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601A使用说明书

eDCAP-601A通用保护测控装置

使用说明书

北京紫光测控有限公司

BEIJINGUNISPLENDOURM&CCO.,LTD

1概述

eDCAP-601A通用保护测控装置适用于110kV以下电压等级的不接地、经小电阻接地或经消弧线圈接地系统中的线路（进线或馈出线）、部分馈出设备（馈出变或接地变等）的保护及测控。

2装置主要功能配置

名称

说明

保护

三段定时限过流保护（可受方向和复压判据控制）；

过流后加速保护（可受复压判据控制）；

过负荷保护；

过负荷告警；

充电保护；

反时限过流保护；

两段低压保护；

过压保护；

低周减载；

三相多次重合闸，偷跳重合（即不对应重合）；

零序过压告警；

三段零序过流保护（可受零序电压闭锁）；

零序后加速；

零序过流告警；

两段低压侧零序过流保护；

独立的接地选线功能；

PT断线、CT断线、控制回路断线、装置失电告警；

合闸可检同期、检线路无压、检母线无压或不检；

5路非电量保护（重瓦斯、轻瓦斯、高温跳闸、高温告警、压力释放）；

4路非电量控制（联跳1、2、3、4）；

故障、告警、闭锁、重合闸等事件记录；

支持硬压板投退并可灵活整定；

2套保护定值及保护投退；

故障录波。

遥测量

三相相电压，三相线电压，零序电压，同期电压；

三相电流，零序电流；

有功、无功，零序有功、零序无功，功率因数；

频率、线路侧同期电压频率；

有功电度、无功电度；

温度；

基波及2～17次谐波。

遥信量

可检测12路遥信量，遥信变位信息及同时产生的SOE可上传给主机。

遥控量

可接受并执行主机的遥控命令，遥控出口可整定。

当地报告记录

故障告警记录。

变位报告记录。

操作记录。

对时功能

主机软件对时

GPS对时

B码对时

数据的掉电保存

录波数据、故障告警记录、变位记录、操作记录等保存在有备用电池支持的RAM中，在装置掉电时数据不会丢失。

保护或控制参数保存在EEPROM中，在装置掉电或电池耗尽时数据不会丢失。

其它

测量量显示方式：

“一次值/二次值”可选择；

电度测量方式：

“脉冲方式/计算方式”可选择。

3装置硬件资源配置

名称

数量

说明

装置工作电源

1

可以是DC220V或DC110V，在订货时须注明。

控制回路电源

1

可以是DC220V或DC110V，在订货时须注明。

开关控制回路

1

有内置防跳继电器及合闸保持继电器。

交流输入（AD）

14

途径：

交流量→内部互感器（隔离变换）→低通滤波→A/D转换（数字信号）→DSP（计算处理）。

开关量输入（DI）

12

均经光电隔离。

其中，开入量1～9为DC220V或DC110V输入的普通信号；开入量10～12可通过增加扩展模块获得。

在三个经扩展模块获得的开入量中，开入量10可作为GPS对时信号，开入量11～12可作为电度脉冲信号，此时它们都是DC24V输入，而当它们作为普通信号时，输入电压同开入量1～9。

开关量输出（DO）

8（防跳内置）或7（防跳外置）

均经光电隔离。

通信接口

3

可以是RS-232、RS-485、光纤和网络接口。

4主要技术指标

4.1额定参数

交流电压额定值（Un）：

线电压：

100V，380V；相电压：

57.7V，220V

交流电流额定值（In）：

5A，1A

电源频率额定值：

50Hz

直流电源额定值：

220V，110V

4.2环境条件

环境温度:

工作：

温度范围-10～+55℃。

贮存：

温度范围-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，装置能正常工作。

大气压力：

80～110kPa（相对海拔高度2km及以下）

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大于50%。

4.3功率消耗

交流电压回路：

不大于0.5VA/相（额定电压下）

交流电流回路：

不大于0.75VA/相（额定电流下）

直流回路：

每个保护箱不大于10W（静态）或15W（动作）

4.4热稳定性

　　长期运行　　2In，1.5Un

　　短时过载　　20In，1s

瞬时过载　　峰值50In，10ms

4.5测控技术指标

（1）交流工频输入量

a）标称值

电压：

100V，380V；电流：

1A，5A；频率：

50Hz。

b）测量精度

电流、电压：

0.2In~1.2In，0.2Un~1.2Un:

±0.5%；

有功功率、无功功率、功率因数：

±1%；

频率：

±0.02Hz。

c）影响量

频率变化（45~55Hz）的影响：

允许变差：

电流、电压为±0.5%；功率为±1%。

温度变化（-10℃~+55℃）的影响：

允许变差：

电流、电压为±0.5%；功率为±1%。

被测量的谐波含量（20%）的影响：

允许变差：

电流、电压为±0.5%；功率为±1%。

被测量超量限（120%）的影响：

允许变差：

电流、电压为±0.5%；功率为±1%。

自热（30min）的影响：

允许变差：

电流、电压为±0.5%；功率为±1%。

线路不平衡对功率测量的影响：

允许变差：

±1%。

被测线路间的相互作用的影响：

允许变差：

±0.5%。

功率因数变化的影响：

允许变差：

±0.5%。

（2）遥信量

a）输入回路采用光电隔离；

b）遥信量电压标称值：

直流电压220V/110V，根据需要，亦可提供直流24V输入。

c）遥信量分辨率≤2ms

（3）遥测响应时间

显示响应时间≤1s。

（4）遥信响应时间

显示响应时间≤1s。

（5）遥控输出接点容量

直流220V，5A。

（6）对时功能

精确到毫秒级。

4.6保护技术指标

（1）三段定时限过流保护

可受方向和复合电压判据控制。

动作电流定值

整定范围：

0.4In～20In。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0s～100s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms；整定为0s时，电流1.5倍整定值不超过40ms。

（2）过流后加速保护

可受复合电压判据控制。

动作电流定值

整定范围：

0.4In～20In。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0s～3s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms；整定为0s时，电流1.5倍整定值不超过40ms。

（3）方向元件

方向角动作范围：

178°，误差不超过±5°。

（4）复合电压元件

复合电压低压整定范围：

0.05Un～Un,整定误差不超过±5%。

复合电压负序电压整定范围：

0.05Un～Un,整定误差不超过±5%。

（5）过负荷保护

动作电流定值

整定范围：

0.4In～20In。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0.1s～300s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms。

（6）充电保护

动作电流定值

整定范围：

0.4In～20In。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0.1s～20s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms。

（7）反时限过流保护

启动电流定值整定范围：

0.2In～4In。

反时限系数整定范围：

一般反时限：

0.14～7，整定误差不超过±5%。

非常反时限：

5～200，整定误差不超过±5%。

极端反时限：

10～200，整定误差不超过±5%。

启动时间整定范围：

0s～60s。

动作时间：

理论延时误差不超过±5%或±30ms。

（8）两段三相低压保护

动作电压定值

整定范围：

0.1Un～0.9Un。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0.1s～20s。

整定误差：

电压0.8倍整定值不超过±1%或±30ms。

（9）过压保护

动作电压定值

整定范围：

Un～1.5Un。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0.1s～20s。

整定误差：

电压1.2倍整定值不超过±1%或±30ms。

（10）低周减载保护

低周减载频率定值

整定范围：

45.0Hz～49.8Hz。

整定误差：

不超过±0.02Hz。

低周减载滑差闭锁定值

整定范围：

0.3Hz/S～10.0Hz/S。

整定误差：

不超过±5%。

低周减载电流闭锁定值

整定范围：

0.1In～2In。

整定误差：

不超过±5%。

低周减载电压闭锁定值

整定范围：

0.1Un～Un。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0.1s～20s。

整定误差：

不超过±1%或±40ms。

（11）重合闸

重合闸延时定值

整定范围：

0.1s～20s。

整定误差：

不超过±1%或±30ms。

（12）合闸检同期

压差定值

整定范围：

5V～30V。

整定误差：

不超过±5%。

角差定值

整定范围：

5°～30°。

整定误差：

不超过±3°。

（13）三段零序过流保护

可受零序电压闭锁。

动作电流定值

整定范围：

不接地和经消弧线圈接地系统：

0.05A～2A，其它：

0.1In～6In。

整定误差：

不超过±5%或±10mA。

闭锁零序过流的零序电压定值

整定范围：

0.1Un～Un。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0s～20s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms；整定为0s时，电流1.5倍整定值不超过40ms。

（14）零序过流后加速保护

动作电流定值

整定范围：

不接地和经消弧线圈接地系统：

0.05A～2A，其它：

0.1In～6In。

整定误差：

不超过±5%或±20mA。

动作延时定值

整定范围：

0s～3s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms；整定为0s时，电流1.5倍整定值不超过40ms。

（15）两段低压侧零序过流保护

动作电流定值

整定范围：

0.4In～20In。

整定误差：

不超过±5%。

动作延时定值

整定范围：

0s～100s。

整定误差：

电流1.2倍整定值不超过±1%或±30ms；整定为0s时，电流1.5倍整定值不超过40ms。

4.7触点容量

长期接通DC220V/5A。

4.8绝缘性能

（1）绝缘电阻

装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MΩ。

（2）介质强度

装置所有电路与外壳之间的介质强度能耐受交流50Hz，电压2kV有效值，历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

（3）冲击电压

装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5kV的标准雷电波短时冲击检验，无绝缘损坏现象。

4.9电磁兼容性能

（1）承受振荡波干扰能力

能通过GB/T14598.13—1998规定的频率为100kHz和1MHz，严酷等级为III级的振荡波干扰试验。

（2）承受静电放电干扰能力

能通过GB/T14598.14—1998规定的严酷等级为IV级的静电放电干扰试验。

（3）承受射频电磁场辐射干扰能力

能通过GB/T14598.9—2002规定的辐射电磁场干扰试验。

（4）承受快速瞬变干扰能力

能通过GB/T14598.10—2007规定的严酷等级为A级的快速瞬变干扰试验。

（5）承受浪涌（雷击）干扰的能力

能通过GB/T14598.18—2007规定的严酷等级为IV级的浪涌抗扰度试验。

（6）承受射频场感应的传导干扰的能力

能通过GB/T14598.17—2005规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。

（7）承受工频干扰的能力

能通过GB/T14598.19—2007规定的严酷等级为A级的工频抗扰度试验。

（8）承受工频磁场干扰的能力

能通过GB/T17626.8—2006规定的严酷等级为5级的工频磁场抗干扰试验。

（9）承受脉冲磁场干扰的能力

能通过GB/T17626.9—1998规定的严酷等级为4级的脉冲磁场抗干扰试验。

（10）承受阻尼振荡磁场干扰的能力

能通过GB/T17626.10—1998规定的严酷等级为4级的阻尼振荡磁场抗干扰试验。

（11）传导发射限值

符合GB/T14598.16—2002规定的关于传导发射的限值。

（12）辐射发射限值

符合GB/T14598.16—2002规定的关于辐射发射的限值。

5装置原理

5.1装置的构成

装置的整体构成框图见图5.1。

DSP单元

光电隔离

跳合闸输出

开入信号

光电隔离

接点输出

模拟信号

隔离变压器

键盘及显示

光电隔离

光电隔离

多通信口

图5.1

5.2保护原理说明

（1）定时限过流保护

共三段，当延时整定为0时可作为速断保护，可受方向和复合电压判据控制，每段保护的复合电压判据和方向判据均可通过压板进行投退，方向元件带有电压记忆功能，以消除方向保护的死区。

（2）过流后加速保护

过流后加速保护包括手合于故障加速跳闸和重合于故障加速跳闸，开放时间为3秒（开关合上3秒后无效）,可受复合电压判据控制，复合电压判据可通过压板进行投退。

（3）方向判据和复合电压判据

过流保护的方向判据为：

过流保护的复压判据为：

UminU2dz

式中

为电流相量,

为线电压相量,下标

=a或b或c，

=bc或ca或ab，Umin为线电压Uab、Ubc、Uca之最小值，U1dz为复合电压判据低电压定值，U2为负序电压，U2dz为复合电压判据负序电压定值，

=45°为方向保护灵敏角。

注：

当发生PT断线报警时方向元件被闭锁，过流保护功能仍保留。

为避免故障时误判为PT断线而闭锁方向元件，PT断线告警延时整定值应大于最长时限方向保护的延时定值。

（4）过负荷

包括过负荷保护和过负荷告警。

过负荷保护：

三相电流中任一相大于定值经延时动作于事故信号。

过负荷告警：

三相电流中任一相大于定值经延时动作于告警信号。

（5）充电保护

在装置用于对进线的保护时，充电保护作为对母线充电时的灵敏保护。

充电保护的定值一般整定得较低，开放时间（即“充电时间”）可整定。

（6）反时限过流保护

根据国际电工委员会（IEC-4）和英国标准规范（BS142.1996），提供以下三种反时限特性曲线供选择：

①极端反时限

极端反时限特性曲线的表达式如下：

②非常反时限

非常反时限特性曲线的表达式如下：

③一般反时限

一般反时限特性曲线的表达式如下：

其中，Fs：

反时限系数，I：

主回路二次电流，Ip：

反时限保护启动电流，t：

动作时间。

实际应用时，可根据设备的运行曲线选择合适的反时限特性曲线。

由于反时限特性和反时限参数可设置，可组成无数个反时限曲线供用户选择，适用范围很广。

保护定值表中只允许设定启动电流Ip和反时限系数Fs，如果实际应用中不是直接给出Ip和Fs，则必须根据给定的参数先求得Ip和Fs，再提供给保护装置。

⑴已知启动电流Ip和一组动作电流及对应的动作时间值（I1，T1），则Fs的计算公式如下：

①对于极端反时限：

②对于非常反时限：

③对于一般反时限：

⑵已知两组动作电流及对应的动作时间值（I1，T1及I2，T2），Ip和Fs的计算公式如下：

①对于极端反时限：

②对于非常反时限：

③对于一般反时限：

（7）低压保护

共两段，当三相线电压均低于定值时，经延时动作于事故信号。

当开关处于分状态或任一相电流大于0.06In时闭锁低压保护。

（8）过压保护

当任一相线电压高于定值时，过压保护经延时动作于事故信号。

当开关处于分状态时闭锁过压保护。

（9）低周减载

低周减载功能具有滑差闭锁、低电压闭锁和低电流闭锁判据，这些闭锁判据均可通过软压板进行投退，以适应各种减负荷方案。

开关在分位时也闭锁低周减载功能。

启动判据：

频率判据：

40Hz

滑差判据：

滑差<低周减载滑差定值。

电压判据：

电压Uab>低周减载闭锁电压定值。

电流判据：

任一相电流>低周减载闭锁电流定值。

（10）三相多次重合闸

重合次数可以整定（最多3次），每次重合闸的延时可以分别整定。

充电条件：

重合闸投入、线路在正常运行状态（开关在合位）且外部闭锁重合闸信号无效时，经整定的“充电时间”后充电完成。

充电标志可在装置显示窗口中显示。

当启动重合闸的保护跳开开关时（开关从合到分），开始重合闸延时的计时；重合闸的延时到达后，若三相电流均小于0.06In重合闸动作于合闸出口。

可以启动重合闸的保护有：

三段定时限过流、过流后加速、三段零序过流保护、零序后加速。

闭锁重合闸信号：

闭锁信号由普通开入量引入，位置可根据二次接线设计灵活整定，闭锁信号设计为常开接点，即信号闭合时闭锁重合闸。

（11）偷跳重合

偷跳重合即不对应重合闸，有独立的投退及延时整定，当重合闸退出或有外部闭锁信号时偷跳重合自动退出。

由于不使用断路器位置不对应来判别断路器偷跳，因此手动跳闸或遥控跳闸时应通过外部闭锁信号闭锁偷跳自投。

（12）检同期、检无压功能

装置设计有合闸时检同期、检线路无压、检母线无压功能，可通过压板独立投退。

该功能是通过将检同期（检无压）出口接点串联到合闸回路中的方式来实现的。

检同期（检无压）出口必须为常闭接点。

线路侧同期电压Ux允许以线电压或相电压的形式接入，在“修改投退表”菜单下将“线路侧同期电压二次额定值”整定为相应值即可。

“修改定值表”菜单下的“线路侧同期电压相位”整定为

，即母线侧同期电压

超前线路侧同期电压

的相角差。

例如：

接入装置的线路侧同期电压Ux实际为线路电压Ubc，则“线路侧同期电压相位”＝

。

有压值和无压值均以线电压为标准，有压值固定为0.7Un，无压值固定为0.3Un。

检同期的投退情况分为以下几种：

合闸方式

检线路无压

检母线无压

检同期

合闸时不检

退出

退出

退出

检线路无压

投入

退出

退出

检母线无压

退出

投入

退出

检无压

投入

投入

退出

检同期

退出

退出

投入

检同期检无压

投入

退出

投入

（13）零序过压告警

零序过压告警一般作为不接地或经消弧线圈接地系统的单相接地时的绝缘监察。

当零序电压大于定值时，经延时动作于告警信号。

（14）零序过流

包括三段零序过流保护及零序过流告警。

三段零序过流保护：

用于小电阻接地系统，当零序电流大于定值时，经延时动作于事故信号。

零序过流告警：

一般用于不接地或经消弧线圈接地系统，当零序电流大于定值时，经延时动作于告警信号。

三段零序过流保护可经零序电压闭锁，即当零序电压小于闭锁定值时，零序过流保护被闭锁。

零序电压闭锁功能可通过软压板进行投退。

（15）零序后加速保护

零序后加速保护包括手合于故障加速跳闸和重合于故障加速跳闸，开放时间为3秒（即开关合上3秒后无效）。

（16）低压侧零序过流保护

低压侧零序过流保护用于馈出变或接地变等的接地保护，共两段。

当低压侧零序电流大于定值时，经延时动作于事故信号。

（17）接地选线

接地选线采用独立选线原理，当装置判断出本线路接地时延时发“单相接地告警”信号。

接地选线功能有独立的投退及定值整定。

启动条件：

零序电压>“接地选线零序电压启动值”且3I0>“接地选线零序电流启动值”。

接地选线功能启动后，对于不接地系统，当Q0>0经延时动作于告警信号，即灵敏角为90°；对于经消弧线圈接地系统，当P0<0经延时动作于告警信号，即灵敏角为180°。

（18）PT断线告警

检测一相或两相断线：

当负序电压大于门槛值0.2Un（线电压）时，经延时发PT断线告警信号。

检测三相断线：

当正序电压小于门槛值0.2Un（线电压），同时若任一相电流大于0.06In则经延时发PT断线告警信号。

（19）CT断线告警

断线判据：

三相电流中始终有一相电流小于0.06In，另两相电流中至少有一相电流大于0.1In，经延时发CT断线告警信号。

（20）控制回路断线告警

当控制电源的正输入端（端子L+）没有输入，或者当跳闸出口（端子KTO）和合闸出口（端子KHO）的电位不同时满足一正一负时，经延时发控制回路断线告警信号。

（21）非电量保护

非电量保护包括重瓦斯跳闸、轻瓦斯告警、高温跳闸、高温告警、压力释放跳闸，用于馈出变等设备的保护。

（22）联跳功能

装置设计有4个联跳功能：

“联跳1”、“联跳2”、“联跳3”、“联跳4”。

联跳是根据整定的开入量逻辑矩阵的组合控制于出口，每个联跳有独立的投退、延时整定。

逻辑矩阵在“修改联跳设置”菜单下整定，包括：

①信号选择：

选择有效的开入量和确定有效状态（分或合）。

②信号逻辑关系：

有效信号的组合逻辑方式可以为“相与”或者“相或”。

③输出方式选择：

选择出口以电平方式或以脉冲方式输出，脉冲宽度可整定。

④脉冲宽度：

当输出方式整定为“脉冲方式”时，需要整定脉冲宽度。

⑤告警方式选择：

告警方式：

联跳动作于事故信号及出口。

不告警方式：

联跳仅动作于出口，当地和远方没有任何信号。

（23）电池

装置内部有可充电电池，在装置通电的时候自动给电池充电。

装置掉电后，由电池给Nvram供电，在电池充满电的情况下，可保证1年时间的供电。

（24）装置内部异常告警

装置运行中循环检测内部电路的工作是否正常，异常告警包括保护参数RAM区错误、AD采样中断异常等，详见“故障名称表”说明。

（25）开关位置的判断

开关位置可取自单独的TWJ信号，或者取自TWJ和开关常开辅助触点信号的组合。

两种方式的选择依赖于装置的“修改开入设置”菜单下的“断路器位置信号”的选择，当“断路器位置信号”选择为任一开入有效时，判断开关位置使用组合方式，当“断路器位置信号”选择为对所有开入信号都无效时，开关位置仅取自TWJ信号。

组合方式可增加与开关位置有关的一些保护功能的可靠性，因此推荐二次接线设计时支持此种方式。

（26）故障录波

装置设计有故障录波功能，记录故障启动前4个周波和启动后100个周波的采样数据，录波数据以录波文件的形式保存在NVRAM中，最多可保存5个录波文件。

录波也可以通过手动方式启动。

将在“开入设置”中指定为“手动启动录波”的开入量，由“分”到“合”，可以启动录波。

（27）硬压板

大部分保护功能的投退受“软压板”和“硬压板”控制，二者是相与关系：

只有软压板和硬压板都投入时保护才投入。

硬压板的投退信号取自装置的开入量，信号位置可在“修改开入设置”菜单下灵活整定，不需硬压板时不选择任何开入量。

（28）测试模式

有两种方式可以进入测试状态：

1、在“切换测试模式”中设置为切换到测试模式。

2、在“修改开入设置”中，指定的检修压板为“合”状态。

此时，装置面板上的运行灯将快速闪烁。

如果需要退出测试状态，则必须保证同时不满足以上两个进入测试状态的条件。

在不满足进入测试状态的情况下，“继电器测试”，“事故告警测试”，“开入信号测试”均不可进入。

在测试状态下，如果“修改通用参数中”中的“测试报告上传选择”设置为“上传”，则产生的事件和告