1．概述

EP系統(tǒng)是一個(gè)能執(zhí)行保護(hù)功能的全范圍數(shù)字保護(hù)裝置。根據(jù)模式也可以帶就地控制、遠(yuǎn)方控制、電氣參數(shù)測(cè)量、自動(dòng)化等功能，滿足當(dāng)前和未來對(duì)變電和配電站自動(dòng)化、控制及保護(hù)的需要。

本設(shè)備用于環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)柜，集成于斷路器和熔斷器保護(hù)柜中使用。相對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)，本系統(tǒng)為集成式開關(guān)柜設(shè)計(jì)，帶來以下優(yōu)點(diǎn)：

·避免電子設(shè)備使用額外的控制箱。

·在安裝開關(guān)柜時(shí)可減少中間連接環(huán)節(jié)，連接高壓電纜。

·無需配置直流屏及外部供電設(shè)備。

·允許工廠安裝、調(diào)整和測(cè)試整個(gè)保護(hù)設(shè)備，在安裝前每個(gè)單元進(jìn)行完整的單元檢查，在交貨之前可對(duì)集成于開關(guān)柜中的設(shè)備進(jìn)行后的系統(tǒng)試驗(yàn)。

·同一模式寬范圍對(duì)功率等級(jí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

EP保護(hù)、測(cè)量和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)各自部分的國際標(biāo)準(zhǔn)及指導(dǎo)方針的要求：IEC 60255，IEC 61000-4，IEC 60298，IEC 60068，IEC 60044。

1.1特點(diǎn)概述

EP系統(tǒng)保護(hù)裝置，均具有一個(gè)微處理器來處理來自電流互感器的信號(hào)。微處理器經(jīng)過去除瞬態(tài)變量的影響來處理電流測(cè)量值，同時(shí)計(jì)算執(zhí)行保護(hù)功能須的測(cè)量值，從而確定來自設(shè)備參數(shù)瞬態(tài)值的電氣測(cè)量參數(shù)值。

保護(hù)裝置根據(jù)模式選擇，有常規(guī)的帶系統(tǒng)就地顯示、設(shè)置和操作按鍵的EPS-L，EPS-W ，EPS-S(根據(jù)安裝尺寸選擇)。有適用于戶外低溫環(huán)境，利用撥碼控制的EPS-B。兩種類型均預(yù)留就地和遠(yuǎn)程通訊端口，用戶需求時(shí)需訂貨說明。

保護(hù)裝置使用具有高變比的電流傳感元件測(cè)量電流，因此可用同一設(shè)備寬范圍地保護(hù)功率定值。這些電流互感器或電流傳感元件，在各自功率范圍內(nèi)具有同樣的等級(jí)。該系統(tǒng)配備記錄器用來儲(chǔ)存保護(hù)功能執(zhí)行的后的脫扣信息。另外，操作的次數(shù)以及各種系統(tǒng)設(shè)置也被記錄。                                                                         

1.2系統(tǒng)部分

EP系統(tǒng)包括以下部分：電子繼電器，電流互感器，供電用電路和電源（依據(jù)模式）和脫扣裝置（包括單穩(wěn)態(tài)脫扣裝置和雙穩(wěn)態(tài)脫扣裝置）。

1.2.1 保護(hù)裝置

保護(hù)裝置按照模式可分為兩種類型。

一種為帶顯示類型，如EPS-L，EPS-S，EPH-W，此類型保護(hù)裝置配備一個(gè)顯示器和一個(gè)小鍵盤，用來顯示和修改保護(hù)、測(cè)量和控制設(shè)置。本保護(hù)裝置在“SET”按鍵設(shè)有，設(shè)置一旦確定就不被進(jìn)一步改變，除非被解開。當(dāng)發(fā)生分閘故障時(shí)，分閘原因，故障電流，分閘時(shí)間及發(fā)生的日期和時(shí)間一同記錄在顯示器上。系統(tǒng)錯(cuò)誤如斷路器故障、溫控器連接錯(cuò)誤，也會(huì)在保護(hù)裝置顯示，直到它們被重新設(shè)置。

一種為不帶顯示類型，如EPS-B。此類型適用于戶外低溫環(huán)境，保護(hù)功能的參數(shù)值均由DIP開關(guān)組來設(shè)定，同時(shí)配備LED指示燈來監(jiān)測(cè)裝置是否工作正常。當(dāng)裝置由外部電源或自供電源互感器供電時(shí)，LED指示燈點(diǎn)亮。在這種情況下，系統(tǒng)準(zhǔn)備執(zhí)行保護(hù)功能。    

兩種類型的保護(hù)裝置均預(yù)留正面RS-232通訊接口，側(cè)面RS-485接口。標(biāo)準(zhǔn)類型產(chǎn)品均只帶RS-232接口，用戶若需RS-485接口時(shí)，訂貨時(shí)需注明。型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議為MODBUS，但其他協(xié)議也可實(shí)現(xiàn)。

1.2.2 電流互感器

電流互感器為高壓上使用的電流互感器，用戶可在以下兩種互感器選擇一種使用：一種為我司互感器具有保護(hù)和供電功能；另外一種可根據(jù)用戶自己選擇標(biāo)準(zhǔn)的5A或1A互感器。

用戶訂貨時(shí)需提供互感器的型號(hào)，電流比，準(zhǔn)確級(jí)和額定負(fù)載。

1.2.3自供電電路和電源

自供電電路處理來自供電用電流互感器的信號(hào)，并把該信號(hào)轉(zhuǎn)變成DC信號(hào)以便地給設(shè)備供電。當(dāng)電流在15A到630A范圍內(nèi)時(shí)，互感器能持續(xù)給電路提供電源。另外，當(dāng)發(fā)生至20kA的短路時(shí)，回路裝備有從互感器吸收出能量的保護(hù)功能。

裝置同時(shí)適用于外部電源，具有AC220V，DC24-48V電源輸入和10kV緣水平，因此回路能直接連接到變電站的低壓柜上以提供輸入。同時(shí)它也具有保護(hù)跳閘回路，以及用以在維護(hù)和檢查操作時(shí)注入電流進(jìn)行功能試驗(yàn)的連接端子。

1.2.4脫扣裝置

雙穩(wěn)態(tài)脫扣裝置：該能量以12V的振幅、30ms的脈沖形式供給。在故障的情況下，這些脈沖以100ms的間隔重復(fù)以斷路器分閘。

單穩(wěn)態(tài)脫扣裝置：包含DC24V，D8V，DC110V，DC220V脫扣裝置。

用戶訂貨時(shí)，需根據(jù)實(shí)際的脫扣線圈來選擇型號(hào)。 

2．保護(hù)功能

2.1過電流保護(hù)

保護(hù)裝置具有一個(gè)三相過電流保護(hù)單元(3×50-51)和一個(gè)接地保護(hù)單元(50N-51N)。執(zhí)行的保護(hù)曲線由IEC60255參數(shù)規(guī)定。

保護(hù)裝置執(zhí)行的過電流保護(hù)功能如下：

   ·相過流保護(hù)功能（51）

   ·序過流保護(hù)功能（51N）

   ·相速斷保護(hù)（50）

   ·序速斷保護(hù)（50N）

相間故障設(shè)置的曲線參數(shù)有以下意義：

   t(s) ≡脫扣時(shí)間

   I≡流經(jīng)相的實(shí)際電流

   In.A≡額定電流設(shè)定

   I>≡容許的過載系數(shù)

   K≡曲線因數(shù)

   I>>≡短路（瞬時(shí)）電流因數(shù)

   T>>≡短路（瞬時(shí)）延遲時(shí)間

·NI，VI，和EI曲線的門檻電流值=1.1×In .A× I>

·DT曲線的門檻電流值=1.0×In.A× I>

·瞬時(shí)門檻電流值=In.A× I>×I>>

在相接地設(shè)置時(shí)，參數(shù)近似于相間故障設(shè)置。每個(gè)參數(shù)詳細(xì)如下:

To(s) ≡脫扣時(shí)間

Io≡序電流

In.A≡相額定電流設(shè)定

Io>≡容許的涉及相電流的相接地漏電因素

Ko≡曲線因數(shù)

Io>>≡短路（瞬時(shí)）電流因數(shù)

To>>≡短路（瞬時(shí)）延遲時(shí)間

·NI，VI和EI曲線的門檻電流值=1.1× In.A × Io>

·DT曲線的門檻電流值=1.0×In.A ×Io>

·瞬時(shí)門檻電流值=In.A× Io>×Io>> 

2.2溫度保護(hù)（外部脫扣）

設(shè)備具有一個(gè)數(shù)字式無源接點(diǎn)輸入以跳閘斷路器。

當(dāng)無源接點(diǎn)接通至少200ms時(shí)，斷路器才脫扣。這樣就能避免了因?yàn)橥獠扛蓴_而引發(fā)的脫扣。此項(xiàng)功能主要用在變壓器的過熱保護(hù)。

脫扣輸入與一個(gè)測(cè)量電力變壓器油溫的溫控器觸點(diǎn)連接。當(dāng)設(shè)置點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)觸點(diǎn)閉合，從而使斷路器脫扣。相比傳統(tǒng)的線圈，具有無需連接到低壓電源的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的線圈易導(dǎo)致控制回路過電壓的發(fā)生。

這種脫扣輸入也能連接到輸出接點(diǎn)，用于遠(yuǎn)方終端控制、報(bào)警和輔助保護(hù)裝置的跳閘。

2.3 序保護(hù)

序保護(hù)是過電流保護(hù)的一種形式。它主要用于具有中性點(diǎn)緣或補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)，系統(tǒng)中相接地故障電流值取決于系統(tǒng)電纜的電容和故障發(fā)生點(diǎn)?？偟膩碚f，短電纜運(yùn)行的中壓用戶設(shè)備確定一個(gè)保護(hù)裝置脫扣的小序電流門檻值，高于此值，保護(hù)裝置脫扣。

用覆蓋三相的環(huán)形鐵芯電流互感器探測(cè)相接地電流，不取決于各相電流的測(cè)量，了各測(cè)量互感器的誤差。作為規(guī)則，在任何接地電流設(shè)置小于額定相電流的10%的情況下，須使用此項(xiàng)保護(hù)（例如 400A額定相電流而相接地故障小于40A）。

但是，在長電纜運(yùn)行（線路的一般運(yùn)行情況）時(shí)，故障須根據(jù)電流方向（有方向的）來辨別。如果不考慮序電流的方向，電容電流可能引發(fā)非故障線路的跳閘。

提供的曲線有NI（一般反時(shí)限曲線），VI（甚反時(shí)限曲線），EI（反時(shí)限曲線）和DT（定時(shí)限）。參數(shù)設(shè)置同相接地故障過電流功能（2.1 過電流）設(shè)置一樣，但需把Io>系數(shù)Ig用安培直接設(shè)置的值替代。因此，這個(gè)于相間故障電流設(shè)置的參數(shù)，能調(diào)整到低的接地電流值。

·NI，VI和EI曲線門檻電流值=1.1 × Ig

·DT曲線門檻電流值=Ig

·瞬時(shí)門檻電流值=Ig × Io>>

3．測(cè)量功能

3.1 電流

EP系統(tǒng)測(cè)量所得的電流值對(duì)應(yīng)于每一相電流值：I1，I2和I3。半個(gè)波中使用八個(gè)采樣點(diǎn)及五個(gè)連續(xù)半波的計(jì)算平均值。系統(tǒng)每秒更新測(cè)量數(shù)據(jù)。從5A到電流互感器額定功率范圍120%的測(cè)量均為1級(jí)。序電流的測(cè)量方式和相電流相同。

·電流測(cè)量：I1，I2，I3和Io

4. 應(yīng)用

4.1變壓器保護(hù)

配電變壓器要求不同的保護(hù)功能。這些功能主要取決于額定功率和設(shè)備的性水平。一般來說，保護(hù)額定容量50kVA～2000kVA的配電變壓器，

應(yīng)有以下保護(hù)功能：

·50≡相過流保護(hù)

保護(hù)回路中的相間短路或二次側(cè)端頭相間短路。當(dāng)保護(hù)柜中沒有斷路器時(shí)，保護(hù)功能由熔斷器執(zhí)行。

·51≡速斷保護(hù)

保護(hù)損壞變壓器的過載越限或線圈的匝間短路。

·50N≡序過流

保護(hù)相接地故障或相對(duì)二次線圈短路。

·51N≡序速斷

保護(hù)對(duì)地或?qū)Χ尉€圈的小接地電流故障。

·49T≡溫度保護(hù)

保護(hù)變壓器的油過熱。

上述保護(hù)系統(tǒng)功能如下：

4.2總線保護(hù)

用戶電力設(shè)備需要總線保護(hù)，發(fā)生故障時(shí)，將系統(tǒng)從正在運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)中隔離。這樣，已運(yùn)行的線路就不會(huì)跳閘，也不會(huì)影響其它用戶的電力供給。同樣當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，將用戶設(shè)備從有故障的電力網(wǎng)絡(luò)隔離開，從而保護(hù)用戶設(shè)備。

在此類保護(hù)中，能在變電站中檢測(cè)到的故障須在變電站中被檢測(cè)到，這樣故障能在線路跳閘前被清除。

·50≡過流保護(hù)                                            

·51≡速斷保護(hù)

·50N≡序過流

·51N≡序速斷

4.3 線路保護(hù)

線路保護(hù)是指當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)將該線路從中隔離，而不影響其他線路。一般來說，它處理發(fā)生在主變電站或變電站和終端用戶間的故障。發(fā)生在電力系統(tǒng)這些區(qū)域的故障類型主要與線路的性質(zhì)、電纜或架空線路及中性點(diǎn)接地類型有關(guān)。在架空線電力系統(tǒng)中，大多數(shù)的故障是暫時(shí)現(xiàn)象，因此多數(shù)線路發(fā)生重合閘。另一方面，這些架空線路在接地電阻大而序電流小的地方可能發(fā)生相接地故障。在這些情況下，須使用序中性電流檢測(cè)。這里不包括非暫時(shí)故障的地下電纜。此外，電纜有帶接地電容的缺點(diǎn)，接地電容意味單相接地故障含有容性電流。

l        50≡過流保護(hù)

l        51≡速斷保護(hù)

l        50N≡序過流保護(hù)

l        51N≡序速斷保護(hù)

5．電流互感器

EP系統(tǒng)可適用于標(biāo)準(zhǔn)的5A或1A電流互感器(穿芯式，澆注式，開啟式均可)。用戶訂貨時(shí)，提供電流互感器的型號(hào)，電流比，準(zhǔn)確級(jí)和額定負(fù)載即可。

6．技術(shù)數(shù)據(jù)

6.1額定值

輸入電源        AC              220VAC±30%

                DC              24VDC…60DC±30%

        自供電源，I       >5A（雙穩(wěn)態(tài)線圈）  

                          >15A（單穩(wěn)態(tài)線圈）

        負(fù)載              <1VA

電流輸入       相電流        5A…630A（根據(jù)模式）

         接地電流          0.5A…50A（根據(jù)模式）

               熱/動(dòng)穩(wěn)定I        20kA/50kA

               回路電阻           0.1Ω 

度         時(shí)間設(shè)定          1%（小：20ms）

        測(cè)量/保護(hù)         1級(jí)/5P20

頻率           50Hz；60Hz   

輸出接點(diǎn)       電壓              380VAC，230VDC

        電流              16A（交流）

        開關(guān)電源          500VAC（電阻性負(fù)載）

溫度           工作              液晶：-10oC … +80oC

                                 撥碼：-40oC … +80oC

儲(chǔ)存              液晶：-25oC … +80oC

               撥碼：-40oC … +80oC

通訊裝置       正面DB9接口           RS232

           背面RJ45接口           RS485（5kV）

6.2緣試驗(yàn)

IEC 60255-5      緣電阻              500VDC：>0.7Ω

緣試驗(yàn)              2kVAC；50Hz;1min

電壓脈沖：普通        5kV;1.2/50μs;0.5J

/微調(diào)模式             1kV;1.2/50μs;0.5J

6.3 電磁兼容性

IEC60255-11      中斷                  200ms

                 波動(dòng)                  12%

IEC60255-22-2    靜電放電              8kV

（IEC61000-4-2，IV級(jí)）

IEC60255-22-3    電磁輻射場(chǎng)            10V/m

（IEC6100-4-3，III級(jí)）

IEC60255-22-4    快速瞬時(shí)干擾          2kV

              （IEC61000-4-4）

IEC61000-4-5     浪涌試驗(yàn)              4kV；2kV

IEC61000-4-6     無線電感應(yīng)頻率        150kHz…80MHz

                 信號(hào)（EN50082-2）

IEC61000-4-8       磁場(chǎng)                 30A/m；50Hz

（EN50082-2）

EN50081-2/55011    輻射發(fā)射             150kHz…30MHz

           一類，

6.4氣候試驗(yàn)

IEC60068-2-1    緩慢溫度變化　低溫   　-10oC；120min

                                        -25oC;960min

IEC60068-2-2    緩慢溫度變化  干燥   　+60oC；120min

                              高溫      +70oC;960min

IEC60068-2-3    濕熱循環(huán)                +40oC；92%；5760min

6.5機(jī)械試驗(yàn)

IEC60255-21-1  振動(dòng)試驗(yàn)（正弦曲線）    10-150Hz；1g反應(yīng)                 

振動(dòng)試驗(yàn) （正弦曲線）   10-150Hz；2g強(qiáng)度

IEC60255-21-2      沖擊試驗(yàn) 反應(yīng)           11ms;5g

沖擊試驗(yàn) 強(qiáng)度           11ms;15g

撞擊試驗(yàn) 強(qiáng)度           16ms;10g

7．EP 保護(hù)，測(cè)量和控制模式

7.1模式及功能的描述

EPR保護(hù)裝置安裝在負(fù)荷開關(guān)熔斷器開關(guān)組合保護(hù)柜內(nèi)。的保護(hù)功能由電子系統(tǒng)執(zhí)行，但變壓器側(cè)的大電流相間短路例外。

EPS保護(hù)裝置設(shè)計(jì)用于進(jìn)線保護(hù)及變壓器保護(hù)，它安裝在斷路器保護(hù)柜上，保護(hù)功能都有它來實(shí)現(xiàn)。

單個(gè)裝置能保護(hù)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)柜中50kVA到2000kVA的額定容量變壓器。

OP-可選

 7.2選擇和訂貨數(shù)據(jù)

 例如：對(duì)于帶有自供電源EP保護(hù)裝置，有曲線保護(hù)，速斷保護(hù)功能的真空斷路器柜，分閘線圈為DC24V，帶232通訊口和臥式柜門安裝，該訂貨數(shù)據(jù)是：EPS-S10A124.

 7.3試驗(yàn)和維護(hù)

EP保護(hù)，測(cè)量和控制系統(tǒng)為運(yùn)行時(shí)可以進(jìn)行要的操作試驗(yàn)和維護(hù)試驗(yàn)而設(shè)計(jì)。在幾個(gè)試驗(yàn)等級(jí)之間存在差別，使不中斷設(shè)備運(yùn)行和進(jìn)入開關(guān)柜的高壓電纜室成為可能。

· 電流試驗(yàn)。這種情況即在設(shè)備退出運(yùn)行時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)樗瞬僮髫?fù)荷開關(guān)和出線電纜接地。這時(shí)，輸入電流流經(jīng)高壓電流互感器，以校驗(yàn)在預(yù)置的時(shí)間內(nèi)保護(hù)裝置分閘負(fù)荷開關(guān)。另外，查看顯示的脫扣信息和儲(chǔ)存的記錄。

執(zhí)行該檢查的步驟如下：

-         分閘開關(guān)柜中負(fù)荷開關(guān)，然后將出線電纜接地

-         進(jìn)入電纜室，然后將試驗(yàn)電纜穿過電流互感器

-         連接試驗(yàn)電纜到試驗(yàn)電流輸入設(shè)備

-         分閘接地開關(guān)，操作至合閘位置，將彈簧儲(chǔ)能，取下操作手柄，開關(guān)柜準(zhǔn)備分閘

-         接入試驗(yàn)電流，檢查脫扣時(shí)間是否正確。查看出現(xiàn)的脫扣是否正確顯示

的電流互感器須做脫扣試驗(yàn)以檢查完整系統(tǒng)的運(yùn)行。