rcs-993e失步解列及频率电压紧急控制装置技术及使用说明书

rcs-993e失步解列及频率电压紧急控制装置技术及使用说明书内容摘要：

应的处理：解列、切机、切负荷或启动其它使系统再同期的控制措施；也可在电力系统发生频率或电压稳定事故时，将联络线解列，隔离事故系统。 过频切机设置 3轮。 主要特点  可对两回线路进行失步判别。  装置采用整体面板、全封闭机箱，装置采用双 CPU 结构，强弱电严格分离，舍弃传统的背板配线方式；同时在软件设计上采取了有效的抗干扰措施。 因此装置具有很强的抗干扰和抗电磁辐射的能力。  完善的事件记录报文处理，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。  灵活的通信方式，配置有 RS485 通信接口 (可选双绞线、光纤引出 )或以太网接口。  对厂站监控系统通信支持电力行业标准 DL/T6671999（ IEC608705103 标准）的通信规约。  模块化结构，硬件、软件扩充 灵活。  装置共 14 组跳闸出口，其中 8 组中每组具有 4 付接点；其它 6 组中每组具有 2付接点。 14 组跳闸出口可通过软件灵活地设定到相应的动作元件。  本装置具备软件和硬件 GPS 脉冲对时功能。 失步解列控制的主要性能 RCS993E 型装置则利用 cosu 判别原理进行判别，以装置安装处测量电压最小值确定动作区域，其主要性能如下：  失步继电器利用 cosu 的变化轨迹来判别电力系统失步，利用装置安装处采集到的电压电流，通过计算 cosu 来反应振荡中心的电压，根据振荡中心电压的变化规律来区分失步振荡和同步振荡及短路故障，该判别方式具有下述优点：  本判据反应的是系统振荡中心电压的变化规律，物理概念清晰、明确。  本判据自动适应系统结构和运行方式的变化，即与系统运行方式、电网结构无关，只反应测量线路所在断面的失步状态。  本判据不需要用户提供判断失步的定值，给用户的使用提供了极大的方便。  将 cosu 的变化范围分为 7 个区，振荡发生时 cosu 逐级穿过。  失步继电器快跳段需要逐级穿过 7个区域，慢跳段需要穿过其中 4个区域。  失步继电器快跳段可以测量 180毫秒以上的失步周期，慢跳段可以测量 120 毫秒以上的周期，并且可以整定在失步后 N 个周期后出口跳闸， N的取值范围为 (1－ 15)。 NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 2  振荡周期整定定值 N＝ 1 时，由快跳段出口解列； N1时，由慢跳段出口解列。 若 N整定为 1，当振荡周期很短时，如快跳段不能动作，则由慢跳段在第二个振荡周期出口。  可使用振荡过程中最低电压值来确定装置保护的范围，保证了相邻安装点之间失步解列装置的选择配合。 *注：一个振荡周期内，最大电流必须 大于 倍额定电流，装置才判为失步。 如实际线路 CT 变比较大，振荡时最大电流达不到上述值，请订货时说明。 频率电压紧急控制的主要性能  测量装置安装处两组电压、频率及它们的变化率。  在电力系统发生频率或电压稳定事故时，作为最后一道防线之一，装置可将联络线解列，隔离事故系统。  在地区电网由于有功功率过剩引起频率上升时，装置自动根据频率升高值自动切除电厂的部分机组。 过频控制设有 3个基本轮。  由于无功不足引起的三相电压下降是基本对称的，而且不会出现大的突变，所以本装置的低压元件是基于正序电压进行判别的，若 负序电压大于 或正序电压有突变均会闭锁低压减载。 所以 本装置不可用于故障解列。  本装置具有独特的短路故障判断自适应功能，低压解列的整定时间不需要与保护动作时间相配合，保证系统低电压时快速动作， 短路故障时可靠不动作。  本装置设有根据 df／ dt、 du／ dt 闭锁功能，以防止由于短路故障、负荷反馈、频率或 电压的异常情况可能引起的误动作。 具有 TV断线闭锁功能。  针对电力系统可能出现的工频过电压或谐振过电压，装置设置了 1 轮过压解列或切机。 NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 3 2．技术参数 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： 30～ 70℃ 额定电气参数 交流额定电压： 100 3 V 交流额定电流： 1A 或 5A 额定频率： 50Hz 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： ，连续工作 功 耗： 交流电流：＜ 1VA/相 （ In=5A） ＜ （ In=1A） 交流电压：＜ 直 流： 正常时＜ 35W 跳闸时＜ 50W 主要技术指标 电气量测量精度 电压测量误差 ≤ % （ ～ ） 电流测量误差 ≤ 1% （ ～ ） 有功功率测量误差≤177。 1％（ ～ 、 ～ 、 50Hz） 频率 测量误差 ≤ （ 45～ 55Hz） 装置判断及动作时间 装置固定的最大灵敏角为 82 度。 失步振荡判出时间一般需要功 角（或相角差）超过 180 度；装置失步解列出口延时以振荡周期次数 N 进行整定，最短 N＝ 1。 所有出口接点的闭合时间固定为 200ms。 电磁兼容 辐射电磁场干扰试验符合国标： GB/T ； 快速瞬变干扰试验符合国标： GB/T ； 静电放电试验符合国标： GB/T ； NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 4 脉冲群干扰试验符合国标： GB/T 的规定； 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标： GB/T ； 工频磁场抗扰度试验符合国标： GB/T ； 脉冲磁场抗扰度试验符合国标： GB/T ； 浪涌（冲击）抗扰度试验符合国标： GB/T 的规定。 绝缘试验 绝缘试验符合国标： GB/ 的规定； 冲击电压试验符合国标： GB/ 的规定。 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 （ 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 （ DC220V， V/R 1ms） 跳闸出口接点容量： 允许长期通过电流 8A 允许切断电流 （ DC220V， V/R 1ms），不带电流保持 通信接口 两个 RS485 通信接口 (可选光纤或双绞线连接 )，或光纤以太网接口，通信规约可选择为电力行业标准 DL/T6671999(idt IEC608705103)规约或 LFP 规约，通信速率可整定； 一个用于 GPS 对时的 RS485双绞线接口； 一个打印接口，可选 RS485或 RS232 方式，通信速率可整定； 一个用于调试的 RS232 接口（前面板）。 NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 5 3．装置 工作原理 电气量的测量方法 装置对输入的交流电压、电流进行采样，采样周期为 ，即一个工频周期采样 24 点，经数字滤波后按以下算法计算出电压有效值、电流有效值，有功功率、频率值等。 （ 1）电压、电流有效值采用全波付氏算法 （ 2）三相有功功率的算法为    24 1241 k Kccbbaa iuiuiuP MW （ 3） 频率值采用软件算法，分别对两组正序电压进行计算。 起动元件 装置具有独立的起动元件，起动元件动作后开放出口继电器回路的正电源。 cosu 失步起动继电器 起动条件： TBC Uu cos （其中： TU 为起动门槛值） 低频起动元件 起动条件 : f ≤ FLqd （ 低频启动定值 ） t ≥ 过频起动元件 起动条件 : f ≥ FHqd （ 过频启动定值 ） t ≥ 低压起动元件 起动条件 : U ≤ ULqd （低压启动定值） t ≥ 过压起 动元件 起动条件 : U ≥ UHqd （过压启动定值） t ≥ NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 6 基于 cosu 判别方式的失步继电器 电力系统失步时，一般可以将所有机组分为两个机群，用两机等值系统分析其特性。 如图 所示两机等值系统接线图： ME NEU I 图 两机等值系统 在分析中采用下列假设条件： (1) 两等值机电势分别为 EM和 EN，且假定两等值电势幅值相等。 (2) 系统等值阻抗角为 90 度。 取 EN为参考向量，使其相位角为 0 度 ，幅值为 1； M侧系统等值电势 EM的初始相角为 α(即系统正常运行的功角 δ 为 α )，则可得： )cos( tEN   ))c o s ( (   tE M 图 ME NE2UIc o sU 图 两机等值系统向量图 两系统功角为   t 由上图可知，振荡中心电压 U为： )2c os ()2c os (c os   tuU 当系统同步运行时， 0 ，振荡中心电压不变，即： )2cos(U 当系统失步运行时，振荡中心电压呈周期性变化，振荡周期为 180，即： 若 Δω 大于 0，即加速失步， δ的变化趋势为 0o－ 360o(0o)－ 360o， 振荡中心电压 U的变化曲线如图 (a)所示； 若 Δω 小于 0，即减速失步， δ的变化趋势为 360o－ 0o(360o)－ 0o,振荡中心电压 U 的变化曲线如图 (b)所示： NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 7 Ut011Ut011 (a) (b) 图 振荡中心电压变化曲线 由前面的分析可以看出，振荡中心电压与功角 δ 之间存在确定的函数，因此可以利用振荡中心电压 cosu 的变化反应功角的变化。 作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是连续变化的，且过零；在短路故障及故障切除时振荡中心电压是不连续变化且有突变的；在同步振荡时，振荡中心电压是连续 变化的，但不过零。 因此可以通过振荡中心的电压变化来区分失步振荡、短路故障和同步振荡。 在振荡中心电压 cosu 的变化平面上，可将 cosu 的变化范围分为 7个区，如图 所示： 根据前面的分析可得出振荡中心电压 cosuU 在失步振荡时的变化规律： (1) 加速失步时， U 的变化规律为 0－ 1－ 2－ 3－ 4－ 5－ 6－ 0； (2) 减速失步时， U 的变化规律为 0－ 6－ 5－ 4－ 3－ 2－ 1－ 0。 Ut01112345600 U1100123564 t0 图 U 的变化规律 当振荡中心电压按照上述规律变化时，装置判为失步，经整定延时周期后发出跳闸信号，将系统解列。 上述分析作了系统阻抗角为 90 度的假定，但实际系统中系统阻抗角不是 90 度，因而需要进行角度补偿。 如图 所示，系统阻抗角为 90 度时， cosu 就是振荡中心电NARIRELAYS RCS993E 失步解列及频率电压紧急控制装置 8 压。 但实际系统阻抗角小于 90度， cosu 大于振荡中心电压，如图 所示。 在装置中假定系统阻抗角为 82 度，并进行了角度补偿，将电流相位滞后 8 度，这样用 cosu 代表振荡中心电压更为准确、合理。 ME NE2U39。 IcosU 图 电流相位补偿后向量图 利用测量点电压最小值进行判别的区域继电器 电力系统振荡时，测量点电压也随振荡过程呈现周期性变化。 如图 所示： E M E NUU c o s φφE M E NUE M E NUU c o s φ 图 振荡过程中母线电压变化规律。