HLRXK高压柔性安全装置.docx
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HLRXK高压柔性安全装置
HLRXK高压柔性安全装置
说
明
书
合肥徽力电气技术有限公司
概述
HLRX高压柔性安全装置在硬件上系采用多CPU技术、高速数据采集与处理技术、高电压技术及其相应的电子元器件和高、低压电器等所构成；在软件上采用新颖的电压消弧原理、零序电流群体比幅比相接地选线原理、一、二次消谐相结合方法以及综合判据等使装置具有消除弧光接地、消除铁磁性谐振、过电压保护、金属性接地保护、接地选线等功能。
该装置适用于3KV－35KV中性点不接地电网，可广泛用于发电厂、变电所及大型厂矿企业的供电系统。
1主要功能
（1）实时检测电量参数；
（2）消除弧光接地；
（3）金属性接地保护；
（4）消除铁磁谐振；
（5）小电流接地选线；
（6）多段过电压保护；
（7）低压报警；
（8）PT一、二次保险熔断报警；
（9）零序过流，保护闭锁；
（10）多段母线并列，保护选择性闭锁；
（11）事件记录；
（12）与上位机通信；
（13）网络校准时钟；
（14）装置自检与保护闭锁；
2主要技术指标
2.1工作环境
环境温度：
-25℃～＋40℃；大气压：
80～110kPa；环境湿度：
90%（25℃），50%（40℃）
无严重影响装置绝缘性能的污染物及爆炸性介质。
2.2装置额定参数
额定频率：
50Hz；额定电压：
6kV、10kV、35kV；额定短路断开电流：
31.5kA
2.3控制器额定参数（见表2.1）
表2.1控制器额定参数
序号
项目
参数值
1
工作电源（V），50Hz
AC220或DC220V，允许偏差75%-110%，允许直流中断：
100ms
2
功率损耗
≤30W
3
绝缘电阻
电源及工作端子对外壳≥10MΩ
4
介质
强度
交流回路对地
2000V/1min；50Hz
直流电源回路对地
1500V/1min；50Hz
开入回路和开出触点对地
500V/1min；50Hz
5
雷电
冲击
电压
交流回路对地
5000V/1min；50Hz
直流电源回路对地
5000V/1min；50Hz
开入回路和开出触点对地
1000V/1min；50Hz
6
抗
电
磁
干
扰
抗振荡波
1MHz及100kHz,共模2500V，差模1000V的衰减振荡波脉冲
抗快速瞬变脉冲群
IEC1000-4-4标准III级，试验电压:
共模4KV，2.5kHz
抗静电放电
IEC1000-4-2标准III级，接触放电4kV，空气放电15kV
抗射频电磁场辐射
IEC1000-4-3标准IV级，干扰场强10V/m的辐射电磁场验
7
过载能力
①交流电流回路：
2倍额定电流时连续工作，10倍额定电流时允许工作10s，40倍额定电流工作1s无绝缘损坏。
②交流电压回路：
1.2倍额定电压时连续工作。
8
承受振动能力
能承受GB/T11287规定的严酷等级为I级的各项振动试验。
9
承受冲击能力
能承受GB/T14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级的各项冲击试验。
10
承受碰撞能力
能承受GB/T14537-1993规定的严酷等级为I级的碰撞试验。
11
耐湿热性能
能承受GB/T2423.4—1993电工电子产品基本环境试验规程试验Db的要求。
12
最高允许温度
当周围环境温度为+55℃时，产品的电流回路和电压回路分别施加1.1倍额定值，①电流线圈和电压线圈的最高允许温度为105℃；②长期带电工作的发热元件，最高允许温度为150℃，并对其相邻的元器件不致产生有害的热影响。
13
触点承载能力
①继电器触点应能承受电压不超过250V、电流不超过0.5A、时间常数为τ=5ms±0.75ms，容量为50W的直流有感负荷。
②产品应能可靠动作及返回1000次。
14
电流、电压测量误差
<5%
15
保护动作响应时间
≤40mS
16
保护动作准确率
≥95%
17
选线响应时间
<1s
18
选线准确率
≥95%
19
选线路数
32路（16路）
20
通信接口
RS-485
21
通信规约
MODBUS（可按用户要求修改通信规约）
22
开关输入量
16个
23
开关输出量
12个
24
事件记录次数
128次
25
按键
7个
26
参数设定
通过按键操作，设定“保护动作参数”、“开关量投/退”、“通信”、“时间”等内容。
27
显示
（液晶汉字屏幕+LED指示灯）
显示装置的“实时参数”、“工作状态”、“定值查看”、“定值修改”、“事件记录”、“开出调试”六部分内容。
28
控制器外形及安装尺寸
见图2.1
2.4事件记录
每项事件记录共有5屏数据（见图3.4），最多记录事件数为127，共128个（000～127），按后进先出的顺序排列，000号记录的事件为最新发生的事件。
2.5事件记录查询
将光标移到第一屏的第一行，按确认键后可以输入查询的事件记录号码（000-127），再按确认键可以显示出该事件记录。
2.6事件记录打印（可选）
在事件记录页面，将光标移到“打印”行，按[确认]键，进入“打印方式”页面：
共“默认”、“简洁”、“全部”三种方式，三种方式均可打印单个记录、多个记录或全部记录，简洁方式只打印事件记录号、故障类型和故障时间；全部方式则打印故障的所有信息，包括事件记录号、故障类型、故障时间、故障电压值、频率和电流参数等；默认方式时，若只打印单个记录，采用全部方式，而打印多个记录时，则采用简洁方式。
按[确认]键进入“打印选项”页面：
选择单个记录，进入“选择记录”页面，输入要打印的记录号，按[确认]键，即显示“确认打印？
”提示页面，按[确认]键可打印，按[返回]键返回重新输入记录号；选择多个记录后，需输入2个记录号，按[确认]键，进入“确认打印？
”提示页面；选择全部记录，即进入“确认打印？
”提示页面，按[确认]打印，按[返回]则返回上一级菜单。
（注：
选择记录的初始记录号默认为当前事件记录号。
）
2.7参数整定（参照表3.1）
表3.1参数整定参照
序号
定值名称
整定范围
保护选择
装置出厂
整定值
备注
1
通信地址
1-99
001
2
波特率
0.6k-38.4k
9.6k
3
电压修正
0.01-2.55
1.00
以电压/电流最小误差值为基准整定
4
电流修正
0.01-2.55
1.00
5
母线接地
告警/保护
保护
6
弧光接地
保护
保护
非故障相电压Uj（1,2）
68-100V
70V
零序电压3U0
30-80V
50V
7
金属接地
告警/保护
保护
接地相电压Ud
0-10V
10V
零序电压3U0
30-80V
55V
8
高阻接地
保护
保护
非故障相电压中
的最高相Uj
（1）
≥65V
65V
零序电压3U0
≥15V
15V
9
保护动作时间
第一次保护持续时间T1（零序过流闭锁时间）
1-5s
3s
第二次保护持续时间T2
5-10s
6s
T2应>T1
保护长延时时间T3
（零序过流长闭锁时间）
10-7200s
300s
T3应>T2
动作时间间隔T4
0.1-20.0s
1s
T4为T2结束到T3开始的间隔时间
10
零序过流
告警
告警
流过装置的零序电流I0
1-5A
2.0A
持续时间T
0.1-25.5s
0.1s
11
欠压
告警
告警
低压动作值UL
52-40V
40V
持续时间T
1-255s
5s
12
绝缘
告警
告警
零序电压3U0
25-34V
30V
持续时间T
1-255s
5s
13
馈线号
32路
701~732
三位均可在0~F（16进制）之间整定
14
工作模式
打印
/
√
“√”代表具备并选择该功能
“×”表示不具备或不选择该功能
跳闸
/
3.10开出量调试
开出X未动
开出BL未动
开出07未动
开出08未动
开出09未动
开出10未动
开出11未动
开出12未动
开出A未动
开出B未动
开出C未动
开出D未动
当装置处于“无压”及隔离刀处于“分”的位置，可以对12个开出继电器进行动作试验：
在光标所指的行按[确认]键，可操作相应继电器的分-合动作转换。
开出调试共有3屏（见图3.8）：
a）b）c）
图3.8开出量调试
3.11开关量输出
开关量输出共有12路，其中保护继电器和信号继电器各有6只，它们的逻辑位排列（见图3.9），当这些继电器动作时，其相应位表示“1”，面板上相应的指示灯亮，否则为“0”，指示灯灭。
D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0
J6
J5
J4
J3
J2
J1
BL
X
D
C
B
A
图3.9开出量逻辑位
表3.2选线二进制继电器输出对照表
J1
J2
J3
J4
J5
继电器代号
24=16
23=8
22=4
21=2
20=1
各位表示的位权
0
0
0
0
0
母线
各
继
电
器
动
作
及
相
应
灯
亮
所
表
示
的
选
线
线
号
0
0
0
0
1
1#
0
0
0
1
0
2#
0
0
0
1
1
3#
0
0
1
0
0
4#
0
0
1
0
1
5#
0
0
1
1
0
6#
0
0
1
1
1
7#
0
1
0
0
0
8#
0
1
0
0
1
9#
0
1
0
1
0
10#
0
1
0
1
1
11#
0
1
1
0
0
12#
0
1
1
0
1
13#
0
1
1
1
0
14#
0
1
1
1
1
15#
1
0
0
0
0
16#
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
1
1
1
1
31#
注：
表中“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。
保护继电器为A~BL，A、B、C分别驱动三只单相真空接触器，X驱动消谐继电器。
信号继电器为J1~J6，J6为总报警继电器，对于任何故障均发报警信号；J1-J5是以二进制方式表示选线的继电器，
在面板上对应它们的指示灯，分别以它们所在位的数值表示（见表3.2和图3.9），最多可以表示31路馈线。
3.12开关量输入
开关量输入共有16路，K1~K6用于监视控制器的保护输出继电器，K7~K10监测外部单相真空接触器（详见图3.12）。
开入量逻辑位排列见图3.10，当某位置“1”时，则该位开入量闭锁。
开入量闭锁操作在图3.6中第f屏的“开入投退”行进行。
例如：
闭锁K16，则在“开入投退”行中输入：
8000。
检查开入量应进入图3.5中第a屏，将显示屏的箭头指向该屏“工作状态”行，按“确认”键，将出现开入量显示，共4屏（见图3.11）。
将一根导线的一端接入控制器KI端子的“KGND”点，用其另一端分别触及KI端子上的K7-K16端，显示屏相应显示被触及点“闭合”，面板上的相应指示灯被点亮，否则开关量输入为不正常。
D15D0
K16
K15
K14
K13
K12
K11
K10
K9
K8
K7
K6
K5
K4
K3
K2
K1
图3.10开入量逻辑位
根据图3.13的接线，开出量与开出量的关系应符合表3.3。
K13断开
K14断开
K15断开
K16断开
K09断开
K10断开
K11断开
K12断开
K05断开
K06断开
K07断开
K08断开
K01断开
K02断开
K03断开
K04断开
a）b）c）d）
图3.11开入量状态
3.13开出量与开入量的对应关系
图3.12面板指示灯对应表
当保护（开出量）动作，与之对应的开入量的关系及相应指示灯应符合表4。
表4开入量与开出量的对应关系
开出量/指示灯
开入量/指示灯
代号
功能
状态
代号
功能
状态
代号
功能
状态
JD1
A相开出继电器
1
0
K1
KA
1
0
K7
KA-F
1
0
A
指示灯
1
0
1
指示灯
1
0
7
指示灯
1
0
JD2
B相开出继电器
1
0
K2
KB
1
0
K8
KB-F
1
0
B
指示灯
1
0
2
指示灯
1
0
8
指示灯
1
0
JD3
C相开出继电器
1
0
K3
KC
1
0
K9
KC-F
1
0
C
指示灯
1
0
3
指示灯
1
0
9
指示灯
1
0
JD5
消谐开出继电器
1
0
K5
KX
1
0
K15
KX-F
1
0
X
指示灯
1
0
5
指示灯
1
0
15
指示灯
1
0
注：
对于开出量，“0”代表继电器“分”，“1”代表继电器“合”；对于开入量，“0”表示灯“灭”，“1”表示灯“亮”。
例如：
当JD1为“1”（合），K1、K7均为“1”（合）；它们的对应指示灯“A”、“1”、“7”均为“1”（亮）。
反之，当JD1为“0”（分），K1、K7均为“0”（分）；它们的对应指示灯“A”、“1”、“7”均为“0”（灭）。
3.14制器背部接线端子图（见图3.13）
3.15制器外部接线原理图（见图3.14，3.15）
图3.13控制器背部接线端子
3．14控制器外部接线原理图1
4主/后备保护选择（参见图4.1，4.2）
4.1主保护选择操作
4.1.1定义
当接地、谐振等故障，装置均投保护动作，同时报警和选线。
4.1.2选择操作
a）条件：
母线分段运行，各装置都必须选择为主保护。
b）操作：
合1ZK（1ZK打向“ON”），合3ZK（3ZK旋至“主（ON）”）。
注：
1ZK—真空接触器回路操作电源开关；3ZK—主/后选择开关
4.2后备保护选择操作
4.2.1定义
当有接地、谐振等故障，装置只报警和选线，不投保护。
4.2.2选择操作
a）条件：
多段母线并列运行，其中一台装置必须选择为主保护，操作同上；其余装置须选择为后备保护。
b）具体操作：
合1ZK（1ZK打向“ON”），分3ZK（3ZK旋至“后（OFF）”）。
图4.1控制器外部接线原理图2
山西平安煤业变电站母线并列时
HLRX装置主/后备保护选择示意图
图4.2HLRX主/后备保护接线实例
5通信协议（MODBUSRTU规约）
5.1通讯接口
RS-485
5.2通讯方式
（1）通讯格式：
异步，一位起始位，八位数据位，一位停止位
（1），高位在先；
（2）通讯速率：
9600bps；
（3）子机地址选择：
01~99，共99个地址；同时，主机也应设置相同子机的地址，访问子机；
（4）通讯方式：
监控主机与控制装置采用一对一（或一对多）主从查询方式；
（5）校验码：
CRC-16。
5.3报文格式
ⅹⅹⅹⅹⅹⅹ…ⅹⅹCRC（L）CRC（H）
B1B2B3…Bn
说明：
B1—地址（8位），B2—功能码（8位），B3…Bn—数据区（8×n位），CRC（L）CRC（H）—校验码
地址：
子站的地址；
功能码：
命令子站执行的功能；
数据区：
主机下行命令时为要查询寄存器的首地址和查询量；
子机上行报文时为主机所要的数据；
校验：
CRC16校验方式。
5.4报文交换
5.4.1主机下发命令询问故障信息：
010100000030CRC（L）CRC（H）
读故障信息#01（ReadCoilStatus）
Number
FieldName
Example
1
SlaveAddress
#01
2
Function
#01
3
StartingAddressHi
#00
4
StartingAddressLo
#00
5
No.ofPointsHi
#00
6
No.ofPointsLo
#30
7
CrcL
Crc（1-6）
8
CrcH
5.4.2子机上行回复报文：
010106ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹCRC（L）CRC（H）
子机返回
Number
FieldName
Example
1
SlaveAddress
#01
2
Function
#01
3
ByteCount
#06
4
Data1（故障相和类型）
5
Data2（故障相和类型）
6
Data3（故障线路号1-8）
7
Data4（故障线路号9-16）
8
Data5（故障线路号17-24）
9
Data6（故障线路号25-32）
10
CrcL
Crc（1-9）
11
CrcH
其中：
Data1表示故障相和故障类型：
D7D6D5D4D3D2D1D0
零序过流
谐振
金属接地
弧光接地
高阻接地
C相故障
B相故障
A相故障
D0=1A相；D1=1B相；D2=1C相；D3=1高阻接地；D4=1弧光接地；D5=1金属接地；
D6=1谐振；D7=1零序过流。
Data2表示故障相和故障类型：
D5D4D3D2D1D0
零序过流长闭锁
装置故障
PT二次断线
PT一次断线
绝缘
欠压
D0=1欠压；D1=1绝缘；D2=1PT二次断线；D3=1PT二次断线；D5=1零序过流长闭锁。
Date3—Date6表示故障线路号：
D7D6D5D4D3D2D1D0
线路8
线路1
D7D6D5D4D3D2D1D0
线路16
线路9
D7D6D5D4D3D2D1D0
线路24
线路17
D7D6D5D4D3D2D1D0
线路32
线路25
故障线路字节各位的表示含义：
Byte3字节各位：
D0=11号线路接地，D1=12号线路接地，…，D7=18号线路接地；
Byte4字节各位：
D0=19号线路接地，D1=110号线路接地，…，D7=116号线路接地；
Byte5字节各位：
D0=117号线路接地，D1=118号线路接地，…，D7=124号线路接地；
Byte6字节各位：
D0=125号线路接地，D1=126号线路接地，…，D7=132号线路接地。
5.4.3上位机下发命令询问事件记录
010301xx0010CRC（L）CRC（H）
读故障信息#03（ReadHoldingRegisters）
Number
FieldName
Example
1
SlaveAddress
#01
2
Function
#03
3
StartingAddressHi
#01
4
StartingAddressLo
#00
5
No.ofPointsHi
#00
6
No.ofPointsLo
#10
7
CrcL
Crc（1-6）
8
CrcH
注：
第4个字节“StartingAddressLo”为询问装置中事件记录的序号，取值范围为0~127，第0个为最新的事件记录。
5.4.4装置上行回复事件记录
010320xxxxxxxxxxxxCRC（L）CRC（H）
Number
FieldName
Example
1
SlaveAddress
#01
2
Function
#03
3
ByteCount
#20
4-5
A相电压
单位:
0.1伏
6-7
B相电压
单位:
0.1伏
8-9
C相电压
单位:
0.1伏
10-11
零相电压
单位:
0.1伏
12-13
零相电流
单位:
0.01安
14-15
频率4
单位:
1赫兹
16
开入量1
位7—0==>开入量15—8
17
开入量2
位7—0==>开入量7—0
18
开出量1
位3—0==>开出量12—9
19
开出量2
位7—0==>开出量8—1
20-27
馈线电流
单位:
0.01安（高5位为线号）
28
秒
Second
29
分
Minute
30
时
Hour
31
日
Day
32
月
Month
33
年
Year
34
接地馈线2
#00
35
故障类型
36
CrcL
37
CrcH
注：
1、开出量与接地选线的联系：
在故障记录中，开出量以16进制的形式从左至右显示开出量1（第19字节）和开出量2（第18字节）。
而故障线号的组成依次为（从高到低）：
开出量1的第4位（D5），开出量2的第6位（D4）、第7位（D3），开出量1的第0位（D2）、第1位（D1）、第2位（D0）。
当D5～D0全部为0时，表示没有馈线接地。
D5
D4
D3
D2
D1
D0
2、馈线电流共4路，每一路占用2个字节，前一字节的高5位为线号的值（1~31表示第1到31路，0表示第32路），后3位和后一字节为该馈线号的电流值。
如20字节值为00H，21字节为04H，则表示第32路馈线电流为0.04A；又如22字节值为18H，23字节为03H，则表示第3路馈线电流为0.03A。
3、故障信息格式
记录类型高
升级会员 