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ZL_FZBH0103.0509RCS-922A/B型數字式短引線保護裝置技術說明書說明:此頁為封面,印刷時必須與公司標準圖標合成,確保資料名稱、資料編號及其相對位置與本封面一致。南瑞繼保電氣有限公司版權所有本說明書和產品今后可能會有小的改動,請注意核對實際產品與說明書的版本是否相符。更多產品信息,請訪問互聯網:http://www.nari-relays.com目錄1.概述....................................................................................................................................................................................11.1應用范圍.........................................................................................................................................................................11.2保護配置.........................................................................................................................................................................11.3性能特征.........................................................................................................................................................................12.技術參數...........................................................................................................................................................................22.1機械及環境參數.............................................................................................................................................................22.2額定電氣參數................................................................................................................................................................22.3主要技術指標................................................................................................................................................................23.軟件工作原理..................................................................................................................................................................43.1保護程序結構................................................................................................................................................................43.2裝置總起動元件...........................................................................................................................................................43.3保護起動元件................................................................................................................................................................53.5線路充電保護................................................................................................................................................................63.6TA斷線判別................................................................................................................................................................63.7保護邏輯方框圖...........................................................................................................................................................74.硬件原理說明..................................................................................................................................................................84.1裝置整體結構................................................................................................................................................................84.2裝置面板布置................................................................................................................................................................94.3裝置接線端子................................................................................................................................................................94.4輸出接點.......................................................................................................................................................................104.5結構與安裝..................................................................................................................................................................104.6各插件原理說明.........................................................................................................................................................115.定值內容及整定說明...................................................................................................................................................185.1裝置參數及整定說明.................................................................................................................................................185.2保護定值及整定說明.................................................................................................................................................195.3壓板定值.......................................................................................................................................................................205.4IP地址........................................................................................................................................................................20NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置1.概述1.1應用范圍主要用作1結線方式下的短引線保護,也可兼用作線路的充電保護。21.2保護配置1RCS-922A/B主要用作2結線方式下的短引線保護,也可兼用作線路的充電保護。RCS-922A采用電流比率差動方式;線路充電保護由兩段和電流過流保護構成。RCS-922B僅包含兩段和電流過流保護。保護的出口正電源由線路隔離刀閘的輔助接點(或屏上壓板)與裝置的起動元件共同開放,使保護的安全性得以提高。1.3性能特征l裝置具有電流比率差動保護功能,加上TA斷線判別閉鎖元件,可保證在TA斷線下保護不誤動作。l裝置具有線路充電保護功能,由兩段和電流過流保護構成,通過屏上保護投入壓板或線路隔離刀閘及充電保護投入整定控制字控制。l裝置采用整體面板、全封閉機箱,強弱電嚴格分開,取消傳統背板配線方式,同時在軟件設計上也采取相應的抗干擾措施,裝置的抗干擾能力大大提高,對外的電磁輻射也滿足相關標準。l完善的事件報文處理,可保存最新128次動作報告,24次故障錄波報告。l友好的人機界面、漢字顯示、中文報告打印。l靈活的后臺通信方式,配有RS-485通信接口(可選雙絞線、光纖)或以太網。l支持電力行業標準DL/T667-1999(IEC60870-5-103標準)的通信規約。l與COMTRADE兼容的故障錄波。1NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置2.技術參數2.1機械及環境參數機箱結構尺寸:482mm×177mm×291mm;嵌入式安裝正常工作溫度:0~40℃極限工作溫度:-10~50℃貯存及運輸:-25~70℃2.2額定電氣參數直流電源:220V,110V允許偏差:+15%,-20%交流電流:5A,1A(額定電流In)頻率:50Hz/60Hz過載能力:2倍額定電流,連續工作10倍額定電流,允許10S40倍額定電流,允許1S功耗:交流電流:<1VA/相(In=5A)<0.5VA/相(In=1A)直流:正常時<35W跳閘時<50W2.3主要技術指標2.3.1差動保護整定范圍:0.1In~20In差動元件定值誤差:<5%2.3.2充電保護整定范圍:0.1In~20In充電保護元件定值誤差:<5%充電跳閘延遲時間:0~10s2.3.3電磁兼容幅射電磁場干擾試驗符合國標:GB/T14598.9的規定;快速瞬變干擾試驗符合國標:GB/T14598.10的規定;靜電放電試驗符合國標:GB/T14598.14的規定;脈沖群干擾試驗符合國標:GB/T14598.13的規定;射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗符合國標:GB/T17626.6的規定;工頻磁場抗擾度試驗符合國標:GB/T17626.8的規定;脈沖磁場抗擾度試驗符合國標:GB/T17626.9的規定;2NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置浪涌(沖擊)抗擾度試驗符合國標:GB/T17626.5的規定。2.3.4絕緣試驗絕緣試驗符合國標:GB/T14598.3-936.0的規定;沖擊電壓試驗符合國標:GB/T14598.3-938.0的規定。2.3.5輸出接點容量信號接點容量:允許長期通過電流8A切斷電流0.3A(DC220V,V/R1ms)其它輔助繼電器接點容量:允許長期通過電流5A切斷電流0.2A(DC220V,V/R1ms)跳閘出口接點容量:允許長期通過電流8A切斷電流0.3A(DC220V,V/R1ms),不帶電流保持2.3.6通信接口兩個RS-485通信接口(可選光纖或雙絞線接口),或光纖以太網接口,通信規約可選擇為電力行業標準DL/T667-1999(idtIEC60870-5-103)規約或LFP(V2.0)規約,通信速率可整定;一個用于GPS對時的RS-485雙絞線接口;一個打印接口,可選RS-485或RS-232方式,通信速率可整定;一個用于調試的RS-232接口(前面板)。3NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置3.軟件工作原理3.1保護程序結構保護程序結構框圖如圖3.1.1所示。圖3.1.1保護程序結構框圖主程序按固定的采樣周期接受采樣中斷進入采樣程序,在采樣程序中進行模擬量采集與濾波,開關量的采集、裝置硬件自檢、交流電流斷線和起動判據的計算,根據是否滿足起動條件而進入正常運行程序或故障計算程序。硬件自檢內容包括RAM、E2PROM、跳閘出口三極管等。正常運行程序中進行采樣值自動零漂調整及運行狀態檢查,運行狀態檢查包括交流電流斷線、開關位置狀態等。不正常時發告警信號,信號分兩種,一種是運行異常告警,這時不閉鎖裝置,提醒運行人員進行相應處理;另一種為閉鎖告警信號,告警同時將裝置閉鎖,保護退出。故障計算程序進行差動保護、充電保護的判別邏輯以及跳閘邏輯,并進行事件報告、故障報告及波形的整理。3.2裝置總起動元件起動元件的主體以反應相間工頻變化量的過流繼電器實現,同時又配以反應全電流的零序過流繼電器互相補充。RCS-922B因接入線路兩側斷路器CT的和電流,在進行起動與保護計算時直接用各相電流計算,不需要像RCS-922A一樣計算兩個開關各相的和電流,但在以下表達中,RCS-922B的各相交流量仍用兩個開關各相的電流和形式表示。3.2.1電流變化量起動分別分相測量兩組TA和電流的工頻變化量幅值,由最大相電流突變量幅值得到電流突變量起動元件的判距:?IΦΦMAX>1.25?IT+?IZD?IΦΦMAX=MAX{|△(Iφ1+Iφ2)|}為兩組TA和電流相間電流的半波積分的最大值;4NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置?IZD為可整定的固定門坎;?IT為浮動門坎,隨著變化量的變化而自動調整,取1.25倍可保證門坎始終略高于不平衡輸出。該元件動作并展寬7秒,去開放出口繼電器正電源。3.2.2零序過流起動元件(I0=(IA1+IA2)+(IB1+IB2)+(IC1+IC2))測量兩組TA和電流幅值,每側零序電流均由A、B、C三相電流相加自產得出。當此電流大于零序電流起動定值時,零序電流起動元件動作并展寬7秒,去開放出口繼電器正電源。3.2.3和電流起動元件(|Iφ1+Iφ2|)Iφ1、Iφ2為對應二個斷路器TA的電流,按A、B、C三相構成。分別分相測量兩組TA和電流幅值,當最大相和電流MAX{|Iφ1+Iφ2|}大于充電保護電流定值,且充電保護投入(硬壓板及相應各段軟壓板投入),和電流起動元件動作并展寬7秒,去開放出口繼電器正電源。3.3保護起動元件保護起動元件與總起動元件一樣。3.4短引線差動保護(僅適用于RCS-922A)短引線保護由比率差動保護構成。當線路刀閘輔助接點(線路刀閘打開時,接點閉合)閉合或屏上保護投入壓板投入,并且整定值中差動保護投入控制字為“1”時比率差動保護投入。其動作方程為:Icd>IcdzdIcd>K?Izd其中Icd=Iφ1+Iφ2,IZd=Iφ1?Iφ2,Iφ1、Iφ2為對應二個斷路器TA的電流,分別按A、B、C三相構成;K為制動系數,Icdzd為差動保護動作的過流定值。當Icd>1.3IN時,若短引線差動保護動作,立即出口;當Icd<1.3IN時,若短引線差動保護動作,延時20ms出口。(考慮TA斷線判別時???????????????????5NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置間最長要一個周波)。差動保護動作原理圖見圖3.1所示。圖3.1差動保護動作特性ZD3.5線路充電保護線路充電保護由兩段和電流過流保護構成,通過屏上保護投入壓板或線路隔離刀閘及充電保護投入整定控制字控制,其動作方程為Iφ1+Iφ2>Ipzd??Iφ1、Iφ2為對應二個斷路器TA的電流,分別按A、B、C三相構成,Ipzd為充電保護電流整定值。當Iφ1+Iφ2大于充電保護Ⅰ段定值時,通過充電保護Ⅰ段時間定值延時切除故障;??????當Iφ1+Iφ2大于充電保護Ⅱ段定值時,通過充電保護Ⅱ段時間定值延時切除故障。3.6TA斷線判別1)帶延時TA斷線報警在保護采樣程序中進行,當零序和電流起動元件長期起動時間超過10S發TA斷線告警信號。延時的TA斷線報警也兼起電流采樣回路自檢功能。2)瞬時TA斷線報警在故障測量程序中進行,滿足下述任一條件不進行該側TA斷線判別(僅適用于RCS-922A):a)起動前某側最大相電流小于0.2In;b)起動后最大相電流大于1.2In;c)起動后該側電流比起動前增加0.1In以上;只有在某側電流同時滿足下列條件時,方認為是TA斷線:6NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置a)只有一相電流為零;(小于0.1In)b)其它二相電流與起動前電流相等;(小于0.1In)TA斷線閉鎖保護裝置出口。3.7保護邏輯方框圖圖3.7中IcdA、IcdB、IcdC分別為A、B、C三相的和電流;IzdA、IzdB、IzdC別為A、B、C三相的制動電流;IMAX為A、B、C三相和電流中的最大和電流值。當跳閘令發出40ms后,如果和電流滿足無流條件,則跳閘令返回。當和電流>0.06IN時,判為有流,其返回值為0.9。RCS-922B僅包含充電保護功能。跳閘圖3.7RCS-922A/B工作邏輯方框圖7NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置4.硬件原理說明4.1裝置整體結構ABC圖4.1.1RCS-922A裝置整體結構注:RCS-922B在Ia1,Ib1,Ic1接線路兩側斷路器CT的和電流,Ia2,Ib2,Ic2封口。8NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置4.2裝置面板布置圖4.2.1是裝置的正面面板布置圖。圖4.2.1面板布置圖圖4.2.2是裝置的背面面板布置圖(虛線為可選件)。DCACLPFCPUCOMOPT1OPT2SIGOUT圖4.2.2端子布置圖(背視)4.3裝置接線端子圖4.3.1為端子定義圖,虛線為可選件。7OPT2702光耦1+701704投保護703706備用705708備用707710備用709712光耦1-711714713716715718光耦2+717720備用719722備用721724備用723726備用725728光耦1-7277307299NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置圖4.3.1端子定義圖(背視)4.4輸出接點輸出接點如圖4.4.1所示。902901903905906907908904}}中央信號遙信913915917919910914916918920912}921跳923閘925927922924926928}跳閘圖4.4.1輸出接點圖4.5結構與安裝裝置采用4U標準機箱,用嵌入式安裝于屏上。機箱結構和屏面開孔尺寸分別見圖4.5.1、圖4.5.2。圖4.5.1機箱結構圖及屏面開孔圖10NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置圖4.5.2機箱結構圖及屏面開孔圖4.6各插件原理說明組成裝置的插件有:電源插件(DC)、交流插件(AC)、低通濾波器(LPF),CPU插件(CPU)、通信插件(COM)、24V光耦插件(OPT1)、高壓光耦插件(OPT2)、信號插件(SIG)、跳閘出口插件(OUT)、顯示面板(LCD)。具體硬件模塊圖見圖4.6.1。外部開入圖4.6.1硬件模塊圖4.6.1電源插件(DC)從裝置的背面看,第一個插件為電源插件,如圖4.6.2(A)所示:DC(A)11NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置接地銅排(B)(C)圖4.6.2電源插件原理及輸入接線圖保護裝置的電源從101端子(直流電源220V/110V+端)、102端子(直流電源220V/110V-端)經抗干擾盒、背板電源開關至內部DC/DC轉換器,輸出+5V、±12V、+24V(繼電器電源)給保護裝置其它插件供電;另外經104、105端子輸出一組24V光耦電源,其中104為光耦24V+,105為光耦24V-。輸入電源的額定電壓有220V和110V兩種,訂貨時請注明,投運時請檢查所提供電源插件的額定輸入電壓是否與控制電源電壓相同,電源輸入連接如圖4.6.2(B)。光耦電源的連接如圖4.6.2(C),電源插件輸出光耦24V-(105端子),經外部連線直接接至OPT插件的光耦24V-(615端子);輸出光耦24V+(104端子)接至屏上開入公共端子;為監視開入24V電源是否正常,需從開入公共端子或104端子經連線接至OPT插件的光耦24V+(614端子),其它開入的連接詳見OPT插件。4.6.2交流輸入變換插件(AC)交流輸入變換插件(AC)與系統接線圖如下:此系統為典型接線ACABCABC201203205207209211213202204206208210212214215圖4.6.3交流輸入變換插件與系統接線圖IA1、IB1、IC1、IA2、IB2、IC2分別為對應二個斷路器TA的三相電流。215端子為裝置的接地點,應將該端子接至接地銅排。12NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置注:RCS-922B在Ia1,Ib1,Ic1接線路兩側斷路器CT的和電流,Ia2,Ib2,Ic2封口。交流插件中三相電流按額定電流可分為1A、5A兩種,訂貨時請注明,投運前注意檢查。4.6.3低通濾波插件(LPF)本插件無外部連線,其主要作用是:(1)濾除高頻信號,(2)電平調整,(3)為利用本公司的專用試驗儀(HELP-90A)測試創造條件。從試驗儀來圖4.6.4低通濾波原理圖由上圖可見,CPU與DSP采樣從有源元件開始就完全獨立,因此保證了任一器件損壞不致于引起保護誤動。試驗輸入由裝置前面板的DB15插座引入。4.6.4CPU插件(CPU)該插件是裝置核心部分,由單片機(CPU)和數字信號處理器(DSP)組成,CPU完成裝置的總起動元件和人機界面及后臺通信功能,DSP完成所有的保護算法和邏輯功能。裝置采樣率為每周波24點,在每個采樣點對所有保護算法和邏輯進行并行實時計算,使得裝置具有很高的固有可靠性及安全性。起動CPU內設總起動元件,起動后開放出口繼電器的正電源,同時完成事件記錄及打印、保護部分的后臺通信及與面板通信;另外還具有完整的故障錄波功能,錄波格式與COMTRADE格式兼容,錄波數據可單獨從串口輸出或打印輸出。4.6.5通信插件(COM)通信插件的功能是完成與監控計算機或RTU的連接,有三種型號可選:5A、5B插件設置了兩個用于向監控計算機或RTU傳送報告的RS485接口,5C插件通過以太網上送報告。三種插件的背板端子及外部接線圖如圖4.6.5。所有型號的插件均設置了一個用于對時的RS485接口,該接口只接收GPS發送的對時脈沖信號,不向外發送任何信號。所有型號的插件還設置了一個用于打印的RS485或RS232接口,通過整定控制字選擇接口方式,如選用RS232方式,控制字“網絡打印方式”設為“0”,同時將該插件上13NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置相應的端子短接于232位置,如選用RS485方式,控制字“網絡打印方式”設為“1”,同時將該插件上相應的端子短接于485位置。與打印機通信的波特率應于打印機整定為一致。14COM1RS485-1A2RS485-1B至控制系統3RS485-1地4RS485-2A5RS485-2B至控制系統6RS485-2地7對時485A8對時485B至GPS9對時485地10打印收11打印發至打印機或打印控制器12打印地(5A)COMRX至控制系統TXRX至控制系統TX至GPS至打印機或打印控制器(5B)至控制系統至GPS至打印機或打印控制器(5C)圖4.6.5通信插件背板端子及外部接線圖NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置4.6.624V光耦插件(OPT)OPT602601603604605606607608609610611612614618620622624626628615617619621623625627629圖4.6.6光耦插件背板端子及外部接線圖電源插件輸出的光耦24V電源,其正端(104端子)應接至屏上開入公共端,其負端(105端子)應與本板的24V光耦負(615端子)直接相連;另外光耦24V正應與本板的24V光耦正(614端子)相連,以便讓保護監視光耦開入電源是否正常。601端子是對時輸入,用于接收GPS或其它對時裝置發來的對時脈沖接點或光耦信號,輸入的信號必須是無源的,如下圖所示,開入導通時的電流約3~5mA,推薦使用RS-485總線對時方式(參見通信插件說明),這兩種對時方式實際使用時只能選用一種,若用總線對時方式,該輸入不接。開入公共圖4.6.7對時輸入接點示意圖602端子是打印輸入,用于手動起動打印最新一次動作報告,一般在屏上裝設打印按鈕。裝置通過整定控制字選擇自動打印或手動打印,當設定為自動打印時,保護一有動作報告即向打印機輸出,當設定為手動打印時,則需按屏上的打印按鈕打印。603端子是投檢修態輸入,它的設置是為了防止在保護裝置進行試驗時,有關報告經IEC60870-5-103規約接口向監控系統發送相關信息,而干擾調度系統的正常運行,一般在屏上設置一投檢修態壓板,在裝置檢修時,將該壓板投上,在此期間進行試驗的15NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置動作報告不會通過通信口上送,但本地的顯示、打印不受影響;運行時應將該壓板退出。604端子是信號復歸輸入,用于復歸裝置的磁保持信號繼電器和液晶的報告顯示,一般在屏上裝設信號復歸按鈕。信號復歸也可以通過通信進行遠方復歸。4.6.7高壓光耦插件(OPT2)線路刀閘輔助接點可能會直接開入到本裝置,為此,本裝置設置了一個220V/110V的光耦插件,背板定義及接線圖如下所示:OPT2701703705707709711717719721723725727圖4.6.8高壓光耦插件背板定義及接線圖701端子為外接光耦電源的+220V/+110V,707端子為外接光耦電源的-220V/-110V;717端子為外接光耦電源的+220V/+110V,727端子為外接光耦電源的-220V/-110V。注意:OPT2插件上701端子與717端子、711端子與727端子在插件上不連,若采用其中一組光耦時,另一組光耦的正負電源必須同時接上,否則會報光耦失電而閉鎖保護。4.6.8信號繼電器插件(SIG)本插件無外部連線,該板主要是將5V的動作信號經三極管轉換為24V信號,從而驅動繼電器。正常運行時,裝置會對所有三極管的出口進行檢查,若有錯則告警并閉鎖保護。本板設置了總起動繼電器,當CPU滿足起動條件,則該繼電器動作,接點閉合,開放出口繼電器的正電源。4.6.9繼電器出口插件(OUT)本插件提供輸出空接點,如下圖所示:16NARI-RELAYSRCS-922A/B數字式短引線保護裝置902901903905906907908}中央信號遙信913915

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