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HRB9623

HRB-9623微机厂变保护与测控装置

使用说明书

石家庄市宏瑞自动化系统有限公司

SHIJIAZHUANGSHIHONGRUIAUTOMATIONSYSTEMCO.,LTD

第一章系统概述

主要特点

●采用统一的软硬件平台，便于调试和维护

●采用模块化设计，软硬件兼容性好

●带有测控功能

●负责开放出口正电源由CPU独立控制，防止保护的AD采样回路出错而导致保护误动

●跳闸逻辑可灵活组态

●接地选线采用综合判据，提高了选线的正确性

●通讯采用统一编码设计，伸缩性和扩展性好

●可采用CAN网、485、光纤、以太网等介质，以单网、双网、三网方式与监控系统通讯，通讯速度快、可靠性高

●主板上有JTAG调试口，便于调试、整定和维护

●采用硬件实时时钟，掉电后仍连续计时

●可以本地或远方整定，共16套定值

●具有本地或远方操作功能，带有遥控功能

●采用汉字液晶显示

●菜单中带有开出调试选项，便于调试、检验和传动

●采用整面板、背插式5U机箱，抗干扰能力强，通过4级严酷测试

●可分散安装在开关柜上，也可集中组屏

通用参数

输入直流电压

220V或110V；允许偏差+10％和-20％

输入交流电压

100V/

或100V；允许偏差+30％和-30％

输入交流电流

额定参数

输入交流频率

50Hz

功率消耗

直流回路

＜25W

交流电压回路

＜0.5VA/相

输入电流回路

＜1.0VA/相（In=5A）；＜0.5VA/相（In=1A）；

环境要求

温度范围

-20℃～+70℃

相对湿度

0～98%

物理性能

外形尺寸

高×宽×深=210*136*185

开孔尺寸

高×宽=212*138

重量

＜4Kg

绝缘性能

绝缘电阻

符合DL/T478-20014.10.2规定

介质强度

符合DL/T478-20014.10.3规定

冲击电压

符合DL/T478-20014.10.4规定

机械性能

振动

符合DL/T478-20014.13.1规定

冲击

符合DL/T478-20014.13.2规定

碰撞

符合DL/T478-20014.13.3规定

电磁兼容性能

辐射电磁场干扰试验

符合国标GB/T14598.9-2002规定3级

快速瞬变干扰试验

符合国标GB/T14598.10-1996规定4级

1M脉冲群干扰试验

符合国标GB/T14598.13-1998规定3级

静电放电试验

符合国标GB/T14598.14-1998规定4级

引用标准

符合电力自动化研究院企业标准Q/DZ313-1998

保护、测控、通讯参数

保护参数

电流幅值

0.01～150A

电压幅值

0.50～120V

时间定值

0.01～30s

低频定值

45～50Hz

df/dt闭锁

0.01Hz～99.99Hz

定值整定步长

0.01

定值误差

<5%

频率误差

<0.01Hz

遥测参数

遥测路数

10路或12路

电流幅值

0.02～6A

电压幅值

0.5～120V

电流和电压精度

0.2级

有功和无功精度

0.5级

功率因数精度

0.5级

频率测量误差

<0.05%

刷新率

<2S

遥脉参数

分辨率

<2ms

遥信参数

遥信路数

16路

分辨率

<1ms

回路电压

DC24V

网络参数

网络类型

CAN或RS-485

通讯速率

125K或9600

事件分辨率

<2ms

第二章通用原理

1.保护原理

1.1过流保护（复压闭锁）

线路保护：

各段电流定值及动作时间可独立整定，可分别设置控制字控制本段保护的投退。

突变量差值元件△I和过负荷元件I作为电流保护判别元件的启动元件。

任一相电流幅值大于整定值后，判别元件动作。

电流保护的闭锁元件有：

低电压闭锁、PT断线闭锁、方向闭锁，以上闭锁都可通过定值设置投退。

当重合闸重合于故障时，后加速功能加速跳闸，可通过投退控制字选择是否实现此功能。

方向元件采用90度接线方式，灵敏角为-60度，按相启动，方向元件带记忆功能以消除近端三相短路时方向元件的死区。

零序方向元件：

零序方向元件正方向判据为0°≤arg（3U0/3I0）≤180°

方向元件

I

U

FA

IA

UBC

FB

IB

UCA

FC

IC

UAB

主变后备保护：

FInT=1表示方向元件的动作方向指向变压器，正方向角度00～1800；FInT=0表示方向元件的动作方向指向母线，正方向角度1800～3600。

本装置设三段式（速断+二段定时限）电流保护，其中第三段可选择反时限保护，各段电流及时间可独立整定，可分别设置控制字控制本段保护的投退。

突变量差值元件△I和过负荷元件I作为电流保护判别元件的启动元件。

任一相电流幅值大于整定值后，判别元件动作。

电流保护的闭锁元件有：

低电压闭锁、PT断线闭锁、方向闭锁，以上闭锁都可通过定值设置投退。

当重合闸重合于故障时，后加速功能加速跳闸，可通过投退控制字选择是否实现此功能。

方向元件采用90度接线方式，灵敏角为-60度，按相启动，方向元件带记忆功能以消除近端三相短路时方向元件的死区。

方向元件

I

U

FA

IA

UBC

FB

IB

UCA

FC

IC

UAB

1.1.1反时限过流保护

根据国际电工委员会（IEC255）和英国标准规范（BS142）的规定，本装置采用下列三个标准特性方程，供用户选择使用；

（1）一般反时限：

（2）非常反时限：

（3）极端反时限：

式中：

Ip为电流基准值，通常取最后一段过流定值；

tp为时间系数，通常取最后一段过流时限；

以上三种反时限特性可由用户通过对反时限特性类型号定值“FSXTX”的整定来选择使用

（1为一般反时限、2为非常反时限、3为极端反时限）。

保护框图中A为上式中的分子，a为上式中分母中的指数。

1.1.2低电压保护

三个相间电压均小于低电压保护定值，经TWJ闭锁，时间超过整定时限，低电压保护动作。

可通过控制字UL选择投入或退出，并配备无流闭锁功能，通过IBSUL控制字投退。

动作判据为：

1.1.3零序过电压保护

装置应用于不接地或小电流接地系统中，在系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来检测接地故障点很难保证其选择性。

零序过压保护可通过控制字来选择投报警或跳闸，零序过压跳闸经TWJ闭锁，零序过压保护用的电压由装置内部对三相电压矢量相加自产，可通过控制字U0选择投入或退出。

动作判据为：

Ubph>Ubphzd

Ibph>Ibphzd

1.1.4过负荷保护

过负荷保护电流的大小，设定了一段定时限段可通过控制字ILOAD选择投入或退出过负荷告警。

动作判据为：

充电保护

对线路或变压器充电3秒内投入，可通过控制字CDBH选择投入或退出。

动作判据为：

1.1.5零序过流保护

零序过流保护是针对接地系统而设置，当系统为小电流接地系统时，可以将零序保护设置为动作于信号。

零序过流保护采用零序电流基波或五次谐波幅值和方向的方法来判别，可由控制字选择利用基波或是五次谐波计算，零序保护动作于跳闸或信号，也可由控制字进行选择，并可由控制字选择是否经方向闭锁。

零序保护在选择投跳闸的条件下，还可以通过控制字进行后加速的选择。

零序电流超前零序电压0º—180º，，如图所示：

1.1.6高压侧零序过流保护

高压侧零序过流保护包括三段零序过流保护。

在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，故可采用直接跳闸方法，装置中设置三段零序过流保护作为母线接地故障的后备保护。

通过整定投退定值可选择各段过流是否投入。

其中高压侧零序过流Ⅰ、Ⅱ段保护经延时后直接动作于跳闸；高压侧零序过流Ⅲ段可通过控制字

来选择告警或跳闸。

动作判据为：

1.1.7低压侧零序过流保护

低压侧零序过流保护包括三段过流保护，通过整定投退定值可选择各段过流是否投入。

其中低压侧零序过流Ⅰ、Ⅱ段保护经延时后直接动作于跳闸；低压侧零序过流Ⅲ段可通过控制字

来选择告警或跳闸；动作判据为：

1.1.8CT断线的判据和对策

装置适时检测CT输入电流，发现异常及时报警，对差动保护装置可通过控制字选择是否闭锁比率差动保护。

1.1.9PT断线的判据和对策

本装置分别对母线PT及线路PT的电压进行实时监测。

母线PT断线监测设有专门的控制字PTDX，在起动元件未动作时，只要满足以下判据之一，则判为母线PT。

（1）负序电压U2＞8V；

（2）三个线电压均小于18V，且至少有一相有电流（＞0.06In）；

发母线PT断线信号通过发报警信号，同时在液晶上报出“PT断线”信息来实现。

在母线PT断线期间：

当控制字“PTDXBS”投入时，暂时退出所有与电压有关的保护；

当控制字“PTDXBS”退出时，暂时退出与电压有关的判据及有关电压量的保护。

母线PT断线期间，装置自动闭锁检无压和检同期方式的重合闸。

在起动元件未动作时，如果重合闸投了检同期或检无压方式，只要满足以下判据，则判为线路PT断线。

（1）Ux<0.3Un，且至少有一相有电流（＞0.06In）或开关在合位。

发线路PT断线信号通过发报警信号，同时在液晶上报出“线路PT断线”信息来实现。

在线路PT断线期间：

线路PT断线期间，装置自动闭锁检同期和检无压方式的重合闸。

装置适时检测CT输入电流，发现异常及时报警，对差动保护装置，CT断线后可选择是否闭锁差动保护功能。

1.1.10报警和闭锁

装置具有自检功能，当检测出如下问题，将发出报警信号，同时在液晶显示器上显示出相应的报警内容。

（1）母线PT断线与线路PT断线；

（2）线路有电流，而TWJ动作（开关在跳位）超过10S，则报TWJ异常；

当装置检测到如下故障，将在发出呼唤信号并在液晶显示器上显示出相应报警的内容的同时闭锁保护出口；

a）直流电源消失（由于装置失电，液晶显示器将无法显示任何内容）；

b）RAM、EPROM、EEPROM、A/D等硬件自检出错。

2.测控原理

2.1遥测采集和计算

遥测量可通过装置内的高隔离、高精度CT/PT将强交流电信号不失真地转变为内部弱电信号。

经简单的抗混迭处理后进入A/D芯片进行模数变换。

由于采用了高速高密度同步采样和频率跟踪技术和改进的FFT算法，使装置精度得到充分保证。

所有装置均可采用三表法和两表法。

当测量电流只能输入输入A、C两相时，需要把装置参数中“交流”-->“测量方式”整定为“2”，否则整定为“3”。

2.2遥信采集

遥信输入经RC网络抗干扰滤波后，由光耦隔离变换输入到微机系统中。

遥信开入由本装置提供DC24V电源。

外部遥信输入要求提供常开或常闭无源空接点，微机每0.5ms扫描遥信量。

为消除遥信误报，装置提供软件抖动消隐算法。

防抖延时时间可由用户设定。

遥信抖动消隐算法确保的响应快速性高分辨率和识别的正确性。

2.3遥脉计数

装置提供两路脉冲电度输入，对脉冲量输入回路，装置采用了与遥信量类似的处理，它们包括RC网络滤波和软件防抖处理。

遥脉输入电源可由脉冲电度表提供，也可用装置提供的24V电源。

用户可在现场设置脉冲量初始值。

通过设置“装置设置/遥信脉设置”的YM01、YM02值可完成对脉冲量YM1、YM2的初始值设置（注：

脉冲量设置为十六进制）。

脉冲计数可通过液晶显示“采样”－>“电度”一栏查看，也可由通讯网络定时上送后台。

2.4遥控输出

装置提供一路遥控输出，包括两付接点输出：

遥控合闸和遥控跳闸。

一般要求遥控跳合对象即为装置所保护的电力设备。

与保护跳合闸输出类似，遥控输出在装置内部设定了多级软件和硬件闭锁，当且仅当正确的遥控命令下达时各级闭锁才开放。

可靠的闭锁措施极大地提高了装置的抗干扰能力。

另外，上位机下达遥控命令必须经过

“选择对象”->

“上位机下发命令”->

“下位机返校命令”->

“上位机命令确认”->

“下位机执行操作”几个步骤。

这一系列措施保证了上位机遥控命令的正确性。

2.5通讯

可采用双CAN网、CAN加485、双CAN加485、以太网、光纤、MODEM与监控系统通讯，通讯高速、可靠。

另外通讯采用统一编码设计，伸缩性和扩展性好。

CAN网通讯与485通讯相比的优势：

a）通讯速率高：

125K

b）抗干扰能力强：

CAN网最初是为汽车通讯开发的

c）具有硬件CRC自检功能

d）支持主动上送

第三章HRB-9623厂用变保护测控装置

1装置功能

装置型号

HRB-9623

装置名称

厂用变保护测控装置

保护功能

三段复合电压闭锁过流保护（第三段可整定为反时限）

●

过负荷报警

●

两段负序过流保护

●

高压侧三段零序过流保护

●

小电流接地选线

●

低压侧三段零序过流保护

（第三段可整定为反时限）

●

零序过压保护

●

低电压保护

●

五路变压器非电量保护

●

PT断线的判据和对策

●

CT断线报警

●

报警和闭锁

●

高压侧操作回路

●

测控功能

遥测采集和计算

●

遥信采集

●

遥脉计数

●

遥控输出

●

通讯

●

对时

●

2保护框图

3.定值整定

HRB-9623保护测控的定值整定包括装置参数、保护定值、保护控制字、逻辑出口配置字。

3.1HRB-9623厂用变保护测控装置的装置参数清单

序号

名称

整定范围

默认值

是否必须正确整定

用处

1

交流

CT变比

000．0～999．9

200.00

是

用于遥测计算

PT变比

000．0～999．9

200.00

是

用于遥测计算

额定电流

000．0～999．9

005.00

是

用于遥测计算

CT接线方式

2或3

（2：

二相）

（3：

三相）

3

是

用于遥测计算

5

通讯

通讯地址

1～127

1

是

用于与后台通讯

通讯规约

0或1

（0：

modbus）

（1：

ICE103）

1

是

用于与后台通讯

（RS485方式）设定

CAN波特率

50（KB/S）

100（KB/S）

125（KB/S）

50

是

用于与后台通讯波特率

（CAN方式）设定

485波特率

4800（B/S）

9600（B/S）

19200（B/S）

9600

是

用于与后台通讯波特率

（485方式）设定

9

遥信

遥信号

00～15

00

否

用于选择外部遥信号

遥信脉宽

0.120～9.99

0.120S

否

用于选择外部遥信响应时间

11

遥控

遥控号

00～08

00

否

用于选择遥控号

遥控脉宽

0.300～9.99

0.300S

否

用于选择遥控脉宽

5

电度

脉宽时间

0.100S

电表常数

1000

3.2HRB-9623厂用变保护测控装置的装置定值清单

序号

符号

名称

整定范围

单位

默认值

1

I1zd

过流1段定值

0.1In～30In

安

5

2

TI1

过流1段时限

0～30

秒

0.00

3

l2zd

过流2段定值

0.1In～30In

安

5

4

TI2

过流2段时限

0～30

秒

1.00

5

l3zd

过流3段定值

0.1In～30In

安

3

6

TI3

过流3段时限

0～30

秒

2.00

7

FSXTX

过流反时限类型

1、2、3

1

8

U2BS

负序电压闭锁定值

1～Un

伏

7

9

ULBS

低电压闭锁定值

1～Un

伏

60

10

ICDBH

充电保护过流定值

0.1In～30In

安

5

11

TCDBH

充电保护时限

0～30

秒

0.5

12

ILOAD

过负荷报警定值

0.1In～30In

安

8

13

TLOAD

过负荷报警时限

0～30

秒

5

14

IFX1zd

负序过流1段定值

0.1In～30In

安

5

15

TIFX1

负序过流1段时限

0～30

秒

0.5

16

IFX2zd

负序过流2段定值

0.1In～30In

安

2

17

TIFX2

负序过流2段时限

0～30

秒

2

18

I01zd

高压零流1段定值

0.1In～30In

安

5

19

TI01

高压零流1段时限

0～30

秒

0.5

20

I02zd

高压零流2段定值

0.1In～30In

安

3

21

TI02

高压零流2段时限

0～30

秒

1

22

I03zd

高压零流3段定值

0.02～10

安

2

23

TI03

高压零流3段时限

0～30

秒

5

24

I01Lzd

低压零流1段定值

0.1In～30In

安

5

25

TI01L

低压零流1段时限

0～30

秒

0.5

26

I02Lzd

低压零流2段定值

0.1In～30In

安

3

27

TI02L

低压零流2段时限

0～30

秒

1

28

I03Lzd

低压零流3段定值

0.1In～30In

安

2

29

TI03L

低压零流3段时限

0～30

秒

5

30

U0zd

零序过压定值

1～120V

伏

40

31

TU0

零序过压时限

0～30

秒

1

32

ULzd

低电压定值

1～120V

伏

60

33

IBSUL

低压有流闭锁定值

0.1In～30In

安

0.8

34

TUL

低电压时限

0～30

秒

0.5

35

TZWS

重瓦斯动作时限

0～30

秒

0

36

TQWS

轻瓦斯动作时限

0～30

秒

0

37

TCW

超高温动作时限

0～30

秒

0

38

TGW

高温动作时限

0～30

秒

0

39

TFBY

非电量备用动作时限

0～30

秒

0

40

CTDX

CT断线电流定值

0.1In～30In

安

1

3.3HRB-9623厂用变保护测控装置的控制字清单

序号

符号

名称

默认值

备注

1

I1

过流1段投入

退

2

UBI1

过流1段复合电压闭锁

退

3

I2

过流2段投入

退

4

UBI2

过流2段复合电压闭锁

退

5

I3

过流3段投入

退

6

UBI3

过流3段复合电压闭锁

退

7

FSX

反时限过流投入

退

8

CDBH

充电保护投入

退

9

LOAD

过负荷报警投入

退

10

IFX1

负序过流1段投入

退

11

IFX2

负序过流2段投入

退

12

I0H1

高压零流1段投入

退

13

I0H2

高压零流2段投入

退

14

I0H3

高压零流3段投入

退

15

I01L

低压零流1段投入

退

16

I02L

低压零流2段投入

退

17

I03L

低压零流3段投入

退

18

JDXX

接地选线投入

退

19

U0

零序过压保护投入

退

20

UL

低电压保护投入

退

21

WLBS

低压有流闭锁投入

退

22

QWS

轻瓦斯保护投入

退

23

ZWS

重瓦斯保护投入

退

24

CWBH

超高温保护投入

退

25

GWBH

高温保护投入

退

26

FBYTZ

非电量备用跳闸投入

退

27

PTDX

PT断线判别投入

退

28

PTDXBS

PT断线闭锁投入

退

29

CTDX

CT断线判别投入

退

30

I0ZC

零序电流自产投入

退

注1

31

U0ZC

零序电压自产投入

退

注2

注1:

如果故障时零序电流有可能超过10A，需投入此控制字，此时保护用的零序电流为三相电流自产值，量程可达150A；如果不投入此控制字，则保护用的零序电流为外加值，量程为10A，精度较高

注2：

三线三线时不投入，三相四线时可选择投入。

3.4HRB-9623厂用变保护测控装置的保护出口逻辑配置清单

序号

名称

默认整定值

1

过流1段

000000000101

2

过流2段

000000000101

3

过流3段

000000000101

4

反时限保护

000000000101

5

充电保护

000000000101

6

过负荷告警

000000001000

7

负序过流1段

000000000101

8

负序过流2段

000000000101

9

高压零序过流1段

000000000101

10

高压零序过流2段

000000000101

11

高压零序过流3段

000000000101

12

低压零序过流1段

000000000101

13

低压零序过流2段

000000000101

14

低压零序过流3段

000000000101

15

小电流接地

000000001000

16

零序过压保护

000000000101

17

低电压保护开入

000000000101

18

轻瓦斯保护开入

000000001000

19

重瓦斯保护开入

000000000101

20

超高温保护开入

000000000101

21

高温保护开入

000000001000

22

非电量备用开入

000000001000

23

PT断线告警

000000001000

24

CT断线告警

000000001000

HRB-9623交流板模件的端子定义：

端子名称

用法

端子名称

用法

UA～UN

保护测量母线A相电压

IA～IA’

保护用的A相电流

UB～UN

保护测量母线B相电压

IB～IB’

保护用的B相电流

UC～UN

保护测量母线C相电压

IC～IC’

保护用的C相电流

I0H～I0H’

高压侧零序保护电流

MIA～MIA’

测量用的A相电流

I0L～I0L’

低压侧零序保护电流

MIB～MIB’

测量用的B相电流

UL～UN

高压侧零序电压

MIC～MIC’

测量用的C相电流

4.背板布置

HRB-9623厂用变保护测控装置背板布置

HRB-9623厂用变保护测控装置接线原理图