南京国辰GCS2322系列数字式低压保护测控装置说明书V20.docx
- 文档编号:20127701
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南京国辰GCS2322系列数字式低压保护测控装置说明书V20.docx
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南京国辰GCS2322系列数字式低压保护测控装置说明书V20
GCS2322数字式低压保护测控装置
说明书
版本号:
2.0
南京国辰电气控制有限公司
一概述
GCS2322数字式低压保护测控装置是在多年实践应用和运行经验的基础上,采用32位高速DSP数字处理技术,为各系列矿用隔爆型低压配电柜研制推出的新一代专门设计的集保护、测控、通信一体化装置,广泛适用于电力、煤矿、水利、石油、化工等行业3300V及以下电压等级的含有爆炸性气体(甲烷)和煤尘、粉尘等特殊环境,是实现煤矿井下电力自动化控制的终端设备,具有CAN及RS485双通信接口,以实现供电系统的各种保护功能及自动化控制功能。
开放的通信平台,方便与各种通信分站连网,可以真正的实现煤矿井下电力自动化控制要求。
装置能与380V、660V、1140V、3300V额定电压等级,额定电流可至1000A的各种型号的馈电开关配套使用,可替代传统各型模拟保护器和微电脑保护器,也可用于老开关的更新、改造。
二技术参数
2.1额定参数
2.1.1工作电源
额定电压:
交流100V、50Hz,来自电压变压器的输出电压供电。
该装置在交流电压70V~150V范围内变化时能正常工作。
2.1.2额定交流数据
a)交流电压:
380V、660V、1140V、3300V
b)交流电流:
<1000A
c)额定频率:
50Hz
2.1.3功率消耗
a)直流回路:
正常工作时不大于20W,装置动作时不大于25W。
b)交流电压回路:
每相不大于0.5VA
c)交流电流回路:
每相不大于1.0VA;
2.2主要技术性能
2.2.1采样回路精确工作范围及误差见表1
表1采样回路精确工作范围及误差
电量
保护回路
测量范围
额定误差
三相电压
0V-1500V
±5%
三相电流
5A-8000A
±5%
零序电压
0V-50V
±5%
零序电流
0mA-100mA
±5mA
测量回路的基准值为额定值时的误差为额定误差。
2.2.2过载能力
交流电流回路:
2倍额定电流,连续工作;
10倍额定电流,允许10秒;
交流电压回路:
1.2倍的额定电压,连续工作。
2.2.3接点容量
出口触点容量:
5A/250VAC5A/30VDC
2.2.4各类元件定值误差
电流元件定值误差:
<±5%
电压元件定值误差:
<±5%
时间元件:
<±50ms
方向元件角度误差:
<±5度
2.2.5整组动作时间(包括继电器固有时间)
速动段的固有动作时间:
1.2倍整定值时,误差不大于50ms
2.3绝缘性能
2.3.1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20M。
2.3.2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。
2.3.3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、输出触点回路对地以及回路之间能承受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。
2.3.4耐湿热性能
装置应能承受GB/T2423.9规定的恒定湿热试验。
试验温度40℃±2℃、相对湿度93%±3%、试验时间为48h,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,绝缘电阻不小于1.5M。
介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。
2.4抗电磁干扰性能
2.4.1脉冲干扰
装置能承受GB/T14598.13-1998规定的干扰试验。
试验电压频率为100kHz和1MHz,试验电压为共模2500V、差模1000V的衰减振荡波。
试验时给被试装置预先施加电源。
按GB/T14598.13第3.1.1的表所列临界条件叠加干扰试验电压装置不误动不拒动。
2.4.2快速瞬变干扰
装置能承受GB/T14598.10-1996标准规定的IV级4kV快速瞬变干扰试验。
2.4.3静电放电
装置能承受GB/T14598.14-1998标准规定的IV级空间放电15kV、接触放电8kV静电放电试验。
2.4.4辐射电磁场干扰
装置应能承受GB/T14598.9-1995标准规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰试验。
2.4.5浪涌
通过GB/T17626.51999标准规定的浪涌冲击抗扰度III级干扰试验(共模2000V、差模1000V)。
2.5机械性能
2.5.1振动
装置能承受GB/T7261-2000《继电器及装置基本试验方法》中16.2.3规定的严酷等级为1级的振动响应试验;装置能承受GB/T7261-2000中16.2.3规定的严酷等级为1级的振动耐久试验。
2.5.2冲击
装置能承受GB/T7261-2000中17.4.1.1规定的严酷等级为1级的冲击响应试验;装置能承受GB/T7261-2000中17.5.1规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验。
2.5.3碰撞
装置能承受GB/T7261-2000中18.4规定的严酷等级为1级的冲击碰撞试验。
2.5.4环境条件
a)环境温度
工作温度:
-25℃--+55℃
贮存温度:
-40℃--+85℃
b)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%
c)大气压力:
66kPa-110kPa。
三装置功能
保护功能
监控功能
其他功能
通信功能
短路保护
过载保护
三相不平衡保护
断相保护
漏电保护
漏电闭锁
选择性漏电保护
低电压保护
过电压保护
瓦斯保护
风电闭锁
遥测:
三相电流、三相电压、系统电压、零序电压、零序电流、有功、功率因数、漏电电阻、瓦斯浓度、温度等。
遥信:
开关位置、远控闭锁、瓦斯、风电闭锁等。
遥脉:
计算电度、电表电度等。
遥控:
本馈电开关遥控合闸和分闸。
与主站对时
远方修改保护定值
保护事件存储
开关量事件存储
SOE事件存储
电度量存储
远方信号复归
现场模拟试验功能
CAN:
1路
RS485:
1路
四装置硬件
装置的硬件部分采用模块化设计,主要有保护CPU模块、人机对话模块、开入开出模块、电源模块四部分组成,各模块之间连接可靠,性能稳定,根据各厂家馈电开关的不同,人机对话模块可分开安装,也可一体安装,使用非常灵活,方便与不同的低压馈电开关配套。
4.1保护CPU模块
保护CPU模块采用32位DSP+CPLD核心高速数据处理器。
可以实现每秒80兆次浮点运算,64Kx16位片内RAM存贮器;64Kx16位EPROM存贮器,存贮固化程序,1024x8位存储定值安全可靠。
保护CPU模块采用的数据采集部分由高可靠性的高精度的A/D转换器及硬件加软件数字滤波回路组成。
A/D转换芯片具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点。
本装置的采样回路可通过软件调节采样精度具备高度的可靠性。
保护CPU模块采用了多层印制板及表面封装工艺,外观小巧、结构紧凑、大大提高装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
4.2人机对话模块
显示模块是基于CPU开发的人机界面,它可以提供128X64的宽温液晶(液晶的背光节电设计),中文汉化显示,通俗易懂,支持6个LED位置显示灯分别显示当前运行状态。
可与主机一体装配,也可独立分开装配,显示模件可用于设备的人机交互,完成键盘处理、液晶显示等功能。
插件上的显示窗口采用3行×16汉字的液晶显示器,人机界面清晰易懂,同时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。
RS485通信接口采用屏蔽双绞线。
人机对话模块与保护CPU模块之间的通信连接件采用专用接插件,使装置运行更加可靠。
4.3开入开出模块
开入部分包括电压、电流输入和开关量输入两个部分。
开出部分包括分励脱扣的保护动作出口、用于失压脱扣的出口、用于遥控跳闸的跳闸控制出口、用于遥控合闸的合闸控制出口、用于模拟试验的试验出口以及信号出口等。
4.4电源模块
装置供电由电压变压器供电,根据需要,电源模块可采用带有失压延时功能的高可靠性开关电源,具有失压延时功能。
在电网失电时,开关电源的电压输出的延时时间大于3秒,保证保护装置在短时失电时能正常工作,并启动失压保护和记录电网失电的故障信息。
本开关电源模块有效的解决了以往因交流供电而当电网失电保护即不能正常工作的缺点!
五.保护原理及整定说明
5.1短路保护
5.1.1保护原理
对开关负载侧任一相出现的短路故障,本装置设置短路保护,当出现短路故障时瞬时跳闸。
短路保护原理可选择鉴幅或相敏保护原理。
5.1.2定值单及整定说明
1.短路保护的定值单如下:
定值
定值范围
步长
短路保护投退
投/退
/
保护原理
鉴幅/相敏
/
短路倍数定值
1-8倍
1倍
短路保护延时
0.00s-99.99s
0.01S
2.整定说明
短路电流的整定值一般设为线路额定电流的5-8倍,时间整定为0秒。
鉴幅式:
某相电流幅值超过短路电流(额定电流×短路倍数)时动作。
相敏式:
当任意两相电流幅值超过短路电流且功率因数≥0.82时动作,
如果有任何一相电流超过10倍额定电流,那么直接跳短路故障,以检测
近端短路。
5.2过载反时限保护
5.2.1保护原理
过载动作时间采用反时限实时计算,具有热记忆特性,动作时间表如下:
过载保护在1.2倍额定电流时启动,反时限特性公式如下:
式中:
k=负荷电流/额定电流,tp为过载常数。
Kx为过载系数。
过载保护利用热积累实现断续过载情况下的过载保护,当负荷电流小于额定
电流时,热积累能量开始散热。
5.2.2定值单及整定说明
1.过载保护的定值单如下:
定值
定值范围
步长
过载保护
投/退
/
过载电流
1-9999A
1A
2.整定说明
过载保护具有能量累积释放功能,过载电流一般按照线路实际的额定电流整定,过载保护在1.2倍过载电流时启动,根据过载动作时间表进行动作,闭锁90S后自动复位。
5.3三相不平衡保护
5.3.1保护原理
三相不平衡保护元件是在其中一相电流大于30A以上时才投入判别,不平衡判别系数为最大相电流减最小相电流再除以最大相电流后所得。
5.3.2定值单及整定说明
1.三相不平衡保护的定值单如下:
定值
定值范围
步长
不平衡保护投退
退/告警/跳闸
/
不平衡系数
30%--100%
1%
保护延时
0s-240s
1S
5.4低电压保护
5.4.1原理概述
装置包含一段低电压保护,当线电压小于低电压保护定值时,低电压保护经整定延时跳闸。
低电压保护在合位时投入。
5.4.2定值单及整定说明
1.低电压保护的定值单如下:
定值
定值范围
步长
低电压保护投退
退/告警/跳闸
/
低电压定值
50%-99%
1%
低电压保护时限
0s-240s
1s
2.整定说明
低电压定值一般整定为额定电压的70%。
5.5过电压保护
5.5.1原理概述
装置包含一段过电压保护,当任一线电压或系统电压大于过电压保护定值时,过电压保护经整定延时跳闸。
5.5.2定值单及整定说明
1.过电压保护的定值单如下:
定值
定值范围
步长
过电压保护投退
投/退
/
过电压定值
100%-130%
1%
过电压时限
0s-240s
1s
2.整定说明
过电压定值一般整定为额定电压的120%。
5.6漏电闭锁保护
5.6.1原理概述
开关合闸前对供电线路对地绝缘情况进行检测。
当绝缘电阻低于下表的阻值时闭锁合闸。
当主电路绝缘阻值上升到闭锁值1.5倍时,自动解除漏电闭锁。
电压等级
380V
660V
1140V
闭锁阻值
7kΩ+20%
22kΩ+20%
40kΩ+20%
5.6.2定值单及整定说明
定值
定值范围
步长
漏电闭锁保护投退
投/退
/
漏电闭锁电阻定值
0.0-200.0KΩ
0.1KΩ
5.7选择性漏电保护(分开关)
5.7.1原理概述
动作电阻值如下:
(1140V等级,1K的漏电动作时间≤30mS)
电压等级
380V
660V
1140V
动作阻值
3~7kΩ
5~13kΩ
5~13kΩ
5.7.2定值单及整定说明
1.漏电保护的定值单如下:
定值
定值范围
步长
选漏保护投退
退/告警/跳闸
/
零序电压启动值
0.1V—99.9V
0.1V
零序电流启动值
0.000-100.0mA
0.1mA
零序功率方向投退
投/退
/
选漏动作时限
0.00s-99.99s
0.01S
选漏保护跳闸投退
告警/跳闸
/
2.整定说明
U0、I0的整定值建议如下:
电压等级
380V
660V
1140V
零序电压Uo
2V
3V
4V
零序电流Io
10mA
15mA
20mA
“选漏保护”建议动作时间设置为30mS。
若遇到“选择性漏电保护”动作不正常,且检查外部选漏连接线路(如零序互感器、零序电压变压器及方向、漏电试验电阻等)都没有问题的情况下,可适当调节U0、I0的值来满足动作要求。
调节原则为:
1.若选漏动作电阻值偏大,I0、U0门槛值均应提高;反之,可以稍降低;而且,调整时应以调节I0门槛值为主;
2.当用户使用环境潮湿、电缆长度偏长,即电网电容偏大的情况下,应降低U0门槛值,可以稍提高I0门槛值;反之,应提高U0门槛值,可以稍降低I0门槛值;
3.若在大电机起动时,保护装置受干扰易误动,应稍提高U0门槛值,而I0基本不变;
4.总之,提高U0、I0门槛值,使本支路保护装置更难动作;降低U0、I0门槛值,使本支路保护装置更易动作。
依据上述原则,合理调节U0、I0门槛值已经能够有效防止电机启动时选漏误动作情况。
5.8漏电保护(总开关)
5.8.1原理概述
动作电阻值如下:
(1140V等级1K电阻接地时,漏电动作时间≤50mS)检测原理为附加直流法。
电压等级
380V
660V
1140V
动作阻值
3.5kΩ
11kΩ
20kΩ
5.8.2定值单及整定说明
定值
定值范围
步长
漏电保护投退
退/告警/跳闸
/
漏电电阻定值
0.0-200.0KΩ
0.1KΩ
漏电动作时间
0.00s-99.99s
0.01S
漏电保护跳闸投退
告警/跳闸
/
5.9瓦斯保护
5.9.1原理概述
判断井下瓦斯接点或浓度信号,作用于保护跳闸,可设定保护跳闸延时。
瓦斯接点可接开动接点亦可接闭动接点,通过设置选择动作接点属性。
5.9.2定值单及整定说明
瓦斯保护的定值单如下
定值
定值范围
步长
瓦斯投退
退/告警/跳闸
/
瓦斯接点选择
开动/闭动/频率
/
瓦斯浓度
0.1%-3.0%
0.1%
瓦斯延时
0.00s-99.99s
0.01S
5.10风电闭锁保护
5.10.1原理概述
判断分电闭锁接点信号,作用于风电闭锁输出,可设定解锁延时。
5.10.2定值单及整定说明
风电闭锁保护的定值单如下
定值
定值范围
步长
风电闭锁投退
投/退
/
风电闭锁开入
开动/闭动/主控
/
解锁延时
0.00s-99.99s
0.01S
当设为主控时,则本开关合闸后,经解锁延时后,风电闭锁输出接点闭合,本开关分闸后,风电闭锁输出接点立即打开。
当设为开动时,则只要保护运行,风电闭锁输出接点立即闭合。
风电闭锁无开入时,立即跳闸,并分闸闭锁,直到风电闭锁有开入时,经解锁延时后解除闭锁,分闸待机。
当设为闭动时,则只要保护运行,风电闭锁输出接点立即闭合。
风电闭锁有开入时,立即跳闸,并分闸闭锁,直到风电闭锁无开入时,经解锁延时后解除闭锁,分闸待机。
当设为关闭时,只要保护运行,风电闭锁输出接点立即闭合,只有保护失电时才打开。
六试验功能
保护功能试验可择保护试验或传动试验。
1.电流试验:
a)包括短路、过载保护等电流回路的试验。
b)合闸之后不做“电流试验”,因为开关合闸之后会可能有实际电流存在,无法与试验电流区分。
2.漏电试验:
a)漏电试验需要接入外围试验电阻(R8)来实现。
b)选择性漏电保护试验由外围试验电阻实现零序电流、零序电压回路及方向的测试。
通常“选择性漏电保护”不做“不跳闸试验”,因为容易导致上级总开关“漏电保护”动作。
3.试验信号的投入和退出:
保护装置在3S内判断试验信号是否符合要求,如果未检测到该信号或该信号不达到试验标准,则会提示该信号对应的试验“不正常”。
试验后,屏幕会停留在试验界面,3S后保护装置将再次启动实时保护功能
4.传动试验:
保护装置在无故障情况或不具备模拟试验的条件下,可以进行合闸传动或跳闸传动,以便检测保护的合闸回路或跳闸回路是否正常。
七用户接线说明
1、按照本说明书的附图仅供用户参考,用户可以根据实际需要进行合理调整;
2、电流传感器为空心的电流互感器,直接穿在三相电缆出线上。
需要注意一次电流从灌封面流入,而且L1、L2接线顺序要一致——L1分别接保护装置的IA、IB、IC、而L2全接电流中性点In。
3、电压传感器信号由变压器提供线电压、三相相电压(额定输入保护装置的电压为10V),即变比为380/10(或者660/10、1140/10,容量0.01A),UA、UB、UC三相接线应与三相电流一一对应且极性一致。
4、瓦斯传感器由可测量瓦斯浓度的传感器输出200--1000Hz的频率,对应0--4%的瓦斯浓度,保护装置采集频率后转化为相应的瓦斯浓度,从而实现瓦斯检测及保护(瓦斯输入口是标准的频率输入接口,要求输入驱动能力为电流约10mA,电阻250欧姆左右;输入范围200--1000Hz,对应0--4%的瓦斯浓度)。
5、键盘(按钮)共四个:
“上行”、“下行”、“确定”、“复位”,也可根据用户实际需要对键盘数量进行调整。
通过简单操作可随时对保护装置的保护功能进行整定,当保护装置装入隔爆型馈电开关器后,除可以通过窗口观察到显示屏上的各种信息外,通过在开关本体上的按钮也可在现场不打开开关外壳的情况下完成对保护装置的各种保护功能的整定及试验,使之真正实现保护装置的智能化。
本保护装置还带有遥控操作功能,用遥控器对保护装置进行操作,对现场调试非常方便。
6、装置电源供电:
模块的允许供电范围为70~250V,鉴于井下电网供电实际情况,对电源模块供电额定电压建议为100V/20W;
7、ZK:
组合转换开关,用于同一本体总分开关转换设置中,其中ZK-4的触点耐压要660V;强弱电要分开布线,如ZK-1、3与ZK-4。
如果开关本体只作为总开关或只作为分开关使用,也可不用此转换开关来转换,而是按总分使用情况,直接接线。
8、关于漏电试验,按外围图接好,可以在保护装置“保护试验”界面下操作由程序自动投入完成,其中K3触点耐压要1300V。
此外,如有必要也可以通过门上按键,人为按SB7完成。
总开关合闸后的漏电保护试验,要在系统三相电存在的情况下做。
八人机接口系统的使用方法
本装置人机接口显示为中文显示,操作简单直观。
用户在阅读完本说明书后即可以直接通过按键进行人机对话。
但有几点要说明如下:
本装置具有确认、上行、下行、复位四个操作键。
“确认键”用于确认操作,如进入各级菜单、整定定值、查看事件记录等。
“上行键或下行键”用于移动光标位置或进行数值调整。
“下行键”连续按下3秒钟后,将锁定当前显示内容,不在自动循环显示,此时用户可以通过“上行键”或“下行键”选择自己要查看的参数栏目。
如要再次循环显示,则再次按下“下行键”3秒钟后又可以进行循环显示。
“复位键”用于对故障状态复位,故障动作后,一定要对保护复位后才能进行合闸操作,否则保护认为故障一直存在将拒绝合闸!
!
国辰电气
2007-06-01
12:
18:
28
8.1实时循环显示菜单说明
说明:
显示公司名称及当前时间。
不平衡:
0%
A相电流:
0400A
B相电流:
0400A
C相电流:
0400A
说明:
实时显示本馈电开关三相负荷电流,及三相不平衡率。
AB线电压:
0660V
BC线电压:
0660V
CA线电压:
0660V
说明:
实时显示本馈电开关三相线电压。
如设置为单系统电压接入方式则无本菜单的显示。
说明:
实时显示本馈电开关的系统电压
分开关
零序电压:
020.9V
零序电流:
0.004mA
绝缘电阻:
>200K
系统电压:
0660V
有功:
744.8KW
功率因数:
0.864
电度:
99999999KWh
、有功功率、功率因数和计算电度等。
说明:
当设为分开关且开关在分闸状态下的显示内容。
分开关
零序电压:
020.9V
零序电流:
0.004mA
绝缘电阻:
-------K
说明:
当设为分开关且开关在合闸状态下的显示内容。
总开关
绝缘电阻:
>200K
说明:
当设为总开关状态下的显示内容。
□□□□□□□□
瓦斯浓度:
正常
风电闭锁:
正常
装置温度:
28.8℃
说明:
实时显示本馈电开关的开关量输入情况及装置温度。
菜单中的八个方框分别表示八个开关量输入状态,从左至右分别表示为瓦斯输入、远方分励、风电闭锁、开关位置、总/分设置、备用3、备用2、备用1。
装置在交流显示菜单下,用户可以用按“下行”键在循环显示状态下进行翻页显示。
常按“下行”键3秒钟,装置即停止循环显示,停留在当前显示界面,用户可以通过按“下行”键进行翻页显示。
8.2主菜单操作说明
装置在正常运行显示下,按“确认”键后,即显示主菜单结构,进入主菜单后,通过按“下行”键移动显示屏中的
到相应的子级菜单名称前,然后在按“确认”键即可进入相应的子菜单。
保护设置
参数设置
运行记录
时间设置
厂家参数
装置复归
保护试验
退出
8.3子菜单操作说明
8.3.1保护设置菜单操作说明
额定参数
短路保护
过载保护
不平衡保护
欠压保护
过压保护
漏电闭锁
选漏(分开关)
漏电(总开关)
瓦斯保护
风电闭锁
退出
装置在主菜单显示下,选择“保护设置”按“确认”键后,即显示保护设置菜单结构,进入后,通过按“下行”键移动显示屏中的
到相应的子级菜单名称前,然后在按“确认”键即可进入相应的子菜单。
装置在定值菜单显示下,按“下行”键选择要整定的项目后,按“确认”键选中要修改的内容变为高亮,在通过按“下行”键进行修改,然后再按“确认”
- 配套讲稿:
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部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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