FBZ-3076低周減載控制裝置技術(shù)規(guī)范書2012-7-26山東泰開自動化有限公司FBZ-3076低周減載控制裝置1．基本配置及規(guī)格1.1基本配置FBZ-3076適用于110kV及以下電壓等級電網(wǎng)中，在有功或無功嚴(yán)重缺額的情況下根據(jù)實際需求切除部分負(fù)荷，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，可在開關(guān)柜就地安裝。保護(hù)方面的主要功能有：1）低頻減載保護(hù)（三個基本輪一個特殊輪，可根據(jù)頻率下降速度選擇快速切除一、二輪）；2）低壓減載保護(hù)（三個基本輪一個特殊輪，可根據(jù)電壓下降速度選擇快速切除一、二輪）；3)具有液晶顯示功能，正常的信息及操作均可通過鍵盤和液晶顯示來完成；4)通過現(xiàn)場總線接口可與自動化系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)方通訊；5)通過外發(fā)脈沖直接驅(qū)動斷路器跳閘線圈，實現(xiàn)對斷路器的跳閘操作；6)具備出口整定功能，可根據(jù)實際情況整定保護(hù)出口。測控方面的主要功能有：1）12路遙信開入采集、裝置遙信變位、事故遙信；2）遙測采集量及計算量：UA、UB、UC、U1、U2等模擬量；3）事件SOE記錄等。1.2技術(shù)參數(shù)1.2.1額定參數(shù)直流電源：220V，110V允許偏差+15％，-20％交流電壓：100/V頻率：50Hz1.2.2功耗：交流電壓：＜0.5VA/相直流回路：正常＜15W跳閘＜25W功耗： 交流電壓：＜0.5VA/相直流: 正常時:＜25W跳閘時:＜30W1.2.3電氣量測量精度:電壓測量誤差： ≤±0.5％（0.2～1.2UN）頻率測量誤差： ＜±0.01Hz（45～55Hz）df/dt測量誤差：＜±5％或±0.05Hz/sdu/dt測量誤差：＜±5％或±0.5V/s1.2.4主要技術(shù)指標(biāo)①低頻減載第一～三輪頻率整定范圍：45.00Hz～49.50Hz，誤差不超過±0.03Hz；DFbs整定范圍：0.50Hz/s～10.00Hz/s，誤差不超過±5％整定值；不靈敏區(qū)整定范圍：0.00Hz/s～0.50Hz/s；時間整定范圍：0.05s～5.00s，誤差不超過±3％整定值或±60ms。②低頻減載加速切加速切滑差整定范圍：0.50Hz/s～6.00Hz/s；誤差不超過±5％整定值；其它參數(shù)同第①項。③低頻減載第四輪時間整定范圍：0.05s～60.00s，誤差不超過±3％整定值或±60ms；其它參數(shù)同第①項。④低壓減載第一～三輪電壓整定范圍：20.0V～55.0V，誤差不超過±3％整定值；DUbs整定范圍：10.0V/s～120.0V/s，誤差不超過±5％整定值；電壓恢復(fù)閾值整定范圍：20.0V～55.0V；躲故障延時：0.05s～50.00s；時間整定范圍：0.05～5.00s，誤差不超過±3％整定值或±60ms。⑤低壓減載加速切加速切滑差整定范圍：10.0V/s～60.0V/s，誤差不超過±5％整定值；其它參數(shù)同第④項。⑥低頻減載第四輪時間整定范圍：0.05s～60.00s，誤差不超過±3％整定值或±60ms；其它參數(shù)同第④項。1.2.5遙測量計量等級：電壓：0.5級2．裝置原理2.1模擬輸入外部電壓輸入經(jīng)隔離互感器隔離變換后，由低通濾波器輸入至模數(shù)變換器，CPU經(jīng)采樣數(shù)字處理后，組成各種繼電器并判斷計算各種遙信遙測量。UA、UB、UC電壓輸入在本裝置中除作為保護(hù)用輸入，頻率從電壓A相上采集。2.2保護(hù)原理1）在電力系統(tǒng)由于有功缺額引起頻率下降時，裝置自動根據(jù)頻率降低值切除部分電力用戶負(fù)荷，使系統(tǒng)的電源與負(fù)荷重新平衡。裝置共有8組跳閘出口，每組具有2付接點(diǎn)，用于切除線路和閉鎖重合閘，能滿足一段母線的切負(fù)荷要求。2）當(dāng)電力系統(tǒng)有功功率缺額較大時，本裝置具有根據(jù)df/dt加速切負(fù)荷的功能，在切第一輪時可加速切第二輪，盡早制止頻率的下降，防止出現(xiàn)頻率崩潰事故。3）當(dāng)切除部分負(fù)荷后，系統(tǒng)頻率可能會懸停在一個較低的數(shù)值，處于一個不安全的暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)下，本裝置具有特殊輪延時切負(fù)荷功能，經(jīng)過一個較長延時后再次切除部分負(fù)荷，以便將系統(tǒng)拉回正常狀態(tài)。4）在電力系統(tǒng)由于無功不足引起電壓下降時，裝置自動根據(jù)電壓降低值切除部分電力用戶負(fù)荷，確保系統(tǒng)內(nèi)無功的平衡，使電網(wǎng)的電壓恢復(fù)正常。本裝置根據(jù)電壓切負(fù)荷的輪次與根據(jù)頻率切負(fù)荷輪次相同。5）由于無功不足引起的三相電壓下降是基本對稱的，而且不會出現(xiàn)大的突變，所以本裝置的低壓元件是基于正序電壓進(jìn)行判別的，若負(fù)序電壓大于0.15Un或正序電壓有突變均會閉鎖低壓減載，本裝置也可用于故障解列。6）當(dāng)電力系統(tǒng)電壓下降太快時，可根據(jù)du/dt加速切負(fù)荷，盡早制止系統(tǒng)電壓的下降，避免發(fā)生電壓崩潰事故，并保證系統(tǒng)低電壓時快速動作，短路故障時可靠不動作。7）本裝置設(shè)有根據(jù)df/dt、du/dt閉鎖功能，以防止由于短路故障、負(fù)荷反饋、頻率或電壓的異常情況可能引起的誤動作，并具有PT斷線閉鎖功能。2.3邏輯判據(jù)2.3.1低頻事故的判別方法及動作特性1）低頻自動減載動作過程邏輯如圖6.2所示。圖6.2低頻自動減載動作過程圖低頻自動減載判別式F≤FL1t≥TF1低頻一輪動作DF1≤-df/dt＜DFbst≥TDF1切第一輪，加速切第二輪F≤FL2t≥TF2低頻二輪動作F≤FL3t≥TF3低頻三輪動作F≤FL4t≥TF4低頻四輪動作圖6.2中，上方有三個閉鎖條件：a．頻率超范圍閉鎖：頻率超范圍后閉鎖頻率保護(hù)；b．電壓過低閉鎖：一般取20V；c．頻率變化率過大閉鎖：在系統(tǒng)頻率恢復(fù)正常后閉鎖自動解除。2）防止負(fù)荷反饋、電壓回路接觸不良等異常情況下引起裝置誤動作的閉鎖措施低電壓閉鎖當(dāng)U≤20V時，不進(jìn)行頻率計算，頻率設(shè)定為50Hz。df/dt閉鎖當(dāng)∣df/dt∣≥DFbs時，不進(jìn)行低頻判斷，閉鎖出口。當(dāng)df/dt閉鎖后直到頻率再恢復(fù)至啟動頻率值以上亦自動解除低頻閉鎖。頻率值異常閉鎖當(dāng)f＜42Hz或f＞58Hz時，認(rèn)為測量頻率值異常，不進(jìn)行頻率判斷。3）防止低頻過切負(fù)荷的措施在低頻減載實際動作過程中，可能會出現(xiàn)前一輪動作后系統(tǒng)的有功功率已經(jīng)不再缺額，頻率開始回升，但頻率回升的拐點(diǎn)可能在下輪動作范圍內(nèi)，如圖6.3所示，第一輪切負(fù)荷（t1時刻）后頻率開始上升，但在第二輪頻率定值以下的時間超過了第二輪的延時定值TF2，則第二輪動作（t3時刻），不必要的多切了負(fù)荷，導(dǎo)致頻率上升超過了正常值（圖中虛線所示）。過切現(xiàn)象在地區(qū)小電網(wǎng)容易發(fā)生。為此，在每一基本輪動作的判據(jù)中增加“df/dt≥0”的閉鎖判據(jù)，可以有效地防止過切現(xiàn)象發(fā)生，即每一基本輪同時滿足以下三個條件時才能動作出口：a．f≤Fn；b．df/dt＜0；c．t≥TFn；式中n表示第n輪，n=1～3。圖6.3低頻第二輪過切示意圖對于從主網(wǎng)受電比例較大的地區(qū)電網(wǎng)，例如受電功率占地區(qū)總負(fù)荷的比例達(dá)30～50％，一方面應(yīng)盡量考慮采用在聯(lián)絡(luò)線跳閘時聯(lián)切一定數(shù)量的負(fù)荷；另一方面在每一基本輪動作條件中應(yīng)增加“-df/dt≥DF0”的判別。若DF0整定為0，則與上述情況一致。若DF0整定為一個較小的值，則還可以在地區(qū)電網(wǎng)孤立運(yùn)行時，防止由頻率波動引起的誤切負(fù)荷，該DF0稱為人為設(shè)定的頻率變化率不靈敏區(qū)。2.3.1低壓事故的判別方法及動作特性1）低壓自動減載的動作原理：低電壓動作過程邏輯如圖6.4所示。低壓自動減載判別式U≤UL1t≥TU1低壓一輪動作DU1≤-du/dt＜Dubst≥TDU1切第一輪,加速切第二輪U≤UL2t≥TU2低壓二輪動作U≤UL3t≥TU3低壓三輪動作U≤UL4t≥TU4低壓四輪動作2）短路故障閉鎖及系統(tǒng)短路故障切除后立即允許低電壓切負(fù)荷當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，母線電壓突然降低，此時本裝置立即閉鎖，不再進(jìn)行低電壓判斷。而當(dāng)保護(hù)動作切除故障元件后，裝置安裝處的電壓迅速回升，但如果恢復(fù)不到正常的數(shù)值，則允許裝置快速切除相應(yīng)數(shù)量的負(fù)荷，使電壓恢復(fù)。本裝置不需要與保護(hù)Ⅱ、Ⅲ段的動作時間相配合。這一功能的判別框圖見圖6.5。電壓恢復(fù)閾值可以單獨(dú)整定，建議為額定電壓的70～75％（應(yīng)略高于相鄰線短路時測量到的殘壓值）；Tfc為等待短路故障切除的時間，一般應(yīng)大于后備保護(hù)的動作時間，若后備保護(hù)最長時間為4秒，則Tfc可以設(shè)為4.5～5秒。圖6.4低電壓自動減載動作過程示意圖圖6.5系統(tǒng)短路故障閉鎖及故障切除后立即允許低壓切負(fù)荷判別框圖3）防止負(fù)荷反饋、PT斷線、電壓回路接觸不良等電壓異常情況引起裝置誤動作的閉鎖措施a．電壓過低閉鎖當(dāng)U≤20V時，不進(jìn)行電壓判斷，閉鎖出口。b．電壓突變閉鎖當(dāng)｜du／dt｜≥DUbs時，不進(jìn)行電壓判斷，閉鎖出口。dU／dt閉鎖后，當(dāng)電壓在整定時間內(nèi)恢復(fù)至電壓恢復(fù)閾值以上時自動解除閉鎖，否則閉鎖低壓減載保護(hù)，Tfc+5S后還沒有恢復(fù)到閾值以上則報電壓異常，保護(hù)一旦閉鎖需等到電壓恢復(fù)20S后自動開放保護(hù)。c．PT斷線閉鎖當(dāng)負(fù)序電壓U2≥0.15Un判為PT回路斷線或不對稱短路故障，不進(jìn)行低壓判斷，立即閉鎖低壓出口，延時5秒發(fā)PT斷線告警信號。2.3.3裝置閉鎖和運(yùn)行異常告警：當(dāng)裝置檢測到下列狀況時，發(fā)出運(yùn)行異常信號：1)PT斷線；2)頻率異常。2.3.4遙信、遙測功能遙測量主要有：UA、UB、UC、U1、U2、F，計算完全不依賴于網(wǎng)絡(luò)，精度達(dá)到0.5級。遙信量主要有：12路遙信開入、裝置變位遙信及事故遙信，并作事件順序記錄，遙信分辨率小于2ms。2.3.5對時功能裝置具備軟件對時功能3.出口矩陣設(shè)定出口整定控制字每位對應(yīng)一個保護(hù)，置“1”為投入，置“0”為退出。如果要使某一保護(hù)出特定出口，則只需將相應(yīng)出口對應(yīng)此保護(hù)的位設(shè)定為“1”即可。出口控制字定義總共八位，所對應(yīng)保護(hù)見下表（置“1”為投入，置“0”為退出）編號保護(hù)名稱出口1出口2出口3出口4出口5出口6出口7出口81低頻第1輪0/10/10/10/10/10/10/10/12低頻第2輪0/10/10/10/10/10/10/10/13低頻第3輪0/10/10/10/10/10/10/10/14低頻第4輪0/10/10/10/10/10/10/10/15低壓第1輪0/1/0/10/10/10/10/10/10/16低壓第2輪0/10/10/10/10/10/10/10/17低壓第3輪0/10/10/10/10/10/10/10/18低壓第4輪0/10/10/10/10/10/10/10/1例如：低頻第1輪、低頻第3輪和低壓第2輪三個保護(hù)均出保護(hù)出口1，則保護(hù)出口1整定控制字應(yīng)設(shè)定為：10100100（左起依次為編號1～8）。4．裝置背板端子及說明4.1裝置背板端子見附圖4.2背板端子說明端子113～118為三相相電壓輸入，其中，113、114為C相電壓輸入，115、116為B相電壓輸入，117、118為A相電壓輸入。端子201、202為485通訊信號，201為485+，202為485-。端子204、205為CAN通訊信號，204為CANL，205為CANH。端子301～332為保護(hù)輸出無源接點(diǎn)，其中，301、302為裝置1#跳閘信號，303、304為裝置1#閉鎖信號，305、306為裝置2#跳閘信號，307、308為裝置2#閉鎖信號，309、310為裝置3#跳閘信號，311、312為裝置3#閉鎖信號，313、314為裝置4#跳閘信號，315、316為裝置4#閉鎖信號，317、318為裝置5#跳閘信號，319、320為裝置5#閉鎖信號，321、322為裝置6#跳閘信號，323、324為裝置6#閉鎖信號，325、326為裝置7#跳閘信號，327、328為裝置7#閉鎖信號，329、330為裝置8#跳閘信號，331、332為裝置8#閉鎖信號。端子401～412為遙信量開入接點(diǎn)，均為220V正電源光耦開入。端子413、414為遙信量開入的公共端，在裝置內(nèi)部已經(jīng)短接，該端子外接220V信號電源的負(fù)端。端子415、416為裝置電源告警輸出無源接點(diǎn)，當(dāng)電源失電時，該接點(diǎn)接通。端子419、421為裝置電源輸入。端子424為裝置屏蔽地，該端子應(yīng)可靠接地。5．模擬量的顯示(按屏顯示)序號模擬量名稱備注1母線電壓2母線頻率3電壓序分量4電角度5遙信6．裝置定值清單6.1裝置參數(shù)清單通信設(shè)置本機(jī)地址xxx（可修改）當(dāng)前定值區(qū)0～9485波特率1200、2400、4800、9600、19200Can波特率40K、80K、100K、200K故障錄波投入、退出6.2保護(hù)定值清單序號定值名稱整定范圍整定步長備注（推薦值）1低頻第1輪定值45.00Hz～49.50Hz0.01Hz根據(jù)系統(tǒng)需要2低頻第1輪延時定值0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S3低頻第2輪定值45.00Hz～49.50Hz0.01Hz根據(jù)系統(tǒng)需要4低頻第2輪延時定值0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S5低頻第3輪定值45.00Hz～49.50Hz0.01Hz根據(jù)系統(tǒng)需要6低頻第3輪延時定值0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S7低頻第4輪定值45.00Hz～49.50Hz0.01Hz根據(jù)系統(tǒng)需要8低頻第4輪延時定值0.05S～60.00S0.01S10S～60S9低頻加速切2輪0.50Hz/S～6.00Hz/S0.01Hz/S0.8Hz/S～2.5Hz/S10加速切2輪延時0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S11頻率變化率閉鎖定值0.50Hz/S～10.00Hz/S0.01Hz/S3Hz/S～6Hz/S12變化率不靈敏區(qū)域0.00Hz/S～0.50Hz/S0.01Hz/S0Hz/S～0.3Hz/S13低壓第1輪定值20.0V～55.0V0.1V根據(jù)系統(tǒng)需要14低壓第1輪延時定值0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S15低壓第2輪定值20.0V～55.0V0.1V根據(jù)系統(tǒng)需要16低壓第2輪延時定值0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S17低壓第3輪定值20.0V～55.0V0.1V根據(jù)系統(tǒng)需要18低壓第3輪延時定值0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S19低壓第4輪定值20.0V～55.0V0.1V根據(jù)系統(tǒng)需要20低壓第4輪延時定值0.05S～60.00S0.01S10S～60S21低壓加速切2輪10.0V/S～60.0V/S0.1V/S10V/S～40V/S22加速切2輪延時0.05S～5.00S0.01S0.10S～0.20S23電壓變化率閉鎖定值10.0V/S～120.0V/S0.1V/S60V/S～80V/S24電壓恢復(fù)閾值20.0V～55.0V0.1V40V～50V25躲故障時間0.05S～50.00S0.01S4S～6S7．裝置軟壓板清單序號壓板名稱整定說明1低頻第一輪ON/OFF低頻普通輪，低于定值超過延時立即出口，頻率必須處于下降過程2低頻第二輪ON/OFF3低頻第三輪ON/OFF4低頻加速切ON/OFF加速切一、二輪出口5低頻第四輪ON/OFF長延時后出口，破壞懸停狀態(tài)6低壓第一輪ON/OFF低壓普通輪，低于定值超過延時立即出口，電壓必須處于下降過程7低壓第二輪ON/OFF8低壓第三輪ON/OFF9低壓加速切ON/OFF加速切一、二輪出口10低壓第四輪ON/OFF長延時后出口，破壞懸停狀態(tài)注：頻率滑差閉鎖整定為25.00Hz/S時退出滑差閉鎖，電壓滑差閉鎖整定為250.0V/S時退出滑差閉鎖。8.調(diào)試大綱：8.1實驗儀器性能較好的微機(jī)繼電保護(hù)試驗儀。8.2試驗注意事項1）試驗前應(yīng)檢查屏柜及裝置在運(yùn)輸過程中是否有明顯的損傷或螺絲松動。2）一般不要插拔裝置插件，不觸摸插件電路，需插拔時，必須關(guān)閉電源，釋放手上靜電或佩戴靜電防護(hù)帶。3）使用的試驗儀器必須與屏柜可靠接地。注意：以下除傳動試驗，均應(yīng)斷開保護(hù)屏上的出口壓板。4）FBZ-3076裝置采樣的是一段母線電壓，所以試驗時必須將三相電壓的正序電壓或頻率同時降，否則會因PT斷線而閉鎖保護(hù)。8.3保護(hù)裝置的準(zhǔn)備1）試驗前請詳細(xì)閱讀《FBZ-3076低周減載控制裝置》使用說明書。2）直流電源上電檢查a．核對裝置或屏柜直流電壓極性、等級，檢查裝置或屏柜的接地端子是否可靠接地。b．加上直流電壓，合上屏后空氣開關(guān)以及裝置電源開關(guān)。c．延時幾秒鐘裝置“運(yùn)行”燈正常閃動。3）進(jìn)入保護(hù)菜單，熟悉裝置的采樣值顯示、報告顯示、整定值輸入、時鐘整定、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定等方法。8.4交流回路校驗對照圖紙，從屏上相應(yīng)的電壓端子上依次加入三相電壓，查看液晶顯示的模擬量所列的項目，其值與輸入值的誤差應(yīng)符合技術(shù)參數(shù)要求。8.5開出接點(diǎn)檢查本項檢查可與功能試驗（組態(tài)）一同進(jìn)行，也可在“傳動”菜單下逐個測試。8.6低頻試驗1）做低頻試驗時需要注意下列三個閉鎖條件：a．母線正序電壓小于20V（電壓消失）；b．-df/dt≥DFbs（滑差閉鎖）；c．f＜42Hz或f＞58Hz（頻率異常）；滿足以上任何一個閉鎖條件，裝置均不做低頻判斷。2）做低頻各輪次試驗還必須注意以下三個必需條件：a．f≤Fn；b．-df/dt≥df0；c．t≥tfn這三個條件主要是為了防止低頻過切負(fù)荷，所以做低頻試驗時不能像做過流試驗一樣，等電流達(dá)到某定值以上，經(jīng)過延時就可以動作，頻率則要求滑差低于某輪定值時，并在此輪延時內(nèi)頻率變化率-df/dt≥df0，才能動作。3）做低頻試驗時，如果某一輪對應(yīng)的出口均為0，則此輪動作時，只有此輪的動作報告，而無此輪的跳閘信號，不會有出口。4）鑒于滑差閉鎖條件，低頻試驗滑差必需滿足平穩(wěn)變化。8.7低壓試驗1）做低壓試驗時需要注意下列三個閉鎖條件：a．正序電壓小于20V（電壓消失）；b．負(fù)序電壓大于0.15Un（電壓不對稱）；c．-du/dt≥DUbs（滑差閉鎖）；滿足以上任何一個閉鎖條件，裝置均不做低壓判斷。2）低壓試驗電壓滑差也必須滿足平穩(wěn)變化，防止電壓突變閉鎖（滑差閉鎖）。3）做低壓試驗時，如果某一輪對應(yīng)的出口均為0，則此輪動作時，有此輪的動作報告，而無此輪的跳閘信號，不會有出口。4）短路故障閉鎖及系統(tǒng)短路故障切除后立即允許低電壓切負(fù)荷試驗。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，母線電壓突然降低，-du/dt≥DUbs，此時裝置立即閉鎖，不再進(jìn)行低電壓判斷。而當(dāng)保護(hù)動作切除故障元件后，裝置安裝處的電壓迅速回升，如果恢復(fù)不到正常的數(shù)值，但大于故障切除后電壓恢復(fù)定值，則裝置立即解除閉鎖，允許裝置快速切除相應(yīng)數(shù)量的負(fù)荷，使電壓恢復(fù)。如果電壓在超過Tfc時間5S后還未回升到閾值電壓以上，則裝置發(fā)出異常告警信號。做該試驗時，