isa-311ge f微机线路成套保护装置技术说明书

本说明书适用于IS-311E/软件.2限：700。 技术话 传真 (0755)3301-8889，3301- 应用范 保护配 主要性能特 机械及环境参 额定电气参 主要技术指 通讯接 纵护通道说 起动元 四段相间距 纵 四段复合电压闭锁方向过流保 零序方向过流告警（接地保护 反时限过流保 不对称故障相继速动保 双回线相继速动保护（横护 振荡闭 TV断线检测和紧急状态保 合闸于故障保 重合 低周减 低压减 过负荷保 其它异常告 保护功能与压板对应 信号系 事故分析与过程记 I保护元件配 数值型定 投退型定 软压板定 选配元件定 定值整定说 遥测 遥信 装置整体结构（硬件原理图 出口接 输入开关 信号接 装置接线与安 基本订货参 装置型号说 附录 面板布置与显 菜单界面操作说 附录 调试资料准 通电前检 上电检 整机调 装置投入运行操作步 注意事 附录 保护装置通讯说明（IEC60870-5-103规约 定值和交流 保护动作..............................................................................................................自检信 保护开关 软压板、遥信点 故障录波实际通道序号表 【附图1】装置端子排接线 【附图5】装置前视后视 【附图6】装置外形及机柜安装开孔尺寸 ISA-311GE/FISA-311GEA35kV、66kV输电线ISA-311GEJ——在ISA-311GEA的基础上增加了纵联距离保护，用于要求全线速动的35kV、66kV输电线路，与收发信机配合，通过高频载波实现ISA-311GEP——在ISA-311GEA的基础上增加了纵联距离保护，用于要求全线速动——在TA异常告警第1封闭、加强型单元机箱，多层等抗振动、抗强干扰设计。在TV断线时可投入可靠的紧急状态保护，确保装置性能。完善的事故分析功能，包括保护动作记录、故障起动记录、故障录波记录、装置运行记录串行打印口，一个GPS脉冲接（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲和IRIG-B串行编第2 及： 相对湿度 大气压力 耐震能力 频率 交流电流 交流电压 每相不大于 每相不大于 正常工作时，不大于 电流定值误差 电压定值误差 阻抗定值误差 第3 时间定值的动作精度误差

I；40In（最大 0.2其他 0.5 小于 多付接点并联时接通功率和电流可以适当提高。接点断开容量不小于50W。GB/T14598.3-93GB/T14598.3-93个串行打印口和一个GPS脉冲接 第4 装置的纵护能同各种通道通信设备（继电保护收发信机及复用载波机等）接口。发、停信控制采用一副接点，不发信即为停信。当用于闭锁式时，通道逻辑由保护装置实现，收发8ms8ms收不到高频信号才能动作出口。当用于允许式时，必须连续8ms收到对侧的允许信号才能动作出口。装置的纵护的收发信还可以通过光纤通道实现，用于允许式保护。保护装置与光纤通道相第5 1.25 A,B, (3- T为浮动门槛， I I (3-I 0.9I (3-式中：Ifviset展宽7秒打开起动继电器。平衡时，低压起动元件动作并展宽7秒打开起动继电器。第6 jUU

(3-式（3-4）在阻抗平面上的动作特性如图3-1所示，图中m、sn分别为保护安C1III象限，需要提及注意的是，正、反方向故障时的动作特性必须以正、反方向故障为前提导出，图3-1中C1包含原点表明正向出口经或不经过渡电阻故障时都能正确动作，并不表示反方向故障时会误j R

图3- 三相故障仍采用BC相参数进 (3- 电压存在期间，其正、反方向的动作特性仍分别为图3-1中的圆C1和C2；但在 由图3-1可见，在 作用后，继电器对出口和母线上故障的方向判别将变得不明确。本装置采取给稳态特性设置电压死区的方式来解决这一问题：背线上故障时，残压不足以克服死第7 IVY降压变压器低压侧故障的远后备保护。中、低压系统降压IIIY变压器高、低压侧相位的差异（30）使给选相测量带来一定。本装置采用一个负序距离继电器和一个抛球特性相间距离继电器相结合的方式地解决了此问题。U Zp4zd U Zp4 (3-1：Z4d离V，Z4d 1.2 ZL kcZT ，ZL和ZT/ Zp2zdI U Zp4 (3-降压变压器低压侧故障时常伴随变电站直流电源，因此线路保护的远后备作用十分重要。综上所述，完整的四段相间距离继电器的动作特性如图3-3所示（电压存在期间，动作特性如图中实线圆；电压后，动作特性如图中虚线圆。图3- 被保护线路接线示意图第8图3- 线路，BD段代表对侧降压变的分支。3-3中及以上各Zp1zdI段阻抗定值”，Zp2zdII段阻抗定纵装置的纵护由距离方向元件组成，装置通过控制字选择是采用超范围允许式还是闭锁式。距离方向继电器按超范围整定（按照III段定值采用超范围式TV断线及合闸加速期间退出纵护。在保护未起动的情况下，正常运行中的闭锁式纵护逻辑包括通道试验和远方起信逻辑（见图3-4。次发信，10s后停止发信，结束本次通道试验。第9

图3- 信展宽150ms；过程中，故障功率方向出现倒方向，本装置设有功率倒方向延时回路：当连续收信40ms以后，纵护停信后延时20ms才能动作。图3- 第10

图3- 宽150ms； 护动作需经20ms延时，防止故障功率倒向时保护误动作。图3- 逻辑框图如图3-8所示。第11

图3- 输入的交流量Ir和Ur见下表。 argU

(3-装置采用电压消除近区三相短路时方向元件的电压死区，死区线电压门槛取12V。方向元件的计算一直进行，当前线电压大于12V时，使用当前线电压，否则使用电压，装置使用3-9所示（图中逻辑对各段保护均适用，只需根据段数不同第12图3- III、IV段保护不做此处理。对中性点不接地系统发生单相接地时，本装置提供由零序套管TA供给的零序过流保护，动作之和，方向由线路流向母线，零序电流零序电压90°。 arg3U 0

(3-式中： 0为自产零序电压，I

当零序电压电流低于门槛值（3U 50V或I 10mA）时，零序正方向元件不动作

(3-PI/ P2第13IPP段压板控制投退。单回线末端发生不对称故障时，利用对侧断路器的三相跳闸后负荷电流，可以实现不对称3-10所示，线路末端不对称故障时，NI段动作快速切除故障，由于三相跳闸，非故障3-10双回线相继速动保护又称为横护，它是在双回线上通过横向比较两回线阶段式保护中测量一回线的保护第III段实现闭锁，即每回线的保护第III段向另一回线的保护发闭锁信号，将后者的II段双回线相继速动保护元件闭锁。当对侧保护第I段动作、断路器跳开后，健全线保护第IIIII段相继速动保护元件经过短延号才可能实现纵续动作。另外，纵续动作带小延时也有利于提高安全性。相互发信号闭锁对方的Ⅱ段双回线相继速动保护元件。当故障被N侧保护N1的I段切除，保护装M2IIIM1M1II段仍在动作，它收第14IIII段动作的50-本装置横护的优点是不论线路的工况如何，双回线两侧的横护都能有效地发挥作用。当线路转为单回线运行时横护自动退出，保护无需整定，运行人员不必干预，也不利用断路器3-12

保护按选出的故障相用相应的距离元件进量；若三相电流数值接近，则说明同时有振荡，则暂第15 U (3-式中U为正序电压 为正序电压与电流的补偿夹角——正序电压 1与正序电流减去“线路正序阻抗角度”（定值

1的夹角加上1 , 线路正序阻抗 (3-11对称故障用Ucos 判断两侧电势的相位差，在≈180º时，Ucos 接近于0。在三相短路时不论故障点远近如何，Ucos 振荡时置振荡标志，在Ucos 下降到接近5%时测量振荡的滑差，使得Ucos 振荡中Ucos 装置设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带有延时，且仅路正常运行、起动元件不同时，TV断线信号只在三相电压恢复正常并持续10s之后才可复归，此后恢复正常保护程序。 6V且任一相有流（ 0.06n，延时1.3s报TV断线 6V且TWJ不动作，延时1.3sTV检测：当开关不在跳位或者有电流流过，母线有电压，线路无电压，则报线路电压TV断线。保护在检测到抽取电压TV断线后闭锁重合闸。线路TV断线检测逻辑如图3-14所示。第163-14TV3-14TV流从无到有）的开始200ms时间内投入。U 15Z 0.5U (3-1I I第17U Z

0.5U

合闸于故障过流部分受“过流II段、III段、IV段投退”压板控制，任一压板投入，合闸于故流加速段定值”，动作时间固定为100ms。重合闸充/重合闸逻辑中由一软件计数器模拟重合闸的充/表3- “不对应起动”“不对应起动”（“或”逻辑 “闭锁重合闸” “闭锁重合闸” 断路器“合后”状态（HH= 线路TV 线路TV 母线TV断线（可整定 母线TV断线（可整定 （“与”逻辑 断路器在“合后”状态（HH= 第18母线无压线路无压”或“检同期”重合闸，也可采用“重合闸”方式。1&三个母线线电压均大于70V。2&三个母线线电压小于50V。3&三个母线线电压小于50V。4)“检同期”投入：&三个母线线电压均大于70V，表3- “过流II“距离II第19重合闸设整组复归时间f，重合闸的整个动作应在f内完成，否则在f慢速重合闸功能提供一个可整定的重合闸开放时间（ ={20s，10in}，以防止被保护线=if检同期/及动作时限可单独整定。滑差闭锁段主要用于首轮快速减载（如动作时限为0.15s，当系统发生故障引起频率急剧下降，或系统和TV回路故障暂态过程造成电压波形畸变时，滑差闭锁可防止低周减载误动；无滑差闭锁段用于后备轮减载（如动作时限为10～15s。可根据线路在系统内减载的轮次投0.2A，Uab，故逻辑中加入断路器合位判据。通过测量交流电压正弦路设有电压门槛，输入电压Uab有效值大于15V方进行频率测量。第20

电压滑差闭锁元件。为防止TV断线引起的低压减载误动，还加有“线电压大于20V”和“负序电压小于7V”的判据，“线电压大于20V”可防止三相TV断线引起的误动，“负序电压小于7V”可防止单相和两相TV断线引起误动。低压减载为欠量继电器，电压返回系数取1.05。

第21 I It且U 线路电压和母线电压均大于7％U告 告TWJ异常告警”，并发告警信号，点亮装置告 作告警”，并发告警信号，点亮装置告 123456789第22*纵第23在保护动作的同时起动相应的信号继电器，发出接点信号，并同时点亮装置面板上的相应指示灯。特殊说明，则本说明书中“装置发出信号”均指同时发出“指示灯信号”、“数字信号”和装置信号接点的说明见“7硬件说明”之“7.4信号接点”。4-1所示的记录功能，可方便地用于分析本装置及后续元件的保护动作行为，了保证在装置中保存足够数量的记录。1装置/23装置/45装置/67装置/89装置/“装置的保护有两种：动作和返回。通过【预设 “保护功能 设置”子“单，可选择“显示返回”或“不显示返回”（出厂缺省设置为“不显示返回 为“显示返回”时，装置每段保护返回时均发出数字信号，并保存于装置保护 第24测距结果：格式为XXX.X装置的保护返回记录只包含保护动作记录中的a）和b）两项，即只记录类型及其ISA-311GE/F装置的保护动作信息见表4-2103103√√√√√最大零序电流√√√√√√√√√最大零序电流√ √√√第25线路TV母线TV12312345678103 103 距离I/III/IV过流I过流II过流III过流IV第26

表4- 距离II装置运行记录的具体内容见表4-5。 12 123456789注注第27103103EPROM保护管理CPU第28

表4- EPROMCRC112闭锁动作/ISA-311GF（SOE第29ISA-311GF 103含义103含义5个、重合闸后5个、后加速前2个和后加速后5个的数据。每次录波（采用这四种格式之一）最多可记录39个数据。第30表5- 置纵护元0.05～160Ω/10Ω/0.05～160Ω/10Ω/0.05～160Ω/15Ω/0.05～160Ω/20Ω/0.05～200Ω/40Ω/第310.05～100Ω/40Ω/表5- 1030000000000000000000第320000000000母线TV10000000 1 12投距离I/III/IV3投过流I456789备用备用1第3301纵低周减载df/dt表5- 103纵0000手合检同期/手合检同期/000000第34000线路全长（d310：按实际线路长度整定，单位为公里（km），线路全长正序及角度定值（d31~d312：按实际线路全长阻抗整定电流突变量起动定值（d315按躲过正常负荷电流波动最大值整定，一般整定为.2n。对定值范围为0.10.5。（d308～0，相间距离I段阻抗定值（d340：按全线路阻抗的0.8～0.9距离（d397（d398：60°的直线，其左半平面为动作区。行时，过流I段、过流IIIII段、过流IV段同时还经各自的压板投退，但母线TV断线运行时，各段不经压板控制。复压闭锁线电压低电压定值（d048：按系统运行最低线电压整定，一般取0.7φφ（即70V复压闭锁负序电压定值（d067：按躲过正常运行时的最大不平衡电压整定，一般取为7V零序过流告警定值（d008：零序方向元件投退（12：第35反时限过流保护投退（d149：过流加速定值（d338：“振荡闭锁投退”（d332、“双回线相继速动投退”（d334（d335）户（d498：d016的投入决定。不对应起动重合闸投退（d016）：为装置位置不对应起动重合闸功能的软件投退控制字（须在d498投入及装置重合闸压板开入有效二条件均满足的前提下。该控制字为退出则装置不对应重合闸同期检定角度（d107：重合闸同期检定投退（d106）（d319：（d339：（d352：“检线无压母有压“压”同时投入即为“检线路无压方式”“”“检线无压母无压”同时投入即为“检母”“。投重合 （d442：该控制字投入时，重合闸不进行条件判断（d353：流开入”为1，重合闸条件满足。母线TV断线闭锁重合闸（d988：该控制字投入时，在母线TV断线情况下，闭锁重合闸，同过流II段闭锁重合闸（d737：该控制字投入时，过流II距离II段闭锁重合闸（d936：该控制字投入时，距离II第36通道检查时刻（d489：10点应设允许式通道（d495：该控制字投入表示采用允许式纵护，退出表示采用闭锁式纵护（d496：慢速重合闸投退（d440：当从保护跳闸到重合闸成功时间大于20s（d441：第37103名103名调11A21A31A41V51V61V71V81V91V1W1W1WP1WQ1S111遥信量变位时，装置将产生顺序记录（SOE）和遥信变位报文上送；普通遥信量变位第38表6- 号103103(软压板)投纵软P9-软P9-(软压板)投过流I软P9-(软压板)投过流II软P9-(软压板)投过流III软P9-(软压板)投过流IV软P9-软P9-软P10-软P10-软P10-软P10-软P10-(软压板)投距离II软P10-(软压板)软P10-(软压板)备用软P10-(软压板)备用软P10-P1-P10-距离I/III/IV段投退P1-P10-P1-P10-P1-P10-P1-P10-P1-P10-重合闸P1-P10-P1-P12-P12-P12-P12-备用P12-备用P12-备用P12-P9-P12-P9-P12-P9-P12-P9-P12-P9-P12-P9-P12-P9-P12-P9-P12-第39P9-量 103103103P13-1、P13-P13-1、P13-P13-4、P13-P13-4、P13-P13-7、P13-P13-7、P13-P13-10、P13-P13-10、P13-P13-13、P13-P13-13、P13-P11-1、P11-P11-1、P11-P11-4、P11-P11-4、P11-第40切板、操作板、电源板等11个插件和总线背板（面板）组成。装置的硬件原理图如图6-1所示。功能说明交流板功能说明交流板管理CPU板保护CPU板管理CPU完成显示、通信以及人机接口功能；保护CPU1完成保护逻辑判断功能；保护CPU板2完成保护起动、测控功能。开出板 压切板操作板电源板图7- ISA-311GE/F硬件原理框第41 跳闸 合闸 本线有流 过负荷 发信 减载 同期 （P1- （P1-距离I/III/IV（P1-I（P1-（P1-（P1-第42 （P1- （P1- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14- （P14-磁保持接点（信号1，信号）和2副不保持接点（信号2和信号3，远动信号和记录，“装置异常”信号输出2副常闭接点（信号1和信号2，均为不保持接点。装置异常信号接点在装置第43P1-1～4、P2-9：第一组信号接点输出，其中P1-1为信号公共端。P1-5～8、P2-10：第二组信号接点输出，其中P1-5为信号公共端。 纵护硬压板。P1- 距离I/III/IVP1- 过流II段硬压板。 P1- P1- P1- 第三组信号接点输出，其中P2-12为信号公共端。 双通道通信端子，通信方式可由CPU板跳线选择。 GPS脉冲校时输入端子P3- P5- P5- P5- P5- P7- 开关位置信号输出，其中P7-2 控回断线输出，合位和跳位同时时产生，为硬件产生信号。 P7- P7- P7- 跳位输入，如需监视合闸线圈的话，此端子应和P7-14 P7- P8- 断路器输出的2 合闸输出（本装置防跳接点），经开关常闭辅助接点后接入开关的合第44P8- P8- P8- P8- P9-1～16、P10-1～18：32路开入端子，使用P10-17、P10-18 2组输出P12- 15路开入端子，使用P12-16P13- 5组输出P14- P14- P14- P14- P14- P14- P14- P14- P14- “3DBP14- P14- P14- P14- P14- P14- P21-1～2、P22-1～2：三相电压输入端子。 P21-12、P22- 接大地【附图2】为ISA-311GE/F装置的操作板（WB741）【附图3】为ISA-311GE/F装置的操作板（WB743）【附图5】为ISA-311GE/F第45 额定频率 接线方式 断路器合闸/保护配置 标准/非ISA- ISA-F—66kV、35kVA—基本型（含距离、过流等保护J—基本型+纵护（配套收发信机P—基本型+纵护（采用光纤通道直连ISA-ISA-ISA-第46附录 动作（红重合闸（红告警（红提示告警，当保护退出/装置显示自检信息/装置显示未复归告警时，告亮，即只有在装置保护投入、无自诊断信息且没有未复归告警时，告才不点亮。合后（橙合位（红跳位（绿第47ISA-311GE/F装置采用320×240点阵的彩色液晶显示器，其显示面积为9cm×12cm，256色真第48按优先级的由高至低，当装置产生“自检异常”信息及“保护动作”信息（未复归）将会在主界面巡检时自动弹出，优先且循环显示，此时装置仍响应键盘操作，按“确认”为了延长液晶显示屏的使用，装置设置了自动关显示功能。当装置保护处于投入状态，且当前无未复归保护、无自诊断信息需要循环显示时，经过2分钟延时，液晶显示及背景光会自第49第50第51 “清除复位次数”/“清除通讯中断”菜单中。“故障序号”为保护（本板）故障起动次数累计，其最大值为65535，可在【预设】 “清除故障序号”菜单中。 测控量（板2），以及谐波量（板2。 Uca、3U0100（基波）11次谐波量值。其中的开入量，保护板2测控开入量。每个开入量的显示占用一行，其显示格式为 自检状态 第52个次之，以次类推；若无有效记录，则显示“无XXXX记录”。录的具体格式可参见“4.2事故分析与过程记录”小节中的详细说明。3项内容：动作波形、起动波形和手动录波。在菜单上选定某项按“确认”键，可量中）3第53单位电压量为“V”，电流量为。纵轴上显示的数字为纵轴每格代表的交流量值，如15V/G其15V（G。装置显示的录波波形中还包括保护起动（S、第一次跳闸（T1、重合闸（T2、后加速（T3、——交流量或开关量名称：其流量包括“相压”“3U0“3I0“I0为从1/16至16倍，有1/16、1/8、1/4、1/2、1倍、2倍、4倍、8倍、16倍9档可选。位（录波时间连续的情况下为80ms。第54个采样点，◄、►键分别为向左、向右移动一个（20ms。报文监视用于实时监视装置各通讯口的通讯情况。报文监视有3项内容：通道监视、报文监视②“抓捕”选项的内容为：01-XX、02-XXXX、03-XXXXXX、04-XXXXXXXX、05-XX第55第56纵护定值↓ ↓“投退定值”的所有整定操作方法与“数值定值”完全相同，其可更改状态 第57第58 操作之间进行切换，选定 （01～30 第59线路名称：输入装置运行的线路名称及相应汉字的Hex编码，用于对故障分析信息（故障需注意：若相应的故障未或未返回，则该不能被复归，装置的任何自检信息可返回，在装置的【查看】菜单中可查看手动录波波形（注意录波波形的保存和需要一定的时间。手动录波的时间固定为6个。9项，按菜单提示操作。在该项第60印所发