1．装置简介

SAI-983数字式配电变综合保护装置是以电流电压及非电量保护为基本配置的成套站用变、厂用变、接地变等配电变压器保护装置，适用于66kV及以下电压等级的变电站、发电厂、所用、厂用、接地用变压器。

表1 SAI-983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，各段可独立整定成带或不带复合电压闭锁。

l 相间过流反时限。

l 相间负序过流保护。

l 反映小电阻接地系统接地故障的三段式零序电流保护, 其中零序Ⅲ段可整定为零序电压闭锁或者方向闭锁。三段零序均可整定为跳闸或者报警。

l 中性点(低压侧)零序过流

l 中性点(低压侧)零序反时限

l 过负荷告警、跳闸功能可选。

l 低电压保护功能。

l 变压器的非电量保护

l PT断线自动检测。检测到PT断线时可设置为退出经方向或电压闭锁的各段保护，也可设置为暂时取消方向或电压闭锁功能。电压恢复正常后，被闭锁功能重新自动投入

l 独立测量回路

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：3 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～5A

断路器合闸电流          0.5A～5A

2.2.4各类元件精度

电流元件：               < 3%

电压元件：               < 3%

检同期角度：                  < 2°

时间元件：                   < 20ms

频率偏差：               < 0.02Hz

滑差定值：               < 3%

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．装置背板端子及说明

3.1 装置背板端子

3.2 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为高压侧零序保护CT输入。

端子1x15、1x16为低压侧零序保护CT输入。

端子1x17、1x18为备用输入。

端子1x19、1x20为零序电压3U0。

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为开入量K1。

端子3x2为开入量K2。

端子3x3为开入量K3。

端子3x4为开入量K4。

端子3x5为重瓦斯。

端子3x6为轻瓦斯。

端子3x7为油温高。

端子3x8为压力释放。

端子3x9为超高温。

端子3x10为高温。

端子3x11为弹簧未储能。

端子3x12为投低压。

端子3x13为信号复归。

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、2X14为出口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 复合电压元件

复压闭锁元件设有复压闭锁低电压、复压闭锁负序电压。

低电压元件：

采用线电压按相闭锁方式，各相电流元件的闭锁情况为：

参与闭锁一相电流元件的两个线电压任一个小于相间过流低压闭锁定值，低电压元件条件满足。利用此元件，可以保证装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。

负序电压元件：

当负序电压U2>复压闭锁负序电压定值时，条件满足。

当低电压元件和负序电压元件任一个条件满足时，复压闭锁元件动作，开放过电流保护。

4.2 过电流元件

装置实时计算并进行两段过流判别。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(包括继电器的固有动作时间)。为了躲开线路避雷器的放电时间，本装置中I段也设置了可以独立整定的延时时间。

装置在执行三段过流判别时，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

3) 相应于过流相的复合电压条件满足（若需要）

4.3 反时限元件

本装置反时限保护有过电流反时限和中性点零序反时限，它们保护逻辑相同。

反时限保护元件是动作时限与被保护设备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 负序过流保护

Ia、Ib、Ic三相电流或Ia、Ic两相电流计算得出相间负序电流，设两段定时限相间负序过流保护，Ⅰ段可用作断相保护，Ⅱ段可用作不平衡保护，其动作条件为：

I2>I2dn； I2dn：n段负序电流定值，I2为负序电流

T>T2dn；  T2dn：n段延时定值

4.5 过负荷保护

过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：

1）MAX(IF)>Ifh； Ifh为过负荷电流定值

2）T>Td；        Tgfh为延时定值

过负荷报警与跳闸可从定值中选择。

 

4.6 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。

4.7中性点(低压侧)接地保护

装置检测变压器低压侧零序电流，在变压器负载熔断器拒绝熔断时，作为其后备保护。装置设置一段低压侧定时限零序过流保护和一段反时限零序过流保护。定时限零序过流动作条件为：

IoL>IoLdz；IoLdz为电流定值，IoL为高压侧零序电流

T>ToL；    ToL为延时定值

4.8 欠压保护元件

    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) 断路器必须在合位；

4) 延时时间到。

4.9零序过电压告警

装置设置零序过电压报警保护, 其动作条件如下：

1）3Uo>Ud； Ud：零序过电压定值

2) T>Td  ；      Td：延时定

4.10非电量保护

    本装置可设置4路跳闸/报警可设置的非电量信号和2路直接报警信号。每一路动作时间都可独立设置。当不使用时，可将其对应开入设置为常规开入信号。

4.11 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。

4.12 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、I0z,U0，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。

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。