安科瑞母聯(lián)柜AM5SE/B備自投保護(hù)裝置

1 裝置介紹

1.1 概述

安科瑞母聯(lián)柜AM5SE/B備自投保護(hù)裝置集保護(hù)、控制、測(cè)量、通訊和監(jiān)視功能于一體，資源豐富、配置完善、維護(hù)方便、性能穩(wěn)定，適用于35kV及以下電壓等級(jí)電力系統(tǒng)的保護(hù)和測(cè)控，實(shí)現(xiàn)進(jìn)線、主變、配電變、電動(dòng)機(jī)、電容器、母聯(lián)、PT等保護(hù)。應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋電力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業(yè)。

安科瑞母聯(lián)柜AM5SE/B備自投保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)采用可靠性配置，軟件配以專門的保護(hù)算法，抗干擾性能強(qiáng)，可靠性高，保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式靈活，能與Acrel-2000Z電力系統(tǒng)配套使用，為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供保障。

1.3 裝置選型表

AM5SE-B 備自投保護(hù)測(cè)控裝置

1.4.1 功能簡(jiǎn)介

保護(hù)功能

● 三段式過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）

● 反時(shí)限過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）

● 后加速過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）

● 備自投功能

● PT斷線告警

● 控制回路斷線告警

● 母線充電保護(hù)

● 重合閘

● 過(guò)負(fù)荷聯(lián)切/告警

● 兩段式零序過(guò)流保護(hù)

● 零序后加速過(guò)流保護(hù)

● 檢同期

● 檢修狀態(tài)閉鎖

功能

● 獨(dú)立操作回路，可適應(yīng)0.25A-5A開(kāi)關(guān)跳合閘電流

● 20路有源開(kāi)關(guān)量輸入

● 10路無(wú)源繼電器輸出

● I, U, P, Q, PF, Fr, Ep, Eq 等電參量測(cè)量

● 2路4-20mA變送輸出

通訊功能

● 2路RS485串行通訊接口，支持Modbus-RTU、IEC60870-5-103規(guī)約

● 2路以太網(wǎng)接口，支持 TCP Modbus-RTU和 TCP IEC60870-5-103規(guī)約

其他功能

● 故障錄波功能，保護(hù)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)錄波，可錄故障前8周波、故障后4周波

● IRIG-B格式對(duì)時(shí)

1.4.2 保護(hù)原理

1.4.2.1三段式過(guò)流保護(hù)(可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖)

當(dāng)任一相電流大于定值，經(jīng)延時(shí)，裝置跳閘。三段過(guò)流保護(hù)由過(guò)流一段（瞬時(shí)速斷）保護(hù)、過(guò)流二段、過(guò)流三段構(gòu)成。三段保護(hù)可獨(dú)立設(shè)置時(shí)限，由獨(dú)立的控制字實(shí)現(xiàn)功能投退。是否需經(jīng)復(fù)壓閉鎖與是否帶方向閉鎖也可由相應(yīng)控制字選擇。

（1）經(jīng)復(fù)壓閉鎖

為了提高保護(hù)的靈敏度，可在過(guò)流保護(hù)中加復(fù)合電壓閉鎖條件，該條件可由相應(yīng)控制字選擇投退。當(dāng)選擇經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)時(shí)：當(dāng)三個(gè)線電壓中小的線電壓小于低壓定值且大于低壓閾值或者負(fù)序電壓大于復(fù)合電壓負(fù)序定值時(shí)，開(kāi)放過(guò)流保護(hù)出口，若復(fù)合電壓閉鎖條件退出，則過(guò)流保護(hù)不需考慮電壓條件。

（2）帶方向閉鎖

通過(guò)投入方向閉鎖元件以滿足保護(hù)的選擇性和靈敏性的要求。裝置采用90°接線方式，按相起動(dòng)。以電流流出母線為正方向。

，  ， ——相間電流電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系；

裝置相間元件動(dòng)作區(qū)域。

圖4.1 相間方向元件動(dòng)作區(qū)示意圖

保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.2。

圖4.2 三段式過(guò)流保護(hù)邏輯

1.4.2.2 反時(shí)限過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）

本裝置共集成了三條特性曲線的反時(shí)限保護(hù)，用戶可根據(jù)需要選擇任何一種反時(shí)限特性曲線。根據(jù)電工委員會(huì)（IEC255-4），裝置使用下列三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的反時(shí)限特性曲線：

一般反時(shí)限：

非常反時(shí)限：

反時(shí)限：

其中 為反時(shí)限動(dòng)作時(shí)間，為反時(shí)限特性電流定值，為輸入電流，K為時(shí)間系數(shù)。本裝置的反時(shí)限特性曲線可以通過(guò)定值菜單里的反時(shí)限曲線類型來(lái)選擇（0：一般反時(shí)限，1：非常反時(shí)限，2：反時(shí)限）。

反時(shí)限保護(hù)可選擇是否需經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖條件，原理同三段式過(guò)流保護(hù)。

保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.3。

圖4.3 反時(shí)限過(guò)流保護(hù)邏輯

1.4.2.3 后加速過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)壓閉鎖）

母聯(lián)開(kāi)關(guān)合上后在整定的后加速有效時(shí)間內(nèi)監(jiān)視流過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)的電流，若任一相電流大于整定值時(shí)，經(jīng)整定的延時(shí)跳閘。否則在整定的后加速有效時(shí)間后，后加速段自動(dòng)退出。

后加速過(guò)流保護(hù)可選擇是否需經(jīng)復(fù)壓閉鎖條件，原理同三段式過(guò)流保護(hù)。

保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.4。

圖4.4 后加速過(guò)流保護(hù)邏輯

1.4.2.4 備自投功能

當(dāng)裝置使用在如圖4.5的中時(shí)，裝置可以通過(guò)設(shè)置選擇分段備投、進(jìn)線備投、自適應(yīng)備投、聯(lián)切備投、進(jìn)線互投的運(yùn)行方式。

圖4.5 備自投一次圖

自適應(yīng)備自投

裝置可在任一初始模式下進(jìn)線進(jìn)線1備投、進(jìn)線2備投、分段備投。

進(jìn)線備自投自復(fù)

1）平時(shí)1QF、3QF合閘，2QF分閘，由1#進(jìn)線供兩段母線；當(dāng)進(jìn)線1失電時(shí)，跳開(kāi)1QF，確認(rèn)跳開(kāi)后合上2QF，由2#進(jìn)線供兩段母線運(yùn)行；若進(jìn)線1恢復(fù)供電，則跳開(kāi)2QF后，合上1QF，恢復(fù)由1#進(jìn)線供兩段母線供電。

2）平時(shí)2QF、3QF合閘，1QF分閘，由2#進(jìn)線供兩段母線；當(dāng)進(jìn)線2失電時(shí)，跳開(kāi)2QF，確認(rèn)跳開(kāi)后合上1QF，由1#進(jìn)線供兩段母線運(yùn)行；若進(jìn)線2恢復(fù)供電，則跳開(kāi)1QF后，合上2QF，恢復(fù)由2#進(jìn)線供兩段母線供電。

母聯(lián)備自投自復(fù)

平時(shí)母聯(lián)斷路器3QF常分，由兩路電源同時(shí)供電；

1）若I段母線失電，則跳開(kāi)I段斷路器1QF后，自動(dòng)合母聯(lián)斷路器3QF，由II段電源供電；當(dāng)進(jìn)線1恢復(fù)供電時(shí)，跳開(kāi)3QF，合進(jìn)線1開(kāi)關(guān)1QF，恢復(fù)由兩路進(jìn)線電源單獨(dú)供電。

2）若II段母線失電，則跳開(kāi)II段斷路器2QF后，自動(dòng)合母聯(lián)斷路器3QF，由I段電源供電；當(dāng)進(jìn)線2恢復(fù)供電時(shí)，跳開(kāi)3QF，合進(jìn)線2開(kāi)關(guān)2QF，恢復(fù)由兩路進(jìn)線電源單獨(dú)供電。

進(jìn)線互投

平時(shí)1QF、3QF合閘，2QF分閘，由1#進(jìn)線供兩段母線；當(dāng)進(jìn)線1失電時(shí)，跳開(kāi)1QF，確認(rèn)跳開(kāi)后合上2QF，由2#進(jìn)線供兩段母線運(yùn)行；若進(jìn)線1恢復(fù)供電，此時(shí)備自投不動(dòng)作，當(dāng)進(jìn)線2失電時(shí)，跳開(kāi)2QF，確認(rèn)跳開(kāi)后合上1QF，由1#進(jìn)線供兩段母線運(yùn)行。

聯(lián)切備自投自復(fù)

1）平時(shí)1QF、3QF 合閘，2QF 分閘，由1#進(jìn)線供兩段母線；當(dāng)進(jìn)線1失電時(shí)，跳開(kāi)1QF和3QF，確認(rèn)跳開(kāi)后合上2QF，由2#進(jìn)線供II段母線運(yùn)行；若進(jìn)線1恢復(fù)來(lái)電，則跳2QF，確認(rèn)跳開(kāi)后，合上1QF和3QF，恢復(fù)由1#進(jìn)線供兩段母線運(yùn)行。

2）平時(shí)2QF、3QF 合閘，1QF 分閘，由2#進(jìn)線供兩段母線；當(dāng)進(jìn)線2失電時(shí)，跳開(kāi)2QF和3QF，確認(rèn)跳開(kāi)后合上1QF，由1#進(jìn)線供I段母線運(yùn)行；若進(jìn)線2恢復(fù)來(lái)電，則跳1QF，確認(rèn)跳開(kāi)后，合上2QF和3QF，恢復(fù)由2#進(jìn)線供兩段母線運(yùn)行。

1.4.2.5 PT斷線告警

裝置可判斷I段母線PT和II段母線PT斷線，兩種PT斷線共用一個(gè)控制字。

I段母線PT斷線：當(dāng)I段母線無(wú)壓且進(jìn)線1有電流或者I段母線負(fù)序電壓大于復(fù)合電壓負(fù)序定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)，裝置保護(hù)告警；

 II段母線PT斷線：當(dāng)II段母線無(wú)壓且進(jìn)線2有電流或者I段母線負(fù)序電壓大于復(fù)合電壓負(fù)序定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)，裝置保護(hù)告警。

 裝置監(jiān)測(cè)到PT斷線時(shí)，前面板“告警"指示燈亮且裝置告警出口閉合。

1.4.2.6 控制回路斷線告警

裝置通過(guò)判斷斷路器操作回路的合位監(jiān)視HWJ、分位監(jiān)視TWJ狀態(tài)來(lái)識(shí)別控制回路是否異常，當(dāng)合位監(jiān)視與分位監(jiān)視同時(shí)處于合狀態(tài)或分狀態(tài)時(shí)，判定為異常狀態(tài)，裝置將發(fā)出告警信號(hào)。保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.6。

圖4.6 控制回路斷線告警邏輯

1.4.2.7 母線充電保護(hù)

裝置設(shè)置母線充電保護(hù)，斷路器處于分閘位置30s后，當(dāng)裝置檢測(cè)到斷路器由分位變?yōu)楹衔缓蟮挠行r(shí)間內(nèi)（默認(rèn)為3s），若線路電流超過(guò)充電保護(hù)電流定值，裝置發(fā)充電保護(hù)跳閘命令跳開(kāi)斷路器。有效時(shí)間后，充電保護(hù)功能自動(dòng)退出。保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.7。

圖4.7 母線充電保護(hù)邏輯

1.4.2.8 重合閘

裝置提供三相一次重合閘功能，其啟動(dòng)方式有位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)和保護(hù)啟動(dòng)兩種。

重合閘方式有不檢、檢無(wú)壓兩種。

當(dāng)重合閘功能投入、斷路器在合位且無(wú)其他閉鎖信號(hào)時(shí)運(yùn)行15秒后充電。下列信號(hào)閉鎖重合閘：重合閘已動(dòng)作、手動(dòng)跳閘或遙控跳閘、彈簧未儲(chǔ)能、閉鎖重合閘投入、控制回路斷線。

重合閘充電完成后，一旦保護(hù)跳閘或斷路器偷跳，經(jīng)過(guò)重合閘延時(shí)，重合閘啟動(dòng)。

重合閘啟動(dòng)后，根據(jù)控制字選擇檢無(wú)壓或不檢。

1）檢無(wú)壓重合閘條件：線路電壓≤檢無(wú)壓定值。

2）不檢重合閘：不判別線路電壓幅值或相角，直接合閘。

1.4.2.9 過(guò)負(fù)荷聯(lián)切/告警

裝置有過(guò)負(fù)荷告警和過(guò)負(fù)荷聯(lián)切保護(hù)，當(dāng)任一相電流大于過(guò)負(fù)荷告警定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)裝置發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)任一相電流大于過(guò)負(fù)荷聯(lián)切定值時(shí)，裝置經(jīng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作。兩種保護(hù)功能由獨(dú)立的控制字實(shí)現(xiàn)投退。保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.8。

圖4.8 過(guò)負(fù)荷聯(lián)切/告警邏輯

1.4.2.10 兩段式零序過(guò)流保護(hù)

當(dāng)零序電流大于零序電流定值時(shí)，裝置經(jīng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作。裝置設(shè)有兩段式零序過(guò)流保護(hù)，均由獨(dú)立控制字實(shí)現(xiàn)投退。

通過(guò)投入方向閉鎖元件以滿足保護(hù)的選擇性和靈敏性的要求，是否帶方向閉鎖也可由相應(yīng)控制字選擇。裝置采用90°接線方式，按相起動(dòng)，通過(guò)零序電流I0與3U0（根據(jù)相電壓計(jì)算得到的零序分量）的相角，以電流流出母線為正方向。

  ——電流電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系；

裝置相間元件動(dòng)作區(qū)域。

圖4.9 相間方向元件動(dòng)作區(qū)示意圖

保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.10。

圖4.10 兩段式零序過(guò)流保護(hù)邏輯

1.4.2.11 零序后加速過(guò)流保護(hù)

母聯(lián)開(kāi)關(guān)合上后在整定的后加速有效時(shí)間內(nèi)監(jiān)視流過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)的零序電流，若零序電流大于整定值時(shí)，經(jīng)整定的延時(shí)跳閘。否則在整定的后加速有效時(shí)間后，后加速段自動(dòng)退出。

保護(hù)邏輯見(jiàn)圖4.11。

圖4.11 零序后加速過(guò)流保護(hù)邏輯

1.4.2.12 檢同期

裝置通過(guò)檢測(cè)待并側(cè)電壓Ux和系統(tǒng)側(cè)電壓Us的電壓幅值、電壓頻率和電壓相角來(lái)實(shí)現(xiàn)同期合閘功能。當(dāng)兩側(cè)電壓的幅值偏差、頻差及角差達(dá)到允許同期的范圍時(shí)，裝置的X6.1-X6.2接點(diǎn)閉合，用戶可將X6.1-X6.2接點(diǎn)串聯(lián)接入合閘回路，即可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)合閘或遙控合閘或保護(hù)合閘等時(shí)檢同期。

待并側(cè)電壓和系統(tǒng)側(cè)電壓的采集通道可在裝置菜單中進(jìn)行設(shè)置，電壓幅值偏差、頻差及角差等同期判據(jù)也可在裝置的定值菜單中由用戶自行整定。

1.4.2.13 檢修狀態(tài)閉鎖

裝置設(shè)有檢修狀態(tài)閉鎖功能，當(dāng)采到檢修狀態(tài)開(kāi)入時(shí)，可選擇投入“檢修狀態(tài)閉鎖出口"或者“檢修狀態(tài)閉鎖通訊"。若投入“檢修狀態(tài)閉鎖出口"，則此時(shí)保護(hù)跳閘時(shí)，僅產(chǎn)生事件記錄，裝置出口不動(dòng)作；若投入“檢修狀態(tài)閉鎖通訊"，則此時(shí)無(wú)法通訊，但保護(hù)功能可正常使用。保護(hù)邏輯如圖4.12。

圖4.12 檢修狀態(tài)閉鎖邏輯