H-820系列微機線路保護測控裝置

技術及使用說明書

（Version 2.5） 

許繼集團股份有限公司

XJ GROUP CORPORATION CO.,LTD.

 H-822系列

微機線路保護測控裝置

應用范圍                              

       適用于66kV及以下電壓等級的線路和饋出線保護及測控。

裝置硬件                              

• 加強型單元機箱按抗強振動、強干擾設計,可分散安裝于開關柜上運行。
• 32位浮點DSP處理器，大容量的RAM和Flash Memory；數據處理、邏輯運算和信息存儲能力強，運行速度快，可靠性高。
• 位高精度AD，測量精度高。
•  
• 中文圖形液晶顯示，菜單式操作。

主要特點                              

•  
• 套保護定值，定值區切換安全方便。
• 方便與微機監控或保護管理機聯網通訊。
•  
• 為含兩段電流保護的綜合保護測控裝置。
• 為含三段電流電壓方向保護的綜合保護測控裝置。

我公司保留對本說明書進行修改的權利；

產品與說明書不符時，請參照實際產品說明。

2004.3 第四版印刷

1              裝置簡介                               1

            1.1               功能配置                                 1

1.2               主要特點                                 1

2              技術指標                               1

2.1               額定數據                                 1

2.2               裝置功耗                                 2

2.3               環境條件                                 2

2.4               抗干擾性能                               2

2.5               絕緣性能                                 3

2.6               機械性能                                 3

2.7               保護定值整定范圍和誤差                  3

2.8               延時整定范圍和誤差                      3

2.9               測量精度                                 3

3              裝置硬件                               4

3.1               機箱結構                                 4

3.2               主要插件                                 5

4              保護原理                       5

4.1               二段電流保護(H-821)                   5

4.2               三段電流電壓方向保護(H-822)            5

4.3               過流加速保護                            6

4.4               重合閘（檢同期、檢無壓可選）             6

4.5               低頻減載保護                             7

4.6               零序電流保護                             7

4.7               過負荷保護                               7

4.8               低電壓保護                               7

4.9               TV斷線告警                               7

4.10              控制回路異常告警                         7

4.11              裝置故障告警                             7

4.12              遙測、遙信、遙控及遙脈功能               8

4.13              錄波                                  8

4.14              GPS對時                              8

4.15              打印功能                               8

4.16              網絡通信                                8

5              保護信息說明                          8

5.1               定值整定信息                             8

5.2               壓板整定信息                             10

5.3               動作信息及說明                           11

6              裝置對外接線說明                   12

6.1               裝置接線端子                             12

6.2               裝置輔助電源                             12

6.3               交流電流輸入                             12

6.4               交流電壓輸入                             12

6.5               開入及開入電源                           12

6.6               *信號輸出                            12

6.7               位置觸點                                 12

6.8               跳合閘出口                              12

6.9               通信端子                                13

7              人機界面說明                         13

8              調試及異常處理                              16

8.1               調試說明                                16

8.2               程序檢查                                 16

8.3               開關量輸入檢查                           16

8.4               繼電器開出回路檢查                       16

8.5               模擬量輸入檢查                           17

8.6               相序檢查                                 17

8.7               整組試驗                                 17

8.8               異常處理                                 17

9              投運說明及注意事項                         17

          10             貯存及保修                                  18

          11             供應成套性                                  18

          12             訂貨須知                                    18

          13             附錄A：裝置背板端子圖                         19

          14             附錄B：系統接線示意圖          20

          15             附錄C：裝置操作回路原理圖            21

1. 裝置簡介

H-820系列微機線路保護測控裝置實現中低壓線路的保護和測控功能，主要用于66kV及以下各級電壓等級的線路及饋出線。

1. 功能配置:

1. 主要特點

1. 加強型單元機箱按抗強振動、強干擾設計,特別適應于惡劣環境,可分散安裝于開關柜上運行。
2. 集成電路全部采用工業品，使得裝置有很高的穩定性和可靠性。
3. 采用32位DSP作為保護CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；數據運算、邏輯處理和信息存儲能力強，可靠性高，運行速度快。
4. 采用16位A/D作為數據采集，數據采集每周24點，保護測量精度高。
5. 采用圖形液晶，全中文顯示菜單式人機交互；可實時顯示各種運行狀態及數據，信息詳細直觀，操作、調試方便。
6. 可獨立整定8套保護定值，定值區切換安全方便。
7. 大容量的信息記錄：可保存不小于100個zui近發生的歷史報告,可帶動作參數，掉電保持，便于事故分析。
8. 采用DL/T667-1999規約，設有RS-485通信接口；組網經濟、方便,可直接與微機監控或保護管理機聯網通訊。

1. 技術指標
   1. 額定數據

1. 額定直流電壓: 220V或110V (訂貨注明)
2. 額定交流數據：交流電壓          100/ V，100V
3. 交流電流            5A或1A(訂貨注明)

零序電流          1A

額定頻率          50Hz

1. 熱穩定性：

交流電壓回路：    *運行      1.2Un

交流電流回路：    *運行      2In

                  1s            60In

零序電流回路：    *運行      1A

                  1s            40A

1. 動穩定性：

半周波：         100In

1. 裝置功耗

1. 交流電壓回路：    每相不大于1VA；
2. 交流電流回路：    In=5A時每相不大于1VA；In=1A時每相不大于0.5VA；
3. 零序電流回路:     不大于0.5VA；
4. 保護電源回路：    正常工作時,不大于12W；保護動作時,不大于15W。
   1. 環境條件

1. 環境溫度：

工作： -25℃～+55℃。

儲存： -25℃～+70℃，相對濕度不大于80%，周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體的防雨、防雪的室內；在極限值下不施加激勵量，裝置不出現不可逆轉的變化，溫度恢復后，裝置應能正常工作。

1. 相對濕度：zui濕月的月平均zui大相對濕度為90％，同時該月的月平均zui低溫度為25℃且表面不凝露。zui高溫度為+40℃時，平均zui大濕度不超過50％。
2. 大氣壓力：80kPa～110kPa（相對海拔高度2km以下）。
   1. 抗干擾性能

1. 脈沖群干擾試驗：能承受GB/T14598.13－1998規定的頻率為1MHz及100kHz衰減振蕩波（*半波電壓幅值共模為2.5kV，差模為1kV）脈沖群干擾試驗。
2. 快速瞬變干擾試驗：能承受GB/T14598.10－1997第四章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗。
3. 輻射電磁場干擾試驗：能承受GB/T14598.9－1995第四章規定的嚴酷等級為Ⅲ級的輻射電磁場干擾試驗。
4. 靜電放電試驗：能承受GB/T14598.14-1998中4.1規定的嚴酷等級為Ⅲ級的靜電放電試驗。
5. 電磁發射試驗：能承受GB/T14598.16－2002中4.1規定的傳導發射限值及4.2規定的輻射發射限值的電磁發射試驗。
6. 工頻磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.8－1998第5章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的工頻磁場抗擾度試驗。
7. 脈沖磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.9－1998第5章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的脈沖磁場抗擾度試驗。
8. 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.10－1998第5章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。
9. 浪涌抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章規定的嚴酷等級為Ⅳ級浪涌抗擾度試驗。
10. 傳導騷擾的抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章規定的射頻場感應的傳導騷擾的抗擾度試驗。
11. 工頻抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章規定的工頻抗擾度試驗。
    1. 絕緣性能

1. 絕緣電阻：各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,用開路電壓為500V的測試儀器測試其絕緣電阻值不應小于100MΩ。
2. 介質強度：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地能承受50Hz、500V(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現象；其余各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現象。
3. 沖擊電壓：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地,能承受1kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗；其各帶電的導電端子分別對地,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受5kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗。
   1. 機械性能

1. 振動響應：裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1規定的嚴酷等級為I級振動響應檢驗。
2. 沖擊響應：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1規定的嚴酷等級為I級沖擊響應檢驗。
3. 振動耐久：裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2規定的嚴酷等級為I級振動耐久檢驗。
4. 沖擊耐久：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2規定的嚴酷等級為I級沖擊耐久檢驗。
5. 碰撞：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.3規定的嚴酷等級為I級碰撞檢驗。
   1. 保護定值整定范圍及誤差

1. 定值整定范圍

交流電壓：        4V～100V；

交流電流：        0.1In～20In；

零序電流：         0.02A～12A。

1. 定值誤差

電流：             < ±2.5%。

電壓：             < ±2.5%。

零序電流：0.02A～0.4A（含0.4A）范圍內不超過±0.01In，0.4A ～12A 范圍內不超過±2.5%。

1. 延時整定范圍及誤差

定時限：0s～2s(含2s)范圍內不超過40ms，2s～100s范圍內不超過整定值的±2％。

低頻減載延時在0s～3s(含3s)范圍內不超過60ms，3s～100s范圍內不超過整定值的±2％。

1. 測量精度

1. 各模擬量的測量誤差不超過額定值的±0.2%；
2. 功率測量誤差不超過額定值的±0.5%；
3. 開關量輸入電壓（220V），分辨率不大于2ms；
4. 脈沖量輸入電壓24V，脈沖寬度不小于10ms；
5. 有功、無功電度不超過±1%。

1. 裝置硬件
   1. 機箱結構

裝置采用整面板形式,面板上包括液晶顯示器、信號指示器、操作鍵盤、調試RS232通信口插頭等。采用加強型單元機箱，按抗強振動、強干擾設計；確保裝置安裝于條件惡劣的現場時仍具備高可靠性。不論組屏或分散安裝均不需加設交、直流輸入抗干擾模塊。

裝置的外形尺寸如圖3-1所示：

圖3-1 外形尺寸

裝置的安裝開孔尺寸如圖3-2所示：

圖3-2 安裝開孔尺寸

1. 主要插件

本保護裝置由以下插件構成：電源插件、出口插件、CPU插件、交流插件以及人機對話插件。

1. 電源插件

由電源模塊將外部提供的交、直流電源轉換為保護裝置工作所需電壓。本模塊輸出+5V、±15V和+24V。+5V電壓用于裝置數字器件工作，±15V電壓用于A/D采樣，24V電壓輸出裝置，用于裝置驅動繼電器使用。

電源插件還附加有備用出口繼電器(BYJ3)、 (BYJ4)、 (BYJ5)。

1. 出口插件

信號部分主要包括跳閘信號繼電器（TXJ）、重合閘信號繼電器（HXJ）、告警繼電器（GXJ）。

跳合閘部分主要包括啟動繼電器（QDJ）、閉鎖繼電器（BSJ）、跳閘繼電器（TJ）、遙跳繼電器（YTJ）、遙合繼電器（YHJ）、防跳繼電器（FTJ）、跳閘保持繼電器（TBJ）、合閘保持繼電器(HBJ)、壓力繼電器（TYJ）、合后繼電器（HHJ）。

還包括反映斷路器位置的跳閘位置繼電器（TWJ1、TWJ2）、合閘位置繼電器（HWJ）。

此外還有一個備用繼電器（BY1）及閉鎖備自投繼電器。

1. CPU插件

CPU插件由微處理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等構成。高性能的微處理器CPU為32位浮點處理器，主頻達40MHz；A/D數據輸入精度達16位。集成電路全部采用工業品，使得裝置有很高的穩定性和可靠性。

1. 交流插件

交流變換部分包括電流變換器TA和電壓變換器TV，用于將系統TA、TV的二次側電流、電壓信號轉換為弱電信號，供保護插件轉換，并起強弱電隔離作用。

本插件的6個TA分別變換IA、IB、IC、3I0、CIA、CIC 六個電流量，4個TV分別變換母線電壓UA、UB、UC、Ux(線路抽取電壓)。

1. 人機對話插件

人機對話插件安裝于裝置面板上，液晶采用中文菜單方式顯示（操作），主要功能為：鍵盤操作、液晶顯示、信號燈指示及串行口調試。

1. 保護原理
   1. 二段電流保護(H-821)

H-821裝置設二段電流保護，各段電流及時間定值可獨立整定，通過分別設置保護壓板控制這兩段保護的投退。

1. 三段電流電壓方向保護(H-822)

H-822裝置設三段電流電壓方向保護，每一段保護的電壓閉鎖元件及方向元件均可單獨投退，通過分別設置保護壓板控制這三段保護的投退。其中過流Ⅲ段可通過控制字YSFS選擇采用定時限還是反時限，（若為0，則過流Ⅲ段為定時限段，若為1～3，則過流Ⅲ段分別對應三種不同的反時限段），根據電工委員會(IEC255-4)和英國標準規范(BS142.1996)的規定，本裝置采下列三個標準反時限特性方程，分別對應延時方式的1～3。原理框圖如圖4-2。

反時限特性方程如下：

    一般反時限：                             (1)

    非常反時限：                                (2)

反時限：                               (3)

上式中， 為電流基準值，取過流Ⅲ段定值Idz3； 為時間常數，取過流Ⅲ段時間定值T3，范圍為0～1S。其中反時限特性可由控制字YSFS選擇（1為一般反時限，2為非常反時限，3為反時限）。

圖4-2三段電流電壓方向保護原理框圖

    關于母線TV斷線的說明：在母線TV斷線時，相應的電壓、方向元件退出(程序內置，沒有軟壓板)；如果母線TV斷線的相關保護設置為投入，則母線TV斷線時，電流保護邏輯只判電流大小；否則，相關保護設置退出時，則退出帶方向、電壓元件的保護段。

1. 過流加速保護

裝置設置了獨立的加速保護段，可通過控制字選擇合閘前加速或合閘后加速，合閘后加速保護包括手合于故障加速跳與自動重合于故障加速跳。

    裝置的手合加速回路不需由外部手動合閘把手的觸點來起動，此舉主要是考慮到目前許多變電站采用綜合自動化系統后，已取消了控制屏，在現場不再安裝手動操作把手，或僅安裝簡易的操作把手。

裝置設置了獨立的過流加速段電流定值及相應的時間定值，與傳統的保護相比，使保護的配置更加靈活。本保護在斷路器處于合位后開放3s。

1. 三相一次重合閘

裝置設有三相一次重合閘功能，通過設置重合閘壓板控制投退。重合閘當開關位于合位，且無外部閉鎖時充電，充電時間為15s。當開關由合位變為跳位時重合閘啟動。啟動后，若10秒內不滿足重合閘條件（含有流：超過0.04In）則放電。重合閘設有四種重合方式：0－無檢定；1－檢無壓，有壓轉檢同期；2－檢同期；3－檢無壓，有壓不重合。

1. 重合閘的啟動：由斷路器位置接點變位啟動。
2. 重合閘的閉鎖

    重合閘的閉鎖條件有：

①閉鎖重合閘；②低頻動作；③過負荷跳閘；④彈簧未儲能；⑤手跳（HHJ返回）；⑦遙控跳閘；⑧控制回路斷線；⑨線路電壓異常；⑩壓力異常。

1. 低頻減載保護

在斷路器處于合位時投入低頻減載保護。低頻減載設有電壓閉鎖、滑差閉鎖。當系統發生故障，頻率下降過快超過滑差閉鎖定值時瞬時閉鎖低頻減載保護。低頻減載保護動作同時閉鎖線路重合閘。

1. 零序電流保護

裝置設有一段零序電流保護，通過設置保護壓板控制投退。

在不接地或小電流接地系統中發生接地故障時，其接地故障點零序電流基本為電容電流，且幅值很小，用零序過流保護來檢測接地故障很難保證其選擇性。本裝置通過網絡互聯，與其他裝置信息共享，通過CBZ-8000綜合自動化系統采用網絡小電流接地選線的方法來獲得接地間隔，并通過網絡下達接地試跳命令來進一步確定接地間隔。

    在經小電阻接地系統中，接地零序電流相對較大，故采用直接跳閘方法，本裝置中設一段零序過流保護（可整定為報警或跳閘）。

    在某些不接地系統中，電纜出線較多，電容電流較大，也可采用零序電流保護直接跳閘方式。

1. 過負荷保護

裝置設有過負荷保護功能。過負荷可通過控制字定值選擇動作于跳閘或告警。投跳閘時，跳閘后閉鎖重合閘。投告警功能時，過負荷返回系數不小于0.97。

1. 低電壓保護

在系統故障時電壓降低，可配置低電壓保護來甩掉部分負荷。本保護在斷路器處于合位時投入，在母線TV斷線時閉鎖。

1. TV斷線告警
   1. 母線TV斷線告警

1. zui大線電壓與zui小線電壓差大于18V，且3U0大于8V,判為母線TV斷線；
2. 三個線電壓均小于18V，且任一相有流（> 0.04In）；
3. 3U0大于8V,且zui大線電壓小于18V；

控制字投入，滿足以上任一條件，5s后報母線TV斷線，并根據控制字(XGBH)選擇母線TV斷線后是否閉鎖帶電壓閉鎖的電流保護和低電壓保護。不滿足以上情況，且線電壓均大于80V，0.5s后母線TV斷線返回。母線TV斷線閉鎖重合閘。

1. 線路電壓異常告警

對于含檢無壓或檢同期要求的線路，裝置在斷路器處于合位或母線有流（> 0.04In）時，檢查在母線電壓大于80V情況下的線路抽取電壓，其幅值應大于無壓值(30V)，或與母線相應相別的電壓角度小于10°，否則5s后報線路電壓異常告警，同時閉鎖重合閘。待線路抽取電壓恢復正常時返回。

1. 控制回路異常告警

裝置采集斷路器的跳位和合位，當控制電源正常、斷路器位置輔助接點正常時，必有且只有一個跳位或合位，否則，經3s延時報控制回路異常告警信號，同時重合閘放電，但不閉鎖保護。

1. 裝置故障告警