裝置功能

裝置用于３～６６ＫＶ中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈或電阻接地及中性點(diǎn)絕緣的中壓電網(wǎng)單

相接地選線及鐵磁諧振消除，功能如下：

1.接地選線：線路或母線單相接地選線；

2.保護(hù)跳閘：線路單相接地發(fā)生后，經(jīng)延時(shí)輸出跳閘信號(hào)；

3.諧振檢測：檢測各種頻率的鐵磁諧振；

4.故障報(bào)警：發(fā)生接地、諧振，以及裝置故障、裝置失電時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；

5.通訊功能：支持多種通訊規(guī)約，能夠配合各種ＲＴＵ和主站系統(tǒng)；

6.記錄查詢：可分別查詢接地事件、諧振事件件等記錄；

三、原理簡介和特點(diǎn)

獨(dú)創(chuàng)多維波形匹配算法，在各零序電流信號(hào)之間進(jìn)行匹配運(yùn)算，突出故障回路暫態(tài)過渡過程中的異常變化趨勢，使用矩陣運(yùn)算處理計(jì)算結(jié)果。小電流單相接地故障選線裝置在傳統(tǒng)上，都是將零序電流與零序電壓信號(hào)交互運(yùn)算，而本裝置的核心算法是在各零序電流信號(hào)之間進(jìn)行交互運(yùn)算。這樣處理，可以有效地減低零序電流互感器與零序電壓互感器的輸出相位誤差（尤其是接地故障瞬間的高頻信號(hào)），因?yàn)榱阈螂娏骰ジ衅骷词褂休^大誤差，但由于其同批次產(chǎn)品的一致性較好，其間的角度相對(duì)誤差是很小的。在過補(bǔ)償方式的高阻接地時(shí)，由于零序電壓信號(hào)響應(yīng)較慢且電壓值較低，再用零序電流與零序電壓信號(hào)交互運(yùn)算的方法，將極大地喪失故障信號(hào)的真實(shí)性，以至于故障選線結(jié)果完全錯(cuò)誤。零序電流信號(hào)之間進(jìn)行交互運(yùn)算的計(jì)算結(jié)果具有龐大的數(shù)據(jù)量，而此正是由于硬件平臺(tái)的高性能才得以實(shí)現(xiàn)。

裝置同時(shí)運(yùn)用多種選線算法，以動(dòng)態(tài)權(quán)值處理多條回路多個(gè)算法的判別打分，使選線運(yùn)算更加可靠、穩(wěn)定。本裝置為了保證核心算法的絕對(duì)可靠和穩(wěn)定，依靠高性能硬件平臺(tái)，還實(shí)現(xiàn)了多種故障選線算法同時(shí)應(yīng)用，以多個(gè)計(jì)算結(jié)果互相補(bǔ)充、印證、糾錯(cuò)。為處理眾多算法的計(jì)算輸出，本裝置采用加權(quán)打分的方法，且各算法計(jì)算輸出占總輸出的權(quán)重是隨著電網(wǎng)參數(shù)、接地特征、接地阻抗、接地角度而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的，從而保證了每一次故障數(shù)據(jù)的計(jì)算處理都輸出最符合真實(shí)狀況的判別結(jié)果。

裝置具有先進(jìn)的分析機(jī)制，能夠可靠區(qū)分除了單相接地以外，引發(fā)零序電壓升高的電網(wǎng)諧振和電源缺相、PT 熔絲熔斷等其他電網(wǎng)異常事件。在中壓電網(wǎng)運(yùn)行中，單相接地故障是以零序電壓的升高為標(biāo)志的，但零序電壓升高并不是單相接地故障所獨(dú)有的特征，能夠引發(fā)零序電壓升高的電網(wǎng)故障還有 PT 鐵磁諧振、電源缺相、電網(wǎng)局部斷線、PT 高／低壓熔絲熔斷等情況。以往的小電流單相接地故障選線裝置往往把這些因素忽略掉，用犧牲準(zhǔn)確性來換取較低的設(shè)備成本和研發(fā)難度。本裝置由于有高性能的硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，可以從容地解決這些邊緣因素帶來的不利影響，進(jìn)而更進(jìn)一步地保證了準(zhǔn)確性和可靠性。

裝置特點(diǎn)如下：

1. 選線靈敏度極高，在零序電壓僅為５Ｖ時(shí)，仍能穩(wěn)定可靠地選線；

2. 相比于以往暫態(tài)選線算法，沒有死區(qū)，適應(yīng)性強(qiáng)；

3. 可廣泛地與工程上使用的各種零序電流互感器匹配，甚至在不同廠家不同規(guī)格零序電流互感器混配的情況下，仍能可靠工作；

4. 采用多處理器。主處理器使用STM32系列芯片， 具有強(qiáng)大的管理／控制／顯示／通訊能力；運(yùn)算處理器使用ＴＩ公司的ＤＳＰ芯片，具有強(qiáng)大的高速運(yùn)算能力，用以完成實(shí)時(shí)監(jiān)測和選線分析運(yùn)算；

5. 完全的模塊化設(shè)計(jì)，后插式結(jié)構(gòu)，取消機(jī)箱內(nèi)部連接導(dǎo)線，減少了故障環(huán)節(jié)，提高了可靠性，并可現(xiàn)場快速排除故障；

6. 采用大屏液晶，實(shí)時(shí)顯示電壓數(shù)據(jù)；

7. 全漢化的多級(jí)菜單，完善的人機(jī)交互界面，操作簡便；

8. 強(qiáng)大的參數(shù)管理功能，所有參數(shù)均可菜單設(shè)定，調(diào)試簡單，免維護(hù)；

9. 完善的自檢能力，運(yùn)行當(dāng)中能夠自診斷并處理故障；

10. 強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力，可以存儲(chǔ)多次故障信息和錄波數(shù)據(jù)；

11. 采用RS-485 通訊接口，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS  RTU通訊協(xié)議。

四、技術(shù)指標(biāo)

1. 母線段數(shù)： 1～2 段（具體見設(shè)備選型表）

2. 輸入信號(hào)

(1) 電壓輸入路數(shù)：1／2路 （具體見設(shè)備選型表）

(2) 電流輸入路數(shù)：14～28 路  （具體見設(shè)備選型表）

(3) 電壓有效范圍：≤ 200Ｖ   （極限 250Ｖ)

(4) 電流有效范圍：≤ 0.8Ａ   （極限 1.0Ａ)

(5) 電壓輸入功耗：＜0.1ＶＡ （輸入 100Ｖ）

(6) 電流輸入功耗：＜0.1ＶＡ （輸入 0.5Ａ）

3. 選線性能

(1) 啟動(dòng)電壓：  5～50Ｖ（可調(diào)）

(2) 計(jì)算時(shí)間：   ≤ 2Ｓ

(3) 電壓靈敏度： 可小至 5.0Ｖ

(4) 電流靈敏度：可小至 5.0ｍＡ

4. 諧振檢測

(1) 檢測路數(shù)：   1～2 路（根據(jù)母線段數(shù)）

(2) 低頻頻率：二分頻、三分頻

報(bào)警電壓：17V、25V

(3) 高頻頻率：工頻、三倍頻

報(bào)警電壓：150V、33Ｖ

5. 報(bào)警參數(shù)

(1) 輸出種類： 段別輸出 2 個(gè)、類別輸出 2個(gè)、總報(bào)警 1 個(gè)

裝置失電報(bào)警 1 個(gè)

(2) 報(bào)警延時(shí)： 0～999Ｓ（可調(diào)）

(3) 觸點(diǎn)容量： ＡＣ250Ｖ／3Ａ

或  ＤＣ 30Ｖ／3Ａ

6. 跳閘參數(shù)

(1) 跳閘路數(shù)：14～28路（根據(jù)電流路數(shù)）

(2) 跳閘延時(shí)： 0～9900Ｓ（可調(diào)）

(3) 觸點(diǎn)容量： ＡＣ250Ｖ／6Ａ

或  ＤＣ 30Ｖ／6Ａ

(4) 跳閘脈沖：1S

7. 記錄能力

(1) 接地事件記錄： 32個(gè)

(2) 諧振事件記錄： 32個(gè)

(3) 自檢事件記次： 32個(gè)

8. 裝置電源：交直流兩用

交流： 185～240Ｖ

直流： 185～240Ｖ

功耗： ＜25VA

9. 通訊接口： RS-485

10. 裝置尺寸

(1) 最大外觀尺寸： 178×233×225 （高×寬×深）

(2) 安裝開孔尺寸： 180×235 （高×寬）

11. 整機(jī)重量： ＜4ＫＧ （模塊全部插滿）

12. 使用條件

(1) 環(huán)境溫度： -30～+60℃

(2) 相對(duì)濕度： ≤ 90％

(3) 安裝場所無強(qiáng)烈震動(dòng)

(4) 安裝場所無酸、堿、腐蝕性及易燃易爆氣體

(5) 安裝場所應(yīng)是能防止天氣災(zāi)害的室內(nèi)

13. 運(yùn)輸保存條件

(1) 運(yùn)輸保存溫度： -40～+75℃

(2) 應(yīng)避免強(qiáng)烈震動(dòng)

(3) 應(yīng)避免天氣災(zāi)害侵襲

五、操作基礎(chǔ)與說明

1. 面板說明

裝置面板采取簡潔設(shè)計(jì)，布局見圖1 ；

(1) 液晶顯示屏

(2) 運(yùn)行指使燈：裝置正常工作時(shí)，非周期性閃亮

(3) 狀態(tài)指使燈：裝置監(jiān)控狀態(tài)時(shí)，以 1.25Ｓ為周期閃亮；裝置自檢錯(cuò)誤時(shí)長亮；  發(fā)生諧振接地過壓時(shí)，頻閃。

(4) 操作鍵盤  ：共7鍵，包括4 個(gè)方向鍵和 3個(gè)功能鍵

2. 狀態(tài)說明

裝置正常工作時(shí)，有四種工作狀態(tài)：

(1) 監(jiān)控狀態(tài)：電網(wǎng)運(yùn)行正常時(shí)，以字符形式顯示各段母線電壓信號(hào)

(2) 菜單狀態(tài)：根據(jù)需要，進(jìn)入主菜單及各級(jí)子菜單

(3) 輸入狀態(tài)：輸入電壓、電流、時(shí)間、密碼等各種數(shù)值量

(4) 報(bào)警狀態(tài)：電網(wǎng)發(fā)生接地、諧振事件時(shí)，進(jìn)入報(bào)警顯示頁面

3. 鍵盤基本操作

方向鍵(↑↓← →鍵)

左右鍵的功能都是在顯示屏的各個(gè)操作目標(biāo)之間移動(dòng)光標(biāo)，用來選擇操作目標(biāo)（數(shù)據(jù)）。每點(diǎn)擊一下方向鍵，光標(biāo)即移動(dòng)一個(gè)操作目標(biāo)，當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)到某一操作目標(biāo)上時(shí)，這個(gè)被選中的操作目標(biāo)變?yōu)榉达@。反之，光標(biāo)離開后則恢復(fù)為原來的顏色。上下鍵具有數(shù)值增減、由箭頭指示的設(shè)置項(xiàng)選擇功能。

確認(rèn)鍵

按下確認(rèn)鍵后，系統(tǒng)執(zhí)行某一選中按鈕的功能、確認(rèn)參數(shù)修改值、開始參數(shù)設(shè)置。

退出鍵

取消參數(shù)設(shè)置，按下取消鍵后，設(shè)置項(xiàng)全部正顯，不保存參數(shù)的修改值。退出鍵對(duì)除主界面的任一界面起作用，在沒有參數(shù)選中情況下按下取消鍵后，系統(tǒng)即返回上一級(jí)菜單界面，不保存參數(shù)的修改值。

復(fù)歸鍵

手動(dòng)復(fù)歸告警提示。

操作說明

裝置上電后，顯示初始化界面，初始化完成后進(jìn)入主界面；主界面主要顯示采樣電壓和狀態(tài)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息。按下“→”鍵進(jìn)入菜單界面，根據(jù)菜單提示操作即可。

主菜單：功能設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、記錄查詢、系統(tǒng)調(diào)試、廠家菜單、設(shè)備信息

1. 功能設(shè)置操作

(1) 時(shí)鐘設(shè)置

①日期設(shè)置

注意：要輸入合法的數(shù)值

②時(shí)間設(shè)置

注意：要輸入合法的數(shù)值

(2) 背光控制

擇顯示屏背光燈點(diǎn)亮?xí)r間： 5/15/60分鐘

出廠默認(rèn)：60分鐘

(3) 通訊設(shè)置

①波特率設(shè)置

選擇接口模塊的通訊速率： 2400/4800/9600/19200b

出廠默認(rèn)： 9600bps

② 本機(jī)地址設(shè)置

輸入范圍： 1 ～ 255

出廠默認(rèn)： 1

(4) 用戶密碼設(shè)置

設(shè)置4 位數(shù)字密碼，進(jìn)入功能設(shè)置和參數(shù)設(shè)置時(shí)驗(yàn)證

出廠默認(rèn)： 用戶密碼1000

(5) 恢復(fù)出廠功能

將除日期、時(shí)間、用戶密碼外的功能設(shè)置恢復(fù)到出廠默認(rèn)值

2. 參數(shù)設(shè)置操作

(1) 母線設(shè)置

選擇母線后，可進(jìn)行如下設(shè)置：

①母線號(hào)

設(shè)置該段母線的線號(hào)

輸入范圍： 1000 ～ 9000

出廠默認(rèn)： Ⅰ、Ⅱ段母線為 1000、2000

② 母線功率

設(shè)置線圈接地模式下的線圈功率，缺省值50W

③ 啟動(dòng)電壓設(shè)置

設(shè)置該段母線的接地選線啟動(dòng)電壓值

輸入范圍： 5.0 ～ 50.0Ｖ  （以0.1Ｖ為級(jí)差）

出廠默認(rèn)： 30.0Ｖ

注意： 為防止裝置誤動(dòng)作，此項(xiàng)設(shè)置不宜<15Ｖ

設(shè)置該項(xiàng)參數(shù)后，應(yīng)按裝置提示重新啟動(dòng)

④ 運(yùn)行模式設(shè)置

應(yīng)按該段母線消弧線圈實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置為： 不接／線圈／高阻

出廠默認(rèn)： 不接

注意： 設(shè)置該項(xiàng)參數(shù)后，應(yīng)按裝置提示重新啟動(dòng)

⑤ 母線聯(lián)絡(luò)

設(shè)置兩段母線是否通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接。

出廠默認(rèn)： 不聯(lián)絡(luò)

(2) 線路設(shè)置

選擇線路后，可進(jìn)行如下設(shè)置：

①母線段號(hào)配置

將該條線路配置到相應(yīng)的母線

輸入范圍：Ⅰ～Ⅱ

出廠默認(rèn)： 01 ～ 14 號(hào)線路配置到Ⅰ段母線

14 ～ 28 號(hào)線路配置到Ⅱ段母線

注意： 輸入N表示該條線路為無效線路

②ＣＴ變比設(shè)置

輸入該條線路零序ＣＴ的變比

輸入范圍： ≤ 200

出廠默認(rèn)： 50

③ＣＴ極性設(shè)置

輸入該條線路零序ＣＴ的極性

輸入范圍： 正／負(fù)

出廠默認(rèn)： 正

注意： 當(dāng)安裝過程中將零序ＣＴ極性接反，可通過此項(xiàng)設(shè)置修正

設(shè)置該項(xiàng)參數(shù)后，應(yīng)按裝置提示重新啟動(dòng)

(3) 跳閘報(bào)警設(shè)置

①跳閘附件使能

選擇禁止／允許跳閘

出廠默認(rèn)： 允許

注意： 當(dāng)裝置未安裝跳閘模塊時(shí)，此項(xiàng)設(shè)置強(qiáng)制為禁止，且不能選擇

設(shè)置該項(xiàng)參數(shù)后，應(yīng)按裝置提示重新啟動(dòng)

②跳閘延時(shí)設(shè)置

設(shè)置接地發(fā)生后，到跳閘輸出的延時(shí)時(shí)間

輸入范圍： 0 ～ 9900Ｓ

出廠默認(rèn)： 1800Ｓ

③報(bào)警模式設(shè)置

選擇報(bào)警范圍： 接地報(bào)警

接地＋諧振報(bào)警

出廠默認(rèn)： 接地報(bào)警

④報(bào)警延時(shí)設(shè)置

設(shè)置電網(wǎng)發(fā)生報(bào)警事件，到總報(bào)警輸出的延時(shí)時(shí)間

輸入范圍： 0 ～ 999Ｓ

出廠默認(rèn)： 60Ｓ

注意： 設(shè)置該項(xiàng)參數(shù)后，應(yīng)按裝置提示重新啟動(dòng)

(4)恢復(fù)出廠參數(shù)

3. 記錄查詢操作

(1)當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)

當(dāng)電網(wǎng)處于非有效報(bào)警狀態(tài)時(shí)，可以查詢接地、諧振事件的總計(jì)次值和各段母線

的當(dāng)前狀態(tài)，主要狀態(tài)有三種：

①正常

②接地，顯示接地線路號(hào)、起始時(shí)間、零序電壓、零序電流、接地排序中第

二位、第三位的線路提示

③諧振，顯示諧振類型、起始時(shí)間、零序電壓

(2)接地記錄

此操作可查詢最近32次接地事件的歷史記錄，可顯示內(nèi)容如下：

接地線路號(hào)、起始時(shí)間、終止時(shí)間、零序電壓、接地線路電流檢測值

(3)諧振記錄

此操作可查詢最近32次諧振事件的歷史記錄，可顯示內(nèi)容如下：

諧振類型、起始時(shí)間、終止時(shí)間、零序電壓

(4)清除全部記錄

此操作將接地、諧振、電網(wǎng)異常事件的記錄清除并將它們的計(jì)次值清零

4. 運(yùn)行調(diào)試操作

(1)電流極性測試

用于裝置安裝接線完畢后，進(jìn)行電流極性現(xiàn)場測試，操作方法見〈現(xiàn)場調(diào)試〉

(2)運(yùn)行狀態(tài)

觀察母線電壓，線路電流

5. 出廠調(diào)試

此菜單已關(guān)閉，系廠家作設(shè)備基礎(chǔ)測試用，用戶不能進(jìn)入

6. 設(shè)備信息查詢操作

注：各項(xiàng)參數(shù)修改后，最好關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)。

六、裝置安裝事項(xiàng)

1. 裝置屏上安裝時(shí)，應(yīng)在距離屏面約 200 mm處加一托梁

2. 裝置信號(hào)端子按規(guī)格不同，見圖3～圖6

3. 交／直流電源接入電源模塊，直流電源不分極性，ＰＧ是保護(hù)接地端；

4. 接口模塊的接點(diǎn)輸出信號(hào)包括母線段別輸出、故障類別輸出、總報(bào)警輸出和掉電報(bào)

警輸出，推具體圖7。

5. 跳閘模塊輸出與零序電流輸入一一對(duì)應(yīng)的常開接點(diǎn)信號(hào)，可接入該條線路的斷路器跳閘線圈。要求斷路器跳閘后，能同時(shí)切斷自身的跳閘線圈電源。如跳閘接點(diǎn)容量不能滿足用戶需求，可外加中間繼電器解決。

6. 接線時(shí)應(yīng)注意：

(1)裝置所有連接導(dǎo)線的截面均應(yīng)≥1.5 平方毫米，如使用裝置的消諧功能，零序電

壓引入導(dǎo)線的截面應(yīng)≥2.5 平方毫米；

(2)使用多股導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線端頭必須鍍錫或壓接針式／管式接線鼻子；

(3)裝置使用可插拔式端子，應(yīng)在插牢端子后擰緊兩端的緊固螺釘，應(yīng)注意勿將不同

模塊的端子插錯(cuò)；

(4)導(dǎo)線引入端子時(shí)，應(yīng)留出足夠長度，保持一定空間，避免端子受到拉力；

7.裝置上電前應(yīng)核對(duì)接線正確且牢固可靠，可插拔式端子兩端的緊固螺釘應(yīng)擰緊，各模

塊的緊固螺釘應(yīng)擰緊。

七、零序電流互感器安裝事項(xiàng)

1. 對(duì)電纜出線式線路或電纜引出式架空線路，可安裝零序ＣＴ。將零序ＣＴ二次端子

接入裝置。與電纜母線端同極性的端子接（＋），異極性的端子接（－）；

2. 零序ＣＴ一般裝于電纜頭下方，安裝方式見圖8

(1)電纜外皮接地點(diǎn)在零序ＣＴ上部時(shí)，接地線必須穿過零序ＣＴ后，在線路側(cè)接地，

同時(shí)應(yīng)注意固定卡子與電纜鋼鎧之間必須絕緣，接地線也必須與固定卡子絕緣；

(2)電纜外皮接地點(diǎn)在零序ＣＴ下部時(shí)，接地線不應(yīng)再穿過零序ＣＴ；

3. 同一段母線下各線路的零序ＣＴ，特性和變比應(yīng)相近，以免降低裝置選線靈敏度；

4. 安裝開啟式零序ＣＴ時(shí)，應(yīng)避免將兩臺(tái)互感器的活動(dòng)鐵芯互換。如果活動(dòng)鐵芯與固定鐵芯有相同標(biāo)記，應(yīng)將具有相同標(biāo)記面安裝在同一側(cè)，以減小氣隙而保證靈敏度；

5. 一個(gè)開關(guān)下引出兩條出線時(shí)，若其末端不連在一起，應(yīng)作為兩條線路處理；若其末端連在一起，按一條線路處理；

6. 當(dāng)同一線路使用幾條電纜并聯(lián)時(shí)，尺寸允許時(shí)可將所有電纜穿入同一零序ＣＴ中，或每條電纜安裝一只零序ＣＴ，二次繞阻并聯(lián)后接入裝置；

7. 對(duì)架空出線式線路，可使用三相ＣＴ組成零序?yàn)V過器，以取得零序電流信號(hào)。如原現(xiàn)場只有Ａ、Ｃ相ＣＴ，應(yīng)在Ｂ相增加同型號(hào)同變比的ＣＴ接成零序?yàn)V過器形式。具體接線方法見圖9。

8. 出線上接有接地變壓器或消弧線圈的線路，其零序電流不引入本裝置；

9. 環(huán)網(wǎng)開關(guān)或母聯(lián)開關(guān)上的零序電流不引入本裝置；

10. 對(duì)環(huán)網(wǎng)線路，只接入其中的一條線路。

圖1：裝置面板布局圖 

圖2：裝置安裝尺寸圖 

圖3：裝置端子圖（一段母線無跳閘）

文章來自電力微機(jī)保護(hù)網(wǎng)