电力系统保护

电力系统：保护监测控制德国SEG公司综合自动化系统SystemLineSystemLineSEGpowerprotection-1-目录1引言和应用2特点2.1类型范围2.2功能简介2.2.1保护功能2.2.2控制功能2.2.3监视功能2.2.4可编程逻辑功能2.2.5测量数据2.2.6统计数据3操作面板3.1显示3.2LED信号灯3.3建和设置要素4设计4.1外线连线5控制5.1基本概述5.1.1标准及规范5.1.2在开关板上操作的安全性5.1.3控制技术5.1.4用于检测开关装置的开关位置的数字输入5.1.5保护功能，扩展控制功能和监视功能数字输入5.1.6功率输出5.1.7指示继电器5.1.8控制功能5.1.9开关装置的状态指示5.1.10开关装置的控制5.2编程及参数设置5.3异常记录5.3.1事件记录5.3.2快速故障记录5.3.3扰动记录6技术数据6.1保护功能数据7订货方式SystemLineSEGpowerprotection-2-1引言和应用SystemLine是一个综合保护和控制系统，可安装在中压配电盘上使用。由于它具有可靠的操作性能和很强的抗干扰能力，该系统能满足用户很高要求的保护系统的使用要求。不论是标准线路还是双母线系统，SystemLine的不同类型的装置均能满足保护和控制的要求，从总体上来看，系统的个别功能是由软件功能决定的。SystemLine系统能用在电力输变电站（电力系统，变电站及母线站），发电站（水力发电站，风力发电站），CHP和各类工业企业。SystemLine在综合自动化系统中应用具有很大的优势，通过使用符合IEC870-5-103标准通讯规则的接口，SystemLine可与站控系统构成一体。基于目前断路器系统日趋小型化，对于一个坚固耐用的系统，设计紧凑化是非常重要的。SystemLine系统可分成两个单元：lCSP2工作单元：一个集成保护和控制系统功能的模块，可安装在断路器的低压室内（表面安装），这一基本单元包含了完整的保护和控制技术，因此它是一个独立工作装置。lCMP1指示的操作单元：是一个紧凑的低成本单元，可被安装在断路器的前面板上，一根标准电缆把两个单元连接起来。CSP2和CMP1系统主要应用于标准二次系统的中高压配电盘上。2特点工作单元CSP2的与众不同之处在于：l紧凑设计在一个IP50工程塑料外壳内l宽范围的保护和控制功能l输出可进行直接控制配电元件（断路器，隔离刀闸和接地刀闸）l利用光缆连接，完成差动保护功能。l不同的通信接口：CAN总线，RS485总线l使用RS232接口可与主机计算机通讯，完成参数设置l用PC卡完成功能强大的故障录波l免维护SystemLineSEGpowerprotection-3-指示和操作单元CMP1的特色：l紧凑的面板设计lCAN总线的通讯接口lLCD液晶显示器可显示：断路器及刀闸的状态，测量数值和系统信息l面板表面薄膜键盘安装在IP45封闭结构内lRS232连接计算机方便用户进行参数设置CSP2所有保护功能都能由CMP1设置和操作，通过相应的菜单页，操作者十分方便地进入对应的操作页面。对断路器系统的输入，指示断路器排列的正常布局。除操作和显示菜单外，还有下列附加键和显示功能：l相关的整定按钮ON/OFFl复位l11个LED指示灯，其中8个是可设定的l两个带锁的开关决定操作方式--------现场/远方--------控制/参数整定2.1型号范围SystemLine有四种版本来适应不同的应用需求：CSP2-F：用于标准线路或双母线系统的馈线保护，带方向的相间接地电流保护功能。因为有综合电压测量功能，使它具有更广泛的保护和测量功能。可控制3个或5个开关装置（例如2个回路断路器，2个隔离开关和1个接地开关）。CSP2-L：用于线路和电缆的差动保护，使用光缆连接两套设备（一套由CSP2-L和CMP1组成），使保护和控制功能迅速可靠。其线路长度可为2Km至20Km，每套设备可监测5个开关装备和控制其中3个（例如1个回路断路器，隔离开关和接地开关）。CSP2-T25：用于双环变压器的差动保护，它是集保护和控制于一身的多功能保护装置。其测量功能具有4个电压测量接口，7个电流测量接口和2个温度传感口。它可以监测和控制5个开关装置（例如2个回路断路器，2个隔离开关和1个接地开关）。SystemLineSEGpowerprotection-4-CSP1-B：用于标准的母线差动保护，可判断母线一段的错误并迅速切断。由CSP1-B6和CMP1组成的一套设备可控制一段母线的6个馈线回路。扩展应用3台CSP1-B6和一台CMP1可组成一套CSP1-B18可控制18个馈线回路。2.2功能一览2.2.1保护功能综合保护和控制系统SystemLine是具有多功能的自动化保护设备，几乎包括中压范围内的所有保护应用。通过RS232接口可连接CMP1和计算机，使用SystemLine的软件可配置系统及更改参数。保护功能一览表对每种设置为有效和无效两种选择。SystemLineSEGpowerprotection-5-表2.1SystemLine各种型号的保护功能一览表序号保护功能ANSI码CSP2-FCSP2-LCSP2-T25CSP1-B1带/不带方向的过流保护51/67√√√√2带/不带方向的速断保护50/67√√√-3带/不带方向的接地故障保护50N/51N/67N√√√-4接地电流64REF--√√5差动保护87L-线路变压器母线6带热模拟的过负荷保护49√√√-7带温度传感的过负荷保护49--√-8位移电压监视59N√√√-9过/欠压保护27/59√√√-10过/欠频保护81√-√-11自动合闸79√√√-12功率方向保护32F/B√-√-13负相序保护46√-√-14控制回路监视74TC√√√-15断路器失灵保护50/62BF√√√√16跳闸/辅助保护86√√√-17反向内部闭锁-√√√-18电压互感器监视-√√√-19合闸保护（SOTF）-√√√-20自动重合闸快速分闸-√√√-21合闸不成功的自动重合闸-√√√-22可编程保护逻辑-√√√√23参数切换-√√√√24干扰数值显示-√√√√SystemLineSEGpowerprotection-6-2.2.2控制功能表2.2SystemLine各种型号的控制功能一览表序号控制功能CSP2-F3CSP2-F5CSP2-LCSP2-T251显示可监测和可设置的开关装置数55552可控制的开关装置数35353可控制的断路器数（线圈控制）23(4)244可控制的隔离和接地开关数（电动机控制）24(3)235输出继电器的数量610666可设置的数字输入接口数222622267可定义的开关延时命令√√√√2.2.3监视功能表2.3SystemLine各种型号的监视功能一览表序号监视功能CSP2-F3CSP2-F5CSP2-LCSP2-T251设置的干扰及差别监视√√√√2断路器状态监视√√√√3馈线监视√√√√4可编程的系统逻辑监视√√√√5自动化系统设备逻辑监视√√√√SystemLineSEGpowerprotection-7-2.2.4可编程逻辑功能表2.4SystemLine各种型号的可编程逻辑功能一览表序号可编程逻辑功能CSP2-F3CSP2-F5CSP2-LCSP2-T25132个可编程逻辑等式√√√√2每个等式有32个输入变量√√√√3每个逻辑输出有1个时间量√√√√2.2.5测量数据表2.5SystemLine各种型号的测量数据一览表序号测量数据CSP2-F3CSP2-F5CSP2-LCSP2-T251相电流IL1，IL2，IL3√√√√2接地电流Ie√√√√3负序电流I2√√--4相电压UL1，UL2，UL3√√√√5线电压U12，U23，U13√√√√6位移电压Ue√√√√7频率f√√√√8有功功率P√√-√9无功功率Q√√-√10功率因素cosφ√√-√11正/负有功功率(Wp+/Wp-)正/负有功功率(Wq+/Wq-)√√-√12热模拟量θ√√√√13热模拟跳闸时间tθ√√√√14温度传感器输入接口(θ1,θ2)---√15差动电流IdL1，IdL2，IdL3--√√16制动电流IsL1，IsL2，IsL3--√√17传输稳定系数--√-SystemLineSEGpowerprotection-8-2.2.6统计数据表2.6各种型号SystemLine的统计数据一览表序号统计数据CSP2-F3CSP2-F5CSP2-LCSP2-T251最大电流√√√√2平均电流√√√√3最大相电压√√√√4平均相电压√√√√5最大线电压√√√√6平均线电压√√√√7最大频率√√√√8平均频率√√√√9最大有效功率√√-√10平均有效功率√√-√11最大无功功率√√-√12平均无功功率√√-√13最大差动电流--√√14最大制动电流--√√15最大二次谐波稳定因素--√√3操作面板操作SystemLine所需的元件都在CMP1面板上，这样配置具有友好的模拟人机界面，操作面板包括：lLCD图解显示器l11个双色LED指示灯l参数整定和控制键l两个带锁开关SystemLineSEGpowerprotection-9-3.1显示240×128点分辨率的图解显示器具有在两分钟后自动关闭显示器亮度的功能，而显示器能由保护、控制或任意键重新点亮。3.2LED信号灯CMP1的前面有11个双色LED指示灯，三个用于系统正常运行、告警和跳闸，根据需要使用余下的8个LED指示灯。显示可设定为状态显示或闭锁显示，闭锁LED显示一直保持到操作者清除事件，而状态显示仅在事件存在时点量。例如：l取消内部闭锁（具备自动复归时的闭锁显示）l断路器未准备（状态显示）l断路器失灵（状态显示）l隔离开关启动（状态显示）3.3按键CMP1有：3个菜单键l查询l数据：测量值、阈值/扰动记录l手动控制4个功能键lENTERlCl+/-按钮4个光标键SystemLineSEGpowerprotection-10-4个控制键l断路器ONl断路器OFFl2个断路器OFF键2个锁控开关l本地/远方控制l控制/参数整定4设计此系统设计紧凑，包括所有必需的元件用于：l测量值的检测和估算l具有操作和显示面板的人机界面l信息和命令的输出l开关量信号的输入与估算l数据传输l辅助电源CSP2的外壳是非常坚固的工程塑料，它达到能满足各种环境要求的高质量标准（如振动、冲击、污染等），采用印板方式，外壳是全封闭的，在这印刷电路板上具有所有的用于CT和控制输入/输出的外出接头，而内部的CT、PT光耦和继电器安装在此印刷电路板下面。外壳结构满足IP50的要求，将很快能获得在船舶和油井方面的使用的批准。除CT输入外，所有向外的联线是螺旋的或插拔式的，联接方便，并按标准设计。主CT注入的电流和来自PT的电压信号输入基本单元CSP2,这些输入信号经光电隔离，模拟滤波后送入模/数转换器。CSP2有强大的16位处理器来执行保护及控制功能，高频暂态及直流分量的干扰通过数字信号处理的方式来抑制。4.1连线举例图4.1连线举例(如图)SystemLineSEGpowerprotection-11-SystemLineSEGpowerprotection-12-5控制5.1基本概述5.1.1标准及规范DIN57105/VDEO105第一部分：电气装置操作：总则DIN57101/VDEO101：额定电压高于1KV电气装置的安装DIN57670/VDEO670：电压高于1KV的交流开关装置DIN40719：图VBG4：电气安装和电气条款5.1.2工作在开关柜上的安全可靠性任何在高压开关柜附近工作-就地安全规范须严格地遵循如下所述。在开关柜上应能提供接地刀闸的绝缘点用于解列。不正确的开关柜操作会极大地危害操作人员和设备，特别是用一个隔离刀闸来打开一个通电的回路或没有足够容量的接地刀闸与一个通电的电气元件连接时。闭锁功能可防止将引起短路电弧的开关柜的不正确操作。保护装置将按照一定程序来保证开关动作的有效