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南京南瑞 LFP-941A(B.D.J.S) 高压线路成套保护装置技术说明书

时间:2011-11-18


LFP-941A(B.D.J.S)型输电线路成套保护装置

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LFP-941A(B.D.J.S)型高压线路 成套保护装置技术说明书
1 装置的应用
LFP-941A(B.D.J.S)为由微机实现的数字式高压线路成套快速保护装置。它包括完整的 三段相间和接地距离及四段零序方向过流保护。此外 LFP-941B 还包括以复合式距离方向元 件和零序方向元件为主体的高频保护,由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护。 LFP-941A 用于无特殊要求的 110KV 高压输电线路。 LFP-941B 用于要求全线路快速跳闸的 110KV 高压输电线路。 LFP-941D 用于负荷变化频繁的 110KV 高压输电线路(如负荷为电气化铁路、 大型冶炼电 炉等) 。 LFP-941J 为满足用户的特殊需要,在 LFP-941A 的基础上改进,(包括增加前加速功能、 速跳段加可整定的延时、重合闸检母线无压等等) LFP-941S 用于中性点经电阻接地的 35KV 高压输电线路(以上海地区为多) 以上装置均设有三相一次重合闸功能,带有跳合闸操作回路以及交流电压切换回路。

2装置的性能特征
2.1 LFP-941A(D.J.S)型装置设有两个单片机插件, LFP-941B 型装置则设有三个单片机插 对
件。 a)CPU1 插件为装置的纵联保护,由四边形距离继电器配以超范围整定的工频变化量 距离继电器构成了距离方向元件和零序方向元件,经通道配合组成全线路快速跳闸的纵联保 护; 此外还具有由Ⅰ段工频变化量距离继电器构成无需通道的快速独立跳闸段。 LFP-941B (仅 有)

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b)CPU2 插件为三阶段式相间和接地距离及四段零序保护,以及重合闸逻辑。 c)MONI 插件为起动和管理机,内设整机总起动元件,该起动元件与纵联保护和距离 及零序保护在电子电路上(包括数据采集系统)完全独立,动作后开放保护出口电源。另 外,MONI 还提供人机对话的通讯接口。保护跳闸并整组复归后,MONI 接收 CPU2 来的电压、 电流信号,进行测距计算。 装置除设置了独立的总起动元件外,高频保护和距离及零序保护内均设有本保护的起 起动元件的主体以反应工频变化量的过流继电器实现,同时又配以反应全电流的零序过 流继电器,互相补充。反应工频变化量的起动元件采用浮动门坎,正常运行及系统振荡时变 化量输出回路的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎;浮动门坎电压始终略高于不平衡电 压,在一般运行情况下由于不平衡分量很小而装置有很高的灵敏度。当系统振荡时,自动降 低灵敏度,不需要设置专门的振荡闭锁回路。因此,装置有很高的安全性,起动元件有很高 的灵敏度而又不会频繁起动。

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动元件,构成独立完整的保护功能。

2.3 距离及零序保护性能:
a)三阶段式相间和接地距离保护中的不对称短路动作特性和对称短路暂态特性如图 2.1a,图2.1b为三相短路稳态特性,为了确保Ⅲ段距离元件的后备作用,Ⅲ段距离元件 三相短路特性包含原点。

a. 正向不对称故障暂、稳态特性,

b.对称故障稳态特性

正向对称故障暂态特性
图 2.1 阻抗继电器基本特性

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b)继电器由正序电压极化,因而有较大的测量故障过渡电阻的能力。当用于短线路时, 为了进一步扩大测量过渡电阻的能力,还可将Ⅰ、Ⅱ段阻抗特性向第Ⅰ象限偏移。 c)接地距离继电器设有零序电抗特性,可防止经过渡电阻接地故障时继电器超越。 d)正序极化电压较高时,由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性;当正序电压 下降至 15%以下时,进入三相低压程序,由正序电压记忆量极化,并且在继电器动作前设置 正的门坎,母线三相故障时继电器不可能失去方向性;继电器动作后则改为反门坎,保证正 方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。同时,进低压程序时,Ⅲ段继电器采用反 门坎,因而三相短路Ⅲ段稳态特性包含原点,不存在电压死区。

2.4 振荡闭锁分为三部分:
a)在起动元件第一次动作初始开放 160ms,以保证正常运行下突然发生故障时能快 速开放。 b) 不对称故障时由不对称开放元件 L0Q 开放, 保证了在任何不对称故障时的快速开放。 c)测量 Ucosφ的幅值,该电压在系统振荡时反应振荡中心电压,在三相短路时反应弧 光压降,在三相短路第一部分振闭不能开放的前提下,由本元件经短延时开放。因而,本装 置的振荡闭锁保证了任何振荡及振荡又区外故障不误开放,而区内故障时则能有选择性的可 靠切除故障。 装置可适用于短或超短线路,最小可整定 0.01Ω(In=5A)。 算法 装置共有 18 个距离继电器,以及四段零序方向过流继电器,本装置算法的突出特点是 保证了在故障全过程对各相各段的距离继电器,零序方向过流继电器平行计算,不会因为故 障类型判别的错误而导致程序测量错误;另一方面,本算法还实现了在每个采样周期完成全 部测量计算,保证了计算数据的实时性,有很高的固有可靠性。 装置的起动元件中既有反应变化量的元件,同时又配以反应零序过流的稳态量元件。

2.5 2.6

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反应变化量的元件设置有浮动门坎,正常及系统振荡时变化量形成回路的不平衡输出自动构 成自适应式的门坎。 设计了双回线相继速动保护,既保持了距离保护的独立性,同时又实现了传统横差保

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护的功能。

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设有不对称故障相继速动的功能。

2.10 设有三相一次重合闸功能,重合闸可由保护直接起动,也可由断路器位置不对应起动。 2.11 配有液晶信号显示,正常运行时,可显示所测量的电流、电压幅值和相位,
线路故障时则显示跳闸相别,跳闸元件类型和测距结果。

2.12 键盘操作简单,采用菜单工作方式,仅有+、-、↑、↓、←、→、确定、取消、复
位等 9 个按键,非常易于掌握。

2.13 配有自动调试接口,可方便地与配套的自动调试仪连接,自动进行定值校验,整组试
验及输入输出接点检查。

2.14 装置背后端子有一个串行口,可作为对外通讯接口。另有一个串行口可与串行打印机
相连,用于打印故障报告等。

2.15 对 LFP-941B 装置,在纵联保护中,作方向比较元件的四边形距离继电器和工频变化量距
离继电器正方向故障特性如图 2.2,其中四边形特性固定向反方向偏移 0.05,圆特性为工频变

图 2.2 复合距离方向元件正方向故障动作特性 化量距离继电器在正方向故障时的特性,二个特性的公共区为方向元件的动作区。 该工频变化 量距离元件整定值应一直包含到对端系统阻抗。因而,正方向故障时,有很大的反应故障过渡 电阻的能力。系统振荡及反方向故障时,其工作电压的变化量近于零,因而有极好的方向性和
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振荡闭锁性能,该方向元件我们称之为复合距离方向元件 。

3 技术数据
3.1 额定数据:
直流电源:220V,110V,允许偏差+10%,-20% 交流电压:57.7V 线路电压:57V 或 100V 交流电流:5A,1A 频率:50Hz

3.2 功耗:
交流电流回路在额定电流时: <1VA/φ(In=5A) 交流电压回路额定功耗: 直流电源功耗: <1VA/φ 正常:50W 跳闸:80W 电源: 工作电源: 光耦隔离电源: 主要技术指标: 工频变化量距离元件 距离保护Ⅰ段: 3.4.2 起动元件: △Ⅰ起动,起动值 0.2In 零序过流起动元件,0.1In~In 范围内可整定。 3.4.3 距离及零序保护部分 近处: 5~10ms 末端: <20ms <30ms 纵联保护全线路跳闸时间: <30ms ±12V±0.2V +5V±0.15V +24V±2V

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3.4.1 整组动作时间

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a)零序方向过流保护: 零序方向元件: 最小动作电压:>0.5V, <1V 最小动作电流:<0.1A 零序过流元件定值误差<±5% Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段零序跳闸延迟时间:0~10s b)距离保护部分: 整定范围: 0.01~25Ω 0.05~125Ω 精确工作电压: (In=5A) (In=1A) <0.25V

距离元件定值误差:<±5% 最小精确工作电流: 0.1 In 最大精确工作电流: 25In Ⅱ、Ⅲ段跳闸时间: 0~10s c)重合闸: 检同期元件角度误差<±3° 检同期有压元件: >40V±5%V 检无压元件: 3.4.4 <30V±5%V LFP-941B 的高频保护部分:

a) 四边形距离元件 整定范围 Zzd: 0.1~30Ω 0.5~150Ω Rzd: 5~15Ω 25~75Ω b)工频变化量距离速跳元件 动作速度: c)零序方向元件 最小动作电压: 最小动作电流: >0.5V, <1V <0.1In <10ms (△Uop>2Uz时) (In=5A) (In=1A) (In=5A) (In=1A)

3.5 允许环境温度:
正常工作温度: -10℃~50℃

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3.6 抗干扰性能符合国标:GB6162-85 3.7 绝缘耐压标准满足部标:GB7261-87

4装置原理
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装置的整体构成见图 4.1 输入电流电压首先经隔离互感器传变至二次侧,成为小信号电压,然后一组进入 VFC 插件,将电压信号经压频变换器转换成频率信号,供 CPU1,CPU2 作保护测量。另一组电流 信号则进 MONI 插件,由内部模数转换后作装置总起动元件。 MONI 内设装置总起动元件,起动后开放出口继电器正电源。 CPU1 内是一套完整的纵联保护(仅 LFP-941B 有) 。 CPU2 内是一套完整的距离及零序保护和重合闸。 二套保护输出至出口继电器。 MONI 还作为通讯管理机,负责三个 CPU 之间通讯,人机对话,键盘、液晶显示器的管 理,以及打印输出。

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图 4.1 装置整体方案

5 装置整体介绍
5.1 装置保护原理方框图
保护装置的方框图见图 5.1,装置设置了独立的总起动元件,动作后由起动继电器QJ 开放出口继电器正电源 。 各套分保护有各自的起动元件,起动后进入各自的故障程序。 5.1.1 各符号的意义: a ) 图 5.1 中距离及零序保护各符号的意义: L∑Q:保护自身的起动元件 L1Q:按躲过最大负荷电流整定的正序过流元件 L0.2Q:不对称故障振闭开放元件 Ucos: 对称故障振闭开放元件 1Zφ、2Zφ、3Zφ:分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段接地距离继电器 1Zφφ、2Zφφ、3Zφφ:分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相间距离继电器 SABC:三相故障 ZH:自动重合闸 SH:手动合闸 SHS:双回线相继速动保护 BDC:不对称相继速动保护 F0:零序方向元件 1L0、2L0、3L0、4L0:分别为Ⅰ~Ⅳ段零序过流继电器 L0JS:合闸加速段零序过流继电器 SW1~SW14,SW19:为由用户整定的运行方式字(运行方式选择开关),在给装置输入 整定值同时输入 b) 高频保护各符号的意义: L∑Q1:高频保护起动元件 △Z:工频变化量距离继电器 SX:收讯 FX:发讯 TX:停讯(允许式时为发讯)

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ΔZF::由四边形距离加超范围工频变化量距离构成的方向比较元件 F0+、F0-:分别为零序正、反方向元件。 TRCF:合闸于故障线路跳闸 SW1~SW2:和装置定值同时输入的功能选择开关。为“1”时,其意 义: SW1:允许式通道,否则为闭锁式 SW2:弱电源或单电源负荷侧 5.1.2 距离及零序保护方框图说明 CPU2 中本身设有起动元件 LΣQ,动作后起动故障测量程序。 a) 三段相间和接地距离保护 i) 振荡闭锁 振荡闭 不对称故障开放元件 L02Q 或对称故障开放元件 Ucos 任一动作时门 2 动作至门 3, 锁开放。正常运行时,负荷电流小于 L1Q,这时如发生系统故障, 起动元件 LΣQ]动作,则门1动作,经 Tq 至门 3,振荡闭锁开放,Tq 时间定为 160ms。系统 振荡时,L1Q 动作,延时 10ms 闭锁门 1,这时若有故障,LΣQ 动作不能开放振荡闭锁,只能 由 L02Q 或 Ucos 开放。 振荡闭锁可以由用户选择运行方式开关 SW1,当 SW1 合上时,振闭投入,当打开时, 距离保护不经振荡闭锁直接跳闸。 ii ) 距离保护 距离保护Ⅰ、Ⅱ段受振闭控制,见门 5、6、7。接地距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段和相间距离Ⅲ段 分别经选择运行方式开关 SW2、SW3、SW4、SW5 而决定是否投入,相间距离Ⅰ、Ⅱ段在 运行方式上始终投入(只有当装置上屏后,屏上距离保护投入压板断开时,距离保护全部退 出)。 Ⅰ段距离继电器动作时,门 4、门 5 动作至门 28,门 30 起动跳闸继电器 TJ。Ⅱ段接地 距离继电器 2Zφ动作时,经门 6,Ⅱ段延时 T2φ至门 28;Ⅱ段相间距离继电器 2Zφφ动作时, 经门 7,2 段相间距离延时 T2φφ至门 28;Ⅱ段相间距离经 T3φφ至门 28 去出口跳闸。 手动合闸时,SH 动作,由Ⅱ段距离继电器经门 10,Ⅲ段距离继电器经门 11,至门 16, 开放门 17 至门 14,门 15 到门 28。自动重合闸时,ZH 动作,由 SW6、SW7 可分别选择Ⅱ 段,或Ⅲ段作为加速跳闸段,经门 12、门 13 至门 14 出口。 双回线相继速动保护 SHS 动作时,经方式选择开关 SW9 至门 18,门 15,门 28 去出口。 不对称故障相继速动保护 BDC 动作时,经 SW10 至门 18 去出口。 本装置还设置了一个三相故障加速Ⅱ段跳闸的方式,Ⅱ段动作,则由门 8,至门 9,同

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时选三相回路 SABC 动作时准备了门 9 动作条件,再经 SW8,延时 200ms 后至门 28 去出口。 这里注意, 如果在双回线运行, 双回线相继速动保护投入时, SW9 投入则本加速段自动闭锁。 b)零序方向过流保护 方式选择开关 SW11~SW14 分别决定零序,Ⅰ至Ⅳ段过流保护经或不经 零序方向元件 F0 控制,当投入时,零序过流保护带方向性。 由于数字式保护数值比较的方便性,在开关合闸时,其合闸加速段过流元件不再使用传 统的加速阶段式保护中某一段的方式,而是直接形成一个独立的过流元件 L0JS,如图 5.1, 合闸时,门 25 动作,如 L0JS 动作则门 27 动作,经 100ms 延时,至门 29,门 30 去出口。 同时,在合闸过程中,将零序方向过流Ⅰ段闭锁。如在合闸过程中,线路有压,则退出 零序加速段。 零序方向过流Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段分别经各段延时后跳闸。 5.1.3 高频保护方框图说明 a)方向比较回路。(以闭锁式通道为例) 起动元件△L∑Q1动作即由门电路门 46、门 45 起动发讯。另外,发讯回路也可由远方发 讯起动,收到对侧信号后,本侧发 10 秒。由正方向元件△ZF 和 F0+动作至门 5、门 7 作停 讯元件,反方向元件 F0-作为闭锁元件,一旦动作,闭锁门 7,正方向元件不起作用。本装 置跳闸回路动作时,立即停讯,并在跳闸信号返回后继续停讯 160ms,跳闸固定动作且无电 流时,无条件停讯。当正方向元件门 5 动作,同时收不到对侧发讯信号时,方向比较保护门 8 动作。当采用允许式通道时,SW8]为“1”,将门 1 短接,变收讯信号为允许信号,若本 侧正方向元件动作或跳闸后,由 FX 继电器起动发允许信号。 工频变化量距离保护,方向比较保护等动作三相跳闸。 b)开关合闸于故障线路 TRCF 动作三相跳闸。

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图 5.1

LFP-941A ( B.D.J.S)保护装置逻辑图

5.2 重合闸方框图
本装置采用三相一次重合闸方式,可以由保护起动,也可以由位置不对应起动,图 5.2 是重合闸的方框图。 5.2.1 图 5.2 中各符号意义: KK:操作把手合后位置接点 TWJ:跳闸位置接点 LΣQ:保护起动元件

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BC:外部闭锁重合闸接点 HYL:合闸压力继电器 TTR:跳闸保持信号(至整组复归才复归) LA、LB、LC:判别有/无电流元件 UL:低定值线路电压继电器,动作值 30V UH:高定值线路电压继电器,动作值 40V SYN:二侧电压同期 SW15~SW18:运行方式字,在定值整定同时输入。 5.2.2 重合闸逻辑 a ) 重合闸准备回路 为保证一次性重合闸,重合闸必须在充电完成后,才能工作。 当 KK 在合后,TWJ 不动作,起动元件不起动,说明在正常运行状态,门 1、门 2 动作, 起动充电回路 Tcd,Tcd 时间为 15 秒,经 Tcd 后,重合闸准备好合闸。当外部闭锁重合闸信 号,或母差动作信号动作时至门 3,由门 3 对 Tcd 放电。 合闸压力继电器动作时,经 200ms 延时,如果保护不动作则经门 4 至门 3 对 Tcd 放电。

图 5.2 三相一次重合闸逻辑 当重合闸长期不投时,可通过将方式开关 SW15 打开而退出。 b ) 合闸过程 TTR 或 TWJ 动作表明开关跳闸,如果三相均无电流则门 6 动作,至门 8。然后,如为检

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同期方式,SW17 动作,则要求线路有压,UH 动作,且同期检查动作,SYN 有信号,则门 10、门 11 动作至门 12。如果为检无压方式,SW16 合上,则要求线路无压,UL 不动作,由 门 9 动作至门 12。如为不检方式,则 SW18 合上,直接至门 12,门 12 动作起动两个时间, Tc 为一次合闸脉冲 120ms,至合闸继电器 HJ;另一个为后加速信号时间 400ms,至加速继 电器 JSJ。供外部可能接有的其它保护。

5.3 输出接点
图 5.3 为保护的输出接点图,其中中央信号 XJT-1、XJH-1 为磁保持继电 器,其余继电器均不保持。其中的跳闸,合闸接点允许通入最大跳合闸电流 5A,备用继电 器 HBJ 根据用户需要配置。

图 5.3 输出接点图 5.4 操作回路
操作回路原理见图 5.4 主保护部分直接由操作回路引入跳闸位置,合后位置KK,合闸压力 HYJ,跳闸压力 TYJ 的弱电信号,其+5V 电源即为保护的电源。图中 KKJ 为磁保持继电器,合闸时该继电器动作 并磁保持,仅手跳该继电器才复归,保护动作或开关偷跳该继电器不复归,因此其输出接点为 合后 KK 位置接点。用本装置的操作回路,就不需要从 KK 把手取合后 KK 位置。也适应了无 控制屏的无人值守变电站的要求。 断路器操作回路中(SWI)跳合闸直流电流保持回路可根据现场断路器跳合闸电流大小

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整定。整定方法如下: 如现场跳闸直流电流保持回路电流为 0.5A,不连跳线;连 E2 的 1-2 增加 0.5A;连 E2 的 3-4 增加 1A;连 E2 的 5-6 增加 2A。如实际跳闸电流为 4A,则 E2 的 1-2、3-4、5-6 都连上。 合闸直流电流保持回路电流大小由 E1 的跳线决定。方法同 E2。

图 5.4 操作回路

5.5 电压切换回路
电压切换回路见图 5.5。1YQJ3、1YQJ5、2YQJ3、2YQJ5 为磁保持继电器,这些继电器 的接点用于母线电压的切换,当刀闸辅助接点接触不良或切换回路直流电源消失,保证保护 用的电压正常,而异常状况可经其它继电器(不保持)反映出来。 电压切换回路电源在装置内与操作回路及保护用电源是分开的。

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5.6 装置的接线端子图
装置的电压及接点的输入输出改变了传统的接线端子方式,而采用 30 线转插座,其目 的一则是为了解决装置小型化而端子太密的矛盾,另则采用转插件减少了接线,有利于为调 试自动化创造条件。 图中 A、B、C、G 为四个 30 线插座,其中 A 为保护动作接点及信号接点输出,B 为操 作回路输入输出,C 为开关量输入和保护用交流电压输入(或切换后电压接入),G 为电压切 换回路输入输出。 CA1 是输入开关量的公共端,CA2 至 CA5,CB1 至 CB5,CC1 至 CC5 均为输入开关量。 本保护考虑了用户可能采用外部专用的操作箱,而不使用本保护中的操作回路,这时, 要求分别提供 CC2 的跳闸位置继电器,CC3 的操作把手 KK 合后位置接点以及 CC4 的压力 闭锁接点,要特别注意如采用本装置操作回路时,这三项不需要引入,特别不能将这三项与 操作回路的输入 BC8、BC1、BC7 并接。 Ux、Uxn 为线路电压,UA、UB、UC、UN 为母线电压。交流电压同样也考虑了用户可能 采用本装置切换, 也可能采用外部电压切换箱。 当采用外部电压切换箱时, CA8、 CA9、 CA10 为输入,当采用本装置切换时则为输出。 图 5.6 中 G 的 GA1~GA8,GB1~GB9 为电压切换输出接点,BA1~BA2,BB1~BB10 为跳闸和合闸位置继电器输出接点。BA8~BA10 为操作电源,BC1~BC10 为跳合闸操作接 入回路,因此,是直接接入强电回路的。 DD 是电流、直流电源、大地接入端子。 EE 是一个串行口,可与上位计算机相联,FF 接串行打印机。

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图 5.5 电压切换回路

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图 5.6 LFP-941A(B.D.J.S)型成套线路保护装置输入输出端子

5.7

结构与安装:

装置为单层4U标准机箱,用嵌入式安装于保护屏上,机箱结构和屏面开孔图分别见图 5.7.a 和图 5.7.b

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图 5.7.a 机箱结构图

图 5.7.b 屏面开孔图 5.8 装置面板布置图

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图 5.8 是装置的面板布置图

6 整定方法及用户选择
装置的整定按表 6.1 至 6.5 整定。 6.1 表 6.1 装置的额定运行参数,应该首先整定。注意额定电流值为 5A 或者为

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1A,应正确填写,否则将出现数据错误信息。其它额定值不需要整定。 6.2 表 6.2 是高频保护定值单。(仅 LFP-941B 装置方有此项定值单) 1 ) DZzd:工频变化量距离继电器的定值,按全线路阻抗的 0.8~0.85 整定。 . 2 ) DZzdF::超范围工频变化量距离继电器定值,对短线路,可按等于或小于最大运行 方式下输电线路到对侧电源的阻抗值整定,对长线路,可按大于 1.5 倍线路阻抗且小于 1.5 倍输电线路到对侧电源阻抗来整定。 . 3 ) ZzdF:四边形距离元件阻抗定值,按大于 1.3 倍线路阻抗整定。 . 4 ) Rzd:四边形距离元件电阻方向整定值,按最大负荷运行时,负荷阻抗不进入四边 型距离元件范围整定。 5 ) K:零序补偿系数=(Z0L-Z1L)/3Z1L 其中 Z0L 和 Z1L 分别为线路的零序和正序阻抗 6 ) I0qzd :零序过流起动元件定值,按躲过最大零序不平衡电流整定,定值范围 0.1In 到 0.5In。 7 ) I0zdF: 零序方向比较过流元件定值, 应保证线路末端单相接地故障有足够的灵敏度。 8 ) I0zdcF:合闸于故障线路零序过流保护定值,应保证线路末端接地故障有足够的灵敏 度。 9 ) 高频保护运行方式控制字 SWn: 运行方式字在定值输入时输入,用作保护运行功能的切换,表 6.2 已对各控 制字的功能作了说明。 6.3 表 6.3 是距离及零序保护和重合闸的定值单,其中 1 ) 1~5 是各段阻抗整定值,按照实际系统及线路的配置进行整定,其定值均为算到变 电所电压电流互感器的二次值。 2 ) I0QZD 是 CPU2 上零序起动元件定值,按躲过系统不平衡零序电流整定。 3 ) I1QZD 是振闭过流元件,按躲过线路最大负荷电流整定。 4 ) 8~11 是零序Ⅰ至Ⅳ段过流元件整定值。 5 ) I0ZDCF 是零序合闸加速段整定,应保证线路末端接地故障有足够的灵敏度。 6 ) IPTZD 电压回路断线过流元件,正常时不投入,PT 断线时自动投入。其 整定原则是应至少大于最大负荷电流, 可考虑保证线路未端两相不接地故障能 动作。 7) 14~20 项是各保护段时间元件的整定值 8) TptZD 是电压回路断线过流元件动作时间 9) TCHZD 重合闸时间整定值

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10) K 为接地距离中零序电流补偿系数,K= (Z0L-Z1L)/3Z1L 11) PS1、PS0 二项分别为输电线路正序和零序阻抗角 12) DG1、DG2 分别为接地距离和相间距离Ⅰ、Ⅱ段在用于短线路时为扩大允许故障过 渡电阻的能力而向第一象限的偏移角,如图 4.3.7 中θ。 13) DGCH,重合闸检同期角度的整定值 14) 这一部分为供用户进行功能选择的运行方式字,对应图 5.1 中功能选择开关,当 SWn=“1”时,表示该功能投入,SWn=“0”时表示不投,相当于开关打开。 按表中所列各项,每位例如(1)即表示 SW1,(n)即为 SWn。 每位功能表中已作说明, 仅需补充的是 SW18 投入时, 其功能为重合闸时既不经检无压, 也不经检同期而直接重合。 表 6.1 序号 1 2 3

LFP-941A(B.D.J.S)型线路保护装置运行额定值 额定值名称 额定电流 额定值 系统频率 定值符号 IN VN f 整定范围 5A(1A) 57.7V/相 50Hz(60Hz) 整定值

注:下面各定值单中的定值按 IN =5A 给出,而括号中()是对应 IN=1A 时的定值范围。

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表 6.2 LFP—941B 型线路保护装置高频方向保护定值单 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 定值名称 工频变化量阻抗 超范围工频变化量阻抗 四边形距离元件阻抗 四边形距离元件电阻 接地阻抗零序补偿系数 零序起动电流 零序方向比较过流元件 合闸于故障零序过流元件 定值符号 DZZD DZZDF ZZDF RZD K I0QZD I0ZDF I0ZDCF 整定范围 0-10 (0-50) Ω 0.5-30(2.5-150) Ω 0.5-30(2.5-150) Ω 0.5-30(2.5-150) Ω 0—2 0.5A-2A (0.1A-0.4A) 0.5A-50A (0.1A-10A) 0.5A-50A (0.1A-10A) 整定值

高频方向保护运行方式控制字(某位为 1,对应功能投入) (1)PM 1 为允许式通道;0 为闭锁式通道 (2)RD 1 为应用于弱电源或单电源负荷侧

6.3

LFP—941A(B.D.S)型线路保护装置距离及零序保护和重合闸定值

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

定值名称 距离Ⅰ段 接地距离Ⅱ段 接地距离Ⅲ段 相间距离Ⅱ段 相间距离Ⅲ段 零序电流起动元件 振荡闭锁判别过流元件 零序过流Ⅰ段 零序过流Ⅱ段 零序过流Ⅲ段 零序过流Ⅳ段

定值符号 ZZD1 ZZDP2 ZZDP3 ZZDPP2 ZZDPP3 I0QZD I1QZD I01ZD I02ZD I03ZD I04ZD

整定范围 0.01-10 (0.05 -50) Ω 0.01-25(0.05-125) Ω 0.01-25 (0.05-125) Ω 0.01-25(0.05 -125) Ω 0.01-25(0.05-125) Ω 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) A A A A A A

整定 值

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12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

零序过流加速段 PT 断线时过流保护段 接地距离Ⅱ段动作时间 接地距离Ⅲ段动作时间 相间距离Ⅱ段动作时间 相间距离Ⅲ段动作时间 零序过流Ⅱ段动作时间 零序过流Ⅲ段动作时间 零序过流Ⅳ段动作时间 PT 断线过流段动作时间 重合闸时间 零序补偿系数 正序灵敏角 零序灵敏角 接地距离偏移角 相间距离偏移角 重合闸同期角

I0ZDCF IPTZD T2PZD T3PZD T2PPZD T3PPZD T02ZD T03ZD T04ZD TPTZD TCHZD K PS1 PS0 DG1 DG2 DGCH

0.5-100(0.1-20) A 1-100(0.2-20) 0—10 0—10 0—7 0—7 0—10 0—10 0—10 0—7 0— 10 0—2 50—78 DEG 50—78 DEG 15,30,45 DEG 15,30,45 DEG 0—90 DEG A S S S S S S S S S

保护运行方式控制字(某位为 1,对应功能投入) 振荡闭锁 Ⅱ段接地距离 Ⅲ段相间距离 Ⅲ段距离加速 双回线相继速动 Ⅰ段零序方向 Ⅲ段零序方向 重合闸 检同期 (2)1ZD (4)3ZD (6)2ZJS (8)SXJS Ⅰ段接地距离 Ⅲ段接地距离 Ⅱ段距离加速 三相故障加速Ⅱ段 Ⅱ段零序方向 Ⅳ段零序方向 检无压 重合不检

(1)ZB (3)2ZD (5)3ZPP (7)3ZJS (9)SHXS (11)1L0F (13)3L0F (15)CH (17)JTQ

(10)BDXS 不对称故障相继速动 (12)2L0F (14)4L0F (16) JWY (18)BJCH

(19) PTL01 电压回路断线后保留Ⅰ段零序

注意:在距离和零序过流保护定值中必须保证 (1)距离Ⅰ段定值≤距离Ⅱ段定值≤距离Ⅲ段定值;零序过流定值则是Ⅰ段≥Ⅱ段≥Ⅲ段

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≥Ⅳ段。 (2)如某距离或零序过流段不投入运行,可将其整定为相邻段定值(除距离Ⅰ段外不可整 定为 0),而该段的时间元件则可整定为 10 秒。 例如:零序过流Ⅳ段不投,则可将其过流定值整定为与零序段一样即 I04ZD=I03ZD,同 时将零序Ⅳ段时间整定为 10 S。

6.4 表 6.4 是管理机(MONI)的定值单。 该表是 MONI 上总起动元件的整定值,其中 Ioqzd:零序起动值,应按躲过系统最大不平衡电流整定 PRN:为自动/手动切换控制字,为延长打印机寿命,建议设在手动方式。 ADDR:为保护装置在变电站内的地址号,范围为 0-255。 表 6.4 序 号 1 2 2 3 管理机(MONI)的定值单

定 值 名 称 零序起动电流 线路编号 保护装置地址号

定值符号 I0QZD LINE ADDR

整定范围 0.5A-2.5A(0.1A-0.5A) 根据实际系统编号 0-255

整定值

运行方式控制字: PRN 为“1”时,自动打印故障报告 PRN 为“0”时,手动打印故障报告

6.5 表 6.5 是故障测距定值单。 1) XL:全线路正序电抗,按被保护线路全长的总感抗整定(折算至二次值) 2) RL:全线路正序电阻,按被保护线路全长的总电阻整定(折算至二次值) 3) XLo:全线路零序电抗 (折算至二次值) 4) RLo:全线路零序电阻 (折算至二次值) 5) L:线路的总长度

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表 6.5 故障测距定值单

序号 1 2 3 4 5

定值名称 被保护线路全长正序电抗 被保护线路全长正序电抗 被保护线路全长正序电抗 被保护线路全长正序电抗 线路总长度

定值符号 XL RL XL0 RL0 L

整定范围 Ω Ω Ω Ω 0-500 KM

整定值

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一: LFP-941J 应用说明



根据用户要求,为更好地适应现场情况,推出 LFP-941J 程序,现就 LFP-941J 说明如下: 1. LFP-941J 与原 LFP-941A 的硬件完全相同; 2. 在 LFP-941J 中增加以下定值: (1) 原 LFP-941A 中接地距离Ⅰ段与相间距离Ⅰ段共用 1 个定值 ZZD1 , 现将其分开为接 地距离Ⅰ段 ZZDP1 , 相间距离Ⅰ段 ZZDPP1 。 (2) 增加接地距离Ⅰ段和相间距离Ⅰ段的时间整定值,分别 表示为 T1PZD , T1PPZD ,即 距离Ⅰ段也可经延时跳闸。 (3) 增加零序过流Ⅰ段时间整定值 T01ZD , 即零序过流Ⅰ段也可经延时跳闸。 (4) 将原来 PT 断线时相电流过流段 IPTZD 和延时 TPTZD , 改为两段, 电流定值 IPT1ZD , IPT2ZD , 和时间定值 TPT1ZD , TPT2ZD 。 (5) 增加重合闸检母线无压方式, 即增加一个控制字“JMX”, 当“JMX”=1 时,检定用 于保护测量的电压(A 相)低于 30V 方能重合。 (6) 用户可选择前加速方式,包括相间故障前加速和接地故障前加速。即增加两个控制字 “QJSPP”和“QJSPG”。 当 “QJSPP” 时, 采用相间故障前加速方式(仅加速相间距离), 即当重合闸充上电后, 线 =1 路发生相间故障加速相间距离Ⅱ段。重合闸合闸后,若合于本线的永久性故障, 200MS 内仍由 加速段动作(加速距离和零序电流),若合上本线后无故障,200MS 后改由常规距离Ⅰ、 Ⅲ段、 Ⅱ、 零序过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段动作切除以后发生的故障。 当“QJSPG”=1 时, 采用接地故障前加速方式(仅加速接地距离), 即当重合闸充上电后, 线路发生接地故障加速接地距离Ⅱ段, 重合闸合闸后,若合于本线的永久性故障, 200MS 内仍 由加速段动作(加速距离和零序电流),若合上本线后无故障,200MS 后改由常规距离Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ 段、零序过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段动作切除以后发生的故障。 (7) PT 断线时, 若重合闸方式为“不检重合”, 则重合闸不放电, 仍能重合。 (8) 管理板定值及故障测距定值与原 LFP-941A 一样。

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附 LFP-941J

CPU 定值表:

表 LFP-941J 距离及零序过流保护及重合闸整定值 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 定值名称 接地距离Ⅰ段 接地距离Ⅱ段 接地距离Ⅲ段 相间距离Ⅰ段 相间距离Ⅱ段 相间距离Ⅲ段 零序电流起动元件 振荡闭锁判别过流元件 零序过流Ⅰ段 零序过流Ⅱ段 零序过流Ⅲ段 零序过流Ⅳ段 零序过流加速段 PT 断线时过流保护Ⅰ段 PT 断线时过流保护Ⅱ段 接地距离Ⅰ段动作时间 接地距离Ⅱ段动作时间 接地距离Ⅲ段动作时间 相间距离Ⅰ段动作时间 相间距离Ⅱ段动作时间 相间距离Ⅲ段动作时间 零序过流Ⅰ段动作时间 零序过流Ⅱ段动作时间 零序过流Ⅲ段动作时间 零序过流Ⅳ段动作时间 定值符号 ZZDP1 ZZDP2 ZZDP3 ZZDPP1 ZZDPP2 ZZDPP3 I0QZD I1QZD I01ZD I02ZD I03ZD I04ZD I0ZDCF IPT1ZD IPT2ZD T1PZD T2PZD T3PZD T1PPZD T2PPZD T3PPZD T01ZD T02ZD T03ZD T04ZD 整定范围 0.01-10 (0.05 -50) Ω 0.01-25(0.05-125) Ω 0.01-25 (0.05-125) Ω 0.01-10 (0.05 -50) Ω 0.01-25(0.05 -125) Ω 0.01-25(0.05-125) Ω 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 0.5-100(0.1-20) 1-100(0.2-20) 1-100(0.2-20) 0—10 0—10 0—10 0—7 0—7 0—7 0—10 0—10 0—10 0—10 S S S S S S S S S S A A A A A A A A A 整定值

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26 27 28 29 30 31 32 33 34

PT 断线过流Ⅰ段动作时间 PT 断线过流Ⅱ段动作时间 重合闸时间 零序补偿系数 正序灵敏角 零序灵敏角 接地距离偏移角 相间距离偏移角 重合闸同期角

TPT1ZD TPT2ZD TCHZD K PS0 PS1 DG1 DG2 DGCH

0—7 0—7 0—10 0—2 50—78 DEG 50—78 DEG

S S S

15,30,45 DEG 15,30,45 DEG 0—90 DEG

35 941J 保护运行方式控制字(某位为 1,对应功能投入) (1)ZB (3)2ZD (5)3ZPP (7)3ZJS (9)SHXS (11)1L0F (13)3L0F (15)CH (17)JTQ (19)JMX 振荡闭锁 Ⅱ段接地距离 Ⅲ段相间距离 Ⅲ段距离加速 双回线相继速动 Ⅰ段零序方向 Ⅲ段零序方向 重合闸 检同期 检母线无压 (2)1ZD (4)3ZD (6)2ZJS (8)SXJS Ⅰ段接地距离 Ⅲ段接地距离 Ⅱ段距离加速 三相故障加速Ⅱ段 Ⅱ段零序方向 Ⅳ段零序方向 检无压 重合不检

(10)BDXS 不对称故障相继速动 (12)2L0F (14)4L0F (16) JWY (18)BJCH

(20) PTL01 电压回路断线后保留Ⅰ段零序 (22)QJSPG 接地故障前加速

(21)QJSPP 相间故障前加速

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二: LFP-941A/B/D/S 应用说明
LFP-941A 仅在 LFP-941 的基础上增加了一个输出端子(G), 软件与 LFP-941 完全一样。 LFP-941D 专为负荷变化特别频繁的 110KV 高压输电线路设计, 它可以应用 于负荷为电气化铁路或大型冶炼电炉的输电线路中。其软件设计上的区别在于 LFP-941A 的保护程序中,起动元件动作后将保持 7 秒方返回。而 LFP-941D 的起 动元件动作后不展宽 7 秒,而由距离Ⅲ段或零序电流(大于起动值)保持,当距离 Ⅲ段和零序电流都返回后,再延时 200ms 返回。其它均同 LFP-941。 LFP-941S 则专为中性点经小电阻接地的 35KV 高压输电线路设计,其定值 中正序灵敏角及零序灵敏角和 LFP-941A 一样,仍分别为线路的正序阻抗角及零 序阻抗角,用于相间和接地距离计算。而用于零序功率方向计算的灵敏角则在程 序中固定为 3°,无需整定。其它均同 LFP-941A。 LFP-941B 增加高频保护插件,由复合式距离元件和方向零序元件构成高频 保护的方向元件,可接光纤或收发信机等,既可实现高频允许式保护也可实现高 频闭锁式保护。 其他型号的 LFP-941 保护均为用户特别需要而特制。其中 LFP-941B-NZ 在 LFP-941B 基础上增加一出口完全独立的相电流过流继电器,用于失灵起动或过 负荷报警。LFP-941F、943F 则分别在 LFP-941A、LFP-943A 基础上增加一出口完 全独立的相电流过流继电器,用于电缆线路过负荷报警。 LFP-941 系列的微机线路保护均采用同样的硬件结构。

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LFP-941A(B.D.J.S) 型 输电线路成套保护装置 技术说明书
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国 家 电 力 公 司 电 力 自 动 化 研 究 院 南 瑞 继 电 保 护 有 限 责 任 公 司 一九九九年三月 南京

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编写:金 勇 叶 锋 李中涛 审核:郑玉平 批准:沈国荣

南瑞继电保护公司保留在未通知用户的情况下对本说明书更改的权利。 如果用户在装置设计、安装、运行和维护过程中遇到在说明书中尚未充分阐 述的特殊问题,请与南瑞继电保护公司联系。

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1 装置的应用…………………………………… 1 2 装置的性能特征……………………………… 1 3 技术数据……………………………………… 5 4 装置原理……………………………………… 7 4.1 装置的整体构成 ………………………… 7 4.2 装置总起动元件 …………………………… 7 4.3 距离及零序保护 ………………………… 8 4.3.1 距离及零序保护流程…………………… 8 4.3.2 采样…………………………………… 8 4.3.3 起动…………………………………… 8 4.3.4 低压状态距离继电器…………………… 9 4.3.5 相间距离继电器 ……………………… 13 4.3.6 接地距离继电器 ……………………… 14 4.3.7 振荡闭锁 ……………………………… 16 4.3.8 四段零序方向过流 …………………… 19 4.3.9 双回线相继速动保护 ………………… 19 4.3.10 不对称故障相继速动 ……………… 20 4.3.11 交流电压断线 ……………………… 20 4.3.12 报警回路 …………………………… 20 4.4 高频保护 ………………………………… 21 4.4.1 高频保护流程 ……………………… 21 4.4.2 采样 ………………………………… 21 4.4.3 起动 ………………………………… 21 4.4.4 工频变化量距离继电器 ……………… 22 4.4.5 四边形距离继电器 ………………… 26 4.4.6 四边形距离和工频变化量继电器的结合 … 26 4.4.7 零序方向保护………………………… 27 4.4.8 方向比较 ……………………………… 27
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4.4.9 合闸于故障线路保护 …………………… 28 4.4.10 正常运行程序 ………………………… 28

5 装置整体介绍 ………………………………… 29 5.1 装置方框图 ………………………………… 29 5.1.1 各符号的意义 ………………………… 29 5.1.2 高频保护方框图说明 …………………… 30 5.1.3 距离及零序保护方框图说明 …………… 31 5.2 重合闸方框图………………………………… 32 5.2.1 各符号意义……………………………… 33 5.2.2 重合闸逻辑……………………………… 33 5.3 输出接点 …………………………………… 34 5.4 操作回路 …………………………………… 34 5.5 电压切换回路 ……………………………… 36 5.6 装置的接线端子图 …………………………… 36 5.7 结构与安装…………………………………… 39 5.8 装置面板布置图 …………………………… 39 6 整定方法及用户选择 ……………………… 41

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