1．裝置概述

1.1裝置簡(jiǎn)介

數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置適用于110kV及以下各電壓等級(jí)的間隔單元的保護(hù)測(cè)控，具備*的保護(hù)、測(cè)量、控制、備用電源自投及通信監(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(hù)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(yùn)行?？梢院推渌Ｗo(hù)、自動(dòng)化設(shè)備一起,通過通信接口組成自動(dòng)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(guān)柜。

具體型號(hào)劃分：

1.2裝置特點(diǎn)

u 采用全密封式結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震、防塵性能

u 小型化設(shè)計(jì)，體積小，重量輕，外形美觀，安裝方便

u 采用獨(dú)特的可靠性設(shè)計(jì)，無可調(diào)元件，裝置穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng)

u 全漢化液晶顯示，人機(jī)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(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約

u 具有事件順序記錄功能，可記錄150條事件，數(shù)據(jù)掉電不丟失

u 具備*的自檢功能，完整的異常記錄、事件記錄、操作記錄，所有信息掉電保持

u 外形小巧精細(xì)、結(jié)構(gòu)合理，采用高等級(jí)、高品質(zhì)的元器件及多層板技術(shù)和SMT工藝，使產(chǎn)品具有很高的電氣性能

u 具有完整的斷路器操作回路

u 超低功耗

1.3引用標(biāo)準(zhǔn)

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

GB7261-87      《繼電器及繼電保護(hù)裝置基本試驗(yàn)方法》

GB2887-89      《計(jì)算機(jī)站場(chǎng)地技術(shù)條件》

GB 14258-93    《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)化裝置技術(shù)規(guī)程》

GB 50062-92    《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

DL/T 527-2002  《靜態(tài)繼電保護(hù)裝置逆變電源技術(shù)》

IE870-5-103    《繼電保護(hù)信息接口標(biāo)準(zhǔn)》

GB /T15145-94  《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T16435.1-1996《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)和接口（電氣特征）》

GB /T17626.2   《靜電放電抗擾度試驗(yàn)》

GB /T17626.3   《射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.4    《電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.5    《浪涌沖擊抗擾度試驗(yàn)》

GB /T17626.6   《射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.8    《工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)》

GB /T17626-1998《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)》

GB/T14537-1993 《量度繼電器和保護(hù)裝置的沖擊與碰撞試驗(yàn)》

1.4 裝置結(jié)構(gòu)

1.4.1 結(jié)構(gòu)

采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，整面板、背插式結(jié)構(gòu)，嵌入式、后接線安裝方式，強(qiáng)弱電隔離，大大加強(qiáng)了其產(chǎn)品的電氣性能。

1.4.2 插件

本裝置的插件上包括CPU插件、AC交流采樣插件、DIDO插件和人機(jī)對(duì)話HMI插件：其中CPU插件為裝置的核心，為高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash Memory和AD等芯片的功能；AC插件包括電源和模擬量采集；TRIP插件包括出口、開入。

1）CPU插件

CPU插件由微處理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等構(gòu)成。包括高性能的32位微處理器CPU，大容量的ROM、RAM及Flash Memory，使得該CPU模件具有的數(shù)據(jù)處理及記錄能力，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的故障處理方案和記錄大量的故障數(shù)據(jù)，可記錄的事件數(shù)不少于500次。保護(hù)定值等運(yùn)行配置信息也存入該存儲(chǔ)器中，這些信息在裝置掉電后均不會(huì)丟失。

本插件內(nèi)含通信速度、具備通用性接口的RS485總線芯片，為本裝置接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要通信接口。插件內(nèi)還設(shè)置了硬件時(shí)鐘回路,采用的時(shí)鐘芯片精度高,并配有電池以掉電保持。另外，CPU插件采用了多層印制板及表面封裝工藝，外觀小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，大大提高了裝置的可靠性及抗電磁干擾能力。

2）AC交流采樣插件

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?cè)磔敵霰狙b置需要直流電壓,且采用浮地方式,同外殼不相連。

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(gòu)成各種數(shù)字式保護(hù)繼電器，并實(shí)時(shí)計(jì)算各種測(cè)量值。UA、UB、UC 、U0 端子為保護(hù)模擬量輸入。

3）DIDO插件

外部開入回路：設(shè)置有16路外部開入回路，均采用DC220V直接開入方式，裝置軟件采取了防抖措施，避免了誤發(fā)信。

出口繼電器：邏輯繼電器由CPU插件直接驅(qū)動(dòng)，這類繼電器包括：跳閘繼電器、合閘繼電器、信號(hào)繼電器等。

4）人機(jī)對(duì)話HMI插件

人機(jī)對(duì)話HMI插件主要功能是顯示保護(hù)CPU輸出的信息，本插件上的顯示窗口采用四行，每行八個(gè)漢字的液晶顯示器，人機(jī)界面清晰易懂，配置系列通用的鍵盤操作方式，使得人機(jī)對(duì)話操作方便、簡(jiǎn)單。本插件上還配置了燈光指示信息，使本裝置的運(yùn)行信息更為直觀。

2．主要技術(shù)指標(biāo)

2.1 技術(shù)參數(shù)

1） 額定工作電壓 AC220、DC220V或DC110V  (訂貨注明)

2） 額定技術(shù)數(shù)據(jù)

a) 交流電流：    5A或1A     (訂貨注明)

b) 交流電壓：    400V 或100V (訂貨注明)

c) 頻率：        50HZ

3） 功率消耗

工作電源：      正常工作時(shí),不大于5W；

保護(hù)動(dòng)作時(shí),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） 精確工作范圍：

電流：           0.04In～20In

電壓：           0.4V～1.2Un

頻率：           0.9Fn～1.1Fn

時(shí)間：           0～100s

5） 保護(hù)部分精度：

a) 定值精度：     ≤±5%；

b) 時(shí)間精度：     <±1％ 整定時(shí)間+35ms

c) 整組動(dòng)作時(shí)間： ≤35ms；

d) 頻率精度：     ≤0.01Hz；

6)  測(cè)控部分精度：

a) 交流量精度：                 ≤±0.2%；

b) 有功無功：                   ≤±0.5%；

7) 開關(guān)量輸入：

輸入類型：       無源

光電隔離輸入數(shù)量：16

工作電壓：       AC220V、DC220V或DC110V

8) 開出接點(diǎn)容量：

a)出口繼電器

觸點(diǎn)額定載流容量：250Vac/220Vdc,5A

輸出類型:         無源(空接點(diǎn))

b)信號(hào)繼電器：

觸點(diǎn)額定載流容量：250Vac/220Vdc,5A

輸出類型:         無源(空接點(diǎn))

9) 通信接口

數(shù)目：           1

電氣特性：       RS485

傳輸方式：      異步

通信協(xié)議：      MODBUS

地址：          1～110

波特率：        ≤1Mbps

通信介質(zhì)：      雙絞線或光纖

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(yàn)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(cè)量絕緣電阻值；正常試驗(yàn)大氣條件下,各回路絕緣電阻應(yīng)不小于100 MΩ。

b). 介質(zhì)強(qiáng)度

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

c). 沖擊電壓

在正常試驗(yàn)大氣條件下,裝置的直流輸入回路、交流輸入回路、信號(hào)輸出觸點(diǎn)諸回路對(duì)地以及回路之間，能承受(1.2/50)μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊電壓試驗(yàn)，開路試驗(yàn)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(yàn)。試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí), 試驗(yàn)電壓共模2.5Kv, 差模1kV。

e). 輻射電磁場(chǎng)干擾

裝置能承受GB/T14598.9-1995( idt IEC60255-22-3:1989)中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn),即試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)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(yán)酷等級(jí)為IV級(jí),即接觸放電試驗(yàn)電壓為8kV、允許偏差±5%,空氣放電試驗(yàn)電壓為15kV、允許偏差±5%的靜電放電干擾試驗(yàn)。

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(yán)酷等級(jí)為IV級(jí)快速瞬變干擾試驗(yàn),即試驗(yàn)電壓為4kV,允許偏差±10%。

2.2.2 自然環(huán)境

工作溫度：-25℃～+50℃

存儲(chǔ)溫度：-40～+85℃

濕度：5～95%RH

2.2.3 機(jī)械環(huán)境

a) 工作條件：能承受嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅰ級(jí)的振動(dòng)響應(yīng)、沖擊響應(yīng)；

b) 運(yùn)輸條件：能承受嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅰ級(jí)的振動(dòng)耐久、沖擊耐久、碰撞。

1．功能配置

2．保護(hù)功能

2.1 電壓（U）、頻率（f）的測(cè)量方法 

裝置對(duì)輸入的兩段母線三相交流電壓Ua、Ub、Uc 進(jìn)行采樣，采樣周期為0.833ms，

即一個(gè)工頻周期采樣24 點(diǎn)。電壓幅值計(jì)算采用全波傅氏算法。頻率值采用軟件算法，

分別對(duì)兩組正序電壓進(jìn)行計(jì)算。

2.2 起動(dòng)元件 

裝置具有獨(dú)立的起動(dòng)元件，起動(dòng)元件動(dòng)作后開放出口繼電器回路的正電源。

2.2.1 低頻起動(dòng)

起動(dòng)條件:     f ≤ 49.5Hz

                  t ≥ 0.05s

2.2.2 低壓起動(dòng)

起動(dòng)條件:     U ≤ U1+0.03Un  

                  t ≥ 0.05s

上式中，U為正序電壓，U1為低壓輪定值。

2.2.3 過負(fù)荷節(jié)點(diǎn)開入起動(dòng)

起動(dòng)條件：過負(fù)荷節(jié)點(diǎn)開入為1，且t ≥ 0.04s

2.3 低頻減載工作原理

圖2.1  低頻減載動(dòng)作過程圖

低頻自動(dòng)減載動(dòng)作過程如圖2.1 所示。上圖中，U 為正序電壓，f 為正序電壓的

頻率，Un=1003 V。

2.3.1  低頻自動(dòng)減載的判別式

f≤49.5Hz， t≥0.05s   低頻起動(dòng)

↓ f≤F1，  t≥Tf1   低頻輪動(dòng)作

   若 Df1 ≤－df／dt＜Df3，t≥Tfa2 切輪，加速切第二輪

   若 Df2 ≤－df／dt＜Df3，t≥Tfa23 切輪，加速切第二、三輪

↓ f≤F2，  t≥Tf2   低頻第二輪動(dòng)作

↓ f≤F3，  t≥Tf3   低頻第三輪動(dòng)作

↓ f≤F4，  t≥Tf4   低頻第四輪動(dòng)作

↓ f≤F5，  t≥Tf5   低頻第五輪動(dòng)作

    以上五輪基本輪按箭頭順序動(dòng)作。兩輪特殊輪的判別式為：

f≤49.5Hz， t≥0.05s   低頻起動(dòng)

↓ f≤Fs1，  t≥Tfs1   低頻特殊輪動(dòng)作

↓ f≤Fs2，  t≥Tfs2   低頻特殊第二輪動(dòng)作

2.3.2  防止負(fù)荷反饋、高次諧波、電壓回路接觸不良等異常情況下引起裝置誤動(dòng)作的

閉鎖措施

（1）低電壓閉鎖

    當(dāng)正序電壓＜0.15Un 時(shí)，不進(jìn)行低頻判斷，閉鎖出口。

（2）df／dt 閉鎖

    當(dāng)－df／dt≥Df3 時(shí)，不進(jìn)行低頻判斷，閉鎖出口。 df／dt 閉鎖后直到頻率再

恢復(fù)至啟動(dòng)頻率值以上時(shí)才自動(dòng)解除閉鎖。

（3）頻率值異常閉鎖

當(dāng)f＜33Hz 或 f＞65Hz 時(shí)，認(rèn)為測(cè)量頻率值異常。當(dāng)裝置檢測(cè)到一段母線的頻率

異常或電壓消失時(shí)將低頻元件輸入電壓自動(dòng)切換到另一段母線電壓，若裝置判斷出兩

段母線均頻率異常或電壓消失，則不進(jìn)行低頻判斷，并立即閉鎖出口。

2.3.3 防止低頻過切負(fù)荷的措施

在低頻減載實(shí)際動(dòng)作過程中，可能會(huì)出現(xiàn)前一輪動(dòng)作后系統(tǒng)的有功功率已經(jīng)不再

缺額，頻率開始回升，但頻率回升的拐點(diǎn)可能在下輪動(dòng)作范圍之內(nèi)，如圖3.2 所示，

輪切負(fù)荷（t1 時(shí)刻）后頻率開始上升，但在第二輪頻率定值以下的時(shí)間超過了

第二輪的延時(shí)定值Tf2，則第二輪動(dòng)作（t3 時(shí)刻），不必要地多切了負(fù)荷，導(dǎo)致頻率

上升超過了正常值（圖中虛線所示）。過切的現(xiàn)象在地區(qū)小電網(wǎng)容易發(fā)生。為此，在

每一基本輪動(dòng)作的判據(jù)中增加“df／dt＞0"的閉鎖判據(jù)，可以有效防止過切現(xiàn)象發(fā)

生，即每一基本輪同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)才能動(dòng)作出口：

    （1）f ≤ Fn；

    （2）df／dt ≤ 0；

    （3）t ≥ Tfn

式中n 表示第 n 輪，N＝1～4。

    對(duì)于從主網(wǎng)受電比例較大的地區(qū)電網(wǎng)，例如受電功率占地區(qū)總負(fù)荷的比例達(dá)

30～50%時(shí)，一方面應(yīng)盡量考慮采用在聯(lián)絡(luò)線跳閘時(shí)聯(lián)切一定數(shù)量的負(fù)荷；另一方面

在每一基本輪動(dòng)作條件中應(yīng)增加“－df／dt≥Df0"的判別。若 Df0 整定為 0，則與

上述情況一致。若Df0 整定為一個(gè)小的值，則還可以在地區(qū)電網(wǎng)孤立運(yùn)行時(shí)，防止由

頻率波動(dòng)引起的誤切負(fù)荷。該Df0 稱為人為設(shè)定的頻率變化率不靈敏區(qū)。

2.4 低壓減載工作原理

低壓自動(dòng)減載的動(dòng)作過程如圖2.3 所示。上圖中，U 為正序電壓，Un=1003 V。

2.4.1  低壓自動(dòng)減載的判別式

U≤U1+0.03Un，t≥0.05s  低壓起動(dòng)

↓ U≤U1，  t≥Tu1    低壓輪動(dòng)作

   若 Du1 ≤－du／dt＜Du3，t≥Tua2 切輪，加速切第二輪

   若 Du2 ≤－du／dt＜Du3，t≥Tua23 切輪，加速切第二、三輪

↓ U≤U2，  t≥Tu2    低壓第二輪動(dòng)作

↓ U≤U3，  t≥Tu3    低壓第三輪動(dòng)作

↓ U≤U4，  t≥Tu4    低壓第四輪動(dòng)作

↓ U≤U5，  t≥Tu5    低壓第五輪動(dòng)作

    以上五輪基本輪按箭頭順序動(dòng)作。兩輪特殊輪的判別式為：

U≤U1+0.03Un，t≥0.05s  低壓起動(dòng)

↓ U≤Us1，  t≥Tus1   低壓特殊輪動(dòng)作

↓ U≤Us2，  t≥Tus2   低壓特殊第二輪動(dòng)作

2.4.2 短路故障閉鎖及系統(tǒng)短路故障切除后立即允許低電壓切負(fù)荷

    當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，母線電壓突然降低，此時(shí)本裝置立即閉鎖，不再進(jìn)行低

電壓判斷。而當(dāng)保護(hù)動(dòng)作切除故障元件后，裝置安裝處的電壓迅速回升，如果恢復(fù)不到正常的數(shù)值，但大于K1（故障切除后電壓恢復(fù)定值），則裝置立即解除閉鎖，允許裝置快速切除相應(yīng)數(shù)量的負(fù)荷，使電壓恢復(fù)。本裝置需用戶設(shè)定一個(gè)“躲過故障切除時(shí)間 Tfc"定值，一般應(yīng)大于后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。舉例：若后備保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)間為4 秒，則 Tfc 可以設(shè)為 4.5～5 秒。如果電壓在超過 Tfc 時(shí)間還未回升到 K1 以上，則裝置發(fā)出異常告警信號(hào)。

2.4.3  防止負(fù)荷反饋、TV 斷線、電壓回路接觸不良等電壓異常情況引起裝置誤動(dòng)作的

閉鎖措施

（1）電壓過低閉鎖

    當(dāng)正序電壓＜0.15Un 時(shí)，不進(jìn)行低壓判斷，閉鎖出口。

（2）電壓突變閉鎖

    當(dāng)－du／dt≥Du3 時(shí)，不進(jìn)行低壓判斷，閉鎖出口。電壓突變閉鎖后，當(dāng)電壓恢

復(fù)至起動(dòng)電壓值以上時(shí)自動(dòng)解除閉鎖。

（3） TV 斷線閉鎖

當(dāng)裝置檢測(cè)到一段母線TV 斷線時(shí)將低壓元件輸入電壓自動(dòng)切換到另一段母線電

壓，若裝置判斷出兩段母線TV回路均斷線，則不進(jìn)行低壓判斷，并立即閉鎖出口。

2.5 過負(fù)荷重動(dòng)原理 

收到過負(fù)荷開入接點(diǎn)時(shí)間T≥0.04S，重動(dòng)出口動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)出口，切除負(fù)荷；

當(dāng)過負(fù)荷開入接點(diǎn)為1，且開入存在時(shí)間≥5S，報(bào)過載接點(diǎn)開入異常，點(diǎn)亮報(bào)警燈。

2.6 TV 斷線判別 

當(dāng)正序電壓＜0.15Un 或負(fù)序電壓＞0.15Un，則判為 TV 回路斷線，延時(shí) 5 秒發(fā) TV

斷線異常告警信號(hào)。異常消失后，延時(shí)5秒自動(dòng)返回。

2.7 電壓回路零點(diǎn)漂移調(diào)整 

隨著溫度變化和環(huán)境條件的改變，電壓的零點(diǎn)可能會(huì)發(fā)生漂移，裝置將自動(dòng)跟蹤零

點(diǎn)的漂移。

2.8 過頻保護(hù) 

頻率大于定值，延時(shí)大于動(dòng)作定值，過頻保護(hù)動(dòng)作。過頻保護(hù)配置2段。

2.9 過壓保護(hù) 

電壓大于定值，延時(shí)大于動(dòng)作定值，電壓保護(hù)動(dòng)作。電壓保護(hù)配置2段。

3．裝置整定

裝置整定包括軟壓板、裝置定值和裝置參數(shù)等三方面。

整定應(yīng)遵循有關(guān)規(guī)程，本裝置有特殊要求者見有關(guān)注釋。裝置參數(shù)中無特殊需要者，可取表中列出的缺省值。不用的保護(hù)功能，應(yīng)將其控制定值設(shè)為0—退出。

3.1 裝置軟壓板整定