PMC651T配电变压器保护测控装置使用说明书V12.docx

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PMC651T配电变压器保护测控装置使用说明书V12

 

PMC-651T

配电变压器保护测控装置

操作使用说明书

(V1.2版)

 

深圳市中电电力技术有限公司

2008年3月11日

1装置简介

1.1概述

PMC-651T是深圳市中电电力技术有限公司精心开发适用于配电变压器的保护测控装置。

PMC-651T保护测控装置硬件设计采用高端配置:

高性能32位嵌入式单片机、同步采样的高性能16位AD采样、无穷读写次数的大容量不丢失数据存储芯片,大液晶中文图形化LCD;软件配以专门的保护算法,实现了高可靠性的配电变压器保护、高精度的测量与计量、31次谐波分析、特有的故障录波查看、完备的遥控与中央信号输出等功能。

装置能满足最严酷的应用环境:

符合国家标准中最宽运行温度要求-25℃~+70℃和国家最严电磁兼容要求(快速瞬变IV级±4KV,雷击浪涌IV级±4KV及静电IV级±15KV等EMC要求)。

装置可就地分散安装,也可集中组屏安装。

1.2产品特点

•高可靠性的保护功能与自动装置功能;

•高精度的测量与计量功能;

•电流电压31次谐波分析功能;

•完备的遥控与中央信号输出功能;

•大容量支持分类查询的事件记录(分辨率1ms);

•长时间故障录波(掉电可保持10年);

•保护出口配置灵活,显示界面图形化和人性化;

•独特的故障录波图示

•完善的自检功能

•可选的双通讯接口,可灵活选择MODBUS协议和IEC60870-5-103协议;

•支持软件在线升级。

1.3基本功能

PMC-651T

详细说明

输入和输出

电压输入:

VA、VB、VC、VL

电流输入:

测量电流(Ia、Ib、Ic)、保护电流(IA、IB、IC、IN、LIN)

开关量输入:

16路

继电器输出:

9路/13路

保护配置

瞬时电流速断、复压限时电流速断、复压过流保护、反时限过流、过负荷保护、负序过流、零序过流、低侧零序过流、绝缘监视、TV断线、控制回路监视

测量功能

相电压、线电压、相电流、频率、有功、无功、视在功率、电能累计等

谐波分析功能

三相电压31次谐波分析(选项)

三相电流31次谐波分析(选项)

故障录波

保留最近8次故障录波记录,掉电10年不丢失,每次录波总长度为25个周波

事件记录

装置保存的事件记录总量为192个,其中保护事件记录64个,遥信记录64个,装置自检记录32个、装置操作记录32个

通信方式

RS-485通信口:

2路,支持同时工作

RS-232通信口:

1路

以太网通信口:

1路(选项)

2技术指标

2.1工作环境条件

a)环境温度:

-25℃~+70℃

b)大气压力:

70kPa~110kPa

c)相对湿度:

5%~95%(产品内部不凝露,不结冰)

2.2额定参数

a)装置工作电源

•直流:

额定220V,110V,电压允许偏差-20%~+20%

•交流:

额定220V,电压允许偏差-20%~+20%

b)额定相电流:

5A、1A

c)额定零序电流:

5A、1A、0.5A

额定交流线电压:

100V

额定零序电压:

100V

d)操作板工作电压:

额定DC220V

e)额定频率:

50Hz

f)功耗

•交流电流回路:

5A配置,不大于1VA/相;1A配置,不大于0.5VA/相

•交流电压回路:

不大于0.5VA/相

•工作电源回路:

不大于8W

2.3准确度

a)保护定值准确度

•电流定值误差:

<±3%或50mA(5A额定)

<±3%或10mA(1A额定)

<±3%或5mA(0.5A额定)

•电压定值误差:

<±3%或1V

•延时定值误差:

<±3%或45ms

•速断保护动作时间:

<40ms

b)测量准确度

•电压:

误差:

±0.2%,(1V~120V)

•电流:

误差:

±0.2%,(0.01In~1.2In)

•频率:

误差:

±0.02Hz,(45Hz~55Hz)

•谐波分析:

误差:

±5%(A级)

•有功功率:

误差:

±0.5%

•无功功率:

误差:

±2.0%

•有功电能:

误差:

±0.5%

•无功电能:

误差:

±2.0%

2.4遥信分辨率

遥信分辨率为1ms。

2.5过载能力

a)交流电流回路:

2倍额定电流,连续工作;10倍额定电流,允许10s;40倍额定电流,允许1s

b)交流电压回路:

2倍额定电压,连续工作;3.0倍额定电压,允许10s

2.6继电器输出

a)接通容量:

5A,连续,30A,0.2s

b)动作时间:

<10ms

c)返回时间:

<5ms

d)分断能力:

直流,阻性50W;感性30W(L/R=0.04S),交流,1250VA,最大5A

2.7开关量输入

激励电源:

外部直流220V/110V

2.8电气绝缘性能

a)介质强度

符合GB/T14598.3-2006规定;工频电压2kV,时间1分钟。

b)绝缘电阻

符合GB/T14598.3-2006的规定;1000V兆欧表测试,绝缘电阻值不小于100MΩ。

c)冲击电压

符合GB/T14598.3-2006规定;承受1.2/50μs峰值为5kV的标准雷电波的冲击。

2.9机械性能

a)振动

•振动响应:

符合GB/T11287-2000标准规定,严酷等级为1级;

•振动耐久性:

符合GB/T11287-2000标准规定,严酷等级为1级。

b)冲击

•冲击响应:

符合GB/T14537-1993标准规定,严酷等级为1级;

•冲击耐久性:

符合GB/T14537-1993标准规定,严酷等级为1级。

c)碰撞:

符合GB/T14537-1993标准规定,严酷等级为1级。

2.10电磁兼容性能

a)振荡波干扰:

符合GB/T14598.13-1998(IEC60255-22-1:

1988)规定,严酷等级为Ⅲ级。

b)静电放电干扰:

符合GB/T14598.14-1998(IEC60255-22-2:

1996)规定,严酷等级为Ⅳ级。

c)射频电磁场辐射干扰:

符合GB/T14598.9-2002(IEC60255-22-3:

2000)规定,满足10V/m最严酷等级。

d)电快速瞬变脉冲群干扰:

符合GB/T14598.10-1996(IEC60255-22-4:

1992)规定,严酷等级为Ⅳ级。

e)浪涌干扰:

符合GB/T17626.5-1999(IEC61000-4-5:

1995)规定,严酷等级为Ⅳ级。

f)射频传导干扰:

符合GB/T17626.6-1998(IEC61000-4-6:

1996)规定,严酷等级为Ⅲ级。

g)工频磁场干扰:

符合GB/T17626.81998(IEC61000-4-8:

1993)规定,严酷等级为Ⅳ级。

h)工频抗扰度:

符合IEC60255-22-7:

2003)规定,严酷等级为A级。

i)电磁发射限值:

符合GB/T14598.16-1998(IEC60255-25:

2000)规定。

3功能说明

3.1保护功能

3.1.1瞬时电流速断

动作条件

•Imax(IФ)>Id;IФ为相电流,Id为瞬时电流速断定值

软压板投退:

退出/跳闸/报警

3.1.2复合电压元件

动作条件

下面三个条件中,只要有一个条件满足,复合电压元件开放

•低压元件退出,且负序电压元件退出

•低压元件投入时,Ulmin(Ul)

•负序电压元件投入时,U2

软压板投退:

3.1.3限时电流速断

动作条件

•Imax(IФ)>Id;IФ为相电流,Id为限时电流速断定值

•T>Td;Td为限时电流速断延时定值

•复合电压元件开放(复压元件投入时)

软压板投退:

退出/跳闸/报警

3.1.4定时限过流保护

动作条件

•Imax(IФ)>Id;IФ为相电流,Id为定时限过流定值

•T>Td;Td为定时限过流延时定值

•复合电压元件开放(复压元件投入时)

软压板投退:

退出/跳闸/报警

3.1.5反时限过流

动作方程:

采用IEC标准反时限方程,共5条,默认为C3极端反时限

曲线名称

动作方程

曲线名称

动作方程

标准反时限:

C1

t=tp*

强反时限:

C2

t=tp*

极端反时限:

C3

t=tp*

长反时限:

C4

t=tp*

短时反时限:

C5

t=tp*

式中,M=I/Ip,tp为时间系数,Ip为电流定值,I为故障电流,t为跳闸时间

软压板投退:

退出/跳闸/报警

3.1.6过负荷保护

动作条件

•Imax(IФ)>Id;IФ为相电流,Id为过负荷电流定值

•T>Td;Td为过负荷延时定值

软压板投退:

退出/报警/跳闸

3.1.7负序过流

动作条件

•I2>I2d;I2为负序电流,I2d为负序电流定值

•T>Td;Td为负序过流延时定值

软压板投退:

退出/报警/跳闸

3.1.8零序过流保护

动作条件

•IN>INd;IN为零序电流,INd为零序电流定值

•T>Td;Td为零序过流保护延时定值

•U0>7V(零序电压元件投入时、U0为计算值)

•零序功率方向在动作区(方向元件投入时)

方向元件

零序方向元件动作区为Arg(3IN/3U0)=180°~260°,3U0为自产,IN为采集的零序电流

软压板投退:

退出/报警/跳闸

3.1.9低侧零序过流

动作条件

•LIN)>LINd;LIN为低压侧零序电流,LINd为低压侧零序过流定值

•T>Td;Td为低侧零序过流延时定值

软压板投退:

退出/报警/跳闸

3.1.10绝缘监视

动作条件

•UL>ULd;UL为零序电压值,ULd为零序电压定值

•T>Td;Td为绝缘监视延时定值

软压板投退:

退出/报警

3.1.11TV断线

TV断线功能可监视TV单相断线、两相断线和三相断线。

判断到断线故障后,装置延时5s发报警信号。

动作条件

•三个线电压均小于18V,某相电流(A相,B相或C相)大于0.04In(In为二次额定电流),判为三相断线

•任意两个线电压之差大于18V,判为两相断线或单相断线

软压板投退:

退出/报警

3.1.12控制回路异常

动作条件

•合位状态监视信号=跳位状态监视信号

•T>5s

软压板投退:

退出/报警

3.2开入量配置

本装置可以对5个开关量进行配置,其中的“联跳”有对应的独立出口,不经过CPU控制,延时不能整定,但报文可以选择,备用出口可以配置。

其他开关量可以选择“跳闸、报警、联锁、遥信”,选择“跳闸”即作为一个保护动作,发信号并记录事件;选择“报警”即作为一个告警信号处理,只发信号,不作用于跳断路器;选择“联锁”即作为一个工艺信号处理,不发信号,但可以记录变位信息并可以配置备用出口;选择“遥信”即作为一个普通遥信量处理,上传变位信息,不发信号,不能配置出口。

选择有防跳回路的装置时开入量配置表

开入量位置

功能选择

时间定值

可选事件名称

备用出口配置

联跳入口

不能选择

不能整定

重瓦斯

轻瓦斯

压力释放

压力异常

工艺故障

工艺联锁1

工艺联锁2、

DCS联锁

外保护

油位异常

非电量信号

超温动作

温度高

温度越限

冷却故障

R1~R3

 

IN6

跳闸/报警/联锁/遥信

0~99.9s

IN7

跳闸/报警/联锁/遥信

0~99.9s

IN8

跳闸/报警/联锁/遥信

0~99.9s

未储能

不能选择

10~99.9s

弹簧未储能

选择无防跳回路的装置时开入量配置表

开入量位置

功能选择

时间定值

可选事件名称

备用出口配置

联跳1

跳闸/报警

不能整定

重瓦斯

轻瓦斯

压力释放

压力异常

工艺故障

工艺联锁1、

工艺联锁2、

DCS联锁

外保护

油位异常

非电量信号

超温动作

温度过高

温度越限

冷却故障

R1~R7

 

联跳2

跳闸/报警

不能整定

联跳3

跳闸/报警

不能整定

联跳4

跳闸/报警

不能整定

未储能

不能选择

10~99.9s

弹簧未储能

3.3测量监视功能

3.3.1测量数据

PMC-651T装置测量监视参数(均为一次值)有

•三相相电压(Ua、Ub和Uc)及角度

•线电压(Uab、Ubc和Uca)

•相电流(Ia、Ib和Ic)及角度

•零序电流(IN)及角度

•有功(P)

•无功(Q)

•视在功率(S)

•功率因数(Pf)

3.3.2保护数据

PMC-651T装置保护监视参数(均为二次值)有

•三相相电压(UA、UB和UC)及角度

•线电压(UAB、UBC和UCA)

•零序电压(UL)及角度

•正、负序电压(U1、U2),计算零序电压(U0)

•三相电流(IA、IB和IC)及角度

•零序电流(IN)及角度

•低压侧零序电流(LIN)及角度

•正、负序电流(I1、I2)

•频率(f)

3.3.3计量数据

•有功电能

•无功电能

电能计量标称电流5A、电压为100V,启动电流小于5毫安、潜动无输出,输出为一次电能值,数据刷新时间小于1秒,掉电不丢失。

通过密码校验后电能数据可以设置底数或者清零。

3.3.4遥信功能

PMC-651T共采集16个开关量,其中部分开关量已经定义,其输入端子定义不能改变。

装置记录64条遥信变位信息,掉电不丢失。

已定义的开关量输入信号有:

•未储能(A-9):

断路器弹簧未储能监视信号,闭合时为未储能,打开时为正在储能或储能完成

•遥控位置:

有防跳时从操作板已取信号,无须另外接线;无防跳时为IN7(A-7)

•合闸状态监视:

有防跳时从操作板已取信号,无防跳时有专用端子输入

•跳闸状态监视:

有防跳时从操作板已取信号,无防跳时有专用端子输入

•配置信号:

见3.2说明

•控制回路断线等

自由定义的开关量输入信号有:

IN1~IN5(有防跳回路)

IN1~IN6,IN8(无防跳回路)

3.4控制功能

有防跳回路时,装置共有9个继电器出口,其中6个出口已经定义,其余3个自由配置的备用出口为(R1~R3),对应出口端子为OUT1~OUT3,OUT1为常开接点输出(可选常闭接点)。

6个已经定义的出口分别为:

启动出口、保护跳闸、遥控跳闸、遥控合闸、装置异常告警、联跳出口(不受CPU控制)。

无防跳回路时,装置共有13个继电器出口,其中6个出口已经定义,其余7个自由配置的备用出口为(R1~R7),对应出口端子为OUT1~OUT7,OUT5和OUT6可以执行遥控命令。

6个已经定义的出口分别为:

启动出口、装置异常告警、联跳出口1~4(不受CPU控制)。

OUT7为常闭接点输出(可选常开接点)。

遥控由启动继电器、遥跳继电器、遥合继电器联合执行。

装置处于“遥控”控制状态时,当装置接收到上位机遥控命令后,回复返校信号,当上位机收到装置的返校信号后,再次下发控制命令时,装置的遥跳继电器(或遥合继电器)才能动作。

装置处于“就地”控制状态时,闭锁上位机的遥控操作。

由于装置在硬件和软件上均考虑了多重防误动措施,遥控具有非常高的可靠性。

3.5通讯功能

PMC-651T标准配置有多种通信口,可以接入各种电力监控网络中,实现遥测、遥信、遥控以及事件记录、故障记录、装置自检信息和故障录波数据的远传。

可以选择两种通信规约:

ModbusASCII/RTU或IEC60870-5-103。

RS485通信口:

同时提供2路通信口,支持一主一备方式。

通信规约选择Modbus时,选为主方的通信口可对装置进行读写操作,选为备方的通信口只能进行读取数据的操作;选择IEC60870-5-103通信规约时只能在COM1口进行。

RS232通信口:

1路,采用RS232PC口9针连接头,作为装置维护和软件版本升级用。

以太网通信口:

1路,采用TCP/IP协议,通信速率10M,为选配功能。

3.6记录功能

3.6.1事件记录

装置保存的事件记录总量为192条,其中保护事件记录为64条,遥信事件记录64条,自检事件记录32条,装置操作事件32条,所有记录均为最新数据,自动刷新。

●保护事件记录

保护事件记录的信息有:

保护动作的类型(速断、过流等)、保护动作特征值(如速断的最大电流值,低压的电压值)、保护动作时间(年月日时分秒毫秒)。

最新发生的保护动作事件,还可以通过查看故障录波的波形记录,相互验证,供事故分析用。

●遥信变位记录

装置共采集16个开关量输入信号。

当任意一个开关量发生信号变位,即接点由合到分或由分到合时,均产生一个遥信信号,记录发生的时间和开关量变化状态。

●装置自检记录

当装置上电后,即定时对装置运行状态进行自检和监视,如检测到元器件故障时,装置即闭锁保护,并输出报警信号。

装置失电也会闭锁保护,输出报警信号。

自检和监视内容为:

•装置CPU及硬件系统

•装置AD及采样系统

•数据存储

•装置定值及定值保存系统

•内部时钟电池电压

•装置内部工作电源系统

●装置操作记录

运行人员或者保护人员修改装置设定的参数后,装置将自动记录这一事件,记录包含操作的内容和操作的时间,这些记录不能被修改,掉电不丢失,与保护定值表、保护事件记录、故障录波记录一起作为事故分析的依据,可以相互构成证据链。

如对保护定值的修改导致保护错误的动作将被记录下来。

装置操作记录包含如下内容:

•修改保护定值

•修改额定参数

•开入量配置

•修改密码

•重新校准采样值

•修改通信配置参数

•清零操作

•重新设置电能初值

•装置上电,掉电

•就地复归

3.6.2故障录波记录

保护动作后启动故障录波,记录故障电压、电流波形及断路器状态变化。

录波结果带有日期和时间标志,保存在专用的存储器中,可以通过两种方式读取。

第一种方式直接进入本装置故障录波界面,可以查看到最近发生的8次保护动作录波波形,为了便于查看,在每段故障录波前加了一段记录,显示启动时刻、动作时刻、故障类型,最大故障特征值(如短路电流或电压),然后才是波形,波形为成对显示(相电压和相电流在一个页面、合闸和跳闸状态变化在一个页面),波形曲线可以左右移动进行查看,每次移动2个周波,下面标有周波数的刻度;第二种方式是在通过监控计算机读取显示故障录波图形,波形更加清楚。

故障录波总长度为25个周波,在装置上保留最近发生的8次故障的录波波形,这些数据保留在不丢失存储器中,通信支持故障录波数据召唤。

存储格式有两种:

第一种为故障发生前3个周波、发生后12个周波,适合速断或延时时间小于0.2秒的定时限保护;第二种为故障发生前3个周波、发生后12个周波,开关动作前2周波,动作后8个周波,适合延时时间大于0.2秒的保护。

3.7谐波分析功能

PMC-651T按A级表要求对三相相电压VA、VB、VC和三相电流IA、IB、IC进行谐波分析,最高达31次谐波,采样速率为64点/周波,计算周期为3秒。

•三相相电压(UA、UB和UC)总谐波畸变率,总奇次畸变率,总偶次畸变率

•三相相电压(UA、UB和UC)2-31次谐波含有率(HR)

•三相电流(IA、IB和IC)总谐波畸变率,总奇次畸变率,总偶次畸变率

•三相电流(IA、IB和IC)2-31次谐波含有率(HR)

注:

谐波分析为选配功能。

4操作使用说明

4.1按键操作

装置共设6个按键:

“▲”键:

上翻页面或加1

“▼”键:

下翻页面或减1

“◄”键:

光标左移

“►”键:

光标右移

“确认”:

确认当前选择或参数修改

“取消”:

取消当前操作或参数修改

“复归”:

复归保护和报警信号灯

4.2信号指示灯

装置共设6个信号指示灯:

“运行”:

闪烁表示装置工作正常

“通讯”:

装置在通讯过程中指示灯闪烁

“保护”:

红灯亮表示作用于跳闸的保护动作,按“复归”键熄灭

“报警”:

黄灯亮表示装置自检故障或作用于信号的保护动作,按“复归”键熄灭

“合位”:

红灯亮表示断路器目前处在合闸位置状态

“跳位”:

绿灯亮表示断路器目前处在跳闸位置状态

4.3装置上电

装置上电后显示开机画面,此时装置进入自检和初始化,时间需要大约1s。

自检完毕显示正常画面。

4.4默认显示

默认显示画面如图所示,测量值显示均为一次值。

装置5分钟无操作时,系统自动返回此页面。

此时按“►”键显示保护实时动态数据。

图4-1正常显示

图4-2保护数据页

4.5事件报告显示

事件报告显示画面如图4-3所示。

保护动作或自检发现装置故障时,弹出此页面。

如果是保护动作,会根据保护配置的情况点亮“保护”灯或者“报警”灯;如果是自检发现故障或错误,“报警”灯被点亮。

页面显示故障性质、特征值和动作的时间。

每页可以同时显示3个动作事件。

按“取消”键,此页面消失,显示默认页面。

图4-3事件报告

4.6显示说明

默认画面显示时,按“确认”键进入主菜单页面,如图4-4所示。

按“▲”、“▼”键选择,选中的菜单反白显示,按“确认”键进入下一级菜单。

图4-4主菜单

4.6.1数据查询

选中“数据查询”按“确认”键进入下一级菜单。

测量数据:

显示电流、电压、功率、电能等全部测量数据

保护数据:

显示电流、电压、正序电流、负序电流、零序电流、低压侧零序电流

开入信息:

显示开关量的实时状态

电能累计:

显示实时电能累计值

4.6.2定值查询

选中“定值查询”按“确认”键进入下一级菜单,这些定值是目前整定好并正在运行中的数据,不能修改,掉电也不会丢失。

额定参数:

可以查看电压互感器、电流互感器和零序电流互感器的一次及二次额定值

保护定值:

可以查看各种保护的整定值

开入量配置:

可以查看开入量配置情况

出口展宽:

可以查看到配置出口的输出展宽时间

通信参数:

可以查看到现在的通信参数设置情况

4.6.3定值管理

设置或修改定值或参数需要输入用户密码,如果密码错误,则弹出密码错误页面;如果密码正确,按“确认”键进入。

出厂时密码设置为“0000”

图4-5定值设置菜单

图4-6密码输入页面

a)额定参数设置

图4-7密码错误提示

图4-8额定参数设置

b)保护定值整定

首先投退保护软压板,如图4-9所示,按“►”、“◄”键移动到右边软压板位置,按“确认”键进入设置,按“▲”、“▼”键选择“跳闸”,“报警”或“退出”,按“确认”键确认软压板设置。

软压板设置完后,再对应的整定各保护的具体定值。

图4-9(a)保护软压板投退页面

图4-9(b)保护软压板投退页面

c)开入量配置

开入量配置页面如图4-10所示,操作同保护定值设置;

图4-10开入量配置页面

d)出口展宽设置

出口展宽设置页面如图4-11所示,操作同额定参数设置;

出口展宽设置为“保持”时,表示出口动作后接点一直保持,直到按下”复归”键或遥控复归时才能复归。

e)通信参数设置

通讯参数设置页面如图4-12所示,操作同上;

图4-11出口展宽设置页面

图4-12通信参数设置页面

f)确认存储

确认存储页面如图4-13所示,按“►”、“◄”可以选择“是”或者“否”,按“确认”键后根据选择的选项进行保存或不保存,如果在此画面按“取消”将不

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