裝置功能

裝置用于３～６６ＫＶ中性點經消弧線圈或電阻接地及中性點絕緣的中壓電網單

相接地選線及鐵磁諧振消除，功能如下：

1.接地選線：線路或母線單相接地選線；

2.保護跳閘：線路單相接地發生后，經延時輸出跳閘信號；

3.諧振檢測：檢測各種頻率的鐵磁諧振；

4.故障報警：發生接地、諧振，以及裝置故障、裝置失電時，產生報警信號；

5.通訊功能：支持多種通訊規約，能夠配合各種ＲＴＵ和主站系統；

6.記錄查詢：可分別查詢接地事件、諧振事件件等記錄；

三、原理簡介和特點

獨創多維波形匹配算法，在各零序電流信號之間進行匹配運算，突出故障回路暫態過渡過程中的異常變化趨勢，使用矩陣運算處理計算結果。小電流單相接地故障選線裝置在傳統上，都是將零序電流與零序電壓信號交互運算，而本裝置的核心算法是在各零序電流信號之間進行交互運算。這樣處理，可以有效地減低零序電流互感器與零序電壓互感器的輸出相位誤差（尤其是接地故障瞬間的高頻信號），因為零序電流互感器即使有較大誤差，但由于其同批次產品的一致性較好，其間的角度相對誤差是很小的。在過補償方式的高阻接地時，由于零序電壓信號響應較慢且電壓值較低，再用零序電流與零序電壓信號交互運算的方法，將極大地喪失故障信號的真實性，以至于故障選線結果完全錯誤。零序電流信號之間進行交互運算的計算結果具有龐大的數據量，而此正是由于硬件平臺的高性能才得以實現。

裝置同時運用多種選線算法，以動態權值處理多條回路多個算法的判別打分，使選線運算更加可靠、穩定。本裝置為了保證核心算法的絕對可靠和穩定，依靠高性能硬件平臺，還實現了多種故障選線算法同時應用，以多個計算結果互相補充、印證、糾錯。為處理眾多算法的計算輸出，本裝置采用加權打分的方法，且各算法計算輸出占總輸出的權重是隨著電網參數、接地特征、接地阻抗、接地角度而動態調節的，從而保證了每一次故障數據的計算處理都輸出最符合真實狀況的判別結果。

裝置具有先進的分析機制，能夠可靠區分除了單相接地以外，引發零序電壓升高的電網諧振和電源缺相、PT 熔絲熔斷等其他電網異常事件。在中壓電網運行中，單相接地故障是以零序電壓的升高為標志的，但零序電壓升高并不是單相接地故障所獨有的特征，能夠引發零序電壓升高的電網故障還有 PT 鐵磁諧振、電源缺相、電網局部斷線、PT 高／低壓熔絲熔斷等情況。以往的小電流單相接地故障選線裝置往往把這些因素忽略掉，用犧牲準確性來換取較低的設備成本和研發難度。本裝置由于有高性能的硬件平臺為基礎，可以從容地解決這些邊緣因素帶來的不利影響，進而更進一步地保證了準確性和可靠性。

裝置特點如下：

1. 選線靈敏度極高，在零序電壓僅為５Ｖ時，仍能穩定可靠地選線；

2. 相比于以往暫態選線算法，沒有死區，適應性強；

3. 可廣泛地與工程上使用的各種零序電流互感器匹配，甚至在不同廠家不同規格零序電流互感器混配的情況下，仍能可靠工作；

4. 采用多處理器。主處理器使用STM32系列芯片， 具有強大的管理／控制／顯示／通訊能力；運算處理器使用ＴＩ公司的ＤＳＰ芯片，具有強大的高速運算能力，用以完成實時監測和選線分析運算；

5. 完全的模塊化設計，后插式結構，取消機箱內部連接導線，減少了故障環節，提高了可靠性，并可現場快速排除故障；

6. 采用大屏液晶，實時顯示電壓數據；

7. 全漢化的多級菜單，完善的人機交互界面，操作簡便；

8. 強大的參數管理功能，所有參數均可菜單設定，調試簡單，免維護；

9. 完善的自檢能力，運行當中能夠自診斷并處理故障；

10. 強大的存儲能力，可以存儲多次故障信息和錄波數據；

11. 采用RS-485 通訊接口，標準MODBUS  RTU通訊協議。

四、技術指標

1. 母線段數： 1～2 段（具體見設備選型表）

2. 輸入信號

(1) 電壓輸入路數：1／2路 （具體見設備選型表）

(2) 電流輸入路數：14～28 路  （具體見設備選型表）

(3) 電壓有效范圍：≤ 200Ｖ   （極限 250Ｖ)

(4) 電流有效范圍：≤ 0.8Ａ   （極限 1.0Ａ)

(5) 電壓輸入功耗：＜0.1ＶＡ （輸入 100Ｖ）

(6) 電流輸入功耗：＜0.1ＶＡ （輸入 0.5Ａ）

3. 選線性能

(1) 啟動電壓：  5～50Ｖ（可調）

(2) 計算時間：   ≤ 2Ｓ

(3) 電壓靈敏度： 可小至 5.0Ｖ

(4) 電流靈敏度：可小至 5.0ｍＡ

4. 諧振檢測

(1) 檢測路數：   1～2 路（根據母線段數）

(2) 低頻頻率：二分頻、三分頻

報警電壓：17V、25V

(3) 高頻頻率：工頻、三倍頻

報警電壓：150V、33Ｖ

5. 報警參數

(1) 輸出種類： 段別輸出 2 個、類別輸出 2個、總報警 1 個

裝置失電報警 1 個

(2) 報警延時： 0～999Ｓ（可調）

(3) 觸點容量： ＡＣ250Ｖ／3Ａ

或  ＤＣ 30Ｖ／3Ａ

6. 跳閘參數

(1) 跳閘路數：14～28路（根據電流路數）

(2) 跳閘延時： 0～9900Ｓ（可調）

(3) 觸點容量： ＡＣ250Ｖ／6Ａ

或  ＤＣ 30Ｖ／6Ａ

(4) 跳閘脈沖：1S

7. 記錄能力

(1) 接地事件記錄： 32個

(2) 諧振事件記錄： 32個

(3) 自檢事件記次： 32個

8. 裝置電源：交直流兩用

交流： 185～240Ｖ

直流： 185～240Ｖ

功耗： ＜25VA

9. 通訊接口： RS-485

10. 裝置尺寸

(1) 最大外觀尺寸： 178×233×225 （高×寬×深）

(2) 安裝開孔尺寸： 180×235 （高×寬）

11. 整機重量： ＜4ＫＧ （模塊全部插滿）

12. 使用條件

(1) 環境溫度： -30～+60℃

(2) 相對濕度： ≤ 90％

(3) 安裝場所無強烈震動

(4) 安裝場所無酸、堿、腐蝕性及易燃易爆氣體

(5) 安裝場所應是能防止天氣災害的室內

13. 運輸保存條件

(1) 運輸保存溫度： -40～+75℃

(2) 應避免強烈震動

(3) 應避免天氣災害侵襲

五、操作基礎與說明

1. 面板說明

裝置面板采取簡潔設計，布局見圖1 ；

(1) 液晶顯示屏

(2) 運行指使燈：裝置正常工作時，非周期性閃亮

(3) 狀態指使燈：裝置監控狀態時，以 1.25Ｓ為周期閃亮；裝置自檢錯誤時長亮；  發生諧振接地過壓時，頻閃。

(4) 操作鍵盤  ：共7鍵，包括4 個方向鍵和 3個功能鍵

2. 狀態說明

裝置正常工作時，有四種工作狀態：

(1) 監控狀態：電網運行正常時，以字符形式顯示各段母線電壓信號

(2) 菜單狀態：根據需要，進入主菜單及各級子菜單

(3) 輸入狀態：輸入電壓、電流、時間、密碼等各種數值量

(4) 報警狀態：電網發生接地、諧振事件時，進入報警顯示頁面

3. 鍵盤基本操作

方向鍵(↑↓← →鍵)

左右鍵的功能都是在顯示屏的各個操作目標之間移動光標，用來選擇操作目標（數據）。每點擊一下方向鍵，光標即移動一個操作目標，當光標移動到某一操作目標上時，這個被選中的操作目標變為反顯。反之，光標離開后則恢復為原來的顏色。上下鍵具有數值增減、由箭頭指示的設置項選擇功能。

確認鍵

按下確認鍵后，系統執行某一選中按鈕的功能、確認參數修改值、開始參數設置。

退出鍵

取消參數設置，按下取消鍵后，設置項全部正顯，不保存參數的修改值。退出鍵對除主界面的任一界面起作用，在沒有參數選中情況下按下取消鍵后，系統即返回上一級菜單界面，不保存參數的修改值。

復歸鍵

手動復歸告警提示。

操作說明

裝置上電后，顯示初始化界面，初始化完成后進入主界面；主界面主要顯示采樣電壓和狀態，實時時鐘信息。按下“→”鍵進入菜單界面，根據菜單提示操作即可。

主菜單：功能設置、參數設置、記錄查詢、系統調試、廠家菜單、設備信息

1. 功能設置操作

(1) 時鐘設置

①日期設置

注意：要輸入合法的數值

②時間設置

注意：要輸入合法的數值

(2) 背光控制

擇顯示屏背光燈點亮時間： 5/15/60分鐘

出廠默認：60分鐘

(3) 通訊設置

①波特率設置

選擇接口模塊的通訊速率： 2400/4800/9600/19200b

出廠默認： 9600bps

② 本機地址設置

輸入范圍： 1 ～ 255

出廠默認： 1

(4) 用戶密碼設置

設置4 位數字密碼，進入功能設置和參數設置時驗證

出廠默認： 用戶密碼1000

(5) 恢復出廠功能

將除日期、時間、用戶密碼外的功能設置恢復到出廠默認值

2. 參數設置操作

(1) 母線設置

選擇母線后，可進行如下設置：

①母線號

設置該段母線的線號

輸入范圍： 1000 ～ 9000

出廠默認： Ⅰ、Ⅱ段母線為 1000、2000

② 母線功率

設置線圈接地模式下的線圈功率，缺省值50W

③ 啟動電壓設置

設置該段母線的接地選線啟動電壓值

輸入范圍： 5.0 ～ 50.0Ｖ  （以0.1Ｖ為級差）

出廠默認： 30.0Ｖ

注意： 為防止裝置誤動作，此項設置不宜<15Ｖ

設置該項參數后，應按裝置提示重新啟動

④ 運行模式設置

應按該段母線消弧線圈實際運行狀態，設置為： 不接／線圈／高阻

出廠默認： 不接

注意： 設置該項參數后，應按裝置提示重新啟動

⑤ 母線聯絡

設置兩段母線是否通過聯絡開關連接。

出廠默認： 不聯絡

(2) 線路設置

選擇線路后，可進行如下設置：

①母線段號配置

將該條線路配置到相應的母線

輸入范圍：Ⅰ～Ⅱ

出廠默認： 01 ～ 14 號線路配置到Ⅰ段母線

14 ～ 28 號線路配置到Ⅱ段母線

注意： 輸入N表示該條線路為無效線路

②ＣＴ變比設置

輸入該條線路零序ＣＴ的變比

輸入范圍： ≤ 200

出廠默認： 50

③ＣＴ極性設置

輸入該條線路零序ＣＴ的極性

輸入范圍： 正／負

出廠默認： 正

注意： 當安裝過程中將零序ＣＴ極性接反，可通過此項設置修正

設置該項參數后，應按裝置提示重新啟動

(3) 跳閘報警設置

①跳閘附件使能

選擇禁止／允許跳閘

出廠默認： 允許

注意： 當裝置未安裝跳閘模塊時，此項設置強制為禁止，且不能選擇

設置該項參數后，應按裝置提示重新啟動

②跳閘延時設置

設置接地發生后，到跳閘輸出的延時時間

輸入范圍： 0 ～ 9900Ｓ

出廠默認： 1800Ｓ

③報警模式設置

選擇報警范圍： 接地報警

接地＋諧振報警

出廠默認： 接地報警

④報警延時設置

設置電網發生報警事件，到總報警輸出的延時時間

輸入范圍： 0 ～ 999Ｓ

出廠默認： 60Ｓ

注意： 設置該項參數后，應按裝置提示重新啟動

(4)恢復出廠參數

3. 記錄查詢操作

(1)當前報警狀態

當電網處于非有效報警狀態時，可以查詢接地、諧振事件的總計次值和各段母線

的當前狀態，主要狀態有三種：

①正常

②接地，顯示接地線路號、起始時間、零序電壓、零序電流、接地排序中第

二位、第三位的線路提示

③諧振，顯示諧振類型、起始時間、零序電壓

(2)接地記錄

此操作可查詢最近32次接地事件的歷史記錄，可顯示內容如下：

接地線路號、起始時間、終止時間、零序電壓、接地線路電流檢測值

(3)諧振記錄

此操作可查詢最近32次諧振事件的歷史記錄，可顯示內容如下：

諧振類型、起始時間、終止時間、零序電壓

(4)清除全部記錄

此操作將接地、諧振、電網異常事件的記錄清除并將它們的計次值清零

4. 運行調試操作

(1)電流極性測試

用于裝置安裝接線完畢后，進行電流極性現場測試，操作方法見〈現場調試〉

(2)運行狀態

觀察母線電壓，線路電流

5. 出廠調試

此菜單已關閉，系廠家作設備基礎測試用，用戶不能進入

6. 設備信息查詢操作

注：各項參數修改后，最好關機重新啟動。

六、裝置安裝事項

1. 裝置屏上安裝時，應在距離屏面約 200 mm處加一托梁

2. 裝置信號端子按規格不同，見圖3～圖6

3. 交／直流電源接入電源模塊，直流電源不分極性，ＰＧ是保護接地端；

4. 接口模塊的接點輸出信號包括母線段別輸出、故障類別輸出、總報警輸出和掉電報

警輸出，推具體圖7。

5. 跳閘模塊輸出與零序電流輸入一一對應的常開接點信號，可接入該條線路的斷路器跳閘線圈。要求斷路器跳閘后，能同時切斷自身的跳閘線圈電源。如跳閘接點容量不能滿足用戶需求，可外加中間繼電器解決。

6. 接線時應注意：

(1)裝置所有連接導線的截面均應≥1.5 平方毫米，如使用裝置的消諧功能，零序電

壓引入導線的截面應≥2.5 平方毫米；

(2)使用多股導線時，導線端頭必須鍍錫或壓接針式／管式接線鼻子；

(3)裝置使用可插拔式端子，應在插牢端子后擰緊兩端的緊固螺釘，應注意勿將不同

模塊的端子插錯；

(4)導線引入端子時，應留出足夠長度，保持一定空間，避免端子受到拉力；

7.裝置上電前應核對接線正確且牢固可靠，可插拔式端子兩端的緊固螺釘應擰緊，各模

塊的緊固螺釘應擰緊。

七、零序電流互感器安裝事項

1. 對電纜出線式線路或電纜引出式架空線路，可安裝零序ＣＴ。將零序ＣＴ二次端子

接入裝置。與電纜母線端同極性的端子接（＋），異極性的端子接（－）；

2. 零序ＣＴ一般裝于電纜頭下方，安裝方式見圖8

(1)電纜外皮接地點在零序ＣＴ上部時，接地線必須穿過零序ＣＴ后，在線路側接地，

同時應注意固定卡子與電纜鋼鎧之間必須絕緣，接地線也必須與固定卡子絕緣；

(2)電纜外皮接地點在零序ＣＴ下部時，接地線不應再穿過零序ＣＴ；

3. 同一段母線下各線路的零序ＣＴ，特性和變比應相近，以免降低裝置選線靈敏度；

4. 安裝開啟式零序ＣＴ時，應避免將兩臺互感器的活動鐵芯互換。如果活動鐵芯與固定鐵芯有相同標記，應將具有相同標記面安裝在同一側，以減小氣隙而保證靈敏度；

5. 一個開關下引出兩條出線時，若其末端不連在一起，應作為兩條線路處理；若其末端連在一起，按一條線路處理；

6. 當同一線路使用幾條電纜并聯時，尺寸允許時可將所有電纜穿入同一零序ＣＴ中，或每條電纜安裝一只零序ＣＴ，二次繞阻并聯后接入裝置；

7. 對架空出線式線路，可使用三相ＣＴ組成零序濾過器，以取得零序電流信號。如原現場只有Ａ、Ｃ相ＣＴ，應在Ｂ相增加同型號同變比的ＣＴ接成零序濾過器形式。具體接線方法見圖9。

8. 出線上接有接地變壓器或消弧線圈的線路，其零序電流不引入本裝置；

9. 環網開關或母聯開關上的零序電流不引入本裝置；

10. 對環網線路，只接入其中的一條線路。

圖1：裝置面板布局圖 

圖2：裝置安裝尺寸圖 

圖3：裝置端子圖（一段母線無跳閘）

文章來自電力微機保護網

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