南瑞繼保PCS-9651L 備用電源自投裝置

PCS-9651L 備用電源自投裝置可實現中低壓電壓等級、不同主接線形式（內橋、單母線、單母 線分段等）的備用電源自動投入功能，另外還具有分段保護測控功能。裝置通過常規(guī)電磁式互感器 采集模擬量，支持 IEC61850 規(guī)約。

性能特征                                                                                                         

⚫ 高性能的通用型硬件，實時計算：采用 32 位高性能的雙核處理器，核 1 完成保護運算與 出口邏輯，核 2 實現事件記錄、故障錄波、人機接口、后臺通信及打印等功能。高性能的 硬件保證了裝置在每一個采樣間隔對所有繼電器進行實時計算。

⚫ 軟件模塊化設計：裝置提供完備的保護功能，各保護元件按模塊化設計，相互***，可靈 活配置。

⚫ 通信功能齊全：具有靈活的通信方式，可配 2 個 100Mbps 以太網接口，2 個 RS-485 串 口，1 個 RS-232 打印串口。支持電力行業(yè)通信標準 DL/T667-1999（IEC60870-5-103） 和 DL/T860（IEC61850）。還支持 Modbus RTU、Modbus TCP 規(guī)約。支持 100Mbps、 超五類線或光纖通信接口。

⚫ 調試維護方便：具有友好的人機接口和豐富的 PC 機輔助軟件，方便裝置設置和調試。

工作原理

主程序分為正常運行程序和故障計算程序：正常運行程序完成系統(tǒng)無故障情況下的狀態(tài)監(jiān)視、數據預處理等輔助功能。整組啟動后進入故障計算程序，進行各種保護算法計算、跳合閘邏輯判斷等。

模擬量輸入

本裝置可以引入如下模擬量：Ⅰ母三相電壓（Ua1、Ub1、Uc1）、 Ⅱ母三相電壓（Ua2、Ub2、 Uc2）、 電源 1 電壓（Ux1）、 電源 2 電壓（Ux2）、 電源 1 電流（I1）、 電源 2 電流（I2）、 分段三相 保護電流（Ia、Ib、Ic）和零序電流（I0）。外部模擬量輸入經隔離互感器隔離變換后，經低通濾波 器至模數轉換器，再由 CPU 定時采樣。CPU 對獲得的數字信號進行處理，構成各種保護繼電器。

母線電壓可以Ｙ型接入，也可以Ｖ型接入。分段保護三相電流與Ⅰ母三相電壓，在本裝置中兼 作分段測量使用，形成分段間隔的 P、Q、COSф、kWh、kVArh。

裝置啟動元件

裝置為各保護元件設置了不同的啟動元件，相應的啟動元件啟動后才能進行各自的保護元件計 算。

⚫ 備用電源自投啟動元件：當相應的備自投方式充電完成，并滿足相應的自投啟動條件時，備自 投啟動元件動作。

⚫ 過流保護啟動元件：當分段三相電流***大值大于 0.95 倍整定值時動作。此啟動元件用來開放相 應的過流保護。

⚫ 零序過流保護啟動元件：當分段零序電流大于 0.95 倍零序電流整定值時動作。此啟動元件用來 開放相應的零序過流保護。

⚫ 過流加速保護啟動元件：當分段自投合閘動作后，分段三相電流***大值大于 0.95 倍過流加速整 定值時動作。此啟動元件用來開放相應的過流加速保護。

⚫ 零序過流加速保護啟動元件：當分段自投合閘動作后，分段零序電流大于 0.95 倍零序過流加速 整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的零序過流加速保護。

⚫ 充電過流保護啟動元件：當手動或遙控操作分段合閘空充另一段母線時，分段三相電流***大值 大于 0.95 倍充電過流整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的充電過流保護。

⚫ 充電零序過流保護啟動元件：當手動或遙控操作分段合閘空充另一段母線時，分段零序電流大 于 0.95 倍充電零序過流整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的充電零序過流保護。

備用電源自投

裝置引入兩段母線電壓（Uab1、Ubc1、Uca1 和 Uab2、Ubc2、Uca2），用于有壓、無壓判別。 引入兩電源電壓（Ux1、Ux2），用于判別備用電源是否有壓，可經控制字選擇是否使用。引入兩電 源單相電流（I1、I2），是為了防止母線 PT 三相斷線后備自投誤動作，同時可以用來更好地確認電 源開關是否跳開。

裝置引入電源 1、電源 2 和分段斷路器的跳閘位置接點，用于系統(tǒng)運行方式識別、自投準備及 自投動作。

裝置可選引入電源 1、電源 2 和分段斷路器的合后位置（KKJ）信號，用于各種運行方式下的 手跳閉鎖備自投。如果未接入斷路器的合后位置信號，那么需將[合后位置接入]控制字整定為 0，同 時為了實現手跳閉鎖備自投功能，需將各斷路器的手跳接點接至閉鎖備自投開入端子。

分段斷路器的 TWJ、HWJ 和 KKJ 可以由裝置的操作回路插件（B04）產生?；蛘?，可選擇從 開入端子 0103、0104 和 0105 分別引入分段斷路器的 TWJ、HWJ 和 KKJ（需將輔助參數[0103 定 義為分段跳閘位置]、[0104 定義為分段合閘位置]、[0105 定義為分段合后位置]分別整定為 1）。

另外還分別設置閉鎖備自投方式 1/2、閉鎖備自投方式 3/4 和閉鎖備自投（總閉鎖）的開入。

備自投動作輸出有：跳電源 1 出口，用于跳開電源 1 進線斷路器；跳電源 2 出口，用于跳開電 源 2 進線斷路器；聯切Ⅰ母、聯切Ⅱ母出口，用于聯跳相應母線上的其他斷路器；合電源 1 出口， 用于合 1#進線斷路器；合電源 2 出口，用于合 2#進線斷路器；跳、合分段出口，用于跳、合分段 斷路器。

備自投方式

電源 1 運行，電源 2 備用，即 1DL、3DL 在合位，2DL 在分位。當電源 1（1#進線）因為故障 導致失電后，電源 2（2#進線）應能自動投入，且只允許動作一次。為了滿足這個要求，設計了類 似于線路自動重合閘的充電過程，只有在充電完成后才允許備自投動作。

充電條件： 1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有壓，當[檢電源 2 電壓]控制字投入時 Ux2 有壓（大于[電源有壓定值]）；

2) 1DL、3DL 在合位，2DL 在分位。 同時滿足以上條件，經輔助參數[備自投充電時間]后充電完成。 放電條件（滿足以下任意一條則放電）： 1) 當[檢電源 2 電壓]控制字投入時 Ux2 不滿足有壓條件（小于[電源有壓定值]），經 15s *** 放電； 2) 備自投發(fā)出合閘命令或 2DL 合上； 3) 當[合后位置接入]控制字投入時，本裝置沒有跳閘出口時電源 1 合后位置開入為 0，或分段 合后位置開入為 0； 4) 有“閉鎖備自投方式 1/2”或“閉鎖備自投”開入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位異常； 6) 1DL 開關拒跳； 7) 整定控制字[備自投方式 1]或[備自投方式 1/2 軟壓板]或[備自投功能軟壓板]退出；8) 分段保護動作。

動作過程

1）當充電完成后，Ⅰ母、Ⅱ母均無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]） ，I1 無流，Ux2 有 壓（[檢電源 2 電壓]控制字投入時），則啟動，經[電源 1 跳閘時間]***，跳電源 1 斷路器 1DL，若[聯 切功能]控制字投入，則聯切Ⅰ母、聯切Ⅱ母同時動作。確認 1DL 跳開后，且Ⅰ母、Ⅱ母均無壓（線 電壓均小于[母線無壓合閘定值]），經[合備用電源***]去合電源 2 進線斷路器。 2）當充電完成后，電源 1 跳位且 I1 無流，Ux2 有壓（[檢電源 2 電壓]控制字投入時），Ⅰ母、 Ⅱ母均無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]，若[跳位啟動判母線電壓]控制字退出時則不判母線 電壓），則啟動，若[跳位啟動經跳閘時間]控制字投入時經[電源 1 跳閘時間]***，否則固定經 40ms ***，跳電源 1 斷路器 1DL，若[聯切功能]控制字投入，則聯切Ⅰ母、聯切Ⅱ母同時動作。確認 1DL 跳開后，且Ⅰ母、Ⅱ母均無壓（線電壓均小于[母線無壓合閘定值]），經[合備用電源***]去合電源 2 進線斷路器。

備自投方式

電源 2 運行，電源 1 備用，即 2DL、3DL 在合位，1DL 在分位。當電源 2 因為故障導致失電后， 電源 1 應能自動投入。

充電條件： 1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有壓，當[檢電源 1 電壓]控制字投入時 Ux1 有壓（大于[電源有壓定值]）；

2) 2DL、3DL 在合位，1DL 在分位。 同時滿足以上條件，經輔助參數[備自投充電時間]后充電完成。 放電條件（滿足以下任意一條則放電）： 1) 當[檢電源 1 電壓]控制字投入時 Ux1 不滿足有壓條件（小于[電源有壓定值]），經 15s *** 放電； 2) 備自投發(fā)出合閘命令或 1DL 合上； 3) 當[合后位置接入]控制字投入時，本裝置沒有跳閘出口時電源 2 合后位置開入為 0，或分段 合后位置開入為 0； 4) 有“閉鎖備自投方式 1/2”或“閉鎖備自投”開入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位異常； 6) 2DL 開關拒跳； 7) 整定控制字[備自投方式 2]或[備自投方式 1/2 軟壓板]或[備自投功能軟壓板]退出； 8) 分段保護動作。 動作過程： 1）當充電完成后，Ⅰ母、Ⅱ母均無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]） ，I2 無流，Ux1 有 壓（[檢電源 1 電壓]控制字投入時），則啟動，經[電源 2 跳閘時間]***，跳電源 2 斷路器 2DL，若[聯 切功能]控制字投入，則聯切Ⅰ母、聯切Ⅱ母同時動作。確認 2DL 跳開后，且Ⅰ母、Ⅱ母均無壓（線 電壓均小于[母線無壓合閘定值]），經[合備用電源***]去合電源 1 進線斷路器。 2）當充電完成后，電源 2 跳位且 I2 無流，Ux1 有壓（[檢電源 1 電壓]控制字投入時），Ⅰ母、 Ⅱ母均無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]，若[跳位啟動判母線電壓]控制字退出時則不判母線 電壓），則啟動，若[跳位啟動經跳閘時間]控制字投入時經[電源 2 跳閘時間]***，否則固定經 40ms ***，跳電源 2 斷路器 2DL，若[聯切功能]控制字投入，則聯切Ⅰ母、聯切Ⅱ母同時動作。確認 2DL 跳開后，且Ⅰ母、Ⅱ母均無壓（線電壓均小于[母線無壓合閘定值]），經[合備用電源***]去合電源 1 進線斷路器。

備自投方式

電源 1、2 運行，分段備用，即 1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。當電源 1 因為故障導致失電 后，分段應能自動投入

在合位，3DL 在分位。 同時滿足以上條件，經輔助參數[備自投充電時間]后充電完成。 放電條件（滿足以下任意一條則放電）： 1) Ⅱ母不滿足有壓條件（***大線電壓小于[母線有壓定值]），經 15s ***放電； 2) 備自投發(fā)出合閘命令或 3DL 合上； 3) 當[合后位置接入]控制字投入時，本裝置沒有跳閘出口時電源 1 合后位置開入為 0，或電源 2 合后位置開入為 0； 4) 有“閉鎖備自投方式 3/4”或“閉鎖備自投”開入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位異常； 6) 1DL 開關拒跳； 7) 整定控制字[備自投方式 3]或[備自投方式 3/4 軟壓板]或[備自投功能軟壓板]退出； 8) 彈簧未儲能開入，或控制回路斷線告警。 動作過程： 1）當充電完成后，Ⅰ母無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]） ，I1 無流，Ⅱ母有壓（***大線 電壓大于[母線有壓定值]），則啟動，經[電源 1 跳閘時間]***，跳電源 1 斷路器 1DL，若[聯切功能] 控制字投入，則聯切Ⅰ母同時動作。確認 1DL 跳開后，且Ⅰ母無壓（線電壓均小于[母線無壓合閘定 值]），經[合分段斷路器時間]***去合分段斷路器 3DL。 2）當充電完成后，電源 1 跳位且 I1 無流，Ⅱ母有壓（***大線電壓大于[母線有壓定值]）， Ⅰ母 無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]，若[跳位啟動判母線電壓]控制字退出時則不判Ⅰ母電壓） ， 則啟動，若[跳位啟動經跳閘時間]控制字投入時經[電源 1 跳閘時間]***，否則固定經 40ms ***， 跳電源 1 斷路器 1DL，若[聯切功能]控制字投入，則聯切Ⅰ母同時動作。確認 1DL 跳開后，且Ⅰ母 無壓（線電壓均小于[母線無壓合閘定值]），經[合分段斷路器時間]***去合分段斷路器 3DL。

備自投方式

電源 1、2 運行，分段備用，即 1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。當電源 2 因為故障導致失電 后，分段應能自動投入。

充電條件： 1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有壓； 2) 1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。 同時滿足以上條件，經輔助參數[備自投充電時間]后充電完成。 放電條件（滿足以下任意一條則放電）： 1) Ⅰ母不滿足有壓條件（***大線電壓小于[母線有壓定值]），經 15s ***放電； 2) 備自投發(fā)出合閘命令或 3DL 合上； 3) 當[合后位置接入]控制字投入時，本裝置沒有跳閘出口時電源 2 合后位置開入為 0，或電源 1 合后位置開入為 0； 4) 有“閉鎖備自投方式 3/4”或“閉鎖備自投”開入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位異常； 6) 2DL 開關拒跳； 7) 整定控制字[備自投方式 4]或[備自投方式 3/4 軟壓板]或[備自投功能軟壓板]退出； 8) 彈簧未儲能開入，或控制回路斷線告警。 動作過程： 1）當充電完成后，Ⅱ母無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]） ，I2 無流，Ⅰ母有壓（***大線

 

工作原理

電壓大于[母線有壓定值]），則啟動，經[電源 2 跳閘時間]***，跳電源 2 斷路器 2DL，若[聯切功能] 控制字投入，則聯切Ⅱ母同時動作。確認 2DL 跳開后，且Ⅱ母無壓（線電壓均小于[母線無壓合閘定 值]），經[合分段斷路器時間]***去合分段斷路器 3DL。 2）當充電完成后，電源 2 跳位且 I2 無流，Ⅰ母有壓（***大線電壓大于[母線有壓定值]）， Ⅱ母 無壓（線電壓均小于[母線無壓啟動定值]，若[跳位啟動判母線電壓]控制字退出時則不判Ⅱ母電壓） ， 則啟動，若[跳位啟動經跳閘時間]控制字投入時經[電源 2 跳閘時間]***，否則固定經 40ms ***， 跳電源 2 斷路器 2DL，若[聯切功能]控制字投入，則聯切Ⅱ母同時動作。確認 2DL 跳開后，且Ⅱ母 無壓（線電壓均小于[母線無壓合閘定值]），經[合分段斷路器時間]***去合分段斷路器 3DL。

分段保護

1 過流保護

本裝置設置兩段定時限過流保護，各段有***的電流定值和時間定值以及控制字。各段可*** 選擇是否經復壓閉鎖（低電壓和負序電壓）。復壓元件取兩段母線電壓的邏輯“與”關系（后加速、 充電過流保護的復壓閉鎖與此相同）。

2 零序過流保護

本裝置設置一段零序過流保護，零序電流可以由外部專用的零序 CT 引入，也可用軟件自產（[零 序電流自產]控制字整定為 1，零序過流加速保護和充電零序過流保護與此相同）。

3 自投合閘后加速保護

本裝置設置一段過流加速保護和一段零序過流加速保護，其中過流加速保護可選擇是否經復壓 閉鎖。加速保護僅在備自投方式 3、4 合閘動作后開放 3s，在此期間內，若加速保護啟動，則一直 開放到故障切除。

4 充電保護

本裝置設置一段充電過流保護和一段充電零序過流保護，其中充電過流保護可選擇是否經復壓 閉鎖。充電保護在分段斷路器手動或遙控合閘空充母線時短時開放（可在輔助參數中整定[充電保護 開放時間]，默認為 0.5s），在此期間內，若充電保護啟動，則一直開放到故障切除。輔助參數中， [0108 定義為充電保護硬壓板]為 1 時，B01 號板 0108 端子為“充電保護硬壓板” ，充電保護受該壓 板控制；整定為 0 時，B01 號板 0108 端子為普通遙信輸入，充電保護不受該壓板控制。

5 異常告警

1 開關跳位異常

電源有流（大于無流定值）但其開關跳位開入為 1，經 10s ***報相應電源跳位異常。

分段有流（大于 0.04In）但分段跳位開入為 1，經 10s ***報分段跳位異常。

2 控制回路斷線

分段 TWJ 和 HWJ 均為 0，經 3s ***報“控制回路斷線”。當分段 TWJ 或 HWJ 任意一個為 1 時，相應告警返回。

工作原理

當不使用本裝置的操作回路插件功能時，請把輔助參數中的[檢測控制回路斷線]整定為 0，退出 控制回路斷線告警功能。

彈簧未儲能告警

當收到彈簧未儲能開入時，經輔助參數中的[彈簧未儲能告警***]（默認為 15s）報“彈簧未儲 能告警”信號。

CT 斷線

分段 CT 斷線判據如下： 1) ***大相電流大于 0.2In； 2) ***大相電流大于其余兩相相電流的 4 倍。

同時滿足上述兩個條件，*** 10s 報“分段 CT 斷線”告警信號。當電流***正常后，*** 10s “分段 CT 斷線”告警信號返回。

PT 斷線

Ⅰ母 PT 斷線判別： 1) 正序電壓小于 30V 時，I1 有流，或者 3DL 在合位且 I2 有流； 2) 負序電壓大于 8V。 滿足以上任一條件*** 10s 報“Ⅰ母 PT 斷線”。當電壓***正常后，*** 1.25s 該告警返回。

Ⅱ母 PT 斷線判據與Ⅰ母的類同。

電源 1PT 斷線判別：[檢電源 1 電壓]控制字投入時，若 Ux1 小于[電源有壓定值]，經 10s *** 報“電源 1PT 斷線”。當電壓***正常后，*** 1.25s 該告警返回。電源 2PT 斷線判據與電源 1 的類同。

頻率異常

當系統(tǒng)頻率低于 49.5Hz 或高于 50.5Hz 時，經 10s ***發(fā)“頻率異常”信號。

開關拒跳

裝置發(fā)出跳閘命令后，在輔助參數中的[開關拒跳判斷時間]（默認為 1s）內，相應開關沒有跳 開，報相應開關拒跳。開關拒跳告警信號保持至信號復歸。

接地選線

裝置使用暫態(tài)功率方向法來判斷本間隔是否接地。當線路故障，暫態(tài)零序容性功率方向為反向 時，裝置報“本間隔接地”。

采樣數據異常的處理

當采樣通道存在異常的直流偏置時，裝置會報“采樣數據異常告警”，并閉鎖相關保護：

⚫ 電壓采樣無效，則閉鎖與電壓相關的保護。

⚫ 電流采樣無效，則閉鎖與電流相關的保護。

測控功能

測控功能包括遙測、遙信、遙控功能。

遙測量包括 Iam、Ibm、Icm、UA1、UB1、UC1、UAB1、UBC1、UCA1、F、P、Q、COSф 共 13 個模擬量。通過積分計算得出有功電度、無功電度，所有這些量都在當地實時計算，實時累加。 本裝置沒有專門的分段測量電流輸入，而是使用分段保護電流來計算測量電流。直采電流、電壓精 度達到 0.2 級，其余精度達到 0.5 級。

遙信量主要有：***多 6 路自定義遙信開入，并有事件順序記錄(SOE)。

遙控功能提供一組遙控輸出接點(遙控對象固定對應本開關)來實現斷路器正常遙控跳閘和正常 遙控合閘。遙合固定為不檢方式。

時間管理

⚫ 時鐘同步

裝置能夠連接多種時鐘源信號進行準確的時鐘同步，支持的時鐘信號源包括標準時鐘裝置（如 PCS-9785）發(fā)出的差分 IRIG-B、差分 PPS、空接點 PPS、SNTP 廣播、SNTP 點對點等信號。

通過液晶菜單對時方式中[外部時鐘源模式]參數選擇對時源。其中“硬對時”包括差分 IRIG-B、 差分 PPS、空接點 PPS 等信號， “軟對時”包括 SNTP 廣播、SNTP 點對點、IEC103 后臺對時等， “擴展板對時”尚未使用。

選擇“硬對時”時，裝置判斷差分 IRIG-B、差分 PPS、空接點 PPS 的有效性，并根據優(yōu)先級 （差分 IRIG-B>差分 PPS>空接點 PPS）選擇一種時鐘信號進行同步。

選擇“軟對時”時，裝置根據網絡 SNTP 報文進行 SNTP 點對點或 SNTP 廣播對時。如果已經 指定 SNTP 服務器地址，裝置固定與其進行 SNTP 點對點對時。如果未指定 SNTP 服務器地址（該 參數為空 0.0.0.0），裝置使用 SNTP 廣播對時。

選擇“無對時”時，裝置不檢測各種時鐘源信號，且不報“對時異常”告警。

裝置支持靈活的對時切換，一旦高優(yōu)先級的對時信號斷開，自動選擇低優(yōu)先級的對時信號，例 如差分 IRIG-B 信號斷開，空接點 PPS 有效，改用空接點 PPS；選擇“硬對時”或者“擴展板對時” ， 但只有網絡對時源時，裝置會進行網絡對時，但會報“對時異常”告警。 差分 PPS、空接點 PPS 對時沒有日歷信息，裝置使用 SNTP 或 IEC103 后臺對時中的日歷信息對時。當裝置對時成功時，液晶主界面的左上角顯示“S”標志。