国网南瑞SAI-708频率电压紧急控制装置

SAI-708型频率电压紧急控制装置技术及使用说明书

1.概述

南瑞公司在总结了原SAI-7081系列产品多年运行经验的基础上，根据新颁布的《电力系统安全稳定控制技术导则》对安全自动装置提出的新要求和稳定控制技术的新发展，我们把原SAI-7081系列产品成功的升级为新一代SAI-708系列产品。新的SAI-708系列产品将能更好的适应现代大电网、大机组、大区联网对安全稳定控制的需要。

1.1SAI-708系列产品分类

根据用户对安全自动装置的需要SAI-708系列产品分类如下：

SAI-708型 基本型，于低频低压减载或低频低压解列，该装置同时测量两段母线电压、频率或两个不同电压等级的两段母线电压、频率。各段母线输入电压为U_a、U_b、 U_c。可以切除24回线路。

SAI-7081型 双组母线立运行型，当两组母线立运行时，认为两组母线电压为两个系统，此时两个系统的频率值可能也不相同。两组母线电压均正常时，该装置立测量两组母线电压，或两个不同电压等级的两组母线电压的电压与频率，并对两组母线电压的电压与频率分别进行判断，如满足动作条件，则切除该组母线所带的出口回路。各组母线输入电压量分别为1U_a、 1U_b  1U_c, 2U_a、2U_b 2U_c，共可以切除24回线路。

SAI-7082型 具有联络线或主变过载时切负荷/切机、联络线或主变闸时按事故前潮流方向及数值分级联切负荷/切机、低频切负荷或过频切机、低压切负荷或过压切机等功能。输入母线电压、线路或主变电流，可以测量多回线路或多台主变的电气量，完成比较复杂的判断功能，是应用较广泛的一种多功能稳定控制装置。

SAI-7084型 具有过频、过压、低频、低压控制功能，主要用于过频率切机、过频或过压解列，低频自启动水轮发电机组，低频低压减载或解列，适用于水电站或地区电网。

SAI-7085型 主要用于失步振荡解列，并有低频低压或过频过压自动解列、切负荷/切机功能。本装置可以根据用户选择采用相位角判断失步的原理或补偿电压角原理，适应各种电网结构和各种运行方式。一般按线路配置，当一个厂站有多回出线需要进行失步解列时，采用增设DSP单元处理机插件仍由一套装置完成多回线的失步解列功能。

1.2 应用范围

SAI-708型频率电压紧急控制装置用于低频低压减载或低频低压解列。该装置同时检测同一系统两段母线电压，低频低压各设8轮，基本配置可直接切除24回负荷线路。

1.3 装置的主要特点

1.3.1合理的结构设计

装置采用了整体面板、全封闭的4U机箱结构，新型的后插件方式，强弱电严格分离，整个装置从输入、输出端子到各个插件、插件到总线板、总线板到前面板之间电路连接全部采用硬连接，从而有效地避免了因导线连接引起的干扰，同时在硬件上采用双CPU结构，在软件设计也采取了有效的抗干扰措施，因此装置在整体结构上就具有很强的抗电磁干扰与辐射的能力。

1.3.2的硬件处理系统

装置采用了双32位CPU硬件处理系统。 32位CPU的DSP芯片，是当前国际市场行、功能强大的数据信号处理器，150MHZ的主频，ISC精简指令集计算功能。具有其数据采集量大、运算速度快、数据存储空间大、集成度高等特点。DSP数据处理芯片集AD转换器、数据采集、数据处理、数据存储为一体使装置的频率、电压的测量精度高，抗干扰能力强，可靠性更高。

1.3.3的抗干扰设计

    除在装置的机箱整体结构设计上采取有效抗干扰措施外,在交直流输入回路的硬件电路上又进一步完善了设计,在装置的交流输入回路分别采用一个二阶的无源滤波器和一个二阶有源滤波器,在直流电源输入端也增设的电源滤波器,同时在电源输出选用了多个的DC-DC变换器在相应插件上,以消除电源所引起的干扰。从而能有效的防止冲击负荷、电气化电路及现场等强干扰源引起的谐波干扰。

1.3.4更多的输出轮次和跳闸出口

装置的频率与电压各有8个各自立的输出轮次（5个基本轮3个特殊轮）,并共有24回立跳闸出口,可用软件组态方式方便灵活的设置相应的输出轮次与跳闸出口，即每个轮次输出可以直接控制任一个跳闸出口线路,完全满足了现代电网对装置频率、电压输出的轮次和跳闸出口的需要。

1.3.5友好的人机界面

装置采用320×240大屏幕液晶显示屏，友好的中文示窗界面，界面显示信息量大；装置在正常运行时的运行状态信息及动作时的动作状态信息，均能一屏显示一目了然。装置的定值设定均以表格方式设置，简单明了。同时面板还保留了监视装置正常运行、异常等状态8个指示灯，及装置各轮次动作的指示灯，更加清楚直观。

1.3.6多种通信方式

装置具有多种通信方式：二个RS485通信接口,(IEC60870-5-103规约标准)。一个符合TCP/IP协议的以太网接口。一个串行打印机接口（RS232方式）。一个GPS对时接口。通信方式适应现代电网通信的要求。

1.3.7大容量的事件、数据记录

   装置设计了大容量的数据存储设备，具有5次事件记录与5次的海量数据记录，并有完善的事件记录报文和详细的数据记录报文，供现场查看、打印，或通信传送，以便分析故障情况。

1.4 装置的主要功能

l 测量安装处的两段母线电压、频率及它们的变化率。装置可接入同一系统两段母线电压或两个不同电压等级的母线电压。

l 在电力系统由于有功缺额引起频率下降时，装置自动根据频率降低值切除部分电力用户负荷，使系统的电源与负荷重新平衡。本装置频率电压均有立的8个轮次输出(5个立的基本轮、3个特殊轮)。电压、频率的各轮次输出可由定值灵活整定,每个轮次个以直接控制任一个出口。一般配置可以切除线路25回，可满足一个厂站的切负荷要求。

l 当电力系统功率缺额较大时，本装置具有根据df／dt加速切负荷的功能，在切轮时可加速切第二轮或二、三两轮，尽早制止频率的下降，防止出现频率崩溃事故。

l 在电力系统由于无功不足引起电压下降时，装置自动根据电压降低值切除部分电力用户负荷，确保系统内无功的平衡，使电网的电压恢复正常。本装置根据电压切负荷的轮次与根据频率切负荷轮次相同。

l 当电力系统电压下降太快时，可根据du／dt加速切负荷，尽早制止系统电压的下降，避免发生电压崩溃事故，并使电压恢复到允许的运行范围内。

l 本装置具有特的短路故障判断自适应功能，低电压减载的整定时间不需要与保护动作时间相配合，系统低电压时快速动作，短路故障时可靠不动作。

l 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。

l 本装置还可用于低频解列、低压解列。

l 装置具有事件记录和数据记录功能，可记录保存新的5次当前事件和历史事件。5次当前和历史数据记录，记录时间间隔20毫秒，记录时间长可达120秒，记录内容具有断电保持功能。

l 装置具有自检功能,程序自恢复功能,整组自试功能。

l 装置具有与外部监控系统进行通信的功能，可与故障信息系统、变电站监控系统相连，可及时上传信息，以及可由上位机或调度所对装置进行参数设置，软件组态。

l 装置具有GPS分脉冲对时及串口对时功能。

2.主要技术参数

2.1 机械及环境参数

机箱结构尺寸：482mm×177mm×280mm;嵌入式安装

正常工作温度：-5—40℃

极限工作温度: -10—50℃

贮存及运输:   -30—70℃

2.2 额定电气参数

PT变比：35KV-500KV/V/100/V 

交流输入额定电压： 100╱V

输入频率范围：    45—55Hz

2.3过载能力及功耗

电压回路:1.5倍额定电压,连续工作；

交流功耗：交流电压：<0.2VA/相

直流功耗:正常时: <35W

         跳闸时: <50W   

2.4 主要技术指标

2.4.1电气量测量精度

    交流电压有效值测量相对误差≤±0.5％（0.2～1.2Un）

    频率测量误差              <±0.01Hz（45～55Hz）

df／dt测量误差            <±0.1Hz/s

du／dt测量误差            <±0.05Un/s

2.4.2装置动作时间及返回系数

装置的低频或过频快动作时间建议为60ms，0.05s～90s之间任意设定；装置低压或过压快动作时间为50ms，在0.05～90s之间任意设定。装置的返回时间小于120ms。

2.4.3  装置的返回系数

    频率返回值比动作值高0.05Hz；

电压返回系数（返回值/动作值）小于1.04；

延时误差小于0.02s。

2.4.4 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0.4A(DC220V,V/R1ms)

出口接点容量:允许长期通过电流8A

             切断电流0.4A(DC220V,V/R1ms),不带电流保持。

2.4.5装置的输入量

模拟量6个：装置同时接入两段母线电压，每段输入Ua、Ub、Uc，两组电压也可以是两个不同的电压等级。

输入开关量6个（信号复归，开入1~开入6），用于工程的需要。

信号复归：装置面板上设有复归按钮,用以复归装置频率及电压动作信号、装置轮次动作信号及装置动作后液晶屏所显示的动作状态。复归信号并能通过端子引出，便于在屏面上或远方复归。

2.4.6装置的输出量

2.4.6.1跳闸出口接点

装置跳闸继电器输出有24个，每个出口继电器输出两对接点，一对接点作用于一回线路的跳闸，另一对接点供该回路的重合闸装置放电用。

2.4.6.2动作信号及信号输出接点

装置的信号接点输出：5组,分别为动作接点信号（带保持）、PT断线信号（不带保持）、异常信号（不带保持）、直流电源消失信号（不带保持）和遥信信号（带保持）。另装置还有频率轮次输出指示信号8个，电压动作轮次输出指示信号8个，均为电保持，可手动复归。

2.4.7事件记录与数据记录

装置具有事故追忆记录功能（SOE），可记录保存新的5次事件及每次事件的数据记录，，数据记录过程一般为事故前0.2秒，时间间隔为20毫秒，长记录时间为120秒。具有断电保持功能。

2.4.8通信接口及打印接口

每套装置通信接口配置如下：

二个RS-485通信接口。通讯规约采用部颁的103规约。

一个符合TCP/IP以太网接口，通信速度10Mbps以内自适应。

打印接口：装置配置有串行通信接口(RS232)一个，用户可选用串并转换的打印机接口插件，连接带标准汉字库的打印机（目前选用EPSON LQ-300K型打印机）。打印装置的定值设定表、事件记录与数据记录等。

2.4.9供电电源：

直流220V（或110V）±20％，纹波系数不大于5%，也可交流供电。

2.4.10电磁兼容及绝缘耐压性能

装置符合下列标准的要求:

GBT15145-94    微机线路保护装置通用技术条件

DL/478－2001   静态继电器及安全自动装置通用技术条件

GB-14285       继电保护和安全自动装置技术规程

GB-11287-89    继电器、继电保护装置振动(正弦)试验

GB-6162-85     静态继电器及保护装置的电气干扰试验

GB-7450        电子设备雷击导则

GB-14285-93    电力系统自动低频减负技术规定