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QBDX型小电流接地选线装置

发布时间:2023-04-07    浏览次数:340

一、 产品概述

1. 概述

我国的中压电网绝大多数是小电流接地系统(也即中性点非有效接地系统),当发生单相接地故障时,规程虽允许带故障运行2小时,但由于过电压危害绝缘,仍可能引发事故。供配电系统故障统计表明,单相接地故障发生的概率占66%以上,因此迅速确定单相接地时的接地位置对供配电系统的安全运行意义重大。

随着电力系统规模和容量的扩大,中压电网逐步采用了中性点经消弧线圈接地的运行模式,且一般又运行于过补偿方式,由此也导致了单相接地故障选线的困难。近年来,一些基于传统算法的接地选线装置相继问世,但在实际应用中选线正确率仍然不高。目前,这一问题正成为改善电能质量、提高供电可靠性的主要困难之一。

正是在这种背景之下,经过多年跟大学实验室联合实验和分析研究,我公司找到了以往选线方法正确率低的原因,提出了新的算法,并运用新一代采样和处理技术,推出了最新一代产品——FTWJ系列小电流接地选线装置。

本装置采用先进的软硬件设计方法,以暂态过渡过程为分析基础,通过判断小接地电流来实现选线。硬件方面,应用超大规模逻辑电路,实现数据采集完全硬件化;应用同步采样技术,保证了分析数据的精准。装置还运用其它多种算法同时分析,以动态权值处理多条回路多个算法的判别打分,使选线运算更加可靠、稳定。装置技术性能指标符合DL/T 478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》、DL/T871-2004《电力系统继电保护产品动模试验》、DL/T 872-2004《小接地电流系统单相接地保护装置》等有关行业标准的规定。

2. 功能及特点

l 模块化设计,结构紧凑,技术先进,高速32位ARM内核处理器使运算实时性和动作准确性得以保证。

l 实时监控系统状态,实时运算,根据信号采集、数据处理结果,发出相应的信号。

l 工业标准的RS-485通讯接口,可以实时向上位机传送系统的运行状态,上位机也可以通过此通讯口对消弧控制器发出指令。

l 故障追忆功能,大容量Flash存储器保存最近32次历史故障记录。

l 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。整机符合IEC61000-4-4标准。

l 双硬件看门狗电路确保软件运行的可靠性。

l 中文液晶显示,运行状态清晰,菜单式操作,方便易用。

3. 装置正面效果图

图片5.png

按键说明:

l 1/+ :根据液晶屏所显示的菜单项标号选择相应的功能;所要调整的参数值加1。

l 2/- :根据液晶屏所显示的菜单项标号选择相应的功能;所要调整的参数值减1。

l  3 、 4 :根据液晶屏所显示的菜单项标号选择相应的功能。

l OK:确认更改设置;返回上一级菜单。

4. 工作原理

本机在启动工作后,当系统发生接地故障时,零序电压会触发本机进入采集状态采集各回路零序电流,取出数据后进行第一阶段运算。如1、2、3、4 号线的电流分别为-15A、+4A、+5A、+6A。此时消弧设备判断接地类型,如果是金属接地,消弧设备不动作;如果是弧光接地,消弧设备把弧光接地强行变为金属接地,本机再进行采集状态采集各回路零序电流,根据本次数据进行第二阶段运算 。如果是金属接地,此时接地1、2、3、4 号线的电流将可能约为-15A、+4A、+5A、+6A,故障线(1号线)电流与非故障线电流相反且至较大,故可直接判断选线。如果是弧光接地,此时接地1、2、3、4 号线的电流方向一致,可能约为+5A、+4A、+5A、+6A,此时四条线路电流分别与第一阶段的-15A、+4A、+5A、+6A 分别相减的增量差为20A、0A、0A、0A,故障线(1号线)的增量为20A,是增量最大的一路线,即可选出故障线。然后把所选出的接地信息在液晶显示屏上显示,并闭合相应的跳闸口,若接地现象消失、排除,本机返回工作状态,跳闸口断开。

下面是原理框图:

图片6_看图王.jpg

二、 操作说明

1. 装置通电开机后液晶屏显示如下图界面,界面显示本台装置最大输入电流路数,时钟逐秒跳动表示装置正在运行。如果显示的并不是当前日期和时间,请参考下面提及的步骤进行设置。

44.png

2. 在装置显示开机界面时,按下面板上的OK键,进入主菜单,如上图。主菜单由两个界面显示组成,可以使用按键1和按键4在两个主菜单界面间切换显示,再按一次OK键即可返回开机界面。在主菜单显示界面,按菜单项前数字对应的按键,即可进入相应菜单项。比如想进入“时间设置”重新设定日期和时间,则可按装置面板上的4键。

3. 故障记录追忆:本装置内部Flash存储器可以记下最近发生的32次故障记录,可显示发生接地故障线路的母线段号和线号,及日期和时间。在主菜单界面上,按装置面板上的1/+键,进入“故障记录”,如下图。然后再按1/+键可进行下翻页,按2/-键进行上翻页,逐条查询记录。按OK键可返回主菜单。注意:装置出厂前所做的模拟实验的记录也会保留在Flash存储器里,这些记录用户无需关注。

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4. 零序电流显示及装置调零:在主菜单界面,按2/-键选择“电流显示”功能。当有零序电流进入选线装置时,液晶屏上将显示该电流值及其输入的通道,单位为安培。在电流显示界面,按3 键进入装置调零界面,按照界面上显示的要求完成后,按4 键进行装置调零,按OK键返回主菜单。注意:调零开始前需要把装置后的电流和电压信号输入全部拔出。


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5. 线路设置:在主菜单上,按3 键选择“线路设置”功能,设置各个线路的变比,母线号及跳闸口。进入设置界面,按3 键设置本线,按1/+键和2/-键可设置*符号对应的项。如果现场所有出线的零序CT 或三相式CT 变比都一致,则不须设置,但如果CT 变比有一个不同就必须设置。设置完成后,按OK键保存所做的设置,按1/+键进行下翻页,开始下一线路的设置。按OK键返回主菜单。

678.png

注意:对于没有投运的线路把此线路对应的接线端子短接。如要把1 段母线和2 段母线并联使用,则要把所有母线号为2 的线路母线号改为1 。如要把1 段母线和2 段母线再分开使用,则要把前面母线号改为1的线路编号改回母线号为2。同理:如要现场把1 段母线和3 段母线并联使用,则要把所有母线号为的线路母线号改为1 。如要现场把2段母线和3段母线并联使用,则要把所有母线号为3的线路母线号改为2 。如要现场把1 段母线、2 段母线、3 段母线并联使用,则要所有母线号为2 和3 的线路母线号改为1。

6. 启动电压设置:按4 键进入下一主菜单显示界面,按2/-键选择“启动电压”功能。进入如下图的设置界面,可以根据现场实际情况,合理的调高或调低开口启动电压。当系统开口电压高于设定值时,装置开始选线运算。按OK键保存所做的设置并返回主界面。

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7. 通信站号设置:装置出厂默认站号为01。如需更改,在主菜单界面上,按装置面板上的3键,进入如下图的设置界面。每按一次1/+键,站号加1,每按一次2/-键,站号减1,设置完毕后按OK键保存并返回主菜单。注意:在通信过程中请勿更改站号。

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8. 日期时间设置:如需更改装置日期时间,在主菜单界面上选择“时间设置”功能,进入如下图的设置界面。首先进行年份设置,每按一次1/+键,年份加1,每按一次2/-键,年份减1。

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年份设置完毕后,按3键进入月份设置,如下图,同样按1/+键和2/-键增减月份。类似的,再按3键依次进入日、时、分、秒等的设置。全部设置完毕后,按OK键保存并返回主菜单,或者按4键取消设置并返回主菜单。


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三、 技术指标及使用环境

1. 使用条件

环境温度:0℃~40℃;

大气压力:80~110Kpa;

空气相对湿度:90%(25℃)、50%(40℃);

适用范围:3kV―35kV系统;

使用地点不能有爆炸危险的介质,周围介质中不能含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体,不允许环境充满蒸汽及含有较严重霉菌存在;

安装地点应具防御风、雨、沙和防尘设施。

 

2. 输入量额定值

零序电压(U0)<<>100V,电压测量精度:1%;

零序电流(I1~I40) <2a>且>20mA,电流测量精度:0.5%;

电源电压:AC220V±10%,DC220V±10%;

功耗:<100 w="">;

零序电流回路输入路数:有8路、24路、40路不同规格 (三母线段)。

 

3. 输出量额定值

共可输出常开接点数:2对(可选购外置跳闸模块);

接点容量: AC 240V/10A,DC 30V/10A;

所有继电器输出接点均可接报警输出。

 

4. 通讯接口

RS485@9600bps。

四、 装置端子接线图

33.png


端子A

端子B

端子C

端子D

端子E

1

电流1*

开口电压1

常开节点1

电流9*

电流17*

2

电流1

开口电压1

常开节点1

电流9

电流17

3

电流2*

开口电压2

常开节点2

电流10*

电流18*

4

电流2

开口电压2

常开节点2

电流10

电流18

5

电流3*

开口电压3

常闭节点

电流11*

电流19*

6

电流3

开口电压3

常闭节点

电流11

电流19

7

电流4*

未定义

未定义

电流12*

电流20*

8

电流4

RS485-B

AC/DC220V

电流12

电流20

9

电流5*

RS485-A

接地

电流13*

电流21*

10

电流5

未定义

AC/DC220V

电流13

电流21

11

电流6*

跳闸数据线B


电流14*

电流22*

12

电流6

跳闸数据线A


电流14

电流22

13

电流7*



电流15*

电流23*

14

电流7



电流15

电流23

15

电流8*



电流16*

电流24*

16

电流8



电流16

电流24

五、 安装尺寸

234.png

开孔图如上。安装螺丝开孔:直径6~7mm。

机箱深度:180mm。

一、 通讯规约

本装置采用MODBUS(RTU模式)通讯规约,RS-485通信方式, 波特率为9600bps,1位起始位,8位数据位,无校验,1位停止位,即1字节数据共10比特位。装置出厂时站号设置为01,用户可根据现场情况重新设置。

 

1、 主站查询装置故障记录

主站询问下行报文格式(共8字节)

装置站号

功能码

起始地址

数据长度(字数)

CRC16校验码

Add.

03H

00H

故障记录编号

00H

01H

低8位

高8位

说明:故障记录编号为01H~20H,即第1条到第32条故障记录。如果主站发送不在01H到20H的数据,装置不予回复。

 

 

装置回复(共11字节)

装置站号

功能码

数据长度(字节数)

数据

CRC16校验码

Add.

03H

08H

段号

线号

低8位

高8位

说明:数据内容代表这条故障发生的时间和段号、线号。年用两位数字表示,09代表2009年。

 

2、 主站远程校时

装置站号

功能码

数据(6字节)

CRC16校验码

Add.

04H

低8位

高8位

说明:年用两位数字表示,09代表2009年。不可发送不存在的时间,否则可能导致装置软件错误。

 

3、 查询线路状态

主站询问下行报文格式(共8字节)

装置站号

功能码

起始地址

数据长度(字数)

CRC16校验码

Add.

05H

00H

00H

00H

01H

低8位

高8位

 

装置回复(共8字节)

装置站号

功能码

数据长度(字节数)

数据

CRC16校验码

Add.

05H

03H

17~24状态

9~16路状态

1~8路状态

低8位

高8位

说明:数据内容共3个字节即24位,从低位到高位编号为1到24,每1位表示相应线路此刻是否发生故障,0代表正常状态,1代表故障状态。

 

4、 举例(假设装置站号设为01):

主站发送下列数据,用以查询装置第一条故障记录,其中D5H CAH为CRC16校验码:

01H 03H 00H 01H 00H 01H D5H CAH

 

装置回应下列数据,表示09年7月8日5点30分10秒1段母线第3号线发生接地故障,其中89H 8EH为CRC16校验码:

01H 03H 08H 09H 07H 08H 05H 1EH 0AH 01H 03H 89H 8EH

 

主站发送下列数据,用以设定装置时间为09年5月8日15点20分0秒,其中35H FDH为CRC16校验码:

01H 04H 09H 05H 08H 0FH 14H 00H 35H FDH

 

5、 注意事项

l 建议主站向本装置发送数据请求的时间间隔大于3秒。

l 若要更改装置站号,建议先停止后台通信。

l 装置上电前,建议先停止后台通信,待上电后再开始后台通信。

 


附录 跳闸模块使用说明

本模块为了满足ZDX型小电流接地选线装置的跳闸口扩充需求而研制,采用标准导轨安装方式在柜内加装。本模块有22个跳闸继电器,均为常开接点,编号为3~24。模块尺寸为:长300mm、宽110mm、高110mm。

模块端子说明如下:

说明:本模块的数据线B、数据线A分别跟选线装置的B11、B12端子连接。


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