RCS-925系列过电压保护及故障起动装置技术和使用说明书(ZL_FZBH0108

1、ZL_FZBH0108.0703RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置技术和使用说明书南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书适用于 RCS-925 系列 V2.00版本程序本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。更多产品信息，请访问互联网：http:/www.nari-版本升级说明：说明书新增 CM 型装置的说明。目录1概述 .11.1 应用范围.11.2保护配置.11.3装置性能特点.12技术参数 .22.1 机械及环境参数.22.2额定电气参数.22.3主要技术指标.23软件工作原理 .63.1保护程序结构.63.2正常运行程序.63.3 装置总起

2、动元件 .73.4保护起动元件.73.5 远方跳闸保护 .83.6 过电压保护 .113.7 过电压起动远跳.113.8逻辑方框图 .123.9 AFF/AMM/CM 型装置的补充说明 .164硬件原理说明 .184.1装置整体结构.184.2装置面板布置.224.3装置接线端子.224.4输出接点.254.5结构与安装 .254.6 各插件原理说明 .265定值内容及整定说明 .355.1装置参数及整定说明 .355.2保护定值及整定说明 .365.3压板定值.415.4IP 地址 .426使用说明 .436.1指示灯说明 .436.2液晶显示说明.436.3 命令菜单使用说明.446.4装

3、置运行说明.457调试大纲 .477.1试验注意事项.477.2交流回路校验.477.3输入接点检查.477.4通道调试说明（RCS-925AFF/AMM/CM） .477.5整组试验.497.6打印动作报告.52NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置1概述1.1应用范围本装置为由微机实现的数字式过电压保护及故障起动装置，可用作输电线路过电压保护及远方跳闸的就地判别装置。1.2保护配置 RCS-925 系列保护根据运行要求可投入补偿过电压、补偿欠电压、电流变化量、零负序电流、低电流、低功率因素、低功率等就地判据，能提高远方跳闸保护的安全性而不降低保护的可靠性。另外

4、，本装置还具有过电压保护和过电压起动发远跳的功能。RCS-925 系列保护根据功能有一个或多个后缀，各后缀的含义如下：序号12345后缀ABAFFAMMCM功能含义无光纤接口，一组（两个）收信开入无光纤接口，两组（四个）收信开入双光纤接口，光纤通信为 64K双光纤接口，光纤通信为 2M远跳命令一路经装置光纤通道传送，另一路走载波或其它通道1.3装置性能特点l补偿过电压、欠电压就地判据充分考虑了分布电容的影响，补偿精度高。lB型装置可同时接两组收信开入，其远跳出口也分别输出，从而一组启动失灵，另一组不启动失灵（非电量保护远跳用）；l装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方

5、式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。l完善的事件报文处理，可保存最新 128 次动作报告，24 次故障录波报告。l友好的人机界面、汉字显示、中文报告打印。l灵活的后台通信方式，配有 RS-485 通信接口(可选双绞线、光纤)或以太网。l支持电力行业标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103 标准）的通信规约。l与 COMTRADE 兼容的故障录波。1 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置2技术参数2.1 机械及环境参数机箱结构尺寸：482mm×177mm×291

6、mm；嵌入式安装正常工作温度：040极限工作温度：-1050贮存及运输： -25702.2额定电气参数直流电源：220V，110V 允许偏差: +15，-20交流电压：1003 V （额定电压 Un）交流电流：5A，1A（额定电流 In）频率：50Hz/60Hz过载能力：电流回路： 2 倍额定电流，连续工作10 倍额定电流，允许 10S40 倍额定电流，允许 1S电压回路：1.5 倍额定电压，连续工作功耗：交流电流： 1VA/相（In=5A）0.5VA/相（In=1A）交流电压： 0.5VA/相直流： 正常时35W 跳闸时50W2.3主要技术指标2.3.1过电压保护整定范围： 57.790V过

7、电压元件定值误差:2过电压跳闸时间: 010s2.3.2就地判据定值误差：5时间范围: 03s2.3.3电磁兼容幅射电磁场干扰试验符合国标：GB/T 14598.9 的规定；快速瞬变干扰试验符合国标：GB/T 14598.10 的规定；静电放电试验符合国标：GB/T 14598.14 的规定；脉冲群干扰试验符合国标：GB/T 14598.13 的规定；2 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.6 的规定；工频磁场抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.8 的规定；脉冲磁场抗扰度试验符合国标：GB/T

8、17626.9 的规定；浪涌（冲击）抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.5 的规定。2.3.4绝缘试验绝缘试验符合国标：GB/T14598.3-93 6.0 的规定；冲击电压试验符合国标：GB/T14598.3-93 8.0 的规定。2.3.5输出接点容量信号接点容量：允许长期通过电流 8A切断电流 0.3A（DC220V，V/R 1ms）其它辅助继电器接点容量：允许长期通过电流 5A切断电流 0.2A（DC220V，V/R 1ms）跳闸出口接点容量：允许长期通过电流 8A切断电流 0.3A（DC220V，V/R 1ms），不带电流保持2.3.6通信接口六种通信插件型号可选，可提供 RS

9、-485通信接口(可选光纤或双绞线接口)，或以太网接口，通信规约可选择为电力行业标准 DL/T667-1999(idt IEC60870-5-103)规约或LFP（V2.0）规约，通信速率可整定；一个用于 GPS 对时的 RS-485 双绞线接口；一个打印接口，可选 RS-485 或 RS-232 方式，通信速率可整定；一个用于调试的 RS-232 接口（前面板）。2.3.7光纤接口（仅 AFF、AMM、CM 型）RCS-925AFF（AMM）/CM 系列保护装置可通过专用光纤或经复接，与对侧交换信号。光纤接口位于 CPU 板背面，光接头采用 FC/PC 型式。光纤接口插件的发送功率由跳线决定

10、，定义如下：1） 单一传输速率光纤接口插件（传输速率固定为：64kbit/s 或 2048kbit/s），参数如下：单通道光纤接口插件：发送速率64kbit/s2048kbit/s跳线选择JP301OFF，JP302OFFJP301ON，JP302OFFJP301OFF，JP302ONJP301ON，JP302ON-16dBm-9 dBm-7 dBm-5 dBm-16dBm-12dBm-9 dBm-8 dBm3 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置双通道光纤接口插件：发送速率64kbit/s2048kbit/s跳线选择JP301OFF，JP302OFF -16d

11、Bm-16dBmA 通道通道JP301ON，JP302OFF JP301OFF，JP302ON JP301ON，JP302ON JP601OFF，JP602OFF JP601ON，JP602OFF JP601OFF，JP602ON JP601ON，JP602ON -9 dBm-7 dBm-5 dBm-16dBm-9 dBm-7 dBm-5 dBm-12dBm-9 dBm-8 dBm-16dBm-12dBm-9 dBm-8 dBm光纤类型：单模 CCITT Rec.G652波长：1310nm接收灵敏度：45dBm（64kbit/s）、35dBm（2048kbit/s）传输距离：100kM（64k

12、bit/s）、60kM（2048kbit/s）光过载点： >-5dBm2） 可选传输速率光纤接口插件（传输速率可由跳线选择为：64kbit/s 或 2048kbit/s），参数如下：单通道光纤接口插件：传输速率跳线选择发送功率通信速率JP302OFF JP302ON JP201OFF JP201ON 64kbit/s2048kbit/s-13.0±2.0 dBm-3.0±2.0 dBm64kbit/s2048kbit/s双通道光纤接口插件：跳线选择发送A传输速率JP302OFF 64kbit/s2048kbit/s-13.0±2.0 dBm通道通道功率通信速

13、率发送功率通信速率JP302ON JP201OFF JP201ON JP602OFF JP602ON JP501OFF JP501ON -3.0±2.0 dBm64kbit/s2048kbit/s-13.0±2.0 dBm-3.0±2.0 dBm64kbit/s2048kbit/s光纤类型：单模 CCITT Rec.G652波长：1310nm接收灵敏度：38dBm（64kbit）、38dBm（2048kbit/s）传输距离：90kM（64kbit/s）、90kM（2048kbit/s）光过载点： >-5dBm装置出厂时，发送功率跳线均在“OFF”档。所有光纤

14、接口插件的精确指标均以实际插件标注为准。4 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置当采用专用光纤通道传输时，只有在传输距离大于 50km，接收功率不够时，才需要调整跳线，加大发送功率，使接收功率大于接收灵敏度，并有一定的裕度(3-10 dB)。当专用光纤传输距离超过80公里时，需在订货时注明，按特殊工程处理，配用1550nm 激光器件。当采用复用通道传输时，装置发送功率为出厂时的默认功率，不用调整跳线。采用通信设备复接时：信道类型：数字光纤或数字微波（可多次转接）接口标准： 64kbit/s G.703 同向数字接口或 2048kbit/s E1 接口5 NARI

15、-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置3软件工作原理3.1保护程序结构保护程序结构框图如图 3.1.1 所示。主程序采样程序N正常运行程序起动？Y故障计算程序图 3.1.1保护程序结构框图主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电压断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。硬件自检内容包括RAM、E2PROM、跳闸出口三极管等。正常运行程序中进行采样值自动零漂调整、及运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态判别等。不正常时发告警信号，信号分两种，

16、一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。故障计算程序进行远方跳闸就地判据的跳闸判断逻辑、过电压保护和起动远跳的判别逻辑以及跳闸逻辑，并进行事件报告、故障报告及波形的整理。3.2正常运行程序3.2.1检查开关位置状态线路有电流但 TWJ 动作，经 10 秒延时报 TWJ 异常。当相电流>0.06*IN（IN 为额定电流）时，判为线路有流，其返回系数为 0.9。3.2.2交流电压断线当保护相间电流变化量元件和零序电流元件（3I0>0.1*IN）不动作时，满足以下条件报 TV 断线（或门条件）：a)三相电压向量和大

17、于 12 伏，延时 1.25 秒报 TV 断线。b) 正序电压小于 33V 时，任一相有电流（>0.06In）或跳闸位置继电器不动作，延时 1.25 秒报 TV 断线。三相电压恢复正常后，经 10 秒延时后全部恢复正常运行。6 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置TV 断线时，将补偿低电压元件、低功率因素元件、低功率元件退出，A 型装置根据方式字决定是否自动转入“二取二无就地判据”或“二取一无就地判据”，AFF（AMM）型装置根据方式控制字决定是否自动转入“无判据方式”。3.2.3电压、电流回路零点漂移调整随着温度变化和环境条件的改变，电压、电流的零点可能

18、会发生漂移，装置将自动跟踪零点的漂移。3.2.4跳闸位置异常告警当跳闸位置存在并且线路有流时，延时 10秒报跳闸位置异常告警，上述现象消失后延时 10 秒返回。3.2.5零序电流长期动作告警当自产零序电流大与 0.1IN 时经 10 秒延时报零序电流长期动作告警，当零序电流小于 0.1IN 后延时 10 秒返回。3.2.6电压采样异常告警电流采样异常将闭锁保护，而发生电压采样异常时只发告警信号，并不闭锁保护。跳闸位置异常告警、零序电流长期动作告警以及电压采样异常告警在正常运行程序与故障计算程序中始终进行计算。3.3装置总起动元件3.3.1收信起动对于 A、CM 型装置，在两个通道任一通道(该通

19、道投入且无通道故障)收信时起动，收信起动元件动作后展宽 7 秒，去开放出口继电器正电源。对于 AFF(AMM)型装置，当对应光纤通道压板投入且收到对侧远跳命令时，收信起动元件动作后展宽 7 秒，去开放出口继电器正电源。对于 B 型装置，当四个通道任一通道(该通道投入且无通道故障)收信时起动，收信起动元件动作后展宽 7 秒，去开放出口继电器正电源。3.3.2过电压元件起动当“电压三取一方式”控制字为“1”时，任一相过电压时保护起动，否则三相均过电压时保护才起动。起动元件动作后展宽 7 秒，去开放出口继电器正电源。3.4保护起动元件保护起动元件与总起动元件一样，为过电压起动与收信起动。7 NARI

20、-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置3.5 远方跳闸保护当线路对端的线路过电压保护、电抗器保护和断路器失灵保护等动作时均可通过远方保护系统或自身光纤通道（仅 AFF、AMM、CM型）发远跳信号。本端远跳保护收到远跳命令后,根据收信逻辑和相应的就地判据跳本端断路器。3.5.1 收信工作逻辑1）A 型装置收信工作逻辑RCS-925A 收信工作逻辑有“二取二”和“二取一”判断逻辑。“二取二”方式，指通道一和通道二都收信，置收信动作标志。“二取一”方式，指通道一与通道二其中之一收信，置收信动作标志。当两通道均投入运行，方式控制字“二取一”方式不投且两通道均无故障时为“二取二”方

21、式；当方式控制字“二取一”方式投入，或两个通道只有一个通道投入运行，另一个通道退出时为“二取一”方式。在“二取二”方式下，如有一通道故障，则闭锁该通道收信，并自动转入“二取一”方式。当通道故障消失后延时 200ms 开放该通道收信。当任一通道持续收信超过 4s，则认为该通道异常，发报警信号的同时闭锁该通道收信，当该通道收信消失后延时 200ms开放该通道收信功能。2）CM 型装置收信工作逻辑RCS-925CM 型装置收信工作逻辑与 A 型一致，唯一的区别在于 RCS-925A 收信均是通过光耦开入，而 RCS-925CM 有一路是通过自身光纤通道收信。一般的，RCS-925CM 用于发信通道一

22、路为载波，另一路为光纤通道的场合。3）AFF(AMM)型装置收信工作逻辑RCS-925AFF(AMM)“远跳 1”开入与“远跳 2”开入须同时接入，每一个通道均传送两个开入量，因此其收信工作逻辑仅分为“有判据方式”和“无判据方式”，不再区分“二取二”和“二取一”判断逻辑。在有判据方式下，如果光纤通道 A 或光纤通道 B 收到对侧远跳 1 与远跳 2 的命令，同时就地判据条件满足，则有判据方式成立；在无判据方式下，如果光纤通道 A 或光纤通道 B 收到对侧远跳 1 与远跳 2 的命令，则无判据方式成立。为了增加可靠性，防止由于光耦器件坏等导致的误开入，装置的远跳 1”开入与“远跳 2”开入并联接

23、入，因此，装置采集到的该两个开入量应是同时变位的，如果变位时间差超过 40ms，则发“远跳异常”告警，恢复正常后经 10 延时告警返回，具体告警逻辑见下图。图 远跳开入不对应异常告警逻辑4）B 型装置收信工作逻辑对于一些特殊的接线方式，如下图所示线路变压器单元接线，变压器线路侧无开关，8 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置图 线路变压器单元接线当变压器 T 非电量保护动作时，发远跳令给 RCS-925，再由 RCS-925 通过就地条件跳开CB1，此时的RCS-925跳闸一般不启动失灵（即非电量保护动作引起的远方跳闸不启动失灵），

24、因此，RCS-925 在这种情况下需要输出独立跳闸接点，在此定义为非电量跳闸接点，与启动失灵的跳闸接点分开。RCS-925B就是在此要求下设计的，它在RCS-925A的基础上增加了两个通道收信开入,收信工作逻辑说明如下：l通道 1 与通道 2 连接与电量相关的远跳接点开入，如远端的失灵保护动作接点、电抗器保护动作接点等，组成电量收信工作逻辑，收信后结合就地判据判断是否跳闸出口（独立的电量跳闸出口）；l通道 3 与通道 4 连接与非电量相关的远跳接点开入，收信后再结合就地判据判断是否跳闸出口（独立的非电量出口）。3.5.2远方跳闸就地判据本装置的远方跳闸就地判据有补偿过电压、补偿欠电压、电流变化

25、量、零负序电流、低电流、低功率因素、低有功功率等，各个判据均可由整定方式字决定其是否投入。补偿过电压、补偿欠电压电压元件按相装设，每相由过电压和欠电压组成，所测量的电压为补偿到远端的电压。对于装有并联电抗器的线路，当“电抗补偿投入”控制字为“1”时，根据公式·U=··+·U·U) *·OPU (Ij·XcomjXcapZ zd形成对端电压。公式中，UOP为补偿到线路对端的电压， Xcom为线路本侧的并联电抗器电抗值，按相整定； Xcap为将线路正序容抗按等效回路归算到线路两侧的容抗值，为··

26、线路正序容抗值的两倍； Z zd 为线路的正序阻抗； I 为线路电流。公式中，线路正序阻抗角可整定。当“并联电抗器补偿”控制字为“0”时，根据公式··U=··U) *·形成对端电压。OPU (IjXcapZ zd注意：定值整定时，线路容抗定值仍然按相整定为线路总容抗值，程序计算时将按照等效回路归算成两倍的线路总容抗值后再按照上面公式进行计算。补偿电压可以反应任一相过电压或欠电压动作（三取一方式），也可以反应三相均过电压或欠电压动作（三取三方式），由整定方式字控制。补偿电压元件动作经补偿电9 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护

27、及故障起动装置压元件时间定值置补偿电压元件动作标志。补偿过电压返回系数为 0.98，补偿欠电压返回系数为 1.02。 电流变化量电流变化量元件测量相间电流工频变化量的幅值，其判据为：IÖÖMAX>1.25IT+ IZDIÖÖMAX是相间电流的半波积分的最大值；IZD为可整定的固定门坎；IT为浮动门坎，随着变化量的变化而自动调整，取 1.25 倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。当该判据满足时置电流突变量动作标志，并展宽 (100+t)ms，t 为电流变化量动作展宽时间，大小可以整定。 零负序电流当零序电流大于零序电流定值或

28、者负序电流大于负序电流整定值时，经过零负序电流整定时间置零负序电流动作标志。零序电流长期动作超过 10s 发报警信号。 低电流当三相任一相电流低于 0.04In 时置低电流动作标志。 低功率因素当三相任一相功率因素低于整定值时，经功率元件动作时间置低功率因素动作标志。计算功率因素时先计算相电压和相电流之间的角度，归算到 0°u65374X90°u12290X当相电流低于 0.03In，或相电压低于 0.3Un 时将闭锁该相的低功率因素元件，在 TV 断线的情况下将三相低功率因素元件全都闭锁。 低有功功率当三相任一相有功功率低于整定值

29、时，经功率元件动作时间置低有功功率动作标志。在 TV 断线的情况下将三相低有功功率元件全都闭锁。3.5.3远方跳闸逻辑1）A/CM 型装置收信工作逻辑在二取二收信方式下，就地判别元件动作标志与两通道收信动作标志都存在，经过整定延时出口跳闸。在二取一收信方式下，就地判别元件动作标志与任一收信动作标志都存在，经过延时整定值出口跳闸。具体的收信动作标志逻辑见图以及。在某些情况下，就地判据元件可能会因灵敏度不够而不能动作，这时作为后备，可将方式控制字“二取二无判据”或“二取一无判据”投入；如果 TV 断线，而就地判据又有功率因素等元件，这时可以投入TV断线自动转入“二取二”

30、或“二取一”无就地判据。在这两种情况下，收信标志动作后经过各自的无判据延时定值出口跳闸，该时间整定值要小于 4S。10 NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置2）AFF(AMM)型装置收信工作逻辑由于“远跳 1”开入与“远跳2”同时接入，每一个通道均同时向对侧传送两个远跳命令，相应的，收远跳时也是同时接受两个命令，因此，收信工作逻辑仅分为“有判据方式”和“无判据方式”，不再区分“二取二”和“二取一”判断逻辑。对于“有判据方式”，如果TV断线，而就地判据又有功率因素等元件，这时可以投入 TV 断线自动转入“无判据方式”。其动作后经过远跳无判据延时定值出口跳闸。当跳闸

31、命令发出 80ms 后，三相均无流时收回跳闸命令。3）B 型装置收信工作逻辑B 型装置有两组收信开入，通道 1 与通道 2 组成第一组电量收信远跳逻辑，通道 3与通道 4 组成第二组非电量收信远跳逻辑，两组远跳逻辑与 A 型装置的远跳逻辑相同。3.6 过电压保护当线路本端过电压，保护经过电压延时整定跳本端断路器。过电压保护可反应任一相过电压动作（电压三取一方式），也可反应三相均过电压动作（电压三取三方式），由控制字“电压三取一方式”整定。过电压保护电压元件返回系数为 0.98。过电压跳闸命令发出 80ms 后，若三相均无流时收回跳闸命令。3.7 过电压起动远跳当线路本侧过电压保护元件动作，并且

32、“过电压起动远跳”控制字为“1”，如果满足以下任一条件则起动远方跳闸装置：1）“远跳经跳位闭锁”控制字为“1”，本端断路器 TWJ 动作且三相无电流；2）“远跳经跳位闭锁”控制字为“0”。对于 A 或 B 型装置，远跳命令为接点输出，借用其它通道向对侧传送命令；对于 AFF（AMM）型装置，过压远跳命令直接通过自身的光纤通道传送；对于 CM 型装置，过压远跳命令输出远跳接点，同时通过自身的光纤通道向对侧传送远跳命令。对侧远方跳闸保护收到本侧的过压远跳信号时，再根据就地判据判断是否跳开该侧断路器。装置 TWJ 开入接点联接方式为三相 TWJ 接点串联后接入，见图 3.7.1 中（A）；对于一个半

33、开关接线，将边开关和中开关的所有 TWJ 接点串联后接入装置 TWJ 开入接点，接线方式如图 3.7.1 中（B）所示。公共TWJATWJBTWJC（A）TWJ开入公共TWJ1ATWJ1BTWJ1C（B）TWJ2ATWJ2BTWJ2CTWJ开入图 3.7.1 TWJ 开入接线方法当过电压返回时，发启动远跳远跳命令也返回。11NARI-RELAYS RCS-925 系列过电压保护及故障起动装置3.8逻辑方框图3.8.1远方跳闸就地判据逻辑A相补偿过压B相补偿过压C相补偿过压A相补偿欠压B相补偿欠压C相补偿欠压TV断线AB相间电流变化量11电压三取一方式1电压三取一方式1补偿过电压投入补偿欠电压投入补偿过压时间补偿欠压时间补偿过电压补偿欠电压电流变BC相间电流变化量CA相间电流变化量零序电流动作负序电流动作A相低电流B相低电流C相低电流A相低功率因素IA<0.03INUA<0.3UNTV断线B相C相A相低有功B相低有功C相低有功1111电流变化量投入零负序电流投入低电流投入11电流变化量展宽定值+100ms零