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NAS-921 系列综合保护装置
技术说明书
南京钛能电气研究所
南京南自电力控制系统有限公司
NAS-921系列综合保护装置
技术说明书
V 3.10
编写: 金启超
刘朝辉
崔得志
审核: 吉拥平
批准: 姚卫兵
2005年4月
慧
刘明辉 张 张田田
目录
1.
2.
3.
4.
5.
简介..................................................................................................................................................1
特点..................................................................................................................................................2
应用..................................................................................................................................................2
保护原理............................................................................................................................................3
NAS921型综合保护装置.................................................................................................................10
5.1.
适用范围.......................................................................................................................10
5.2.
保护配置.......................................................................................................................10
5.3.
测控配置.......................................................................................................................11
5.4.
装置特点.......................................................................................................................11
5.5.
应用说明.......................................................................................................................11
35kV/10kV线路保护.........................................................................................................................11
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................11
10kV/6kV线路-变压器保护............................................................................................................12
10kV/6kV电动机保护.......................................................................................................................12
5.6.
保护定值.......................................................................................................................12
5.7.
典型接线示意图............................................................................................................15
6.
NAS921A型综合保护装置..............................................................................................................16
6.1.
适用范围.......................................................................................................................16
6.2.
保护配置.......................................................................................................................16
6.3.
测控配置.......................................................................................................................17
6.4.
装置特点.......................................................................................................................17
6.5.
应用说明.......................................................................................................................17
35kV/10kV线路保护.........................................................................................................................17
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................17
10kV/6kV线路-变压器保护............................................................................................................18
10kV/6kV电动机保护.......................................................................................................................18
6.6.
保护定值.......................................................................................................................18
6.7.
典型接线示意图............................................................................................................21
7.
NAS921B型综合保护装置..............................................................................................................22
7.1.
适用范围.......................................................................................................................22
7.2.
保护配置.......................................................................................................................22
7.3.
测控配置.......................................................................................................................23
7.4.
装置特点.......................................................................................................................23
7.5.
应用说明.......................................................................................................................23
110kV线路保护................................................................................................................................23
35kV/10kV线路保护.........................................................................................................................23
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................24
10kV/6kV线路-变压器保护............................................................................................................24
10kV/6kV电动机保护.......................................................................................................................24
7.6.
保护定值.......................................................................................................................24
7.7.
典型接线示意图............................................................................................................27
8.
NAS921C型综合保护装置..............................................................................................................28
8.1.
适用范围.......................................................................................................................28
8.2.
保护配置.......................................................................................................................28
8.3.
测控配置.......................................................................................................................28
8.4.
装置特点.......................................................................................................................29
8.5.
应用说明.......................................................................................................................29
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................29
8.6.
保护定值.......................................................................................................................29
典型接线示意图.......................................................................................................................32
9.
NAS921D型综合保护装置..............................................................................................................33
9.1.
适用范围.......................................................................................................................33
9.2.
保护配置.......................................................................................................................33
9.3.
测控配置.......................................................................................................................33
9.4.
装置特点.......................................................................................................................34
9.5.
应用说明.......................................................................................................................34
35kV/10kV线路保护.........................................................................................................................34
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................34
10kV/6kV线路-变压器保护............................................................................................................35
10kV/6kV电动机保护.......................................................................................................................35
9.6.
保护定值.......................................................................................................................35
9.7.
典型接线示意图............................................................................................................38
10.
NAS921E型综合保护装置...........................................................................................................39
10.1.
适用范围...................................................................................................................39
10.2.
保护配置...................................................................................................................39
10.3.
测控配置...................................................................................................................40
10.4.
装置特点...................................................................................................................40
应用说明..................................................................................................................................40
35kV/10kV线路保护.........................................................................................................................40
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................41
10kV/6kV动力变保护.......................................................................................................................41
10kV/6kV电动机保护.......................................................................................................................41
10.5.
保护定值...................................................................................................................42
10.6.
典型接线示意图.........................................................................................................45
11.
NAS921F型综合保护装置...........................................................................................................46
11.1.
适用范围...................................................................................................................46
11.2.
保护配置...................................................................................................................46
11.3.
测控配置...................................................................................................................47
11.4.
装置特点...................................................................................................................47
11.5.
应用说明...................................................................................................................47
35kV/10kV线路保护.........................................................................................................................47
35kV/10kV电容器保护.....................................................................................................................48
10kV/6kV线路-变压器保护............................................................................................................48
10kV/6kV电动机保护.......................................................................................................................48
11.6.
保护定值...................................................................................................................48
11.7.
典型接线示意图.........................................................................................................51
12.
13.
应用要点....................................................................................................................................52
辅助功能......................................................................................................................................53
人机对话...................................................................................................................53
故障录波...................................................................................................................53
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
13.5.
13.6.
14.
顺序事件记录............................................................................................................54
开关变位记录............................................................................................................54
矢量图显示................................................................................................................54
DRS软件的支持........................................................................................................55
用户接口......................................................................................................................................56
面板及显示................................................................................................................56
按钮..........................................................................................................................56
通信接口...................................................................................................................56
口令保护...................................................................................................................57
菜单说明...................................................................................................................57
14.1.
14.2.
14.3.
14.4.
14.5.
15.
技术数据......................................................................................................................................58
15.1.
额定直流电压............................................................................................................58
15.2.
额定交流数据............................................................................................................58
15.3.
功率消耗...................................................................................................................58
15.4.
保护部分精度............................................................................................................58
15.5.
测控部分精度(专用测量部分)................................................................................58
15.6.
开关量输入................................................................................................................58
15.7.
输出容量...................................................................................................................59
15.8.
通讯接口...................................................................................................................59
15.9.
环境参数...................................................................................................................60
15.9.1.
电气环境..........................................................................................................................60
15.9.2.
机械环境..........................................................................................................................61
16.
17.
定货须知..................................................................................................................................62
附录..............................................................................................................................................63
附录1.装置面板布置图..........................................................................................................64
附录2.装置背板布置图..........................................................................................................64
附录3.装置安装尺寸图..........................................................................................................65
附录4.操作回路原理图..........................................................................................................66
注意:产品的型号、功能、配置可能由于软件版本升级有所改变,请注意最新版本资料。
简介
1. 简介
NAS-921系列综合保护装置适用于110kV及以下的线路保护、母联保护、电容器保护、电动机保护、变压器保护等,提供了完整的电流电压保护,可根据要求选配复合电压闭锁(方向)电流保护、过电流保护、零序电流保护、零序电压保护、过压保护、低压保护、差动保护、负序保护、过热保护、接地保护、非电量保护、重合闸等。装置采用保护、测控一体化设计,除了完善的保护功能外,还具有测控功能。装置为变电站综合自动化系统设计,具有完善的通信接口,同时提供工业以太网、RS485、RS232通信接口,采用DL/T667-1999(idt IEC-60870-5-103)通信规约,实现网上数据共享。
NAS-921系列综合保护装置适用于变电站自动化系统、水电站自动化系统、厂用电系统和大型工矿企业供电自动化系统。
NAS-921系列综合保护装置如表一所示。
表一:NAS921系列保护测控装置功能一览表
功 能
三段复合电压方向过流保护
四段复合电压方向过流保护
相电流反时限保护
三段零序方向过流保护
零序电流保护1(小电流)
零序电流保护2(大电流)
零序电流1反时限保护
加速段保护
过负荷保护
低电压保护
过电压保护
零序过压保护1
零序过压保护2
零序过压保护3
两段负序电流保护
低频保护
重合闸(非同期)
重合闸(检同期/非同期)
非电量保护
TV断线监视
手合同期功能
测控功能
充电保护
921
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921A
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921B
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921C
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921D
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921E
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921F
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1
特点、应用
2. 特点
1) 采用100MIPS高性能DSP,6条流水线技术有效地加快了数据处理速度,既能满足保护的实时性的要求,又可满足测量高精度的要求;
2) 采用32位高性能多CPU架构,使得保护的处理和能力十分强大,能够实时响应;
3) 每周波64点采样速率,动态频率跟踪,保证了遥测的精度和响应速度,同时使保护捕获暂态信号的能力大大提高;提高了暂态保护的性能。
4) 嵌入式工业化视窗技术应用,真正实现工业产品人性化;
5) 能够显示矢量图,智能功能帮您校核接线的极性,既可靠又方便;
6) 能够显示故障录波图,十分清楚地再现故障的过程,有效协助您分析故障;
7) 具有测量和控制功能,能够实现遥测、遥信和遥控功能;
8) 多级密码防护系统,保证系统的安全运行,同时保证了操作的安全性;
9) 丰富的在线帮助系统,无需说明书也可轻松使用装置;
10) 具有完整的事件记录和操作记录,记录信息掉电保持达十年以上;
11) 可同时支持工业以太网和RS485现场总线网,通信可靠、实时;
12) 与GPS实现软、硬件同时对时,保证了很高的对时精度;
13) 大容量Flash的应用,方便了您产品的升级;
14) 辅助软件DRS Express可帮您十分方便的调试、维护、故障分析;
15) 采用全封闭机箱、整面板设计,外型小巧、美观,结构新颖;
16) 高抗干扰、抗震动、宽温设计,满足就地安装的技术要求。
3. 应用
NAS-921系列综合保护装置适用于110kV及以下电压等级的输配电线路、母联开关、旁路开关、并联电容器、电动机、电抗器、主变、厂用变、接地变压器等的成套保护、测控装置。装置可以组屏安装,也可就地安装。
2
保护原理
4. 保护原理
◇ 复合电压闭锁方向过电流保护
Ubc<0Uab0000>=100&0出口t1Ia>Ia/UbcIb>Ib/UcaIc>Ic/Uab000&0000&00>=1000&0
Figure 4.1 复合电压闭锁方向过流保护逻辑
复合电压闭锁方向过流保护有三相电流继电器、三个相间功率继电器和复合电压继电器构成。其中功率方向元件和复合电压元件可根据控制字投退,从而可灵活地构成过流继电器、方向电流继电器、复合电压闭锁过流继电器、复合电压闭锁方向过流继电器。方向电流保护采用按相启动方式,方向元件具有电压记忆功能,有效地消除了功率方向继电器的死区。复合电压的投入可有效的提高保护的灵敏度。本装置设有三段复合电压闭锁方向过电流保护。
◇ 过电流保护
Ia>Ib>Ic>0>=100出口t10
Figure 4.2 过电流保护逻辑
三相过电流保护不受闭锁元件的限制,因此是最为简单可靠的保护元件。
◇ 零序过电流保护(或不平衡电流保护)
3
保护原理
3Io>t1出口
Figure 4.3 零序过电流保护逻辑
零序电流保护用于中性点不接地系统反应单相接地故障,根据我国《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求,当单相接地电流大于10A时,它动作于开关跳闸。当单相接地电流小于10A时,它动作于跳闸或信号。本装置设置了零序过电流保护反映接地故障,可选择跳闸或告警。
当用于电容器保护时,零序保护CT可接电容器组中性点间的不平衡电流CT,反映不平衡电流。
◇ 过负荷保护
Ia>Ib>Ic>0>=100过负荷告警t10
Figure 4.4 过负荷保护逻辑
本装置设置了三相电流的过负荷保护,它动作于信号。
◇ TV断线检测
4
保护原理
Figure 4.5 TV断线检测逻辑
TV断线检测元件与复合电压启动为同一元件,可以很好地对闭锁元件进行监视。本元件中低压元件受无流元件和开关跳闸位置闭锁,只有在开关处于合闸位置和有电流时才发PT断线信号,负序元件不受闭锁。本元件设有固定延时为9s。无流定值固定0.1In。
◇ 低频保护
fdf/dtFigure 4.6 低频保护逻辑
0000&0出口t1
系统功率失去平衡时,会引起频率的下降,当频率严重下降到威胁系统安全运行时,需要低周保护切除部分负荷。为了防止电源切除、电动机反馈引起频率下降过程中低频保护误动,本装置设置了滑差闭锁,装置内部固定为3Hz/s,当频率下滑速度大于该值时闭锁低频保护。本装置同时设有电压、电流闭锁,装置内部固定为0.6Un。无流定值内部固定为0.1In。
◇ 零序过电压保护(或不平衡电压保护)
3Uo>t1Figure 4.7 零序过电压保护逻辑
出口
零序电压保护一般用于元件保护,保护动作于出口切除故障。当用于电容器保护时,零序过压保护可接电容器组中性点间的不平衡电压PT,反映不平衡电压。
5
保护原理
◇ 重合闸
合闸位置低气压其它放电信号保护动作跳闸位置线路无流U <0.25Uxn&充电200015s0≥1放电≥1&启动&重合闸出口检无压投入检同期投入同期检定非同期投入≥1&tZCH0≥1&动作0120Figure 4.8 重合闸逻辑
本装置设有三相自动重合闸。可选择非同期、检无压、检同期三种工作方式。同期电压可以选择Ua,Ub,Uc,Ubc,Uca,Uab,额定电压可选择100V或57V。线路无压定值内部固定为0.25Un,有压定值内部固定为0.7Un,无流定值固定0.1In。重合闸充电条件为合位(HWJ=1,TWJ=0),无外部闭锁重合闸信号,无合闸压力闭锁信号,重合闸充电时间为15s。重合闸闭锁信号有:手跳、遥控跳闸、外部闭锁重合闸、低气压闭锁、低频保护动作闭锁。重合闸启动由开关位置不对应启动,不对应状态由装置内部逻辑形成。可实现保护动作后重合、开关偷跳重合。重合闸动作后,发出重合闸脉冲展宽120ms。当检测到线路有电流后快速返回,防止了TBJ的动作,可实现多套设备并列运行,实现保护的双重化,而不需停用其中一个重合闸元件。
对于没有配置同期的重合闸功能,其检同期部分和检无压部分的逻辑去除,非同期方式自动投入。重合闸启动后,不检测同期而直接动作于重合闸出口。
◇ 加速段保护
Figure 4.9加速段保护逻辑
加速段保护在手动合闸、遥控合闸、重合闸、以及外部合闸时自动投入,实现快速切除故障。加速脉冲展宽3s。
6
保护原理
◇ 低电压保护
Uab<0&0Ubc<00出口t1Uca
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