CCET-9613线路光差保护测控装置

一、概述

CCET-9613数字式线路光纤差动保护装置是以光纤电流差动保护、电流、电压保护及三相重合闸为基本配置的成套线路保护装置。适用于110KV以下电压等级的非直接接地系统或经电阻接地系统中的方向线路保护及测控，可在开关柜就地安装，也可组屏安装于控制室。

主要功能配置如下：

Ø 相电流差动保护

Ø 二段式相间电流保护元件

Ø 二段式零序电流保护元件

Ø 方向闭锁元件

Ø 低电压闭锁元件

Ø 重合闸元件

Ø 合闸加速保护元件（前加速、后加速）

Ø 过负荷元件

Ø 低周元件

Ø 低压元件

Ø PT断线检测元件

Ø CT断线检测元件

二、技术参数

1.1.1 2.1 额定参数

2.1.1额定直流电压：220V或110V（订货注明）

2.1.2 额定交流数据：

a)相电压        V

b)线路抽取电压   100 V 或 V

c)交流电流      5A或1A（订货注明）

d)额定频率      50Hz

2.1.3 功率消耗：

a)直流回路      正常工作时：不大于10W

                 动作时：    不大于15W

b)交流电压回路  每相不大于0.5VA

c)交流电流回路  额定电流为5A时：每相不大于1VA

                      额定电流为1A时：每相不大于0.5VA

2.1.4 状态量电平：      220V或110V（订货注明）

1.1.2 2.2 主要技术性能

2.2.1采样回路精确工作范围

电压：0.5 V～120V 

电流：0.08In－20In

2.2.2接点容量

信号回路接点载流容量  400VA

信号回路接点断弧容量  60VA

2.2.3跳合闸电流

本装置跳合闸电流采用自适应模式，无需选择。

2.2.4各类元件精度

电流元件：        <±3%

电压元件：        <±3%

检同期角度：        <±1°

时间元件：        0s-1s时，误差不超过25ms；

1s以上时，误差不超过<±2.5％；

频率偏差：        <±0.02Hz

滑差定值：        <±5%

2.2.5整组动作时间(包括继电器固有时间)

速动段的固有动作时间：1.2倍整定值时测量，不大于30ms

2.2.6 暂态超越   不大于5%

2.2.7光纤规格：

波长：1.310μm

传输模的数量：单模

纤芯材料：石英

光纤接口类型：FC

2.2.7 模拟量测量回路精度

装设专用测量子模件的测控装置：

电流、电压：0.2级

功率、电度：0.5级

1.1.3 2.3 绝缘性能

2.3.1绝缘电阻

装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。

2.3.2介质强度

在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

2.3.3冲击电压

在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。

2.3.4耐湿热性能

装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。试验温度+40℃、湿度95％，试验时间为48小时，每一周期历时24小时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ，介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75％。

1.1.4 2.4电磁兼容性能

2.4.1静电放电抗干扰度

通过GB/T 17626.2－1998标准、静电放电抗干扰4级试验。

2.4.2射频电磁场辐射抗干扰度

通过GB/T 17626.3－1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。

2.4.3电快速瞬变脉冲群抗扰度

通过GB/T 17626.4－1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。

2.4.4浪涌（冲击）抗扰度

通过GB/T 17626.5－1999标准、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。

2.4.5射频场感应的传导骚扰度

通过GB/T 17626.6－1998标准、射频场感应的传导骚扰度3级试验

2.4.6工频磁场抗扰度

通过GB/T 17626.8－1998标准、工频磁场抗扰度5级试验

2.4.7脉冲磁场抗扰度

通过GB/T 17626.9－1998标准、脉冲磁场抗扰度5级试验。

2.4.8阻尼振荡磁场抗扰度

通过GB/T 17626.10－1998标准、阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。

2.4.9振荡波抗扰度

通过GB/T 17626.12－1998标准、振荡波抗扰度4级试验。

1.1.5 2.5机械性能

2.5.1振动

装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。

2.5.2冲击

装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

2.5.3碰撞

装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

1.1.6 2.6环境条件

2.6.3环境温度：

工作：-10℃～+55℃。

贮存：-25℃～+85℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置能正常工作。

a) 相对湿度：

最湿月的月平均相对湿度为90%,同时该月的月平均温度为25 ℃且表面无凝露。温度为+40℃时,平均相对湿度不超过50%。

b) 大气压力：

86～106kPa（相对海拔高度2km以下）

三、保护功能说明

1.1.7 3.1 方向元件

3.1.1本装置的相间方向元件采用90°接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表3-1中所示相应方向元件的控制。为消除死区，方向元件带有记忆功能。

表3-1  方向元件的对应关系

    本装置Arg(I/U)=-30°～90°，边缘稍有模糊，误差<±5°。

3.1.2 本装置的零序方向元件动作区为Arg(3U0/3I0)=-180°～-120°及120°～180°，3U0为自产，外部3I0端子接线不需倒向。边缘误差角度<±5°

图3-2  零序方向元件动作区域

1.1.1 3.2 低电压元件

低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件，可以保证装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。

1.1.2 3.3 过电流元件

装置实时计算并进行二段过流判别，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：

1) IF>Idn；Idn为n段电流定值，IF为相电流

2) T>Tdn  ；Tdn 为n段延时定值

3) 相应于过流相的方向条件及低电压条件满足（若需要）

时限功能投退压板。

1.1.1 3.6 加速

本装置的加速回路包括手合加速及保护加速两种，加速功能设置了独立的投退压板。

本装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来起动，此举主要是考虑到目前许多变电站采用综合自动化系统后，已取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易的操作把手。本装置的不对应启动重合闸回路也作了同样的考虑，祥见后述。

手合加速回路的启动条件为：

a) 断路器在分闸位置的时间超过30秒

b) 断路器由分闸变为合闸，加速允许时间扩展3秒

保护加速分为前加速或重合后加速方式，可由控制字选择其中一种加速方式。

本装置设置了独立的过流及零流加速段电流定值及相应的时间定值，与传统保护相比，此种做法使保护配置更趋灵活。本装置的过流加速段还可选择带低电压闭锁，但所有加速段均不考虑方向闭锁。

1.1.2 3.7 三相重合闸

3.7.1 启动回路

a) 保护跳闸启动

b) 开关位置不对应启动

3.7.2 闭锁条件

断路器合位时重合充电时间为15秒；充电过程中重合绿灯发闪光，充电满后发常绿光，不再闪烁。本系列的装置设置的重合闸“放电"条件有：

    a)控制回路断线后，重合闸延时10秒自动“放电"

b)弹簧未储能端子高电位，重合闸延时2秒自动“放电"

c)闭锁重合闸端子高电位，重合闸立即“放电"

3.7.3 重合闸检同期

重合闸可以经检同期判别，检同期方式及同期电压相别选择同重合闸，可参见整定值。

1.1.3 3.8 低频元件

利用这一元件，可以实现分散式的频率控制，当系统频率低于整定频率时，此元件就能自动判定是否切除负荷。

低频减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额。

考虑低频减载功能只在稳态时作用，故取AB相间电压进行计算，试验时仍需加三相平衡电压。当此电压（UAB）低于闭锁频率计算电压时，低周减载元件将自动退出。

综上所述，低频减载元件的判据为：

1) 三相平衡电压，且Uab>VBF

2) df/dt

3) f

4) T>TF

5) 本线路有载，负荷电流>0.1In

1.1.4 3.9 低压解列元件

利用这一元件，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，此元件就能自动判定是否切除负荷。

低压解列元件的判据为：(本功能通过控制字实现投退)

 1) 三相平衡电压，U相

 2)dV/dt

3)T>Tudy

4)负序线电压<5V

 5) 本线路有载(负荷电流>0.1In)

图4—2比例差动示意图

      K1，K2为比例制动系数，分别为0.5和0.7，ICD初始动作电流，即差动电流定值。IINT为拐点电流，为4倍的额定电流。

本装置带有差流越线告警功能，当差流大于0.5倍差动电流定值时，延时2S告警。

本装置带有CT断线闭锁功能，CT断线（按相）需同时满足如下条件：

1）差流大于0.5倍差动电流定值

2）本侧无流，对侧电流小于6A

本装置带有二次谐波制动功能，当二次谐波大于基波20%，闭锁差动保护：

两侧采样同步使用软件同步方法。

图4-2-3 同步示意图

如上图，曲线①为甲侧电流波形，曲线②为甲侧感受到的乙侧的电流波形，曲线③为乙侧实际的电流波形，△t为数据传输延时。对差动保护而言，采用曲线①和曲线②的比较是不正确的，差动判据只能适用于曲线①和曲线③。因此当甲侧感受到乙侧电流曲线曲线②时，必须将其根据传输延时进行移相，得到曲线③。以下介绍这种数据对时过程。

(1) 发送的数据为富氏算法计算得出的电流向量Ic+jIs。

(2) 数据根据采样时刻的对齐过程

图4-2-4数据发送接收及数据同步流程示意

图中，甲为本侧，乙为对侧。设数据发送周期为T, M1、M2、N1、N2为两侧发送数据时刻的序号（Tm1-Tm2=n*T，Tn1-Tn2=n*T）。t1、t2分别为两侧收到对侧数据时本侧量与最近一次数据发送时的时间差，对侧传至本侧上次序号M1和对侧上次t1,本侧一组数据的序号为M2，收到对侧数据时刻距本侧最近一次数据发送时刻的时间间隔t2，假定两侧发往对侧的延时相等。则可求得Ta=[T（M2-M1+1）+t2-t1]/2。Ta正是乙方N2数据对应甲方的时间，但甲方的数据采样时刻在Tb时刻(序号为S)，两侧时差（Ta-Tb）所对应的角度为△θ。所谓同步调整就是将对侧N2序号的Ic+jIs向前移△θ角度。使之与Tb时刻的本侧数据对齐，同步完成之后，可利用上述差动判据判定故障。

(3) 通信中断后的再同步

从以上同步方法可知，如果通信中断，数据同步只需要3个点，而不需要用额外数据来调整算法和过程,这种同步方法有其独到的优点。

四、整定值清单及说明

控制字1定义：

控制字2定义：

重合闸检同期方式选择说明：

同期电压(Ux)选择说明：

压板定义：

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