fwk-f型失步振蕩解列裝置原理及使用說明書_圖文

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。fwk-f型失步振蕩解列裝置原理及使用說明書_圖文蘇源電廠穩(wěn)定控制裝置技術協(xié)議目錄第一部分 FWK-F失步解列柜一、概述二、用途與功能1UFV-2F型裝置主要功能2其他功能三、裝置輸入的模擬量及電氣量測量方法1裝置輸入的模擬量2電氣量測量方法四、主要技術參數(shù)1額定參數(shù)2過載能力3整屏功率消耗4整定范圍5動作時間6返回系數(shù)7測量精度8事件記錄及數(shù)據(jù)記錄9裝置輸入量10裝置輸出量11介質(zhì)強度和絕緣電阻12抗干擾性能13使用環(huán)境條件第二部分 UFV-2F型失步振蕩解列裝置一、用途及主要功能二、失步解列的判別方

2、法（工作原理）1概述2系統(tǒng)失步振蕩過程中相位角的變化規(guī)律3相位角失步振蕩判據(jù)4保護區(qū)范圍內(nèi)的判斷及選擇性配合5裝置啟動判據(jù)：相位角啟動或功率突變量DP啟動6閉鎖判據(jù)7事故前潮流方向判據(jù)8相位角判據(jù)的優(yōu)點9失步解列判別框圖三、裝置的硬件配置1裝置的硬件框圖2裝置的結構及正面布置3輸出中間板（SZ）4出口繼電器板（CKZ）5打印接口板（DYK）6裝置的背板配線圖四、裝置的顯示菜單1裝置的軟件結構2主菜單3當前狀態(tài)顯示菜單4定值設置菜單5事件記錄顯示6數(shù)據(jù)記錄顯示7裝置動作后的顯示（事故屏幕）8打印選擇菜單（召喚打?。?時鐘設置菜單10裝置的整組試驗菜單11“關于本裝置”菜單五、防止誤動作的閉鎖措施

3、（裝置的回路自檢）第三部分 現(xiàn)場安裝調(diào)試、運行與維護一、現(xiàn)場安裝調(diào)試二、現(xiàn)場運行與維護第一部分FWK-F失步解列柜一、概述線路母聯(lián)母母主變旁路主變該裝置所適用的廠站系統(tǒng)接線圖當變電站電廠與主系統(tǒng)失去同步，發(fā)生失步振蕩時，系統(tǒng)在失步過程中某些地區(qū)，尤其是振蕩中心附近的電壓、頻率將大幅度變化，對用電負荷的安全威脅很大，甚至引起大面積停電事故。因此應安裝一面FWK-F失步解列柜，要求系統(tǒng)發(fā)生振蕩事故時解列線路（旁代運行時解列旁路）。二、用途與功能1UFV-2F型裝置主要功能裝置的單元處理機1DCJ、2DCJ分別測量線路、旁路的三相電壓、三相電流、有功功率和相位角。正常情況下，用線路電氣量判失步；投上

4、旁代壓板時，裝置自動轉用旁路電氣量判失步。當系統(tǒng)失去同步，發(fā)生振蕩時，若振蕩中心落在預定的動作范圍內(nèi)，裝置根據(jù)相位角振蕩判據(jù)，振蕩周期次數(shù)，有選擇地切除聯(lián)絡線本側或旁路開關，并另輸出接點閉鎖重合閘。另外預留六對備用出口。2其他功能2.1UFV-2F裝置能自動記錄兩次事故過程中電壓、電流、功率、相位角的變化（事故記錄和數(shù)據(jù)記錄），便于事故分析和掌握事故時的動態(tài)過程。記錄內(nèi)容在斷電后不會消失。2.2屏上配一個帶漢字庫的打印機，事故后自動打印出事故記錄和數(shù)據(jù)記錄。2.3UFV-2F裝置帶有RS-485串行通訊口，可將有關信息上送監(jiān)控系統(tǒng)。2.4UFV-2F裝置具有GPS脈沖自動對時功能，可保證時鐘回

5、路計時準確，避免累計誤差。2.5采用3U0、3I0、失壓等多種閉鎖措施，以防止由于短路故障、PT斷線、CT斷線或電壓異常情況可能引起的誤動作，并發(fā)中央告警信號。2.6具有完善的自檢措施及整組自試功能，使現(xiàn)場運行維護更為簡單、方便。正常運行自檢發(fā)現(xiàn)異常后會閉鎖出口并發(fā)中央告警信號，保證了裝置的安全性。2.7主機板上具有濾除高次諧波的二階帶通濾波器，可有效防止沖擊負荷、電氣化鐵路等諧波源的影響。2.8裝置的電壓電流定值、功率定值及時間定值均連續(xù)可調(diào)。此外，定值顯示及設定修改方便、準確、直觀，定值存放在E2PROM內(nèi)，斷電后定值不會消失。面板上設有定值允許設置開關，只有該開關撥在“允許”位置時才能寫

6、進新的定值；定值設置開關在“允許”位置時，裝置不進行事故判斷，定值修改完畢后必須及時將該開關撥回“禁止”位置；并且僅在設置開關撥回“禁止”位置時方可返回主菜單。2.9裝置面板上的信號燈可準確反映出裝置的運行、啟動、動作、異常等情況。2.10通過裝置面板上的9個按鍵，可以選擇各種顯示菜單、修改整定值、設定日期時間、召喚打印、結束打印、進行整組檢查試驗及動作信號的復歸。2.11通過裝置面板上的液晶顯示屏以菜單方式顯示時間、正常運行測量值、整定值、事件記錄及數(shù)據(jù)記錄等。自檢發(fā)現(xiàn)異?；蜓b置動作后，均會立即發(fā)出中央告警信號，并在當前顯示菜單屏幕上顯示異常的內(nèi)容，或自動停止顯示當前菜單，改為顯示動作的內(nèi)容

7、。UFV-2F裝置采用漢字顯示方式。三、裝置輸入的模擬量及電氣量測量方法1裝置輸入的模擬量UFV-2F型裝置測量線路的三相電壓（UA、UB、UC、UN）、三相電流（IA、IB、IC、IN）、旁路的三相電壓（PUA、PUB、PUC、PUN）、三相電流（PIA、PIB、PIC、PIN）、有功功率和相位角。直流電源通過屏后抗干擾端子后，再引入裝置?？垢蓴_端子內(nèi)部裝有一個電容（C=0.1f，耐壓3kV），用以濾去高頻干擾，防止電壓、電流回路的干擾電壓侵入微機裝置內(nèi)部。交直流電壓通過空氣開關1ZK3ZK再和裝置相連。ZK是具有高分斷能力的空氣開關，具有過流反時限脫扣性能和短路瞬時脫扣性能，用以防止短路事

8、故損壞裝置、外部PT或直流電源設備。2電氣量測量方法2.1 電壓、電流、功率的測量方法裝置的微機部分對輸入的交流電壓UA、UB、UC及交流電流IA、IB、IC的瞬時值進行采樣，采樣周期為1.667ms（20ms采樣12點），然后按以下算法計算出電壓、電流有效值、有功功率值。UAKkV3U0kV（相當3U0UAUBUC）IAKA3I0A（相當3I0IAIBIC）PMW（三相對稱時，P3UAKIAKCos）2.2 相位角的測量方法2F裝置相位角的測量方法：先計算出有功功率P及無功Q，再用以下公式求出。這一測量方法具有良好的連續(xù)性及抗擾動性。相位角：tg = Q / P四、主要技術參數(shù)1額定參數(shù)a交

9、流電流：5A/1A。CT變比在定值設置時，只需將CT一次側額定電流值IN輸入即可。b.交流電壓：相電壓100/V。PT變比在定值設置時，只需將PT一次側額定相電壓值UN輸入即可。變比正確設定后，裝置顯示的電壓、電流、功率值為實際系統(tǒng)的一次值。c.頻率：50Hz。d.直流電源電壓：220V/110V。2過載能力a.交流電流回路： 2倍額定電流，連續(xù)工作；10倍額定電流，允許10秒；40倍額定電流，允許1秒。b.交流電壓回路：1.2倍額定電壓，連續(xù)工作。c.直流電源回路：80%120額定電壓，連續(xù)工作。3整屏功率消耗a.交流電流回路：額定電流時，每相不大于1VA。b.交流電壓回路：額定相電壓時，每

10、相不大于1VA。c.直流電源回路：正常工作時，不大于30W；出口動作時，不大于50W。4整定范圍a.電壓整定范圍：20100UN。b.電流整定范圍：20120IN。c.功率定值整定范圍：5100PN。5動作時間失步振蕩判出時間：相位角原理判據(jù)一般需0.660.7個振蕩周期，解列出口的延時以振蕩周期次數(shù)N進行整定，一般整定Ns=34。失步解列出口接點在振蕩平息后（即解列后）延時6秒返回。6返回系數(shù)a.電壓返回系數(shù)：不大于1.05。b.電流返回系數(shù)：不小于0.89。7測量精度a.電壓有效值測量相對誤差小于±1%。（電壓20120% UN，頻率4951 Hz）b.電流有效值測量相對誤差小于

11、±2%。（電流0.21.2 IN，頻率4951 Hz）c.有功功率測量相對誤差小于2%（電壓20120% UN，電流0.21.2 IN，頻率4951 Hz）d.相位角測量誤差小于2度e.動作延時時間誤差小于0.02 秒（0.199.9秒范圍內(nèi)）8事件記錄及數(shù)據(jù)記錄裝置具有事件記錄和數(shù)據(jù)記錄功能，可存貯兩次記錄內(nèi)容，該記錄內(nèi)容在斷電后不丟失。8.1裝置可連續(xù)記錄兩次事件（當前事件記錄和上次事件記錄），內(nèi)容包括發(fā)生的動作事件及發(fā)生時間。8.2裝置可連續(xù)記錄兩次事件的數(shù)據(jù)（當前數(shù)據(jù)記錄和上次數(shù)據(jù)記錄），記錄時間長度為啟動前-0.2秒至啟動后50秒鐘。數(shù)據(jù)記錄在內(nèi)存中步長為0.02秒一點，但

12、在打印或閱讀液晶屏的數(shù)據(jù)記錄時，可在定值菜單中“數(shù)據(jù)閱讀間隔”一項選擇所需的時間間隔變化倍數(shù)，共有1、2、5、10四檔，即數(shù)據(jù)記錄有0.02秒、0.04秒、0.1秒、0.2秒四種間隔供選擇。9裝置輸入量9.1模擬量見附圖1、附圖2及“三、裝置輸入的模擬量及電氣量測量方法”的說明。9.2輸入開關量（見附圖3）開入1：供接入自動對時GPS脈沖信號用，使用DC24V光隔端子，用以隔離裝置內(nèi)部電源和外施GPS信號電源之間的聯(lián)系。開入2：屏面上失步解列功能投退壓板1SLP。使用失步解列功能時應投入壓板。開入3：信號復歸開關量，即裝于屏面上手動復歸按鈕的常開接點，用來復歸裝置內(nèi)部自保持信號繼電器及動作后液

13、晶屏所顯示的動作內(nèi)容。開入4：屏面上旁代功能投退壓板2SLP。線路正常運行時，應退出壓板2SLP；當線路由旁路代送時，應投上壓板2SLP。10裝置輸出量10.1中央信號輸出接點（見附圖4）2F裝置輸出動作信號（XJ2）、PT斷線信號（PTJ2）、異常信號（YJ2）、直流電源消失（DY）各一對接點，另外輸出一對動作信號接點（XJ1）供遙信用。動作信號（XJ1、XJ2）由運行人員手動復歸，其余信號在該狀態(tài)消除后自動復歸。功能輸出信號指示燈和出口繼電器板的出口指示燈均為動作自保持指示燈，亦由運行人員手動復歸。10.2出口繼電器及輸出接點（見附圖5）UFV-2F裝置有2×4個出口繼電器。本柜

14、出廠時，將繼電器1CKJ4CKJ接于輪、5CKJ8CKJ接于輪。即裝置判出線路失步動作出口時，裝置輸出輪，1CKJ4CKJ動作閉合；判出旁路失步動作出口時，裝置輸出輪，5CKJ8CKJ動作閉合。每個出口繼電器輸出兩對接點，一對接點作用于線路的跳閘，另一對接點供該線路的重合閘裝置放電用。出口跳閘接點及重合閘放電接點均允許接通5A。由于出口跳閘接點配置有電流自保持繼電器，所以出口跳閘接點可以經(jīng)保護裝置的操作箱回路作用于斷路器跳閘線圈，也可直接作用于斷路器跳閘線圈。由于中央信號繼電器輸出接點斷弧容量只有10W，故要求現(xiàn)場中央信號燈應為節(jié)能光字牌。若為大功率白熾燈，需增加重動繼電器擴大斷弧容量。11介

15、質(zhì)強度和絕緣電阻屏的直流電源輸入端子，交流電壓、電流輸入端子、輸出接點端子之間，以及上述所有端子與地（即對屏柜外殼）之間，應能承受2000V（有效值）50Hz的交流電壓歷時1分鐘試驗并且無絕緣閃絡或擊穿現(xiàn)象。上述各部分之間用1000V兆歐表測量的絕緣電阻應不小于10M。試驗時應將屏上抗干擾端子的接地線拆去，以使其內(nèi)部的抗干擾電容和地端斷開。另外，開入1（GPS對時信號）及串行接口系弱電回路，耐壓試驗電壓不應超過500V，為防止損壞裝置的弱電部分，現(xiàn)場不需測試。12抗干擾性能抗干擾性能符合GB6162靜態(tài)繼電器及保護裝置的電氣干擾試驗的有關要求，并符合IEC255-22及國家標準的有關要求。13

16、使用環(huán)境條件環(huán)境溫度1050相對濕度95大氣壓力80110 kPa海拔高度2kM第二部分UFV-2F型失步振蕩解列裝置一、用途及主要功能1振蕩解列功能裝置的單元處理機1DCJ、2DCJ分別測量線路及旁路的三相電壓、三相電流、有功功率和相位角。當系統(tǒng)失去同步發(fā)生振蕩時，若振蕩中心落在預定的動作范圍內(nèi)，裝置將根據(jù)相位角振蕩判據(jù)，振蕩周期次數(shù)（Ns），有選擇地切除聯(lián)絡線本側開關，使系統(tǒng)解列運行，防止事故進一步擴大。2裝置具有振蕩中心位置方向選擇功能：正方向或無方向。3裝置具有判失步振蕩事故前功率方向選擇功能，例如：可選擇有功功率從母線流向線路為允許解列的方向。4裝置具有旁代功能。正常時，裝置用線路電

17、氣量進行判別，失步振蕩時，裝置輸出1；當旁路替代線路運行時，應投上旁代壓板（2SLP），這時裝置自動改用旁路電氣量判別，發(fā)生失步振蕩時，裝置輸出2。5采用原理先進、可靠的相位角失步振蕩判據(jù)，其優(yōu)點：(1)不受運行方式的影響。該判據(jù)已考慮了各種運行情況，還考慮了振蕩中心位置的改變，因此實際應用時一般就不必再去關心運行方式的變化。例如，不必關心潮流大小或方向的改變，不必關心發(fā)電機組、變壓器的停投。(2)輸出線路短路時，相位角判據(jù)不會誤檢測。(3)整定簡單，且運行中不需要改變。該判據(jù)使用的定值主要是判保護區(qū)范圍的低電壓定值ULS及振蕩周期次數(shù)定值Ns，這些定值對于具體系統(tǒng)來說是很容易給定的，不必進行

18、復雜的整定計算，只需進行類似低電壓保護的計算，投運前一次整定后運行中一般是不需要改變的，故運行維護簡單。(4)用相位角判斷失步振蕩具有方向性，利用其方向性可以獲得良好的選擇性，有利于保護范圍整定計算的配合。6裝置具有完善的自檢措施及整組自試功能，使現(xiàn)場運行維護更為簡單、方便。二、失步解列的判別方法（工作原理）1概述同步運行的電力系統(tǒng)如果穩(wěn)定裕度不夠，在受到擾動后系統(tǒng)的某一部分將可能與主系統(tǒng)失去同步，發(fā)生失步振蕩。系統(tǒng)在失步過程中某些地區(qū)、尤其時振蕩中心附近的電壓、頻率將大幅度變化，對用電負荷及發(fā)電機組的安全威脅很大，甚至引起大面積停電事故。為了防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，除在運行方式上進行合理安排以外，

19、還應采取穩(wěn)定控制措施，使系統(tǒng)在受到擾動時不失去同步。當系統(tǒng)一旦失步后，一般采取盡快在事先安排的解列點上將電網(wǎng)解列為兩個部分，防止事故進一步擴大。考慮到一些電網(wǎng)在失步后通過在送端切機、受端切負荷的措施，系統(tǒng)能夠再次拉入同步，因此失步解列又分為快速解列和延時解列兩種。如果系統(tǒng)內(nèi)多處安裝有失步振蕩解列裝置，則解列裝置之間還應有一個選擇和配合的問題，一定要避免多處同時解列。2F型裝置采用原理先進、有多年成功運行經(jīng)驗的相位角失步振蕩判據(jù)，不受電網(wǎng)運行方式的影響，不需要進行復雜的整定計算，各解列點之間配合方便，運行維護簡單。尤其對環(huán)網(wǎng)結構或多回平行線，2F裝置具有其它原理的解列裝置無法相比的優(yōu)越性。2系統(tǒng)

20、失步振蕩過程中相位角的變化規(guī)律對于圖2-1所示的兩機等值系統(tǒng)，E1、E2為兩側等值電源的電勢，f1、f2為等值電源的頻率，M點為失步解列裝置的安裝點。當f1f2時，A側為送端，反之f1f2時，A側為受端。當E1E2時，無功從A流向B，反之E1E2時，無功從B流向A。2F裝置定義潮流正方向從M流向B（從母線流向線路）。振蕩中心在AB兩點之間，定義振蕩中心在MB之間時處于裝置檢測的正方向，振蕩中心在AM之間時處于裝置檢測的反方向。 E1E2圖2-1兩機等值系統(tǒng)圖經(jīng)過仿真分析計算，可以得到以下各種工況時電壓UM與電流I之間相位角的變化規(guī)律：2.2振蕩中心在裝置安裝處的正方向（即MB之間），M點處于送

21、端（f1f2）(1)初始無功為送出方向時，M點相位角的變化如圖2-2-a所示，0°180°，相位角每個周期在0°180°內(nèi)從小往大變，達到最高點后迅速降到最低點。(2)當初始無功為零時，M點相位角的變化如圖2-2-b所示，0°180°，每個周期從0°變到180°，相位角在達到180°后突變到0°。(3)當初始無功為受進時，M點相位角的變化如圖2-2-c所示，0°360°，每個周期從0°變到360°，相位角在180° 360°之間的變化時

22、間很短暫。以上三種情況下相位角變化的共同點是每個周期都經(jīng)過0°180°。180°90°0°360°180°(a) E1E2180°90°0°360°180°(b) E1=E2360°270°180°90°0°360°180°(c) E1E2圖2-2振蕩中心在MB之間，M點處于送端（f1f2）2.2振蕩中心在MB之間，M點處于受端 （f1f2）M點初始無功Q0、Q0、Q0三種工況下相位角的變化分別如圖2-3中

23、a、b、c所示，三種工況的共同點是相位角每個周期都經(jīng)過180°0°。180°90°0°360°180°(a) E1E2180°90°0°360°180°(b) E1=E2360°270°(c) E1E290°180°360°180°0°圖2-3振蕩中心在MB之間，M點處于受端 (f1f2)2.3振蕩中心在AM之間，M點處于送端（f1f2）M點初始無功Q0、Q0、Q0三種工況下相位角的變化分別如圖2-4中a、

24、b、c所示，三種工況的共同點是相位角每個周期都經(jīng)過360°180°。360°180°90°0°270°360°180°(a) E1E2180°270°360°180°360°(b) E1=E2180°180°270°360°360°(c) E1E2圖2-4振蕩中心在AM之間，M點處于送端（f1f2）2.4振蕩中心在AM之間，M點處于受端 (f1f2)M點初始無功Q0、Q0、Q0三種工況下相位角的變化分別如圖

25、2-5中a、b、c所示，三種工況的共同點是相位角每個周期都經(jīng)過180°360°。360°180°180°270°360°90°0°(a) E1E2180°360°180°270°360°180°180°360°360°270°(b) E1=E2(c) E1E2圖2-5振蕩中心在AM之間，M點處于受端（f1f2）2.5振蕩中心在M點，M點處于送端（f1f2）不論初始無功的方向如何，變化軌跡基本是方波形狀，在0

26、°與180°兩個狀態(tài)之間來回翻轉，見圖2-6中a表示。2.6振蕩中心在M點，M點處于受端（f1f2）不論初始無功的方向如何，變化軌跡基本是方波形狀，在180°與0°兩個狀態(tài)之間來回翻轉，見圖2-6中b表示。180°180°180°180°90°90°360°360°0°0°(a) M點處于送端（f1f2）(b) M點處于受端（f1f2）圖2-6M點處于振蕩中心時相位角的變化2.7結論：失步振蕩時相位角的變化規(guī)律(1)振蕩中心在裝置安裝處的正方向，當M點處于

27、送端時，從0°到180°周期變化；當M點處于受端時，從180°到0°周期變化。(2)振蕩中心在裝置安裝處的反方向，當M點處于送端時，從360°到180°周期變化；當M點處于受端時，從180°到360°周期變化。(3)裝置安裝點恰好在振蕩中心附近時，在0°與180°兩個狀態(tài)之間來回翻轉。注：相位角在0°360°范圍內(nèi)變化的情況出現(xiàn)在圖2-2-c，圖2-3-c，圖2-4-a，圖2-5-a中，其中圖2-2-c的M點處于有功為送出而無功為受進，而圖2-5-a的M點處于有功為受進而無功

28、為送出，這二種工況一般不會出現(xiàn)，更為重要的是不符上述規(guī)律出現(xiàn)的時間很短暫，因此可利用規(guī)律(1)(3)作為經(jīng)歷了一個振蕩周期及振蕩中心位置方向的判據(jù)。(4)在E1和E2擺開180°、即功角180°時，振蕩電流I最大，且相位角穿越90°或270°，可利用此特點作為相位角起動判據(jù)。3相位角失步振蕩判據(jù)首先把四個象限的角度劃分六個區(qū)：12為區(qū)，290°為區(qū)，90°3為區(qū)，34為區(qū)，4270°為區(qū)，270°1為區(qū)。系統(tǒng)正常情況下一般運行在區(qū)或區(qū)。根據(jù)上述失步振蕩過程中在各種工況下相位角的變化規(guī)律，把作為正方向判斷區(qū)（見圖2-

29、7-a），把作為反方向判斷區(qū)（見圖2-7-b），把作為振蕩中心附近判斷區(qū)（見圖2-7-c）。BEFDCA（b）反方向判斷區(qū)（a）正方向判斷區(qū)（c）振蕩中心判斷區(qū)圖2-7相位角判斷區(qū)劃分相位角失步振蕩判據(jù)：振蕩中心位 置相位角變化區(qū)間M點為送端（f1f2）M點為受端（f1f2）在MB之間（正方向）A： 0°90°180°B： 180°90°0°在AM之間（反方向）C： 360°270°180°D： 180°270°360°M點E： 0°180°0°

30、F： 180°0°180°圖2-8相位角失步振蕩判據(jù)(1)判斷振蕩中心在正方向A正常運行在區(qū)時（送端），從區(qū)開始按順序經(jīng)過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在正方向并認為經(jīng)歷了一個振蕩周期。B正常運行在區(qū)時（受端），從區(qū)開始按順序經(jīng)過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在正方向并認為經(jīng)歷了一個振蕩周期。(2)判斷振蕩中心在反方向C正常運行在區(qū)時（送端），從區(qū)開始按順序經(jīng)過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在反方向并認為經(jīng)歷了一個振蕩周期。D正常運行在區(qū)時（受端），從區(qū)開始按順序經(jīng)過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在反方向并認為經(jīng)歷了一個振蕩周期。(3)判斷振蕩中心就在安裝處附近振蕩中心相位角變化

31、規(guī)律如圖2-6所示，此時將可能檢測不到穿過、（或、）兩個區(qū)，判據(jù)改為：E正常運行在區(qū)時，從區(qū)開始突變到區(qū)再突變回到區(qū)，作為一個失步振蕩周期。F正常運行在區(qū)時，從區(qū)開始突變到區(qū)再突變回到區(qū)，作為一個失步振蕩周期。G為了判斷裝置安裝地點是否處在振蕩中心附近，再采用低電壓輔助判據(jù)，當電壓UM的電壓包絡線的最小值UML（有效值）20UN時，則認為M點處在振蕩中心附近（圖2-9-b）。該判據(jù)固化在程序中，不必整定。uMtuMt0tt0UMUMUML20UN(a) 振蕩中心00tt(b) 振蕩中心附近圖2-9振蕩中心處振蕩電壓波形同時滿足E、G或F、G時，判為失步振蕩，且振蕩中心就在安裝處附近。4保護區(qū)范

32、圍內(nèi)的判斷及選擇性配合對于失步振蕩解列裝置來說其保護區(qū)是指系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩時，振蕩中心落在該區(qū)范圍內(nèi)，裝置應能動作，換言之，振蕩中心不在預定的保護范圍內(nèi)裝置應不動作。確定保護范圍時，需要考慮的因素是：(1)是否與同一系統(tǒng)內(nèi)其他解列裝置相配合，如有其他解列裝置，應劃分各裝置的保護區(qū)范圍。(2)一般應考慮保護本線路全長并包括正、反方向相鄰線路的一部分。4.1 判失步低電壓定值ULS振蕩中心處電壓包絡線的最低電壓值為零，離振蕩中心越遠，電壓包絡線的最低電壓值UL（有效值）就越高。對于一個具體的系統(tǒng)來說，振蕩中心確定了，系統(tǒng)各點的UL值是可以計算出來的，因此設定振蕩中心落在保護區(qū)的邊界上，可以求出解列

33、裝置安裝點（M點）處的UML值，考慮一定的可靠系數(shù)K，就可確定：判失步低電壓定值ULSKUML，式中可靠系數(shù)K1，系考慮運行方式的某些可能變化。電壓包絡線最低電壓出現(xiàn)在1/2振蕩周期時刻（E1和E2反相，功角180°時），這個電壓的檢測在先，失步振蕩周期的判斷在后（相位角原理的判據(jù)一般需2/3個振蕩周期），因此對N1的快速解列而言，檢測電壓包絡線最低電壓的時間不會延緩對失步振蕩周期的判斷。4.2 振蕩中心位置方向選擇功能振蕩中心方向：N（Y只允許正方向，N無方向），當選擇Y時，振蕩中心在安裝點背后時，2F裝置就不能動作。因此，2F裝置可根據(jù)檢查電壓有效值的最低值及相位角判據(jù)的方向性來

34、確定保護區(qū)的范圍，這樣將有利于保護范圍的選擇性配合。由于運行方式改變，網(wǎng)絡結構變化，振蕩中心位置總有些移動，所以2F裝置另外又規(guī)定：當檢測到電壓包絡線最低電壓值小于20UN時，裝置判為振蕩中心落在安裝點附近，此時沒有方向性。即此時不受振蕩中心方向選擇功能的控制，即使其設置為Y，振蕩中心落在安裝點背后附近，失步解列仍能出口動作。4.3 振蕩周期次數(shù)Ns的選定振蕩周期次數(shù)Ns是本判據(jù)的又一個重要參數(shù)，當經(jīng)過Ns個振蕩周期時就發(fā)出解列命令。系統(tǒng)內(nèi)幾套解列裝置保護區(qū)有重疊時，可用Ns值的不同來配合以保證選擇性，希望慢動的裝置取較大的Ns值，一般取Ns34或更大；需快速解列時，Ns選為12（不推薦Ns1

35、）；如果希望失步振蕩后，通過采取措施（如送端切機，受端切負荷）使失步的系統(tǒng)再拉入同步，只有經(jīng)過規(guī)定的振蕩周期次數(shù)以后仍拉入不了同步時才進行解列，這種情況下Ns可取510。注1：失步振蕩判出時間。相位角原理的判據(jù)一般需2/3個振蕩周期，解列出口的延時是以振蕩周期次數(shù)Ns進行整定的。最短Ns1，解列出口的時間為0.60.7個振蕩周期，例如f150HZ，f248HZ，Ns1時，振蕩周期1/（5048）0.5秒，SB出口時間（0.60.7）×0.50.30.35秒。相同的NS時，快速振蕩（f1和f2相差大時）出口快，慢速振蕩（f1和f2相差很?。┏隹诼?。解列出口接點在振蕩平息后（即解列后）延

36、時6秒返回。注2：快速解列判據(jù)（2F5型）。某些電網(wǎng)希望在判出失步時盡快將電網(wǎng)解列，此時可采用“快速解列判據(jù)”：只要判出相位角按順序穿到第三區(qū)時（對應功角擺過180°），就發(fā)出解列命令。為了保證動作的安全性，一般不推薦使用此判據(jù)，若特別需要時訂貨時應注明，才提供此功能。5裝置啟動判據(jù)：相位角啟動或功率突變量dP啟動滿足二個啟動判據(jù)之一時，裝置就判為允許啟動，啟動燈點亮。啟動回路在振蕩平息后（即解列后）延時6秒返回。(1)相位角啟動判據(jù)：相位角穿過90°或270°，且此時三相電流均大于35額定電流。越過90°或270°時，Cos正負變號，有功功率

37、由正變負或由負變正，故又可稱為“功率變號”啟動。由于穿越90°或270°發(fā)生在功角180°、E1與E2反相時，此時振蕩電流I最大，可保證三相電流均大于35額定電流；穿越0°（360°）時，亦會穿越90°或270°，此時電流I最小，故穿越0°時，不能啟動失步解列。相位角啟動判據(jù)已固化在程序中，無需進行設定。功率突變量啟動判據(jù)：PtPt-5SdPs，且5秒前的功率P-5SP0s（功率突變量啟動前5秒時刻的初始功率必須大于定值P0s）。裝置一直在檢測功率Pt值，功率突變量啟動要求相差5秒的二個時刻內(nèi)的功率差dP dPs，

38、即要求5秒內(nèi)功角擺開一定角度，亦即要求相位角差d足夠大（P與Cos成正比）。對于（f1f2）差值較大的快速振蕩而言，功率突變量判據(jù)先啟動；對于小擾動引起的失步振蕩，（f1f2）差值很小，dP不能啟動，則只能等到E1與E2反相時由相位角啟動判據(jù)來啟動。短路故障或PT斷線時，dP亦會啟動，所以試驗時常能看到啟動燈點亮。定值P0s為允許功率突變量啟動的事故前功率定值，一般取為0.1倍額定功率值，用以防止聯(lián)絡線輕功率時誤解列聯(lián)絡線。定值P0s不控制相位角啟動判據(jù)，但相位角啟動判據(jù)中“三相電流均大于0.35倍額定電流”的要求，亦可防止誤切。裝置一直在檢測功率Pt值，因此P-5s是一個動態(tài)值而非初始工況功

39、率（事故后E1和E2不同步，功率Pt值不斷變化，但功率突變量啟動時刻可能大于5秒），這樣可保證本線路初始為輕負荷，在其它線路切除而功率轉移到本線路時，裝置仍能可靠起動，不會發(fā)生拒動現(xiàn)象。6閉鎖判據(jù)(1)當三相電壓不平衡、PT回路異常及不對稱短路，出現(xiàn)3U03U0s時，立即閉鎖失步解列。(2)當三相電流不平衡、CT回路異常及不對稱短路，出現(xiàn)3I03I0s時，立即閉鎖失步解列。定值3I0s整定時應躲開最大振蕩電流下CT可能飽和產(chǎn)生的不平衡3I0值。由于CT斷一相或斷二相時，3I0s等于相電流值，所以建議3I0s定值選取較大值（略小于最小負荷電流值）。注：出現(xiàn)異常時，會閉鎖失步解列，所以PT回路斷線

40、引起異常時，應盡快查清斷線原因，使PT回路恢復正常。7事故前潮流方向判據(jù)根據(jù)系統(tǒng)需要，還可以選擇裝置啟動前5秒時刻的潮流方向作為解列的條件。在裝置內(nèi)部，功率突變啟動及相位角啟動的判別在潮流方向判別之前，并且一旦dP/啟動，裝置會自動記憶住P-5S值（包括功率數(shù)值及功率的正負號）。因此如果dP/啟動前5秒時刻的潮流方向不滿足允許解列的方向，則振蕩過程中功率Pt值（包括功率方向）不斷變化，裝置亦不會誤開放失步判斷回路。判失步振蕩的事故前功率方向選擇判據(jù)為P0：Y，P0：N（Y該方向允許動作，N該方向不允許動作）。當P0：Y， P0：N時，有功功率從母線流向線路允許解列；當P0：N， P0：Y時，有

41、功功率從線路流向母線允許解列；當P0：Y， P0：Y時，無方向要求；當P0：N， P0：N時，裝置退出不能工作，等同退出振蕩解列功能壓板。8相位角判據(jù)的優(yōu)點(1)不受運行方式的影響。該判據(jù)已考慮了各種運行情況，還考慮了振蕩中心位置的改變，因此實際應用時一般就不必再去關心運行方式的變化。例如，不必關心潮流大小或方向的改變；不必關心發(fā)電機組、變壓器的停投；不必關心環(huán)網(wǎng)是開環(huán)還是閉環(huán)運行。(2)輸出線路短路時，相位角判據(jù)不會誤檢測。(3)整定簡單，且運行中不需要改變。該判據(jù)使用的定值主要是判保護區(qū)范圍的低電壓定值ULS及振蕩周期次數(shù)定值NS，這些定值對于具體系統(tǒng)來說是很容易給定的，不必進行復雜的整定

42、計算，只需進行類似低電壓保護的計算，投運前一次整定后運行中一般是不需要改變的，故運行維護簡單。(4)用相位角判斷失步振蕩具有方向性，利用其方向性可以獲得良好的選擇性，有利于保護范圍整定計算的配合。9失步解列判別框圖根據(jù)上述，裝置同時滿足下列條件時發(fā)出解列聯(lián)絡線或切機控制命令。(1)啟動前5秒時刻的潮流方向和設置的方向一致。(2)裝置處于啟動狀態(tài)（功率突變量啟動或相位角啟動）·相位角啟動：相位角穿過90°或270°，且此時三相電流均大于0.35倍額定電流。·功率突變量啟動：PtPt-5SPs，且P-5SP0s。(3)裝置安裝點處電壓包絡線的最低電壓值UML

43、符合動作條件：·振蕩中心位置方向設置“N”時，出現(xiàn)低電壓：UMLULS（判失步振蕩保護范圍）·振蕩中心位置方向設置“Y”時，當振蕩中心在正方向，且UMLULS；當振蕩中心在反方向，且UML20UN（判振蕩中心失步）。(4)振蕩周期次數(shù)NNs。(5)3U03U0s（3U0s用來判PT回路異常及不對稱短路）。(6)3I03I0s（3I0s用來判CT回路異常及不對稱短路）。根據(jù)上列動作條件，可畫出失步解列判別框圖2-10或框圖2-11（兩者畫法不同）。圖2-10UFV-2F失步解列判別框圖（一）圖2-11UFV-2F失步解列判別框圖（二）三、裝置的硬件配置1裝置的硬件框圖裝置的硬

44、件框圖見圖2-12，高性能十六位單片微機（CPU）是本裝置的核心，裝置的軟件存放在EPROM之內(nèi)，定值存放在E2PROM之內(nèi)。RAM是數(shù)據(jù)存貯器，帶掉電保護，存放運行數(shù)據(jù)、事件記錄和數(shù)據(jù)記錄等。串行通信口可以連接打印機或與其它微機通信。時鐘芯片帶有后備電池，供CPU讀取日期、時間。電壓交流信號和電流交流信號經(jīng)交流變換器(YLH)變換隔離后送至DCJ進行采樣和計算，然后再將計算后的數(shù)據(jù)傳輸給CPU。晶振分頻產(chǎn)生600Hz的信號，作為采樣保持信號及CPU的中斷源，并行I/O擴展芯片的C口用于開關量輸入，CPU經(jīng)過出口邏輯電路同時控制輸出信號繼電器和各輪中間繼電器，各輪中間繼電器再驅動相應的出口繼電

45、器，以空接點方式輸出中央信號及進行出口控制。圖2-12硬件示意圖2裝置的結構及正面布置裝置的正面布置見組屏圖。2F裝置由穩(wěn)壓電源插件（DY）、交流變換插件（YLH）、主機插件（CPU）、單元處理機插件（12DCJ）、輸出中間繼電器插件（SZ）、出口繼電器插件（12CKZ）、打印接口插件(DYK)組成。交流變換插件裝有電壓、電流變換器，將引人的電壓、電流信號降低為DCJ可以采樣的信號。CPU插件由主機板、液晶顯示屏、定值設置允許開關、9個按鍵等組成。2.1 鍵盤主機板面板上有九個按鍵，其中“”表示上移，“”表示下移，“”表示左移，“”表示右移，“+1”表示加1，“-1”表示減1，“確認”表示對所

46、選項進行確認，“返回”鍵表示返回主菜單，紅色的“復位”鍵表示復位，在CPU運行出現(xiàn)程序紊亂、死機時按“復位”鍵則重新初始化。通常情況下，請不要隨意按紅色的“復位”鍵。2.2 面板上指示信號燈(1)電源插件指示燈：5V、±12V、24V四個電源指示燈亮，分別表示四路電源電壓正常。(2)CPU插件指示燈：四個指示燈分別表示裝置運行、啟動、動作、異常的狀態(tài)。正常運行時，“運行”燈以400毫秒間隔閃爍，表示程序循環(huán)工作正常。當設置開關撥在“允許”檔時，“運行”燈熄滅，裝置不進行事故判斷。啟動、動作及異常燈均不保持，該狀態(tài)消失，信號燈也熄滅。(3)輸出中間繼電器插件指示燈：共9個指示燈，從上往

47、下依次代表：啟動、輸出I（線路失步解列輸出）、（旁路失步解列輸出）、輸出（均為備用）、動作、PT斷線、異常。除動作信號燈和輸出信號燈保持到手動復歸時外，啟動燈、PT斷線燈和異常燈均不保持，該狀態(tài)消失，信號燈也熄滅。(4)出口繼電器插件指示燈：共4個指示燈，從上往下依次表示本板出口1、出口2、出口3、出口4。出口1出口4指示燈均保持到手動復歸為止。(5)打印接口插件上指示燈：運行、接收、打印。“運行”燈亮表示CPU工作正常；“接收”燈亮表示已連接打印機，且打印機處于接收狀態(tài)；“打印”燈閃亮表示正在接收主機板送來的打印信息。3輸出中間板（SZ）輸出I輸出（以下簡稱為I輪V輪）信號指示燈為自保持的輸

48、出中間板原理接線如圖2-13所示。主機板上CPU發(fā)出的輸出命令經(jīng)光電耦合器驅動輸出中間繼電器板（SZ）上相應的中間繼電器。啟動繼電器QJ動作后，其接點QJ2閉合，允許各輪輸出。QJ及IJVJ動作，各相應輪輸出線為0VK，使接在各輸出線上的出口繼電器CKJ動作。該裝置輸出有二級（輸出1、2），所以CPU只驅動IJ、J、QJ、YJ、PTJ。注意：UFV系列裝置規(guī)定CPU開出低電平（0V）為驅動命令。圖2-13中JJ為輪的輸出中間繼電器，在事故消失時JJ會自動復歸。1BXJ5BXJ為磁自保持信號繼電器，接點1BXJ15BXJ1閉合自保持后，輪信號指示燈1XD5XD將保持點亮狀態(tài)，按下圖中外接的手動復

49、歸按鈕FA才可使其復歸熄滅。圖2-13中XJ為動作信號繼電器，接點1BXJ25BXJ2中任何一個閉合自保持后，XJ都將處于動作狀態(tài)，因此動作信號接點XJ1、XJ2及動作信號燈7XD需按手動復歸按鈕才能返回斷開和熄滅。只有啟動繼電器QJ動作之后，其接點QJ2閉合后，才允許各輪輸出，因此啟動繼電器QJ能起到閉鎖出口的作用。圖2-13IV輪信號指示燈自保持的輸出中間板（SZ）圖2-13中YJ與PTJ分別為異常信號繼電器與電壓回路斷線告警繼電器。4出口繼電器板（CKZ）帶電流保持與出口指示燈保持的出口繼電器CKZ板原理接線如圖2-14所示。圖2-14帶電流保持與出口指示燈保持的出口繼電器CKZ板每塊出

50、口繼電器CKZ板上有四個繼電器，每個繼電器可經(jīng)選擇跳接器W1W4跳接到五輪中任一輪的輸出線上。出廠時，將1CKZ板跳接到輸出線上，將2CKZ板跳接到輸出線上，即將1CKZ板用于線路失步解列（輪），將2CKZ板用于旁路失步解列（輪），無電流保持功能的接點J1-2J4-2用于重合閘放電。當需要某些出口繼電器同時被兩條以上功能輸出線控制時，利用圖中隔離二極管D1D20來防止功能輸出線相互被短接。圖2-14中，14CKJ的跳閘接點配置有電流自保持繼電器，可直接作用于斷路器的跳閘線圈，圖2-14中J1J4為出口中間繼電器，J5J8為電流繼電器，跳閘接點J1-1J4-1和電流自保持繼電器J5J8相串聯(lián)，當

51、跳閘接點J1-1閉合接通斷路器跳閘線圈回路時，電流繼電器J5亦被勵磁，其接點J5-1、J5-2將出口中間的接點J1-1短接，可防止因斷路器拒動而產(chǎn)生出口中間返回時其接點拉弧被燒壞的現(xiàn)象。使用時請注意重合閘放電接點J1-2J4-2無自保持功能。當要求出口接點直接跳閘時，訂貨時請?zhí)峁嗦菲魈l電流（1A、2A或4A）。圖2-14中J9J12為磁保持信號繼電器，當出口中間J1J4動作時，J9J12亦動作并能自保持到手動復歸為止，因此出口指示燈1XD4XD點亮后需手動復歸才能熄滅。注意事項：失步解列線路如果裝有重合閘，在失步解列動作跳閘后不允許重合，故閉鎖重合閘的放電接點不能漏接，重合閘裝置的充電時間

52、應大于最長的振蕩時間。5打印接口板（DYK）UFV-2F型裝置配置打印接口板（DYK）1塊，該板硬件示意框圖如圖2-15所示。板上有4個串行通信口，本裝置的主機板串行口和DYK板的串口1通過裝置內(nèi)部接線已直接相連，主機板串行口的打印數(shù)據(jù)通過串并轉換接口板（DYK）上的CPU轉換成標準的并行口數(shù)據(jù)后，經(jīng)連接打印機的電纜直接饋送給標準的帶漢字庫的并行口打印機。DYK板最多可同時接收4臺UFV裝置的打印信息及控制一臺并行口打印機。DYK板上的CPU按接收的順序經(jīng)并行口送打印機打印。在SW2跳線器上應將不使用的通信口斷開。該板也可作為通信擴展板，完成1對2或1對3的通信。DYK板上的DC5VDC5V隔

53、離變換電源及串口1串口4的光電隔離接口回路，使打印機與裝置完全隔離，防止打印機對裝置的干擾。板上設有波特率選擇跳接器，SW1提供600波特、1200波特、2400波特、4800波特、9600波特五種通信速率供用戶選擇，4個通信口速率應相同。圖2-15打印接口板DYK示意圖6裝置的背板配線圖見組屏圖。四、裝置的顯示菜單1裝置的軟件結構裝置軟件結構分為主循環(huán)程序和中斷事故處理程序兩大部分。定時中斷由晶振電路分頻產(chǎn)生，每隔1.667ms進入一次中斷。中斷程序主要完成電壓、電流瞬時值采樣、電壓、電流有效值計算、有功功率計算、相位角計算、失步解列事故判斷、中央信號及出口控制等。主循環(huán)程序主要完成面板顯示

54、、定值修改、回路自檢、信號復歸及整組試驗、打印輸出等功能。軟件結構框圖如圖2-16所示。中斷（1.667ms）電壓、電流瞬時值采樣及U、I計算模塊P、Q、計算模塊電壓、電流異常判斷模塊啟動判斷模塊上電或復位初 始 化開 中 斷顯示模塊定值修改模塊打印模塊回路自檢模塊信號復歸整組試驗模塊失步解列判斷處理模塊事件記錄與數(shù)據(jù)記錄 圖2-16UFV-2F裝置軟件結構框圖2主菜單裝置上電后自動顯示“歡迎使用北京華瑞泰系統(tǒng)控制技術有限公司穩(wěn)控系列產(chǎn)品”，按確認健可進入主菜單或過10秒后自動進入當前狀態(tài)顯示，按“返回”健可進入主菜單，其顯示內(nèi)容為：1. 當前狀態(tài)顯示2. 定值設置3. 當前事件記錄4. 上次事件記錄5. 當前數(shù)據(jù)記錄6. 上次數(shù)據(jù)記錄7. 打印選擇菜單8. 時鐘設置9. 整組試驗菜單10. 關于本裝置裝置加電或復位后自動進入主菜單，光標停在第一個菜單開始處，按“上移”或“下移”鍵移動光標可進行菜單的選擇，選定菜單后按“確認”鍵則可以進入各子菜單的顯示。在各子菜單顯示狀態(tài)下，按下“返回”鍵，液晶屏顯示返回主菜單。3當前狀態(tài)顯示菜單將光標移至主菜單的目錄1處，按