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PA140F2 微机综合保护装置 南京因泰莱PA140-F2 微机综合保护装置 - 37 - PA140-F2 技术说明书 一、 基本配置 PA140-F2 保护装置主要应用于中低压等级的电力系统中，可以独立或者配合完成电网 馈线、进线等线路和设备的保护，功能列举如下： 保护功能： Ø 段过流保护 Ø 段过流保护 Ø 段过流保护 Ø 零序过流保护 Ø 低电压保护 Ø 非电量保护 Ø 控制回路断线监测 Ø 装置故障、失电告警 测控功能： Ø 断路器遥控分、合 Ø 6 路遥信开关量采集、装置遥信量变位、事故遥信 Ø 事件记录功能、故障录波上传 Ø 遥测量：三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、积分电 度、功率因数、频率等 通信功能： Ø 采用 485、422 串行口通信，支持标准的国家电力行业103 规约 二、 装置说明 外部电流及电压输入经互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至A/D 转换器。转换成 的数字量经CPU 进行保护逻辑运算，构成各种保护继电器，同时计算出各种遥测量显示在 LCD 上，并能通过通讯线传送给上位机。 Ia、Ib、Ic 为保护用电流互感器输入，零序电流须用专用的零序电流互感器接入。 装置具有自检异常告警功能，当系统对RAM、ROM、定值、继电器、A/D 通道、测量 通道系数自检异常后发出告警信号。 PA140-F2 微机综合保护装置 - 38 - 本装置开入信号为有源接点，用户开入量为无源须特殊说明。 装置的所有保护均设有软压板，可以在装置本身自行设置投退，也可以通过上位机投退。 三、 技术参数 3.1、电源 3.2、计量精度 3.3、保护性能参数 内容 参数 内容 参数 段过流动作值误差<±3% 段过流动作时间误差<±15ms 段过流动作值误差<±3% 段过流动作时间误差<±15ms 段过流动作值误差<±3% 段过流动作时间误差<±15ms 反时限过流动作值误差 <±3% 反时限过流动作时间误差 <±15ms 零序电流动作值误差 <±3% 零序电流动作时间误差 <±15ms 低电压动作值误差 <±3% 低电压动作时间误差 <±15ms 非电量保护动作时间误差 <±15ms 说明：动作时限当设置为0 时，动作时间误差<35ms 3.4、实时性 类型 电压 允许偏差 波形 频率 功耗 纹波 波形失真 直流 220V -10%+20% 直流 <20W <5% 交流 220V +15%20% 交流 50±5Hz <20W <5% 内容 条件 精度 0.25A <±2% 电流 5100A <±1% 电压 20%120%Un <±0.2% 有功功率 <±2% 无功功率 <±2% 频率 4555Hz <±0.02Hz 内 容 开关动作 分辨率 数据 采集 通讯 画面刷 新 调画面时 间 接口报警 时间 上位机到下 位机命令 参 数<2ms 模拟 量 1s 波特率 12009600 1s 1s 1s 1s PA140-F2 微机综合保护装置 - 39 - 3.5、整定参数 说明：In 为电流额定值，默认为5A；Un 为线电压额定值，为100V。 四、 背板端子 4.1、背板端子图 整定参数 整定值 整定范围 分辨值 整定时间 设定时间 分辨率 段过流Izd1 (0.220)×In 0.01A T1 0.1100s 0.01s 段过流Izd2 (0.220)×In 0.01A T2 0.1100s 0.01s 段过流Izd3 (0.220)×In 0.01A T3 0.1100s 0.01s 反时限过流 Is (0.22)×In 0.01A Tk 0.1100s 0.01s 零序过流 Izd0 0.15A 0.001A T0 0.1100s 0.01s 低电压保护 ULzd (0.11.0)×Un 0.01V TLu 0.1500s 0.01s 非电量告警 Tfg 0.1500s 0.01s 非电量跳闸 Tft 0.1500s 0.01s X1 1 IN1 2 IN2 3 IN3 4 IN4 5 IN5 6 CGND X3 1 Ua 2 Ub 3 Uc 4 Un 5 U0 6 U0n 通信串口 X4 1 IA* 2 IA 3 IB* 4 IB 5 IC* 6 IC 7 I0* 8 I0 X2 1 XJ1+ 2 XJ1- 3 XJ2+ 4 XJ2- 5 XJ3+ 6 XJ3- X5 1 AC/DC+ 2 AC/DC- 3 EARTH 4 TJ+ 5 TJ- 6 HJ+ 7 HJ- 8 OUTA 9 OUTB 10 OUTN 11 IN6 12 CGND X5-13 PA140-F2 微机综合保护装置 - 40 - 4.2、背板端子说明： 端子 X11：断路器位置，接断路器的同步辅助接点； 端子 X125：开入量输入，用于非电量保护； 端子 X16：开入信号量公共端； 端子 X212：动作继电器接点； 端子 X234：启动继电器接点； 端子 X256：动作继电器接点； 端子 X314：电压互感器二次电压输入，互感器为星形接法； 端子 X356：零序电压互感器二次电压输入； 端子 X416：保护用电流互感器二次电流A 相、B 相、C 相输入； 端子 X478：零序电流互感器二次电流输入； 端子 X512：装置工作电源输入，电源电压为220V 交直流两用； 端子 X53：接地输入； 端子 X545：跳闸继电器接点，接断路器跳闸回路； 端子 X567：合闸继电器接点，接断路器合闸回路； 端子 X58：自检继电器常开接点； 端子 X59：自检继电器常闭接点； 端子 X510：常开、常闭继电器公共端； 端子 X511：外接信号IN6 的输入接点，用于闭锁保护和复归继电器； 端子 X512：开入信号量公共端； 端子 X513：保护装置接地端子。 五、 控制字功能说明 PA140 系列保护装置设置了保护投退压板和辅助投退控制字，通过对软件的合理设置来 满足用户的各种需求。每个辅助投退控制字有16位，其表达含义说明如下： Ø TJ 表示跳闸继电器，对应于端子的X545； Ø XJ1，XJ3 表示动作继电器，对应于端子的X212 和X256； Ø XJ2 表示启动继电器，对应于端子的X234； Ø IN6 表示复归、闭锁保护控制字； Ø SET 表示设置控制字； PA140-F2 微机综合保护装置 - 41 - Ø Switch 表示各开关信号取反和非电量出口选择控制字； Ø TJ/0 表示跳闸继电器控制字的第0 位，其它类推。 主跳闸继电器TJ： 名称 控制字位 功能说明 0 TJ/0=1 时，I 段过流跳闸信号送到继电器TJ 1 TJ/1=1 时，II 段过流跳闸信号送到继电器TJ 2 TJ/2=1 时，III 段过流跳闸信号送到继电器TJ 3 TJ/3=1 时，零序过流跳闸信号送到继电器TJ 4 TJ/4=1 时，低电压跳闸信号送到继电器TJ 5 TJ/5=1 时，非电量跳闸信号送到继电器TJ 6 空 7 空 8 空 9 空 10 空 11 空 12 空 13 空 14 空 TJ 15 TJ/15=1 时，所有经跳闸继电器TJ 出口的信号自保持 动作继电器 XJ1： 名称 控制字位 功能说明 0 XJ1/0=1 时，I 段过流动作信号送到继电器XJ1 1 XJ1/1=1 时，II 段过流动作信号送到继电器XJ1 2 XJ1/2=1 时，III 段过流动作信号送到继电器XJ1 3 XJ1/3=1 时，零序过流动作信号送到继电器XJ1 4 XJ1/4=1 时，低电压动作信号送到继电器XJ1 5 XJ1/5=1 时，非电量动作信号送到继电器XJ1 6 空 7 空 8 空 9 空 10 空 11 空 12 空 13 空 14 空 XJ1 15 XJ1/15=1 时，所有经动作继电器XJ1 出口的信号自保持 PA140-F2 微机综合保护装置 - 42 - 启动继电器 XJ2： 名称 控制字位 功能说明 0 XJ2/0=1 时，I 段过流启动信号送到继电器XJ2 1 XJ2/1=1 时，II 段过流启动信号送到继电器XJ2 2 XJ2/2=1 时，III 段过流启动信号送到继电器XJ2 3 XJ2/3=1 时，零序过流启动信号送到继电器XJ2 4 XJ2/4=1 时，低电压启动信号送到继电器XJ2 5 XJ2/5=1 时，非电量启动信号送到继电器XJ2 6 空 7 空 8 空 9 空 10 空 11 空 12 空 13 空 14 空 XJ2 15 XJ2/15=1 时，所有经启动继电器XJ2 出口的信号自保持 动作继电器 XJ3： 名称 控制字位 功能说明 0 XJ3/0=1 时，I 段过流动作信号送到继电器XJ3 1 XJ3/1=1 时，II 段过流动作信号送到继电器XJ3 2 XJ3/2=1 时，III 段过流动作信号送到继电器XJ3 3 XJ3/3=1 时，零序过流动作信号送到继电器XJ3 4 XJ3/4=1 时，低电压动作信号送到继电器XJ3 5 XJ3/5=1 时，非电量动作信号送到继电器XJ3 6 空 7 空 8 空 9 空 10 空 11 空 12 空 13 空 14 空 XJ3 15 XJ3/15=1 时，所有经动作继电器XJ3 出口的信号自保持 PA140-F2 微机综合保护装置 - 43 - 复归、闭锁控制字IN6： 名称 控制字位 功能说明 0 IN6/0=1 时，外接信号IN6 闭锁I 段过流保护 1 IN6/1=1 时，外接信号IN6 闭锁II 段过流保护 2 IN6/2=1 时，外接信号IN6 闭锁III 段过流保护 3 IN6/3=1 时，外接信号IN6 闭锁I 段零序过流保护 4 IN6/4=1 时，外接信号IN6 闭锁低电压保护 5 IN6/5=1 时，外接信号IN6 闭锁非电量保护 6 空 7 空 8 空 9 空 10 空 11 空 12 空 13 空 14 空 IN6 15 IN6/15=1 时，外接信号IN6 复归继电器 设置控制字 SET： 名称 控制字位 功能说明 0 1 2 3 用于反时限曲线选择。00000100 分别应于定时限、标准反时限IEC1、非常反时限 IEC2、极端反时限IEC3、长反时限UK。其余的数字设置等同于0000。 4 空 5 空 6 空 7 空 8 空 9 空 10 空 11 空 12 空 13 SET/13=1 时，电流闭锁低电压保护 14 SET/14=1 时，合闸回路断线投入 SET 15 SET/15=1 时，跳闸回路断线投入 PA140-F2 微机综合保护装置 - 44 - 开入量信号控制字Switch： 名称 控制字位 功能说明 0 Switch/0=1 时，IN1 信号取反 1 Switch/1=1 时，IN2 信号取反 2 Switch/2=1 时，IN3 信号取反 3 Switch/3=1 时，IN4 信号取反 4 Switch/4=1 时，IN5 信号取反 5 空 6 空 7 空 8 Switch/8=1 时，IN2 告警投入 9 Switch/9=1 时，IN3 告警投入 10 Switch/10=1 时，IN4 告警投入 11 Switch/11=1 时，IN5 告警投入 12 Switch/12=1 时，IN2 跳闸投入 13 Switch/13=1 时，IN3 跳闸投入 14 Switch/14=1 时，IN4 跳闸投入 Switch 15 Switch/15=1 时，IN5 跳闸投入 六、 保护原理 6.1、三段式电流保护 6.1.2、动作条件： 装置设计了三段定时限过流保护，各段电流和时间定 值可以独立整定，并可以通过软压板分别控制三段保护的投退。各段保护的启动、动作、跳 闸以及信号是否保持均可以在继电器控制字里独立、灵活配置。外接信号控制字IN6 里可 以选择每个保护的闭锁和继电器的复归。 三段过流保护中，只要任一相电流大于定值，在相应的控制字投入的情况下，启动继电 器XJ2 会发出相应的启动信号。如果故障电流持续时间达到动作时限，相应的保护可以根 据控制字的设置情况选择跳闸出口或者动作出口，各继电器信号的保持 与否由相应的控制字位投退。 II 段过流的曲线选择可以在“SET 控制字”中定义，四种反时限曲线如下图所示： PA140-F2 微机综合保护装置 - 45 - IEC/UK 曲线 各反时限曲线公式如下： 标准反时限IEC1： ) ( ) - 1 0 .14 = ( 0 .02 Is t k I 非常反时限IEC2： ) ( ) - 1 13 .5 = ( Is t k I 极端反时限IEC3： ) ( ) - 1 80 = ( 2 Is t k I 长反时限 UK： ) ( ) - 1 120 = ( Is t k I 6.1.2、保护逻辑： PA140-F2 微机综合保护装置 - 46 - 6.2、零序过流保护 6.2.1、动作条件： 零序电流由专用的零序电流互感器引入。 零序电流保护压板投入时，满足I0Izd0，则启动继电器动作；当持续时间达到动作时 限时，由控制字选择的相应动作、跳闸继电器发出信号。 6.2.2、保护逻辑： PA140-F2 微机综合保护装置 - 47 - 6.3、低电压保护 6.3.1、动作条件： 当三个线电压 Uab、Ubc、Uca 同时低于低电压整定值ULzd 时，启动继电器动作；如 果故障时间持续达到动作时限TL 则会发出动作和跳闸信号。继电器动作选择以及是否保持 可以在相应的控制字里设置。本保护也可以设置增加电流判据，用线路电流闭锁失压。 6.3.2、保护逻辑 6.4、非电量保护 6.4.1、动作条件： 非电量保护包括温度保护、瓦斯保护、压力释放等。它是通过外接装置提供的开入量启 动的，本保护装置可以根据实际需要灵活选择告警或跳闸出口，告警和跳闸时间可以分别整 PA140-F2 微机综合保护装置 - 48 - 定，继电器出口选择可以由控制字来定义，定义方式和其它保护相同。 6.4.2、保护逻辑： 6.5、控制回路断线监测 6.5.1、动作条件： 保护装置是通过监测断路器位置及控制回路电压来判断控制回路是否断线。 装置在合闸状态下判断跳闸回路是否有电压，若无电压则延时20s 发告警信号，并在事 件记录中记“跳闸回路断线”；在分闸状态下判断合闸回路是否有电压，若无电压则延时20s 发告警信号，并在事件记录中记“合闸回路断线”。 PA140-F2 微机综合保护装置 - 49 - 6.5.2、保护逻辑 6.6、装置故障告警 当装置失电、装置内部故障时装置通过X5-9、10 出口。 6.7、保护设置举例 如果 II 段过流保护现场有如下要求： Ø 选择标准反时限 Ø 启动信号不保持 Ø 动作信号在 XJ1 出口告警并保持 Ø 跳闸信号在 TJ 出口并保持 Ø 通过外接信号可以闭锁该保护 Ø 支持外接信号复归继电器 Ø 控制回路断线时告警 Ø 开入量 IN2 信号取反 根据要求设置如下： Ø 在“D1：保护投退”里“I2 IEC1”项的压板投入 Ø 在“D2：辅助投退”里TJ、XJ1、XJ2、IN6、SET、Switch 的控制字设定为“1000 0000 0000 0010”、“1000 0000 0000 0010”、“0000 0000 0000 0010”、“1000 0000 0000 0010”、 “1100 0000 0000 0001” 、“0000 0000 0000 0010” PA140-F2 微机综合保护装置 - 50 - 七、 二次接线_