SHKJDZII消弧消谐柜使用说明书资料.docx

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SHKJDZII消弧消谐柜使用说明书资料

JDZ电网故障智能专家测控装置

使

用

说

明

书

上海合凯电力保护设备有限公司

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JDZ电网故障智能专家测控装置使用说明书

1.JDZ电网故障智能专家测控装置及其特点

微机综合控制器采用了多核16位微处理器，具有功能强大的改进型哈佛结构和数字信号处理计算功能，内部集成了多路10位A/D转换器，可以利用DSP高速、重复的数据处理能力实现傅立叶分析，通过对电压互感器的二次信号进行快速采样、分析，及时准确地对常见的电压越限、系统断线、单相接地、铁磁谐振等各类故障进行识别并发出报警信号或控制指令。

通过对线路零序电流互感器的二次信号进行采样、分析，快速准确地判断出故障区域和故障线路，并发出故障报警信号或按照功能设置发出跳闸信号。

微机综合控制器具有以下优点：

①模块化设计，结构紧凑，技术先进，高速DSP核处理器使运算实时性和动作准确性得以保证；

②各模块间采用带有自纠错功能、自动仲裁、多主方式的CAN总线通讯，大量数据交换共享；

③配置工业标准的RS-485通讯接口，采用惯用的MODBUS通讯规约，可以向上位机传送系统运行的实时数据和记忆数据；

④特殊的电路设计和高质量的元件使得微机综合控制器具有良好的电磁兼容性，适合在强电磁干扰的复杂环境中应用；

⑤特殊设计的双硬件看门狗电路，确保系统运行的可靠性；

⑥配备了320×240点阵的中文彩色液晶显示屏和键盘式按键进行人机信息交换、数据记忆和密码保护等功能，运行状态清晰，不同信息的颜色对比鲜明，图形+文字说明的菜单式操作，一目了然，方便易用；

⑦可方便地通过面板上的操作按钮进行时间设置、密码设置、参数设置（如CT变比、PT变比、线路编号等）、功能设置（如分相接地开关动作方式、复位方式、故障线路是否跳闸等）以及装置调试和事件记录的查询。

2.功能与原理

JDZ智能专家柜可装设在户内3～35kV变电所各级母线上，用以对电网常见的容易引起跳闸事故的电压越限、系统断线、单相接地、铁磁谐振等故障进行识别、控制与处理，并能对系统正常运行电压进行实时监测。

微机综合控制器通过对电压互感器、电流互感器的二次信号进行采样、分析，快速准确地识别电网各种故障状态，并发出相应的控制、报警、闭锁指令。

JDZ智能专家柜的功能与工作原理如下：

1运行监测功能

正常运行时微机综合控制器对电压互感器送来的A、B、C三相电压和开口三角电压信号进行实时采集、计算，面板上显示系统运行相电压和线电压的有效值，还可以通过JDZ智能专家柜的端子排向外部回路提供二次电压信号，取代常规的PT柜及其监测仪表，正常运行电压监测界面如图4所示。

2越限报警功能

当系统运行的线电压超过或低于预先设定的限值（默认为超过130V或低于70V）时可及时报警，如图6和图7所示，面板显示故障类型和故障时的电压，并输出接点信号，用户可以用作信号报警或跳闸。

3断线报警功能

当开口三角电压越限（大约18V左右）而且非故障相电压不高时，根据相电压是否低于限值来判断出单相断线、两相断线或三相断线。

一旦系统发生断线故障，如图9、图10或图11所示，面板上显示断线相别和三相电压，并输出接点信号，用户可以用作发信号或闭锁容易误动作的继电保护。

4接地控制功能

当开口三角电压越限（大约18V左右）而且有二相电压接近或超过线电压时，微机综合控制器根据故障相对地电压的变化判断是单相弧光接地还是单相金属接地故障，根据功能设置向故障相接地开关发出合闸指令。

故障相接地开关合闸后将故障相直接接地，熄灭接地电弧，限制弧光接地过电压，有效控制接地故障的继续发展。

如果设置为自动复位方式，则在故障相接地开关合闸后延时2s钟自动分闸，对于瞬时性故障则系统恢复正常，对于永久性故障则接地开关再次合闸并不再分闸；若设置为手动复位方式，则须将故障线路退出后再通过面板上的复位按钮或远方复位按钮将故障相接地开关分闸。

如图12、图13和图14所示，发生单相接地故障时，面板显示故障日期、时间、类型（金属接地或弧光接地）、相别、故障线路编号及故障时的各相电压。

若系统发生单相弧光接地时分相接地开关合闸，则在面板上还显示系统接地电流，如图12所示；若分相接地开关合闸后出现熔断器熔断，则在故障界面中还显示熔断器熔断时的接地电流，如图14所示。

5接地选线功能

在开口三角电压越限后微机综合控制器同时启动线路零序电流的采样与处理程序，根据电弧熄灭前后只有故障线路零序电流变化最大这一显著特征，对两段母线的16路出线和2路进线较准确地选出故障区域和故障线路，并在图12、图13或图14所示的界面中显示故障线路编号。

6过压限制功能

JDZ智能专家柜配置的三相组合式过电压保护器，可以把发生在相对地和相与相之间的雷电过电压及各种系统内部过电压限制到较低的水平；当系统发生弧光接地时JDZ智能专家柜中的故障相接地开关合闸后，可把3.1～7.0倍弧光接地过电压限制在线电压的安全水平。

7数据远传功能

JDZ智能专家柜配置了RS485微机通讯接口，可按照给定的通讯规约（默认为MODBUS通讯规约）实现与微机监控系统的数据远传，用户可以在监控中心实时监测系统运行电压，调阅故障类型、故障状态及故障时的电气参数。

8消除谐振功能

当开口三角电压越限后，微机综合控制器立即进行开口三角电压幅值的运算和傅里叶级数分析，根据开口三角电压的幅值和频率判断出铁磁谐振的类型（1/4、1/3、1/2分频谐振、基频谐振或2～9次高频谐振）。

若判断为铁磁谐振故障，系统立即启动微机消谐功能投入相应的阻尼电阻，持续0.2S钟自动切除后若谐振仍然存在则再次投入阻尼电阻。

若连续五次（持续6s钟）不能消除谐振，则停止微机消谐功能，同时输出报警信号（无源继电器接点）。

发生谐振时，显示屏显示发生谐振的频次和时间，如图8所示，同时记录故障时的数据，最多可以保留最近10次谐振故障信息。

记录的故障数据包括故障日期、时间、谐振频率、频次、消谐次数、开口三角电压和各相电压。

当谐振故障消失后，显示屏返回到正常电压监测界面。

也可按照用户要求配置不饱和电压互感器或本公司特殊研制的一次消谐器来破坏铁磁谐振的条件，从根本上避免烧电压互感器或高压熔断器熔断。

9事件记录及故障报警功能

无论界面在哪一级，一旦出现故障显示屏立即弹出故障界面，显示故障类型、故障时间、故障参数等，同时系统自动记录故障信息并输出报警接点。

JDZ智能专家柜最多可记录50次故障的发生时间、类型及故障时的电气量，为故障的分析与处理提供有效信息，还能记录现场参数设置、功能设置的时间和内容，以及现场检验的时间，以备查阅。

具体查阅方法详见第4.10条。

当开口三角电压超过3V而且不符合断线、接地、谐振等故障特征时，显示屏弹出“中性点偏移”提示界面，如图5所示。

3.型号与参数

3.1型号及其意义

SHK—JDZ—□/□□

功能代号：

分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型

额定电流：

系统最大可能的单相对地电容电流

额定电压：

7.2～40.5kV

电网故障智能专家测控装置

3.2技术参数

智能专家柜的技术参数表表1

技术指标

技术参数

备注

额定电压

7.2、12、24、40.5kV

额定电流

63、80、100、160、200、250、400、630、1250A

额定电流较大时，采用分相控制的快速真空断路器作为分相接地开关

额定频率

50（60）Hz

控制器工作电源

AC/DC85V~265V

分相接地开关工作电源

交流或直流220V

允许线路零序电流的输入范围

0.02～2.0A

4.面板与操作

面板显示与操作效果图见图1

4.1面板上的指示灯

◆过压报警灯：

发生过压故障时红色报警灯亮，恢复正常后报警灯灭。

◆欠压报警灯：

发生欠压故障时红色报警灯亮，恢复正常后报警灯灭。

◆断线报警灯：

发生断线故障时红色报警灯亮，故障消失后报警灯灭。

◆接地报警灯：

发生单相现弧光接地或金属接地故障时红色报警灯亮，故

障消失后报警灯灭。

◆谐振报警灯：

发生谐振故障时红色报警灯亮，谐振消失后报警灯灭。

◆通讯指示灯：

当数据通过485总线传递时绿色指示灯闪亮，当数据传送

完毕后空闲状态时指示灯灭，当数据传送过程中出现问题时绿色指示灯常亮。

◆运行指示灯：

当系统投入正常运行时绿色指示灯常亮，当系统在调试状

态下绿色指示灯闪亮，当退出运行时指示灯灭。

4.2面板上的操作按钮

◆“上”“下”“左”“右”选择键：

菜单选择或参数调整键；

◆“确认”键：

进入下级菜单或确认参数设定键；

◆“取消”键：

返回上级菜单或取消参数设定键；

◆“重启”：

显示屏重新启动键。

◆“复位”：

向分相接地开关发出分闸指令。

4.3面板显示

①微机综合控制器接通工作电源后，系统进入初始化状态，如图2所示。

初始化完成后面板提示“输入密码”，如图3所示；密码有效性请参阅第4.7条密码设置中有关密码管理的介绍。

②正常运行时显示电压监测界面，如图4所示。

若开口三角电压超过20V且又不属于断线、谐振、单相接地等故障的特征，则弹出如图5所示的报警提示界面，但不作为故障信息保存。

③系统发生电压越限时弹出如图6或图7所示的故障界面。

④系统发生铁磁谐振时弹出如图8所示的故障界面，系统发生断线时弹出如图9、图10或图11所示的故障界面。

⑤系统发生单相接地时弹出如图12或图13所示的故障界面，若在单相弧光接地且故障相接地开关合闸后又发生熔断器熔断，则弹出如图14所示的故障界面。

4.4进入主菜单

①主菜单的内容

主菜单里包含了时间设置、参数设置、密码设置、事件记录、装置调试、功能设置等6个可选项，如图15所示。

按“左”、“右”键选项，按“确认”键进入。

②现场第一次进入主菜单

微机综合控制器接通工作电源后，系统进入图2所示的初始化状态。

初始化完成后面板提示“输入密码”，如图3所示。

当现场从未进行过调试或第一次调试没有完成之前，用户密码无效，只能使用调试密码。

在图3所示的“输入密码”界面下按“左”、“右”键选择数位，按“上”、

“下”键变更数字；

如果在“输入密码”界面下按“取消”键则密码设置无效并返回主菜单；

如果输入错误的密码并按下“确认”键，则弹出如图16所示的提示界面，需要按“确认”键返回主菜单重新操作。

四位数字密码全部输入完成并按“确认”键后，面板提示“现场调试未完成”，如图17所示；

在“现场调试未完成”提示界面下可以按“下”键进入主菜单。

③在模拟试验状态下进入主菜单

在模拟试验状态下，微机综合控制器面板显示“模拟试验”界面，如图34所示，显示当前时间、三相电压、线电压和开口三角电压。

可以按照界面下面的提示，通过按“下”键进入主菜单。

④运行状态下进入主菜单

在运行状态下，微机综合控制器面板显示“电压监测”界面，如图4所示，显示当前日期、时间、三相电压、线电压和开口三角电压。

可以按照界面下面的提示，通过按“下”键进入主菜单。

⑤在其他状态下进入主菜单

在“时间设置”、“参数设置”、“密码设置”、“事件记录”、“装置调试”或“功能设置”界面下，可以通过按“取消”键进入主菜单。

4.5时间设置

①进入“时间设置”界面

在如图15所示的主菜单下通过按“左”、“右”键选择“时间设置”并按“确认”键进入后，面板弹出如图3所示的“输入密码”提示界面；

按照第4.4条第②项，正确地输入密码并按“确认”键进入如图18所示的“时间设置”界面。

②设置选项

在“时间设置”界面中有“日期设置”和“时间设置”2个可选项，显示当前日期和时间，如图18所示。

可以通过按“左”、“右”键选择日期设置中的年设置、月设置和日设置以及时间设置中的时设置、分设置和秒设置等操作项。

③修改设置

在“时间设置”界面下通过按“左”、“右”键选择操作项后，通过按“上”、“下”键修改该项的数值，修改后按“确认”键保存设置并退出到主菜单，若按“取消”键则设置无效并退出到主菜单。

4.6参数设置

①进入“参数设置”界面

在如图15所示的主菜单下通过按“左”、“右”键选择“参数设置”并按“确认”键进入后，面板弹出如图3所示的“输入密码”提示界面；

按照第4.4条第②项，正确地输入密码并按“确认”键进入如图19所示的“参数设置”界面。

②设置选项

在“参数设置”界面中有“通讯设置”、“线路编号”、“变比设置”和“系统电容电流初值设置”4个可选项，如图19所示。

可以通过按“左”、“右”键选择设置项并按“确认”键进入想要设置的界面。

③通讯设置

在如图19所示的“参数设置”界面下通过按“左”、“右”键选项并按“确认”键进入“通讯设置”后，显示的是当前的仪器地址和通讯波特率，如图20所示。

在“通讯设置”界面下通过按“左”、“右”键选项，按“上”、“下”键修改

设置值；仪器地址范围是01～99，波特率是1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等四类。

修改后按“确认”键保存并返回到上一级界面（参数设置）；按“取消”键不保存并返回到上一级界面。

系统重新启动后，修改设置生效。

④线路编号

在如图19所示的“参数设置”界面下通过按“左”、“右”键并按“确认”键进入“线路编号设置”界面，如图21所示。

现场第一次进入“线路编号设置”时，界面显示中的“原编号”是出厂时的原始编号，用户可以按照现场实际系统线路开关编号通过面板操作按钮输入“新编号”。

通过按“左”、“右”键选择编号数位，按“上”、“下”键修改该位的数值，输完“新编号”并按“确认”键后显示下一组的原编号和新编号，直至35路出线的线路编号全部完成，系统返回到上一级界面（参数设置）。

当修改不到最后一组时按“取消”键，系统同样退到上一级界面，前面的编号修改依然有效。

⑤变比设置

a.进入“变比设置”界面：

在如图19所示的“参数设置”界面下通过按“左”、“右”键并按“确认”键进入“变比设置”界面，如图22所示。

在图22所示的“变比设置”界面中包含有“线路零序CT”、“进线零序CT”、“接地零序CT”、“PT变比设置”等4个可选项。

可以通过“上”、“下”键选项，按“确认”键进入该选项，若按“取消”键则返回到上一级图19所示的“参数设置”界面。

b.线路零序CT变比设置：

在如图22所示的“变比设置”界面下通过“上”、“下”键选项并按“确认”键进入如图23所示的“线路零序CT”或如图24所示的“进线零序CT”界面后，可以分别修改35路出线1路进线零序电流互感器的变比值。

变比值范围设定在000～999，通过“左”、“右”键选择要修改的数位，通过“上”、“下”键修改该位的数值；按“确认”后保存并显示下一组的变比值，直至最后一路完成后系统返回到上一级“变比设置”界面，按“取消”键能直接返回到上一级界面，而设置过的线路有效。

c.接地零序CT变比设置：

在图22所示“变比设置”界面下通过“上”、“下”键选项并按“确认”键进入如图25所示的“接地零序CT”界面后可以修改接地电流互感器的变比值。

变比值范围设定在001～999，通过“左”、“右”键选择要修改的数位，通过“上”、“下”键修改该位的数值；按“确认”键后保存并返回到上一级“变比设置”界面，按“取消”键修改无效返回到上一级界面。

d.PT变比设置：

在图22所示“变比设置”界面下通过“上”、“下”键选项并按“确认”键进入如图26所示的“PT变比设置”界面后可以修改电压互感器的变比值。

PT变比为XX.XkV:

100V，通过“上”、“下”键来改变数值；变比值取值为0.1kV、6.0kV、10.0kV、20.0kV、35.0kV。

按“确认”键后保存并返回到上一级“变比设置”界面，按“取消”键修改无效返回到上一级界面。

⑥线路投入设置：

在如图19所示的“参数设置”界面下通过按“左”、“右”键并按“确认”键进入如图27所示的“线路投入设置”界面。

系统线路组数设定范围为01～35，系统电容电流值设定范围001~250（代表电流值为数值的1/100A），每改变系统电容电流值一次，数值变化5。

通过按“上”、“下”键选择要修改的项目，按“左”、“右”键修改该选项的数值；按“确认”后保存并返回到上一级“参数设置”界面，按“取消”键修改无效返回到上一级界面。

“电容电流初值”是为了调试选线而用，数值代表是线路电流参考值；现场调试完成后建议用户不要修改，否则影响选线的准确度。

如果更换了系统该项需要重新设置。

4.7密码设置

①进入“密码设置”界面

在如图15所示的主菜单下通过按“左”、“右”键选择“密码设置”并按“确认”键进入如图28所示的“密码设置”界面；在“密码设置”界面中有“用户密码设置”和“调试密码设置”2个可选项。

可以通过按“左”、“右”键选择“用户密码设置”或“调试密码设置”，按“确认”键进入并可进行该项设置操作。

②修改设置

在“用户密码设置”或“调试密码设置”界面下，通过按“左”、“右”键

选择数位，按“上”、“下”键修改该项的数值，修改后按“确认”键保存设置并退出到主菜单，若按“取消”键则设置无效并退出到主菜单。

③密码管理

◆微机综合控制器设置了万能密码、调试密码和用户密码三个级别。

万能密码不对外公开，不可更改，仅由开发人员或专门的生产人员掌握。

当使用万能密码进入后，所有事件记录可以选择清除，系统会恢复出厂前的状态。

◆出厂检测前，调试密码默认为0000（此密码不可更改），当完成出厂检测后调试密码默认为1111，可以按照技术部的统一要求更改调试密码；当技术部人员发现调试密码不可靠或泄密后，应立即通知检测部更换调试密码；当调试密码忘记时，技术服务人员可以申请领用万能密码找回调试密码。

◆设备运达用户现场，在未完成现场调试之前，只有调试密码生效。

必须通过调试密码才能进入“时间设置”、“参数设置”、“密码设置”、“装置调试”和“功能设置”等界面进行相应的设置修改。

◆设备完成现场调试后用户密码生效，此后用户可以凭用户密码（默认为8888）进入主菜单进行更改设置或进行装置调试。

当用户密码无效或忘记时，需要与技术服务人员联系，技术服务人员可以用调试密码登陆找回用户密码。

4.8功能设置

①进入“功能设置”界面

在如图15所示的主菜单下通过按“左”、“右”键选择“功能设置”并按“确认”键进入后，面板弹出如图3所示的“输入密码”提示界面；

按照第4.4条第②项，正确地输入密码并按“确认”键进入如图29所示的“功能设置”界面。

②设置选项

在“功能设置”界面中有“复位方式”和“消弧功能”2个可选项，如图29所示，具有黄色背景颜色的为原有设置。

可以通过按“上”、“下”键选择“手动复位方式”、“自动复位方式”、“消弧功能退出”、“消弧功能投入”或“选线出口”设置，按“确认”键进入并可进行该项设置操作。

③复位方式设置

在图29所示“功能设置”界面下通过按“上”、“下”键选择“手动”或“自动”，被选定的复位方式外围出现红色线框，按“确认”键后被选定的复位方式变为黄色。

若设置为手动复位方式，则在分相接地开关合闸后需将故障线路退出运行后通过按面板上的“复位”按钮或远方复位按钮分闸；

若设置为自动复位方式，分相接地开关合闸后延时2s钟自动分闸，对于瞬时性故障则系统恢复到正常运行状态，对于永久性故障则需将故障线路退出运行后通过按面板上的“复位”按钮或远方复位按钮分闸。

④接地保护功能设置

a.接地保护功能退出的设置：

在图29所示的“功能设置”界面下通过按“上”、“下”键选择“消弧功能退出”后，在“退出”方式外围出现红色线框，按“确认”键后背景颜色变为黄色。

b.仅弧光接地才保留接地保护功能的设置：

当选择“消弧功能投入”时，面板会弹出2个选项：

“仅弧光接地动作”和“金属接地也动作”，通过按“上”、“下”键选择“仅弧光接地动作”，按“确认”键选定。

当选择“仅弧光接地动作”时，则只有系统发生单相弧光接地时故障相接地开关才合闸，而发生金属性接地时故障相接地开关不合闸。

c.弧光接地和金属接地都保留接地保护功能的设置：

当选择“消弧功能投入”时，面板会弹出2个选项：

“仅弧光接地动作”和“金属接地也动作”，通过按“上”、“下”键选择“金属接地也动作”，按“确认”键选定。

当选择“金属接地也动作”时，不管出现单相弧光接地还是单相金属接地，故障相接地开关均合闸。

⑤设置完成

在图29所示的“功能设置”界面下通过按“上”、“下”键选择“设置完成”，如图30，并按“确认”后，自动保存设置的新内容并返回上级菜单。

4.9装置调试

①进入“装置调试”界面

按照第4.4条要求的操作方法进入主菜单，在如图15所示的主菜单界面下通过按“左”、“右”键选择“装置调试”并按“确认”键进入后，面板弹出如图3所示的“输入密码”提示界面。

在未进行现场调试或现场调试未完成之前，必须输入调试密码或万能密码。

按照第4.4条第②项，正确地输入密码并按“确认”键。

若是现场第一次进行调试系统会直接进入图32所示的提示界面，若是已经至少完成一次现场调试，系统会弹出如图31所示“现场调试已合格，是否重新调试？

”的提示界面，若需继续调试则按“确认”键进入图32所示的提示界面，否则可按“取消”键返回主菜单。

②传动试验

a.在图32所示“请检查隔离开关是否拉开或手车在试验位置？

”的提示界面下按“确认”键并且隔离开关确实已经拉开或手车已经在试验位置后，系统进入如图33所示的“传动试验”界面。

否则，如果隔离开关在合闸位或手车在工作位置，即使按下“确认”键，系统也将拒绝进入传动试验界面。

b.分相接地开关的分、合闸试验：

在图33所示传动试验界面下，通过按“上”、“下”键选择A相“合”、“分”，B相“合”、“分”，或C相“合”、“分”后，被选项背景颜色变为黄色，按“确认”键执行该项操作。

c.分相接地开关合闸回路的互锁试验：

在图33所示传动试验界面下，通过按“上”、“下”键选择先选择A相“合”并按“确认”键执行后，继续选择其他两相“合”并按“确认”键，系统应先发出分闸指令并确认三相接地开关都在分闸位置后再发出另一相的合闸指令。

然后再分别选择B相“合”、C相“合”同样进行上述操作试验。

d.确认传动试验完成：

完成b、c两项操作试验之后，选择“传动试验已完成”并按“确认”键，系统弹出图34所示的“模拟试验”界面；若按“取消”键会退出调试，但系统仍然确认为是“调试未完成状态”。

e.特别提示：

◆在现场做操作试验时用户可以越过第b项不做而只做第c项试验；

◆如果想越过传动试验直接做模拟试验，可以在图33所示“传动试验”

界面下选择“传动试验完成”并按“确认”直接进入图34所示的“模拟试验”

界面。

③模拟试验前的准备

a.微机综合控制器已经完成时间设置、功能设置和传动试验，其中额定电压应设置为0.1kV；

b.在微机综合控制器电压信号端子处将电压互感器二次连线电缆断开，而连接到专用模拟测试仪的电压信号输出端；

c.有条件时最好将微机综合控制器线路电流信号端子处接入模拟线路电流信号，以便进行选线功能的检测。

④进入模拟试验界面

在图33所示的“传动试验”界面下通过按“上”、“下”键选择“传动试验完成”并按下“确认”键。

如果微机综合控制器电压信号输入端