ZNCK6A矿用微机保护装置说明书V11.docx

1、ZNCK6A矿用微机保护装置说明书V11ZNCK-6A矿用微机综合保护装置使用技术说明书中国八达电气有限公司注意：感谢您选择ZNCK-6A产品，为了您人身和设备的安全，对本仪表进行安装、使用或拆卸前，请务必仔细阅读本说明书并请注意以下几点： 装置电源为三线100V PT，不能采用AC220V 按负载情况选择、整定系统参数和保护定值后方可投入运行 检查电压输入相序、电流输入极性是否正确 检查电压电流接线和设置是否一致 禁止带电通断通讯连接线 装置接线或拆卸前请确认跳闸回路储能能量已经泄放打开包装，请检查以下几项 ： 运输中产品未被损坏 产品详细型号与订货相符包装盒中可能的元件包括 ： ZNCK-

2、6A设备一台 通讯显示模块一台 显示连接线一根 红外遥控器一只（如果选定该功能） 零序电流互感器一只（如果选定该功能） 12 PIN 端子和24 PIN 端子各一套 使用说明书一本本公司拥有对本说明书所描述之产品规格进行修改权和解释权，恕不另行通知；订货前，请垂询本公司已获悉本产品的最新规格；如果您所定制的产品有特殊要求，是非标产品，则相关特殊要求不在本说明书的描述之列。目 录1. 矿用微机保护简介 51.1. 保护器特点 51.2. 基本功能 61.2.1. 保护功能 61.2.2. 测量及电能质量监测功能 61.2.3. 开关控制功能 61.2.4. 事件记录及故障录波功能 61.2.5.

3、 电度累计和脉冲测量 71.2.6. 系统通讯功能 71.2.7. 就地显示功能 72. 技术参数 83. 端子定义与说明 114. 外形尺寸和安装说明 124.1. 外形尺寸 124.2. 各模块之间的连接方式 145. 保护原理 155.1. 三段式相间电流保护 155.2. 反时限过流保护 155.3. 二段零序电流保护 165.4. 功率方向零序电流保护 175.5. 低电压保护 175.6. 过电压保护 175.7. 零序过压 185.8. 绝缘电阻监测保护 185.9. PT断线 185.10. 风电故障 195.11. 瓦斯故障 195.12. 控制回路断线告警 205.13.

4、故障录波功能 205.14. 定值整定 216. 人机对话操作说明 226.1. 按键说明 226.1.1. 显示模块 226.1.2. 矿用红外遥控器 226.2. 显示浏览操作 237. 用户安装调试，维护说明 368. 订货说明 371. 矿用微机保护简介ZNCK-6A矿用微机综合保护装置(以下简称装置)是中国八达电气有限公司在吸收国内外先进技术基础上，根据中国矿用电力系统的需求，专为煤矿井下高保开关的监控和保护而研制生产的产品，适用于井下10kV、6kV和3.3kV电网中性点不接地或经消弧线圈接地的系统。装置集保护、测量、控制、监测、通讯、故障录波、事件记录等功能于一体，能够与SCAD

5、A一起构成煤矿电网安全监测监控系统，能够及时把井下电气设备的电气参数、运行参数、电量信息、设备工况、故障信息及故障录波数据发送到调度中心，也能够接收调度中心发出的遥控、定值设定等命令，实现远程操作。装置设计严谨、元器件选型可靠、生产工艺优良，并经特殊处理，在抗震动、抗干扰、防腐蚀、安全性、稳定性、低功耗等方面有着显著的优点。能安装在BGP和PBG等系列矿用隔爆型高压开关柜内，可替代传统的各种型号模拟装置和数码显示保护装置，也可实现老配电装置的更新改造，是老站改造和新上设备的理想选择。在井下环境中，本装置须置于隔爆腔内使用，其中RS485信号和电缆绝缘电阻检测输出为本安输出。防爆标志为：Exib

6、I，防爆合格证号为：2084252U。1.1. 保护器特点 采用高性能32位DSP与高性能MCU，使装置具备很强的实时性和可靠性。 每周波64点的采样密度以及频率同步跟踪技术使装置具有很高的保护和测量精度。 高可靠性的高速存储器用于设定参数、保护定值和事件记录的存储，大容量的存储器用于故障录波数据的记录，所有数据掉电不丢失，支持无限次擦写，电度量实时写入（间隔1s），保证装置电度量不会因为突然断电而丢失部分信息。 装置采用超薄机箱，机械结构简洁紧凑，尺寸比同类产品小三分之一甚至一半，能适应各种安装方式，安全可靠。 装置所有的输入输出都经过电气隔离（包括绝缘电阻监测），总线不出芯片，电磁兼容性好

7、。 采用大屏幕高亮度液晶，全中文显示，信息量大，操作简洁方便，配合智能无线遥控器，运行人员在井下不停电的情况下就可以实现对开关的各种操作及定值整定。 采用PT直接供电的智能型电源能确保装置在失电后可靠动作，并把故障信息上传到地面监控中心，低功耗特性能减小装置供电电源对PT的影响。 完备的硬件自我检测、在线检测功能，提高保护可靠性。 装置内部无可调节元件，既保证产品的一致性、互换性、可靠性，又方便用户使用。1.2. 基本功能1.2.1. 保护功能 三段式电流保护: 速断、限时速段、过载，独立的电流元件和时间元件，每段均可独立设定； 反时限保护: 对变压器、电机或其他负载在其出现断续过载时，对过载

8、能量进行积分运算，实现反时限保护。反时限曲线有IEC 60255-3规定的四种国际标准的特性曲线供选择； 二段式零序电流保护:对所属电网中出现的单相接地故障,采用零序电流法选择检漏保护； 功率方向型零序电流保护：对所属电网中出现的单相接地故障，采用功率方向元件实现选择性检漏保护； 低电压保护:当电网进线电压低于设定值时,保护跳闸或告警，低电压保护可选择PT断线闭锁功能； 过电压保护:当电网进线电压超过设定值时, 保护跳闸或告警； 零序过电压保护：当电网零序电压超过设定值时, 保护跳闸或告警； 电缆绝缘监视保护：实时测量双屏蔽电缆的两屏蔽层之间的绝缘电阻值，实现电缆绝缘监视保护功能； 模拟故障试

9、验功能:装置本身具有过流、漏电等模拟故障试验功能； 具备风电闭锁和瓦斯闭合闸锁智能接口，当瓦斯超标或风电故障时可选择开关动作或告警； PT断线告警、控制回路断线告警等。1.2.2. 测量及电能质量监测功能装置采用高速AD芯片,每周波64点采样,应用频率同步跟踪技术和快速FFT算法。能精确实时采集三相电压、零序电压、两相电流、零序电流、电缆绝缘电阻等，实时计算功率、电度、功率因数以及系统频率。为分析系统电能质量提供丰富的信息。1.2.3. 开关控制功能 新型操作控制回路，自动适应跳、合闸电流； 控制电源采用独立的引线端子，可采用无源触点控制方式和有源触点控制方式； 风电、瓦斯故障闭锁合闸接点单独

10、引出，方便实际使用； 8路隔离型开关量输入，自带24VDC电源； 独特的控制回路断线告警功能，确保控制回路接线安全。1.2.4. 事件记录及故障录波功能 31个保护动作、告警事件记录：动作发生时间，故障返回值，动作类型； 31个遥信变位和操作等记录：事件发生时间，事件类型； 故障前后多达102个周波的故障录波数据，并供随时查询； 故障事件追忆功能:保护器可长期记忆保护动作跳闸原因，故障时刻，故障动作值并可反复查询(掉电不丢失)； 事件记录最小分辨时间不大于2ms。1.2.5. 电度累计和脉冲测量 装置本身具有有功、无功的电度量的积分累计功能。 装置也可以采集有功和无功二路脉冲量，并且转换成电度

11、量； 电度量存储芯片支持无限次擦写，满足电度量实时写入的要求，保证电度量不会因为装置突然断电而丢失部分信息。1.2.6. 系统通讯功能装置内置RS485或CAN总线，最高实用通讯速度可达到500kbps，通过标准规约MODBUS RTU与SCADA监控系统通讯，可以实现遥控、遥信、遥测、遥设等“四遥”功能，也可召唤SOE事件和故障录波数据。1.2.7. 就地显示功能装置配有高亮度液晶显示屏作为人机交互接口，能实时显示当前电网的各项测量值、系统参数、保护定值，也能实现控制、系统参数设定、保护定值设定以及状态在线监测、事件记录察看等。2. 技术参数测量精度内容范围精度测量电流0.0206.000A

12、0.2%电压25.00120.00V0.2%零序电流0.2040.00A1.0%零序电压1.00120.00V0.2%功率0.5%功率因数-100.00%100.00%0.005频率45.0055.00Hz0.01Hz电度0.5%保护参数内容范围误差级差保护电流0.20120.00A2%0.01A零序电流0.1040.00A2%0.01A电压1.0120.0V1%0.1V屏蔽电缆绝缘电阻1040001%1动作时间40ms或1%0.01s交流参数交流电流功率每相 0.5VA交流电压功率每相 0.5VA交流电流过载能力2 倍额定电流连续工作20倍额定电流连续工作10秒40倍额定电流连续工作1秒交流

13、电压过载能力1.2 倍额定电压连续工作开关量输入数量隔离形式事件记录分辨时间输入形式8路4000VDC光电隔离2ms湿接点，装置自带24VDC开关量输出数量输出类型输出容量输出方式3路机械触点10A250V或30VDC输出宽度可设定的脉冲其中一路用于瓦斯或风电故障时的合闸闭锁通讯类型波特率协议功能RS485、2线、半双工、隔离480038400bpsMODBUS RTU读出、写入设定数据；读出测量值、遥信量、事件、录波数据；执行操作命令CAN、2线、全双工、隔离10k500kbps工作电源类型电压允许偏差频率功耗波形失真交流30120V7020505Hz 10W 5s环境试验指标名称单位指标工

14、作温度-20+55贮存温度-25+70相对湿度%595（不结露）高度m 2000大气压kPa60108不加防爆外壳时不能用于有爆炸危险的环境中绝缘电阻试验对象条件绝缘电阻信号回路正常：-15+70温度5M（500V兆欧表）4575相对湿度其它回路86108kPa气压5M（1000V兆欧表）信号回路湿热： +402温度1M（500V兆欧表）9095% 相对湿度其它回路86108kPa气压1M（1000V兆欧表）绝缘强度试验对象频率时间试验电压通讯、绝缘电阻监测回路50Hz1min500V交流回路、电源回路50Hz1min2000V控制输出回路50Hz1min2000V冲击电压试验对象波形试验电压

15、通讯、绝缘电阻监测回路标准雷电波1000V交流回路、电源回路标准雷电波5000V控制输出回路标准雷电波5000V机械性能试验内容符合标准指标参数振动GB/T7261第16.3条级冲击GB/T7261第17.5条级碰撞GB/T7261第18章级保护器重量不大于4kg3. 端子定义与说明通讯、开关量、绝缘电阻监测端子 XJ1端子编号端子标识说明1RSG通信屏蔽层接线端子2、3TXD、RXD通讯接口4、22NULL空端子5、6AT+、AT-瓦斯、风电故障闭锁合闸输出接点7、8TJ+、TJ-跳闸输出接点9、10HJ+、HJ-合闸输出接点11HJW合闸回路断线监测输入端子1214DIC2、IN8、IN7

16、开入量7、8及公用端1521DIC1、IN6IN1开入量16及公用端23、24CR+、CR-双屏蔽电缆绝缘电阻监测输入端注：开入量为有源DC24V，开入公共端DIC1、DIC2需接DC24-(XJ2-31);电压、电源辅助端子 XJ2端子编号端子标识说明31、32DC24-、DC24+开入量DC24V电源输出接线端子33、34VCOM合、分闸，分闸能量泄放公共端子35VHJ+合闸+电源输出端子36VTJ+分闸+电源输出端子37VTJX分闸能量泄放输出端子3842UN、U0、UC、UB、UA电压输入端子电流输入端子 XJ3端子编号端子标识说明51、52、53IPA*、IPC*、IPCOM保护电流

17、输入接线端子54、55、56IMA*、IMC*、IMCOM测量电流输入接线端子57、58I0*、I0零序电流输入接线端子4. 外形尺寸和安装说明4.1. 外形尺寸保护器本体图 41保护器本体外形和安装尺寸图(单位mm)装置采用标准1.5U密封式一体化机箱、底板固定、端子侧面出线方式，可以方便的安装在开关柜柜门上或柜体的侧面。显示模块图 42 显示模块开孔和外形尺寸图(单位mm)为便于各种操作和信息的浏览，显示模块安装在防爆开关柜的观察孔处，采用随机附送的两个壳体扣手，无需任何螺钉就能轻松固定，显示模块与保护器本体之间通过通讯线进行连接。零序电流互感器一次电缆穿过零序电流互感器时要按照互感器上标

18、明的方向(从灌封面穿入)，反方向引线会引起零序功率方向保护的误动。零序电流互感器的内外径尺寸分别为90mm和145mm。显示面板定义图 4-3控制器显示面板图序1： 南京因泰莱电器股份有限公司企标。序2： 红外接收器。序3：红外接收器信号指示。序4： 产品周围四个安装孔。序5： 产品型号与名称。序6： 液晶显示区域。序7： 分闸指示灯。序8：合闸指示灯。序9： 通讯指示灯。序10：告警指示灯。序11：故障指示灯。4.2. 各模块之间的连接方式控制器本体与显示模块之间的连接保护器本体与显示模块之间的连接是通过8芯显示连接线，一端采用DB9连接器与本体模块的“显示通讯口”连接，另外一端通过RJ45

19、水晶头与显示模块背面的以太网连接器连接起来。控制器本体与零序电流互感器之间的连接零序电流互感器引出线冷压端子采用三种颜色标识，I0*、I0、It（测试引入端）引出端子颜色依次为红、黑、黄。其中红、黑色依次接入到控制器本体的57、58号端子，黄色为外部试验接线端子，通过按钮和RC回路接入外部试验输入端。零序电流互感器的输入有一定方向，电缆穿过零序电流互感器的方向要从灌封面穿入，最后将I0（58号端子）接地。5. 保护原理保护动作后，如果保护信号未进行复归，则闭锁断路器再次合闸。5.1. 三段式相间电流保护1）动作条件：在保护 “跳闸”压板投入，任一相保护电流I大于整定值时，保护动作；ImaxI1

20、，保护无时限动作；ImaxI2，保护经过时间T2后跳闸；ImaxI3，保护经过时间T3后跳闸。速断、限时速断为本线路的主保护，定时过流保护为本线路的近后备保护和下一条线路的远后备保护。三段电流保护的定值、时间和压板都是独立设定的。2）保护逻辑：5.2. 反时限过流保护装置的反时限过流保护设有四种国际标准IEC 60255-3规定的特性曲线： K=1 标准反时限 非常反时限 极端反时限 长反时限 1）动作条件：部分负载，如电动机的不正常工作状态主要是过负荷运行。考虑到一般电动机都有一定的过载能力，通过的过载电流越小，允许的时间越长，电动机过载电流与允许工作时间为反时限特性，故本装置设有反时限过流

21、保护。反时限电流保护“跳闸”压板投入，则保护延时跳闸，保护“告警”压板投入，则保护延时告警。用户如需要电动机有一定的过载能力，可把保护电流定值适当设高，如1.05倍的额定电流，根据通入电流I大小不同，相应的动作时间Tfs不同。电流越大动作时间越短。2）保护逻辑：5.3. 二段零序电流保护1）动作条件：零序电流由专用的零序电流互感器引入，系统中发生接地故障时能使开关跳闸或报警。零序电流保护共设两段，当保护“跳闸”压板投入时，满足零序电流大于设定值，则保护经整定时间T1后跳闸；当保护“告警”压板投入时，保护延时发告警信号。两段零序电流保护的定值、时间和压板都是独立设定的。2）保护逻辑：5.4. 功

22、率方向零序电流保护1）动作条件：在保护压板设置为“跳闸”时，零序电流大于设定值，经延时50ms后，装置判断零序功率P0的符号，当P00时，保护再经过时间（T-0.05）s后动作；保护压板设置为“告警”时，保护只告警不动作；功率方向最大灵敏度角为45；继电器动作的角度范围（电压超前电流）是（135 -40）；2）保护逻辑：5.5. 低电压保护1）动作条件：在断路器合闸状态时，当三个线电压Uab、Ubc、Uca同时低于低电压整定值U，此时如果低电压保护“跳闸”投入则保护经延时T后跳闸；“告警”投入则保护经延时T后告警，保护为了防止PT断线造成低电压误动，增加了PT断线时闭锁低电压功能。PT断线时闭

23、锁低电压：在“6.2.3.系统参数设置”中对 “PT断线闭锁低电压”进行整定，选择“PT断线闭锁低电压使能”，则低压保护被PT断线闭锁；选择“PT断线闭锁低电压不使能”， PT断线对低压保护不起作用。2）保护逻辑：5.6. 过电压保护1）动作条件：当任一线电压大于过电压整定值U时，如果过电压保护“跳闸”压板投入则保护经延时T后跳闸；保护“告警”压板投入则保护经延时T后告警。2）保护逻辑：5.7. 零序过压1）动作条件：当零序电压U0大于零序电压整定值U时，如果零序过压保护“跳闸”压板投入则保护经延时T后跳闸；保护“告警”压板投入则保护经延时T后告警。2）保护逻辑：5.8. 绝缘电阻监测保护1）

24、动作条件：当双屏蔽电缆两屏蔽层之间的绝缘电阻值R小于低定值或者大于高定值时，如果保护“跳闸”压板投入则保护经延时T后跳闸；保护“告警”压板投入则保护经延时T后告警；R在低定值和高定值之间时, 保护不动作。2）保护逻辑：5.9. PT断线1）动作条件：当PT断线告警投入后，在装置检测到负序电压大于10V时判PT一相或两相断线。当Uab+Ubc+Uca（标量和）小于50V且计量电流大于0.04A或当Uab+Ubc+Uca（标量和）小于50V且保护电流大于0.5A时判PT三相断线，此时PT断线“告警”压板投入则告警。当PT正常时，PT断线告警信号自动消失。2）保护逻辑：5.10. 风电故障1）动作条

25、件： 在“6.2.3.系统参数设置”中对开入量“IN4”进行整定，选择“风电信号”，当外部风电故障开入量闭合后，如果保护“跳闸”压板投入则保护经延时T后跳闸；“告警”压板投入则保护经延时T后告警；选择“一般开入”，“风电故障”保护不起作用。2）保护逻辑：风电闭锁合闸使能：在“6.2.3.系统参数设置”中对风电闭锁合闸进行整定。选择“风电闭锁合闸使能”，则在外部风电故障时，合闸操作被闭锁；选择“风电闭锁合闸不使能”，当风电故障存在时，仍可进行合闸操作。该保护如果不满足跳闸条件也不闭锁合闸。在“装置状态”中可以查看当前“风电闭锁合闸”状态是否已闭锁合闸。5.11. 瓦斯故障1）动作条件： 在“6.

26、2.3.系统参数设置”中对开入量“IN5”进行整定，选择“瓦斯信号”，当外部瓦斯开入量闭合后，如果保护“跳闸”压板投入则保护经延时T后跳闸；保护“告警”压板投入则保护经延时T后告警；选择“一般开入”，“瓦斯故障”保护不起作用2）保护逻辑：瓦斯闭锁合闸使能：在“6.2.3.系统参数设置”中对瓦斯闭锁合闸进行整定。选择“瓦斯闭锁合闸”使能，在外部瓦斯故障时，合闸操作被闭锁；选择“瓦斯闭锁合闸不使能”，在瓦斯故障存在时，仍可进行合闸操作。该保护如果不满足跳闸条件也不闭锁合闸。在“装置状态”中可以查看当前“瓦斯闭锁合闸”状态是否已闭锁合闸。5.12. 控制回路断线告警1）动作条件：装置是通过监测断路器

27、位置及控制回路电压来判断控制回路是否断线。装置在合闸状态下判断分闸回路是否有电压，若无电压且分闸回路断线告警压板投入则延时20s发告警信号，并在事件记录中记“分闸回路断线”；在分闸状态下判断合闸回路是否有电压，若无电压且合闸回路断线“告警”压板投入则延时20s发告警信号，并在事件记录中记“合闸回路断线”。2）保护逻辑：在“装置状态”中“控回断线监测”可查看当前合闸回路和分闸回路的状况。5.13. 故障录波功能装置具备故障录波功能，可记录的通道包括保护电流、测量电流、零序电流、相电压、零序电压以及8通道开入量状态。当录波条件满足时，将保留跳闸前100个周波的数据，且继续采样并存放共计102个周波的数据。录波数据可以通过现场总线上传到监控系统数据库，使用专用软件可以再现故障时的波形以分析故障类型。5.14. 定值整定整定参数整定值整定范围分辨值整定时间设定时间分辨率速断保护I1.0099.99A0.01A限时速断I1.0099.99A0.01AT060s0.01s定时限过流I1.0099.99A0.01A