ISA-351G技术说明书

1、 ISA-351G馈线保护测控装置ISA-351G为馈线保护测控一体化装置，实现馈线、变压器组、分段的保护、测控、操作等功能。0.1 基本配置保护功能：l 带独立门槛的相电流越限记录元件l 可独立投退的三段式电流保护l 可选择极度、非常、一般动作特性的反时限过流保护l 可选择前加速或后加速的相电流加速保护l 可选择三相一次/二次自动重合闸（可投退检同期与检无压）l 带滑差/无滑差闭锁低周减载l 带电压滑差闭锁的低压减载l 带零序方向的零序过流保护，可兼容不同的接地方式l 过负荷保护l 可选择闭锁重合闸功能的控制回路断线告警l 可选择闭锁与电压有关保护的母线PT断线告警l 可投退可整定延时的外部

2、开入保护l 带独立的操作回路和故障录波l 不接地系统的远方接地选线试跳功能（自动判别是否本线接地）测控功能：l 3路通过操作回路采集的位置遥信l 8路遥信开入采集，可选择闭锁重合闸、外部跳闸开入、外部告警开入、外部复归、检修开入。可选配脉冲输入功能。l 多路软遥信，包括事故总信号、重合闸充电标志、保护软压板位置。l Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、3I0、Uab、Ubc、Uca、3U0、Pa、Pb、Pc、P、Q、S、COS、Fr共19个遥测量l 遥控操作开关和软压板，并作遥控操作记录及统计l 大容量的事件记录、SOE记录、自检记录、瞬时闭锁保护记录l 高达11次的谐波分析功能l 具有和五防

3、主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能0.2 保护原理0.2.1 相电流越限记录元件相电流越限记录元件设独立的越限门坎定值d797，并按相记录各相电流的越限情况，产生独立的相电流越限记录，包括各相的越限起始时刻、越限持续时间、越限的最大电流。1) 分相记录便于更详细、更全面地记录扰动过程。2) 该记录不用于告警，仅用于扰动分析。3) 装置界面提供相电流越限记录查看功能。4) 定值d797的整定应躲过最大负荷电流值（防止不必要的频繁记录），确保最小故障电流时有足够的灵敏度，一般整定比过流保护的电流定值略低即可。0.2.2 三段式过流保护各段保护独立投退，电流及时间定值可独立整定，电流返回系数为0.95

4、。1) 瞬时电流速断保护图6-2-1 瞬时电流速断保护逻辑图2) 限时电流速断保护图6-2-2 限时电流速断保护逻辑图3) 定时限过流保护图6-2-3 定时限过流保护逻辑图0.2.3 反时限过流保护反时限过流保护提供一般反时限、非常反时限和极度反时限3种动作特性供选择。3种动作特性如果同时投入，优先级排列从高到低为：极度反时限 非常反时限 一般反时限。1) 一般反时限特性方程2) 非常反时限特性方程3) 极度反时限特性方程式中：Ip为启动电流定值（d150），Tp为时间常数定值（d151），动作时间t可计算得到。电流返回系数为0.95。图6-2-4 反时限过流保护逻辑图0.2.4 相电流加速保

5、护本装置配置了独立的加速段保护，可通过控制字选择采用前加速还是后加速，两者同时投入时，后加速优先级高。1) 后加速保护后加速段保护可作为充电保护使用。后加速段有效时间为3s，即在断路器由跳位变合位的3s时间内无论手合或自动重合闸，后加速保护均有效。后加速保护动作延时应躲过线路所带用户变压器的励磁涌流。图6-2-5 后加速保护逻辑图2) 前加速保护前加速保护动作跳开断路器是无选择性的，其无选择性动作依赖于重合闸的纠正，因此只有当重合闸“充电”完毕，前加速保护才能投入工作。重合闸动作后会“放电”，充电时间为20S，故前加速保护自动退出20S，以便其他保护段和后续线路的保护按时限配合能有选择性的动作

6、。前加速段在断路器已合上情况下才会动作，故不必考虑躲过用户变压器的励磁涌流，电流定值可按躲过最大负荷电流整定。图6-2-6 前加速保护逻辑图0.2.5 三相自动重合闸1) 本装置提供了三相一次重合闸和三相二次重合闸功能可供用户选择。对于三相一次重合闸可选择同期检定和无压检定方式。三相二次重合闸只设无压检定方式。2) 重合闸采用不对应启动方式；使用内部操作回路提供的断路器位置接点（TWJ、HWJ和HHJ）做判断；控制回路断线可选择闭锁重合闸。3) 重合闸充电时间为20s，重合闸的“充电”和“放电”条件见表6-2-1。（当重合闸投入时，装置界面状态行中出现“电池”标志用于显示重合闸状态：空心电池表

7、示重合闸未充好电，中间带“1”的实心电池表示重合闸充电好且允许重合一次，中间带“2”的实心电池表示重合闸充电好且允许重合二次；重合闸不投入或保护退出运行时，不显示该标志。）4) 为避免变压器出线近端发生故障，而线路开关跳开后重合在永久故障上对变压器绕组产生多次冲击，本装置设置“大电流闭锁重合闸”功能，该功能可通过控制字（d253）投退。5) “闭锁重合闸”端子为外部闭锁信号，当定值d731为退出时该端子失效，可用于其他遥信。6) 重合闸的整个动作应在整组复归时间Tzzf 内完成，在Tzzf 到达后重合闸整组复归，所有计数器清零，并清除所有标志。当出现“放电”条件和重合闸动作全部完成后也整组复归

8、。三相一次重合Tzzf =20s/120s（退/投同期检查），三相二次重合Tzzf =100s。7) 线路侧电压可接任意相电压和线电压，可通过界面设定线路电压相别。表6-2-1 重合闸的充/放电及启动条件放电条件（“或”逻辑）1) “闭锁重合闸”有开入且定值d731为投入2) 断路器“合后”状态消失（HHJ= 0）3) 控制回路断线（可投退）4) 低周、低压减载或过负荷保护动作于跳闸或不接地零序元件动作于跳闸5) 大电流闭锁启动（可投退）充电条件（“与”逻辑）1) 不满足重合闸放电条件2) 断路器在“合后”状态（HHJ = 1）3) 断路器合位（TWJ = 0，HWJ=1）启动条件1) 重合闸

9、已“充电”2) 断路器出现不对应状态（TWJ=1，HWJ=0，HHJ=1）3) 三相无流图6-2-7 三相一次重合闸逻辑图对于三相二次重合闸，第一次跳闸后，经第一次合闸时限(d411)延时，会进行第一次重合闸。重合后，若在二次重合闸闭锁时限(d203)内再次跳闸，则不再重合闸。若没有再跳闸，则从合闸时开始计时，经过一次重合后全恢复时间(d412)后，重合闸复归，装置仍处于充电状态，可以进行下一轮二次重合闸。如果在大于d203小于d412的时间内再跳，经二次重合闸时限(d201)后，第二次重合。二次重合闸闭锁时间(d203)是指第一次重合闸后在“闭锁时间”内又发生故障导致开关再次跳闸，此时应闭锁

10、第二次重合闸，而直接启动重合闸整组复归，清除所有标志。因此整定时d412必须大于d203和d201，否则无法重合。图6-2-8 三相二次重合闸逻辑图注：同期检定的线路有压定值和同期公式中的Un在线路电压设定为相电压时取为40V，设定为线电压时取为70V。0.2.6 低周减载1) 本装置采用分散分布式低周减载方案，设滑差闭锁和无滑差闭锁两段，两段可独立投退，其频率定值及动作时限可单独整定。2) 当输入电压Uab小于20V，或测量频率超出4555Hz有效范围，视为频率测量回路异常，闭锁低周减载。3) 由于频率测量取自母线电压Uab，故在逻辑中加入断路器合位判据。4) 两段低周减载均设有低电压闭锁和

11、无流闭锁环节，其中低电压闭锁功能固定投入，无流闭锁环节可由控制字（d078）整定投退。低电压闭锁门槛为20V。无流闭锁定值按躲过最小负荷电流整定（建议取为0.2A）。5) 低周减载返回频率为：整定值+0.05Hz。6) 低周减载的出口接点与保护跳闸接点相独立，设独立出口压板。图6-2-9 滑差闭锁低周减载逻辑图0.2.7 低压减载1) 低压减载设有断路器合位判据和可投退的无流闭锁环节，原理同低周减载。2) 低压减载设置了可投退的电压滑差闭锁元件。3) 为防止PT断线引起的低压减载误动，加有“线电压大于20V”和“负序电压小于7V”的判据。4) 低压减载为欠量继电器，电压返回系数取1.1。5)

12、低压减载的出口接点与保护跳闸接点相独立，设独立出口压板。图6-2-10 低压减载逻辑图0.2.8 接地保护（零序过流保护）本装置的接地保护可满足不同接地系统的要求：对于不接地系统，采用零序方向过流保护，动作于告警或跳闸，其中方向元件可投退；对于小电阻接地系统，采用零序过流保护和零序过流加速元件，动作于跳闸。装置为此提供了两个零序电流的交流通道3Iol和3Iog，分别应用于不同的接地方式。1) 中性点不接地系统的零序过流保护中性点不接地系统中某条线路发生单相接地时，非故障线流过其自身电容决定的零序电流，超前零序电压90，方向由母线流向线路；故障线路流过母线上所有非故障线路的零序电流之和，方向由线

13、路流向母线，落后零序电压90。零序过流保护的动作条件是 （6-2-1）式中：和分别代表母线上所有线路和本线路的零序电流，上式左边即为故障线的故障电流。式（6-2-1）中为零序过流保护的整定值，应按躲过本线路电容电流整定，即有 （6-2-2）式中：k为安全系数，可取2（或更小）。由式（6-2-1）和式（6-2-2）可得到在中性点不接地系统中，某条线路能够采用零序过流保护的条件是 （6-2-3）式中：和分别为故障线自身的电容和母线上所有线路的电容之和。若式（6-2-3）不能满足，不接地系统的零序过流保护需使用零序方向元件D0辅助判别，其动作方程为（括号内为最大误差范围） （6-2-4） 零序方向元

14、件D0正方向的动作区如下图所示。非故障线故障线动作区【说明】：1) 零序方向元件投入时，若发生PT断线可由控制字（d108）选择闭锁零序方向过流保护。2) 由于零序电流互感器是套管型的，安装后应做极性试验。系统正常情况无零序电压，与等电位，无法带电检查区分两者，因而必须认真检查二次接线。如条件具备，建议进行人工单相接地试验。注意长时间送入装置的电流不得大于1A。图6-2-11 不接地系统零序过流保护逻辑图2) 小电阻接地系统的零序过流保护小电阻接地系统的接地保护包括零序过流和零序过流后加速元件。图6-2-12 小电阻接地系统零序过流保护逻辑图0.2.9 不接地系统的远方接地选线试跳功能不接地系

15、统发生单相接地故障时系统零序电压上升，若带故障运行时间太长会导致单相接地故障发展为相间故障，影响到系统和设备的安全。本装置装设有远方接地选线试跳功能。接地选线试跳的跳/合闸出口接点为遥控跳/合闸出口接点，可有效闭锁重合闸功能，防止发出不必要的重合闸信号。1) 当装置接收到后台或远控发来的接地试跳命令后，自动判断当前系统是否有零序电压（使用三相电压计算得到，单相接地时应为173V）：A) 若当前70V，确认系统不存在接地故障，返回“系统未接地”事件信息，且终止该试跳过程；B) 若当前70V，确认系统确实存在接地故障，自动跳开本线路断路器，并判断是否消失（小于40V）：a) 若40V，返回“本线路

16、接地”信息；b) 若40V，返回“本线路未接地”信息。2) 无论是否本线路接地均在发出选线信息后发合闸命令。3) 选线结束后是否跳开接地线路由用户决定。4) 在本装置的接地选线试跳过程中，线路停电时间为2S。0.2.10 过负荷保护过负荷保护可通过控制字选择告警或跳闸。动作于跳闸的同时闭锁重合闸。图6-2-13 过负荷保护逻辑图0.2.11 控制回路断线告警装置以开入量方式（闭合为1，断开为0）接入断路器双位置，除其他用途外，还用于控制回路异常情况检查。控制回路断线检查延时10s告警。由于重合闸使用断路器位置接点判断，在判断控制回路断线发生时可选择闭锁重合闸。图6-2-14 控制回路断线告警逻

17、辑图0.2.12 母线PT断线告警母线PT断线检查采用线电压下降和负序电压上升判据，延时10s告警。若控制字d108=投入，则在母线PT断线告警判据中增加电流闭锁元件，即三相电流均小于0.2A时，母线PT断线告警元件退出；如果此时判据各条件满足，则闭锁与母线电压有关的保护元件。图6-2-15 母线PT断线告警及闭锁逻辑图0.2.13 外部非电量开入保护装置设有外部跳闸开入保护和外部告警开入保护。外部跳闸开入保护可由控制字（d414）选择是否跳闸，外部告警开入保护只动作于发信，两保护延时均可整定。图6-2-16 外部非电量开入保护逻辑图0.3 保护配置及整定说明0.3.1 保护元件配置保护元件配

18、置是根据用户的要求，在出厂前投入选配的元件。具体保护元件见表6-3-1。装置出厂后不得轻易更改保护元件配置，如果改动需重新整定定值和重新配置保护出口。一旦保护元件配置为退出，则与此保护元件相关的定值和出口（如果该元件有出口要求）都变为不可见。表6-3-1 ISA-351G装置保护元件元件名称缺省配置定值组别元件名称缺省配置定值组别相电流越限记录元件投入过流保护滑差闭锁低周减载投入减载瞬时电流速断保护投入过流保护无滑差闭锁低周减载退出减载限时电流速断保护投入过流保护低压减载投入减载定时限过流保护投入过流保护外部跳闸开入保护退出非电量保护反时限过流保护退出过流保护外部告警开入保护退出非电量保护相电

19、流加速段保护投入过流保护三相一次重合闸投入重合闸过负荷保护退出过负荷保护三相二次重合闸退出重合闸零序过流跳闸保护退出零序保护控制回路断线告警投入告警零序过流加速保护退出零序保护母线PT断线告警投入告警不接地零序方向过流保护投入零序保护不接地系统接地选线试跳退出注：表中缺省配置为“投入”的保护元件为ISA-351G装置标配元件，“退出”的为选配元件。0.3.2 装置定值装置有两种定值类型：投退型（或开关型）和数值型。数值型定值按位整定，可整定为整定范围内任意值。无特殊说明的保护段按有关规程整定，有特殊说明的保护段应按其说明进行整定。表6-3-2按保护元件列出了装置的全部定值。该表也列出了ISA规

20、约与103规约编号对照关系。在ISA规约编号一栏内带“*”者为投退型定值，带“”号的为重复定值，重复定值不再分配103规约编号。表6-3-2 ISA-351G装置保护定值保护元件ISA规约编号103规约编号含 义整定范围及步长出厂定值电流越限记录d7970101H相电流越限电流定值0.2In20In，0.01A20In瞬时电流速断*d0340201H瞬时电流速断保护投退退出/投入退出d0190102H瞬时电流速断保护定值0.2In20In，0.01A20In限时电流速断*d0100202H限时电流速断保护投退退出/投入退出d0000103H限时电流速断保护定值0.1In20In，0.01A20

21、Ind0010104H限时电流速断保护时限099.99s，0.01s99.99s定时限过流*d0120203H定时限过流保护投退退出/投入退出d0020105H定时限过流保护定值0.1In20In，0.01A20Ind0030106H定时限过流保护时限099.99s，0.01s99.99s反时限过流*d1490204H极度反时限过流投退退出/投入退出*d4750205H非常反时限过流投退退出/投入退出*d4740206H一般反时限过流投退退出/投入退出d1500107H反时限过流保护起动定值0.2In20In，0.01A20Ind1510108H反时限过流保护时间常数0.0019.999s，0

22、.001s9.999s相电流加速*d2070207H后加速保护投退退出/投入退出*d2080208H前加速保护投退退出/投入退出d2090109H加速段保护定值0.2In20In，0.01A20Ind210010AH加速段保护时限02.99s，0.01s2.99s过负荷*d0590209H过负荷保护投退退出/投入退出*d131020AH过负荷保护跳闸投退退出/投入退出d060010BH过负荷电流定值0.08In20In，0.01A20Ind061010CH过负荷时限定值0.199.99s，0.01s99.99s零序过流*d014020BH零序过流保护投退退出/投入退出d004010DH零序过流

23、定值0.08In20In，0.01A20Ind005010EH零序过流时限定值099.99s，0.01s99.99s零序过流加速段*d238020CH零序过流后加速投退退出/投入退出d239010FH零序过流后加速定值0.08In20In，0.01A20Ind2260110H零序过流加速段时限02.99s，0.01s9.99s不接地零序方向过流*d018020DH零序过流保护投退退出/投入退出*d129020EH零序方向元件投退退出/投入退出*d130020FH零序过流跳闸投退退出/投入退出d0080111H零序过流告警定值0.033.99A，0.01A3.99Ad0090112H零序过流时限

24、定值099.99s，0.01s99.99s带滑差闭锁低周减载*d0720210H有滑差闭锁低周减载投退退出/投入退出d0700113H有滑差锁低周减载定值4549.95Hz，0.01Hz49.95Hzd0710114H有滑差闭锁低周减载时限0.199.99s，0.01s99.99sd2150115H低周减载滑差闭锁定值0.59.99Hz/s，0.01Hz/s9.99Hz/s*d0780211H低周减载无流闭锁投退退出/投入退出d0770116H低周减载无流闭锁定值0.02In1.2In，0.01A1.2In无滑差闭锁低周减载*d2270212H无滑差闭锁低周减载投退退出/投入退出d228011

25、7H无滑差闭锁低周减载定值4549.95Hz，0.01Hz49.95Hzd2290118H无滑差闭锁低周减载时限0.199.99s，0.01s99.99s*d078低周减载无流闭锁投退退出/投入退出d077低周减载无流闭锁定值0.02In1.2In，0.01A1.2In低压减载*d2110213H低压减载投退退出/投入退出d2120119H低压减载电压定值2599.99V，0.01V99.99Vd213011AH低压减载时限0.299.99s，0.01s99.99s*d4200214H低压减载无流闭锁投退退出/投入退出d214011BH低压减载无流闭锁定值0.02In1.2In，0.01A1.

26、2In*d4390215H电压滑差闭锁投退退出/投入退出d438011CH电压滑差闭锁定值0.599.9V/s，0.1V/s99.9V/s外部跳闸开入保护*d4130216H外部跳闸开入保护投退退出/投入退出*d4140217H外部跳闸开入跳闸投退退出/投入退出d415011DH外部跳闸开入保护时限099.99s，0.01s99.99s外部告警开入保护*d4210218H外部告警开入保护投退退出/投入退出d422011EH外部告警开入保护时限0199.9s，0. 1s199.9s三相一次重合闸*d0160219H不对应启动重合闸投退退出/投入退出d007011FH重合闸无压检定时间0.119.

27、99s，0.01s19.99s*d104021AH重合闸无压检定投退退出/投入退出d1050120H重合闸无压检定定值1099.99V，0.01V99.99V*d106021BH重合闸同期检定投退退出/投入退出d1070121H重合闸同期检定角度290，190d4230122H重合闸同期检测时间099.99s，0.01s99.99s*d253021CH大电流闭锁重合闸投退退出/投入退出d2540123H大电流闭锁重合闸定值0.2In20In，0.01A20In*d731021DH闭锁重合闸开入投退退出/投入退出三相二次重合闸*d410021EH三相二次重合闸投退退出/投入退出d4110124H

28、第一次合闸延时定值0.399.99s，0.01s99.99sd2010125H二次重合闸时限0199.9s，0.1s199.9s*d104重合闸无压检定投退退出/投入退出d105重合闸无压检定定值1099.9V，0.1V99.9Vd2030126H二次重合闸闭锁时间0199.9s，0.1s199.9sd4120127H一次重合后全恢复时间0.5199.9s，0.1s199.9s*d253大电流闭锁重合闸投退退出/投入退出d254大电流闭锁重合闸定值0.2In20In，0.01A20In*d731闭锁重合闸开入投退退出/投入退出控制回路断线告警*d146021FH控制回路断线告警投退退出/投入退

29、出*d4190220H控回断线闭锁重合投退退出/投入退出母线PT断线告警*d0980221HPT断线告警投退退出/投入退出*d1080222HPT断线闭锁保护投退退出/投入退出0.3.3 出口配置本装置各保护跳闸方式采用整定方式，即保护动作出口继电器可以按需要整定。装置共有四组出口继电器（其中CJ4缺省为常闭接点），其名称和出口配置代码对应关系如下： 继电器名称保护跳闸(CJ1)重合出口(CJ2)减载出口(CJ3)备用出口(CJ4)出口配置代码(16进制)0001H0002H0004H0008H0.4 保护动作事件类型定义表6-4-1 ISA-351G装置保护动作信息及中央信号缺省定义ISA规

30、约代码103规约编号动作内容显示参数缺省出口(16进制)启动录波流程数据中央信号定义F00080H瞬时电流速断保护动作故障相最大故障电流0001H(CJ1)信号1F00181H限时电流速断保护动作F00282H定时限过流保护动作F00383H反时限过流保护动作F10184H后加速动作F10285H前加速动作F01686H过负荷告警信号2F07587H过负荷跳闸动作0001H(CJ1)信号1F00488H零序过流跳闸最大零序电流0001H(CJ1)信号1F03889H零序过流后加速动作0001H(CJ1)信号1F0128AH不接地零序过流告警信号2F1698BH不接地零序过流跳闸0001H(CJ

31、1)信号1F1058CH有滑差闭锁低周减载动作最小频率0004H(CJ3)F1068DH无滑差闭锁低周减载动作F1008EH低压减载动作无F1768FH外部跳闸开入保护告警无信号2F11590H外部跳闸开入保护跳闸0001H(CJ1)信号1F17791H外部告警开入保护告警信号2F03592H三相一次重合闸动作0002H(CJ2)信号3F17893H三相二次重合闸一次动作F17994H三相二次重合闸二次动作F05595H控制回路断线告警信号2F01796H母线PT断线告警F11297HPT断线闭锁保护告警F31798H本回线路接地F31899H本回线路未接地F3199AH系统未接地注：信号1点动作接点和跳闸灯，信号2点告警接点和告警灯，信号3点动作接点和合闸灯。0.5 装置端子接线ISA-351G装置采用标准4U（半层）机箱，由交流（WB7151）、CPU（WB720）、操作（WB740B）、电源（WB760A/ WB760B/WB760C