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SEL一321—5繼電器在330kV線路中的應用

時間:2009-05-06 18:47:13來源:huanglj

導語:?簡要敘述了SEL一321—5的保護功能及作為330 kV線路保護時組屏方案、保護配置及具體的邏輯方程的編寫。
摘 要:簡要敘述了SEL一321—5的保護功能及作為330 kV線路保護時組屏方案、保護配置及具體的邏輯方程的編寫。 關鍵詞:SEL一321—5;330 kV線路;羅敷變;后備保護;高頻保護
The Application of SEL-321-5 Relay to 330kV System
XIE Guo—qiang
(MTR Consulting(Shenzhen)Co.,Ltd.Shenzhen Guangdong 518033,China) Abstract:The protective function of SEL一321—5,the plan of panel combination used as 330 kV line protection,configuration of protection and the compiling concrete logic equation were briefed. Key words:SEL一321—5;330 kV line;luofu substation;back—up protection;high frequency protection   美國SEL公司(SchweizerEngineeringLaborato—ries,inc)從1984年推出數(shù)字式微機保護,1997年進入我國電力系統(tǒng)以來,其產(chǎn)品的穩(wěn)定性,靈活性和可靠性被電力系統(tǒng)所廣泛接受,且適用于各個電壓等級。其中,尤以在中低壓系統(tǒng)中得以大量的應用。SEL.321繼電器是SEL公司專為110kV及以上系統(tǒng)而開發(fā)的,其中的SEL一321.5專門針對中國市場的特點而作了邏輯上的修改,在國內的220kV及500kV超高壓系統(tǒng)中得到了推廣,而此次陜西330kV羅敷變電站兩條330kV線路上得以采用SEL一321-5作為主保護,在330kV這一電壓等級應用這一類型繼電器在我國尚無先例。 1 SEL.321—5功能簡介   作為一種專為超高壓系統(tǒng)而設計的保護,SEL一321.5除了具有Ⅳ段式相間和接地距離保護外(分為歐姆圓接地距離、四邊形接地距離),還有Ⅲ段相間方向過流、Ⅳ段零序方向過流、Ⅳ段負序方向過流,以及正序、負序、零序反時限元件、低電壓、過電壓等元件可供選擇作為后備保護,利用靈活的SEL—OGIC方程進行編程組合以適應系統(tǒng)的需要。在高頻保護方面,SEL.321保護可以構成超范圍允許式porl3"、欠范圍允許式PUTT、閉鎖式DCB和解除閉鎖式DCUB等4種方式。該保護共有6個定值組區(qū),可存6套不同的定值以適應不同的運行方式。該裝置共有3個EIA.232型串行通訊口供繼電器與其他裝置通訊,1個IRIG—B端口供繼電器與GPS時鐘對時。整個裝置采用32位單CPU及高速DSP全密封設計。 [b]2 現(xiàn)場調試應用 2.1 一次系統(tǒng)及配屏方式[/b]   羅敷330 kV變電站采用一個半斷路器接線方式,其330 kV線路保護為雙高頻配置,用SEL一321-5和江蘇宏圖高科的GSF.6A收發(fā)信機構成一套高頻閉鎖(DCB)保護,用南瑞的LFP-902和許繼的sF一600型收發(fā)信機構成方向高頻保護。因此,每套保護均應控制兩臺斷路器,啟動兩套短路器失靈保護和兩套綜合重合閘。重合閘裝置選用國產(chǎn)CSI100系列,線路兩側的保護配置形式基本相同。 2.2 SEL.321.5繼電器的組屏   本項目選用的SEL.321.5帶兩塊附加I/O板,尺寸為4U,有28個輸出、16個輸入,可以滿足控制兩臺開關、啟動兩套重合閘、啟動兩套失靈保護的需要。主保護利用SEL.321.5繼電器的DCB邏輯與國產(chǎn)GsF.6A收發(fā)訊機構成高頻閉鎖距離零序保護,后備保護為Ⅲ段相間距離保護、Ⅲ段四邊型接地距離保護、Ⅳ 段零序方向保護。SEL一321—5通過規(guī)約轉換器將SEL—ASC II規(guī)約轉換成IEC 870—5.103規(guī)約,以實現(xiàn)保護信息、定值、保護投退等數(shù)據(jù)的上送。SEL一321—5另配置一臺SEL一2020,接入打印機,可實現(xiàn)保護信息的實時打印,同時接入GPS衛(wèi)星對時信號(見圖1)。
2.3 SEL.321.5原理及邏輯設計   SEL.321.5繼電器沒有重合閘功能模塊,在超高壓系統(tǒng)應用中,用戶會要求重合閘裝置和保護分開,本工程中,另外配置了CSI100重合閘裝置。因我國電力系統(tǒng)的特殊需要,超高壓系統(tǒng)要求分相跳閘,縱聯(lián)保護的邏輯也與國外有所不同,因此在使用時應根據(jù)系統(tǒng)情況和實際需要靈活選取,或作相應變化,以下進行簡要說明。 (1)高頻閉鎖(DCB)邏輯   裝置內部DCB邏輯模塊要求相間距離Ⅲ段M3P、接地距離Ⅲ段Z3G、零序電流Ⅲ段67N3、負序電流Ⅲ段67Q3均設為反向,且只用于啟動收發(fā)訊機,不作為保護出口。   當反向三相短路時,如果二次電壓足夠維持極化電壓,VPOLV字位置“1”,則經(jīng)過2周波延時啟動發(fā)信;如果二次電壓低沒有極化電壓,VPOLV字位不會馬上置“0”,由記憶元件保持一定時間,VPOLV才會置“0”。這一回路將依靠Ⅲ段的電流監(jiān)視元件50PP3啟動的字位50AB3、50BC3、50CA3來保持這一回路,直到故障消失(如圖2所示)。
  SEL.321-5繼電器DCB邏輯中由Ⅱ段元件停信,且啟信和停信同時發(fā)生時啟信優(yōu)先。字位START啟動發(fā)信,字位STOP停止發(fā)信,外部收發(fā)信機接收到信號時,其接點輸出引入SEL-321-5的開入端,將該開入量定義為BT,則有閉鎖信號時BTX字位置“1”(見圖3)。
  區(qū)內故障時反向元件不動作,不啟動發(fā)信元件,Ⅱ段元件出口并在判斷無本側啟信和對側發(fā)信時,裝置發(fā)出跳閘令;區(qū)外故障時,一側反向元件動作,則閉鎖兩側保護(邏輯圖如圖4)。
  SEL一321-5保護中的高頻閉鎖DCB邏輯同國內常用的DCB邏輯的最大區(qū)別:   SEL一321-5的啟動發(fā)信元件選用反向Ⅲ段,而國內習慣選用無方向且門檻值較低的電流(正序、負序、零序)元件來作為啟信元件;   SEL.321-5沒有遠方啟信功能,國內的DCB啟信元件要求正反向故障均應動作,可以選用無方向的50Q4、50G4及距離Ⅳ段來啟信,裝置中原有的啟信邏輯因為只在反向Ⅲ段情況下才啟信,且有2周波的延時,不符合國內的要求,放棄不用,改進后的發(fā)信邏輯如圖5。
  啟信邏輯中用50G4而沒有用50N4,因為50N4被用于零序Ⅳ 段,零序啟信50G4一般比零序Ⅳ段50N4定值要小。   改進后的啟信邏輯方程為:   W=M2P +Z2G +67N2   Y=!W*M4P+!W*5OQ4+!W*50C   OUT1=Y   停信邏輯圖改進見圖6。
事實上停信的零序元件的門檻值只相當于零序保護的Ⅳ 段定值,圖6中仍用67N2,只是為了和M2P、Z2G保持一致,67N2按零序Ⅳ 設定,而67N4按零序Ⅱ段設定。   改進后的邏輯方程為:   OUT2=!Y*W   圖7為改進后的跳閘邏輯。
  SEL.321.5中原DCB出口MTCS方程式為經(jīng)過短延時0.5周波的Ⅱ段元件,而國內的DCB邏輯為先檢測到通道上有0.25周波閉鎖信號,然后信號消失。且同時Ⅱ段元件動作,則出口跳閘。圖7中LP3為高頻閉鎖信號輸入,啟動中間字位Z,LP1為高頻閉鎖保護投退的硬壓板輸入,則邏輯方程為:   IN1=LP1   IN3=BT   IN4=LP3(IN3、IN4在裝置外部短接)   Z =LP3   MTCS =ZT*M2P*LP1+ZT*Z2G*LP1+ZT*67N2*LP1   TZPU =0.25cyc   TZDO =15cyc (2)后備保護邏輯   相間距離、接地距離、零序等作為后備保護,邏輯基本不需較大改動,整定簡單;存在的問題是:SEL.321.5中零序過流保護I段至Ⅳ段均為三相跳閘,和國內習慣有一定出入,國內用戶要求零序I段必須分相跳閘,Ⅱ段至Ⅳ 段可以三相跳閘。方程如下:   MTU = M1P +Z1G + M2PT + Z2GT + M4PT +Z4GT +67N2T +67N4T   MER =50H +67N1   X =67N1*!M2P   OUT=TPn+FSn XT(n=A,B,C)   上述方程中零序I段67N1“與”上選相間距離Ⅱ段的“非”后。再“與”上選相元件才寫入輸出方程OUT中,主要是考慮相間接地不由這種方式出口,此方式只考慮單純的單相故障。 (3)合于故障加速邏輯SOFT  由于SEL.321不帶重合閘功能模塊,啟動后加速由相鄰CSI.100重合閘屏提供接點,實現(xiàn)加速功能。對于合閘到三相出口短路的情況加入無方向性過電流高值50H實現(xiàn)加速跳閘。方程如下:   MTO =M2P+Z2G +67N2 +50H   IN =CLOSE   OPO =27   ENCLO =Y   后加速方式外部重合接點引入式,即ENCLO=Y。因為本工程沒有將斷路器輔助接點引入SEL-321.5裝置中,所以沒有采用斷路器輔助接點式,即EN52A =N。 3 SEL一321保護的現(xiàn)場調試試驗   SEL系列繼電器元件性能穩(wěn)定,在非常惡劣的條件下仍能穩(wěn)定的運行,各項指標符合IEEE標準,運行溫度可達一40℃ ~85°C;現(xiàn)場調試也無特殊的要求,基本不需要調整,按照國內的保護調試習慣和項目就可以進行。同時,利用SEL公司提供的SEL5010調試軟件和SEL5601分析軟件使調試工作更加透明方便;在繼電器特性調試中,利用TAR命令可以觀察每一個繼電器字位的變化情況,類似于國內的分立繼電器測試。在整組試驗中,利用EVE。HIS等命令可以觀察繼電器動作結果和歷史報告。   利用繼電器本身先進的自適應和自檢功能,可以使調試工作量減少,一般情況下,只要在精度和自檢都合格的情況下,繼電器本身就具備運行條件。和收發(fā)信機的配合調試也按正常方式進行即可。 4 結束語   SEL-321保護裝置在國內的220 kV及500 kV系統(tǒng)中都得到了應用。運行情況良好。高頻動作出口時間大約在30~40 ms左右,比國內保護動作慢一些,這也是所有國外保護普遍的特點。SEL保護靈活性高??梢赃m應系統(tǒng)較為特殊的用戶需求,給用戶提供了靈活的選擇空間,在現(xiàn)場的調試中,正確的整定是使用好裝置的關鍵,因為整定項目比較多,因此。必須對每一項定值進行深入的理解和消化。

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