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、控制及通信監視功能，為變電站、發電廠、高低壓配電及廠用電系統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及廠用電系統的安全穩定運行。可以和其它保護、自動化設備一起,通過通信接口組成自動化系統。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標準通信規約和IEC60870-5-103通信規約

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，數據掉電不丟失

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

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程》

GB 50062-92    《電力裝置的繼電保護和自動化裝置設計規范》

DL/T 527-2002  《靜態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

CPU系統由微處理器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模件具有數據處理及記錄能力，可以實現各種復雜的故障處理方案和記錄大量的故障數據，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，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總線網絡芯片，RS485網為本裝置接入系統的主要通信接口。

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：外部電流經隔離互感器隔離變換后，由低通濾波器輸入至模數變換器，CPU經采樣數字處理后，構成各種數字式保護繼電器，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

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

2） 額定技術數據

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） 精確工作范圍：

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

數目： 2種

電氣特性： RS485

傳輸方式： 異步

通信協議：   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 環境參數

2.2.1 電氣環境

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 自然環境

工作溫度：-10℃～+70℃

存儲溫度：-25～+85℃

濕度：5～95%RH

2.2.3 機械環境

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t_P為相間反時限保護時間常數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(HWJ=1)，無重合閘閉鎖信號，經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，為維持系統穩定，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，則不發信也不跳閘。

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

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

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

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

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，裝置經延時動作于跳閘。

⑴ 設定頻率定值<實際頻率值。

⑵ 經過設定的時間延時動作跳閘。

2.14 高頻保護

滿足動作條件，裝置經延時動作于跳閘。

⑴ 設定頻率定值<實際頻率值。

⑵ 經過設定的時間延時動作跳閘。

2.15 系統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為單純的過流保護。

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）