、负序方向元件、带方向的零序保护，带方向或经电压闭锁的过流保护也退出工作，电流差动保护不受TV 断线的影响，可以继续工作。确认1s 后，报“TV 断线告警”或“TV 三相失压”告警 ；电压恢复正常后重新开放保护，10s 后报“TV 恢复正常”。 （2）TA 异常检测 1) 零序电流3I0 大于0.9*min零序、段定值，并持续12s 后报“TA 断线异常”告警，并闭锁有关零序各段保护。当零序电流返回100ms 后，零序各段保
10、护恢复正常。 2) 差动保护TA 断线检测：断线侧的零序电流连续12s 大于0.9*min零序、段定值，而断线相电流小于0.06In；计算出正常两侧的差电流连续12s 大于0.15In 时报“长期有差流”告警，若同时断线相电流小于0.06In时报“本侧TA 断线”告警。本侧TA 断线后可通过控制字选择闭锁或开放电流差动保护。 对侧TA 断线后，本侧报“对侧TA 断线”，本侧通过控制字选择闭锁或开放电流差动保护。长期有差流与TA 断线后保护逻辑相同。 （3）TA 饱和检测 采用模糊识别法对TA 饱和进行检测，当判别出TA 饱和后，自动抬高差动保护的制动系数。,（4）双A/D 冗余检测 为了有效地
11、防止硬件损坏情况下保护的误动作，装置采用了双A/D 冗余设计，通过对双A/D 对比监视，实时监视模拟量采集回路的好坏，及时发现硬件损坏并闭锁保护。 （5）3I0 极性自检 通过比较自产 3I0（ I A + I B + I C）与外接3I0 的幅值和相位，判别外接3I0 的极性有无接反，若接反报“3I0 极性异常”告警。 （6）电流电压相序自检 在系统无异常时通过比较三相电流、电压的相位，判别相序是否接错，如果不是正常相序，则报“电流回路相序异常”或“电压回路相序异常”告警。 （7）线路抽取电压断线检测 当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压方式(检线路无压母线有压、检线路有压母线无压、
12、检线路母线均无压)时，TWJ 未动作或线路有流(任一相电流0.04In)时检查输入的线路电压，若小于0.3 倍的Ux 额定值，经10s 延时确认后报“线路Ux 异常”告警；线路电压正常后经10s 延时复归。 （8）控制回路断线检测 正常运行时，TWJ 和HWJ 均不动作，经10s 延时报“控制回路断线”。控制回路断线则重合闸放电。 （9）断路器位置检测 若三相无电流，同时TWJ 动作，认为线路不在运行状态，开放准备手合于故障加速元件；如线路有电流但TWJ 动作，经10s 延时报“TWJ 出错”告警。 （10）过负荷告警 保护装置实时监测线路潮流情况。如果任三相电流均大于静稳失稳电流定值，持续3
13、0s 后，报“过负荷告警”。 （11）控制字设置不合理自检 控制字中，如果非同期、检无压、检同期三种方式中，任意两种方式同时投入，则装置告警“重合闸控制字错”。差动控制字若两侧均投入主机或均投入从机，则装置告警“同步方式设置错”,（12）保护装置自检 在系统无异常时，则进行装置硬件自检，包括A/D、RAM、EEPROM、ROM、硬件测频回路等，还包括开入、开出与模入等全部硬件回路以及相关电源电压模拟量的在线检测。 a) CPU插件的自检。CPU插件在上电过程中对本身的存储器、模拟通道、程序区等进行自检。在装置的运行过程中也对上述部分实时自检，当确认某一部分有问题时，给出告警信息，同时闭锁保护；
14、（硬件损坏，装置告警，复归后仍能告警。有严重告警时，差动保护对侧保护会报“对侧保护退出”保护恢复正常后对侧报“对侧保护投入”）； b) 由于模拟通道的冗余配置，还对采样数据进行实时互校，当差别越过设定的限度时，等同模拟通道故障； c) 各I/O插件进行上电和实时自检，自检的内容包括开入通道和开出通道，同时还包括存储器和程序区等。开入通道的自检通过模拟变位进行；开出通道自检线圈。自检范围广，彻底。确认有故障后，给出告警。 d) 通信通道进行实时自检：CPU插件和MASTER插件（四方自己的一种软件）对其所联系的各种职能插件进行实时通信自检，当发现通信中断后，进行告警处理。 e) MASTER插件
15、进行上电和实时自检，自检范围包括存储器、程序区和相关内外通信等。发现异常后，将给出告警。 f) 装置还对其使用的电源进行实时监测。 g) 定值、配置、程序等均做CRC 校验。 2、其他判别 （1）手合加速判别 保护未启动，三相无流且开关在跳位2s 后，开放手合于故障加速元件，有电流启动后，投入手合加速功能2s。可以投入差动保护、距离保护、零序保护和过流保护的手合加速功能。 （2）重合加速判别 保护重合期间，检测到任一相电流大于无电流门槛0.1In 后投入重合后加速功能，差动保护、距离保护、零序保护和过流保护的重合闸后加速均只投入500ms。 （3）整组复归判别,1) 整组复归 保护启动后，转入
16、故障处理程序，当所有保护元件均不动作开始计时，如果此后所有保护元件一直不动作，持续4s+重合闸定值时间（若重合闸未启动，该时间为4s）后保护整组复归。 2）无故障快速复归 为防止电气化铁路、大型冶炼电炉等冲击负荷造成突变量起动元件频繁起动，当所有保护元件均不动作，100ms 后保护立即整组复归，称无故障快速整组复归，此功能是否投入可由控制字选择。无故障快速整组复归功能不适用于距离保护经振荡闭锁情况，也不适用于使用纵联距离保护情况。 （4）跳闸后逻辑 保护在发出跳闸命令后，不断监视电流，当无电流后，保护装置则判断开关已经跳开。如果一直有电流，持续5s 还未断开，则发“跳闸失败”告警，并整组复归。 驱动跳闸令应在故障切除后收回，装置在发出跳闸命令后的40ms 内不考虑撤销命令，以保证可靠跳闸
