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RCS-921C型断路器失灵保护及自动重合闸装置技术说明书

时间:2010-06-10


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RCS-921C 型 断路器失灵保护及自动重合闸装置
技术说明书








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1. 概述 .................................................................................................................................................................................... 1 1.1 应用范围.........................................................................................................................................................................1 1.2 保护配置.........................................................................................................................................................................1 1.3 保护配置性能特征 .......................................................................................................................................................1 2. 技术参数 ........................................................................................................................................................................... 2 2.1 机械及环境参数.............................................................................................................................................................2 2.2 额定电气参数 ................................................................................................................................................................2 2.3 主要技术指标 ................................................................................................................................................................2 2.3.3 低功率因素辅助判据................................................................................................................................................... 2 3. 软件工作原理 .................................................................................................................................................................. 4 3.1 保护程序结构 ................................................................................................................................................................4 3.2 正常运行程序 ................................................................................................................................................................4 3.3 起动元件 ..........................................................................................................................................................................5 3.4 断路器失灵保护.............................................................................................................................................................6 3.5 死区保护回路 .................................................................................................................................................................6 3.6 瞬时跟跳回路 ................................................................................................................................................................7 3.7 断路器三相不一致保护 ...............................................................................................................................................7 3.8 充电保护 ..........................................................................................................................................................................7 3.9 自适应重合闸 .................................................................................................................................................................7 3.10 常规重合闸 ..................................................................................................................................................................8 3.11 保护与重合闸逻辑方框图.......................................................................................................................................10 4. 硬件原理说明 ................................................................................................................................................................18 4.1 装置整体结构 ..............................................................................................................................................................18 4.2 装置面板布置 ..............................................................................................................................................................19 4.3 装置接线端子 ..............................................................................................................................................................19 4.4 输出接点.......................................................................................................................................................................20 4.5 结构与安装 ..................................................................................................................................................................21 4.6 各插件原理说明 .........................................................................................................................................................21 5. 定值内容及整定说明 ...................................................................................................................................................32 5.1 装置参数及整定说明.................................................................................................................................................32 5.2 保护定值及整定说明.................................................................................................................................................33 5.3 压板定值.......................................................................................................................................................................35 5.4 IP 地址 ........................................................................................................................................................................36

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

1. 概述
1.1 应用范围 本装置适用于 220KV 及以上各种电压等级的 1 1 接线与角形接线的断路器. 2 1.2 保护配置 RCS-921C 是由微机实现的数字式断路器保护与自动重合闸装置, 装置功能包括断路 器失灵保护,三相不一致保护,死区保护,充电保护和自动重合闸及自适应重合闸. 1.3 保护配置性能特征 l l 装置具有失灵保护功能,分为故障相失灵,非故障相失灵和发,变三跳起动失灵三 种情况. 装置具有三相不一致保护功能,当断路器某相断开,线路上出现非全相时,可经三 相不一致保护回路延时跳开三相,三相不一致保护功能可由控制字选择是否经零序 或者负序电流开放. 装置具有死区保护功能,某些接线方式下(如断路器在 TA 与线路之间)TA 与断路 器之间发生故障时,虽然故障线路保护能快速动作,但在本断路器跳开后,故障并 不能切除.此时死区保护将以较短时限动作.死区保护出口回路与失灵保护一致, 动作后跳相邻断路器. 装置具有充电保护功能,当向故障母线(线路)充电时,可及时跳开本断路器. 装置具有一次自动重合闸功能.能实现综合重合闸方式,单相重合闸方式,三相重 合闸方式及停用方式.重合闸起动方式有两种,一是由线路保护跳闸起动重合闸; 二是由跳闸位置起动重合闸. 接线线路同一侧的两台重合装置的重合顺序可切换, 11 2 后合侧延迟时间可整定,先重合开关合于故障时,后合重合闸装置立即闭锁并发三 跳命令.当先合重合闸因故检修或者退出运行时,后合重合闸将以重合闸整定时限 动作,而不经过后合侧延迟时间. 装置具有自适应重合闸功能.当同杆双回线采用自适应重合闸时,RCS-921C 与 RCS-902E,RCS-931E 配合完成自适应重合闸功能. 装置采用整体面板,全封闭机箱,强弱电严格分开,取消传统背板配线方式,同时 在软件设计上也采取相应的抗干扰措施,装置的抗干扰能力大大提高,对外的电磁 辐射也满足相关标准. 完善的事件报文处理,可保存最新 128 次动作报告,24 次故障录波报告. 友好的人机界面,汉字显示,中文报告打印. 灵活的后台通信方式,配有 RS-485 通信接口(可选双绞线,光纤)或以太网. 支持电力行业标准 DL/T667-1999(IEC60870-5-103 标准)的通信规约. 与 COMTRADE 兼容的故障录波.

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

2. 技术参数
2.1 机械及环境参数 机箱结构尺寸:482mm×177mm×291mm;嵌入式安装 正常工作温度:0~40℃ 极限工作温度:-10~50℃ 贮存及运输: -25~70℃ 2.2 额定电气参数 直流电源:220V,110V 允许偏差: +15%,-20% 交流电压: 100
3 V (额定电压

Un)



交流电流:5A,1A (额定电流 In) 频 率:50Hz/60Hz 过载能力:电流回路:2 倍额定电流,连续工作 10 倍额定电流,允许 10S 40 倍额定电流,允许 1S 电压回路:1.5 倍额定电压,连续工作 功 耗:交流电流: <1VA/相(In=5A) <0.5VA/相(In=1A) 交流电压: <0.5VA/相 直 流: 正常时<35W 跳闸时<50W

2.3 主要技术指标 2.3.1 起动元件 电流变化量起动元件,整定范围 0.1In~0.5In 零序过流起动元件,整定范围 0.1In~0.5In 2.3.2 过流元件 整定范围: 0.1In ~20In 定值误差: < 5% 2.3.3 低功率因素辅助判据 定值范围: 450 ~ 900 定值误差: < ±30 2.3.4 失灵,死区,不一致保护动作时间: 0.01 ~ 10S
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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

2.3.5 检同期角度 定值范围: 00 ~ 900 定值误差: < ±30 2.3.6 电磁兼容 幅射电磁场干扰试验符合国标:GB/T 14598.9 的规定; 快速瞬变干扰试验符合国标:GB/T 14598.10 的规定; 静电放电试验符合国标:GB/T 14598.14 的规定; 脉冲群干扰试验符合国标:GB/T 14598.13 的规定; 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.6 的规定; 工频磁场抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.8 的规定; 脉冲磁场抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.9 的规定; 浪涌(冲击)抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.5 的规定. 2.3.7 绝缘试验 绝缘试验符合国标:GB/T14598.3-93 6.0 的规定; 冲击电压试验符合国标:GB/T14598.3-93 8.0 的规定. 2.3.8 输出接点容量 信号接点容量: 允许长期通过电流 8A 切断电流 0.3A(DC220V,V/R 1ms) 其它辅助继电器接点容量: 允许长期通过电流 5A 切断电流 0.2A(DC220V,V/R 1ms) 跳闸出口接点容量: 允许长期通过电流 8A 切断电流 0.3A(DC220V,V/R 1ms),不带电流保持 2.3.9 通信接口 两个 RS-485 通信接口 (可选光纤或双绞线接口),或光纤以太网接口,通信规约可 选择为电力行业标准 DL/T667-1999(idt IEC60870-5-103)规约或 LFP(V2.0)规约,通 信速率可整定; 一个用于 GPS 对时的 RS-485 双绞线接口; 一个打印接口,可选 RS-485 或 RS-232 方式,通信速率可整定; 一个用于调试的 RS-232 接口(前面板).

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3. 软件工作原理
3.1 保护程序结构 保护程序结构框图如图 3.1.1 所示.

主程序 采样程序 N 起动? Y

正常运行程序

故障计算程序



图 3.1.1 保护程序结构框图

主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序,在采样程序中进行模拟量采 集与滤波,开关量的采集,装置硬件自检,交流电压断线和起动判据的计算,根据是否 满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序.硬件自检内容包括 RAM,E2PROM, 跳闸出口三极管等. 正常运行程序中进行采样值自动零漂调整及运行状态检查,运行状态检查包括交流 电压断线,同期电压断线,检查开关位置状态判别等.不正常时发告警信号,信号分两 种,一种是运行异常告警,这时不闭锁装置,提醒运行人员进行相应处理;另一种为闭 锁告警信号,告警同时将装置闭锁,保护退出. 故障计算程序进行失灵保护,死区保护,三相不一致保护,充电保护,自动重合闸 以及跳闸逻辑,并进行事件报告,故障报告及波形的整理. 3.2 正常运行程序 3.2.1 交流电压断线 三相电压向量和大于 12 伏,保护不起动,延时 1.25 秒发 TV 断线异常信号; TV 断线时,将低功率因素元件退出,装置的其它功能正常. 满足以下条件时可不接三相交流电压(与门条件) : 1) 低功率因素元件不投; 2) 重合闸退出或者重合闸投入时检同期和检无压元件退出; 3) 如果重合闸投入, 必须整定为先合重合闸或者为后合重合闸时 "后合经线路有压" 控制字为"0" . 当满足以上条件时装置也不进行 TV 断线判别.三相线路电压恢复正常后,经 10 秒 延时后全部恢复正常运行.

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.2.2 电压,电流回路零点漂移调整 随着温度变化和环境条件的改变,电压,电流的零点可能会发生漂移,装置将自动 跟踪零点的漂移. 3.2.3 跳闸位置异常告警 当开关有电流且 TWJ 动作,或三相 TWJ 不一致,经 10 秒延时报 TWJ 异常.跳闸位 置异常报警在正常运行程序与故障处理程序中始终进行计算. 3.2.4 跳闸开入异常告警 如果跳闸开入一直保持,经 10S 延时报跳闸开入异常告警.跳闸开入异常报警在正 常运行程序与故障处理程序中始终进行计算. 3.2.5 同期电压断线 常规重合闸投入且处于三重或综重方式,如果装置整定为重合闸检同期或检无压方 式,开关在合闸位置时输入的同期电压小于 40 伏经 10 秒延时报同期电压异常.如重合 闸不投,或重合闸投入时重合方式为不检重合,则该路电压可以不接入本装置,装置也 不进行同期电压断线判别. 3.3 起动元件 装置总起动元件与保护起动元件一样,均为电流变化量起动,零序过流元件起动, 位置不对应及外部跳闸起动四种. 3.3.1 电流变化量起动

I ΦΦMAX > 1.25I T + I ZD I ΦΦMAX 是相间电流的半波积分的最大值; I ZD 为可整定的固定门坎; I T 为浮动门坎,随着变化量的变化而自动调整,取 1.25 倍可保证门坎始终略高
于不平衡输出. 该元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源. 3.3.2 零序过流元件起动 零序过流门坎值可以整定, 零序过流继电器满足条件,起动元件动作并展宽 7 秒, 去开放出口继电器正电源. 注:跟跳本开关与沟通三跳只能由电流变化量起动元件与零序过流起动元件开放.

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.3.3 跳闸位置起动 这一部分的起动由用户选择投入,条件满足总起动元件动作并展宽 15 秒,去开放 出口继电器正电源. 3.3.4 外部跳闸起动 当有外部跳闸输入且无外部跳闸告警时,起动元件动作并展宽 7 秒,去开放出口继 电器正电源,在此次启动过程中,如果重合闸启动,起动元件展宽至 15 秒. 3.4 断路器失灵保护 断路器失灵保护按照三种情况来考虑,即故障相失灵,非故障相失灵和发,变三跳 起动失灵,其工作逻辑见图 3.11.1. 1:故障相失灵 按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后,先经可 整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器,再经可整定的失灵跳相 邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器. 2:非故障相失灵 由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件,并且失灵过 流低定值动作元件连续动作,此时输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时 定值发三相跳闸命令跳本断路器,再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动 作跳相邻断路器. 3:发,变三跳起动失灵 由发,变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素,负序 过流和零序过流三个辅助判据开放.三个辅助判据均可由整定控制字投退.输出的动作 逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器,再经可整定 的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器. : 低功率因素元件动作原理 注 装置采用比相器算法构成低功率因素元件,其动作条件: | cos Φ |< cos Φ ZD 式中: Φ 为一相电压与电流的相角差测量值 Φ ZD 为装置低功率因素角整定值, 整定值范围为 45 0 ~ 90 0 . 实际计算中,当装置整定为 Φ ZD 时, 低功率因素元件动作范围是 Φ ZD < Φ < 180 Φ ZD , 180 + Φ ZD < Φ < 360 Φ ZD . 任一相电压低于 0.3*UN(UN 为额定相电压)时,退出该相低功率因素判断. 3.5 死区保护回路 某些接线方式下(如断路器在 TA 与线路之间)TA 与断路器之间发生故障时,虽然 故障线路保护能快速动作,但在本断路器跳开后,故障并不能切除.此时需要失灵保护 动作跳开有关断路器. 考虑到这种站内故障,故障电流大,对系统影响较大.而失灵保护动作一般要经较 长的延时,所以 RCS-921 中考虑了动作时间比失灵保护快的死区保护. 死区保护的动作逻辑为:当装置收到三跳信号如发变三跳 , 或 A,B ,C 三相跳闸
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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

同时动作, 这时如果死区过流元件动作,对应断路器跳开,装置收到三相 TWJ,受死区 保护投入控制经整定的时间延时起动死区保护.出口回路与失灵保护一致,动作后跳相 邻断路器.其工作逻辑见图 3.11.2. 3.6 瞬时跟跳回路 该回路由用户设定,分为单相跟跳,两相跳闸联跳三相以及三相跟跳.工作逻辑见 图 3.11.3 所示. 3.6.1 单相跟跳回路 当收到 A, B, C 单相跳闸信号时,而且该相高定值电流元件动作, 经跟跳投入控制 字瞬时起动分相跳闸回路. 3.6.2 两相跳闸联跳三相 当自适应重合闸退出或者自适应重合闸投入发生非同杆双回线故障(中开关) ,则 当装置收到而且仅收到二相跳闸信号且高定值电流动作时, 经 15ms 延时联切三相.联 跳三相回路中 A, B, C 相跳闸均保持信号,两两相与后分别为 AB, BC,CA 二相的跳闸保 持信号, 如有二相跳闸, 这时三相又不动作且线路任一相高定值电流动作, 则短延时 15ms 后发三相跳闸. 3.6.3 三相跟跳 当收到三相跳闸信号时,而且任一相高定值电流元件动作,经跟跳投入控制字瞬时 起动三相跳闸回路. 3.7 断路器三相不一致保护 当不一致保护投入, 任一相 TWJ 动作, 且无电流时, 确认为该相开关在跳闸位置, 当 任一相在跳闸位置而三相不全在跳闸位置,则确认为不一致.不一致可经零序电流或负 序电流开放,由软件控制字控制其投退.经可整定的动作时间满足不一致动作条件时, 出口跳开本断路器. 其工作逻辑见图 3.11.4. 3.8 充电保护 充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的过流保护实现.电流取自本断 路器 TA,与断路器失灵保护共用.充电保护可经充电保护投入压板及整定值中相应段充 电保护投入控制字投退.充电保护工作逻辑见图 3.11.5. 失灵保护,死区保护,不一致保护,充电保护动作均闭锁重合闸. 3.9 自适应重合闸 RCS-921C 设有两组分相跳闸开入,第一组分相跳闸开入 TA1,TB1,TC1 接同杆
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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

双回线线路保护跳闸接点,第二组分相跳闸开入 TA2,TB2,TC2 接本串非同杆双回线 线路保护跳闸接点.设置两组分相跳闸接点输入是为了中开关保护能识别是哪一回线线 路保护跳闸,以便 921C 决定采用自适应重合闸还是常规重合闸. 当定值整定控制字"投自适应重合闸"置"1",软,硬压板"投自适应重合闸" 均投入时,重合闸方式为自适应重合闸方式. 若同杆双回线发生瞬时故障或本侧为非严重永久故障,线路保护发分相重合开出给 边开关及中开关;先合重合闸结合本开关信息输出分相合闸接点,后合重合闸收到先合 重合闸的闭锁先合开入, 经后合延时再结合本开关信息输出分相合闸接点. 对于中开关, 若同串另一回线(非同杆双回线)发生故障,RCS-921C 根据就地条件自主重合. 中开关重合方式,重合时间定值由同串另一回线决定(与同杆双回线无关); 自适应重合闸重合逻辑见图 3.11.9. 当"先合投入"压板投入时设定该断路器先合闸.先合重合闸经较短延时(重合闸 整定时间) 发出一次合闸脉冲时间 120ms;当先合重合闸起动时发出"闭锁先合"信号; , 如果先合重合闸起动返回,并且未发出重合脉冲,则"闭锁先合"接点瞬时返回;如果 先合重合闸已发出重合脉冲,则装置起动返回后该接点才返回.先合重合闸与后合重合 闸配合使用时,先合重合闸的"闭锁先合"输出接点接至后合重合闸的"闭锁先合"输 入接点. 当"先合投入"压板退出时设定该断路器为后合重合闸.后合重合闸经较长延时(重 合闸整定时间+后合重合延时)发合闸脉冲. 当先合重合闸因故检修或退出时,先合重合闸将不发出闭锁先合信号,此时后合重 合闸将以重合闸整定时限动作,避免后合重合闸作出不必要的延时,以尽量保证系统的 稳定性. 3.10 常规重合闸 当自适应重合闸方式退出,或自适应重合闸投入但非同杆双回线故障(中开关) , 或开关偷跳时,起动常规重合闸. 常规重合闸由二种方式起动,一是由线路保护跳闸起动重合闸;二是由跳闸位置起 动重合闸.跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重,可由控制字 分别控制投退. 自动重合闸工作逻辑见图 3.11.10. 3.10.1"先合重合闸"与"后合重合闸" 当"先合投入"压板投入时设定该断路器先合闸.先合重合闸经较短延时(重合闸 整定时间) 发出一次合闸脉冲时间 120ms;当先合重合闸起动时发出"闭锁先合"信号; , 如果先合重合闸起动返回,并且未发出重合脉冲,则"闭锁先合"接点瞬时返回;如果 先合重合闸已发出重合脉冲,则装置起动返回后该接点才返回.先合重合闸与后合重合 闸配合使用时,先合重合闸的"闭锁先合"输出接点接至后合重合闸的"闭锁先合"输 入接点. 当"先合投入"压板退出时设定该断路器为后合重合闸.后合重合闸经较长延时(重 合闸整定时间+后合重合延时)发合闸脉冲. 当先合重合闸因故检修或退出时,先合重合闸将不发出闭锁先合信号,此时后合重 合闸将以重合闸整定时限动作,避免后合重合闸作出不必要的延时,以尽量保证系统的 稳定性. 由于 LFP-921(A,B)无闭锁先合输出接点,为了使 RCS-921C 能和 LFP-921(A,B)配
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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

合使用,在 RCS-921C 中设有"后合固定" 控制字,当"后合固定" 控制字整定为"1" 时,该重合闸固定为后合重合闸,当先合重合闸因故检修或退出时,该重合闸仍以后合 重合闸整定时限动作,不受先合重合闸"闭锁先合"输入接点的影响. 3.10.2 重合闸方式的选择 本装置可实现: 1) 单相重合闸方式:单相跳闸单合,多相跳闸不合; 2) 三相重合闸方式:任何故障三跳三合; 3) 综合重合闸方式:单相故障单跳单合, 多相故障三跳三合. 重合闸方式由外部切换把手及内部软压板决定,其功能表如下: 端子 单重 三重 综重 停用 重合方式 1 0 1 0 1 重合方式 2 0 0 1 1 当系统选择单相重合闸或综合重合闸方式时, 即重合方式 1 为"0"时,在单相故障 时开放单相重合闸.当仅单相跳开,即装置收到单相跳闸接点并当该接点返回时或者当 单相 TWJ 动作且满足 TWJ 起动单重条件时, 起动单重时间. 若线路三跳或三相 TWJ 动作, 则不起动单重. 当选择三重或综重方式时,重合方式 1 与重合方式 2 两个控制字中有一个且仅一个 为"1" .三相重合时,可选用检线路无压重合闸,检同期重合闸,也可选用不检而直接 重合闸方式. 检无压:检查线路电压或同期电压小于 30 伏时,检无压条件满足; 检同期:检查线路电压和同期电压大于 40 伏且线路电压和同期电压间的相位在整 定范围内时,检同期条件满足. 正常运行时,保护检测线路 A 相电压与同期电压的相角差,设为Φ,检同期时,检 测线路 A 相电压与同期电压的相角差是否在(Φ-定值)至(Φ+定值)范围内,因此 不管同期电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压,保护能够自动识别. 重合闸投入指当重合闸方式把手置于运行位置(单重,三重或综重)且定值中重合 闸投入控制字置"1"时,本装置重合闸投入. 重合闸退出指重合闸方式把手置于停用位置,或定值中重合闸投入控制字置"0" , 则重合闸退出. 当本装置用于发电厂侧时,如果"发电厂侧"控制字投入,则重合闸为单重方式时 也要判该线路是否有压,也即对侧先合上后本侧才合上.当线路三相电压均大于 40V 时 线路有压条件满足. 3.10.3 重合闸的充放电 为了避免多次重合, 必须在"充电"准备完成后才能起动合闸回路. 重合闸放电条件为(或门条件): 1)重合闸起动前压力不足,经延时 400ms 后"放电" ; 2)重合闸方式在退出位置,即重合方式 1 与重合方式 2 同时为"1"或者重合闸投 入控制字置"0"时"放电" ; 3) 单重位置,即重合方式 1 与重合方式 2 同时为"0" ,如果三相跳闸位置均动作
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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

或收到三跳命令则"放电" ; 4) 收到外部闭锁重合闸信号时立即"放电" ; 5) 闸脉冲发出的同时"放电" 合 ; 6) 灵保护,死区保护,不一致保护,充电保护动作时立即"放电" 失 ; 7) 到外部发变三跳信号时立即"放电" 收 ; 8)对于后合重合闸,当单重或三重时间已到,但后合重合延时未到,这之间如再收 到线路保护的跳闸信号,立即放电不重合.这可以确保先合断路器合于故障时,后合断 路器不再重合. 重合闸充电条件为(与门条件): 1) 跳闸位置继电器 TWJ 不动作或线路有流; 2) 保护未起动; 3) 不满足重合闸放电条件. 重合闸充放电逻辑见图 3.11.8. 3.10.4 沟三接点 沟三接点闭合的条件为(或门条件) : 1) 当重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入,将沟三接点(GST)闭 合. 2) 重合闸装置故障或直流电源消失,将沟三接点(GST)闭合. 沟三接点为常闭接点,沟三接点动作逻辑见图 3.11.9.沟三接点是为了使断路器 具备三跳的条件. 3.10.5 沟通三跳 当线路有流且装置满足以下任一条件时发沟通三跳命令跳本断路器: 1) 装置收到任一跳闸接点的同时重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制 字投入. 2) 自适应重合闸退出,重合闸为三重方式,装置收到任一跳闸接点. 3) 自适应重合闸投入,重合闸为三重方式,装置收到本串非同杆双回线线路保 护任一跳闸接点(中开关) . 沟通三跳动作逻辑见图 3.11.6. 3.10.6 后合跳闸 当后合重合闸定值中"后合检线路有压"控制字投入,如果先合重合闸未合, 线路 三相电压不能恢复,则检线路有压后合的断路器不再合闸,若线路有流则经后合跳闸延 时定值后跳本断路器.后合跳闸动作逻辑见图 3.11.9. 3.11 保护与重合闸逻辑方框图 图中 TWJA,TWJB,TWJC 分别表示 A,B,C 三相的跳闸位置继电器的接点输入. A,B,C 三相电流中相电流>0.06In 时判为该相有流,其返回系数为 0.9.当任一相有流 时线路有流成立.

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3.11.1 断路器失灵保护逻辑方框图 发,变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件, 其过流值及低功率因素值见定值表. 图中 A 相电流高定值动作表示 A 相电流 IA>失灵电流高定值, 相, 相与此类似; B C 电流高定值动作表示 A,B,C 三相任一相电流高定值动作;死区电流动作表示 A,B, C 三相电流中的最大相电流大于死区电流定值;负序电流满足表示负序电流大于负序电 流定值;零序电流满足表示零序电流大于失灵零序电流定值. 失灵动作时以第一时限跳开本侧开关,以第二时限跳开相邻开关.
失灵高电流动作 发变三跳 ≥1 & & 20 10 ≥1

& 非故 障相 失灵

失灵电流低定值动作 低功率因素过流满足 & 低功率因素满足 负序电流满足 低COSA发 变失灵 & 经负序电流 发变失灵 & 经零序发 变失灵 经零序开 放失灵 TA1 TA2 A相失灵高电流动作 TB1 TB2 B相失灵高电流动作 TC1 TC2 C相失灵高电流动作 ≥1 & & ≥1 ≥1 & ≥1 & & E ≥1 ≥1

失灵跳本断 路器时间

失灵动作 跳本断路器

失灵跳相邻 断路器时间

失灵动作跳 相邻断路器

零序电流满足

发变 三跳 起动 失灵

故障 相失 灵


图 3.11.1 断路器失灵保护

其中,TA1,TB1,TC1 接同杆双回线线路保护跳闸接点,对于中开关 921C,TA2, TB2,TC2 接本串非同杆双回线线路保护跳闸接点,以下各图对此定义与此相同.


11

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.11.2 断路器死区保护保护逻辑方框图
TA1 TA2 TB1 TB2 TB1 TB2 发变三跳 & TWJA TWJC TWJC 死区电流动作 & ≥1

≥1

&

≥1

≥1

死区保护 时间定值

死区保护动作 死区保护投入


图 3.11.2 断路器死区保护

3.11.3 联跳回路逻辑方框图

TA1 TA2 ≥1 & & 跟跳投入 A相跟跳

A相电流高定值动作 TB1 TB2 B相电流高定值动作 TC1 TC2 C相电流高定值动作 ≥1 电流量起动 投自适应重合闸 TA1 TA2 & ≥1 ≥1 ≥1 & ≥1 &

&

跟跳投入

B相跟跳

单 相 跟 跳

&

跟跳投入

C相跟跳

&

& ≥1 两相 跳闸 联跳 三相

& TB1 TB2 & ≥1 ≥1 ≥1 ≥1 发变三跳 电流高定值动作 ≥1 & ≥1 & 三相跟跳 ≥1 & & ≥1 ≥1 & &

TC1 TC2

&

&

15ms 0

两相跳闸 联跳三相

三相 跟跳 跟跳投入

图 3.11.3 联跳回路

1)电流量起动包含电流变化量起动元件与零序电流起动元件. 2)当自适应重合闸投入且为同杆双回线线路故障时,不起动两相跳闸联跳三相回 路.
12

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.11.4 断路器三相不一致保护逻辑方框图
TWJA A相有流 TWJB B相有流 TWJC C相有流 不一致零序过流 ≥1 不一致负序过流 不一致经零负序电流 & & & & & ≥1 E & 不一致时间 不一致动作

不一致投入



图 3.11.4 断路器三相不一致保护

不一致零序过流表示零序电流大于不一致零序电流定值,不一致负序过流表示负序 电流大于不一致负序电流定值,两者为不一致保护的辅助判据,由"不一致经零负序电 流"控制字控制其投退. 3.11.5 充电保护逻辑方框图
充电Ⅰ段 A相电流IA B相电流IB C相电流IC Imax Imax>Icd2 Imax>Icd1 投充电保护Ⅰ段 时间定值 ≥1 充电Ⅱ段 投充电保护Ⅱ段 时间定值 充电保护 充电保 护动作

Icd1: 充电Ⅰ段过流定值 Icd2: 充电Ⅱ段过流定值 Imax: A,B,C三相电流中的最大相电流值



图 3.11.5 充电保护逻辑

充电保护实际上是两段过流保护,由压板可控制投退.

13

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.11.6 沟通三跳逻辑方框图
电流量起动 线路有流 投自适应重合闸 TA1 TA2 TB1 TB2 TC1 TC2 发变三跳开入 三重方式 & ≥1 & ≥1 & ≥1 ≥1 & ≥1 & 沟通三跳

TA1 TA2 TB1 TB2 TC1 TC2 重合闸充电完成

≥1 ≥1 &

≥1 ≥1

投未充电沟三



图 3.11.6 沟通三跳动作逻辑

3.11.7 跳闸逻辑方框图 失灵保护与死区保护动作时有共同的出口,其余保护动作均跳本侧断路器.
A相跟跳 B相跟跳 C相跟跳 两相跳闸联跳三相 三相跟跳 不一致动作 失灵跳本开关 沟通三跳 充电保护动作 后合跳闸 失灵动作 死区保护动作 ≥1 ≥1 ≥1 ≥1 A相跳闸出口(TA) B相跳闸出口(TB) C相跳闸出口(TC)

≥1

失灵出口


图 3.11.7 跳闸逻辑图

14

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.11.8 重合闸充放电逻辑方框图

保护起动 TWJA A相有流 TWJB B相有流 TWJC C相有流 投自适应重合闸 单重方式 发变三跳 TA1 TA2 TB1 TB2 TC1 TC2 ≥1 & ≥1 & & 投自适应重合闸 单重方式 & ≥1 & & 重合停用 装置报警 闭锁重合 发变三跳 合闸压力不足 & 400MS 0 400MS 0 ≥1 ≥1 & & ≥1 ≥1 ≥1 ≥1 & 重 合 闸 充 电 逻 辑 & & & ≥1

& ≥1 & & 10S 0 充电完成

重 合 闸 放 电 逻 辑

重合闸起动 失灵动作 死区动作 不一致动作 充电保护动作 后合跳闸 重合闸脉冲发出 合于故障 后合闭重

重合放电 ≥1


图 3.11.8 重合闸充放电逻辑

1)注意,上述重合闸脉冲指常规重合闸动作;当自适应重合闸分相脉冲发出后, 整组复归时才放电; 2)自适应重合闸投入或单重方式时,如果保护三跳,或三相开关均在跳位时,重 合闸放电.
15

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

3.11.9 自适应重合闸工作逻辑方框图

合闸命令 保护起动 TA1 TB1 TC1 ≥1 & ≥1 & ≥1 ≥1 & & & ≥1 & & ≥1 & TA2 TB2 TC2 发变三跳 & & ≥1 & & & ≥1 重合闸充电完成 & 投自适应重合闸 HJA开入 HJB开入 HJC开入 先合投入 闭锁先合开入 & & 后合延时定值 后合延时定值 后合延时定值 先合投入 ≥1 闭锁先合输出 (XHBC) ≥1 &

重合A相 (HJA)

≥1

重合B相 (HJB)

重合C相 (HJC)



图 3.11.9 自适应重合闸工作逻辑 1)当自适应重合闸投入,发生同杆双回线故障时,线路保护动作,921C 自适应重合闸 启动,在收到线路保护的分相合闸命令后,结合本开关的信息,输出相应的分相合 闸接点;


3.11.10 常规重合闸工作逻辑方框图

16

≥1 & ≥1 ≥1 +E & 先合投入

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TWJA A相无流 UXA>0.7UN UXA>0.7UN & UXA>0.7UN 发电厂侧
后合检 线路有压 ≥1 &

&

T WJ起动单重

合闸命令 起动

闭锁先合输出(XHBC)

≥1

TWJB B相无流 & &
起动单重 +E 后合固定 ≥1 ≥1 ≥1 投重合闸不检 投检无压方式 ≥1 三重时 间定值 起动三重

&

TWJ 起动三重

TWJC C相无流 & &
单重时 间定值

& & 闭锁先合开入

&

后合延时定值

保护起动 & &

≥1

&
≥1 先合投入

投自适应重合闸

&

≥1

≥1

&

& & & & & 同期满足 &
投检同期方式 ≥1

≥1

≥1 无压 满足

&

TA1 TA2 TB1 TB2 TC1 TC2

&

≥1

≥1

&

0 1 20 ms

合闸命令(HJ) &
后合跳闸 时间定值 ≥1

发变三跳

≥1

&

& 有流
20 ms 0 ≥1

后合跳闸

≥1

起动
≥1 ≥1 未充电沟三

&

&

合于故障 后合放电

综重方式 三重方式

重合闸充电完成

沟三接点输出(GST)

图3.10.10 重合闸逻辑

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

4. 硬件原理说明
4.1 装置整体结构
201 Ia 202 Ia' 203 Ib 204 Ib' 205 Ic 206 Ic' 207 208 209 Ua 210 Ub 211 Uc 212 Un 213 Um 214 Um

电 流 输 入 AC 614 615 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 B11 B12 B13 B14 B07 B08 B09 B10 B17 B18 B19 B20 501 502 503 504 505 506 507 508 打 印 机 509 510 511 512 SL5-1 SL5-1 SL5-2 SL5-2 SL6-1 SL6-1 SL6-2 SL6-2 SL7-1 SL7-1 SL7-2 SL7-2 485-1A 485-1B 485-1地 485-2A COM 485-2B 485-2地 对时485A 对时485B 对时485地 打印收 打印发 24V光耦+ 24V光耦- 对时 打印 投检修态 信号复归 投充电 投先合 HA 重合方式1 重合方式2 投闭重 投自适应重合闸 闭锁先合 发变三跳 HB TA1 TB1 TC1 TWJA TWJB TWJC 合闸压力闭重 TA2 TB2 TC2 HC + - + + + + + + + + + + + OPT 跳 闸 1 公共 TJA-2 TJB-2 TJC-2 公共 OUT2 跳 闸 2 故 障 录 波 TJA-1 TJB-1 TJC-1 公共 TJA2-3 TJB2-3 TJC2-3 公共 HJA2-1 HJB2-1 HJC2-1 公共
失 灵 动 作

电 压 输 入

中 央 信 号 遥 信 OUT1 闭 锁 先 合
失灵 动作

公共 BSJ-1 BJJ-1 XTJ-1 公共 BSJ-2 BJJ-2 XHBC-1 XHBC-1 XHBC-2 XHBC-2 SL1-1 SL1-1

923 925 927 926 929 928 930 901 902 903 904 907 908 失 灵 动 作

SL1-2 SL1-2 SL2-1 SL2-1 SL2-2 SL2-2 SL3-1 SL3-1 SL3-2 SL3-2 SL4-1 SL4-1 SL4-2 SL4-2

909 910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 A18 A13 A15 A20 A22 A24 A25 A26 A27 A28 A29 A30 C06 C13 C06 C13 C14 C12

+ + + + + + + + + + + + + + B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 B28 B03 B04 B05 B06

A01 A03 A05 A02 A10 A12 A14 A16 A04 A07 A08 A06 C02 C01 C03 C05 C04 C07 C09 C11

遥 信

公共 TJA-4 TJB-4 TJC-4 GST1-2 GST1-2

沟 三 接 点

GST2-2 GST2-2 GST3-2 GST3-2 GST4-2 GST4-2

SL8-1 SL8-1 SL8-2 SL8-2 SL9-1 SL9-1 SL9-2 SL9-2 SLA-1 SLA-1 SLA-2 SLA-2

合 闸 1

中央 信号 遥 信

公共 HJA1-1 公共 HJA1-1 HJB1-1 HJC1-1

失 灵 动 作

合 闸 2

OUT3

HJA-2 HJB-2 HJC-2

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 PC机

RS232

DB9

DB15
光纤收1 可 选 件 光纤发1 光纤收2 光纤发2 以太网接口1 以太网接口2
Rx1 Tx1 Rx2 Tx2

调试用模 拟量输入

COM板光纤接口 双绞线与光纤 接口只选其一

中文液晶显示
直流电源+ 直流电源+ DC 24V光耦+ 24V光耦- 大地 101 102 103 104 105 106

友善的人 机界面

打印地

至OPT板

1 DC
直流 电源

2 AC
交流 输入

3 LPF
低通 滤波

4 CPU
中央处理 单元

5
通讯 模块

6

7

8

9
继电器 出口1

A
继电器 出口2

B

C

E

接地母线

COM OPT1 OPT2

SIG OUT1 OUT2 OUT3 OUT4
继电器 出口3 继电器 出口4

24V光耦 220V光耦 信 号 输入 继电器 输入

图 4.1.1 装置整体结构 18

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

4.2 装置面板布置 图 4.2.1 是装置的正面面板布置图.
3×3键盘
运 行 TV 断线 充 电 跳 A 跳 B 跳 C A相重合闸 B相重合闸 C相重合闸
区号

RCS-921C
断路器失灵保护及重合闸装置

确认 取消

汉字显示器

液晶对比度调整

信号复归

调试通讯口

模拟量输入

图 4.2.1 面板布置图

图 4.2.2 是装置的背面面板布置图(虚线为可选件).

DC AC LPF CPU COM OPT1 OPT2 SIG OUT1 OUT2 OUT3 OUT4



图 4.2.2 端子布置图(背视)

4.3 装置接线端子 图 4.3.1 为端子定义图,虚线为可选件.
1
DC IA 201

2
AC IA' 202

3
LPF

4
CPU

5
COM 打印

6
OPT(24V) 602 对时 601

7
OPT2(220/110V)可选件 702 704 706 708 光耦1+ TWJA TWJB TWJC 701 703 705 707

8
SIG

信号复归 604 投检修态 603 电 IB 直流电源 101 + IC 直流电源 102 - 207 103 485-2地 UA 24V光耦 104 + UC 24V光耦 105 - UTQ 大地 106 215 大地 打印地 512 213 UTQ 214 打印TXB 511 印 630 HC 629 211 UN 212 对时地 压 打印RXA 510 打 TC2 628 TB2 627 TA2 626 压力闭重 625 509 209 UB 210 对时485A 507 电 对时485B 508 时 钟 同 步
TB1

投先合 485-1 A 501 485-1 B 502

606

投充电 HA

605 607

203

IB'

204 重合方式1 608 串 口 1 投闭重
610

重合方式2 609 投自适应 611 重合闸 613

710 压力闭锁 709 712 714 716 718 720 722 724 726 728 730 光耦2+ 备用 备用 备用 备用 光耦2- 光耦1- 711 713 715 717 719 721 723 725 727 729

205

IC'

206 流 208 485-2 B 505 506 485-1地 485-2 A 503 504

闭锁先合 612 24V光耦+ 614 串 口 2 HB

616 24V光耦- 615 618 发变三跳 617 620 622 624 TA1 TC1 TWJB 619 621 623

TWJA TWJC



19

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9
OUT1 XHBC-1 XHBC-2 902 904 906 SL1-1 SL1-2 SL2-1 SL2-2 SL3-1 SL3-2 SL4-1 SL4-2 908 910 912 914 916 918 920 922 924 XTJ-1 BSJ1-2 BJJ-2 926 928 930 SL1-1 SL1-2 SL2-1 SL2-2 SL3-1 SL3-2 SL4-1 SL4-2 公共 BSJ-2 BJJ-1
远动公共

RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置
A
OUT2
跳闸一公 共

B
OUT3 A01 A03 A05
故障 第 一 组 跳 闸

C
OUT4 B01 合闸1 公共 合闸2 公共 合闸3 公共 XHJ-1 XHJ-1 失 灵 HJC1-1 HJB1-1 C02 C04 C06 中 央 信 C10 号 C08 C12 C14 C16 C18 C20 C22 C24 C26 C28 C30 HJA2-1 HJB2-1 HJC2-1 HJA-2 HJB-2 HJC-2 HJA1-1 C01 C03 C05 C07 C09 C11 C13 C15 C17 C19 C21 C23 C25 C27 C29
遥 信 合 闸 2 合 闸 1

E
备用

XHBC-1 XHBC-2

901 903 905 907 909 911 913 915 917 919 921 923 925 927 929

闭锁 先合

TJC-2
故障录 波公共

A02 A04 A06 A08 A10

B02 SLA-1 SLA-2 SL6-1 SL6-2 SL5-1 B04 B06 B08 B10 B12 B14 B16 SL7-1 SL7-2 SL8-1 SL8-2 SL9-1 SL9-2 B18 B20 B22 B24 B26 B28 B30 SL7-1 SL7-1 SL8-1 SL8-2 SL9-1 SL9-2 SLA-1 SLA-2 SL6-1 SL6-2 SL5-1 SL5-2

TJA-2 TJB-2 TJA2-1

B03 B05 B07 B09 B11 B13 B15 B17 B19 B21 B23 B25 B27 B29

TJC2-1 TJB2-1
跳闸二 公共 TJA-1

A07 录波 A09 A11 A13 A15 A17 A19 A21 A23 远 动

失 灵

TJB-1 TJC-1

第 A12 二 组 A14 跳 TJA3-2 闸 A16 TJB3-2 远 动

SL5-2

远动公共 A18 TJC3-2 GST1-2 中央 信号 远动 信号 GST1-2 GST2-2 GST3-2 GST4-2 A20 A22

沟 三 A24 接 点 A26 A28 A30 GST2-2 GST3-2 GST4-2

A25 沟 三 A27 接 点 A29








图 4.3.1 端子定义图(背视)

4.4 输出接点 输出接点如图 4.4.1 所示.
BSJ2-2

925
BJJ-1 XTJ-1

927 926 923

XHJ-1

C10 C08
BSJ1-2

}

TJA2-2

A03

中 央 信 号

TJA1-2 TJB2-2 TJB1-2 TJC2-2 TJC1-2 A01 A02 A05

928
BJJ-2

930 929 A13 A15 A20 A18 C06

TJA3-1 TJA1-1 TJB3-1

A12

TJA3-2 TJB3-2 TJC3-2

A14

远 动 信 号

TJB1-1 TJC3-1 TJC1-1 A10 A16

HJA1-1 HJB1-1 HJC1-1

C13 C14 C12

} }

跳 闸 1 *

A22 A25

GST1-2 GST2-2 GST3-2

A24 A26

A27 A29

GST4-2

A28 A30

}
故 障 录 波

沟 三 接 点

XHBC-1

901 903
XHBC-2

902 904

}

闭 锁 先 合

跳 闸 2 *
TJA2-1 TJB2-1 TJC2-1

A07 A08 A06 A04

}

20

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SL5-1 SL5-2 SL6-1 SL6-2 SL7-1 SL7-2

RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

B11 B13 B07 B09 B17 B19

B12 B14 B08 B10 B18 B20 C04

HJA1-2 HJA2-2 HJB1-2 HJB2-2 HJC1-2 HJC2-2

C07

C09

C11

}

}
合 闸 1 *

B21 B23

SL8-1 SL8-2 SL9-1 SL9-2 SLA-1 SLA-2

B22 B24 B26 B28 B04 B06

失 灵

B25 B27 B03 B05

}
2

907

SL1-1 SL1-2 SL2-1 SL2-2 SL3-1 SL3-2 SL4-1 SL4-2

908 910 912 914 916 918 920 922

失 灵

909 911 913 915 917 919

C02 HJA2-1 C01 HJB2-1 HJC2-1 C03 C05

}

921

合 闸

}

失 灵

图 4.4.1 输出接点图

4.5 结构与安装 装置采用 4U 标准机箱,用嵌入式安装于屏上.机箱结构和屏面开孔尺寸分别见图 4.5.1,图 4.5.2.
482.0 291.0 465.0
3×3键盘
运 行 TV 断线 充 电 跳 A 跳 B 跳 C A相重合 B相重合 确 认 区号 取消

RCS-921C

177.0 101.6

断路器失灵保护及自动重合闸装置

汉字显示器

C相重合

液晶对比度调整

信号复归

调试通讯口

模拟量输入

图 4.5.1 机箱结构图及屏面开孔图
465.0 451.0

101.6

4 Φ 6.8

图 4.5.2 机箱结构图及屏面开孔图

4.6 各插件原理说明 组成装置的插件有:电源插件(DC),交流插件(AC),低通滤波器(LPF),CPU 插件(CPU),通信插件(COM),24V 光耦插件(OPT1),高压光耦插件(OPT2),信 号插件(SIG),跳闸出口插件(OUT1,OUT2,OUT3),显示面板(LCD). 具体硬件模块图见图 4.6.1.
21

179.0

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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置

由低通滤 波插件来

A/D

DSP

CPLD

光隔

外部 开入

电源 液晶显示

出口 继电器

QDJ 由低通滤 波插件来 A/D CPU 打印 串口 +E


图 4.6.1 硬件模块图

4.6.1 电源插件(DC) 从装置的背面看,第一个插件为电源插件,如图 4.6.2(A)所示:
DC

101 滤 102 104 105 106 波 器 DC/DC

+5V 至装置 ±12V 内部其 +24V 他插件 光耦24V 至OPT插件

( A )
光耦24V+

+220V/+110V -220V/-110V

101 102 保 护 装 置

104 105 615 614

光耦24V-

D C 保 护 装 置

开入公共

O P T

106
外部空接点开入

接地铜排 ( B ) ( C )

图 4.6.2 电源插件原理及输入接线图

保护装置的电源从 101 端子(直流电源 220V/110V+端),102 端子(直流电源
22

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220V/110V-端)经抗干扰盒,背板电源开关至内部 DC/DC 转换器,输出+5V,±12V, +24V(继电器电源)给保护装置其它插件供电;另外经 104,105 端子输出一组 24V 光 耦电源,其中 104 为光耦 24V+,105 为光耦 24V-. 输入电源的额定电压有 220V 和 110V 两种,订货时请注明,投运时请检查所提供电 源插件的额定输入电压是否与控制电源电压相同,电源输入连接如图 4.6.2(B). 光耦电源的连接如图 4.6.2(C),电源插件输出光耦 24V-(105 端子),经外部 连线直接接至 OPT 插件的光耦 24V-(615 端子);输出光耦 24V+(104 端子)接至屏 上开入公共端子;为监视开入 24V 电源是否正常,需从开入公共端子或 104 端子经连线 接至 OPT 插件的光耦 24V+(614 端子),其它开入的连接详见 OPT1 插件. 4.6.2 交流输入变换插件(AC) 交流输入变换插件(AC)与系统接线图如下:
此系统为典型接线

AC

A B C
至 低 通 插 件 201 202 203 204 205 206

断 路 器

断 路 器

断 路 器

A B C

UM

213 214 209

201 203 205 207 209 211 213

202 204 206 208 210 212 214

同期 电压

IA
至 低 通 插 件 至 低 通 插 件

UA
210

IB

UB
211
UC

IC

212

215

207 208 215

图 4.6.3 交流输入变换插件与系统接线图

I A , I B , I C 为三相电流输入,电流变换器的线性工作范围为 30 I N . U A , U B , U C 为三相电压输入,额定电压为 100 / 3 V;UM 为重合闸中检同期或者
检无压元件用的电压输入,额定电压为 100V 或 100 / 3 V. 对于 1 1 结线的边开关,电流量均取自各自断路器电流,中开关,边开关电压交流输 2 入量分别为: (1) 线―线串 边开关: U A , U B , U C 接入本线路的电压互感器的电压,UM 接母线任一相或线电 压. 中开关: U A ,U B , U C 接一条线路的三相电压,UM 接另一条线路任一相或线电压.
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如图 4.6.4(A)所示,对于 DL1, U A , U B , U C 接 PT3 三相电压,UM 接 PT1 任一相 或线电压;对于 DL2,U A , U B ,U C 接 PT3(或 PT4)三相电压,UM 接 PT4(或 PT3)任一 相或线电压 (2) 线―变串 边开关: U A , U B , U C 接入本线路或元件的电压互感器的电压,UM 接母线任一相 或线电压. 中开关: U A , U B , U C 接线路三相电压,UM 接变压器的电压互感器的任一相或线 电压. 如图 4.6.4(B)所示,对于 DL3, U A , U B , U C 接 PT4 三相电压,UM 接 PT2 任一相 或线电压;对于 DL2, U A , U B , U C 接 PT3 三相电压,UM 接 PT4 任一相或线电压.
母线1 PT1 DL1 DL1 母线1 PT1

PT3 DL2

DL2

PT3

PT4 DL3 母线2 PT2 DL3

PT4 母线2 PT2 变压器


(A)线-线串 (B)线-变串 图 4.6.4 1 1 结线系统图 2

当输入三相电压或同期电压均小于 30V 时,检无压条件满足,当输入三相电压与 UM 均大于 40V 时,检同期中有压条件满足;如重合闸不投或投入时为不检重合方式, 则输入电压 UM 可以不接.如果重合闸投入且使用检同期或检无压方式(由定值中重合 闸方式整定),则装置在正常运行时检查该同期电压是否大于 40V,若小于 40V,经 10 秒延时报同期 TV 断线告警,BJJ 继电器动作.正常运行时测量 UM 与 U A 之间的相位差, 作为检同期的固有相位差,因此对 UM 是哪一相或相间是没有要求的,保护能够自动适 应. 215 端子为装置的接地点,应将该端子接至接地铜排. 交流插件中三相电流按额定电流可分为 1A,5A 两种,订货时请注明,投运前注意检 查.

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4.6.3 低通滤波插件(LPF) 本插件无外部连线,其主要作用是:(1)滤除高频信号,(2)电平调整,(3) 为利用本公司的专用试验仪(HELP-90A)测试创造条件.
从交流插件来 加法器 低通滤波 起动CPU测量

从试验仪来

加法器

低通滤波

保护DSP测量

图 4.6.5 低通滤波原理图 由上图可见,CPU 与 DSP 采样从有源元件开始就完全独立,因此保证了任一器件

损坏不致于引起保护误动.试验输入由装置前面板的 DB15 插座引入. 4.6.4 CPU 插件(CPU) 该插件是装置核心部分,由单片机(CPU)和数字信号处理器(DSP)组成, CPU 完成装置的总起动元件和人机界面及后台通信功能,DSP 完成所有的保护算法和逻辑功 能.装置采样率为每周波 24 点,在每个采样点对所有保护算法和逻辑进行并行实时计 算,使得装置具有很高的固有可靠性及安全性. 起动 CPU 内设总起动元件,起动后开放出口继电器的正电源,同时完成事件记录及 打印,保护部分的后台通信及与面板通信;另外还具有完整的故障录波功能,录波格式 与 COMTRADE 格式兼容,录波数据可单独从串口输出或打印输出. 4.6.5 通信插件(COM) 通信插件的功能是完成与监控计算机或 RTU 的连接,有三种型号可选:
5A 5B 5C A RS485 RS485 以太网 B RS485 RS485 物理层 双绞线 光纤 10/100M 光纤 规约 IEC60870 -5-103

5A,5B 插件设置了两个用于向监控计算机或 RTU 传送报告的 RS485 接口,5C 插件 通过以太网上送报告.三种插件的背板端子及外部接线图如图 4.6.5. 所有型号的插件均设置了一个用于对时的 RS485 接口,该接口只接收 GPS 发送的对 时脉冲信号,不向外发送任何信号. 所有型号的插件还设置了一个用于打印的 RS485 或 RS232 接口,通过整定控制字选 择接口方式,如选用 RS232 方式,控制字"网络打印方式"设为"0" ,同时将该插件上 相应的端子短接于 232 位置,如选用 RS485 方式,控制字"网络打印方式"设为"1" , 同时将该插件上相应的端子短接于 485 位置.与打印机通信的波特率应于打印机整定为 一致.

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COM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

RS485-1A RS485-1B RS485-1地 RS485-2A RS485-2B RS485-2地 对时485A 对时485B 对时485地 打印收 打印发 打印地

至控制系统

至控制系统

至GPS

至打印机或 打印控制器

(5A)


光纤接口 至控制系统 光纤接口 至控制系统


COM
RX TX RX TX 1 2 3 4 5 6 对时485A 对时485B 对时485地 打印收 打印发 打印地 至GPS 光纤接收1 光纤发送1 光纤接收2 光纤发送2

至打印机或 打印控制器

(5B)


COM
以太网接口 光纤接口 至控制系统

1 2 3 4 5 6

对时485A 对时485B 对时485地 打印收 打印发 打印地

至GPS

至打印机或 打印控制器

(5C)



图 4.6.6 通信插件背板端子及外部接线图 4.6.6 24V 光耦插件(OPT)

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104 105 24V光耦+(输出) 24V光耦-(输出) 24V光耦+(输入) 24V光耦-(输入) 对时 打印 投检修态 信号复归 投充电 投先合 HA 重合方式1 重合方式2 投闭重 投自适应重合闸 闭锁先合 发变三跳 HB TA1 TB1 TC1 TWJA TWJB TWJC 压力闭重 TA2 TB2 TC2 HC

OPT1

614 615 601 602

602

601

603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629

603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 614 618 620 615 617

619 621 622 623 624 625 626 627 628 629



图 4.6.7 光耦插件背板端子及外部接线图

电源插件输出的光耦 24V 电源,其正端(104 端子)应接至屏上开入公共端,其负 端(105 端子)应与本板的 24V 光耦负(615 端子)直接相连;另外光耦 24V 正应与本 板的 24V 光耦正(614 端子)相连,以便让保护监视光耦开入电源是否正常. 601 端子是对时输入,用于接收 GPS 或其它对时装置发来的对时脉冲接点或光耦信 号,输入的信号必须是无源的,如下图所示,开入导通时的电流约 3~5mA,推荐使用 RS-485 总线对时方式 (参见通信插件说明) 这两种对时方式实际使用时只能选用一种, , 若用总线对时方式,该输入不接.
601 开入公共 保 护 装 置

用光耦

615



图 4.6.8 对时输入接点示意图

602 端子是打印输入,用于手动起动打印最新一次动作报告,一般在屏上装设打印 按钮.装置通过整定控制字选择自动打印或手动打印,当设定为自动打印时,保护一有 动作报告即向打印机输出,当设定为手动打印时,则需按屏上的打印按钮打印. 603 端子是投检修态输入,该设置是为了防止在保护装置进行试验时,有关报告经 IEC60870-5-103 规约接口向监控系统发送相关信息,而干扰调度系统的正常运行,一般 在屏上设置一投检修态压板,在装置检修时,将该压板投上,在此期间进行试验的动作 报告不会通过通信口上送,但本地的显示,打印不受影响;运行时应将该压板退出. 604 端子是信号复归输入,用于复归装置的磁保持信号继电器和液晶的报告显示,
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一般在屏上装设信号复归按钮.信号复归也可以通过通信进行远方复归. 608, 端子为重合闸方式选择开入, 609 一般在屏上装设重合闸的方式选择切换开关, 接点引入及方式如下: 端子 定义 单重 三重 综重 停用 608 重合方式 1 0 1 0 1 609 重合方式 2 0 0 1 1 610 端子是闭锁重合闸输入,如投入则重合闸放电. 本装置的重合闸起动方式有:(1)位置(TWJ)接点确定的不对应起动(由整定控 制字确定是由单相跳闸位置起动或者三相跳闸位置起动);(2)由线路保护动作起动 (分为分相跳闸起动或者三跳起动);612 为闭锁先合输入,用于确定后合重合闸以先 合重合闸时限动作还是以后合重合闸时限动作.这些接点要求是瞬动接点,即保护动作 返回而返回. 612 为闭锁先合输入节点,当中开关为后合重合闸时,两边开关的'先合闭锁'开 出并成一个节点给中开关. 622,623,624 端子分别为 A,B,C 三相的分相跳闸位置继电器接点(TWJA,TWJB, TWJC)输入,一般由操作箱提供.位置接点的作用是:(1)重合闸用(不对应起动重 合闸,单重方式是否三相跳开);(2)死区保护用. 625 端子是压力闭锁重合闸输入,仅作用于重合闸. 对于边开关重合闸装置, RCS-921C 须接本串平行双回线线路保护的三个跳闸( 619, 620,621) ,三个分相合闸(HA,HB,HC)及开关位置等接点,而对于中开关,除连接 上述接点外,还需要接入同串中另外一台线路保护装置的跳闸开入(626,627,628) , 这些接点要求是瞬动接点. 4.6.7 高压光耦插件(OPT2) 有些开入可能从较远处引入,如某些情况下从断路器处引位置接点至保护屏,这时 不宜采用 24V 光耦,为此,本装置设置了一个 220V/110V 的光耦插件,背板定义及接线 图如下所示:
开入公共1+

OPT2

701 703

+220V/+110V TWJA TWJB TWJC 合闸压力闭锁 -220V/-110V

701 703 705 707 709 711 开入公共1-

705 707 709 711

717 719 721 723 725 727

开入公共2+

717 719 721 723 725

+220V/-110V 备用 备用 备用 备用 +220V/-110V

开入公共2-

727



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RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置 图 4.6.9 高压光耦插件背板定义及接线图

如果位置接点从操作箱引入,则用 OPT1 插件的开入,由 622,623,624,625 端子 引入;如由断路器引入,则分别由 703,705,707,709 端子引入,OPT1 插件的相应端 子不接, 端子为外接光耦电源的+220V/+110V, 端子为外接光耦电源的-220V/ 701 707 -110V. 717 端子为外接光耦电源的+220V/+110V,727 端子为外接光耦电源的-220V/- 110V. 注意:OPT2 插件上 701 端子与 717 端子,711 端子与 727 端子在插件上不连,若采 用其中一组光耦时,另一组光耦的正负电源必须同时接上,否则会报光耦失电而闭锁保 护,接到 OPT2 插件的开入,就不应再接 OPT1 插件相应定义的端子,反之亦然. 供货时 OPT2 插件一般是不配的,只有在上述要求的情况下才给予配置,因此订货 时请注明. 4.6.8 信号继电器插件(SIG) 本插件无外部连线,该板主要是将 5V 的动作信号经三极管转换为 24V 信号,从而 驱动继电器.正常运行时,装置会对所有三极管的出口进行检查,若有错则告警并闭锁 保护. 本板设置了总起动继电器,当 CPU 满足起动条件,则该继电器动作,接点闭合,开 放出口继电器的正电源. 4.6.9 继电器出口 1 插件(OUT1) 本插件提供输出空接点,如下图所示:
BSJ2-2

925
BJJ-1 XTJ-1

927 926 923

}

BSJ1-2

中 央 信 号 闭 锁 先 合

928
BJJ-2

930 929 A13 A15 A20 A18

TJA3-2 TJB3-2 TJC3-2

901 903

XHBC-1 XHBC-2

902 904

}

}

907 909

SL1-1 SL1-2 SL2-1 SL2-2 SL3-1 SL3-2 SL4-1 SL4-2

908 910 912 914 916 918 920 922

远 动 信 号

911 913 915 917 919 921

}

失 灵

图 4.6.10 OUT1 插件接点输出图

BSJ 为装置故障告警继电器,其输出接点 BSJ-1,BSJ-2,BSJ-3 均为常闭接点,装 置退出运行如装置失电,内部故障时均闭合. BJJ 为装置异常告警继电器,其输出接点 BJJ-1,BJJ-2 为常开接点,装置异常如 TV 断线,TWJ 异常等,仍有保护在运行时,发告警信号,BJJ 继电器动作,接点闭合. XTJ,XHJ 分别为跳闸和重合闸信号磁保持继电器,保护跳闸时 XTJ 继电器动作并保 持,重合闸时 XHJ 继电器动作并保持,需按信号复归按钮或由通信口发远方信号复归命 令才返回. SL1~SL4 继电器为失灵动作时动作,失灵动作返回时,该继电器也返回. XHBC 为"闭锁先合"输出接点,当先合重合闸与后合重合闸配合使用时,先合重合
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闸的"闭锁先合"输出接点接至后合重合闸的"闭锁先合"输入接点.当先合重合闸起 动时该接点闭合.如果该重合闸起动返回,并且未发出重合脉冲,则该接点瞬时返回; 如果该重合闸已发出重合脉冲,则装置起动返回后该接点才返回. 该插件输出一组跳闸出口瞬动接点供作遥信用. 4.6.10 继电器出口 2 插件(OUT2) OUT2 插件输出接点如下图所示:
TJA2-2 A03 TJA1-2 TJB2-2 TJB1-2 TJC2-2 TJC1-2 A01 A02 A05 TJA3-1 A12 TJA1-1 TJB3-1 A14

}

跳 闸 1 *

TJB1-1 TJC3-1 TJC1-1 A10 A16

}

A22

GST1-2 GST2-2

A24 A26

跳 闸 2 *

A25 A27 A29
TJA2-1 TJB2-1 TJC2-1 GST3-2 GST4-2

A28 A30 A07 A08 A06 A04

}

沟 三 接 点

}

故 障 录 波



图 4.6.11 OUT2 插件接点输出图



该插件输出三组跳闸出口接点和 4 组沟三输出接点,均为瞬动接点.用第一 组和第二组跳闸接点去接操作箱的跳线圈,其它供作故障录波起动用. 沟三接点为常闭接点,沟三接点是为了使断路器具备三跳的条件. 4.6.11 继电器出口 3 插件(OUT3) OUT3 插件输出接点如下图所示:
B11 B13 B07 B09 B17 B19
SL5-1 SL5-2 SL6-1 SL6-2 SL7-1 SL7-2

B12 B14 B08 B10 B18 B20

B21 B23 B25 B27 B03 B05

SL8-1 SL8-2 SL9-1 SL9-2 SLA-1 SLA-2

B22 B24 B26 B28 B04 B06

}

失 灵



图 4.6.12 OUT3 插件接点输出图

SL5~SLA 继电器为失灵动作时动作,失灵动作返回时,该继电器也返回.


4.6.12 继电器出口 4 插件(OUT4) OUT4 插件输出接点如下图所示:

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XHJ-1

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C10 C08 C06 HJA1-1 HJB1-1 HJC1-1 C13 C14 C12

}

}

中 央 信 号 远 动 信 号

C04 HJA1-2 C07 HJA2-2 HJB1-2 HJB2-2 HJC1-2 HJC2-2 C11 C09

}


HJA2-1

C02 C01 HJB2-1 C03 C05

闸 1
HJC2-1

*

}

合 闸 2



图 4.6.13 OUT4 插件接点输出图

本插件输出三组合闸接点,合闸 1 接操作箱的合闸线圈,其它供作遥信,故 障录波起动用.注意,合闸中央信号不分相.


4.6.13 显示面板(LCD) 显示面板单设一个单片机,负责汉字液晶显示,键盘处理,通过串口与 CPU 交换数 据. 显示面板还提供一个与 PC 机或 HELP-90A 通信的接口(9 芯),一个调试用模拟量 输入端子(15 芯).

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5. 定值内容及整定说明
装置定值包括装置参数和保护定值. 5.1 装置参数及整定说明
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 定 值 名 称 定值区号 通信地址 串口 1 波特率 串口 2 波特率 打印波特率 调试波特率 系统频率 电压一次额定值 电压二次额定值 电流一次额定值 电流二次额定值 厂站名称 网络打印 自动打印 规约类型 分脉冲对时 可远方修改定值 定 值 范 围 0~29 0~254 4800,9600,19200,38400 4800,9600,19200,38400 4800,9600,19200,38400 4800,9600 50,60Hz 127~655kV 57.73V 100~65535kA 1,5A 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 整 定 值

1. 定值区号:保护定值有 30 套可供切换,装置参数不分区,只有一套定值; 2. 通信地址:指后台通信管理机与本装置通信的地址; 3. 串口 1 波特率,串口 2 波特率,打印波特率,调试波特率:只可在所列波特率数 值中选其一数值整定; 4. 系统频率:为一次系统频率,请整定为 50Hz; 5. 电压一次额定值:为一次系统中电压互感器原边的额定电压值; 6. 电压二次额定值:为一次系统中电压互感器副边的额定电压值; 7. 电流一次额定值:为一次系统中电流互感器原边的额定电流值; 8. 电流二次额定值:为一次系统中电流互感器副边的额定电流值; 9. 厂站名称:可整定汉字区位码(12 位) ,或 ASCII 码(后 6 位) ,装置将自动识别, 此定值仅用于报文打印. 10. 自动打印:保护动作后需要自动打印动作报告时置为"1" ,否则置为"0" ; 11. 网络打印:需要使用共享打印机时置为"1" ,否则置为"0" .使用共享打印机指 的是多套保护装置共用一台打印机打印输出, 这时打印口应设置为 RS-485 方式 (参 见 4.6.5 通信插件说明) ,经专用的打印控制器接入打印机; 而使用本地打印机时, 应设置为 RS-232 方式,直接接至打印机的串口. 12. 规约类型:当采用 IEC60870-5-103 规约置为"0" ,采用 LFP 规约置为"1" . 13. 分脉冲对时:当采用分脉冲对时置为"1" ,秒脉冲对时置为"0" . 14. 可远方修改定值:允许后台修改装置的定值时置为"1" ,否则置为"0" .
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5.2 保护定值及整定说明 5.2.1 RCS-921C 断路器失灵保护及自动重合闸装置保护定值如表 保护的所有定值均按二次值整定,定值范围中 In 为 1 或 5,分别对应于二次额定电 流为 1A 或 5A.
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 电流变化量起动值 零序起动电流 失灵电流高定值 失灵电流低定值 失灵零序电流定值 低功率因素角定值 低功率因素过流值 负序过流定值 失灵跳本开关时间 失灵相邻开关时间 不一致零序过流值 不一致负序过流值 不一致时间定值 死区保护过流定值 死区保护时间定值 充电保护过流Ⅰ段 充电Ⅰ段时间定值 充电保护过流Ⅱ段 充电Ⅱ段时间定值 后合重合延时定值 后合跳闸延时定值 单相重合闸时间 三相相重合闸时间 同期合闸角 断路器编号 整定范围 0.1~0.5A ×In 0.1~0.5A ×In 0.1~20A ×In 0.1~20A ×In 0.1~20A ×In 45°~90° 0.1~20A ×In 0.1~20A ×In 0.01~10S 0.01~10S 0.1~20A ×In 0.1~20A ×In 0.01~10S 0.1~20A ×In 0~10S 0.1~20A ×In 0~10S 0.1~20A ×In 0.01~10S 0.01~10S 0.01~10S 0.01~10S 0.01~10S 0°~90° 0~65535 整定值

RCS-921C 运行方式控制字 SW(n) 整定 "1"表示投入,"0"表示退出 1 2 3 4 5 6 7 8 投失灵保护 投零序开放失灵 低 COSA 发变失灵 经零序发变失灵 经负序发变失灵 投跟跳本开关 投不一致保护 不一致经零负序 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

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NARI-RELAYS 9 投死区保护 10 投充电保护Ⅰ段 11 投充电保护Ⅱ段 12 投自适应重合闸 13 投重合闸 14 投检同期方式 15 投检无压方式 16 投重合闸不检 17 投未充电沟三跳 18 投 TWJ 启动单重 19 投 TWJ 启动三重 20 后合经线路有压 21 后合固定 22 发电厂侧 23 内重合把手有效 24 投单重方式 25 投三重方式 26 投综重方式 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

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5.2.2 RCS-921C 保护定值整定说明 1. 电流变化量起动值:按躲过正常负荷电流波动最大值整定,一般整定为 0.2In,定 值范围为 0.1In~0.5In. 2. 零序起动电流:按躲过最大零序不平衡电流整定,定值范围为 0.1In~0.5In. 3. 失灵保护零序定值: 按躲过最大零序不平衡电流整定, 定值范围为 0.1~20A ×In. 4. 低功率因素角定值:整定值范围为 45 0 ~ 90 0 ,整定步长为 10. 5. 低功率因素过流定值:表示线路有流,定值范围为 0.1~20A ×In. 6. 负序过流定值:按躲过最大不平衡负序电流整定,定值范围为 0.1~20A ×In. 7. 失灵跳本开关时间:失灵保护动作时,将以该时间定值跳开本开关.定值范围为 0.01~20S,整定步长为 0.01S. 8. 失灵相邻开关时间:失灵保护动作时,将以该时间定值跳开相邻开关.定值范围 为 0.01~20S,整定步长为 0.01S. 9. 不一致零序过流:不一致保护开放条件之一,按躲过最大不平衡零序电流整定, 定值范围为 0.1~20A ×In. 10. 不一致负序过流值:不一致保护开放条件之一,按躲过最大不平衡负序电流整定, 定值范围为 0.1~20A ×In. 11. 不一致时间定值:定值范围为 0.01~20S,整定步长为 0.01S. 12. 后合重合延时定值:当先合重合闸重合后,后合重合闸增加的延时整定值. 13. 后合跳闸延时定值:后合重合闸不合,跳闸延时整定值.后合重合闸在检线路有 压闭锁投入时,如果不满足重合条件,则经该延时跳本断路器.后合跳闸延时定 值应大于后合重合延时定值.

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5.2.3 RCS-921C 运行方式控制字整定说明 1. "投零序开放失灵" :当该控制字为"1"时,失灵保护经零序电流开放. 2. "不一致经零负序" ,当该控制字为"1"时,不一致保护经零序电流或负序电流 开放. 3. "后合经线路有压" :当该控制字为"1"时,后合重合闸根据线路是否有压来作 出重合判断. 4. "后合固定" :当该控制字为"1"时,将固定为后合重合闸,不受先合重合闸"闭 锁先合"输出接点的影响. 5. "发电厂侧" :当该控制字为"1"时,重合闸为单重方式时也要判断线路是否有 压,即在单重方式下满足单重条件且线路有压时才重合. 6. 当重合闸方式在运行中不会改变时,用整定控制字比由重合闸切换把手经光耦输 入更为可靠,另外用整定控制字可实现远方重合闸方式的改变. "内重合把手有 效""投单重方式""投三重方式""投综重方式"这 4 个控制字可完成上述功 , , , 能;当"内重合把手有效"置"1"时,整定控制字确定重合闸方式,而不管外部 重合闸切换把手处于什么位置. "内重合把手有效"置" 1" 而 , "投单重方式""投 , 三重方式""投综重方式"均置"0"时等同于"投重合闸"置"0" , ,即本装置重 合闸退出.当"内重合把手有效"置"0" ,则重合闸方式由切换把手确定(参见 硬件说明 4.6.6) ,后面的三个控制字均无效. 7. 投自适应重合闸":当该控制字为"1"时,如果"投自适应重合闸"软,硬压板 均投入,则重合闸方式为自适应重合闸方式.只有在同杆双回线故障,线路保护 动作时(保护跳闸接点通过 TA1,TB1,TC1 开入至 921C)自适应重合闸启动;对 于中开关,非同杆双回线故障时(保护跳闸接点通过 TA2,TB2,TC2 开入至 921C) , 非同杆双回线故障时仍然启动常规重合闸. 5.3 压板定值 装置设有软压板功能,压板可通过定值投退(远方或就地)
序号 a) b) c) d) 定 值 名 称 投充电保护压板 投先合压板 投闭锁重合压板 投自适应重合闸 定 值 范 围 0,1 0,1 0,1 0,1 整 定 值

1. "投充电保护压板" "投先合压板""投自适应重合闸"这三个控制字和屏上硬压板 , 为"与"的关系,当需要利用软压板功能时,必须投上硬压板,当不需软压板功 能时,必须将该三个控制字整定为"1" . 2. "投闭锁重合压板"和屏上硬压板为"或"的关系, "投闭锁重合压板"置"1" 时,闭锁重合闸,一般应置"0" .不管"投闭锁重合压板"置"1"还是"0" ,外 部闭重输入总是有效.

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5.4 IP 地址


该定值用于以太网接口,当无以太网接口时,该定值可不整定.

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