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1、LFP-901A 型超高压线路成套快速保护装置 LFP-901A 型超高压线路成套快速保护装置 1 装置的应用 1 装置的应用 本装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置。 本装置包括以工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护， 由工频变化量距离元件构成的快速段保护， 有三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护。 保护有分相出口，用作 220KV 及以上的输电线路的主保护及后备保护。 装置设有重合闸出口。根据需要, 实现单相重合, 三相重合和综合重合闸方式。 2 装置的性能特征 2 装置的性能特征 2.1 本装置有三个独立的单片机 ）CPU1 为装
2、置的主保护，由工频变化量方向继电器和零序方向继电器经通道配合构 成全线路快速跳闸保护，由段工频变化量距离继电器构成快速独立跳闸段；由 二个延时零序方向过流段构成接地后备保护。 ）CPU2 为三阶段式相间和接地距离保护, 以及重合闸逻辑。 ）CPU3 为起动和管理机，内设整机总起动元件，该起动元件与方向和距离保护在电 子电路上（包括数据采集系统）完全独立，动作后开放保护出口电源。另外，CPU3 还作为人机对话的通讯接口。保护跳闸, 整组复归后, CPU3 接收 CPU2 来的电压 电流信号, 进行测距计算。 2.2 由工频变化量方向继电器和零序方向继电器构成的主保护全线路跳闸时间小于 25ms。
3、 由工频变化量距离继电器实现了近处故障跳闸时间小于 10ms，线路中间故障小于 15ms。由三段式相间和接地距离保护和二延时段零序保护构成了完整的阶段式后备功 能。 2.3 CPU1 和 CPU2 分别作为主保护及后备保护，功能独立，又互相补充 ) CPU1 强调快速性，采样率为每周波 20 点，主要继电器采用积分算法，速度快且 安全性高。CPU2 作为后备保护强调准确性，采样率为每周 12 点，主要继电器采 用付氏算法，计算精度得以提高。 ）CPU1、CPU2 功能上互相补充，CPU1 先选择故障相然后对故障相进行测量；CPU2 则先对各相进行测量，判为区内故障时再由选相程序选择跳闸相别，因
4、此，在任 何复杂的故障形式下，均不可能因选相的错误而导致测量错误。 ）CPU1 中工频变化量方向元件有非常高的灵敏度，可测量很大的故障过渡电阻； CPU2 则强调后备功能的齐全，在各种复杂故障形式下不失去保护。 ）CPU1 内保护以反应故障分量的继电器为主体，而 CPU2 内的主要继电器则全部工 作在全电流全电压方式。 2.4 装置除设置了独立的总起动元件外，方向保护和距离保护内均设有本保护的起动 元件，构成独立完整的保护功能。 起动元件的主体以反应工频变化量的过流继电器实现， 同时又配以反应全电流的零序过流继电器，互相补充。 2.5 装置中反应工频变化量的起动元件和 CPU1 中的选相元件及
5、方向元件均采用浮动门坎，正常运行及系统振荡时变化量输出回路的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎；浮动门坎电压始终略高于不平衡电压，在一般运行情况下由于不平衡分量很小而装置 有很高的灵敏度。当系统振荡时，自动降低灵敏度，不需要设置专门的振荡闭锁回路。因此，装置有很高的安全性，起动元件有很高的灵敏度而又不会频繁起动，测量元件则不会误测量。 2.6 距离保护性能 ）三阶段式相间和接地距离保护中的不对称短路动作特性和对称短路暂态特性如图 1.1a，图 1.1b 为三相短路稳态特性，为了确保段距离元件的后备作用，段距 离元件三相短路特性包含原点。 a. 正向不对称故障暂、稳态特性 b. 对称故障稳态特性
6、 正向对称故障暂态特性 图 1.1 阻抗继电器基本特性 a. 正向不对称故障暂、稳态特性 b. 对称故障稳态特性 正向对称故障暂态特性 图 1.1 阻抗继电器基本特性 b) 继电器由正序电压极化，因而有较大的测量故障过渡电阻的能力。当用于短线路时， 为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将、段阻抗特性向第象限偏移。 c) 接地距离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。 d) 正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压下降至 15以下时，进入三相低压程序，由正序电压记忆量极化，并且在继电器动作前设置正的门坎， 母线三相故障时继电器不可能失去方向性； 继
7、电器动作后则改为反门坎，保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。同时，进低压程序时，段继电器采用反门坎，因而三相短路段稳态特性包含原点，不存在电压死区。 2.7 振荡闭锁分为四部分 ）在起动元件第一次动作初始开放 160ms，以保证正常运行下突然发生故障时能快速 开放。 ）不对称故障时由不对称开放元件 L02Q开放，保证了在任何不对称故障时的快 速开放。 ）测量 V1的幅值，该电压在系统振荡时反应振荡中心电压，在三相短路时反应 弧光压降，在三相短路第一部分振闭不能开放的前提下，由本元件经短延时开放。 ）非全相运行再故障时，可由反应零、负序电流相位的元件开放健全相单相接地， 由反应健全
8、二相电流差的工频变化量的过流继电器开放健全相相间故障。 以上四个部分结合，保证了距离保护在各种故障情况下的快速开放。 2.8 自动重合闸部分 自动重合闸用于单或双母线方式, 可选用单相重合, 三相重合或综合重合的方式, 可根据故障的严重程度引入闭锁重合闸的方式。 重合闸的起动有保护起动和开关位置不对应起动二种, 当与本公司其它产品一起使用, 有二套重合闸时, 二套装置的重合闸可以同时投入, 不会出现二次重合, 与其它装置的重合闸配合时, 可考虑用压板仅投入一套重合闸装置。 2.9 键盘操作简单, 采用菜单式工作方式, 仅有、上、下、左、右等共九个按键, 非常易于掌握。 2.10 配有液晶信号显
9、示。正常运行时, 可显示所测量的电流, 电压幅值和相位, 线路故障时则显示跳闸相别, 跳闸类型和测距结果。 2.11 装置背后端子有一个串行口，可与打印机相联。另有一个串行口作为对外通讯 用。 3 技术数据 3 技术数据 3.1 额定数据： 直流电源： 220V，110V，允许偏差 15， 20 交流电压： 100V 3 ， 30 交流电流： 5A，1A 频率： 50Hz，60Hz 3.2 功耗： 交流电流回路在额定电流时： 1VA（5A） 0.5VA（1A） 交流电压回路额定功耗 0.5VA 直流电源功耗： 正常： 35W 跳闸： 50W 3.3 电源： 工作电源： 12V，允许偏差 0.2
10、V 5V， 允许偏差 0.15V 光耦隔离电源 24V 允许偏差 2V 3.4 主要技术指标： 3.4.1 整组动作时间 工频变化量距离元件： 近处 410ms 末端 20ms 距离保护段： 20ms 方向保护全线路跳闸时间： 25ms 3.4.2 起动元件： 起动， 起动值 0.2 零序过流起动元件，01，0.2，0.3In 可整定。 3.4.3 方向保护部分： ) 相电流差突变量选相元件起动值：0.2In 15 ) 工频变化量方向元件： 最小动作电流： 0.2In 最小动作电压： 5V ) 工频变化量距离元件: 动作速度： 10ms （Uop2Uz 时） ) 零序方向元件： 最小动作电压：
11、 0.5V 1V 最小动作电流： 0.1In ) 零序过流元件定值误差: 5 ) 、段零序跳闸延迟时间： 010s 3.4.4 距离保护部分： ) 整定范围： 0.0125（In5A） 0.05125(In1A） ) 距离元件定值误差： 5 ) 精确工作电压： 0.25V ) 最小精确工作电流 0.1In ) 最大精确工作电流 25In ) 、段跳闸时间 010s 3.4.5 故障测距 测距误差2.5 3.4.6 重合闸: 检同期元件角度误差3 检同期有压元件 0.7U#-N5 检无压元件 0.3U#-N5 3.5 允许环境温度： 正常工作温度： 040 极限工作温度： 1050 3.6 抗干
12、扰性能符合国标：GB6162 3.7 绝缘耐压标准满足部标：DL478 6 整定方法及用户选择 6 整定方法及用户选择 6.1 装置的定值单见表，表是保护运行的额定值。定值单中的定值均为二次值。 6.2 表是方向保护定值单。 6.2.1 ：工频变化量距离继电器的定值，按全线路阻抗的 6.2.2 ：零序补偿系数（0L1L）1L 其中OL 和IL 分别为线路的零序和正序阻抗$ 6.2.3 零序过流起动元件定值，按躲过最大零序不平衡电流整定，定值 分，三档。 6.2.4 零序过流段整定值，应保证线路末端接地故障有足够的灵敏度。 6.2.5 3：零序过流段整定值，应保证经最大过渡电阻故障时有足够的灵
13、敏度。 6.2.6 CF：合闸于故障线路零序过流保护定值，应保证线路末端故障有足 够的灵敏度。 6.2.7 g：相过电流元件定值，用作辅助选相，反应工频变化量的选相元件和该相过流元件同时动作选该相跳闸，同时由该过流元件保持直到开关跳开，故障消失。因此该过流元件定值按线路末端故障有 倍以上灵敏度整定。 （因为后备保护如零序、段不经选相直接三相跳闸，不受选相元件控制，因此，该定值不需考虑相邻线故障时的灵敏度） 。 6.2.8 02：零序段时延整定。 6.2.9 03：零序段时延整定，注意03是本线路开关未跳闸前的时延，跳闸后（如非全相运行或重合闸后） ，段时延改为03。 （当4 为“”时，500m
14、，4 为“”时，） 6.2.10 方向保护运行方式控制字： 运行方式字在定值输入时输入，用作保护运行功能的切换，表已对各位的功能作了说明，这里仅对#-的投入选择原则作一点说明。#-是为了在大电源，长线路末端故障时，母线电压变化很小的情况下，提高方向保护灵敏度而设置的，可根据系统线路阻抗比来确定，在最大运行方式下SL时，不投。 6.3 表是距离保护定值单。 6.3.1 ：距离继电器段整定值，相间和接地距离继电器段取同一个定值。可整定在线路阻抗的。 6.3.26.3.5 分别为接地距离和相间距离，2 段和 3 段的阻抗整定值，按段间配合的需要整定。 6.3.6 ：零序补偿系数（/O/）/ 6.3.7 /：正序灵敏角, 按线路正序阻抗角整定 6.3.8 /0：零序灵敏角, 按线路零序阻抗角整定 6.3.9 /q：零
