1．装置简介

SAI-982系列数字式电容器保护装置是以电流电压保护及不平衡保护为基本配置的成套电容器保护装置，适用于66kV及以下电压等级的电容器组。

表1 本系列产品的型号及功能配置表

       

2．装置性能

2.1基本配置：

l 反映相间故障的二段式相间电流保护

l 反映小电阻接地系统接地故障的二段式零序电流保护

l 相间电流保护及零序电流保护均可选择定时限方式或反时限方式运行

l 过压保护

l 经电流闭锁及断线闭锁的欠压保护

l 不平衡(差流或差压)保护

l 带断线闭锁的自投切保护

l PT断线自动检测。

2.2 主要技术性能

2.2.1采样回路精确工作范围（5％误差）

电压：0.4 V～120V 

电流：0.08In－20In

2.2.2 接点容量

信号回路接点载流容量        400VA

信号回路接点断弧容量        60VA

2.2.3跳合闸电流

断路器跳闸电流     0.5A～4A（自适应）

断路器合闸电流     0.5A～4A（自适应）

2.2.4各类元件精度

电流元件：                 < 3%

电压元件：                 < 3%

时间元件：                 < 35ms

2.2.5整组动作时间(包括继电器固有时间)

    速动段的固有动作时间：

1.2倍整定值时测量，不大于35ms

2.2.6模拟量测量回路精度

装设专用测量子模件的测控装置：

电流、电压：0.2级

功率、电度：0.5级

3．装置硬件

3.1 SAI-982系列背板端子图。

3.2 交流插件

  SAI-982A 交流插件：

端子1x1、1x2为保护CT的A相输入，1x3、1x4为保护CT的B相输入，1x5、1x6为保护CT的C相输入。

端子1x7、1x8为测量CT的A相输入，1x9、1x10为测量CT的B相输入，1x11、1x12为测量CT的C相输入。

端子1x13、1x14为零序电压3U0。

端子1x15、1x16为不平衡电流输入。

端子1x17、1x18为不平衡电压输入。

端子1x21、1x22、1x23、1x24为母线电压A、B、C、N输入，星形接法。

  SAI-982B 交流插件：

端子1x1、1x2为保护CT的A相输入，1x3、1x4为保护CT的B相输入，1x5、1x6为保护CT的C相输入。

端子1x7、1x8为测量CT的A相输入，1x9、1x10为测量CT的B相输入，1x11、1x12为测量CT的C相输入。

端子1x13、1x14为零序电压3U0。

端子1x15、1x16为A相不平衡电流端子，1x17、1x18为B相不平衡电流端子，1x19、1x20为C相不平衡电流端子。

端子1x21、1x22、1x23、1x24为母线电压A、B、C、N输入，星形接法。

SAI-982C 交流插件：

端子1x1、1x2为保护CT的A相输入，1x3、1x4为保护CT的B相输入，1x5、1x6为保护CT的C相输入。

端子1x7、1x8为测量CT的A相输入，1x9、1x10为测量CT的B相输入，1x11、1x12为测量CT的C相输入。

端子1x13、1x14为零序电压3U0。

端子1x15、1x16为A相不平衡电压端子，1x17、1x18为B相不平衡电压端子，1x19、1x20为C相不平衡电压端子。

端子1x21、1x22、1x23、1x24为母线电压A、B、C、N输入，星形接法。

3.3 CPU插件

端子3x1~3x13为13路普通开关量输入，其中3x10~3x13为非电量输入，可以在控制字里整定跳闸和告警，也可以作为普通开入。

端子3x15~3x16为GPS对时脉冲。

端子3x17~3x18为RS485+,RS485-。

端子3x19~3x20为CANH,CANL。

端子3x14为开入公共端。

开入电源为220V。当输入为直流220V时端子3x14接-220V，外部开入串入220V+接入。

本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的以太网芯片，以太网为本装置接入系统的主要通信接口。通常方式，装置提供两个RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质。

3.4逻辑及跳闸插件

逻辑及跳闸插件上有两组12联端子，端子定义为：

端子4x1为控制电源+。

端子4x2为手合入口。

端子4x3为手跳入口。

端子4x4为合闸入口。

端子4x5为跳闸入口。

端子4x6为控制电源-。

端子4x7为合圈。接断路器合闸线圈。

端子4x8为TWJ负端。

端子4x9为跳圈。接断路器跳闸线圈。

端子4x10为跳位继电器负端(TWJ-)。

端子4x11为合位继电器负端(HWJ-)。

端子4x12为位置继电器公共端。

端子4x13为保护合闸入口。

端子4x14为保护跳闸入口。

端子4x15为遥控合闸入口。

端子4x16为遥控跳闸入口。

端子4x17为遥控+入口。

端子4x20~4x21为备用出口。

端子4x18~4x19为备用出口。

端子4x22~4x24为远动信号。其中4x23为保护动作、4x24为装置告警、4x25为信号公共。

端子4x21为备用端子，内部与机箱连接。

注意：本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式，只需断开跳线JP1即可。

3.5 电源插件

电源插件上有两组12联端子，端子定义为：

端子2x1~2x17为可逻辑编程的跳闸出口（选配功能）。其中：

端子2x1、2x2为出口1；端子2x3、2x4为出口2；端子2x5、2x6为出口3；端子2x7、2x8为出口4；端子2x9、2x10为出口5；2x11、2x12、2x13分别为出口6、7、出口67公共；2x15、2x16、2x17分别为出口8’、2x17出口8公共。

端子2x18、2x19为24V输出+、-；

端子2x21、2x23为装置电源，交直流220输入。

端子2x24为装置接大地点。

4．保护原理

由于采用了32位微处理器后运算性能极大提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置专门的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性。

4.1 过电流元件

装置实时计算并进行二段过流判别。当任一相电流大于I段电流定值1.2倍时，装置瞬动段出口跳闸的时间不大于35ms。

    装置在执行二段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：

1) IF>Idn；Idn为n段电流定值，IF为相电流

2) T>Tdn  ；Tdn 为n段延时定值

4.2 零序过电流元件

    零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同，满足以下条件时出口跳闸：

1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值

2)T>T0n ；T0n： 接地N段延时定值

  对于此元件的瞬时段，当零序电流3I0大于1.2倍的I段定值时，装置的出口跳闸时间不大于35ms。

4.3 反时限元件

反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线，可以非常方便地实现全线的配合。常见的反时限特性解析式大约分为三类，即标准反时限、非常反时限、极端反时限，本装置中反时限特性由整定值中反时限指数整定。各反时限特性公式如下：

a).一般反时限

 

b). 特殊反时限

 

c).极端反时限

 其中： tp为时间系数，范围是（0.05～1）

Ip为电流基准值

I为故障电流

t为跳闸时间

     

4.4 欠压保护元件

欠电压元件是为了保护电容器组免受损害而设置。

    欠压元件的动作条件：

1) 三个线电压均低于欠电压定值；

2) 本线路三相电流均小于有流整定值；（可投退）

3) 线电压有压超过2秒；即电压下降沿动作

4) 断路器必须在合位；

5) 延时时间到。

4.5 过电压元件

过电压元件也是为了保护电容器组免受损害而设置。

在满足下列条件时，过电压元件动作：

1） 三个线电压中的任一个电压高于过压整定值；

2） 断路器在合位；

3） 延时时间到。

4.6 不平衡元件

不平衡元件主要用来保护电容器内部故障，其动作条件如下：

1） 单相不平衡输入量（单相式）或三相不平衡输入量中的任一个（三相式）大于不平衡整定值时；

2） 断路器在合位；

3） 延时时间到。

说明：当SAI-982B、SAI-982C中不平衡模拟输入量仅有一个时，则接入端子上的三相不平衡中的任一相皆可。

4.7 自投切功能

当不使用综合自动化电压无功调节装置（如VQC）时，用户可根据情况选用该功能。

有三种自投模式可以通过定值选择：

A. 只投电压自投切。

B. 只投无功自投切

C. 电压无功全投自投切

   其中使用B、C方式时测量电流必须为母线进线电流。

4.7.1 电压自投切

自动切除条件：

1） 三个线电压中任一个大于自投切过压定值；

2） 无保护动作闭锁信号；

3） 断路器在合位；

4） 延时时间到；

5） 自投切开入压板及相关控制字投入。

自动投入条件：

1） 三个线电压均小于自投切低压定值且大于64V；

2） 无保护动作闭锁信号；

3） 断路器在分位；

4） 延时时间到；

5） TWJ保持5分钟以上

6） 自投切开入压板投入及相关控制字投入。

4.7.2 无功自投切

自动切除条件：

1） 电压大于64V，电流大于0.3A；

2） 功率因数大于自投切高功率因数；

3） 无保护动作闭锁信号；

4） 断路器在合位；

5） 延时时间到；

6） 自投切开入压板及相关控制字投入。

自动投入条件：

1） 电压大于64V，电流大于0.3A；

2） 功率因数小于自投切低功率因数；

3） 无保护动作闭锁信号；

4） 断路器在分位；

5） 延时时间到；

6） TWJ保持5分钟以上

7） 自投切开入压板投入及相关控制字投入。

4.7.3 电压无功自投切

自动切除其它条件：

1） 电压大于64V，电流大于0.3A；

2） 无保护动作闭锁信号；

3） 断路器在合位；

4） 延时时间到；

5） 自投切开入压板及相关控制字投入。

自动投入条件：

1） 电压大于64V，电流大于0.3A；

2） 无保护动作闭锁信号；

3） 断路器在分位；

4） 延时时间到；

5） TWJ保持5分钟以上；

6） 自投切开入压板投入及相关控制字投入。

 

注意： 1. 自投切动作时间建议大于2秒。

2. 为防止误自投电容器于故障，手跳、遥跳或有保护动作闭锁投切开入时，本保护装置自动退出自投切软压板。

4.8 PT断线检测

在下面两个条件之一得到满足的时候，装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯：

正序电压小于30伏，而任一相电流大于0.1A；

负序电压大于8伏； 

装置在检测到PT断线后，可根据控制字选择，或者瞬时退出带方向元件、电压元件的各段保护，或者瞬时退出方向、电压元件，并在9秒后发出“PT断线”信号。PT断线检测功能可以通过控制字投退。

4.9 数据记录

本装置具备故障录波功能。可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Iph可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸命令。

为避免因系统扰动使保护频繁启动，导致存储不需要的数据，本装置录波数据仅当保护动作后，才存入FLASH RAM中（掉电保持）。否则，本次数据只保存在RAM中（掉电不保持），可被PC机读取。

可记录的录波报告为4至10个，可记录的事件不少于1000条。数据存入FLASH RAM中。

本装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

5．与变电站自动化系统配合

本系列装置可用于自动化变电站也可用于非自动化变电站。

装置自动检测遥控电源作为远方就地条件，有遥控电源时允许远控，否则禁止遥控命令对断路器进行操作。

本装置提供的标准通信接口为以太网接口和串行RS485通信接口。装置集成了IEC 60870-5-103标准通信规约，为高度开放的终端系统。同时，通过本公司提供的SAI828TX系列网络通信服务器，可方便地与各种不同系统接驳。