ZKJB保护器说明书新.docx

ZKJB保护器说明书新.docx

《ZKJB保护器说明书新.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ZKJB保护器说明书新.docx（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

ZKJB保护器说明书新

在进行操作之前，必须详细阅读《安装使用说明》！

1.概述

1.1.ZKJB-2000型智能开关微机监控保护装置，适用于10kV、6KV、3.3KV电网中性点不接地系统或中性点欠补偿接地的供电系统，可对电网和设备起到监控和保护作用。

各个保护电流整定值和时间定值均可独立设定,便于系统中保护的上下级配合，通过联机闭锁的方法解决井下配电线路越级跳闸问题，保证在井下终端用电设备发生短路故障时，保护动作跳闸不越级到地面变电所。

同时装置还预留远程通讯接口，可与其他设备联网构成供电系统的远程测控系统。

能够把电气设备的运行参数、电量信息、设备状态、电力系统的故障原因及故障录波数据发送到监控中心站，同时装置也能够接收监控中心站发出的控制命令，从而实现电网系统的现代化管理。

装置具有后备电源，当供电线路断电时装置在电源断电的同时将自动启用后备电源给装置供电，完成soe事件记录和故障录波，并方便井下工作人员及时查看事故原因，排除故障。

1.2.本装置矿用系列专门针对煤矿井下复杂电网环境及特殊使用需求在软硬件方面进行最优化设计，具有较强的抗干扰、抗震及耐潮防腐性能，遥控与键控两种操作方式确保井下操作的实用方便与可靠性。

配装在BGP、PBG、PJG、QBGZ系列矿用隔爆型高压开关内使用，实现煤矿井下电力参数测控的自动化，保证井下电网的安全运行与现代化管理。

2.装置特点

2.1数字化、一体化、人性化设计

1.双CPU设计，保护运算与显示管理分开配置，使产品的稳定性和运算速度同时得到保证；（Ⅰ型16位高速单片机+8位高速单片机；Ⅱ型32位数字专用处理器dsp+16位高速单片机ARM）

2.采用新型高速高精度A/D转换器，内部集成采样保持与同步电路，外部无需调整元件，转换速度快稳定性好，功耗低。

配合高精度测量模块，既能保证测量的精度（计量精度可达0.5级），又能保证保护算法的实时性与准确性；

3.配置大容量的RAM和非易失性存储器，用于存储保护定值和事件以及故障录波数据，掉电不丢失，并可长期追忆故障信息；

4.高精度时钟设计，便于实现全系统时钟同步；

5.可数字化、在线整定保护定值以及各种运行参数，定值维护安全方便；

6.实时显示及传送各种运行状态及数据，便于当地及远距离测控；兼有遥测、遥控、遥信、电度累计功能；

7.装置自带操作回路，不需附加其它设备即可直接跳合开关；

8.产品采用全中文液晶显示，键盘与遥控操作使人机交互方便快捷，显示界面友好易懂。

2.2高可靠性

1.装置全部采用工业级芯片，配合完善的电气隔离和电磁屏蔽设计，强弱电分开布置，全封闭铁壳机箱，使装置的硬件系统具有更高的抗干扰能力和工作可靠性；

2.产品符合标准电磁兼容性设计，满足GB/T14598.10-1996标准规定的IV级（4kV±10%）快速瞬变干扰试验,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;

3.高集成度电路板设计，结构简洁、可靠，主电路板采用多层板工艺及表面元件贴装技术（SMT），低功耗、高集成度，提高了装置可靠性。

3.功能简介

3.1测控与通讯功能：

本装置能够采集每条出线的电压、电流、有功/无功功率、系统频率等模拟量，能够检测开关的位置状态及其它辅助电器接点（手车位置、瓦电闭锁、联锁接点等）的状态信息，能够对开关进行远方的分/合闸操作，能够完成装置的定值远方整定，能够完成负荷的有功/无功电度累加计算及电度基数的设置功能；能够通过标准的RS485/RS232通讯接口，借助远距离传输介质，将装置采集的数据信息送至监控中心处理，最终实现远距离监控（遥控、遥测、遥调）与现代化管理。

3.2短路保护：

当开关负载出现短路故障时，装置进行定时限速断和限时电流速断保护。

3.3两段式定时限过流保护：

对开关负载出现的过载故障进行定时限保护

3.4反时限过流保护：

对电机、变压器等负载在出现断续过载时，对过载能量进行积累运算，实现反时限保护。

3.5三段式零序过流保护：

对电网系统中出现的单相接地故障，进行零序电流法选择检漏保护或功率方向型检漏保护。

3.6零序过压保护：

对电网系统中由于单相接地故障出现的零序过电压，进行保护

3.7低电压保护：

当电网进线电压不足额定值的65%（可整定）时采取保护。

3.8过电压保护：

当电网进线电压超过额定值的120%（可整定）时采取保护。

3.9PT断线保护：

当装置检查到PT断线时，发出告警信号。

3.10电缆绝缘监视保护：

对高压开关负荷侧使用的双屏蔽电缆的屏蔽芯线、屏蔽地线实行绝缘监视保护。

3.11风电联锁、瓦斯闭锁、开关级联闭锁等功能。

3.12显示功能：

装置配有汉显液晶显示屏做为人机交互接口，正常时显示当前电网电压数值及负载电流的数值，当有保护动作时，则自动调出故障信息画面，显示保护动作原因及故障电流（压）值。

3.13故障录波与事件追忆功能（soe）：

装置具有事件追忆及故障录波功能，并可长期记忆跳闸原因供反复查询（掉电不丢失）便于故障分析。

3.14自检功能：

具备自检功能，确保自身不带故障运行。

4.术语解释

✧遥测是指装置能够采集每条出线的电流、电压、系统频率等模拟量。

✧遥信是指装置能够检测开关的位置状态及其他位置接点的状态信息。

✧遥控是指能够对开关进行远方的分、合闸操作。

✧遥调是指能够完成装置的定值远方整定及信号的远方复归功能。

✧数据远传:

装置具有远方通讯接口,可把保护装置本身采集的数据，通过井下分站的二次采集及远距离传输，送至地面监控中心处理，最终实现测量参数的动态显示和工作状态显示，以及报警、打印、记录等功能。

对上述保护功能可通过上位机执行声光报警，装置也可通过上位机实现远距离监控（遥控开关）和复归本机。

5.型号说明

6.技术参数

6.1额定电气参数（注：

Ue、Ie为器件额定工作值）

a）交流电源：

100V允许偏差:

+15％，-20％（订货时说明）

b）交流电压：

V,100V

c）交流电流：

5A（如需1A规格，请于订货时说明）；1A（一次零序CT为1A/160mv）

d）频率：

50Hz

e）过载能力：

电流回路：

2Ie连续工作；10Ie允许10S

f）电压回路：

1.2Ue连续工作

g）功率消耗：

交流电流：

＜1VA/相（Ie=5A）；＜0.5VA/相（Ie=1A）

交流电压：

＜0.5VA/相

直流：

正常时＜10W；跳闸时＜15W

6.2主要技术指标

1）采样回路精确工作范围

电流：

0.2Ie～1.2Ie；

相电压：

0～150V。

2）三段式相电流保护

电流定值：

0.2Ie～10Ie；

低电压闭锁：

2～100V（线电压）；定值误差不超过±3%。

3）三段式零序过流保护

电流定值：

0.2Ie～2Ie；定值误差不超过±3%。

4）零序电压保护

电压定值：

1～150V；定值误差不超过±3%。

5）过（低）电压保护

电压定值：

1～120V；定值误差不超过±3%。

6）双屏蔽电缆监视保护

当双屏蔽电缆屏蔽芯线与屏蔽地线之间的绝缘电阻值Rd<3KΩ时,保护可靠动作;Rd>5.5KΩ时,保护可靠不动作。

当双屏蔽电缆屏蔽芯线与屏蔽地线之间的回路电阻值Rk>1.5KΩ时,保护可靠动作；Rk<0.8KΩ时,保护可靠不动作。

7）反时限保护

多数被保护元件的允许过电流通过时间与其电流值的大小成反比关系，即电流值越大，其允许通过的时间越短。

为了充分发挥被保护元件的效益，又不致使元件长时间过热而损坏，定时限显然不能满足这种实际的需要，因为定时限要么过早地切除被保护元件，要么就是元件早已损坏才动作。

由于反时限过电流保护在原理上与很多负载的故障特性相似，因此，在很多场合它比定时限电流保护具有更优越的保护性能。

反时限过电流保护具有瞬动性和反时限特性，通过调整热容常数可以满足不同场合应用的要求。

8）时间定值误差（I：

当前电流；Ip：

反时限保护启动电流整定值）

定时限：

定值<2s时，不超过±5ms；2s时，不超过±5%。

反时限：

当2<（I/Ip）<20时：

误差不超过±5%或±5ms；

当（I/Ip）20时：

保护按定时限动作。

9）整组动作时间:

时间定值为0，2倍电流定值时动作时间不大于5ms。

10）数字化整定级差:

所有保护整定值均可以连续数字化整定，级差为0.01。

11）电流保护返回系数:

不小于0.95。

12）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。

接点容量:

输出触点长期容许接通电流为8A。

开关量输入:

装置具备8路状态量的采集，有开关合位，跳位信号输入接口。

13）通信接口:

一个RS-485远方通信接口（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,可以与通讯管理机联网,从而构成综合自动化系统;另一个RS-232本地接口用于和显示器通讯,实现就地数据显示功能。

14）装置重量:

装置的总重量不大于8kg。

7.使用环境

7.1环境温度：

环境温度为-20～+55℃，24小时内平均温度不超过+35℃；（如有特殊要求订货时指定）

7.2贮存温度：

贮存温度为-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；

7.3相对湿度：

相对湿度不超过95%；

7.4海拔高度：

海拔高度不超过1000m（超过1000m但不超过4000m时，工频耐压按GB311.1修正）；

7.5工作位置：

开关柜内或与矿用隔爆开关配套在具有甲烷等混合气体的煤矿井下使用。

使用地点应采取防止滴水的措施。

8.结构组成与工作原理

8.1结构组成

装置采用一体化密封机箱,总母板底板结构,后面或侧面接线方式（可根据用户需要而改变）;数据通讯接口由装置前方引出,开关退出运行时便于插拔.机箱内部分为电源部分，CPU部分，交流接口部分采取了屏蔽措施，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。

整套装置由总线底板+CPU母板+显示板组成，其中CPU母板通过接插端子固定安装（螺丝固定）于总线底板，二者安装于保护保护装置内；显示板固定安装在开关柜柜门的观察孔处；显示面板与装置通过通讯线进行连接。

总线底板根据功能分为交流输入、CPU插件、电源输入和出口等几部分。

8.2工作原理

装置上电后运行自检程序，对所有硬件电路及模块程序进行检查，如有故障则显示故障部位和故障原因，等待维修处理；如果自检正常通过，则启动主程序进入监控和保护状态，检测开入回路信号并进行运算处理，然后进行显示和开出驱动（如果必要）。

8.2.1保护启动元件

本装置启动元件分为两部分：

突变量元件启动和静稳破坏元件启动。

突变量启动定值为外部整定（突变量启），静稳破坏元件启动定值亦为外部整定（过负荷元），即小于第二段电流保护的定值。

两者中只要有一个条件满足，保护将进入故障处理程序中。

8.2.2三段式相间电流保护

本装置设三段式相间电流保护，Ⅰ段（速断）、Ⅱ段（过流）Ⅲ段（过载）均可以独立地用控制字选择。

同时还配置了低电压元件，可构成电流、电压联锁保护；见下图三段式电流保护逻辑图（带反时限）。

图8-1三段式电流保护及反时限逻辑图

8.2.3过电压保护

为避免使用相电压在单相接地时引起过电压保护误动，过电压保护采用线电压。

过电压保护可投退。

其逻辑框图见图8-2。

图8-2过电压保护逻辑图

8.2.4低电压保护

利用低电压保护元件，可以实现低压控制，当系统电压（UAB、UBC、UBC最大值）低于整定电压时，此元件就能自动判定是否切除负荷。

低电压保护经PT断线及断路器分状态闭锁，此两种情况存在时，低电压保护不动作。

8.2.5PT断线检测

三个相电压的向量和（3U0）大于18V,且任两个相间电压的模值之差也大于18V（用以区别系统一点接地）,用于检测一相或两相断线；满足上述条件后延时5秒报PT断线，发出运行异常告警信号，同时退出有关方向保护和电压闭锁元件,待电压恢复正常后保护也自动恢复正常。

8.2.6零序电压告警

当零序电压超过整定值后，经延时后告警（或跳闸）,可投退。

8.2.7反时限过流保护

反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线，可以非常方便地实现全线的配合。

Ⅰ型设置：

按常规将反时限特性解析式分为三类即反时限Ｉ、反时限II、反时限III。

通过调整反时限时间常数适应不同负载特性。

各反时限特性公式如下：

曲线1：

反时限Ｉ

曲线2：

反时限II

曲线3：

反时限III

其中：

Tp-------时间常数（0.05～1）；Ip-------反时限启动电流；

Tmin----为最小动作时间；t--------为动作时间。

I------为故障电流；

动作电流与时间满足下图所示所示的曲线图。

图8-3

Ⅱ型设置：

通过改变热容系数来适应不同负载设备的负荷特性。

动作电流与时间满足下图所示的曲线图。

图8-4

其中：

K--热容系数；Iset--反时限启动电流；tmin--为最小时间。

热容系数K为负载容热能力一般由设备制造厂家提供；Tmin为最小延时时间，如果设定的反时限延时时间小于Tmin，则按Tmin延时；如果大于Tmin则按设定时间延时。

8.2.8三段（二段）零序过流保护

装置中设置了三段（二段）零序过流保护来作为接地故障的保护，应用于中性点直接接地系统中时，接地零序电流相对较大，可采用零序Ⅰ段直接跳闸方法;在中性点经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较小，可采用零序Ⅱ段/Ⅲ段延时跳闸方法。

装置还具备功率方向型漏电保护，采用基波零序电压启动，对下属电网中出现的单相接地故障通过对基波零序电流的方向和大小来判别接地线路。

可以通过控制字来设定二段零序过流保护及功率方向型漏电保护功能的投退。

8.2.9电缆绝缘监视保护

对高压开关负荷侧使用的双屏蔽电缆的屏蔽芯线、屏蔽地线实行绝缘监视保护。

a）当双屏蔽电缆屏蔽芯线与屏蔽地线之间的绝缘电阻值Rd降低到:

Rd<3KΩ时,保护可靠动作;Rd>5.5KΩ时,保护可靠不动作。

b）当双屏蔽电缆屏蔽芯线与屏蔽地线之间的回路电阻值Rk降低到:

Rk>1.5KΩ时,保护可靠动作;Rd<0.8KΩ时,保护可靠不动作。

9.Ⅰ型机操作说明

9.1菜单结构

9.2定值整定

9.2.1定值清单

定值

控制字一

0突变量启动元件IQD1（短路启动元）

1静稳破坏元件IQD2（过负荷启动元）

2速断电流定值I1（短路保护）

3定时限过流保护定值II2（过流保护）

4定时限过流保护定值III3（过载保护）

5低压闭锁过流定值UL

5反时限过流启动定值Ip

6反时限最小延时Tmin

7反时限时间常数Tp

8零序I段电流定值Io1

9零序II段电流定值Io2

10零序II段保护延时To

11零序电压告警定值Uo

12零序电压延时定值Tuo

13低电压保护定值Umin

14过电压保护定值Umax

15低电压跳闸延时定值Tu1

16过电压跳闸延时定值Tu2

17电压变比PT

18电流变比CT

19电度

20时间

21地址号

0断路器分启动录波

1断路器合启动录波

2速断保护投入（短路保护）

3速断保护经电压闭锁

4速断保护带小延时

5过流I段保护投入

6过流II段保护投入

7过流经电压闭锁

8手合过载加速跳

9瓦斯超限跳闸

10风电联锁跳闸

控制字二

0零序I段保护投退

1零序I段保护带方向

2零序II段保护投退

3零序II段保护带方向

4低电压保护投退

5过电压保护投退

6零序电压告警投退

7绝缘监视跳闸投退

8反时限1保护投退

9反时限2保护投退

10反时限3保护投退

9.2.2定值整定说明

9.2.2.1突变量启动值（IQD1）：

定值应保证在最小运行方式下故障相电流应有足够的灵敏度,一般建议为0.1Ie；精度（步进）：

0.01。

注：

个别版本已在程序中固化，不能修改。

9.2.2.2过负荷元件（IQD2）：

该定值为静稳破坏电流元件，按躲开最大负荷电流二次值整定（一般建议为1.05～1.2Ie）。

若最大负荷电流二次值为3A，则过负荷元件可设为3.0～3.6A之间，应小于过流II段定值及反时限启动电流定值。

精度（步进）：

0.01

9.2.2.3过流I段（短路速断保护）定值：

该定值一般建议为2Ie～10Ie,可通过控制字选择是否投50ms延时，用以躲开避雷器的放电时间。

精度（步进）：

0.01

9.2.2.4过流II段（过载保护）定值：

该段做为定时限保护，定值一般建议为1.2Ie～2Ie；该定值应小于短路速断定值,同时大于等于反时限启动电流值。

延时定值一般建议为0.01～1.00S，一般可设为0.5S。

也可根据实际情况及要求作相应调整。

不投反时限过流保护时，定值一般建议为1.0Ie～1.2Ie,延时定值一般可设为0.01～3S。

精度（步进）：

0.01

9.2.2.5反时限启动定值Iset（Ip）：

反时限过流建议为保护必投项，能充分发挥被保护元件的效益，又不致使元件长时间过热而损坏，反时限过电流保护具有瞬动性和反时限特性，能对故障情况动态跟随，性能优于定时限保护；若不投此项，则过流II段定值及延时值必须设置的非常精确，才能接近于故障情况而进行保护。

反时限Ｉ、反时限II、反时限III三类反时限对同倍率故障电流，动作为由快到慢顺序，用户可根据情况选用。

该定值一般建议为1.0Ie～1.2Ie,一般建议设为1.0Ie，其动作时限与被保护线路中电流大小自然配合。

精度（步进）：

0.01。

（后附反时限过流保护定值整定参考表）

9.2.2.6零序I、II段电流定值

该定值也需根据现场实际运行情况设定，定值一般建议为0.5～8A。

零序I段不经延时直接跳闸，一般设为零II定值的1.2～2倍，但不得大于8A。

零序II段具有延时跳闸特性，定值一般建议为0.5～8A.

延时定值一般可设为0.01～2S。

精度（步进）：

0.01

9.2.2.7功率方向型漏电保护

对下属电网中出现的单相接地故障，采用功率方向型检漏保护，可提高接地保护动作的选择性，此时可投入此项功能。

投入方向型漏电保护需进行零序电压定值的整定。

零序电压定值也需要根据现场实际运行情况设定，定值一般建议为3～25V。

延时定值一般可设为0.01～2S。

精度（步进）：

0.01

零序I段、II段均可以进行方向性保护的投退控制。

9.2.2.8低电压保护，该定值一般设为线电压的65～66％，一般为65V，延时一般设为0.01～2S。

9.2.2.9过电压保护，该定值一般设为线电压的118～120％，一般为120V，延时设为0.01～2S。

9.2.2.10变比设定：

菜单中PT为电压互感器一、二次侧额定电压之比值，如6kV系统PT=6000/100=60,10kV系统PT=10000/100=100,；CT电流互感器一、二次侧额定电流之比值,如200/5互感器,则CT=200/5=40;地址号用于设定本机网络识别代号，组网时使用，单机无意义。

9.2.2.11控制字，各项参数整定完成后，必需投入对应的控制字该项保护才能参与运行，个别功能无需设定直接投入控制字即可投用。

9.2.2.11.1.手合过流II（过载）加速跳，若对断路器进行合闸操作时，恰逢故障产生，则装置自行不经延时，加速过流II（过载）保护跳开断路器，若要实现此功能，则需投上此项控制字。

9.2.2.11.2.电缆绝缘监视保护，投上此项控制字，在电缆绝缘发生短路或监视回路开路故障时使开关分闸跳开断路器。

9.3人机交互

9.3.1显示器说明

本装置由主机和显示器两部分构成，其中显示器可以完成对本装置的运行管理工作。

显示器带有汉显液晶、按键采样电路和数据接口，显示面板为一个128×64点阵式液晶和4个信号指示灯。

液晶主要完成各种数据的动态显示,信号指示灯主要用来指示保护动作信息、开关状态信息以及显示器与保护主机的通讯状况，数据接口主要完成与主机的数据交互功能。

按键功能定义因机型配置不同而有所区别。

三键机型按键功能定义如下：

“复位”用于装置因干扰或意外死机时使装置重新启动运行；（复位时不影响开关当前工作状态）“移位”为循环移位键或数字修改键；“确认”用于确认进行的操作或滚行、翻页。

四键机型按键功能定义如下：

“复位”用于装置因干扰或意外死机时使装置重新启动运行；（复位时不影响开关当前工作状态）“↑”为循环上移位键或退出键；“↓”为循环下移位键或数字修改键；

“确认”用于确认进行的操作或滚行、翻页。

六键遥控机型按键功能定义如下：

“↓”光标下移；“↑”光标上移；“→”光标左移；“←”光标右移；

“确认”确认当前操作或滚行、翻页；“取消”取消当前操作或退出返回。

（小秘诀：

滚屏显示时，按动“↓”键可手动翻屏，查询当前各项实时参数值；按动“↑”键可固定当前屏幕显示5-8秒，方便仔细观察显示数据。

遥控器为“↓”键和“→”键。

）

9.3.2部分菜单术语简介

装置的液晶显示界面采用对话框、菜单相结合的操作方式。

实时：

对电流值、电压值、功率、绝缘电阻、零序电压、零序电流、有功、无功、频率、当前时间等值的实时查询

参数：

各参数项的查询、修改与投入

定值查询：

查询显示定值区的整定值；

定值修改：

整定或修改定值；

定值投入：

固化定值,只有投入才能使定值真正投入运行；

修改密码：

修改操作密码和定值修改密码。

开入：

八路开关量输入状态检查。

事件：

SOE事件记录查询。

复归：

信号复归,用于复归保护动作信号及非电量保护动作信号。

版本：

装置软件版本信息的查询。

9.3.3操作说明

9.3.3.1正常显示画面，装置上电后，运行灯闪烁，显示开机界面，然后两个数据屏交替闪烁显示。

9.3.3.2主菜单：

任何情况下按确认键进入主菜单；

9.3.3.3实时：

进入实时数据查询界面，可以查询各电压、电流、功率、系统频率等遥测数据。

查看相应内容可进入对应界面；

9.3.3.4开入：

进入开入量查询界面，可以实时查询8路开入量的状态。

8路开入量的定义见书后插图示意；（实心表示闭合状态）

9.3.3.5参数：

进入参数菜单可进行定值参数的查询和修改；

9.3.3.6定值查询：

进入后可以查看当前运行定值；

按确认键翻屏，到最后一屏再按确认键返回上一级菜单（遥控为取消键）。

9.3.3.7定值修改：

界面同参数查询。

进入后，光标定位于数字位，按光标键移动光标，上、下移键此修改定值，按确认键移动光标到下一参数项，直到修改完定值，返回参数菜单。

然后需进行定值固化。

只有固化后，定值修改才有效！

9.3.3.8定值投入：

用于定值修改后的固化。

只有固化后，定值修改才有效！

为防止误操作，进入定值固化项需输入密码，出厂预置密码值为：

0000，密码值用户可以修改。

*如果长时间显示“通讯中→→”字样，或没有出现固化成功的提示，则表示定值投入失败，需继续进行定值投入操作，直至固化