1
裝置可以采集Ua、Ub、Uc、3U0、Ia、Ib、Ic、3I0。電壓、電流等電氣量采用的是交流采樣方法，每周波采樣32點(diǎn)，電氣量的計(jì)算采用傅立葉算法。經(jīng)采樣計(jì)算，裝置輸出各路電壓、電流以及三個線電壓的有效值，并計(jì)算出有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)。其中電壓、電流的精度為0.2%，功率精度為0.5%，頻率精度優(yōu)于為0.003Hz。各電氣量的測量原理如下：
周期的電流、電壓信號可表示為：
利用上式將交流信號進(jìn)行分解，可以計(jì)算電壓、電流信號各次諧波及總的有效值和有功功率、無功功率、功率因素。
1.2
變電站測控裝置采集的開關(guān)量信號，即遠(yuǎn)動所稱的遙信量，反應(yīng)的是變電站一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、控制設(shè)備的動作信號以及報(bào)警信號等信息，調(diào)度員以此為依據(jù)確定設(shè)備工況并決定是否進(jìn)行操作。其信息的正確與否直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行方式、自動化設(shè)備的正確動作和調(diào)度人員的決策，對電網(wǎng)的正常運(yùn)行具有重要意義。
測控裝置對遙信量采集的原理是硬件上先對信號輸入進(jìn)行光電隔離變換，將強(qiáng)電的通斷信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的“0”、“1”電平，然后進(jìn)行定時采樣處理。遙信量發(fā)生改變時，測控裝置進(jìn)行記錄并打上時標(biāo)，形成事件順序記錄 (Sequence of Events，SOE)。
由于現(xiàn)場結(jié)點(diǎn)信號抖動或電磁干擾影響，開關(guān)量信號發(fā)生抖動。為防止遙信誤報(bào)或漏報(bào)，裝置一方面對遙信信號進(jìn)行硬件濾波，另一方面對信號進(jìn)行軟件濾波。軟件濾波方案如圖4.1所示。本裝置為每一個遙信專門設(shè)計(jì)了一個遙信去抖時間定值Td，其物理意義是繼電器接點(diǎn)最長抖動時間。當(dāng)信號抖動時間Δt小于參數(shù)Td，信號抖動后有恢復(fù)為以前的穩(wěn)定狀態(tài)，確定為電磁干擾影響，抖動被濾除，如圖4.1a所示。當(dāng)信號發(fā)生抖動時記錄此刻時間，如果信號經(jīng)過Δt時間的抖動，然后達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定時間大于Td，可以確認(rèn)發(fā)生信號變位，如圖4.1b所示。
a.誤遙信被濾除 b.遙信變位時接點(diǎn)抖動濾波
圖4.2.1遙信變位去抖邏輯圖
1.3
遙控的權(quán)限取決于“裝置參數(shù)”中的“控制權(quán)限”定值，當(dāng)配置為“0”時，表示權(quán)限為當(dāng)?shù)?，不能遙控；配置為“1”時，表示能通過監(jiān)控系統(tǒng)控制，配置為“2”時，控制權(quán)限取決于外部開入背端子522的狀態(tài)，僅當(dāng)開入狀態(tài)為1時，可遠(yuǎn)方控制，此開入一般通過遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)厍袚Q把手來控制其狀態(tài)。
1.4 直流4～20mA輸出
裝置測量電動機(jī)的交流參數(shù)，并通過D/A向DCS系統(tǒng)送出2路直流模擬量。模擬量輸出為4～20mA，出廠默認(rèn)的模擬量為A相電流，20mA對應(yīng)1倍的額定電流，具體量程可在“裝置參數(shù)”中的“4-20mA輸出”靈活可設(shè)。
4～20mA對應(yīng)的可選的模擬量：A相電流，B相電流，C相電流，線電壓Uab，線電壓Ubc，線電壓Uca，有功功率P，無功功率Q等。
3.1復(fù)合電壓閉鎖方向過流
三段復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)可分別通過控制字來實(shí)現(xiàn)對本段的投退、復(fù)合電壓閉鎖和方向閉鎖。
過流保護(hù)的主判據(jù)是：Imax > Inzd。其中Imax為相電流，Inzd為各段過流定值。
復(fù)合電壓閉鎖的條件是：Upp.min < ULBS 或 U2 > U2BS。其中：Upp.min 為最小線電壓，ULBS為低電壓閉鎖過流定值，U2為負(fù)序電壓，U2BS為負(fù)序電壓閉鎖過流定值。
方向閉鎖采用90度接線功率方向原理，以過流方向靈敏角α為靈敏角，動作判據(jù)如下：
以Ia，Ubc功率方向?yàn)槔?，?dāng)Ubc超前Ia的角度在-(85°+ α)～(85°-α)之間時判為正方向。當(dāng)Ubc超前Ia的角度在(95°- α)～-(95°+α)之間時判為反方向。下圖為正反方向的動作區(qū)間：
圖3.1.1方向元件
當(dāng)發(fā)生近出口處的三相短路時，Uab，Ubc，Uca下降到接近0，常規(guī)的90度接線功率方向判斷失效，這時裝置利用短路時電流和短路前的記憶電壓的角度來判斷方向。
PT斷線或檢修對復(fù)壓的影響：當(dāng)PT檢修時，復(fù)壓條件自動滿足；PT斷線時，復(fù)壓元件是否滿足，取決于“PT斷線閉鎖復(fù)壓元件”控制字的狀態(tài)，若為“1”，則復(fù)壓元件不滿足，若為“0”，則PT斷線時，復(fù)壓條件自動滿足。復(fù)壓元件邏輯圖如下：
圖3.1.2復(fù)壓元件邏輯圖
PT斷線或檢修對方向元件的影響：當(dāng)PT斷線或檢修時，方向元件自動滿足條件，即過流保護(hù)不考慮方向，方向元件邏輯圖如下：
圖3.1.3方向元件邏輯圖(A相為例，B、C相邏輯類似)
過流1段和過流2段固定為定時限保護(hù)；過流3段可以經(jīng)控制字選擇是定時限還是反時限，反時限特性沿用國際電工委員會(IEC255-4)和英國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(BS142.1996)的規(guī)定，采用下列四個標(biāo)準(zhǔn)特性方程以供選擇：
正常反時限：
非常反時限：
長反時限：
式中：Ip為過流3段定值；Tp為過流3段時限；I為故障電流；t為計(jì)算出的反時間。
3.2附加過流
附加過流保護(hù)的主判據(jù)是：MImax > Inzd。其中MImax為測量CT采集的相電流，Inzd為各段過流定值。
附加過流可解決因配電變CT變比過大而導(dǎo)致故障二次電流過小而影響過流保護(hù)精度的問題。
圖3.2.1附加過流保護(hù)邏輯圖
3.3高壓側(cè)零序過流
在接地系統(tǒng)、經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)或在電纜出線較多的不接地系統(tǒng)中，接地零序電流相對較大，可以采用高壓側(cè)零序過流保護(hù)作為配電變的高壓側(cè)接地保護(hù)。各段保護(hù)經(jīng)控制字獨(dú)立投退。當(dāng)零序電流大于過零序過流定值，并達(dá)到其時動作。
注：高側(cè)零序電流可自產(chǎn)也可外接（AC端子117、118）
根據(jù)“裝置參數(shù)”中“保護(hù)零序電流自產(chǎn)”的配置決定零序電流的來源。
圖3.3.1高側(cè)零序過流保護(hù)邏輯圖
3.4低壓側(cè)零序過流
配置三段低壓側(cè)零序過流保護(hù)作為配電變的低壓側(cè)接地保護(hù)。各段保護(hù)經(jīng)控制字獨(dú)立投退。當(dāng)零序電流大于過零序過流定值，并達(dá)到其時動作。
低壓側(cè)零序過流1段和低壓側(cè)零序過流2段固定為定時限保護(hù)；低壓側(cè)零序過流3段可以經(jīng)控制字選擇是定時限還是反時限，反時限采用下列四個標(biāo)準(zhǔn)特性方程以供選擇：
正常反時限：
非常反時限：
長反時限：
式中：Ip為低壓側(cè)零序過流3段定值；tp為低壓側(cè)零序過流3段時限；I為故障電流；t為計(jì)算出的反時。
注：低側(cè)零序電流固定取外接零流（AC端子121、122）
圖3.4.1 低側(cè)零序過流保護(hù)邏輯圖
3.5負(fù)序過流保護(hù)
配置兩段負(fù)序過流保護(hù)，用于反映配電變負(fù)載不平衡、變壓器內(nèi)部短路故障和外部的不對稱故障。各段保護(hù)經(jīng)控制字獨(dú)立投退。當(dāng)負(fù)序電流大于過負(fù)序過流定值，并達(dá)到其時動作。
圖3.5.1 負(fù)序過流保護(hù)邏輯圖
3.6低電壓保護(hù)
配置低電壓保護(hù)，低電壓保護(hù)電壓定值和動作延時均可獨(dú)立整定。
當(dāng)線電壓小于低壓電壓定值時，低壓保護(hù)動作。低電壓保護(hù)經(jīng)開關(guān)位置及有流閉鎖低電壓保護(hù)，為防止三相TV斷線引起低壓保護(hù)誤動。最小線電壓大于低電壓整定值進(jìn)行有壓計(jì)時，有壓持續(xù)1秒鐘，才判低壓。
PT檢修壓板開放投入時，判別PT檢修開入遙信，決定是否閉鎖低電壓保護(hù)。
當(dāng)三個線電壓均小于10V且電動機(jī)電流大于[有流閉鎖定值]時，認(rèn)為是三相PT斷線，閉鎖低電壓保護(hù)。
動作后電壓恢復(fù)正常立即返回，否則延時10S返回。
圖3.6.1 低電壓保護(hù)邏輯圖
3.7過電壓保護(hù)
當(dāng)線電壓大于過壓電壓定值時，過壓保護(hù)動作。過電壓保護(hù)經(jīng)開關(guān)位置閉鎖，PT檢修壓板開放投入時，判別PT檢修開入遙信，決定是否閉鎖過電壓保護(hù)。
圖3.7.1過壓保護(hù)邏輯圖
3.8零序過壓保護(hù)
配置零序過壓保護(hù)，可通過控制字設(shè)置為跳閘或告警，零序過壓跳閘經(jīng)有流閉鎖。
注：零序電壓選取自產(chǎn)還是外接零壓，取決于“裝置參數(shù)”中“保護(hù)零序電壓自產(chǎn)”的配置。
圖3.8.1 零序過壓保護(hù)邏輯圖
3.9小電流接地保護(hù)
控制字“小電流接地判據(jù)”設(shè)置為“0”：零壓或零流，即它們?nèi)魏我粋€超過定值即動作。
控制字“小電流接地判據(jù)”設(shè)置為“1”：零壓與零流，當(dāng)“小電流方向元件投入”控制字為“0”，則只需要零流和零壓有效值同時滿足動作定值即可動作。當(dāng)“小電流方向元件投入”控制字為“1”，此時不僅需要判斷零壓和零流的方向特性，還要考慮零序功率的有功或無功分量方向特性。具體特性由控制字“系統(tǒng)接地方式”決定：
當(dāng)控制字“系統(tǒng)接地方式”為“0”：表示不接地系統(tǒng)，零流有效分量，零序功率無功分量，當(dāng)>0且 >零流定值, >零壓定值時，小電流接地動作。
當(dāng)控制字“系統(tǒng)接地方式”為“1”：表示經(jīng)消弧線圈接地，零流有效分量，零序功率有功分量，當(dāng)<0且 >零流定值, >零壓定值，小電流接地動作。
式中 ，分別為零序電壓和零序電流的有效值，為零序功角,即Uo超前Io的角度。
注：小電流接地的零流必須是AC端子117~118的外接零流。
判斷方向時，零序電壓選取自產(chǎn)還是外接零壓，取決于“裝置參數(shù)”中“保護(hù)零序電壓自產(chǎn)”的配置。
3.10過負(fù)荷保護(hù)
當(dāng)相電流大于過負(fù)荷電流定值，并達(dá)到過負(fù)荷時告警或跳閘。
圖3.10.1 過負(fù)荷邏輯圖
3.11FC過流閉鎖功能
保護(hù)裝置設(shè)置了大電流閉鎖保護(hù)動作的功能，用于斷路器開斷容量不足或現(xiàn)場為FC 回路的情況。該功能可投退。當(dāng)高壓側(cè)故障電流大于電流閉鎖保護(hù)定值時其他保護(hù)只有動作報(bào)告，對應(yīng)的保護(hù)跳閘出口不動作。
圖3.11.1 FC過流閉鎖邏輯圖
3.12非電量保護(hù)
配置4路非電量延時保護(hù)，每路延時定值可獨(dú)立整定，并可經(jīng)控制字投退。各路非電量延時保護(hù)，可經(jīng)控制字選擇為告警或跳閘。
圖3.12.1 非電量保護(hù)邏輯圖
3.13CT斷線
CT斷線判據(jù)：3I0>0.05*In+0.25*Imax
式中，In:保護(hù)CT二次額定電流，3I0:計(jì)算保護(hù)零序電流，Imax:相保護(hù)電流。滿足條件，延時10s后發(fā)CT斷線告警信號?；謴?fù)正常后，延時10s自動返回。
邏輯圖如下所示：
3.14母線PT斷線
當(dāng)沒有保護(hù)動作的情況下，正序電壓U1小于30V且保護(hù)相電流Imax大于0.05倍保護(hù)CT二次額定電流In，或者負(fù)序電壓U2大于8V時，經(jīng)整定的延時后報(bào)PT 斷線告警。邏輯圖如下所示：
當(dāng)電壓恢復(fù)正常10S后，PT斷線告警返回。
3.15控回?cái)嗑€告警
根據(jù)操作電源、合閘出口、跳閘出口與外部斷路器的合閘線圈、跳閘線圈的連接，自動判斷當(dāng)前斷路器所處的實(shí)際位置，當(dāng)斷路器處于跳閘位置或合閘位置時，裝置面板上相應(yīng)的位置指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)斷路器合位和跳位同時為1 或者同時為 0 時認(rèn)為控制回路異常，為躲過斷路器輔聯(lián)接點(diǎn)與主觸頭的不同期，控制回路斷線檢查延時10s后自動告警?？刂苹芈坊謴?fù)正常后2S，控制回路斷線告警返回。
