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ZL_FZBH0103.0509RCS-922A/B型数字式短引线保护装置技术说明书说明:此页为封面,印刷时必须与公司标准图标合成,确保资料名称、资料编号及其相对位置与本封面一致。南瑞继保电气有限公司版权所有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-relays.com目录1.概述....................................................................................................................................................................................11.1应用范围.........................................................................................................................................................................11.2保护配置.........................................................................................................................................................................11.3性能特征.........................................................................................................................................................................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..................................................................................................................................................................43.1保护程序结构................................................................................................................................................................43.2装置总起动元件...........................................................................................................................................................43.3保护起动元件................................................................................................................................................................53.5线路充电保护................................................................................................................................................................63.6TA断线判别................................................................................................................................................................63.7保护逻辑方框图...........................................................................................................................................................74.硬件原理说明..................................................................................................................................................................84.1装置整体结构................................................................................................................................................................84.2装置面板布置................................................................................................................................................................94.3装置接线端子................................................................................................................................................................94.4输出接点.......................................................................................................................................................................104.5结构与安装..................................................................................................................................................................104.6各插件原理说明.........................................................................................................................................................115.定值内容及整定说明...................................................................................................................................................185.1装置参数及整定说明.................................................................................................................................................185.2保护定值及整定说明.................................................................................................................................................195.3压板定值.......................................................................................................................................................................205.4IP地址........................................................................................................................................................................20NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置1.概述1.1应用范围主要用作1结线方式下的短引线保护,也可兼用作线路的充电保护。21.2保护配置1RCS-922A/B主要用作2结线方式下的短引线保护,也可兼用作线路的充电保护。RCS-922A采用电流比率差动方式;线路充电保护由两段和电流过流保护构成。RCS-922B仅包含两段和电流过流保护。保护的出口正电源由线路隔离刀闸的辅助接点(或屏上压板)与装置的起动元件共同开放,使保护的安全性得以提高。1.3性能特征l装置具有电流比率差动保护功能,加上TA断线判别闭锁元件,可保证在TA断线下保护不误动作。l装置具有线路充电保护功能,由两段和电流过流保护构成,通过屏上保护投入压板或线路隔离刀闸及充电保护投入整定控制字控制。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。1NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置2.技术参数2.1机械及环境参数机箱结构尺寸:482mm×177mm×291mm;嵌入式安装正常工作温度:0~40℃极限工作温度:-10~50℃贮存及运输:-25~70℃2.2额定电气参数直流电源:220V,110V允许偏差:+15%,-20%交流电流:5A,1A(额定电流In)频率:50Hz/60Hz过载能力: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功耗:交流电流:<1VA/相(In=5A)<0.5VA/相(In=1A)直流:正常时<35W跳闸时<50W2.3主要技术指标2.3.1差动保护整定范围:0.1In~20In差动元件定值误差:<5%2.3.2充电保护整定范围:0.1In~20In充电保护元件定值误差:<5%充电跳闸延迟时间:0~10s2.3.3电磁兼容幅射电磁场干扰试验符合国标:GB/T14598.9的规定;快速瞬变干扰试验符合国标:GB/T14598.10的规定;静电放电试验符合国标:GB/T14598.14的规定;脉冲群干扰试验符合国标:GB/T14598.13的规定;射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标:GB/T17626.6的规定;工频磁场抗扰度试验符合国标:GB/T17626.8的规定;脉冲磁场抗扰度试验符合国标:GB/T17626.9的规定;2NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置浪涌(冲击)抗扰度试验符合国标:GB/T17626.5的规定。2.3.4绝缘试验绝缘试验符合国标:GB/T14598.3-936.0的规定;冲击电压试验符合国标:GB/T14598.3-938.0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/R1ms)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/R1ms)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/R1ms),不带电流保持2.3.6通信接口两个RS-485通信接口(可选光纤或双绞线接口),或光纤以太网接口,通信规约可选择为电力行业标准DL/T667-1999(idtIEC60870-5-103)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)。3NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置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。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、交流电流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流断线、开关位置状态等。不正常时发告警信号,信号分两种,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。故障计算程序进行差动保护、充电保护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装置总起动元件起动元件的主体以反应相间工频变化量的过流继电器实现,同时又配以反应全电流的零序过流继电器互相补充。RCS-922B因接入线路两侧断路器CT的和电流,在进行起动与保护计算时直接用各相电流计算,不需要像RCS-922A一样计算两个开关各相的和电流,但在以下表达中,RCS-922B的各相交流量仍用两个开关各相的电流和形式表示。3.2.1电流变化量起动分别分相测量两组TA和电流的工频变化量幅值,由最大相电流突变量幅值得到电流突变量起动元件的判距:∆IΦΦMAX>1.25∆IT+∆IZD∆IΦΦMAX=MAX{|△(Iφ1+Iφ2)|}为两组TA和电流相间电流的半波积分的最大值;4NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置∆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。该元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。3.2.2零序过流起动元件(I0=(IA1+IA2)+(IB1+IB2)+(IC1+IC2))测量两组TA和电流幅值,每侧零序电流均由A、B、C三相电流相加自产得出。当此电流大于零序电流起动定值时,零序电流起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。3.2.3和电流起动元件(|Iφ1+Iφ2|)Iφ1、Iφ2为对应二个断路器TA的电流,按A、B、C三相构成。分别分相测量两组TA和电流幅值,当最大相和电流MAX{|Iφ1+Iφ2|}大于充电保护电流定值,且充电保护投入(硬压板及相应各段软压板投入),和电流起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。3.3保护起动元件保护起动元件与总起动元件一样。3.4短引线差动保护(仅适用于RCS-922A)短引线保护由比率差动保护构成。当线路刀闸辅助接点(线路刀闸打开时,接点闭合)闭合或屏上保护投入压板投入,并且整定值中差动保护投入控制字为“1”时比率差动保护投入。其动作方程为:Icd>IcdzdIcd>K∗Izd其中Icd=Iφ1+Iφ2,IZd=Iφ1−Iφ2,Iφ1、Iφ2为对应二个断路器TA的电流,分别按A、B、C三相构成;K为制动系数,Icdzd为差动保护动作的过流定值。当Icd>1.3IN时,若短引线差动保护动作,立即出口;当Icd<1.3IN时,若短引线差动保护动作,延时20ms出口。(考虑TA断线判别时•••••••••••••••••••5NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置间最长要一个周波)。差动保护动作原理图见图3.1所示。图3.1差动保护动作特性ZD3.5线路充电保护线路充电保护由两段和电流过流保护构成,通过屏上保护投入压板或线路隔离刀闸及充电保护投入整定控制字控制,其动作方程为Iφ1+Iφ2>Ipzd••Iφ1、Iφ2为对应二个断路器TA的电流,分别按A、B、C三相构成,Ipzd为充电保护电流整定值。当Iφ1+Iφ2大于充电保护Ⅰ段定值时,通过充电保护Ⅰ段时间定值延时切除故障;••••••当Iφ1+Iφ2大于充电保护Ⅱ段定值时,通过充电保护Ⅱ段时间定值延时切除故障。3.6TA断线判别1)带延时TA断线报警在保护采样程序中进行,当零序和电流起动元件长期起动时间超过10S发TA断线告警信号。延时的TA断线报警也兼起电流采样回路自检功能。2)瞬时TA断线报警在故障测量程序中进行,满足下述任一条件不进行该侧TA断线判别(仅适用于RCS-922A):a)起动前某侧最大相电流小于0.2In;b)起动后最大相电流大于1.2In;c)起动后该侧电流比起动前增加0.1In以上;只有在某侧电流同时满足下列条件时,方认为是TA断线:6NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置a)只有一相电流为零;(小于0.1In)b)其它二相电流与起动前电流相等;(小于0.1In)TA断线闭锁保护装置出口。3.7保护逻辑方框图图3.7中IcdA、IcdB、IcdC分别为A、B、C三相的和电流;IzdA、IzdB、IzdC别为A、B、C三相的制动电流;IMAX为A、B、C三相和电流中的最大和电流值。当跳闸令发出40ms后,如果和电流满足无流条件,则跳闸令返回。当和电流>0.06IN时,判为有流,其返回值为0.9。RCS-922B仅包含充电保护功能。跳闸图3.7RCS-922A/B工作逻辑方框图7NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置4.硬件原理说明4.1装置整体结构ABC图4.1.1RCS-922A装置整体结构注:RCS-922B在Ia1,Ib1,Ic1接线路两侧断路器CT的和电流,Ia2,Ib2,Ic2封口。8NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置4.2装置面板布置图4.2.1是装置的正面面板布置图。图4.2.1面板布置图图4.2.2是装置的背面面板布置图(虚线为可选件)。DCACLPFCPUCOMOPT1OPT2SIGOUT图4.2.2端子布置图(背视)4.3装置接线端子图4.3.1为端子定义图,虚线为可选件。7OPT2702光耦1+701704投保护703706备用705708备用707710备用709712光耦1-711714713716715718光耦2+717720备用719722备用721724备用723726备用725728光耦1-7277307299NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置图4.3.1端子定义图(背视)4.4输出接点输出接点如图4.4.1所示。902901903905906907908904}}中央信号遥信913915917919910914916918920912}921跳923闸925927922924926928}跳闸图4.4.1输出接点图4.5结构与安装装置采用4U标准机箱,用嵌入式安装于屏上。机箱结构和屏面开孔尺寸分别见图4.5.1、图4.5.2。图4.5.1机箱结构图及屏面开孔图10NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置图4.5.2机箱结构图及屏面开孔图4.6各插件原理说明组成装置的插件有:电源插件(DC)、交流插件(AC)、低通滤波器(LPF),CPU插件(CPU)、通信插件(COM)、24V光耦插件(OPT1)、高压光耦插件(OPT2)、信号插件(SIG)、跳闸出口插件(OUT)、显示面板(LCD)。具体硬件模块图见图4.6.1。外部开入图4.6.1硬件模块图4.6.1电源插件(DC)从装置的背面看,第一个插件为电源插件,如图4.6.2(A)所示:DC(A)11NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置接地铜排(B)(C)图4.6.2电源插件原理及输入接线图保护装置的电源从101端子(直流电源220V/110V+端)、102端子(直流电源220V/110V-端)经抗干扰盒、背板电源开关至内部DC/DC转换器,输出+5V、±12V、+24V(继电器电源)给保护装置其它插件供电;另外经104、105端子输出一组24V光耦电源,其中104为光耦24V+,105为光耦24V-。输入电源的额定电压有220V和110V两种,订货时请注明,投运时请检查所提供电源插件的额定输入电压是否与控制电源电压相同,电源输入连接如图4.6.2(B)。光耦电源的连接如图4.6.2(C),电源插件输出光耦24V-(105端子),经外部连线直接接至OPT插件的光耦24V-(615端子);输出光耦24V+(104端子)接至屏上开入公共端子;为监视开入24V电源是否正常,需从开入公共端子或104端子经连线接至OPT插件的光耦24V+(614端子),其它开入的连接详见OPT插件。4.6.2交流输入变换插件(AC)交流输入变换插件(AC)与系统接线图如下:此系统为典型接线ACABCABC201203205207209211213202204206208210212214215图4.6.3交流输入变换插件与系统接线图IA1、IB1、IC1、IA2、IB2、IC2分别为对应二个断路器TA的三相电流。215端子为装置的接地点,应将该端子接至接地铜排。12NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置注:RCS-922B在Ia1,Ib1,Ic1接线路两侧断路器CT的和电流,Ia2,Ib2,Ic2封口。交流插件中三相电流按额定电流可分为1A、5A两种,订货时请注明,投运前注意检查。4.6.3低通滤波插件(LPF)本插件无外部连线,其主要作用是:(1)滤除高频信号,(2)电平调整,(3)为利用本公司的专用试验仪(HELP-90A)测试创造条件。从试验仪来图4.6.4低通滤波原理图由上图可见,CPU与DSP采样从有源元件开始就完全独立,因此保证了任一器件损坏不致于引起保护误动。试验输入由装置前面板的DB15插座引入。4.6.4CPU插件(CPU)该插件是装置核心部分,由单片机(CPU)和数字信号处理器(DSP)组成,CPU完成装置的总起动元件和人机界面及后台通信功能,DSP完成所有的保护算法和逻辑功能。装置采样率为每周波24点,在每个采样点对所有保护算法和逻辑进行并行实时计算,使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。起动CPU内设总起动元件,起动后开放出口继电器的正电源,同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通信及与面板通信;另外还具有完整的故障录波功能,录波格式与COMTRADE格式兼容,录波数据可单独从串口输出或打印输出。4.6.5通信插件(COM)通信插件的功能是完成与监控计算机或RTU的连接,有三种型号可选:5A、5B插件设置了两个用于向监控计算机或RTU传送报告的RS485接口,5C插件通过以太网上送报告。三种插件的背板端子及外部接线图如图4.6.5。所有型号的插件均设置了一个用于对时的RS485接口,该接口只接收GPS发送的对时脉冲信号,不向外发送任何信号。所有型号的插件还设置了一个用于打印的RS485或RS232接口,通过整定控制字选择接口方式,如选用RS232方式,控制字“网络打印方式”设为“0”,同时将该插件上13NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置相应的端子短接于232位置,如选用RS485方式,控制字“网络打印方式”设为“1”,同时将该插件上相应的端子短接于485位置。与打印机通信的波特率应于打印机整定为一致。14COM1RS485-1A2RS485-1B至控制系统3RS485-1地4RS485-2A5RS485-2B至控制系统6RS485-2地7对时485A8对时485B至GPS9对时485地10打印收11打印发至打印机或打印控制器12打印地(5A)COMRX至控制系统TXRX至控制系统TX至GPS至打印机或打印控制器(5B)至控制系统至GPS至打印机或打印控制器(5C)图4.6.5通信插件背板端子及外部接线图NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置4.6.624V光耦插件(OPT)OPT602601603604605606607608609610611612614618620622624626628615617619621623625627629图4.6.6光耦插件背板端子及外部接线图电源插件输出的光耦24V电源,其正端(104端子)应接至屏上开入公共端,其负端(105端子)应与本板的24V光耦负(615端子)直接相连;另外光耦24V正应与本板的24V光耦正(614端子)相连,以便让保护监视光耦开入电源是否正常。601端子是对时输入,用于接收GPS或其它对时装置发来的对时脉冲接点或光耦信号,输入的信号必须是无源的,如下图所示,开入导通时的电流约3~5mA,推荐使用RS-485总线对时方式(参见通信插件说明),这两种对时方式实际使用时只能选用一种,若用总线对时方式,该输入不接。开入公共图4.6.7对时输入接点示意图602端子是打印输入,用于手动起动打印最新一次动作报告,一般在屏上装设打印按钮。装置通过整定控制字选择自动打印或手动打印,当设定为自动打印时,保护一有动作报告即向打印机输出,当设定为手动打印时,则需按屏上的打印按钮打印。603端子是投检修态输入,它的设置是为了防止在保护装置进行试验时,有关报告经IEC60870-5-103规约接口向监控系统发送相关信息,而干扰调度系统的正常运行,一般在屏上设置一投检修态压板,在装置检修时,将该压板投上,在此期间进行试验的15NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置动作报告不会通过通信口上送,但本地的显示、打印不受影响;运行时应将该压板退出。604端子是信号复归输入,用于复归装置的磁保持信号继电器和液晶的报告显示,一般在屏上装设信号复归按钮。信号复归也可以通过通信进行远方复归。4.6.7高压光耦插件(OPT2)线路刀闸辅助接点可能会直接开入到本装置,为此,本装置设置了一个220V/110V的光耦插件,背板定义及接线图如下所示:OPT2701703705707709711717719721723725727图4.6.8高压光耦插件背板定义及接线图701端子为外接光耦电源的+220V/+110V,707端子为外接光耦电源的-220V/-110V;717端子为外接光耦电源的+220V/+110V,727端子为外接光耦电源的-220V/-110V。注意:OPT2插件上701端子与717端子、711端子与727端子在插件上不连,若采用其中一组光耦时,另一组光耦的正负电源必须同时接上,否则会报光耦失电而闭锁保护。4.6.8信号继电器插件(SIG)本插件无外部连线,该板主要是将5V的动作信号经三极管转换为24V信号,从而驱动继电器。正常运行时,装置会对所有三极管的出口进行检查,若有错则告警并闭锁保护。本板设置了总起动继电器,当CPU满足起动条件,则该继电器动作,接点闭合,开放出口继电器的正电源。4.6.9继电器出口插件(OUT)本插件提供输出空接点,如下图所示:16NARI-RELAYSRCS-922A/B数字式短引线保护装置902901903905906907908}中央信号遥信913915

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