1

裝置可以采集Ua、Ub、Uc、3U0、Ia、Ib、Ic、3I0。電壓、電流等電氣量采用的是交流采樣方法，每周波采樣32點(diǎn)，電氣量的計(jì)算采用傅立葉算法。經(jīng)采樣計(jì)算，裝置輸出各路電壓、電流以及三個(gè)線電壓的有效值，并計(jì)算出有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)。其中電壓、電流的精度為0.2%，功率精度為0.5%，頻率精度優(yōu)于為0.003Hz。各電氣量的測(cè)量原理如下：

周期的電流、電壓信號(hào)可表示為：

利用上式將交流信號(hào)進(jìn)行分解，可以計(jì)算電壓、電流信號(hào)各次諧波及總的有效值和有功功率、無(wú)功功率、功率因素。

1.2 

變電站測(cè)控裝置采集的開關(guān)量信號(hào)，即遠(yuǎn)動(dòng)所稱的遙信量，反應(yīng)的是變電站一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、控制設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)以及報(bào)警信號(hào)等信息，調(diào)度員以此為依據(jù)確定設(shè)備工況并決定是否進(jìn)行操作。其信息的正確與否直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行方式、自動(dòng)化設(shè)備的正確動(dòng)作和調(diào)度人員的決策，對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行具有重要意義。

測(cè)控裝置對(duì)遙信量采集的原理是硬件上先對(duì)信號(hào)輸入進(jìn)行光電隔離變換，將強(qiáng)電的通斷信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的“0"、“1"電平，然后進(jìn)行定時(shí)采樣處理。遙信量發(fā)生改變時(shí)，測(cè)控裝置進(jìn)行記錄并打上時(shí)標(biāo)，形成事件順序記錄 (Sequence of Events，SOE)。

由于現(xiàn)場(chǎng)結(jié)點(diǎn)信號(hào)抖動(dòng)或電磁干擾影響，開關(guān)量信號(hào)發(fā)生抖動(dòng)。為防止遙信誤報(bào)或漏報(bào)，裝置一方面對(duì)遙信信號(hào)進(jìn)行硬件濾波，另一方面對(duì)信號(hào)進(jìn)行軟件濾波。軟件濾波方案如圖4.1所示。本裝置為每一個(gè)遙信專門設(shè)計(jì)了一個(gè)遙信去抖時(shí)間定值Td，其物理意義是繼電器接點(diǎn)最長(zhǎng)抖動(dòng)時(shí)間。當(dāng)信號(hào)抖動(dòng)時(shí)間Δt小于參數(shù)Td，信號(hào)抖動(dòng)后有恢復(fù)為以前的穩(wěn)定狀態(tài)，確定為電磁干擾影響，抖動(dòng)被濾除，如圖4.1a所示。當(dāng)信號(hào)發(fā)生抖動(dòng)時(shí)記錄此刻時(shí)間，如果信號(hào)經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間的抖動(dòng)，然后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定時(shí)間大于Td，可以確認(rèn)發(fā)生信號(hào)變位，如圖4.1b所示。

a.誤遙信被濾除      b.遙信變位時(shí)接點(diǎn)抖動(dòng)濾波

圖4.2.1遙信變位去抖邏輯圖

1.3 

遙控的權(quán)限取決于“裝置參數(shù)"中的“控制權(quán)限"定值，當(dāng)配置為“0"時(shí)，表示權(quán)限為當(dāng)?shù)兀荒苓b控；配置為“1"時(shí)，表示能通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)控制，配置為“2"時(shí)，控制權(quán)限取決于外部開入背端子522的狀態(tài)，僅當(dāng)開入狀態(tài)為1時(shí)，可遠(yuǎn)方控制，此開入一般通過(guò)遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)厍袚Q把手來(lái)控制其狀態(tài)。

1.4 直流4～20mA輸出

裝置測(cè)量電動(dòng)機(jī)的交流參數(shù)，并通過(guò)D/A向DCS系統(tǒng)送出2路直流模擬量。模擬量輸出為4～20mA，出廠默認(rèn)的模擬量為A相電流，20mA對(duì)應(yīng)1倍的額定電流，具體量程可在“裝置參數(shù)"中的“4-20mA輸出"靈活可設(shè)。

4～20mA對(duì)應(yīng)的可選的模擬量：A相電流，B相電流，C相電流，線電壓Uab，線電壓Ubc，線電壓Uca，有功功率P，無(wú)功功率Q等。

3.1復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流

三段復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流保護(hù)可分別通過(guò)控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)本段的投退、復(fù)合電壓閉鎖和方向閉鎖。

過(guò)流保護(hù)的主判據(jù)是：Imax > Inzd。其中Imax為相電流，Inzd為各段過(guò)流定值。

復(fù)合電壓閉鎖的條件是：Upp.min < ULBS 或 U2 > U2BS。其中：Upp.min 為最小線電壓，ULBS為低電壓閉鎖過(guò)流定值，U2為負(fù)序電壓，U2BS為負(fù)序電壓閉鎖過(guò)流定值。

方向閉鎖采用90度接線功率方向原理，以過(guò)流方向靈敏角α為靈敏角，動(dòng)作判據(jù)如下：

以Ia，Ubc功率方向?yàn)槔?dāng)Ubc超前Ia的角度在-(85°+ α)～(85°-α)之間時(shí)判為正方向。當(dāng)Ubc超前Ia的角度在(95°- α)～-(95°+α)之間時(shí)判為反方向。下圖為正反方向的動(dòng)作區(qū)間：

圖3.1.1方向元件

當(dāng)發(fā)生近出口處的三相短路時(shí)，Uab，Ubc，Uca下降到接近0，常規(guī)的90度接線功率方向判斷失效，這時(shí)裝置利用短路時(shí)電流和短路前的記憶電壓的角度來(lái)判斷方向。

PT斷線或檢修對(duì)復(fù)壓的影響：當(dāng)PT檢修時(shí)，復(fù)壓條件自動(dòng)滿足；PT斷線時(shí)，復(fù)壓元件是否滿足，取決于“PT斷線閉鎖復(fù)壓元件"控制字的狀態(tài)，若為“1"，則復(fù)壓元件不滿足，若為“0"，則PT斷線時(shí)，復(fù)壓條件自動(dòng)滿足。復(fù)壓元件邏輯圖如下：

圖3.1.2復(fù)壓元件邏輯圖

PT斷線或檢修對(duì)方向元件的影響：當(dāng)PT斷線或檢修時(shí)，方向元件自動(dòng)滿足條件，即過(guò)流保護(hù)不考慮方向，方向元件邏輯圖如下：

圖3.1.3方向元件邏輯圖(A相為例，B、C相邏輯類似)

過(guò)流1段和過(guò)流2段固定為定時(shí)限保護(hù)；過(guò)流3段可以經(jīng)控制字選擇是定時(shí)限還是反時(shí)限，反時(shí)限特性沿用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC255-4)和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(BS142.1996)的規(guī)定，采用下列四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特性方程以供選擇：

正常反時(shí)限：

非常反時(shí)限：

長(zhǎng)反時(shí)限：

式中：Ip為過(guò)流3段定值；Tp為過(guò)流3段時(shí)限；I為故障電流；t為計(jì)算出的反時(shí)間。

3.2附加過(guò)流

附加過(guò)流保護(hù)的主判據(jù)是：MImax > Inzd。其中MImax為測(cè)量CT采集的相電流，Inzd為各段過(guò)流定值。

附加過(guò)流可解決因配電變CT變比過(guò)大而導(dǎo)致故障二次電流過(guò)小而影響過(guò)流保護(hù)精度的問題。

圖3.2.1附加過(guò)流保護(hù)邏輯圖

3.3高壓側(cè)零序過(guò)流

在接地系統(tǒng)、經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)或在電纜出線較多的不接地系統(tǒng)中，接地零序電流相對(duì)較大，可以采用高壓側(cè)零序過(guò)流保護(hù)作為配電變的高壓側(cè)接地保護(hù)。各段保護(hù)經(jīng)控制字獨(dú)立投退。當(dāng)零序電流大于過(guò)零序過(guò)流定值，并達(dá)到其時(shí)動(dòng)作。

注：高側(cè)零序電流可自產(chǎn)也可外接（AC端子117、118）

  根據(jù)“裝置參數(shù)"中“保護(hù)零序電流自產(chǎn)"的配置決定零序電流的來(lái)源。

圖3.3.1高側(cè)零序過(guò)流保護(hù)邏輯圖

3.4低壓側(cè)零序過(guò)流

配置三段低壓側(cè)零序過(guò)流保護(hù)作為配電變的低壓側(cè)接地保護(hù)。各段保護(hù)經(jīng)控制字獨(dú)立投退。當(dāng)零序電流大于過(guò)零序過(guò)流定值，并達(dá)到其時(shí)動(dòng)作。

低壓側(cè)零序過(guò)流1段和低壓側(cè)零序過(guò)流2段固定為定時(shí)限保護(hù)；低壓側(cè)零序過(guò)流3段可以經(jīng)控制字選擇是定時(shí)限還是反時(shí)限，反時(shí)限采用下列四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特性方程以供選擇：

正常反時(shí)限：

非常反時(shí)限：

長(zhǎng)反時(shí)限：

式中：Ip為低壓側(cè)零序過(guò)流3段定值；tp為低壓側(cè)零序過(guò)流3段時(shí)限；I為故障電流；t為計(jì)算出的反時(shí)。

注：低側(cè)零序電流固定取外接零流（AC端子121、122）

圖3.4.1 低側(cè)零序過(guò)流保護(hù)邏輯圖

3.5負(fù)序過(guò)流保護(hù)

配置兩段負(fù)序過(guò)流保護(hù)，用于反映配電變負(fù)載不平衡、變壓器內(nèi)部短路故障和外部的不對(duì)稱故障。各段保護(hù)經(jīng)控制字獨(dú)立投退。當(dāng)負(fù)序電流大于過(guò)負(fù)序過(guò)流定值，并達(dá)到其時(shí)動(dòng)作。

圖3.5.1 負(fù)序過(guò)流保護(hù)邏輯圖

3.6低電壓保護(hù)

配置低電壓保護(hù)，低電壓保護(hù)電壓定值和動(dòng)作延時(shí)均可獨(dú)立整定。

當(dāng)線電壓小于低壓電壓定值時(shí)，低壓保護(hù)動(dòng)作。低電壓保護(hù)經(jīng)開關(guān)位置及有流閉鎖低電壓保護(hù)，為防止三相TV斷線引起低壓保護(hù)誤動(dòng)。最小線電壓大于低電壓整定值進(jìn)行有壓計(jì)時(shí)，有壓持續(xù)1秒鐘，才判低壓。

PT檢修壓板開放投入時(shí)，判別PT檢修開入遙信，決定是否閉鎖低電壓保護(hù)。

當(dāng)三個(gè)線電壓均小于10V且電動(dòng)機(jī)電流大于[有流閉鎖定值]時(shí)，認(rèn)為是三相PT斷線，閉鎖低電壓保護(hù)。

動(dòng)作后電壓恢復(fù)正常立即返回，否則延時(shí)10S返回。

圖3.6.1 低電壓保護(hù)邏輯圖

3.7過(guò)電壓保護(hù)

當(dāng)線電壓大于過(guò)壓電壓定值時(shí)，過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作。過(guò)電壓保護(hù)經(jīng)開關(guān)位置閉鎖，PT檢修壓板開放投入時(shí)，判別PT檢修開入遙信，決定是否閉鎖過(guò)電壓保護(hù)。

圖3.7.1過(guò)壓保護(hù)邏輯圖

3.8零序過(guò)壓保護(hù)

配置零序過(guò)壓保護(hù)，可通過(guò)控制字設(shè)置為跳閘或告警，零序過(guò)壓跳閘經(jīng)有流閉鎖。

注：零序電壓選取自產(chǎn)還是外接零壓，取決于“裝置參數(shù)"中“保護(hù)零序電壓自產(chǎn)"的配置。

                            圖3.8.1 零序過(guò)壓保護(hù)邏輯圖

3.9小電流接地保護(hù)

控制字“小電流接地判據(jù)"設(shè)置為“0"：零壓或零流，即它們?nèi)魏我粋€(gè)超過(guò)定值即動(dòng)作。

控制字“小電流接地判據(jù)"設(shè)置為“1"：零壓與零流，當(dāng)“小電流方向元件投入"控制字為“0"，則只需要零流和零壓有效值同時(shí)滿足動(dòng)作定值即可動(dòng)作。當(dāng)“小電流方向元件投入"控制字為“1"，此時(shí)不僅需要判斷零壓和零流的方向特性，還要考慮零序功率的有功或無(wú)功分量方向特性。具體特性由控制字“系統(tǒng)接地方式"決定：

當(dāng)控制字“系統(tǒng)接地方式"為“0"：表示不接地系統(tǒng)，零流有效分量，零序功率無(wú)功分量，當(dāng)>0且 >零流定值, >零壓定值時(shí)，小電流接地動(dòng)作。

當(dāng)控制字“系統(tǒng)接地方式"為“1"：表示經(jīng)消弧線圈接地，零流有效分量，零序功率有功分量，當(dāng)<0且 >零流定值, >零壓定值，小電流接地動(dòng)作。

式中  ，分別為零序電壓和零序電流的有效值，為零序功角,即Uo超前Io的角度。

注：小電流接地的零流必須是AC端子117~118的外接零流。

    判斷方向時(shí)，零序電壓選取自產(chǎn)還是外接零壓，取決于“裝置參數(shù)"中“保護(hù)零序電壓自產(chǎn)"的配置。

3.10過(guò)負(fù)荷保護(hù)

當(dāng)相電流大于過(guò)負(fù)荷電流定值，并達(dá)到過(guò)負(fù)荷時(shí)告警或跳閘。

圖3.10.1 過(guò)負(fù)荷邏輯圖

3.11FC過(guò)流閉鎖功能

保護(hù)裝置設(shè)置了大電流閉鎖保護(hù)動(dòng)作的功能，用于斷路器開斷容量不足或現(xiàn)場(chǎng)為FC 回路的情況。該功能可投退。當(dāng)高壓側(cè)故障電流大于電流閉鎖保護(hù)定值時(shí)其他保護(hù)只有動(dòng)作報(bào)告，對(duì)應(yīng)的保護(hù)跳閘出口不動(dòng)作。

圖3.11.1 FC過(guò)流閉鎖邏輯圖

3.12非電量保護(hù)

配置4路非電量延時(shí)保護(hù)，每路延時(shí)定值可獨(dú)立整定，并可經(jīng)控制字投退。各路非電量延時(shí)保護(hù)，可經(jīng)控制字選擇為告警或跳閘。

圖3.12.1 非電量保護(hù)邏輯圖

3.13CT斷線

CT斷線判據(jù)：3I0>0.05*In+0.25*Imax 

式中，In:保護(hù)CT二次額定電流，3I0:計(jì)算保護(hù)零序電流，Imax:相保護(hù)電流。滿足條件，延時(shí)10s后發(fā)CT斷線告警信號(hào)。恢復(fù)正常后，延時(shí)10s自動(dòng)返回。

邏輯圖如下所示：

3.14母線PT斷線

當(dāng)沒有保護(hù)動(dòng)作的情況下，正序電壓U1小于30V且保護(hù)相電流Imax大于0.05倍保護(hù)CT二次額定電流In，或者負(fù)序電壓U2大于8V時(shí)，經(jīng)整定的延時(shí)后報(bào)PT 斷線告警。邏輯圖如下所示：

當(dāng)電壓恢復(fù)正常10S后，PT斷線告警返回。

3.15控回?cái)嗑€告警

根據(jù)操作電源、合閘出口、跳閘出口與外部斷路器的合閘線圈、跳閘線圈的連接，自動(dòng)判斷當(dāng)前斷路器所處的實(shí)際位置，當(dāng)斷路器處于跳閘位置或合閘位置時(shí)，裝置面板上相應(yīng)的位置指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)斷路器合位和跳位同時(shí)為1 或者同時(shí)為 0 時(shí)認(rèn)為控制回路異常，為躲過(guò)斷路器輔聯(lián)接點(diǎn)與主觸頭的不同期，控制回路斷線檢查延時(shí)10s后自動(dòng)告警。控制回路恢復(fù)正常后2S，控制回路斷線告警返回。