1.1裝置簡介

充氣柜專用微機保護裝置適用于10kV以下各電壓等級的間隔單元的保護測控，具備完善的保護、測量、控制及通信監(jiān)視功能，為變電站、發(fā)電廠、高低壓配電及廠用電系統(tǒng)的保護與控制提供了完整的解決方案，可有力地保障高低壓電網(wǎng)及廠用電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行?？梢院推渌Ｗo、自動化設備一起,通過通信接口組成自動化系統(tǒng)。全部裝置均可組屏集中安裝，也可就地安裝于高低壓開關柜。

1.2裝置特點

u 采用全密封式結構，具有良好的抗震、防塵性能

u 小型化設計、體積小、重量輕、機身超薄、外形美觀、安裝方便

u 采用可靠性設計，無可調元件，模塊獨立化，裝置穩(wěn)定性好，抗干擾性強

u 全漢化中文液晶顯示，人機界面清晰易懂，操作整定極為方便

u 裝置供電電源、控制回路均為交直流兩用

u 具有RS485總線串行通信口，并集成了MODBUS標準通信規(guī)約和IEC60870-5-103通信規(guī)約

u 具有事件順序記錄功能，可記錄32條動作報告、64條遙信報告、32條告警報告、實時記錄分閘次數(shù)，數(shù)據(jù)掉電不丟失

u 具備完善的自檢功能，完整的主芯片自檢、存貯區(qū)自檢、程序區(qū)自檢、定值區(qū)自檢，

u 外形小巧精細、結構合理，采用高等級、高品質的元器件及SMT工藝，使產(chǎn)品具有很高的電氣性能、表面涂有三防漆保護

u 超低功耗

1.3引用標準

GB6162-85     《靜態(tài)繼電器及保護裝置的電氣干擾試驗》

GB7261-87     《繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法》

GB2887-89     《計算機站場地技術條件》

GB 14258-93    《繼電保護和安全自動化裝置技術規(guī)程》

GB 50062-92    《電力裝置的繼電保護和自動化裝置設計規(guī)范》

DL/T 527-2002  《靜態(tài)繼電保護裝置逆變電源技術》

IE870-5-103    《繼電保護信息接口標準》

GB /T15145-94  《微機線路保護裝置通用技術條件》

GB/T16435.1-1996《遠動設備及系統(tǒng)和接口（電氣特征）》

GB /T17626.2   《靜電放電抗擾度試驗》

GB /T17626.3   《射頻電磁場輻射抗擾度試驗》

GB/T17626.4   《電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》

GB/T17626.5   《浪涌沖擊抗擾度試驗》

GB /T17626.6   《射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗》

GB/T17626.8    《工頻磁場抗擾度試驗》

GB /T17626-1998《電磁兼容試驗和測量技術》

GB/T14537-1993 《量度繼電器和保護裝置的沖擊與碰撞試驗》

1.4 充氣柜專用微機保護裝置結構

1.4.1 結構

采用標準機箱，深度淺，整面板、嵌入式結構、后接線安裝方式，強弱電隔離，大大加強了其產(chǎn)品的電氣性能。

1.4.2 板件

本裝置的板件上包括LCD板件、CPU板件、PWR板件：其中CPU板件為裝置的核心，為高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash Memory和AD等芯片的功能；PWR插件包括電源和模擬量采集、出口、開入。

1.4.2.1 CPU

1）CPU系統(tǒng)

CPU系統(tǒng)由微處理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等構成。包括高性能的微處理器CPU，大容量的ROM、RAM及Flash Memory，使得該CPU模件具有數(shù)據(jù)處理及記錄能力，可以實現(xiàn)各種復雜的故障處理方案和記錄大量的故障數(shù)據(jù)，可記錄32條動作報告、64條遙信報告、32條告警報告、實時記錄分閘次數(shù)，保護定值等運行配置信息也存入該存儲器中，這些信息在裝置掉電后均不會丟失。

2）開關量輸入及輸出部分

開入量采用外部開入，外部開入采用一級高速光耦，實現(xiàn)裝置內部供電24V輸入電平。

開出是用于驅動出口的繼電器， 共有4個，一個為跳閘繼電器，一個為合閘繼電器, ，一個為事故總繼電器，一個為告警總繼電器。

3)通信部分

本插件內含通信速度、具備通用性接口的RS485總線網(wǎng)絡芯片，RS485網(wǎng)為本裝置接入系統(tǒng)的主要通信接口。

4)時鐘回路

插件內設置了硬件時鐘回路,采用的時鐘芯片精度高,并配有電池以掉電保持。

另外，CPU插件采用了表面封裝工藝，外觀小巧，結構緊湊，大大提高了裝置的可靠性。

1.4.2.2 開入、開出

1)外部開入回路：設置有10路外部開入回路，10路均采用內部供電開入方式，裝置軟件采取了防抖措施，避免了誤發(fā)信。

2)邏輯繼電器：邏輯繼電器由CPU插件直接驅動，這類繼電器包括：跳閘繼電器、合閘繼電器。

1.4.2.3 交直流回路

1)直流逆變電源：DC220V電壓輸入經(jīng)抗干擾濾波回路后,利用逆變原理輸出本裝置需要直流電壓,且采用浮地方式,同外殼不相連。

2)模擬量采集：外部電流經(jīng)隔離互感器隔離變換后，由低通濾波器輸入至模數(shù)變換器，CPU經(jīng)采樣數(shù)字處理后，構成各種數(shù)字式保護繼電器，并實時計算各種測量值。如,UAB、UBC、UCA 、U0 、IA、IB、IC、I0、F。

1.4.3 人機對話插件（MMI）

人機對話（MMI）插件主要功能是顯示保護CPU輸出的信息，本插件上的顯示窗口采用800*480分辨率的液晶顯示器，人機界面清晰易懂，配置本系列通用的鍵盤操作方式，使得人機對話操作方便、簡單。本插件上還配置了燈光指示信息，使本裝置的運行信息更為直觀。

2 主要技術指標

2.1 技術參數(shù)

1） 額定工作電壓  AC220、DC220V、DC110V、48V、24V (訂貨注明)

2） 額定技術數(shù)據(jù)

a) 交流電流： 5A或1A (訂貨注明)

b) 交流電壓： 100V 或400V (訂貨注明)

c) 頻率： 50HZ

3） 功率消耗

工作電源： 正常工作時,不大于5W；

保護動作時,不大于10W。

交流電流回路： < 1VA/相 (IN =5A)；

      < 0.5VA/相 (IN =1A)；

交流電壓回路： < 0.5VA/相；

4） 工作范圍：

電流： 0.1In～16In

電壓： 0.4V～1.2Un

頻率： 0.9Fn～1.1Fn

時間： 0～100s

5） 保護部分精度：

a) 定值精度： ≤±5%；

b) 時間精度： <±1％ 整定時間+60ms

c) 整組動作時間： ≤60ms；

d) 頻率精度： ≤0.01Hz；

6) 測控部分精度：

a) 交流量精度： ≤±1%；

b) 有功無功：  ≤±2%；

7) 開關量輸入：

輸入類型： 無源

光電隔離輸入數(shù)量：10

工作電壓：24V

8) 開出接點容量：

a)出口繼電器

觸點額定載流容量：250Vac/220Vdc,7A

輸出類型: 無源(空接點)

b)信號繼電器：

觸點額定載流容量：250Vac/220Vdc,7A

輸出類型: 無源(空接點)

9) 通信接口

數(shù)目： 2種

電氣特性： RS485

傳輸方式： 異步

通信協(xié)議：   MODBUS 或IEC60870-5-103 (訂貨注明)

地址：  1～99

波特率： ≤1Mbps

通信介質： 雙絞線屏蔽線

2.2 環(huán)境參數(shù)

2.2.1 電氣環(huán)境

a). 絕緣電阻

在正常試驗大氣條件下,裝置的帶電電路部分和非帶電金屬及外殼之間,以及電氣無聯(lián)系的各電路之間,用開路電壓500V的兆歐表測量絕緣電阻值；正常試驗大氣條件下,各回路絕緣電阻應不小于100 MΩ。

b). 介質強度

在正常試驗大氣條件下,裝置能承受頻率為50Hz, 試驗電壓2000V歷時1min的工頻耐壓試驗而無擊穿閃絡及元器件損壞現(xiàn)象。

c). 沖擊電壓

在正常試驗大氣條件下,裝置的直流輸入回路、交流輸入回路、信號輸出觸點諸回路對地以及回路之間，能承受(1.2/50)μs的標準雷電波的短時沖擊電壓試驗，開路試驗電壓5kV，無絕緣損壞。

d). 脈沖群干擾

裝置能承受GB/T14598.13-1998( idt IEC60255-22-1:1988)規(guī)定的1MHz和100kHz脈沖群干擾試驗。試驗嚴酷等級為Ⅲ級, 試驗電壓共模2.5Kv, 差模1kV。

e). 輻射電磁場干擾

裝置能承受GB/T14598.9-1995( idt IEC60255-22-3:1989)中規(guī)定的嚴酷等級為Ⅲ級的輻射電磁場干擾試驗,即試驗場強為10V/m。

f). 靜電放電干擾

裝置能承受GB/T14598.14-1998( idt IEC60255-22-2:1996)中規(guī)定的嚴酷等級為IV級,即接觸放電試驗電壓為8kV、允許偏差±5%,空氣放電試驗電壓為15kV、允許偏差±5%的靜電放電干擾試驗。

g). 快速瞬變干擾

裝置能按GB/T14598.10-1996( idt IEC60255-22-4:1992)中規(guī)定的嚴酷等級為IV級快速瞬變干擾試驗,即試驗電壓為4kV,允許偏差±10%。

2.2.2 自然環(huán)境

工作溫度：-10℃～+70℃

存儲溫度：-25～+85℃

濕度：5～95%RH

2.2.3 機械環(huán)境

a) 工作條件：能承受嚴酷等級為Ⅰ級的振動響應、沖擊響應；

b) 運輸條件：能承受嚴酷等級為Ⅰ級的振動耐久、沖擊耐久、碰撞。

二．微機保護測控裝置

1. 功能配置

2．功能說明

2.1 三段式相間過流保護

本裝置設置三段相間過流保護和一段反時限過流保護,各段的投退控制定值，可獨立控制各段的使用情況。投退控制定值取值含義為：

0:退出, 1～4:投入--1:單純過流，2:備用，3：備用，4:備用

相間過流保護設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，相應的保護段才投入。

2.1.1 速斷電流保護

1）三段式保護壓板投入

2）定制整定控制字為1

3）任一相保護電流大于速斷整定值并達到整定延時保護動作。

2.1.2 過流保護

1）三段式保護壓板投入

2）定制整定控制字為1

3）任一相保護電流大于過流整定值并達到整定延時保護動作。

2.1.3 過流保護

1）三段式保護壓板投入

2）定制整定控制字為1

3）任一相保護電流大于過流整定值并達到整定延時保護動作。

2.1.4 反時限特性

相間反時限保護特性控制字含義為：

0：退出，1、2、3：反時限（分別對應下面的(1)、(2)和(3)式）。

可選擇使用下面三個標準的反時限特性之一。反時限特性電流基準值I_P為相間反時限保護電流基準定值Ii，反時限特性時間常數(shù)t_P為相間反時限保護時間常數(shù)tIi。

2.2 過負荷保護

裝置過負荷保護投退控制定值的取值含義為：

0:退出, 1～2:投入--1:跳閘, 2: 告警

過負荷跳閘保護設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，相應的跳閘保護才投入；過負荷告警只需投入控制字就可以產(chǎn)生告警事件。

2.3 三相一次重合閘

本裝置三相一次重合閘設有投退控制、重合閘延時、重合閘出口脈沖時間，投退控制定值的取值含義為：

0：退出 ， 1:投入

重合閘必須在充電完成后才具備起動條件，開關位置不對應或保護動作后線路無流，重合閘起動。

本裝置重合閘合閘脈沖缺省值為120ms，可修改重合閘出口脈沖時間定值予以修改。

重合閘設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，重合閘才投入。

2.3.1 重合閘充放電

線路處于正常運行狀態(tài)(HWJ=1)，無重合閘閉鎖信號，經(jīng)10秒延時充電完成。

重合閘閉鎖條件如下：

1） 外部閉鎖輸入

2） 控制回路斷線

重合閘放電條件如下：

1） 就地或遠方手跳線路

2） 過負荷動作跳閘

2.4 相間合閘加速保護

本裝置設有完善的相間過流合閘加速保護，由相間加速保護投退定值控制。其取值含義是：

0:退出, 1:投入--1:投后加速(手動合閘、重合閘)

后加速記憶時間為3S。后加速保護動作出口后，則不受后加速記憶時間的限制，直至線路開關跳開、電流元件返回后，后加速保護才返回。

合閘后速保護設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，合閘加速保護才投入。

2.5 相間充電保護

本裝置設有相間充電保護，充電保護設有軟壓板,同時設有相間充電保護投退定值控制。只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，保護才投入。相間充電保護投退定值控制取值含義如下：

0:退出, 1:投入

當帶電母線向空線路合閘充電時，若線路有故障，為維持系統(tǒng)穩(wěn)定，需要迅速跳開線路開關。充電保護在定值上整定的比較靈敏，延時極短，在定值上不同出線保護配合。為避免正常運行時的系統(tǒng)故障使其喪失選擇性而誤動，充電保護只有在線路開關由分變合后開放一段時間，此時間可由用戶通過充電保護自動退出時限整定，隨后自動退出。

2.6 相間負序過流保護

裝置三相電流計算得出相間負序電流，設兩段定時限相間負序過流保護，Ⅰ段可用作斷相保護，Ⅱ段可用作不平衡保護。

相間負序過流保護設有軟壓板，負序相間過流保護軟壓板為退出時，兩段相間負序過流保護均退出；為投入時，某段相間負序過流保護的投退控制定值為投入，該段保護才投入。

相間負序過流Ⅰ段保護投退控制定值的含義為：

0:退出, 1:跳閘。

相間負序過流Ⅱ段保護投退控制定值的含義為：

0:退出, 1：跳閘2: 告警。

2.7 零序過流告警和跳閘保護

本裝置設置零序過流告警和跳閘保護。可以通過投退控制定值整定為告警和跳閘。投退控制定值取值含義為：

0:退出, 1～2:投入--1: 跳閘, 2:告警

零序過流跳閘保護設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，相應的跳閘保護才投入。

2.8 過電壓保護

裝置設有過電壓保護，電壓取自母線PT電壓過電壓保護設有投退控制定值，取值含義如下：

0：退出，1：跳閘，2：告警

當max(UAB、UBC、UCA)大于整定值，過電壓保護經(jīng)整定延時動作。

過電壓跳閘保護設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，相應的跳閘保護才投入。

2.9 低電壓保護

低電壓保護投退控制定值的取值含義如下：

0： 退出 ，1：失壓+低電壓保護， 2：經(jīng)電流閉鎖低電壓，3：純低電壓

失壓+低電壓保護的條件是:

1:斷路器在合位

2:三個相間電壓均小于低電壓保護定值

3:當U1>15V,或者無流

4.無TV斷線告警

經(jīng)電流閉鎖低電壓保護的條件是:

1:斷路器在合位

2:三個相間電壓均小于低電壓保護定值

3:三個電流定值均小于電流閉鎖定值

4.無TV斷線告警

純低電壓保護的條件是:

1:斷路器在合位

2:三個相間電壓均小于低電壓保護定值

3:當U1>15V

4.無TV斷線告警

2.10 零序過電壓保護

零序過電壓投退控制字取值含義為：

0:退出, 1: 跳閘, 2:告警。

零序過電壓跳閘保護設有軟壓板，只有軟壓板和投退控制定值均為投入時，相應的跳閘保護才投入。

2.11 低周減載保護

低周減載保護動作條件：

低周減載軟壓板    投入，

低頻減載投退控制  投入

滑差閉鎖投退控制  可選

低壓閉鎖投退控制  可選  投入時要大于低壓定值

低頻減載頻率定值  設定 低頻定值

低頻減載時間定值  動作時間

低頻減載滑差定值  在滑差閉鎖投入時起作用，一般設2 hz/s。大于時閉鎖低周

低頻減載閉鎖電壓：低壓閉鎖定值，低壓閉鎖投入時起作用。

2.12 非電量保護

裝置接入超高溫或重瓦斯動作接點、輕瓦斯動作接點、溫度高動作接點，分別設報警或跳閘控制。

若報警或跳閘控制定值整定為0，則不發(fā)信也不跳閘。

重瓦斯接點( B15)閉合后，經(jīng)整定時間延時，若控制定值=1，則發(fā)出跳閘命令并發(fā)信；若控制定值=2，則發(fā)出報警信號。

超高溫接點(B17)閉合后，經(jīng)整定時間延時，若控制定值=1，則發(fā)出跳閘命令并發(fā)信；若控制定值=2，則發(fā)出報警信號。

輕瓦斯接點(B14)閉合后，經(jīng)整定時間延時，若控制定值=1，則發(fā)出跳閘命令并發(fā)信；若控制定值=2，則發(fā)出報警信號。

溫度高接點(B16)閉合后，經(jīng)整定時間延時，若控制定值=1，則發(fā)出跳閘命令并發(fā)信；若控制定值=2，則發(fā)出報警信號。

非電量保護設有軟壓板，只有在軟壓板投入和相應的控制字設定正確時，相應的保護才投入。

輕瓦斯和手跳信號對應的非電量接點都為(B14)，所以在選擇非電量保護功能時要根據(jù)變壓器或線路的特征選擇其中之一，即：油式變壓器選擇輕瓦斯；線路重合閘判斷手跳。

溫度高與閉鎖重合閘對應的接點都為(B16)。

注意：在投入溫度高保護時，重合閘壓板和控制字不能投入，否則高溫保護不動。

遠控開入為(A07)。

2.13 低頻保護

滿足動作條件，裝置經(jīng)延時動作于跳閘。

⑴ 設定頻率定值<實際頻率值。

⑵ 經(jīng)過設定的時間延時動作跳閘。

2.14 高頻保護

滿足動作條件，裝置經(jīng)延時動作于跳閘。

⑴ 設定頻率定值<實際頻率值。

⑵ 經(jīng)過設定的時間延時動作跳閘。

2.15 系統(tǒng)異常工況報警及閉鎖功能

2.15.1 母線PT斷線閉鎖有關功能

母線PT斷線時，可由PT斷線檢測投退控制定值選擇閉鎖行為。

退出電壓閉鎖元件時，裝置不必接入母線電壓，整定為0，不檢查PT斷線。

整定為1，母線PT斷線時閉鎖相關的電壓元件：相間低電壓閉鎖元件，投入該元件的相間過流保護被閉鎖。

整定為2，母線PT斷線時開放相關的電壓元件：相間低電壓閉鎖元件，投入該元件的相間和小電流接地過流保護變?yōu)閱渭兊倪^流保護。

2.15.2 CT斷線異常報警

CT斷線滿足動作條件后10發(fā)告警，動作條件如下：

零序電壓小于6V

計算零序電流大于0.5A

電流值大于0.5A

0.7倍的電流大于最小電流

0.8倍的電流小于中間電流

Imid_Val=Ia_Val+Ib_Val+Ic_Val-Imax_Val-Imin_Val;（中間電流算法）