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2013.01PCS-921斷路器保護PCS921裝置硬件常規采樣的裝置背板布置圖基于電子式互感器的裝置反面面板布置圖簡介本裝置適用于220KV及以上各種電壓等級的

一個半開關結線與角形結線的斷路器。

保護配置：

PCS-921A是由微機實現的數字式斷路器保護與自動重合閘裝置,裝置功能包括：1.斷路器失靈保護;2.自動重合閘;3.三相不一致保護;4.死區保護;5.充電保護。對于3/2結線的邊開關，電流量均取自各自斷路器電流，中開關、邊開關電壓交流輸入量分別為：線―線串：邊開關：UA、UB、UC接入本線路的電壓互感器的電壓，UM接母線任一相或線電壓。中開關：UA、UB、UC接一條線路的三相電壓，UM接另一條線路任一相或線電壓。如以下圖左圖所示，對于DL1，UA、UB、UC接PT3三相電壓，UM接PT1任一相或線電壓；對于DL2，UA、UB、UC接PT3〔或PT4〕三相電壓，UM接PT4(或PT3)任一相或線電壓。線―變串邊開關：UA、UB、UC接入本線路或元件的電壓互感器的電壓，UM接母線任一相或線電壓。中開關：UA、UB、UC接線路三相電壓，UM接變壓器的電壓互感器的任一相或線電壓。如以下圖右圖所示，對于DL3，UA、UB、UC接PT4三相電壓，UM接PT2任一相或線電壓；對于DL2，UA、UB、UC接PT3三相電壓，UM接PT4任一相或線電壓。交流電壓斷線

三相電壓向量和大于12伏，保護不起動，延時1.25秒發TV斷線異常信號；TV斷線時，將低功率因素元件退出，裝置的其它功能正常。三相線路電壓恢復正常后，經10秒延時后全部恢復正常運行。滿足以下條件時可不接三相交流電壓〔與門條件〕：低功率因素元件不投;重合閘退出或者重合閘投入時檢同期和檢無壓元件均退出；如果重合閘投入，必須整定為先合重合閘，如果為后合重合閘，那么“后合檢線路有壓”控制字必須為“0”；本側為非電廠側。當滿足以上條件時裝置也不進行TV斷線判別。斷路器失靈保護斷路器失靈保護斷路器失靈保護按照如下幾種情況來考慮，即故障相失靈、非故障相失靈和發、變三跳起動失靈，另外，充電保護動作時也起動失靈保護。1：故障相失靈按相對應的線路保護跳閘接點和失靈過流高定值都動作后，先經“失靈跳本開關時間”延時發三相跳閘命令跳本斷路器，再經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。2：非故障相失靈由三相跳閘輸入接點保持失靈過流高定值動作元件，并且失靈過流低定值動作元件連續動作，此時輸出的動作邏輯先經“失靈跳本開關時間”延時發三相跳閘命令跳本斷路器，再經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。3：發、變三跳起動失靈由發、變三跳起動的失靈保護可分別經低功率因素、負序過流和零序過流三個輔助判據開放。三個輔助判據均可由整定控制字投退。輸出的動作邏輯先經“失靈跳本開關時間”延時發三相跳閘命令跳本斷路器，再經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。4：充電保護起動失靈當充電保護動作時，如果失靈保護投入，那么經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。斷路器失靈保護邏輯方框圖斷路器失靈保護邏輯方框圖發、變三跳起動失靈的低功率輔助判據必須同時滿足過流及低功率因素兩個條件，其過流值及低功率因素值見定值表。以下圖中A相電流高定值動作表示A相電流IA>失靈電流高定值，B相，C相與此類似；電流高定值動作表示A、B、C三相任一相失靈電流高定值動作；負序電流滿足表示一倍負序電流大于負序電流定值；零序電流滿足表示三倍的零序電流大于失靈零序電流定值。失靈動作時以第一時限跳開本側開關，以第二時限跳開相鄰開關。南方電網500KV系統3/2接線PCS921失靈保護跳閘回路南方電網500KV系統3/2接線線路側邊開關失靈動作跳閘出口圖線路側邊開關失靈，921輸出兩付失靈起動節點，分別送給兩套母線保護RCS915；送出兩付遠跳節點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用二取二方式跳對側開關；另外直接跳中開關，。線變串中開關失靈，921直接跳兩個邊開關；送出兩付遠跳節點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用二取二方式跳對側開關；送一付跳閘節點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。南方電網500KV系統3/2接線線變串中開關失靈動作跳閘出口圖南方電網500KV系統3/2接線線變串變壓器側

邊開關失靈動作跳閘出口圖變壓器側邊開關失靈，921直接跳中開關；送出兩付起動失靈節點分別給兩套母線保護915；送一付跳閘節點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。華東電網500KV系統3/2接線PCS921失靈保護跳閘回路華東電網500KV系統3/2接線線路側邊開關失靈動作跳閘出口圖線路側邊開關失靈，921輸出兩付失靈起動節點，分別送給兩套母線保護RCS915；送出兩付遠跳節點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用一取一方式跳對側開關；另外直接跳中開關。(CSC103為四方光纖差動，CSC125為四方遠跳裝置)線變串中開關失靈，921直接跳兩個邊開關，送出兩付遠跳節點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用一取一方式跳對側開關，送一付跳閘節點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。華東電網500KV系統3/2接線線變串中開關失靈動作跳閘出口圖華東電網500KV系統3/2接線線變串變壓器側

邊開關失靈動作跳閘出口圖變壓器側邊開關失靈，921直接跳中開關；送出兩付起動失靈節點分別給兩套母線保護915；送一付跳閘節點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。500KV系統3/2接線重合閘3/2接線對重合閘的要求線路上短路保護要跳邊、中兩個斷路器，重合閘自然也要合兩個斷路器。考慮到有可能重合于永久性故障線路上，為減少沖擊這兩個斷路器不應該同時重合，應有一個順序。如果重合于永久性故障線路上，保護應再次跳開該斷路器，此時假假設斷路器失靈，為盡量減少對系統的影響，重合閘應先合邊斷路器。待邊斷路器重合成功后〔線路有電壓〕再合中斷路器。所以重合閘也應按斷路器設置。將失靈保護、重合閘及一些其它保護組合在一起構成RCS-921保護，裝置按斷路器設置。自動重合閘起動方式重合閘由二種方式起動：位置不對應起動和外部跳閘起動。位置不對應起動和外部跳閘起動重合有起動單重和起動三重兩種。位置不對應起動可由‘TWJ起動單重’和‘TWJ起動三重’的控制字投退起動單重、三重。裝置還根據外部來的線路三跳和A、B、C相的單相跳閘信號以及分相的信號判別是單相跳閘還是三相跳閘分別起動單重或三重。自動重合閘方式選擇重合閘可根據需要選用單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘和重合閘停用四種方式中的任意一種。用戶既可用屏上的重合閘轉換開關也可用定值單中的控制字來選擇重合閘方式。當定值單中的‘投重合閘’控制字置‘1’且‘內重合把手有效’控制字置‘1’時，由定值單中的‘投單重方式’、‘投三重方式’、‘投縱重方式’三個控制字決定重合閘方式，而與屏上的重合閘轉換開關的位置無關。但這三個控制字只能有一個為‘1’，否那么裝置會報整定出錯。用控制字整定重合閘方式為遠方切換重合閘方式創造了條件。當定值單中的‘內重合把手有效’控制字置‘0’時，那么由屏上的重合閘轉換開關‘單重方式’、‘三重方式’、‘縱重方式’位置決定重合閘方式。但定值單中的‘投重合閘’控制字置‘0’或重合閘轉換開關置于停用位置都可停用本裝置的重合閘。用戶在使用中最好將屏上的重合閘轉換開關位置與定值單中控制字的整定保持一致。自動重合閘條件需要三相重合時可采用下述三種檢查方式：①檢無壓重合方式。②檢同期重合方式。③不檢重合方式。上述三種檢查方式都可以用定值單中的控制字選擇。

當輸入三相電壓或同期電壓均小于30V時，檢無壓條件滿足，當輸入三相電壓與UM均大于40V時，檢同期中有壓條件滿足；如重合閘不投或投入時為不檢重合方式，那么輸入電壓UM可以不接。如果重合閘投入且使用檢同期或檢無壓方式〔由定值中重合閘方式整定〕，那么裝置在正常運行時檢查該同期電壓是否大于40V，假設小于40V，經10秒延時報同期TV斷線告警，BJJ繼電器動作。正常運行時測量UM與之間的相位差，作為檢同期的固有相位差，因此對UM是哪一相或相間是沒有要求的，保護能夠自動適應。自動重合閘條件邊開關和中開關自動重合閘配合邊斷路器和中斷路器用的兩套RCS-921裝置中的重合閘有一個重合閘順序問題。為適應該要求，裝置中設有‘投先合’和‘閉鎖先合’兩個開關量輸入。當“先合投入”壓板投入時〔包括屏上‘投先合’的硬壓板和定值單中‘投先合’的軟壓板都投入。硬、軟兩個壓板是‘與’的關系。〕，本裝置的重合閘設定為先合重合閘。先合重合閘可經較短延時〔即重合閘整定時間〕發出一次合閘脈沖〔合閘脈沖持續120ms〕。在先合重合閘起動時，輸出的開關量接點‘閉鎖先合’〔XHBC〕馬上閉合。該接點作為后合重合閘的‘閉鎖先合’的開關量輸入。當“先合投入”壓板未投入時〔屏上‘投先合’的硬壓板或定值單中‘投先合’的軟壓板有一個沒投入〕，本裝置的重合閘設定為后合重合閘。但是后合重合閘只有在‘閉鎖先合’開入量有輸入時，它的重合閘才經較長延時〔重合閘整定時間+后合重合延時〕發合閘脈沖。假設定值單中的‘后合固定’控制字整定為‘1’時，該重合閘固定為后合重合閘，不受‘閉鎖先合’開入量的控制。它固定以較長延時發合閘脈沖。當‘后合檢線路有壓’控制字整定為‘1’時，后合重合閘在有“閉鎖先合”接點閉合時，也就是它肯定是后合重合閘時，要檢查線路有電壓才能重合，以保證重合在完好線路上。邊開關和中開關自動重合閘配合重合閘的充放電為了防止屢次重合,必須在“充電”準備完成后才能起動合閘回路。重合閘充電條件為〔與門條件〕:1.跳閘位置繼電器TWJ不動作或線路有流；2.保護未起動；3.不滿足重合閘放電條件。重合閘充電完后充電燈亮。重合閘的充放電條件重合閘的充放電條件重合閘放電條件為〔或門條件〕:1〕重合閘起動前壓力缺乏，經延時400ms后“放電”；2〕重合閘方式在退出位置，即重合方式1與重合方式2同時為“1”或者重合閘投入控制字置“0”時“放電”；3)單重位置，即重合方式1與重合方式2同時為“0”，如果三相跳閘位置均動作或收到三跳命令或本保護裝置三跳，那么重合閘“放電”；4)收到外部閉鎖重合閘信號時立即“放電”；5)合閘脈沖發出的同時“放電”；6)失靈保護、死區保護、不一致保護、充電保護動作時立即“放電”；7)收到外部發變三跳信號時立即“放電”。8〕對于后合重合閘，當單重或三重時間已到，但后合重合延時未到，這之間如再收到線路保護的跳閘信號，立即放電不重合。這可以確保先合斷路器合于故障時，后合斷路器不再重合。重合閘充放電邏輯圖充電保護當用本裝置所在的斷路器對線路或變壓器充電而合于故障元件上時，本裝置有充電保護作為此種情況下的保護。該保護由兩段式的電流保護實現。保護動作后跳本斷路器充電保護動作后還起動失靈保護，再經失靈保護延時出口跳其它斷路器。本裝置充電保護投入壓板有兩個。一個是屏上的硬壓板，一個是定值單中的軟壓板，兩個壓板是‘與’的關系。

死區保護在斷路器和電流互感器之間發生短路時，在很多情況下往往保護動作跳開斷路器后故障并未切除

此時雖然可通過失靈保護動作跳開有關斷路器，但考慮到這種站內故障，故障電流大，對系統影響也較大，而失靈保護動作一般要經較長的延時，所以RCS-921中考慮了動作時間比失靈保護快的死區保護。死區保護動作判據死區保護的動作判據為：當裝置收到三跳信號，例如線路三跳、發變三跳

,或A、B、C三個分相跳閘同時動作，這時如果死區過流元件動作，對應的斷路器已跳開，裝置收到三相的動作接點，經整定的時間延時起動死區保護。死區保護的出口與失靈保護相同，動作后跳相鄰斷路器。死區保護是否投入可由相應的控制字整定。

死區保護邏輯圖

斷路器三相不一致保護

當本斷路器不管任何原因只有一相或兩相跳開，處于非全相狀態時可由本保護跳開三相。其判據為：①‘不一致投入’控制字投入。②任一相TWJ動作且該相無電流，確認為該相斷路器在跳閘位置。③按②的判別方法又判斷并非三相開關都處于跳閘位置，確認為斷路器三相不一致。④不一致零序過流元件動作或不一致負序過流元件動作，此判據可由‘不一致經零負序電流’控制字投退。滿足上述判據經可整定的時間延時出口跳開本斷路器。上述失靈保護、死區保護、充電保護、不一致保護動作均閉鎖重合閘。

三相不一致保護邏輯RCS-921A整組試驗

1.1跟跳本開關將定值控制字“投跟跳本開關”置1，退出其它保護；在A相加1.05倍的失靈電流高定值，同時給上A相的外局部相跳閘輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上顯示“A相跟跳”；在A相加0.95倍的失靈電流高定值，同時給上A相的外局部相跳閘輸入接點，不應跟跳本開關；同1～4條做B、C相故障。在任一相加1.05倍的失靈電流高定值，同時給上外部兩相跳閘輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上應顯示有“兩相聯跳三相”；在任一相加1.05倍的失靈電流高定值，同時給上外部三相跳閘輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上應顯示有“三相跟跳”。失靈保護實驗定值控制字“投失靈保護”置1，退出其它保護；在A相加1.05倍的失靈電流高定值，同時給上A相的外局部相跳閘輸入接點或三相跳閘輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上顯示“失靈跳本開關”及“失靈動作”；注意，失靈保護以較短時限跳本開關，以較長時限跳所有相關斷路器〔簡稱“失靈動作”〕；在A相加0.95倍的失靈電流高定值，同時給上A相的外局部相跳閘輸入接點或三相跳閘輸入接點，失靈保護不應動作；同1～4條做B、C相故障，注意加故障量的時間應大于保護定值時間。定值控制字“投失靈保護”、“經零序發變失靈”置1，將定值“失靈電流高定值”整定成最大值〔In*5〕；加1.05倍失靈保護零序電流定值，同時給上發、變三跳輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上顯示“失靈跳本開關”及“失靈動作”；加0.95倍失靈保護零序定值，同時給上發、變三跳輸入接點，失靈保護不應動作；定值控制字“投失靈保護”、“經負序發變失靈”置1；加1.05倍負序過流定值，同時給上發、變三跳輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上顯示“失靈跳本開關”及“失靈動作”；

加0.95倍負序過流定值，同時給上發、變三跳輸入接點，失靈保護不應動作；定值控制字“投失靈保護”、“低COS發變失靈”置1；加50V對稱電壓，1.05倍低功率因素過流定值，電壓超前電流的角度=低功率因素角定值+20(注意：角度差應小于900),同時給上發、變三跳輸入接點；裝置面板上相應跳閘燈亮，液晶上顯示“失靈跳本開關”及“失靈動作”；加50V對稱電壓，1.05倍低功率因素過流定值，電壓超前電流的角度=低功率因素角定值-20(注意：角度差應小于90