1.1装置简介

充气柜专用微机保护装置适用于10kV以下各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制及通信监视功能，为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行。可以和其它保护、自动化设备一起,通过通信接口组成自动化系统。全部装置均可组屏集中安装，也可就地安装于高低压开关柜。

1.2装置特点

u 采用全密封式结构，具有良好的抗震、防尘性能

u 小型化设计、体积小、重量轻、机身超薄、外形美观、安装方便

u 采用可靠性设计，无可调元件，模块独立化，装置稳定性好，抗干扰性强

u 全汉化中文液晶显示，人机界面清晰易懂，操作整定极为方便

u 装置供电电源、控制回路均为交直流两用

u 具有RS485总线串行通信口，并集成了MODBUS标准通信规约和IEC60870-5-103通信规约

u 具有事件顺序记录功能，可记录32条动作报告、64条遥信报告、32条告警报告、实时记录分闸次数，数据掉电不丢失

u 具备完善的自检功能，完整的主芯片自检、存贮区自检、程序区自检、定值区自检，

u 外形小巧精细、结构合理，采用高等级、高品质的元器件及SMT工艺，使产品具有很高的电气性能、表面涂有三防漆保护

u 超低功耗

1.3引用标准

GB6162-85     《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》

GB7261-87     《继电器及继电保护装置基本试验方法》

GB2887-89     《计算机站场地技术条件》

GB 14258-93    《继电保护和安全自动化装置技术规程》

GB 50062-92    《电力装置的继电保护和自动化装置设计规范》

DL/T 527-2002  《静态继电保护装置逆变电源技术》

IE870-5-103    《继电保护信息接口标准》

GB /T15145-94  《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/T16435.1-1996《远动设备及系统和接口（电气特征）》

GB /T17626.2   《静电放电抗扰度试验》

GB /T17626.3   《射频电磁场辐射抗扰度试验》

GB/T17626.4   《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》

GB/T17626.5   《浪涌冲击抗扰度试验》

GB /T17626.6   《射频场感应的传导骚扰抗扰度试验》

GB/T17626.8    《工频磁场抗扰度试验》

GB /T17626-1998《电磁兼容试验和测量技术》

GB/T14537-1993 《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》

1.4 充气柜专用微机保护装置结构

1.4.1 结构

采用标准机箱，深度浅，整面板、嵌入式结构、后接线安装方式，强弱电隔离，大大加强了其产品的电气性能。

1.4.2 板件

本装置的板件上包括LCD板件、CPU板件、PWR板件：其中CPU板件为装置的核心，为高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash Memory和AD等芯片的功能；PWR插件包括电源和模拟量采集、出口、开入。

1.4.2.1 CPU

1）CPU系统

CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成。包括高性能的微处理器CPU，大容量的ROM、RAM及Flash Memory，使得该CPU模件具有数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，可记录32条动作报告、64条遥信报告、32条告警报告、实时记录分闸次数，保护定值等运行配置信息也存入该存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。

2）开关量输入及输出部分

开入量采用外部开入，外部开入采用一级高速光耦，实现装置内部供电24V输入电平。

开出是用于驱动出口的继电器， 共有4个，一个为跳闸继电器，一个为合闸继电器, ，一个为事故总继电器，一个为告警总继电器。

3)通信部分

本插件内含通信速度、具备通用性接口的RS485总线网络芯片，RS485网为本装置接入系统的主要通信接口。

4)时钟回路

插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。

另外，CPU插件采用了表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性。

1.4.2.2 开入、开出

1)外部开入回路：设置有10路外部开入回路，10路均采用内部供电开入方式，装置软件采取了防抖措施，避免了误发信。

2)逻辑继电器：逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电器包括：跳闸继电器、合闸继电器。

1.4.2.3 交直流回路

1)直流逆变电源：DC220V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要直流电压,且采用浮地方式,同外壳不相连。

2)模拟量采集：外部电流经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种数字式保护继电器，并实时计算各种测量值。如,UAB、UBC、UCA 、U0 、IA、IB、IC、I0、F。

1.4.3 人机对话插件（MMI）

人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信息，本插件上的显示窗口采用800*480分辨率的液晶显示器，人机界面清晰易懂，配置本系列通用的键盘操作方式，使得人机对话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。

2 主要技术指标

2.1 技术参数

1） 额定工作电压  AC220、DC220V、DC110V、48V、24V (订货注明)

2） 额定技术数据

a) 交流电流： 5A或1A (订货注明)

b) 交流电压： 100V 或400V (订货注明)

c) 频率： 50HZ

3） 功率消耗

工作电源： 正常工作时,不大于5W；

保护动作时,不大于10W。

交流电流回路： < 1VA/相 (IN =5A)；

       < 0.5VA/相 (IN =1A)；

交流电压回路： < 0.5VA/相；

4） 精确工作范围：

电流： 0.1In～16In

电压： 0.4V～1.2Un

频率： 0.9Fn～1.1Fn

时间： 0～100s

5） 保护部分精度：

a) 定值精度： ≤±5%；

b) 时间精度： <±1％ 整定时间+60ms

c) 整组动作时间： ≤60ms；

d) 频率精度： ≤0.01Hz；

6) 测控部分精度：

 a) 交流量精度： ≤±1%；

 b) 有功无功：  ≤±2%；

7) 开关量输入：

输入类型： 无源

光电隔离输入数量：10

工作电压：24V

8) 开出接点容量：

a)出口继电器

触点额定载流容量：250Vac/220Vdc,7A

输出类型: 无源(空接点)

b)信号继电器：

触点额定载流容量：250Vac/220Vdc,7A

输出类型: 无源(空接点)

9) 通信接口

数目： 2种

电气特性： RS485

传输方式： 异步

通信协议：   MODBUS 或IEC60870-5-103 (订货注明)

地址：  1～99

波特率： ≤1Mbps

通信介质： 双绞线屏蔽线

2.2 环境参数

2.2.1 电气环境

a). 绝缘电阻

在正常试验大气条件下,装置的带电电路部分和非带电金属及外壳之间,以及电气无联系的各电路之间,用开路电压500V的兆欧表测量绝缘电阻值；正常试验大气条件下,各回路绝缘电阻应不小于100 MΩ。

b). 介质强度

在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz, 试验电压2000V历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象。

c). 冲击电压

在正常试验大气条件下,装置的直流输入回路、交流输入回路、信号输出触点诸回路对地以及回路之间，能承受(1.2/50)μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV，无绝缘损坏。

d). 脉冲群干扰

装置能承受GB/T14598.13-1998( idt IEC60255-22-1:1988)规定的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验。试验严酷等级为Ⅲ级, 试验电压共模2.5Kv, 差模1kV。

e). 辐射电磁场干扰

装置能承受GB/T14598.9-1995( idt IEC60255-22-3:1989)中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验,即试验场强为10V/m。

f). 静电放电干扰

装置能承受GB/T14598.14-1998( idt IEC60255-22-2:1996)中规定的严酷等级为IV级,即接触放电试验电压为8kV、允许偏差±5%,空气放电试验电压为15kV、允许偏差±5%的静电放电干扰试验。

g). 快速瞬变干扰

装置能按GB/T14598.10-1996( idt IEC60255-22-4:1992)中规定的严酷等级为IV级快速瞬变干扰试验,即试验电压为4kV,允许偏差±10%。

2.2.2 自然环境

工作温度：-10℃～+70℃

存储温度：-25～+85℃

湿度：5～95%RH

2.2.3 机械环境

a) 工作条件：能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应、冲击响应；

b) 运输条件：能承受严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久、碰撞。

二．微机保护测控装置

1. 功能配置

2．功能说明

2.1 三段式相间过流保护

本装置设置三段相间过流保护和一段反时限过流保护,各段的投退控制定值，可独立控制各段的使用情况。投退控制定值取值含义为：

0:退出, 1～4:投入--1:单纯过流，2:备用，3：备用，4:备用

相间过流保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的保护段才投入。

2.1.1 速断电流保护

1）三段式保护压板投入

2）定制整定控制字为1

3）任一相保护电流大于速断整定值并达到整定延时保护动作。

2.1.2 过流保护

1）三段式保护压板投入

2）定制整定控制字为1

3）任一相保护电流大于过流整定值并达到整定延时保护动作。

2.1.3 过流保护

1）三段式保护压板投入

2）定制整定控制字为1

3）任一相保护电流大于过流整定值并达到整定延时保护动作。

2.1.4 反时限特性

相间反时限保护特性控制字含义为：

0：退出，1、2、3：反时限（分别对应下面的(1)、(2)和(3)式）。

可选择使用下面三个标准的反时限特性之一。反时限特性电流基准值I_P为相间反时限保护电流基准定值Ii，反时限特性时间常数t_P为相间反时限保护时间常数tIi。

2.2 过负荷保护

装置过负荷保护投退控制定值的取值含义为：

0:退出, 1～2:投入--1:跳闸, 2: 告警

过负荷跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入；过负荷告警只需投入控制字就可以产生告警事件。

2.3 三相一次重合闸

本装置三相一次重合闸设有投退控制、重合闸延时、重合闸出口脉冲时间，投退控制定值的取值含义为：

0：退出 ， 1:投入

重合闸必须在充电完成后才具备起动条件，开关位置不对应或保护动作后线路无流，重合闸起动。

本装置重合闸合闸脉冲缺省值为120ms，可修改重合闸出口脉冲时间定值予以修改。

重合闸设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，重合闸才投入。

2.3.1 重合闸充放电

线路处于正常运行状态(HWJ=1)，无重合闸闭锁信号，经10秒延时充电完成。

重合闸闭锁条件如下：

1） 外部闭锁输入

2） 控制回路断线

重合闸放电条件如下：

1） 就地或远方手跳线路

2） 过负荷动作跳闸

2.4 相间合闸加速保护

本装置设有完善的相间过流合闸加速保护，由相间加速保护投退定值控制。其取值含义是：

0:退出, 1:投入--1:投后加速(手动合闸、重合闸)

后加速记忆时间为3S。后加速保护动作出口后，则不受后加速记忆时间的限制，直至线路开关跳开、电流元件返回后，后加速保护才返回。

合闸后速保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，合闸加速保护才投入。

2.5 相间充电保护

本装置设有相间充电保护，充电保护设有软压板,同时设有相间充电保护投退定值控制。只有软压板和投退控制定值均为投入时，保护才投入。相间充电保护投退定值控制取值含义如下：

0:退出, 1:投入

当带电母线向空线路合闸充电时，若线路有故障，为维持系统稳定，需要迅速跳开线路开关。充电保护在定值上整定的比较灵敏，延时极短，在定值上不同出线保护配合。为避免正常运行时的系统故障使其丧失选择性而误动，充电保护只有在线路开关由分变合后开放一段时间，此时间可由用户通过充电保护自动退出时限整定，随后自动退出。

2.6 相间负序过流保护

装置三相电流计算得出相间负序电流，设两段定时限相间负序过流保护，Ⅰ段可用作断相保护，Ⅱ段可用作不平衡保护。

相间负序过流保护设有软压板，负序相间过流保护软压板为退出时，两段相间负序过流保护均退出；为投入时，某段相间负序过流保护的投退控制定值为投入，该段保护才投入。

相间负序过流Ⅰ段保护投退控制定值的含义为：

0:退出, 1:跳闸。

相间负序过流Ⅱ段保护投退控制定值的含义为：

0:退出, 1：跳闸2: 告警。

2.7 零序过流告警和跳闸保护

本装置设置零序过流告警和跳闸保护。可以通过投退控制定值整定为告警和跳闸。投退控制定值取值含义为：

0:退出, 1～2:投入--1: 跳闸, 2:告警

零序过流跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.8 过电压保护

装置设有过电压保护，电压取自母线PT电压过电压保护设有投退控制定值，取值含义如下：

0：退出，1：跳闸，2：告警

当max(UAB、UBC、UCA)大于整定值，过电压保护经整定延时动作。

过电压跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.9 低电压保护

低电压保护投退控制定值的取值含义如下：

0： 退出 ，1：失压+低电压保护， 2：经电流闭锁低电压，3：纯低电压

失压+低电压保护的条件是:

1:断路器在合位

2:三个相间电压均小于低电压保护定值

3:当U1>15V,或者无流

4.无TV断线告警

经电流闭锁低电压保护的条件是:

1:断路器在合位

2:三个相间电压均小于低电压保护定值

3:三个电流定值均小于电流闭锁定值

4.无TV断线告警

纯低电压保护的条件是:

1:断路器在合位

2:三个相间电压均小于低电压保护定值

3:当U1>15V

4.无TV断线告警

2.10 零序过电压保护

零序过电压投退控制字取值含义为：

0:退出, 1: 跳闸, 2:告警。

零序过电压跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.11 低周减载保护

低周减载保护动作条件：

低周减载软压板    投入，

低频减载投退控制  投入

滑差闭锁投退控制  可选

低压闭锁投退控制  可选  投入时要大于低压定值

低频减载频率定值  设定 低频定值

低频减载时间定值  动作时间

低频减载滑差定值  在滑差闭锁投入时起作用，一般设2 hz/s。大于时闭锁低周

低频减载闭锁电压：低压闭锁定值，低压闭锁投入时起作用。

2.12 非电量保护

装置接入超高温或重瓦斯动作接点、轻瓦斯动作接点、温度高动作接点，分别设报警或跳闸控制。

若报警或跳闸控制定值整定为0，则不发信也不跳闸。

重瓦斯接点( B15)闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

超高温接点(B17)闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

轻瓦斯接点(B14)闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

温度高接点(B16)闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

非电量保护设有软压板，只有在软压板投入和相应的控制字设定正确时，相应的保护才投入。

轻瓦斯和手跳信号对应的非电量接点都为(B14)，所以在选择非电量保护功能时要根据变压器或线路的特征选择其中之一，即：油式变压器选择轻瓦斯；线路重合闸判断手跳。

温度高与闭锁重合闸对应的接点都为(B16)。

注意：在投入温度高保护时，重合闸压板和控制字不能投入，否则高温保护不动。

远控开入为(A07)。

2.13 低频保护

满足动作条件，装置经延时动作于跳闸。

⑴ 设定频率定值<实际频率值。

⑵ 经过设定的时间延时动作跳闸。

2.14 高频保护

满足动作条件，装置经延时动作于跳闸。

⑴ 设定频率定值<实际频率值。

⑵ 经过设定的时间延时动作跳闸。

2.15 系统异常工况报警及闭锁功能

2.15.1 母线PT断线闭锁有关功能

母线PT断线时，可由PT断线检测投退控制定值选择闭锁行为。

退出电压闭锁元件时，装置不必接入母线电压，整定为0，不检查PT断线。

整定为1，母线PT断线时闭锁相关的电压元件：相间低电压闭锁元件，投入该元件的相间过流保护被闭锁。

整定为2，母线PT断线时开放相关的电压元件：相间低电压闭锁元件，投入该元件的相间和小电流接地过流保护变为单纯的过流保护。

2.15.2 CT断线异常报警

CT断线满足动作条件后10发告警，动作条件如下：

零序电压小于6V

计算零序电流大于0.5A

电流值大于0.5A

0.7倍的电流大于最小电流

0.8倍的电流小于中间电流

Imid_Val=Ia_Val+Ib_Val+Ic_Val-Imax_Val-Imin_Val;（中间电流算法）