SCRA02通用保护测控装置技术及使用手册.docx
《SCRA02通用保护测控装置技术及使用手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SCRA02通用保护测控装置技术及使用手册.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
SCRA02通用保护测控装置技术及使用手册
SCR-A02
变压器差动保护测控装置
技术及使用手册
上海驰瑞电力科技有限公司
SHANGHAICHIRUIPOWERTECHNOLOGYCO.LTD.
目录
1.概述1
1.1.适用范围1
1.2.逻辑可编程功能1
1.3.友好的人机交互1
1.4.高可靠性设计1
1.5.高精度测量2
1.6.全面的事故分析记录2
1.7.精准的校时2
1.8.实时数据打印功能2
1.9.强大灵活的通讯2
2.技术参数2
2.1.环境条件2
2.2.工作电源2
2.3.控制电源3
2.4.交流电流回路3
2.5.交流电压回路3
2.6.开关量输入回路3
2.7.继电器输出回路3
2.8.测量及计量精度4
2.9.绝缘性能4
2.10.电磁兼容性4
2.11.机械性能4
2.12.装置接口资源4
2.13.通讯功能详述4
3.保护原理5
3.1.保护启动元件5
3.2.差动速断5
3.3.比率差动5
3.4.星三角变换及二次电流平衡补偿6
3.5.CT断线告警7
3.6.差流越线告警7
3.7.非电量保护8
3.8.故障录波8
4.整定说明8
4.1.保护功能投退控制字表8
4.2.保护定值整定表9
4.3.监控参数定值表10
4.4.事故记录表（SOE）10
5.安装与接线10
5.1.安装10
5.2.接线11
6.基本操作和使用11
6.1.面板操作11
6.1.1.高亮度LED指示灯11
6.1.2.USB程序烧写口12
6.1.3.“分、合闸”按键12
6.1.4.“确认”按键12
6.1.5.“复归”按键12
6.1.6.“方向”按键12
6.1.7.“取消”按键12
6.1.8.液晶显示屏12
6.2.菜单操作12
6.2.1.主接线图界面12
6.2.2.主菜单界面13
6.2.3.保护量显示界面13
6.2.4.测量显示界面13
6.2.5.保护投退界面13
6.2.6.保护定值界面13
6.2.7.出口测试界面13
6.2.8.事件记录界面13
6.2.9.故障录波界面14
6.2.10.LED测试界面14
6.2.11.交流校准界面14
6.2.12.监控参数界面14
6.2.13.运行状态界面14
6.2.14.设备参数界面14
6.2.15.型号选择界面14
6.2.16.出口设置界面14
6.2.17.打印处理界面15
6.2.18.设备信息界面15
6.2.19.系统初始化界面15
6.2.20.模拟量输出界面15
6.2.21.SOE测试界面15
附图I：
装置开孔尺寸图16
附图II：
装置端子定义图17
附图III：
控制回路原理图18
感谢您选用SCR-A02变压器差动保护测控装置。
我们建议在安装和使用SCR-A02变压器差动保护测控装置之前请仔细阅读本手册。
请将本手册妥善存放，以备您将来的使用。
订货前，请垂询本公司或当地经销商以获悉本产品的最新规格。
本手册当前版本V1.1
1.概述
SCR-A02变压器差动保护测控装置是上海驰瑞电力科技有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，总结国内外发电厂、变电站微机保护及控制的先进经验，在国电公司领先微机技术的基础上联合上海交通大学、华中科技大学，中国矿业大学等国内知名大学，采用当今最先进的自动化、计算机、通信等高科技技术，研制出新一代具有可编程技术的数字继电保护测控终端。
它所具有的强大、灵活的保护和控制可编程功能，可最大限度的满足用户的要求，改变了以往微机保护装置型号繁杂、备品备件困难的局面。
该系列产品基于各种顶尖硬件、顶尖技术，采用大容量、资源冗余设计，使其各项指标均达到国内领先水平。
其突出特点是功能强大，应用灵活，稳定可靠。
1.1.适用范围
适用于110kv及以下电压等级电网的保护、控制、测量和监视。
可用于不同的主接线方式，如单母线，双母线及多母线方式接线；支持不同类型的电网，如中性点不接地系统，经消弧线圈接地系统和小电阻接地系统。
1.2.逻辑可编程功能
SCR-A02提供支持IEC-61131-3图形可编程标准的PLC逻辑可编程功能。
通过配套的SCR-A00软件包就可以在Windows环境下用逻辑图形符号对保护元件、输入信号、继电器出口、指示灯、故障录波触发等资源进行编程，形象直观。
PLC功能使变电站自动化系统所需要的自动化功能和顺序逻辑控制功能集中到一个装置中。
1.3.友好的人机交互
SCR-A02面板设计美观、简洁、使用方便、简单。
大液晶显示屏上可以显示主接线图、开关和隔离刀、地刀的实时位置，也可以同事显示测量实时值。
SCR-A02包括10个可以编程的3色LED指示灯，1个USB接口、3个用于设备控制的按键（分、合、远方/就地切换），1个复归键和一套由上、下、左、右、确认、退出组成的人机交互键。
1.4.高可靠性设计
SCR-A02本着稳定可靠、经久耐用的设计原则，全部采用工业级元器件、所有与外界的连接均做到了充分的电气隔离，并内置抗雷击保护电路和电源滤波器，专业的EMC设计。
对装置的输入电源、模拟和数字电源进行实时监测，配合完善的在线自监测程序，从根本上保证了其运行的可靠性。
1.5.高精度测量
SCR-A02的测量功能包括对高压侧Iha、Ihb、Ihc，低压侧Ila、Ilb、Ilc的准确测量。
采用频率跟踪技术，实时监视系统频率的变化，实时调整数据采样的时间间隔，可以彻底消除基频波动引起的计算误差，能保证在基频偏离工频50Hz很大的情况下准确计算出当时系统的基频分量、谐波分量和序分量。
1.6.全面的事故分析记录
SCR-A02能为用户提供用于事故分析诊断的掉电不丢失的20个故障录波文件和80条SOE事件。
其中故障录波的长度为故障前2个周波和故障后10个周波，实时记录包括9个交流量、16个开入量、10个开出量、所有保护模块的状态；SOE除了记录各种保护动作信息外，还记录经过滤波的开入变位、装置自检错误、信号复归等信息；
1.7.精准的校时
SCR-A02的校时有三种：
IRIG-B码、脉冲校时和通讯校时。
其中IRIG-B码和脉冲校时的精度小于或等于1ms，通讯校时的精度精确到毫秒级。
精准的校时保证了故障录波和SOE信息的可信度，提升了他们在事故分析中的价值。
即使SCR-A02发生复位或者短暂掉电，也不影响时钟的精度。
1.8.实时数据打印功能
SCR-A02提供了1组RS485打印口，当外接打印机后，在打印参数界面下进行操作，打印各种SOE数据、还可打印装置的内部设定参数。
方便了现场人员对事故的分析和判定。
1.9.强大灵活的通讯
SCR-A02支持双以太网、光纤、RS485、CAN等多种通讯方式，以满足不同用户、不同工业现场、不同网络环境、不同规模的系统对通信和网络结构的要求。
支持双网模式，并行或以热备用方式工作。
提供IEC-60870-5-103、MODBUS和内部规约以实现与上层设备的通讯。
不同的规约可以在不同的网络上同时运行，进一步提高了通讯的可靠性。
2.技术参数
2.1.环境条件
环境温度及湿度：
运行温度范围：
-20℃~+65℃
运行及存储温度：
-35℃~+80℃
湿度：
15%~95%，不结凝
2.2.工作电源
电压范围：
交流或直流85~265V
频率范围：
40Hz~60Hz
正常功耗：
10W
最大功耗：
15W
电源跌落：
200ms
隔离耐压：
4kV
2.3.控制电源
额定电压：
220V（交流或直流）（额定电压为110V时必须在订货时注明）
过载能力：
60%~120%额定电压，连续工作
隔离耐压：
4kV
2.4.交流电流回路
额定电流：
5A、1A（订货时注明）
功率消耗：
<0.5VA
测量线性范围：
0.002In~1.2In
保护线性范围：
0.01In~20In
隔离耐压：
4kV
2.5.交流电压回路
额定电压：
100/√3V
功率消耗：
<0.5VA
线性测量范围：
0.2V~120V
隔离耐压：
4kV
2.6.开关量输入回路
电压额定值：
220VDC或AC允许偏差±20%
24VDC允许偏差±20%
消耗电流：
<3mA
滤波时间：
0ms~999ms可设
隔离耐压：
4kV
2.7.继电器输出回路
连续通电：
6A
接通电流：
30A
分断能力（跳闸）：
5A/30VDC、10A/220VAC
分断能力（信号）：
5A/30VDC、10A/220VAC
动作时间：
<5ms
隔离耐压：
4kV
2.8.测量及计量精度
相电流：
±0.2%
电压：
±0.2%
相角：
±0.5°
功率因数：
±0.2%
频率：
±0.01Hz
直流量：
±1%
功率：
±0.5%
电度：
±0.5%
2.9.绝缘性能
回路和地之间：
2.5kV/50Hz，1分钟（弱电回路1kV）
独立回路之间：
2.5kV/50Hz，1分钟
冲击耐压：
±5kV（1.2/50us，0.5J）
绝缘电阻：
>500M,500V兆欧表
2.10.电磁兼容性
脉冲群干扰：
IEC60255-22-13级（100kHz，1MHz，2.5kV共模及1kV差模）
抗静电放电：
IEC60255-22-24几（±8kV接触放电，±15kV空寂放电）
抗工频磁场干扰：
IEC61000-4-85级（100A/m）
抗辐射电磁场干扰：
IEC60255-22-33级（10V/m）
快速瞬变干扰：
IEC60255-22-44级（±4kV，5kHZ）
抗雷击浪涌干扰：
IEC1000-4-54级（±4kV共模，±2kV差模）
2.11.机械性能
能承受GB7261-87-16标准规定的严酷等级I的振动试验
能承受GB7261-87-17标准规定的严酷等级I的冲击试验
能承受GB7261-87-18标准规定的严酷等级I的碰撞试验
2.12.装置接口资源
16路开关量输入；
10路开关量输出，其中2个为告警、事故，其他8个为可编程出口；
可选择是否带操作回路和防跳回路；
1路4-20ma输出；
1路温度输入；
12路模拟量输入，包括7个电流，5个电压；
通讯接口：
1个光纤、2个网口、1个RS485、1个ECAN；
2.13.通讯功能详述
RS485：
波特率1200、2400、4800、9600、19200、38400可选
光纤：
ST型连接器，可用单模或多模的玻璃光纤，可选波特率与RS485相同，典型通讯距离可达40kM（单模）或2km（多模）
CAN口：
支持CAN2.0A和CAN2.0B的11位ID标准帧，波特率50k、100k、125k、250k、500k、1M可选
IRIG-B输入：
RS422或TTL：
采用RS422电气标准或TTL电平接收IRIG-B非调制信号TTL接收负载：
<2mA
3.保护原理
3.1.保护启动元件
差动保护（差动速断、比率差动）采用差流突变量启动元件，其特点是快速灵敏。
差动电流突变量（△Id）大于0.5倍的比率差动启动定值。
3.2.差动速断
差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器，用以保证在变压器内部发生严重故障时快速动作于跳闸。
保护动作判据为：
动作条件：
1）差动速断控制字投入；
2）保护启动元件动作；
3）任一相差流大于差流速断定值（Iset）。
3.3.比率差动
采用常规比率差动保护，能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。
其动作方程为如下：
当Ir＜Igd时
Id＞Icdqd
当Ir＞Igd时
Id＞Kb1*（Ir-Igd）+Icdqd
式中：
Id为差动电流，Ir为制动电流，Kb1为比率制动系数，Icdqd为比率差动启动定值，Igd为拐点电流。
对于双圈变压器：
Id＝|Ih＋I1|,Ir＝|Ih一I1|
对于三圈变压器：
Id＝|Ih＋I1＋Im|
Ir=max{|Ih|.|I1|.|Im|｝
其中Ih、I1、Im为变压器高、低、中压侧电流。
图2比率差动保护的动作特性
动作条件：
1）比率差动控制字投入；
2）保护启动元件动作；
3）CT未断线；
4）任一相差流满足上述的比率差动动作方程（区内动作）；
5）Ixb逻辑图：
3.4.星三角变换及二次电流平衡补偿
1）变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线，其二次电流直接接入装置，从而简化了CT二次接线，增加了电流回路可靠性，电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端。
2）变压器各侧CT二次电流相位由软件自校正，凡是Y0/Y/△（或Y/△）接线方式，其Y侧电流均须校正相位。
对于Y/Δ-11接线，校正方法如下：
式中
为Y侧CT二次电流，
为校正后的各相电流
3）各侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成，中、低压侧平衡均以高压侧二次电流为基准。
对容量为Sn，某侧额定电压为Un的变压器，CT变比为K,则相应二次额定电流为：
其中In2为二次额定电流；kjx为同型系数，这里kjx＝1。
用户在设置时只需在定值表中输入高、低压侧的额定电压（Un）及CT变比（K）后，相应二次额定电流（In2）就可通过软件计算完成。
高、中、低差流平衡系数计算如下：
高压侧：
KPH=
中压侧：
KPM=
低压侧：
KPL=
3.5.CT断线告警
为防止CT断线时，差动保护误动作，装置可通过控制字投退CT断线报警及CT断线闭锁差动。
在故障测量程序中进行，满足下述任一条件不进行该CT断线判别：
1）起动前某侧最大相电流小于0.2In；
2）起动后最大相电流大于1.2In。
某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：
1）任一相电流为零（小于0.02In）；
2）其它相电流与起动前电流相等。
In为系统额定电流值。
3.6.差流越线告警
动作条件：
1.当任一相差流大于0.5倍比率差动启动定值（Iset）；
2.延时10s。
逻辑框图：
3.7.非电量保护
非电量保护主要指从变压器本体引来的瓦斯信号、温度信号、油位信号、压力释放阀动作等现场信号接至装置开入接点后，或动作于保护跳闸，或动作于报警，均可通过控制字投退和保护定值来设置。
3.8.故障录波
SCR-A02保护具有故障录波功能，可由用户自行投退控制字。
动作条件：
1.故障录波投入；
2.保护启动元件动作；
逻辑框图：
4.整定说明
4.1.保护功能投退控制字表
序号
保护名称
保护投退
备注
1
差动速断
投入/退出
2
比率差动
投入/退出
3
星三角变换
投入/退出
4
CT断线
投入/退出
5
CT断线闭锁差动
投入/退出
6
重瓦斯
投入/退出
7
调压重瓦斯
投入/退出
8
轻瓦斯
投入/退出
9
调压轻瓦斯
投入/退出
10
压力释放
投入/退出
11
温度升高
投入/退出
12
温度过高
投入/退出
13
油位过高
投入/退出
14
油位过低
投入/退出
15
故障录波
投入/退出
4.2.保护定值整定表
在主菜单显示界面选择进入“保护定值”子菜单。
如果需要修改定值，首先按“确认”键，进入输入密码菜单，装置密码为：
“→”、“↑”、“→”、“↓”。
然后再按“确认”键，确认密码已经输入，如密码输入正确，则进入修改界面。
保护定值整定的内容，根据保护功能设置情况而定。
序号
定值名称
整定范围
备注
1
系统额定电流
1、5A
2
高压侧额定电压
0–110kV
3
低压侧额定电压
0–110kV
4
高压侧CT变比
0.1–3200.0
5
低压侧CT变比
0.1–3200.0
6
差动速断定值
0.00–100.00A
7
比率差动启动值
0.00–100.00A
8
拐点电流
0.00–100.00A
9
比率制动系数
0.01–1.00
10
谐波制动系数
0.01–1.00
11
重瓦斯开入号
1-14
12
重瓦斯延时
0–60s
13
调压重瓦斯开入
1-14
14
调压重瓦斯延时
0–60s
15
轻瓦斯开入号
1-14
16
轻瓦斯延时
0–600s
17
调压轻瓦斯开入
1-14
18
调压轻瓦斯延时
0–600s
19
压力释放开入号
1-14
20
压力释放延时
0–600s
21
温度升高开入号
1-14
22
温度升高延时
0–600s
23
温度过高开入号
1-14
24
温度过高延时
0–60s
25
油位过高开入号
1-14
26
油位过高延时
0–60s
27
油位过低开入号
1-14
28
油位过低延时
0–60s
4.3.监控参数定值表
序号
名称
范围
备注
1
PT变比
1–9999
设备所连的电压互感器的变比
2
CT变比
1–9999
设备所连的电流互感器的变比
3
设备地址
1–255
为装置通讯的通讯地址
4
网口一端口
0–1024
以太网通讯端口号
5
网口一IP地址
0–255
第一个网口的IP地址
6
网口一子网掩码
0–255
装置以太网通讯子网掩码
7
网口二端口
0–1024
以太网通讯端口号
8
网口二IP地址
0–255
第二个网口的IP地址
9
网口二子网掩码
0–255
装置以太网通讯子网掩码
10
MAC地址
0–255
装置的物理地址，在以太网通讯时，需将所相连装置的物理地址设为不同数值
11
日期
年：
2000–2099
月：
0–12
日：
0–31
装置当前日期
12
时间
时：
0–23
分：
0–59
秒：
0–59
装置当前时间
4.4.事故记录表（SOE）
可以存储不少于60次的各项记录，包括事件日期、时间、事故电流（电压）、保护动作类型等，并可传送到管理系统或监控系统。
以下是各种常用保护的事件记录表。
位
含义
位
含义
D0
差动速断
D8
压力释放
D1
比率差动
D9
温度升高
D2
差流越限
D10
温度过高
D3
CT断线
D11
油位过高
D4
重瓦斯
D12
油位过低
D5
调压重瓦斯
D13
装置故障
D6
轻瓦斯
D14
故障录波启动
D7
调压轻瓦斯
D15
5.安装与接线
5.1.安装
安装在屏柜上的步骤：
1）首先要在屏柜面板上开孔，具体开孔尺寸可参考下图“SCR-A02保护测控装置屏柜开孔图”；
2）将装置正面推入开孔内，然后分别安装装置的四个安装螺丝，用力拧紧，使装置面板紧贴在屏柜前面板上，要求无晃动、无倾斜。
注：
具体的安装尺寸见“附图I：
装置安装开孔尺寸图”
5.2.接线
SCR-A02有5个接线端子：
分别为通讯端子A；开关量输入端子B；交流采样端子CD；电源及信号开出端子E；继电器出口端子F；以及一个接地端子。
●通讯端子A：
包括1组CAN接口、1组RS485接口、1组GPS对时接口、1组光纤接口、2个以太网接口；
●开关量输入端子B：
包括14路开关量输入和2个公共口，使用开入量时需外接220V电源；
●交流采样板CD：
高压侧三相电流（Iha、Ihb、Ihc）输入,低压侧三相电流（Ila、Ilb、Ilc）输入，1路4-20mA或1路温度输入；
●电源及信号开出E；包括工作电源输入、控制电源输入、合闸接点、合闸出口、分位监视、合位监视、分闸接点、分闸出口；
●继电器出口F：
包括8路独立的继电器出口、1路事故信号出口、1路预告信号出口。
注：
直流通道（C14,D14）:
可选为4-20mA输出或测温电阻输入，默认为4-20mA输出，如需测温，请事先与我公司工程部工程师确认。
详细的接线方法请参考“附图II：
装置端子定义图”和“附图III：
控制回路原理接线图”
6.基本操作和使用
6.1.面板操作
SCR-A02保护的前面板设计简洁明了、布置合理，符合人机工程设计要求。
面板主要部件包括：
1高亮度LED指示灯
2装置USB烧写口
3操作确认键
4信号复归按键
5操作方向键
6操作取消键
7液晶显示屏
6.1.1.高亮度LED指示灯
SCR-A02保护设计有10个高亮度的LED指示灯，从上到下依次为：
“运行”、“告警”、“事故”、“保护1”、“保护2”、“保护3”、“保护4”、“分位”、“合位”。
◆“运行”指示灯用于指示装置的运行状态。
装置正常运行时，该指示灯每个一秒闪烁一次，长时间的亮或灭或闪烁不均匀都表示装置运行异常；
◆“通讯”指示灯用于指示装置的通讯状态。
装置正常通讯时，该指示灯每个一秒闪烁一次，长时间的亮或灭或闪烁不均匀都表示装置通讯异常；
◆“告警”指示灯表示非跳闸保护动作，如PT断线告警、母线接地告警等；
◆“事故”指示灯表示跳闸保护动作，如速断、过流保护等；
◆“保护1”~“保护4”用来指示用户自定义状态，如：
用户可将速断保护定义到“保护1”，则当速断动作时，“保护1”等将亮。
◆“分闸”、“合闸”指示灯分别对应于断路器的分、合位状态。
6.1.2.USB程序烧写口
SCR-A02保护设计有1个USB接口用于修改装置程序。
6.1.3.“分、合闸”按键
SCR-A02保护设计有1个“分闸”按键和1个“合闸”按键，当用户需要操作断路器合闸时，可按下“合闸”按键，然后输入密码，装置密码为：
“→”、“↑”、“→”、“↓”，密码正确后执行合闸命令，分闸操作方法一样。
注：
目前此功能已被屏蔽。
6.1.4.“确认”按键
SCR-A02保护设计有1个“确认”按键，当在主接线图界面时按下后，可进入主菜单界面。
6.1.5.“复归”按键
SCR-A02保护设计有1个“复归”按键用于复位事故和告警信号。
用户按下“复归”按键后，装置自动关闭“事故”和“告警”指示灯；并释放事故和告警出口。
6.1.6.“方向”按键
SCR-A02保护设计有4个“方向”按键，在修改定值或参数界面，“↑”、“↓”按键用于修改数值大小，“←”、“→”用于移位操作。
6.1.7.“取消”按键
SCR-A02保护设计有1个“取消”按键，功能与“确认”键相反。
6.1.8.液晶显示屏
SCR-A02保护的液晶显示
升级会员 