西门子保护装置 [西门子7SD512保护装置简介]
时间：2019-03-30 03:29:55 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要:西门子公司7DS系列差动保护原理简单,性能可靠,逐步得到了广泛应用。本文简单介绍了7SD512光纤差动保护装置的应用、功能、工作方式。 关键词:光纤差动 保护功能 工作方式
中图分类号:U467 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0113-02
天生桥一级电站装机4×300MW,所发电力通过4回220KV高压输电线路输送到马窝换流站(图1)。
天生桥一级电站到马窝换流站的输电线路长4.2KM,马窝换流站侧连接天生桥二级,鲁布革电厂、云南电网,通过天生桥二级与贵州、广西电网连接。如此短的架空线保护配置比较困难,距离保护、过流保护都难以实现全线速动。设计选用西门子公司的数字差动保护7SD512作主保护。
1 保护的应用与功能
1.1 保护装置应用
数字差动保护特别适用于短线路,能快速、有选择性的切除故障,解决了距离保护阻抗Ⅰ段不能全线速动的问题。
在线路两侧各安装一台7SD512装置,通过光纤和通讯装置将两边连接起来,光纤作为传输介质,内置于架空地线中。保护继电器内部连续对数据进行监视。当数据传输线路故障,或是接受数据出错时,继电器立即关闭差动保护,打开带延时紧急过流保护。
与数字差动保护装置配套使用的专用通讯装置是7UT51。
装置带有最大5分钟的故障录波,设有GPS卫星自动对时系统,自带LCD面板。
1.2 保护装置的功能
1.2.1 电流差动保护
可以保护接地和不接地系统的各种类型故障。本侧装置使用隔离的RS232串口与光纤传输装置连接。
1.2.2 紧急过流保护
在数据传输线路出现错误时启动。
1.2.3 本地外部启动跳闸
在收到本侧其它装置发出的跳闸命令后通过本装置跳本侧断路器。
1.2.4 传输跳闸
由线路对侧装置发出跳闸命令通过光纤传输到本侧跳本侧断路器。
1.2.5 自动重合
有多种重合闸等功能,由差动保护和紧急过流保护启动。
1.2.6 过负荷保护
提供散热系数设定,可调整出口报警方式
1.2.7 其他标准功能
连续自检,测量测试线路正常运行的负载电流、电流方向、相位,信号传输时间;通讯记录,记忆最近三次的网络故障;数据记录及故障录波等。
2 保护工作方式简介
保护单元的处理器是一棵16BIT微处理器,负责从测量数据接收到跳闸信号的数据处理。
二进制输入、输出通过一个输入/输出控制单元与微处理器联系。微处理器将信号同时显示到操作面板上。通过操作面板上的小键盘,完成整定值和电站参数的输入、查看,面板上LED指示灯的状态,显示保护动作状况,以及工作状况。
保护装置通过三个串口与其它外部设备进行通讯,第一个串口位于前面板上,作为人机对话窗口。第二个串口用于接收和传输差动保护用的数据,一般与光纤相连接。第三个串口用于将故障数据和正常运行时的实时采样值传输到保护集控中心。
2.1 差动保护
按差动原理工作,保护将对侧电流与本侧电流按相进行比较。
检查输入插件的额定电流,7SD51×5指In=5A,7SD51×1指In=1A。
从电流互感器二次侧流出的电流通过保护装置内部的阻抗变换器,在二次侧产生一个感应电压,经过A/D变换后成为数字化的电流,经过滤波器,滤出直流分量和高次谐波。滤波后的实时电流值与两周期前的数据进行比较,满足动态动作门槛时,保护动作。同时将电流极性的变化传输到对侧。线路两侧都对数据进行计算处理,因此能明确区分线路区内、区外短路故障。
如果短路电流超过了静态定值,保护动作两侧的保护同时比较和传输电流的极性。
差动保护检测到在保护区内有短路故障时,出口跳闸继电器励磁。为确保线路两侧跳闸,保护发出跳闸信号,并保持一段时间,此时间可调整。
由于保护具有动态保护区特性,差动保护对于短路故障具有高灵敏度,而对于外部故障,保护可靠不动作。
差动保护需要高度准确的线路对侧的电流测量数据,微处理器对接收到的对侧电流数据要连续不断进行多次检测,检查无误才能使用。如果连续接受到的数据出错,装置延时报警,时间可自由整定。
传输数据使用V.24/RS-232 C口,要求最大距离小于4米。除了传输差动数据外,还可以传输其它数据,例如保护跳闸信号,电流采样值或用户自定义的信号、二进制信息。
数据传输过程中,为了能够进行瞬时数据的比较,本侧的采样信号按照传输延迟时间进行延迟。
传输延时由继电器自行测量。在正常运行过程中,继电器检查传输时间,在必须要的时候自动更正。
要求传输介质能够满足数据传输的需要,传输容量是19200Baud,数据传输失真小,耐潮。
2.2 外部启动跳闸和传输跳闸
外部信号通过二进制输入装置传送到保护内部,信号可以被延时或者出口跳闸,为确保输入的短延时跳闸信号能安全跳开断路器,设置了延时复归继电器。
差动保护继电器7SD512内部设有远方跳闸功能,它能够使线路末端的其它保护例如断路器失灵跳本侧的断路器。远方跳闸信号通过二进制输入装置传入继电器内部,可以在延时后传输到对侧。在传输时,信号将保持一段时间,以确保短信号情况下安全传送到对侧。
2.3 紧急过流保护
差动保护出现故障时启动,选择性依靠延时来获得,所带的延时可以设定为定时限或者反时限。反时限特性依照IEC 255-3。
2.4 过负荷保护
保护线路、电缆在过负荷情况下免受热损伤,负荷电流增加使计算温度达到报警定值后延时报警,当计算温度达到出口跳闸定值时保护出口跳闸,线路从电网解列。
2.5 自动重合
能够实现单重、三重,单次、多次重合等功能,保护还能与外部的重合闸配合。在与外部重合闸配合时,需要通过二进制输入/输出端子将二者连接起来。
几个二进制地址输入值说明:381值=1时允许单重,保护按单相重合闸方式动作。
382值=1时允许三重,保护按三相重合闸方式动作。
383外部重合闸装置放电。
几个二进制地址输出值说明:501 装置检测到故障。
515装置发出的三相跳闸命令。
512装置发出的A相跳闸命令。
513装置发出的B相跳闸命令。
514装置发出的C相跳闸命令。
3 结语
西门子7SD512保护装置按差动原理工作,采用光纤为传输通道,差动数据按相进行比较,具有很高的灵敏性和可靠性,是短线路的主保护。其他保护功能有带延时的过电流保护、外部启动跳闸和传输跳闸、自动重合闸、过负荷保护等。
参考文献
[1] 西门子公司7SD512型差动保护产品资料.
