sd8033中压侧监控保护装置说明书完整版.docx
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sd8033中压侧监控保护装置说明书完整版
目录
1.概述4
1.1应用范围4
1.2保护配置表4
1.3型号及含义4
1.4使用环境4
1.5装置特点4
2技术参数5
2.1机械及环境参数5
2.2额定电气参数6
2.3主要技术指标6
2.3.1两段式电流保护6
2.3.2频率误差6
2.3.3时间定值误差6
2.3.4整组动作时间6
2.3.5数字化整定级差6
2.3.6电流保护返回系数6
2.3.7测量精度6
2.3.8接点容量7
2.3.9开关量输入7
2.3.10通信接口7
2.4绝缘性能7
2.4.1绝缘电阻7
2.4.2介质强度7
2.4.3冲击电压8
2.4.4耐湿热性能8
2.5电磁兼容性能8
2.5.1静电放电抗干扰度8
2.5.2射频电磁场辐射抗干扰度8
2.5.3电快速瞬变脉冲群抗干扰度8
2.5.4浪涌(冲击)抗干扰度8
2.5.5射频场感应的传导骚扰度8
2.5.6工频磁场抗扰度8
2.5.7脉冲磁场抗扰度8
2.5.8阻尼震荡磁场抗扰度8
2.5.9振荡波抗扰度9
2.5.10辐射发射限值试验9
2.6机械性能9
2.6.1振动9
2.6.2冲击9
2.6.3碰撞9
2.7装置重量9
3装置硬件9
3.1机箱结构9
3.2交流插件9
3.3CPU插件10
3.4.电源插件10
3.5.操作箱及辅助操作箱插件11
3.6.人机对话(MMI)插件11
4.保护原理11
4.1复合电压闭锁(方向)过电流保护11
4.2接地告警13
4.3过负荷告警13
4.4PT断线告警13
4.5故障录波功能13
5使用说明13
5.1定值整定13
5.1.1定值清单13
5.1.2定值整定说明15
5.2人机对话15
5.2.1按键说明15
5.2.2菜单操作15
5.2.3功能简介16
5.3操作说明16
5.3.1正常显示画面16
5.3.2主菜单16
5.3.3参数17
5.3.4定值查询17
5.3.5定值修改17
5.3.6开入17
5.3.7事件18
5.3.8实时18
5.3.9开出18
5.3.10采样19
5.3.11版本19
5.3.12复归19
6结构和安装19
6.1装置的面板布置19
6.2装置接线端子20
6.3装置内部插件位置20
7用户安装调试说明20
7.1通电前检查20
7.2装置通电检查20
7.2.1整机通电检查21
7.2.2开入量检查21
7.2.3定值输入21
7.3模拟短路试验21
7.3.1试验目的及项目21
7.3.2试验方法21
7.4耐压试验22
8运行维护22
8.1装置的投运22
8.2装置的运行22
8.3保护动作信号及报告22
8.4其它注意事项22
9订货须知22
10附录23
10.1附图23
1.概述
1.1应用范围
SD-8033型变压器中压侧保护装置(以下简称装置),适用于110kV及以下电压等级的三圈变压器中压侧后备保护。
1.2保护配置表
功能
SD-8033
三侧复合电压闭锁(方向)过电流保护
√
零序过压保护
√
过负荷告警
√
PT断线告警
√
遥控功能
√
遥信
√
电度
计算电度
√
计量
脉冲计量
√
操作箱
√
1.3型号及含义
SD8033
三卷变
变压器中压侧保护
110kV变电站综合自动化系统
变电站综合自动化产品
河南思达高科技股份有限公司
1.4使用环境
a)环境温度:
-15~+55℃,24小时内平均温度不超过+35℃;
(-40~+70℃,可由用户指定选择)
b)贮存温度:
-25~+70℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可
逆变化,温度恢复后,装置应能正常工作;
c)相对湿度:
不超过85%;
d)大气压力:
80~110kPa;
e)工作位置:
偏离基准位置不超过5°;
f)使用地点不允许有爆炸危险的介质,周围介质中不应含有腐蚀金属和破
坏绝缘的气体及导电介质,不允许充满水蒸汽及有较严重的霉菌存在;
g)使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施。
1.5装置特点
●完备的保护功能配置
a)反映相间故障的两段式相间电流保护;
b)各段可独立整定成带或不带方向,各段电流元件可分别设置成带或不带复合电压闭锁;
c)反映不接地系统接地故障的零序电压告警功能;
d)过负荷告警功能;
●一体化的设计
a)兼有遥测,遥控,遥信功能;
b)对装设专用电度表的用户,提供累计脉冲电度的接入端;
c)装置自带操作回路,不需附加其它设备即可直接跳合开关;
d)真正的防尘,抗振动设计,适合安装于开关柜等环境条件较为恶劣
的现场运行;
e)测量模块精度包括电度计量在内的各种测量及计量精度可达0.5级;
●人性化设计
a)产品采用全汉化液晶显示,人机界面清晰易懂;
b)实时显示及传送各种运行状态及数据,便于当地及远方巡检;
●高可靠性
a)产品具有优异的抗干扰性能,顺利通过IEC60255-22-4标准规定的IV级(4kV±10%)快速瞬变干扰试验,IEC60255-22-2标准规定的IV级(空间放电15kV,接触放电8kV)静电放电试验;
b)组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件;
c)电路板采用多层表面贴装技术,减少了电路体积,减少发热,提高了装置可靠性;
d)装置采用整体面板、全封闭机箱,强弱电严格分开,取消传统背板配线方式,同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施,装置的抗干扰能力大大提高,对外的电磁辐射也满足相关标准;
●硬件免调试概念
a)在采样回路中,选用高精度,高稳定的器件,保证正常运行的高精度,避免
因环境改变或长期运行而造成采样误差增大;
b)产品中无可调节元件,无需在现场调整采样精度,大大提高运行稳定性;
2技术参数
2.1机械及环境参数
机箱结构尺寸:
268.5mm×177mm×211mm,嵌入式安装;
正常工作温度:
-15℃~+55℃,24小时内平均温度不超过35℃.
贮存及运输温度:
-25℃~+70℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可
逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作.
相对湿度:
最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度
为25℃,且表面无凝露最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不
超过50%.
大气压力:
(86~106)kPa,相对海拔高度2km以下;
2.2额定电气参数
直流电源:
220V,110V允许偏差:
+15%,-20%(订货时说明)
交流电压:
V,100V
交流电流:
5A,1A(订货时说明)
频率:
50Hz
过载能力:
电流回路:
2倍额定电流,连续工作
10倍额定电流,允许10S
40倍额定电流,允许1S
电压回路:
1.2倍额定电压,连续工作
功率消耗:
交流电流:
<1VA/相(In=5A)
<0.5VA/相(In=1A)
交流电压:
<0.5VA/相
直流:
正常时<25W
跳闸时<30W
2.3主要技术指标
2.3.1两段式电流保护
a)电流定值:
0.2In~10In;
b)复合电压启动:
2~100V(线电压);
c)定值误差:
不超过±5%。
2.3.2频率误差
频率:
不超过±0.02Hz。
2.3.3时间定值误差
定值<2s时,不超过±50ms;
2s时,不超过±5%。
2.3.4整组动作时间
时间整定为0时,2倍电流定值,动作时间不大于30ms。
2.3.5数字化整定级差
所有保护整定值均可以连续数字化整定,级差可以达到0.01单位。
2.3.6电流保护返回系数
不小于0.95。
2.3.7测量精度
电流:
0.5级;
电压:
0.5级;
有功:
1.0级;
无功:
1.0级;
SOE分辨率:
2ms。
2.3.8接点容量
信号回路接点载流容量400VA
2.3.9开关量输入
SD-8033可完成14路遥信和2路脉冲电度的采集,装置本身遥信有合位、
跳位、控制回路断线等信号.
2.3.10通信接口
一个RS-485通信接口(可选光纤或双绞线接口),通信规约可选择为电力行业标准DL/T634-1999(idtIEC60870-5-101)规约或内部规约,通信速率可整定;一个用于调试的RS-232接口(前面板)。
2.4绝缘性能
2.4.1绝缘电阻
装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间
用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值,正常试验大气条件下,各等级的
各回路绝缘电阻不小于100MΩ。
装置绝缘电阻
试验部位
绝缘电阻>100兆欧
交流电压回路对地
用开路电压500V摇表测
交流电流回路对地
直流电源回路对地
用开路电压500V摇表测
开入回路对地
开出接点对地
2.4.2介质强度
在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz,电压2000V历时1分
钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。
试验过程中任一被试回路施加
电压时其余回路等电位互联接地。
装置工频耐压试验
试验部位
耐压水平(工频,一分钟)
交流电压回路对地
2000V
交流电流回路对地
2000V
直流电源回路对地
2000V
交流回路和直流回路之间
2000V
开入回路对地
2000V
开出接点对地
2000V
2.4.3冲击电压
在正常试验大气条件下,装置的电源输入回路,交流输入回路,输出触点回
路对地能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击电压试验,开路试验电压5kV。
装置标准雷电波冲击试验
试验部位
冲击电压
交流电压回路对地
5000V
交流电流回路对地
5000V
直流电源回路对地
5000V
开入回路对地
5000V
开出接点对地
5000V
2.4.4耐湿热性能
装置能承受GB/T7261第20章规定的湿热试验。
最高试验温度+40℃,最
大湿度95%,试验时间为48小时,每一周期历时24小时的交变湿热试验,在
试验结束前2小时内根据2.3.1的要求,测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间,电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ,介质耐压
强度不低于2.4.2规定的介质强度试验电压幅值的75%
2.5电磁兼容性能
2.5.1静电放电抗干扰度
通过GB/T17626.21998标准静电放电抗干扰4级试验。
2.5.2射频电磁场辐射抗干扰度
通过GB/T17626.31998标准射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。
2.5.3电快速瞬变脉冲群抗干扰度
通过GB/T17626.41998标准电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。
2.5.4浪涌(冲击)抗干扰度
通过GB/T17626.51999标准浪涌冲击抗扰度3级试验。
2.5.5射频场感应的传导骚扰度
通过GB/T17626.61998标准射频场感应的传导骚扰度3级试验。
2.5.6工频磁场抗扰度
通过GB/T17626.81998标准工频磁场抗扰度5级试验。
2.5.7脉冲磁场抗扰度
通过GB/T17626.91998标准脉冲磁场抗扰度5级试验。
2.5.8阻尼震荡磁场抗扰度
通过GB/T17626.101998标准阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。
2.5.9振荡波抗扰度
通过GB/T17626.121998标准振荡波抗扰度4级试验。
2.5.10辐射发射限值试验
通过GB92541998标准辐射发射限值A类试验。
2.6机械性能
2.6.1振动
装置能承受GB/T7261中16.2规定的严酷等级为I级的振动响应试验。
2.6.2冲击
装置能承受GB/T7261中17.4规定的严酷等级为I级的冲击响应试验。
2.6.3碰撞
装置能承受GB/T7261第18章规定的严酷等级为I级的碰撞试验。
2.7装置重量
装置的总重量不大于10kg。
3装置硬件
本装置在总体设计及各模块设计上均充分考虑了可靠性的要求,在程序执行,信号指示,通信等方面均给予了详尽的考虑。
经试验在本装置上实施4kV瞬变干扰脉冲,在装置任何部位实施15kV空间静电放电干扰或8kV接触静电放电干扰,本装置未出现CPU复位,未出现异常信号,保护不拒动,不误动。
由于本装置在抗干扰能力上有充分的考虑,故本装置组屏或安装于开关柜上
时不需安装另外的交直流输入抗干扰模件。
3.1机箱结构
机箱外形尺寸及开孔尺寸参见说明书后的附图
装置采用整面板形式,前母板,后插式结构,后部接线方式;
装置采用整面板形式,面板上包括汉化液晶显示器,信号指示灯,操作键盘等。
本装置的机箱采用全封闭,防尘,抗振动的设计,确保装置安装于条件恶劣的
现场时仍具备高可靠性。
3.2交流插件
交流插件包括电压输入和电流输入两个部分,不同型号的装置其电压和电流
输入元件的数目不同。
电压输入元件由电压变换器构成,其输入为交流100V时输出为交流4.7V左右,线性范围为0.4V-150V。
电流输入元件由电流变换器和并联电阻构成,有四种规格:
a)In=5A:
电流输入为10In时的输出为7.07V,线性范围为0.04In-10In,
是保护级CT;
b)In=5A:
电流输入为1.2In时的输出为7.07V,线性范围0.005In-1.2In,
是测量级CT;
交流插件的原理参见说明书后的附图。
3.3CPU插件
CPU插件主要由以下几部分构成:
a)CPU系统
CPU系统由微处理器CPU,RAM,ROM等构成,高性能的微处理器CPU,
大容量的ROM,,RAM,使得该CPU模件具有较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及录波报告,保护定值等运行配置信息.
b)数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成:
本装置采用的数据采集系统由高可靠性,高精度的A/D转换器及滤波回路
组成,最新技术的A/D转换芯片内部包含了采样保持及同步电路,具有转换速度
快采样偏差小,超小功耗及稳定性好等特点,本装置的采样回路无可调整元件,也
不需要在现场作调整,具备高度的可靠性,可有最大16路模拟输入通道.
c)开关量输入及输出部分
本装置CPU插件内共设置了16路开入量,所有开入量均采用DC220V引入
继电器及光藕进行二级隔离的方式,保证了遥信的准确性;
开出共8路,主要用于一类是用于驱动出口跳闸继电器和遥控断路器使用;所
有开出均采用双光藕编码控出的方式,具备高度的可靠性,堵绝了误出口的可能
性.
d)通信部分
本装置上设有高速串行485接口,该接口采用光藕隔离的方式,用于和通讯
管理机通讯;
本装置还配置了一个标准RS232接口,用于与人机对话插件MMI通信,还可
以用于连接PC机,可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试;
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.
CPU插件的原理可参见附图.
3.4.电源插件
本插件为直流逆变电源插件,采用直流220V或110V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的五组直流电压,即5V,24V
(1),24V
(2),12V,其中五组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连.
a)+5V:
为CPU及其外围芯片提供工作电源;
b)12V:
为模拟输入回路运放提供工作电源;
c)+24V1:
为开出,开入回路提供电源;
d)+24V2:
为备用电源,可用做主变测温电源,变压器分接头档位监视电源;
为增强电源插件的抗干扰能力,本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器;
电源插件电原理图见附图.
3.5.操作箱及辅助操作箱插件
本插件内包括逻辑继电器及信号继电器两类
逻辑继电器由CPU插件直接驱动做为出口执行回路;信号继电器用于开入量的转接;
操作箱内包括完整的断路器操作回路,具有防跳,合闸保持,跳闸保持,压力闭锁跳合闸,外部跳合闸接点引入,位置监视,重合闸充放电等回路,对于每一分路,均只有一个继电器完成,大大提高操作的可靠性;
断路器操作回路中跳合闸直流电流保持回路,可根据现场断路器跳合闸电
流大小选择相应的并联电阻。
辅助操作箱主要完成其他开入量的状态转接及空接点控出功能,其中,空
接点可灵活的跳接为保持型输出或不带保持型输出方式;
对于所有引入CPU插件的开入量,均加装浪涌抑制器件和高频抑制器件,
3.6.人机对话(MMI)插件
人机对话MMI插件的核心为一总线不出芯片的单片机,其主要功能是显示
保护CPU输出的信息,扫描面板上的键盘状态,并实时传送给保护CPU。
故对
保护CPU而言,人机对话插件相当于是它的一个外设,保护CPU与MMI之间通过RS232标准接口进行通信,其通信速率为9600bps,且具有高度的可靠性.采
用此种配置方式,既避免了保护CPU的总线外引,提高了保护装置的可靠性.又几乎不增加产品成本,提升了装置的性能价格比.
本插件上的显示窗口采用每屏四行,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,使得人机对话操作方便简单.同时考虑到低压保护运行的特点,在本插件上还配置了丰富的灯光指示信息,使本装置的运行信息更为直
观.本装置人机界面及面板简易操作回路的设置,将大大丰富现场运行方式的选择.
4.保护原理
4.1复合电压闭锁(方向)过电流保护
SD-8033设两段复合电压闭锁(方向)过电流保护,用于变压器相间故障的保护,是本装置中的主要保护元件之一,它由在软件中设置的软压板来投退复合电压、方向。
各段可独立通过控制字选择经复合电压闭锁、经方向元件闭锁。
保护动作判据
U2>U2set或U1<U1set
Im>Iset
t>tset
式中:
U2为负序电压U2set为负序电压整定值
U1为正序电压U1set为正序电压整定值
Im为三相电流中的最大值,Iset为过流整定值。
方向元件采用90接线,按相启动方式,各相电流元件仅受表4-1中所示相应相别的方向元件控制,以防止采用非故障相方向元件引起保护误动作。
灵敏角为-0~-90可选。
表4-1
方向元件
I
U
A
IA
UBC
B
IB
UCA
C
IC
UAB
对A相方向元件(IA,UBC),功率方向元件动作特性如图4.1所示:
图4.1A相功率方向元件的动作特性
其中,以IA为参考向量,UBC相对IA转动,当UBC位于阴影区,方向元件动作;
复合电压闭锁(方向)过流保护的复合电压由低电压(三个线电压)和负序电压U2构成。
为满足灵敏度的要求也可选择其它侧复合电压元件(其它侧复合电压直接引入采样)。
4.2接地告警
本装置针对变压器中性点不接地系统接地故障特点,配置了接地告警。
零序电压采用开口三角形的零序电压,动作后发运行异常信号
4.3过负荷告警
SD-8033配置了过负荷告警,为变压器不正常运行方式提供辅助保护。
4.4PT断线告警
PT断线判据如下:
a)负序电压大于定值;
满足上述条件延时5s报PT断线,发运行异常信号(面板预告灯亮)。
4.5故障录波功能
本装置具备故障录波功能,可记录的模拟量为Ia,Ib,Ic,Ua,Ub,
Uc;
当录波条件满足时,将保留启动前4个周波的数据,且继续采样并存放
53个周波的数据。
5使用说明
5.1定值整定
5.1.1定值清单
序号
定值名称
范围
单位
备注
0
MVI1过流Ⅰ段定值
0.2~50
A
2
MVI2过流Ⅱ段定值
0.2~50
A
4
MVIGFH过负荷元件定值
0.2~50
A
6
MVU2H高压侧负序电压定值
0.2~150
V
8
MVULH高压侧低电压定值
0.2~150
V
10
MVU2M中压侧负序电压定值
0.2~150
V
12
MVUML中压侧低电压定值
0.2~150
V
14
MVU2L低压侧负序电压定值
0.2~150
V
16
MVULL低压侧低电压定值
0.2~150
V
18
MVU0不接地时零序电压定值
0.2~150
V
20
MVTI11过流I段I时限
0.1~20.00
S
22
MVTI12过流I段II时限
0.1~20.00
S
24
MVTI21过流II段I时限
0.1~20.00
S
26
MVTI22过流II段II时限
0.1~20.00
S
28
MVTIFH过负荷时间定值
0.1~20.00
S
30
MVTU0零序过压时间定值
0.1~20.00
S
32
MKW1控制字Ⅰ
0~FF
控制字
33
MKW1H控制字Ⅰ高位
0~FF
控制字
34
MKW2控制字Ⅱ
0~FF
控制字
35
MKW2H控制字Ⅱ高位
0~FF
控制字
36
MKW3控制字Ⅲ
0~FF
控制字
37
MKW3H控制字Ⅲ高位
0~FF
控制字
38
MKW4控制字Ⅳ
0~FF
控制字
39
MKW4H控制字Ⅳ高位
0~FF
控制字
40
VPTBL:
PT变比
42
VCTBL:
CT变比
KW1控制字各位定义如下:
D0
外部启动录波
D8
高压侧复合电压闭锁过流I段
D1
断路器分启动录波
D9
高压侧复合电压闭锁过流II段
D2
断路器合启动录波
D10
中压侧复合电压闭锁过流I段
D3
D11
中压侧复合电压闭锁过流II段
D4
过流保护启动录波
D12
低压侧复合电压闭锁过流I段
D5
D13
低压侧复合电压闭锁过流II段
D6
D14
过流I段带方向
D7
复合电压启动录波
D15
过流II段带方向
KW2控制字各位定义如下:
D0
D8
过流I段I时限不跳闸
D1
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