CSC831系列低压保护测控装置说明书V122.docx

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CSC831系列低压保护测控装置说明书V122

CSC-831系列低压保护测控装置

说明书

CSC-831系列低压保护测控装置

说明书

编制：

校核：

标准化审查：

审定：

版本号：

V1.22

文件代号：

出版日期：

2016年6月

北京四方继保自动化股份有限公司

1注：

本公司保留对此说明书修改的权利。

如果产品与说明书有不符之处，请以随机资料为准并及时与我公司联系，我们将竭诚为您服务。

技术支持电话：

************传真：

************

第一篇装置技术说明

1概述

CSC-831系列低压保护测控装置适用于交流50Hz或60Hz、额定工作线电压100V或380V的发电厂、石化、冶金、煤炭、轨道交通等行业的低压系统中，具备完善的保护、测量、控制与监视功能，为低压系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力保障配电系统的安全稳定运行。

本系列装置建立在一个通用的软硬件平台基础上，采用分体式模块化结构。

装置由保护测控模块、操作显示器、装置CT（装置CSC-831P不需配置CT，下同）三部分组成，其中操作显示器可根据应用要求选配。

整个装置具有体积小、结构紧凑、安装方便等特点，可安装在常用的GCS、GCK、GHK168、MNS、GZT等包括1/4抽屉柜在内的成套柜及各种控制箱内。

图1装置结构组成

1.1适用范围

CSC-831系列装置适用范围见表。

表1CSC-831系列装置适用范围

型号

名称

适用范围

CSC-831L

低压配电保护测控装置

适用于380V及以下的低压回路的综合保护、控制、测量，可用作专用测量仪表

CSC-831M

低压电动机保护测控装置

适用于380V及以下的电动机综合保护、控制

CSC-831MS

低压电动机保护测控装置

适用于石化行业380V及以下的电动机综合保护、控制

CSC-831P

低压PT保护测控装置

适用于100V到380V的低压母线电压互感器的综合保护、控制，测量

CSC-831E

交流IO单元

适用于额定100V到380V的小水电系统及低压回路的综合测量、控制，可用作专用三相测量仪表，亦可用于单相三回路测量仪表

注：

如无特殊说明，CSC-831M的功能同样适用于CSC-831MS

1.2装置主要特点

CSC－831系列低压保护测控装置具有以下特点：

1）采用32位嵌入式处理器，具备强大的数据处理能力；

2）提供ProfibusDP/RS485（Modbus）现场总线接口,为用户提供完善的组网方案；

3）详尽的故障事件记录，为运行优化和事故分析提供数据信息；

4）故障录波功能，录取故障时模拟量、开入量、状态量，为事故分析提供强大支持（装置CSC-831P/E除外）；

5）全面的设备运行信息和谐波分析功能，全面了解运行设备工况；

6）具备远方查看下传装置定值功能，方便了装置的维护；

7）人机接口界面友好、操作简便，各种运行信息采用中文显示，一目了然；

8）高标准的电磁兼容性能，为装置稳定运行提供了保障。

2技术条件

2.1环境条件

装置在以下环境条件下可正常工作：

环境温度：

-10℃～+55℃；

相对湿度：

5%～95%；

大气压力：

80kPa～110kPa。

2.2电气绝缘性能

表2电气绝缘性能

试验

指标

参考标准

绝缘电阻

500VDC,>100M

GB/T14598.3（IEC60255-5）

绝缘耐压

2.0kVAC,1min

GB/T14598.3（IEC60255-5）

冲击电压

5kV,1.2/50μs

GB/T14598.3（IEC60255-5）

2.3机械性能

1）振动能承受GB/T11287（idtIEC60255-21-1）规定的1级振动响应和振动耐久试验；

2）冲击和碰撞能承受GB/T14537（idtIEC60255-21-2）规定的1级冲击响应和冲击耐受试验，以及1级碰撞试验。

2.4电磁兼容性

表3抗扰度性能

试验

指标

参考标准

脉冲群抗扰度

3级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-18）

静电放电抗扰度

4级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-2）

辐射电磁场抗扰度

3级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-3）

工频磁场抗扰度

5级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-8）

电快速瞬变抗扰度

A级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-4）

浪涌（冲击）抗扰度

3级

GB/T14598.26-2015（GB/T17626.5）

射频场感应的传导骚扰抗扰度

3级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-6）

工频抗扰度

A级

GB/T14598.26-2015（IEC61000-4-16）

辅助电源跌落和中断

0%、50ms;

40%、200ms

GB/T14598.26-2015（IEC60255-26）

2.5安全性能

符合GB14598.27规定。

2.6热性能（过载能力）

产品的热性能（过载能力）符合DL/T478的以下规定：

1）交流电流回路：

在2倍额定电流下连续工作，40倍额定电流下允许1s；

2）交流电压回路：

在1.4倍额定电压下连续工作，2倍额定电压下允许10s。

2.7功率消耗

1）交流电流回路：

当额定电流为5A时，每相不大于1VA；当额定电流为1A时，每相不大于0.5VA；

2）交流电压回路：

当额定电压时，每相不大于1VA；

3）电源回路：

不大于10W；

4）4-20mA电流回路：

不大于0.5W。

2.8输出触点容量

1）工作容量：

电压不大于AC250V，允许长期通过电流为8A；电压不大于DC30V,允许长期工作电流为8A；

2）断开容量：

阻性负载下AC250V，8A；DC30V,8A。

2.9装置主要技术参数

2.9.1额定参数

1）工作电源：

AC220V、DC110V或DC220V；

2）交流线电压：

100V或380V；

3）交流电流输入：

1A、5A、16A、64A、150A、250A、400A（订货时注明）；

4）开入电压：

DC24V、DC110V或220V（订货时注明）；

5）频率：

50Hz或60Hz。

2.9.2整定范围（装置CSC-831E除外）

1）电流整定范围：

0.2In～16In；

2）电压整定范围：

0.2Un～1.2Un；

3）时间整定范围：

0.0s～99.9s。

2.9.3动作值误差（装置CSC-831E除外）

1）电流动作误差值不超过±3％；

2）电压动作值误差不超过±3％；

3）整定时间误差不超过±1.5％或±40ms。

2.9.4测量表计精度

表4测量精度表

测量内容

模拟量名称

测量精度

备注

三相电流

Ia、Ib、Ic

0.5级

CSC-831E精度为0.2级

三相电压

Ua、Ub、Uc

0.5级

CSC-831E精度为0.2级

有功功率

1级

CSC-831E精度为0.5级

无功功率

1级

CSC-831E精度为0.5级

功率因数

COSφ

1级

有功电能

KW.h

1级

CSC-831E精度为0.5级

无功电能

kVar.h

1级

CSC-831E精度为0.5级

2.9.5精确工作范围

1）电压：

0.2Un～1.2Un（Un―――额定电压）；

2）电流：

a）型号CSC-831L/M：

0.2In～16In（In―――DSHCT互感器额定电流）；

b）型号CSC-831E：

0～1.5In（In―――DSHCT互感器额定电流）。

3装置构成

CSC－831系列低压保护测控装置由装置CT、保护测控模块、操作显示器三部分组成。

不同的产品由功能相同的模块或组件组合配置，实现了模块及组件的标准化。

3.1装置CT模块

CSC－831系列低压保护测控装置CT是三孔或四孔穿芯式结构，有16倍线性的过载能力。

工程设计时选取余量较大，可节省小型电动机改造工程外配CT的费用。

功率大于375kVA的大型电机或装置CT孔径尺寸不能满足现场安装要求时需外配一次CT，装置CT选择额定5A或1A型号接一次CT。

目前装置CT主要有如下规格可选。

表5装置CT规格

DSHCT规格

适用电流范围

（长期工作）

适用功率范围

零流额定值　

DSHCT306（1A/0.2206）

<1.5A

当外接一次CT时，功率范围不限

无

DSHCT306（5A/0.2206）

1.5A～8A

DSHCT306（16A/0.2206）

8A～25A

5～18kVA

无

DSHCT305（64A/0.2206）

25A～100A

18～75kVA

无

DSHCT22A（150A/0.2206V）

100A～200A

75～150kVA

无

DSHCT35A（250A/0.2206V）

100A～300A

75～225kVA

无

DSHCT35A（400A/0.2206V）

300A～500A

225～375kVA

无

DSHCT401（1A/0.2206）

<1.5A

当外接一次CT时，功率范围不限

DSHCT401（5A/0.2206）

1.5A～8A

DSHCT401（16A/0.2206）

8A～25A

5～18kVA

DSHCT402（5A/0.2206）

1.5A～8A

当外接一次CT时，功率范围不限

DSHCT306（5A/0.8V）

<8A

无

注：

1.DSHCT306/DSHCT305/DSHCT22A及DSHCT35A型电流互感器是三孔穿芯结构，无零序电流互感器；

2.DSHCT401/DSHCT402型是带零序电流互感器的四孔穿芯结构；

3.DSHCT306（5A/0.8V）型电流互感器作为CSC-831E的专用电流互感器；

4.相过载电流为各相额定电流（1A/5A/16A/64A/150A/250A/400A）的16倍；

5.零序电流过载电流为零序额定值的10倍；

6.DSHCT306（5A/0.8V）型电流互感器相过载电流为各相额定电流（5A）的1.5倍；

7.配备外置CT，请按照CT上标识的穿线方向使一次电缆穿过CT；CT的输出屏蔽线需接至接地端子。

装置CT结构如下：

1）DSHCT305型装置CT的外观及尺寸：

图2DSHCT305型装置CT外观

图3DSHCT305型装置CT尺寸

2）DSHCT306型电流互感器的外观及尺寸：

图4DSHCT306型装置CT外观

图5DSHCT306型装置CT尺寸

3）DSHCT401/DSHCT402型电流互感器的外观及尺寸如下图所示：

图6DSHCT401/DSHCT402型装置CT外观

图7DSHCT401/DSHCT402型装置CT尺寸

4）DSHCT22A型装置CT的外观及尺寸：

图8DSHCT22A型装置CT外观

图9DSHCT22A型装置CT尺寸

5）DSHCT35A型装置CT的外观及尺寸：

图10DSHCT35A型装置CT外观

图11DSHCT35A型装置CT尺寸

3.2保护测控模块

3.2.1端子图

图12CSC-831系列装置端子图

3.2.2开关量定义表

表6开关量定义表

CSC-831L

CSC-831M/CSC-831MS

CSC-831P

CSC-831E

断路器模式

接触器直接启动

接触器双向启动

接触器星角启动

开入1

启动合闸

就地启动/DCS启动

就地低速启动/DCS低速启动

就地启动/DCS启动

开入2

就地高速启动/DCS高速启动

开入3

启动分闸

就地停车/DCS停车/急停

开入4

事故跳闸

开入5

K1分位

开入6

K2分位

开入7

断路器分位

刀闸位置

断路器分位

开入8

远方/就地

开入9

开入10

信号1

失电告警、预告总信号

信号2

事故总信号

出口1

遥控分闸、保护跳闸

K1启动

K1低速启动

K1启动

低电压一段出口

遥控跳闸

出口2

遥控合闸

K2高速启动

K2启动

低电压二段出口

遥控合闸

出口3

停车

出口4

闭锁备自投

溢出分断出口

PT断线出口

注：

1、未定义部分为通用的开入或备用的开出；

2、所定义部分的详细信息请参考本说明书中相应型号的《典型应用接线示意图》；

3、开入8“远方/就地”默认外部节点闭合时闭锁远方通讯的遥控。

详见内部定值说明；

4、开入7和CSC-831M/CSC-831MS的开入5、开入6接入的断路器和接触器的辅助节点类型的选择详见内部定值说明。

3.2.3尺寸结构与组成

保护测控模块是CSC-831系列低压保护测控装置的主要组成部分，由32位CPU单元和各种信号处理单元组成。

与各种电气量的输入输出及其他辅助模块均有电气连接。

保护测控模块的外观及尺寸如下图所示:

图13保护测控模块外观

图14保护测控模块尺寸结构图

保护测控模块可同时提供标准的DIN导轨和螺丝固定两种不同的安装方式，在开关柜或抽屉柜内可任意水平或垂直安装，安装方便。

3.2.4电源输入

装置的电源输入分两种情况：

1）直接通过18、19输入AC220V、DC110V或DC220V外部电源；

2）当使用抗晃电电源模块时，外部电源（AC88～264V或者DC88～370V）可通过该模块的6、7（L2、N2）端子或者8、9（L1、N1）端子输入，为增加可靠性，也可以同时输入两路外部电源。

模块电源的第一路输出1、2（V1、G）接控制器的18、19（电源＋、电源—）端子，为控制器模块提供电源；另一路输出4、3（V2、G）为控制器开关量输入回路提供110V的开入电压。

注：

1.电源模块的端子10（FG）及控制器端子20（地）必须安全接地；

2．如果需要配置抗晃电电源模块，须在订货时注明。

3.2.5电压信号输入

CSC-831系列低压保护测控装置具有三相交流电压输入功能，输入线电压100V或380V。

如果采用三相四线制输入，只需将Ua、Ub、Uc、Un分别与J1端子16、15、14、13一一连接即可。

注：

当装置控制对象为断路器时，三相交流电压应取自母线侧电压（断路器上侧），当控制对象为断路器下侧的接触器时，三相交流电压应取自电动机主回路侧（断路器下侧）。

3.2.6电流信号输入

随产品附带的DSHCT型三相小型专用电流互感器把穿芯电流转转后接入测控保护模块的J1（1-4）专用插座。

保护测控模块中的接地保护建议采用自产零序来实现，即根据零序电流（三相电流矢量和叠加计算得到）进行判断来实现接地保护，无须配置独立的外部零序CT。

如需采用零序电流互感器实现接地保护，须将零序电流穿过相应的DSHCT401或者DSHCT402型电流互感器，转换后接入保护测控模块的J1（5,6）插座。

装置DSHCT系列互感器适用于额定电流在500A以下的配电系统，对于大于500A或装置CT孔径小的情况需外接一次CT，将大电流转换成1A或者5A再通过装置穿芯CT变换后将电流信号引入保护测控模块。

3.2.7开关量输入

CSC-831系列低压保护测控装置具有10路状态量输入（DI）及6路继电器输出（DO）接口。

状态量输入DI用于通用状态量（例如采集断路器位置，刀闸位置等）采集，其中DI8用于允许远方操作，其他各开出量根据产品的不同型号有不同的定义。

开入电压可接DC24V、DC110V或DC220V（订货时需根据订货编码指定）。

对于无直流电源系统的情况，开入电压有如下三种方式可供选择:

1）直接使用装置本身提供的24V电源。

2）使用外置“抗晃电电源模块”，订货时须选择110V开入电压。

该电源模块属于选配功能，如果需要选用该功能，订货时需提出。

3）使用直流电源系统（DC110V或DC220V）。

图15开入接线图

3.2.8继电器输出

CSC-831系列低压保护测控装置具有6路继电器输出，4路用于控制输出，2路用于信号输出。

3.2.9模拟量输出接口（4～20mA）

CSC-831系列低压保护测控装置可选配一路AO（4～20mA）输出,A0输出采用内部回路供电方式，即用户不需要外接24V电源。

AO输出对应的模拟量可通过编程设定，出厂时设定为A相电流，20mA对应一次模拟量额定量程值的2倍，4mA对应值为0。

根据应用需要，模拟量输出选择范围如下：

A相电流、B相电流、C相电流、A相电压、Uac电压、有功功率等。

输出回路负载能力≤900Ω。

模拟量输出值I（4-20mA）与实测值的关系：

测量电压电流时：

I（mA）=4+16*实测值/（2*额定值）

测量功率时：

I（mA）=4+16*实测值/（2*额定电压值*额定电流）

例如，当测量A相电流时，如果电流额定值为1A，实际输出电流为1A，则输出直流I=4+16*1/2=12（MA）。

3.2.10系统时钟

装置具有掉电不丢失的高精度时钟，该时钟不但用于时间指示（通过显示模块），也作为保护动作时间记录的时标。

该时钟值既可以通过显示模块来设定，也可以通过通信接口对时。

3.2.11事件记录

装置保存最近40次的保护跳闸事件，包括保护动作原因、动作参数、发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）。

所有上述记录数据都保存在非易失存储器中，掉电后数据不丢失。

不但可通过操作显示器查阅历史记录，也可通过通信方式来读取历史记录。

3.2.12装置通信

CSC-831系列保护测控装置可采用2种不同的通信接口对外通信组网，每种通信方式均可用双通道与主站进行数据交换，增强通信的可靠性，可以通过整定改变接口的规约类型，使用灵活方便。

1）双PROFIBUSDP接口：

物理层采用RS-485接口，采用Profibus－DP通信协议，通信网络采用专用屏蔽双绞电缆连接。

通信地址的有效范围是1-126。

接口的运行方式固定为异步、1个起动位、8个数据位，1个停止位。

通信速率可以采用人工设置或波特率自适应的方式。

内部控制字第3位控制是否投入自适应功能。

2）双RS485接口：

采用Modbus规约，装置地址有效范围是1-254。

3.3操作显示器

操作显示器为用户提供本地操作接口，包括LCD显示屏（2行中文显示，黄底黑字）、键盘、通信接口。

模块通过随装置附带的电缆与保护测控模块的J2插座相连。

操作显示器的外观及尺寸如下图所示:

图16操作显示器外观

图17操作显示器的开孔安装图

操作显示器背面有安装卡扣，可以通过卡扣和螺钉将显示器固定在开关柜面板上。

3.4抗晃电电源模块

CSC－831系列低压保护测控装置的保护测控模块内置标配电源插件，可适应AC220V、DC110V或DC220V的外部电源供电。

另外根据需要，也可以加配外置电源模块，其作用主要有如下两点：

1）“抗晃电”功能。

在电压短时突降，致使交流接触器释放后，抗晃电模块可在短时内（>10S）保持装置电源不断电，启动装置的失压重启功能，在电源恢复时可维持电动机运行。

从而达到短时晃电现象不影响生产工艺过程的连续性；

2）在交流电源系统中，可以为开关量输入（DI）回路提供DC110V开入电压。

电源模块外观图如下：

图18电源外观

电源模块结构尺寸如下图所示：

图19电源模块结构尺寸

注：

电源仅用做CSC-831装置的工作电源，容量有限，切勿用于外回路接触器或断路器的操作电源。

4CSC-831L低压配电保护测控装置

4.1CSC-831L装置简介

CSC-831L适用于交流50Hz或60Hz、额定电压380V的配电系统中，既可作为低压线路的保护测控一体化装置使用，也可作为智能化配电系统中专用的测控装置使用，可广泛应用于发电厂、石化、冶金、煤炭等行业的低压厂用配电系统中。

具备完善的保护功能和齐全的测控功能，并具有对外组网的通信功能。

4.1.1CSC-831L保护功能

1）低电压保护；

2）三段过流保护；

3）接地保护；

4）过电压保护；

5）PT断线告警；

6）事故跳闸。

4.1.2CSC-831L测控功能

1）10路开入遥信采集；

2）6路开出；

3）Ia,Ib,Ic,Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、cosψ、有功电能、无功电能、谐波信息等模拟量的遥测；

4）事件记录；

5）故障录波；

6）4～20mA模拟量输出。

4.2CSC-831L保护功能

CSC-831L配电保护测控装置提供低电压保护、三段三时限过流保护、接地保护、过电压保护以及PT断线告警。

4.2.1低电压保护

低电压保护功能可经软压板投退。

低电压保护元件的判据为：

装置必须在检测到线电压高于低电压保护定值，且持续时间超过2s时，低电压保护功能才起作用，根据计算到的线电压值与低电压定值比较，当三个线电压均持续低于定值并超过设定的延时时，装置发出跳闸命令，低电压保护元件动作出口。

为防止PT断线误切线路,本保护设置了当单相或者两相PT断线时出现的负序电压闭锁低电压保护功能。

V/V接线通过内部控制字NKG1.14选择，该位为1时表示V/V接线（Ua、Ub和Uc正常接入，Un不接线），为0时表示四线制接线。

低电压保护动作条件：

1）MAX（Uab,Ucb,Uca）<低压定值;

2）T>低压延时时间

3）断路器合位；

4）低电压保护压板投入。

低电压保护闭锁条件：

1）负序电压>额定线电压*8%；

2）V/V接线时，正序电压<额定线电压*18%且任一相有流；

3）四线制接线时，相电压和零序电压均<额定线电压*8%且任一相有流。

4.2.2三段三时限过流保护

动作条件：

（保护动作后启动出口1和出口4，其中出口1用于跳闸，出口4可用于闭锁备自投等）

1）MAX（Ia，Ib，Ic）>相应段定值；

2）T>相应段延时时间；

3）相应段软压板投入。

4.2.3接地保护/告警

接地保护/告警反映线路的接地的故

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