ZRDRQBH-I电容器专用微机综合保护装置

使用说明书

浙江能容电力设备有限公司

一． 电容器专用微机综合保护装置简介

1.装置概述

1.1装置简介

数字式保护电容器专用测控装置适用于35kV以下各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、通信监视功能，为高压无功补偿系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障无功补偿系统的安全稳定运行。可以和其它保护、自动化设备一起,通过通信接口组成自动化系统。全部装置均可组屏集中安装，也可就地安装于高压电容柜上。

1.2装置特点

◆ 采用全密封式结构，具有良好的抗震、防尘性能

◆ 小型化设计，体积小，重量轻，外形美观，安装方便

◆ 采用独特的可靠性设计，无可调元件，装置稳定性好，抗干扰性强

◆ 全汉化液晶显示，人机界面清晰易懂，操作整定极为方便

◆ 装置供电及操作电源为交直流两用。AC/DC 110V 220V通用

◆ 具有RS485总线串行通信口，并集成了MODBUS标准通信规约

◆ 具有事件顺序记录功能，可记录150条事件，数据掉电不丢失

◆ 具备完善的自检功能，完整的异常记录、事件记录、操作记录，所有信息掉电保持

◆ 外形小巧精细、结构合理，采用高等级、高品质的元器件及多层板技术和SMT工艺，使产品具有很高的电气性能

◆ 内部集成零序电流（电压）合成算法可外加零序PT（CT）也可不外加零序CT（PT），实现零序过流电压保护。

◆ 采用精密合成算法，可通过按键MENU操作来实现V-V接法和Y型接法通用。

◆ 具有完整的断路器操作回路

◆ 超低功耗

1.3引用标准

GB6162-85 《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》

GB7261-87 《继电器及继电保护装置基本试验方法》

GB2887-89 《计算机站场地技术条件》

GB 14258-93 《继电保护和安全自动化装置技术规程》

GB 50062-92 《电力装置的继电保护和自动化装置设计规范》

DL/T 527-2002 《静态继电保护装置逆变电源技术》

IE870-5-103 《继电保护信息接口标准》

GB /T15145-94 《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/T16435.1-1996《远动设备及系统和接口（电气特征）》

GB /T17626.2 《静电放电抗扰度试验》

GB /T17626.3 《射频电磁场辐射抗扰度试验》

GB/T17626.4 《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》

GB/T17626.5 《浪涌冲击抗扰度试验》

GB /T17626.6 《射频场感应的传导骚扰抗扰度试验》

GB/T17626.8 《工频磁场抗扰度试验》

GB /T17626-1998《电磁兼容试验和测量技术》

GB/T14537-1993 《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》

1.4 装置结构

1.4.1 结构

采用标准机箱，整面板、背插式结构，嵌入式、后接线安装方式，强弱电隔离，大大加强了其产品的电气性能。

1.4.2 插件

本装置的插件上包括CPU插件、AC和TRIP插件：其中CPU插件为装置的核心，为高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash Memory和AD等芯片的功能；AC插件包括电源和模拟量采集；TRIP插件包括出口、开入和操作回路。

1.4.2.1 CPU

1）CPU系统

CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成。包括高性能的16位微处理器CPU，大容量的ROM、RAM及Flash Memory，使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，可记录的事件数不少于500次。保护定值等运行配置信息也存入该存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。

2）开关量输入及输出部分

开入量分为内部开入和外部开入，内部开入采用DC5V开入，电源由装置电源本身提供，外部开入采用一级光耦，实现DC220V直接输入电平。

开出是用于驱动出口的继电器， 共有2个，一个为跳闸继电器，一个为合闸继电器。

3)通信部分

本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的RS485总线网络芯片，RS485网为本装置接入系统的主要通信接口。

4)时钟回路

插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。

另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。

1.4.2.2 开入、开出及操作回路

1)外部开入回路：设置有8路外部开入回路，均采用DC220V直接开入方式，装置软件采取了防抖措施，避免了误发信。

2)逻辑继电器：逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电器包括：跳闸继电器、合闸继电器。

1.4.2.3 交直流回路

1)直流逆变电源：DC220V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要直流电压,且采用浮地方式,同外壳不相连。

2)模拟量采集：外部电流经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种数字式保护继电器，并实时计算各种测量值。UA、UB、UC 、U0 、IA、IB、IC、I0端子为保护模拟量输入, Ia、Ib、Ic为测量模拟量输入。

1.4.3 人机对话插件（MMI）

人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信息，本插件上的显示窗口采用四行，每行八个汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂，配置通用的键盘操作方式，使得人机对话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。

2 主要技术指标

2.1 技术参数

1） 额定工作电压 AC/DC 80-270V

2） 额定操作回路电源 AC220V DC220V AC110V DC110V 交直流通用

3） 额定技术数据

a) 交流电流： 5A或1A (订货注明)

b) 交流电压： 400V 或100V (订货注明)

c) 频率： 50HZ

4） 功率消耗

工作电源： 正常工作时,不大于5W；

保护动作时,不大于10W。

交流电流回路： < 1VA/相 (IN =5A)；

< 0.5VA/相 (IN =1A)；

交流电压回路： < 0.5VA/相；

5） 精确工作范围：

电流： 0.04In～20In

电压： 0.4V～1.2Un

频率： 0.9Fn～1.1Fn

时间： 0～100s

6） 保护部分精度：

a) 定值精度： ≤±5%；

b) 时间精度： <±1％ 整定时间+35ms

c) 整组动作时间： ≤35ms；

d) 频率精度： ≤0.01Hz；

6) 测控部分精度：

a) 交流量精度： ≤±0.2%；

b) 有功无功： ≤±0.5%；

7) 开关量输入：

输入类型： 无源

光电隔离输入数量：8

工作电压：内置DC24V

8) 开出接点容量：

a)出口继电器

触点额定载流容量：250Vac/220Vdc,5A

输出类型: 无源(空接点)

b)信号继电器：

触点额定载流容量：250Vac/220Vdc,5A

输出类型: 无源(空接点)

9) 通信接口

数目： 1

电气特性： RS485

传输方式： 异步

通信协议： MODBUS

地址： 1～99

波特率： ≤1Mbps

通信介质： 双绞线或光纤

2.2 环境参数

2.2.1 电气环境

a). 绝缘电阻

在正常试验大气条件下,装置的带电电路部分和非带电金属及外壳之间,以及电气无联系的各电路之间,用开路电压500V的兆欧表测量绝缘电阻值；正常试验大气条件下,各回路绝缘电阻应不小于100 MΩ。

b). 介质强度

在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz, 试验电压2000V历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象。

c). 冲击电压

在正常试验大气条件下,装置的直流输入回路、交流输入回路、信号输出触点诸回路对地以及回路之间，能承受(1.2/50)μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV，无绝缘损坏。

d). 脉冲群干扰

装置能承受GB/T14598.13-1998( idt IEC60255-22-1:1988)规定的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验。试验严酷等级为Ⅲ级, 试验电压共模2.5Kv, 差模1kV。

e). 辐射电磁场干扰

装置能承受GB/T14598.9-1995( idt IEC60255-22-3:1989)中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验,即试验场强为10V/m。

f). 静电放电干扰

装置能承受GB/T14598.14-1998( idt IEC60255-22-2:1996)中规定的严酷等级为IV级,即接触放电试验电压为8kV、允许偏差±5%,空气放电试验电压为15kV、允许偏差±5%的静电放电干扰试验。

g). 快速瞬变干扰

装置能按GB/T14598.10-1996( idt IEC60255-22-4:1992)中规定的严酷等级为IV级快速瞬变干扰试验,即试验电压为4kV,允许偏差±10%。

2.2.2 自然环境

工作温度：-25℃～70℃

存储温度：-40～+85℃

湿度：5～95%RH

2.2.3 机械环境

a) 工作条件：能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应、冲击响应；

b) 运输条件：能承受严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久、碰撞。

二．电容器专用微机综合保护测控装置

1. 功能配置

2．功能说明

2.1 三段式相间过流保护

本装置设置三段相间过流保护和一段反时限过流保护,各段的投退控制定值，可独立控制各段的使用情况。投退控制定值取值含义为：

0:退出, 1～4:投入--1:单纯过流，2:低压闭锁过流，3：复压闭锁过流，4:方向过流

相间过流保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的保护段才投入。

2.1.1 低压闭锁过流

采用线电压闭锁方式，线电压MAX(Uab、Ubc、Uca)小于相间过流低压闭锁定值，低压闭锁条件满足，开放本相的各段过流保护。

2.1.2 复压闭锁过流

投入复合电压闭锁的任一段相间过流保护的电流元件起动后，才计算复合电压闭锁元件。线电压Uab小于定值，或负序电压U2大于定值，复合电压闭锁元件动作，开放各相的各段过流保护。

2.1.3 方向过流

本装置的相间方向元件采用90゜接线方式，按相连接如下表：

相间方向元件的动作区域如下图所示，最大灵敏角为－30°，动作范围为－90°～＋30°。

对近区三相短路，采用带记忆的正序电压消除电压死区。一相方向元件判为正方向时，仅开放本相的各段过流保护。

2.1.4 反时限特性

相间反时限保护特性控制字含义为：

0：退出，1、2、3：反时限（分别对应下面的(1)、(2)和(3)式）。

可选择使用下面三个标准的反时限特性之一。反时限特性电流基准值IP为相间反时限保护电流基准定值Ii，反时限特性时间常数tP为相间反时限保护时间常数tIi。

一般反时限特性： word/media/image3_1.png （1）

非常反时限特性： word/media/image4_1.png （2）

极端反时限特性： word/media/image5_1.png （3）

2.2 过负荷保护

装置过负荷保护投退控制定值的取值含义为：

0:退出, 1～2:投入--1:告警, 2:跳闸

过负荷跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入；过负荷告警只需投入控制字就可以产生告警事件。

2.3 相间充电保护

本装置设有相间充电保护，充电保护设有软压板,同时设有相间充电保护投退定值控制。只有软压板和投退控制定值均为投入时，保护才投入。相间充电保护投退定值控制取值含义如下：

0:退出, 1:投入

当带电母线向空线路合闸充电时，若线路有故障，为维持系统稳定，需要迅速跳开线路开关。充电保护在定值上整定的比较灵敏，延时极短，在定值上不同出线保护配合。为避免正常运行时的系统故障使其丧失选择性而误动，充电保护只有在线路开关由分变合后开放一段时间，此时间可由用户通过充电保护自动退出时限整定，随后自动退出。

2.4 相间负序过流保护

装置三相电流计算得出相间负序电流，设两段定时限相间负序过流保护，Ⅰ段可用作断相保护，Ⅱ段可用作不平衡保护。

相间负序过流保护设有软压板，负序相间过流保护软压板为退出时，两段相间负序过流保护均退出；为投入时，某段相间负序过流保护的投退控制定值为投入，该段保护才投入。

相间负序过流Ⅰ段保护投退控制定值的含义为：

0:退出, 1:跳闸。

相间负序过流Ⅱ段保护投退控制定值的含义为：

0:退出, 1：跳闸2: 报警。

2.5零序过流告警和跳闸保护

本装置设置零序过流告警和跳闸保护。可以通过投退控制定值整定为告警和跳闸。投退控制定值取值含义为：

0:退出, 1～2:投入--1:告警, 2:跳闸

零序过流跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.6 过电压保护

装置设有过电压保护，电压取自母线PT电压过电压保护设有投退控制定值，取值含义如下：

0：退出，1：告警，2：跳闸。

当max(UAB、UBC、UCA)大于整定值，过电压保护经整定延时动作。

过电压跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.7 低电压保护

低电压保护投退控制定值的取值含义如下：

0： 退出 ，1：失压+低电压保护， 2：经电流闭锁低电压，3：纯低电压

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