SEL保護裝置的使用及維護

馮菊芳 王 奎

[摘要]對攀鋼目前所使用的SEL保護裝置作簡要說明，并對部分保護裝置的主要邏輯進行詳細的闡述，根據日常維護經驗介紹故障后該裝置的跳閘記錄查詢方法。

[關鍵詞]SEL保護裝置邏輯設置事件順序記錄

中圖分類號：TM92文獻標識碼：A文章編號：1671--7597(2009)1020056--01

一、概述

隨著科學技術的不斷提高，變電所綜合自動化的水平也在不斷提高。攀鋼在三期改造中，改造和新建了多個變電所，改造后變電所及新建變電所均使用微機保護裝置，實現綜合自動化監控，達到無人值班的水平。攀鋼在進行變電所綜合自動化改造過程中，大量使用了美國SEL、西門子、南京因泰來等微機保護裝置，運行狀態良好。本論文將著重就美國SEL保護裝置的功能、特點、邏輯設置、調試方法等內容進行介紹，并結合實際經驗介紹故障發生后事件記錄的查詢分析以及日常維護工作。

二、SEL保護裝置的功能及特點

1、SEL547母線PT監測裝置

SEL547母線PT監測裝置具有過壓、低壓、零序過壓保護功能，對母線PT電壓進行監視。

2、SEL551過流／重合閘保護裝置

SEL551保護裝置具有眾多的相間、接地和負序過流元件；具有帶順序配合的多次重合閘功能：利用增強型的SELogic控制方程可建立傳統的和高級的保護跳閘方案；通過本地／遠程控制邏輯能對控制方案進行允許／禁止操作、操作線路斷路器：事件順序記錄(SER)報告和事件報告儲存在非揮發性內存中：可選的后面板端子、輸出接點和通信串口。

3、SEL35lA具有監視和控制功能的改進型饋線保護裝置

SEL－351A保護裝置是一種集保護、監視、控制和故障定位于一體的保護裝置。它的保護功能包括過電流、低電壓／過電壓、低頻率／過頻率，另外還有相、接地、中性點保護以及方向元件。其中過電流保護采用相、負序、零序接地以及中性點接地過電流元件的組合來保護饋線及其它設備，同時還可受方向控制。

4、SEL387／SEL387A／SEL587差動保護裝置

SEL387／SEL387A／SEL587三種保護裝置均用于變壓器、電動機等設備的差動保護。其中SEL387適用于三卷變壓器，SEL387A／SEL587適用于兩卷變壓器，主要有比率制動差動保護功能，比較而言SEL587較SEL387／SEL387A保護種類要少，i／o接點要少。

5、SEL311C

SEL-311c保護裝置是一個全功能的、三相跳閘／重合閘保護裝置，主要用于輸電線路保護。它具有一整套相間和接地保護元件，并可進行失步閉鎖，同時還有四次重合閘，可為用戶提供階段式距離保護和縱聯跳閘方案。兩個通訊串口都可以支持標準的MIRRORED BITSTM通訊技術以及其它自動化功能。

保護裝置利用相間和接地距離元件、后備方向過電流元件以及縱聯保護方案構成輸電線路保護。專利的電容電壓互感器(CVT)暫態超越邏輯增強了一段距離元件的安全性。最佳選擇接地方向元件可優選方向元件特性，同時不要求方向整定值。

三、SEL保護裝置的使用

所有SEL保護裝置都配置了RS232或RS485／422作為通訊接口，其中SEL551、SEL547有一個串口(根據定貨要求可選RS232或RS485／422)；SEL351、SEL351A、SEL31lc、SEL387、SEL387A、SEL587等保護裝置都有3-~RS232串行口(一個在前，兩個在后)和一個后RS485串行口。所有串行口的默認整定值為：波特率2400，數據位8位，無奇偶校驗，停止位1位。在調試時，可使用標準232接線方式的通訊線連接維護口到計算機的串行口，運用WINDOWS自帶的“超級終端”或SEL公司提供的SEL5010、SELf030、AcSELerator等應用軟件對保護裝置中的相關數據進行設置。

一般情況下，我們需對裝置中繼電器整定值(命令為SET)、SELLOGIC控制方程整定值(命令為SET L)、通用整定值(命令為SET G)、順序記錄器整定值(命令為SET R)、文字標號整定值(命令為SET T)、串行口整定值(命令為SET P)的內容進行整定。所有的設置都是在進入訪問等級2后才允許修改。

首先設置通用整定值。其中包含定值組改變延時、電力系統配置、日期格式、前面板顯示操作、事件報告參數、電站直流電源監視、斷路器監視整定值。進入訪問等級2后(執行命令：ACC以及=>2AC)，執行命令SET G，根據提示依次對相應內容進行整定并保存整定內容。

然后設置繼電器整定值。其中包含了變電所名、開路名、CT及PT變比、所有使用保護的配置及定值、中間變量的延時等。

第三，設置SELLOGIC控制方程整定值。裝置中用到的保護功能、開關量輸入輸出等的邏輯都在這里進行設置。

最后，設置順序記錄器整定值、文字標號整定值、串行口整定值。進入訪問等級2后，根據提示依次對相應內容進行整定即可。

四、SEL保護裝置邏輯設置實例

(一)SEL551中重合閘及重合閘后加速邏輯，重瓦斯保護跳閘信號顯示的邏輯探討

1、重合閘邏輯

目前攀鋼設置的重合閘都是一次重合，因此在繼電器整定值790Il中輸入重合閘動作定值，79012、79013、79014中整定為0，表示重合閘只動作一次。

在SELLOGIC控制方程整定值中，設置79RI=TRIP，其中79RI指重合閘啟動條件，本句邏輯是指保護跳閘后啟動重合閘。設置79RIS=52A，其中79RIS指重合閘啟動監視，52A指斷路器狀態輸入，當79RIS=邏輯1時開始監視79RI，當79RIS＝邏輯0時重合閘閉鎖；本句邏輯的意思是當斷路器在合位時，重合閘功能開放。設置OUT2=CLOSE，即是合閘及重合閘功能由OUT2出口執行。

2、重合閘后加速

架空線路在運行過程中可能會出現這種情況，重合閘或手動合閘合于故障上，按照電力規程規定這種情況下后加速應該立即動作，迅速切除斷路器，以免擴大事故范圍，造成設備損壞。在SEL551中，固有邏輯里不包含合于故障的邏輯，經研究，在架空線路SEL551保護裝置中做了以下邏輯，經調試保護動作情況正確。

架空線保護設置為速斷零秒跳閘、過流0.3秒跳閘，重合閘0.7秒動作，若斷路器合于故障，則將過流保護進行加速就可以了。合于故障邏輯中的重點就是捕捉到斷路器輔助接點在合閘過程中由分到合的變位過程，然后跟過流保護啟動做“與”邏輯，直接出口跳閘。

在SEL551中，用以下邏輯語句完成了合于故障的加速跳閘邏輯。

(1)52A=IN1。斷路器輔助接點狀態由1N1接點引入到裝置。當斷路

器為分位時，52A、1N1均置位為邏輯0；當斷路器為合位時，52A、INl均置位為邏輯1。

(2)SVI=!INl，SVIPU：=0，SVIDO=75。其中“!”為邏輯非運算符。當斷路器為分位時，中間變量SVI置位為邏輯1，即是說斷路器分位是中間變量SVI的啟動條件：當斷路器為合位時，中間變量置SVI置位為邏輯0。中間變量rSVl零秒啟動(SVlPU)，保持75個周波／1，5秒(SVID0=75)后自動返回。此處SVlDO設置為75個周波／1.5秒，主要是考慮到重合閘動作時間為0.7秒，再加上保護動作后斷路器跳閘時間、斷路器輔助接點變位時間以及重合閘動作后斷路器合閘時間、斷路器輔助接點變位時間，以及一些裕量，以確保邏輯的可靠執行。

(3)SV2=SVIT*INI*50P2，SV2PU=0，SV2D0：=50。50P2是相間定時限電流保護第二段，在這里已設置為過流保護啟動。當斷路器100周波以前為分位，目前為合位，且過流保護啟動，sv2置位為邏輯1。其中SVIT*INI描述了斷路器輔助接點在2秒內由分到合的過程。中間變量：SV2零秒啟動(SV2PU：=0)，保持50個周波／1秒(SV2DO：=50)后自動返回。此處SV2DO設置為50個周波，主要是考慮到SV2T作用于出口跳閘，若該接點保持時間較小，有可能出現保護裝置出口接點比斷路器輔助接點先斷開的情況，這樣就會由保護裝置出口接點來滅弧，如果該出口接點容量不夠就會燒接點。

(4)OUTI=SV2T。SV2T置位為邏輯1后由OUTI出口，OLTl接入到斷路器跳閘回路中完成后加速跳閘功能。

(5)TR=：SV2T。把SV2T寫入TR中，當SV2T置位后繼電器可觸發前面板的“INST”燈亮(SV2為瞬時啟動，故瞬時燈亮)，同時會自動觸發一個15周波的事件報告。

(6)DPI=sv2T，DPI 1=houjiasu dongzuo，DPI O=O。DP用于在繼電器液晶顯示屏LcD上循環顯示文字信息。當sV2T置位為邏輯1時，在LCD上顯示“houjiasu dongzuo(后加速動作)”文字信息；當SV2T]置位為邏輯0時，在LCD上沒有關于后加速的信息顯示。

3重瓦斯保護跳閘信號顯示的邏輯探討

對于一般的動力變壓器用SEL551完成保護功能，可把重瓦斯信號接入IN2，INZ通過中間變量直接出口跳閘，但是這種做法會造成重瓦斯跳閘時，面板無任何紅燈顯示，這樣不利于變電所值班人員對故障情況的掌握。造成面板上無顯示的原因是，SEL551中若無電流元件動作無法啟動面板上的紅燈。經考慮，可在裝置中做如下邏輯，使重瓦斯動作后面板上有紅燈顯示。

(1)SVI=IN2，SVIPU=O，SVIDO=50，OUTI=SVIT。IN2接收重瓦斯動作信號，通過中間變量SVl從OUTl出口跳閘，完成重瓦斯瞬時動作跳閘功能。

(2)50PIP=-X，TR--50PI*SVI，SV2=50P2*SVI。SV2PU=O，Sv2Do=30000。此處的50PIP第一段定時限電流定值x應該小于該變壓器的最小負荷，使變壓器只要帶負荷就會啟動50PI，這樣當重瓦斯動作時TR、SV2都被置位為邏輯l。TR可自動觸發一個15周波的事件報告，并驅動前面板上的A、B、c、INST紅燈亮：SV2用于LCD上的文字信息顯示。

(3)DPI=SV2T，DPI1＝zhongwasi dongzuo，DPI_O=0。當SV2T置位為邏輯1時，在LCD上顯示“zhon&nvasi dongzuo(重瓦斯動作)”文字信息，該信息會在LCD中循環顯示30000"個周波／10分鐘(SV200=30000)t便于變電所值班人員有足夠的時間查看跳閘信息；當SV2T置J位為邏輯0時，在LCD上沒有關于重瓦斯動作的信息顯示。

如果在裝置中做了以上邏輯，當重瓦斯動作時在LcD及前面板上均可看到明顯的信號顯示，但是這樣的邏輯也有一個缺陷，即從紅燈亮的情況上無法與速斷保護相區別。當速斷保護動作時，也會有A／B／c、INST紅燈亮，仍然需要配臺LCD上的文字信息才能正確判斷故障原因。所以，此邏輯是否實施還有待商量。

(二)SEL311c中高頻保護的相關邏輯設置

目前攀鋼有五條110KV線路使用SEL311c保護裝置，該五條線路設置了四段零序、四段相間距離、四段接地距離保護，并設置高頻閉鎖方向保護作為主保護。在四段零序、相間距離、接地距離保護中，用四段中定值最小的三段保護瞬時啟訊(三段保護不跳閘)，用二段保護瞬時停訊(二段定值比三段稍大。但小于一段及四段)。高頻閉鎖方向保護的工作原理是：當發生區外故障時，非故障線路的一端發出閉鎖該線路兩端保護的高頻信號；發生區內故障時，對于故障線路兩端則不需要發出高頻信號使保護動作于跳閘。從原理中可知，當保護裝置感受到先啟訊／收訊，后停信的過程時，高頻保護動作跳閘。用于啟訊的三段保護不帶方向，當三段啟動時表明有故障發生，但無法判斷是區內還是區外；用于停訊的二段保護判斷故障為區內故障。SEL311c中相關邏輯如下：

1、ECO＝DCB。選擇通訊支持跳閘邏輯為“方向比較閉鐨式”。

2、TRCOMM=(Z2PGS+67QG2S)*SV2*INl06*!咖2A，BT=INl05，SV2=SVIn J INl05，SV2PU：=0，25，SV2DO=I，SVI=INl05，SVIPU=O，25。SVIDO=2。其中INl06為高頻投入壓板，R蛐2A為從高頻收發訊機接入的“收發訊機異常”信號，INl05為“收信接點接入”(收到對側發出的啟訊信號BT：：INl05)：Z2PGS用于使2段方向元件M2P、z2G延時l周波(21SD：：1)，67QG2SJ用于使2段方向元件67G2、67Q2延時1周波(67SD：=1)，這樣就允許對側來的閉鎖跳閘信號有一個短延時：中間變量SV2的置位過程就表現了一個先收訊后收不到訊的過程。收發訊機來的對側或本側閉鎖信號通過INl05進／XSVI，延時0，25周波啟動ISVIT，SVITJ只保持2個周波，在ISVIT~位的2個周波里如果閉鎖信號消失(INl05置'邏輯0)，則SV2置位。在TRCO~邏輯中，當本側感受到II段變化動作，而對側和本側都沒有閉鎖信號，則高頻保護動作跳閘。從本邏輯可以看出，高頻保護的動作時間因該小于INl05從有到無的時間2，25周波，45ms。

3、OUTl07=(DSTRT+NSTRT)!R2 A口OUTl(7J用于發訊控制，接入收發訊機。其中DSTRT為方向載波啟動，NSTRT為無方向載波啟動，!R2A指收發訊機無故障。

4、OUT20T=STOP*INl06*!RMB2A,，OUT207用于發訊控制，接入收發訊機。其中INl06；黽高頻投入壓扳，!2A指收發訊機無故障，STOP為SEL311c中固有邏輯。

五、故障后跳閘記錄的查詢

當發生故障后，應該從以下幾個方面收集相關的故障信息：

1、觀察保護裝置前面板紅燈指示情況，初步判斷故障類型、保護動作情況；

2、詳細記錄LCD中循環顯示的文字信息，分析裝置中保護啟動的類型：

3、用電腦與保護裝置通訊，用HISI命令查看“事件摘要”，明確引起跳閘的保護類型；用SER命令查看SOE順序事件記錄，分析保護動作的過程；用EVE命令獲取全長度標準事件報告，并通過SEL5601錄波軟件查看故障波形。

通過sEL保護裝置中詳細的故障錄波、事件順序記錄功能，我們經分析可明確知道故障發展及保護動作的情況。

六、結語

目前，SEL保護在鋼鐵企業的應用已日益廣泛，但技術人員對該技術的掌握還有待進一步提高，我們只有在生產實際中不斷的探索和積累才能對sEL保護應用自如。