12 iPACS5762充电保护装置技术说明书.docx
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12iPACS5762充电保护装置技术说明书
iPACS-5762充电保护测控装置
技术说明书
版本：
V2.01
江苏金智科技股份有限公司
1概述
1.1应用范围
iPACS－5762充电保护测控装置可实现各电压等级、不同主接线方式（内桥、单母线、单母线分段及其他扩展方式）的分段（桥）开关或进线开关的充电保护和测控功能。
可组屏安装，也可在开关柜就地安装。
1.2保护配置和功能
1.2.1保护配置
1）充电保护。
2）复压相间过流保护。
3）零序电流保护（零序电流可自产也可外加）。
4）独立的操作回路。
1.2.2测控功能
1）15路自定义遥信开入。
2）一组断路器遥控分/合。
3）Iam、Icm、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、U0、F、P、Q、COSф共14个遥测量。
4）事件SOE记录等。
1.2.3保护信息功能
1）装置描述的远方查看。
2）系统定值的远方查看。
3）保护定值和区号的远方查看、修改功能。
4）软压板状态的远方查看、投退、遥控功能。
5）装置保护开入状态的远方查看。
6）装置运行状态（包括保护动作元件的状态、运行告警和装置自检信息）的远方查看。
7）远方对装置信号复归。
8）故障录波上送功能。
支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）通讯规约，配有以太网通讯（100Mbps），超五类线或光纤通讯接口。
2技术参数
2.1机械及环境参数
2.1.1工作环境
温度：
-25℃～+60℃保证正常工作
湿度、压力符合DL478的要求
2.1.2机械性能
能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应，冲击响应
2.2电气参数
2.2.1额定数据
直流电压：
220V，110V允许偏差+15％，－20％
交流电压：
57.7V（相电压），100V（线电压）
交流电流：
5A，1A
频率：
50Hz
2.2.2功率消耗
交流电压：
<0.5VA/相
交流电流：
<1.0VA/相（In=5A）
<0.5VA/相（In=1A）
直流：
正常<15W
跳闸<25W
2.2.3过载能力
交流电压：
1.2倍额定电压：
连续工作；
1.4倍额定电压：
允许10秒。
交流电流：
2倍额定电流：
连续工作；
10倍额定电流：
允许10秒；
40倍额定电流：
允许1秒。
2.3主要技术指标
2.3.1充电保护
电流定值范围：
0.1In～20In
电流定值误差：
<5％
电压定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.2复压相间过流保护
电流定值范围：
0.1In～20In
电流定值误差：
<5％
电压定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.3零序电流保护
电流定值范围：
0.02A～12A（外接时）
电流定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.4遥信开入
分辨率<1ms
信号输入方式：
无源接点
2.3.5遥测量计量等级
电流：
0.2级
其他：
0.5级
2.3.6电磁兼容
辐射电磁场干扰试验符合GB/T14598.9的规定
快速瞬变干扰试验符合GB/T14598.10的规定
静电放电试验符合GB/T14598.14的规定
脉冲群干扰试验符合GB/T14598.13的规定
射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T17626.6的规定
工频磁场抗扰度试验符合GB/T17626.8的规定
脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T17626.9的规定
2.3.7绝缘试验
绝缘试验符合GB/T14598.3-936.0的规定
冲击电压试验符合GB/T14598.3-938.0的规定
2.3.8输出接点容量
信号接点容量：
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）
其它辅助继电器接点容量：
允许长期通过电流5A
切断电流0.2A（DC220V，V/R1ms）
跳闸出口接点容量：
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）
3软件工作原理
3.1保护程序结构
保护程序结构框图如图3.1.1所示。
图3.1.1保护程序结构框图
主程序接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。
硬件自检内容包括定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
正常运行程序中进行频率跟踪、及运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态、频率异常判别等。
不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。
故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形的整理。
3.2装置起动元件
装置针对每一种保护设置相应的起动元件，以确保在满足保护动作时装置能够可靠起动。
3.2.1相间过流起动
（3-1）
当满足上式时，保护起动。
式中：
Imax为三相最大电流
Izd为相间电流保护、瞬时投入的复压过流保护的整定值。
3.2.2零序电流起动
（3-2）
当满足上式时，保护起动。
式中：
I0为零序电流
I0zd为零序电流保护、瞬时投入的零序电流保护。
3.3充电保护
装置设置了‘充电保护’控制字，当该控制字投入且‘投充电保护’硬压板合上时，装置允许开关充电保护投入。
充电保护配置了充电过流元件和充电零序过流元件，在开关手动或遥控合闸后数秒时间（可在装置整定－辅助参数菜单中整定）内自动投入，之后自动退出。
如此期间内，充电保护起动，则一直投入到故障切除。
充电过流元件和充电零序电流元件的电流定值在保护定值单中整定。
充电保护投入期间，若分段的任一相电流或零序电流大于充电定值，经瞬时投入动作时间延时出口跳开关。
3.4复压相间过流保护
装置具有1段经复压闭锁的相电流过流保护（三相式/两相式），其定值均可独立整定。
复合电压元件，其负序电压U2由相电压计算得到，应按相整定；低电压取自线电压，应按线整定。
3.5零序电流保护
当装置用于不接地或小电流接地系统，接地故障时的零序电流很小时，可以用接地试跳的功能来隔离故障。
这种情况要求零序电流由外部专用的零序TA引入，不能够用软件自产。
当装置用于小电阻接地系统，接地零序电流相对较大时，可以用直接跳闸方法来隔离故障。
相应的，本装置提供了电流解列保护——零序电流保护。
3.6装置自检
当装置检测到本身硬件故障，发出装置闭锁信号，同时闭锁装置（BSJ继电器返回）。
硬件故障包括：
定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
3.7装置运行告警
当装置检测到下列状况时，发运行异常信号（BJJ继电器动作）：
TWJ异常、弹簧未储能、控制回路断线、TV断线、TA断线、频率异常。
3.7.1TWJ异常判别
三相无电流，同时TWJ动作，则认为线路不在运行，开放准备手合于故障3秒；线路有电流但TWJ动作，经10秒延时报TWJ异常。
3.7.2弹簧未储能
弹簧未储能开入动作，经辅助参数中“弹簧未储能报警延时”报弹簧未储能报警。
3.7.3控制回路断线
TWJ、HWJ均在分位，延时3S报控制回路断线。
3.7.4TV断线
正序电压小于30V同时线路有流，或负序电压大于8V，延时10秒报TV断线；三相电压正常后,经1.25秒延时TV断线信号复归。
3.7.5TA断线
任意一相电流大于0.3In（其它两相为零）；或者最大相电流大于0.3In，且大于4倍的最小相电流；延时10S报警。
3.7.6频率异常判别
母线电压大于40V同时频率小于49.5Hz，延时10秒报频率异常报警；频率恢复正常后,经10秒延时频率异常信号复归。
3.8遥控、遥测、遥信功能
遥控功能主要有三种：
正常遥控跳闸，正常遥控合闸，接地选线遥控跳合闸。
遥测量包括Iam、Icm、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、U0、F、P、Q、COSф共14个模拟量。
通过积分计算得出有功电度、无功电度，所有这些量都在当地实时计算，实时累加。
电流精度达到0.2级，其余精度达到0.5级。
遥信量主要有：
21路自定义遥信开入，并有事件顺序记录（SOE）。
遥信分辨率小于1ms。
3.9对时功能
装置具备软件对时和硬件对时功能。
硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式，装置自动识别硬件对时模式，对时误差≤1ms。
对时接口均采用485差分电平输入。
软件对时为通讯报文对时。
一般地，IRIG-B码对时单独使用，差分秒脉冲与软件对时一同使用，不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。
当装置检测到硬件对时信号时，在液晶主界面上显示对时正常。
3.10逻辑框图
4定值内容及整定说明
4.1系统定值
序号
名称
整定范围
备注
1
定值区号
0～15
2
保护CT一次额定值
0～8000A
3
保护CT二次额定值
1/5A
4
测量CT一次额定值
0～8000A
不用测量时可以不整
5
测量CT二次额定值
1/5A
6
零序CT一次额定值
0～4000A
不用零序保护时可以不整
7
零序CT二次额定值
1/5A
8
母线PT一次额定值
0～110.0KV
不接母线电压时可以不整
9
母线PT二次额定值
100V
10
零序电流自产
0/1
0：
外加1：
自产
不用零序保护时可不整
11
主画面显示一次值
0/1
0：
表示显示二次值
1：
表示显示一次值
12
电度显示一次值
0/1
0：
表示显示二次值
1：
表示显示一次值
相关说明：
1>定值区号：
本装置提供16个可使用的保护定值区，整定值范围为0～15。
运行定值区可以是其中任意一个，如果要改变运行定值区，有两种方式：
一是进入系统定值整定菜单，改变定值区号，将其值整定为所要切换的定值区号，按"确认"键后再对装置进行复位即可；二是通过远方修改定值区号，将所要切换的定值区号下装到装置，装置自动复位后即可。
2>零序电流自产：
自产的零序电流仅用于跳闸和报警功能，不能用于小电流接地选线。
该控制字设定为“1”，表示零序电流自产，否则零序电流采用外加电流（由端子115～116引入）。
4.2保护定值
定值名称
符号
整定值
单位
1
负序电压定值（相电压）
2～57.7
V
2
低电压定值（线电压）
2～100
V
3
瞬时投入相间电流定值
0.1～20In
A
4
瞬时投入零序电流定值
0.1～20In
A
5
瞬时投入动作时间
0～100S
S
6
相间电流定值
0.1～20In
A
7
相间电流动作时间
0～100S
S
8
零序电流定值
0.1～20In
A
9
零序电流动作时间
0～100S
S
以下为整定控制字SWn，当该位置“1”时相应功能投入，置“0”相应功能退出
1
充电保护投入
0/1
2
相间电流保护投入
0/1
3
零序电流保护投入
0/1
4
复压投入
0/1
只有控制字、软压板和硬压板均投入时才投入相应保护元件，否则退出该元件。
4.3通讯参数
序号
名称
整定范围
备注
1
口令
00～99
出厂时设为“01”
2
装置地址
1～65534
3
IP1子网高位地址
0～254
4
IP1子网低位地址
0～254
5
IP2子网高位地址
0～254
6
IP2子网低位地址
0～254
7
IP3子网高位地址
0～254
8
IP3子网低位地址
0～254
9
掩码地址1位
0～255
10
掩码地址0位
0～255
11
遥测上送周期
00～99秒
12
遥信确认时间1
0～50000毫秒
出厂时设为20ms
13
遥信确认时间2
0～50000毫秒
出厂时设为20ms
相关说明：
1>通讯参数可以由调试人员根据现场情况整定。
2>装置地址：
全站的装置地址必须唯一。
3>装置标准配置是两网口，至多可以三个（请在订货时予以说明）。
请根据实际的网口配置情况整定相应的子网地址，未曾使用的可不整。
4>遥测上送周期：
指装置主动上送遥测数据的时间间隔。
当整定为“0”表示遥测不需要定时主动上送（此时仍旧响应监控的查询）。
本项定值可根据现场情况整定，不用通讯功能时可整定为“0”。
出厂默认值为“0”。
5>遥信确认时间1：
开入1和开入2的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为“20毫秒”。
6>遥信确认时间2：
除开入1和开入2的其他开入的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为“20毫秒”。
4.4辅助参数
序号
名称
整定范围
出厂设定值
备注
1
跳合闸脉冲时间
0.1～5.0S（0.2）
0.2s
2
充电保护投入时间
1～50.0S（3）
3s
3
弹簧未储能报警延时
0～30.0s
15s
4
检测控制回路断线
0/1
1
参见说明
5
301定义为TWJ
0/1
0
6
302定义为HWJ
0/1
0
7
303定义为KKJ
0/1
0
8
304定义为YK
0/1
0
相关说明：
1>本装置配有操作回路插件。
若现场只需提供保护跳闸出口419～409、遥控合闸出口410～411、遥控跳闸出口410～412，而不将本操作回路的407、413、422、426端子与操作机构的端子箱连接，423端子亦悬空，这种情况装置无法通过内部采集到位置信号和遥控投入信号。
2>若装置无法由内部采集到位置信号或遥控投入信号，则需根据需要将端子301～304定义成这些信号的引入端（端子301～304若未被定义成断路器位置或者遥控投入信号，即相应控制字为0，其作普通遥信用）。
以下是这些信号的引入原则：
2.1>TWJ引入原则：
先将“301定义为TWJ”整成1。
若装置使用重合闸功能或者希望装置提供事故总信号（就地显示、通讯上送、SWI插件的417～418输出），需将外部KKJ信号引至端子301。
2.2>HWJ引入原则：
若装置使用非电量功能、低电压保护或者希望装置提供事故总信号，则必须将外部HWJ引至端子302，同时将“302定义为HWJ”整成1。
若现场使用第一组遥控（对应本开关）或者接地选线功能，宜将外部HWJ引至端子302，同时将“302定义为HWJ”整成1。
其他情况不需外引HWJ，可将“302定义为HWJ”整成0。
2.3>KKJ引入原则：
若现场使用第一组遥控（对应本开关），宜将外部KKJ引至端子303，同时将“303定义为KKJ”整成1。
其他情况不需外引KKJ，可将“303定义为KKJ”整成0。
2.4>YK引入原则：
若现场使用接地选线功能、遥控功能或者需要通过后台修改软压板，必须从端子304引入YK信号，同时将“304定义为YK”整成1。
3>其他情况不需外引YK，可将“304定义为YK”整成0。
若装置不能采集到TWJ和HWJ输入（不论是内部采集还是外引），应将“检测控制回路断线”控制字整成0，以避免程序发“控制回路断线”信号。
其它情况下整成1。
4.5软压板
序号
软压板名称
整定范围
备注
1
充电保护投入
0/1
2
相间电流保护投入
0/1
3
零序电流保护投入
0/1
相关说明：
软压板可以通过后台投退；就地可通过初始化菜单将软压板全部置“1”。
5装置接线端子与说明
图一：
背板接线图
图二：
操作回路图
5.1模拟量输入
外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器。
Ua、Ub、Uc为母线电压，在本装置中作为保护和测量共用，其与Ima、Imc一起计算形成本线路的P、Q、COSф、kWh、kVarh。
若无相应的母线PT或者本装置所使用的功能不涉及电压，则UA、UB、UC可不接。
为防止装置发PT断线信号，只需将保护定值中“复压投入”控制字退出。
本装置自产3U0，用于零序电压报警判断和零序电压测量。
Ima、Imc为测量用电流，需从专用测量CT输入，以保证遥测量有足够的精度。
IA、IB、IC为保护用三相电流输入。
I0为零序电流输入。
其既可作零序过流保护（报警或跳闸）用，也可作小电流接地选线用。
当零序电流作小电流接地选线用时要求从专用零序电流互感器输入。
5.2背板接线说明
端子101～104为母线电压输入。
端子105～106为线路电压输入，可以是100V或者57.7V，需要和系统定值中的“线路PT额定二次值”一致。
端子121～122为A相测量电流输入。
端子123～124为C相测量电流输入。
端子109～110为保护用A相电流输入。
端子111～112为保护用B相电流输入。
端子113～114为保护用C相电流输入。
端子115～116为零序电流输入。
端子207～208为硬接点对时输入端口，接485差分电平。
端子301～321为遥信开入输入端，其中301～315为普通遥信输入端。
端子316为投充电保护开入。
端子317为投电流解列保护开入。
端子318为复压退出压板。
端子319为弹簧未储能开入，弹簧未储能延时闭锁重合闸。
端子320为信号复归开入。
端子321为装置检修开入。
当该压板投入时，装置将屏蔽所有远动功能。
端子322分别为遥信开入公共负输入端。
端子323～324为事故总信号输出空接点。
端子325～326为装置报警输出空接点。
端子327分别为装置电源负输入端。
端子328分别为装置电源正输入端。
端子330为保护电源地。
该端子和装置背面右下的接地端子相连后再与变电站地网可靠联结。
端子401～402为装置闭锁输出空接点。
端子403～406为信号输出空接点，其中403为公共端。
端子404对应保护合闸信号输出。
端子405对应保护跳闸信号输出。
端子406对应控制回路断线输出。
端子407为合位监视继电器负端。
端子408为保护合闸出口（BHJ），可经压板接至端子425。
端子409为保护跳闸出口（BTJ），可经压板接至端子421。
端子410为遥控正电源输入端子，只有在其接入正电源时装置才将遥跳、遥合和选线功能投入，同时其亦是遥控合闸出口（411）和遥控跳闸出口（412）的公共端。
端子411为遥控合闸出口（YHJ），可经压板或直接接至端子424。
端子412为遥控跳闸出口（YTJ），可经压板或直接接至端子420。
端子413为跳位监视继电器负端。
端子414～416为位置信号输出空接点，其中414为公共端。
端子415为跳闸位置（TWJ）信号接点。
端子416为合闸位置（HWJ）信号接点。
端子417～418为KKJ（合后位置）输出空接点。
端子419为控制正电源输入端子。
端子420为手动跳闸入口。
端子421为保护跳闸入口。
端子422接断路器跳闸线圈。
端子423为控制负电源输入端子。
端子424为手动合闸入口。
端子425为保护合闸入口。
端子426接断路器合闸线圈。
端子427～430为二付备用输出接点。
当使用本装置的操作回路时，装置所需的开关位置信号（TWJ、HWJ、KKJ）可由内部产生，不需要再从外部引入；当使用外部操作回路时就需根据需要将开关位置信号（TWJ、HWJ、KKJ）对应引至301～303端子，同时在辅助参数中进行相关整定。
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