1、微机线路保护测控装置说明书 PM201微机线路保护测控装置使用说明书北京恒兴能控科技有限公司 2005年5月 本设备只能由专业人士进行安装。对于因不遵守本手册的说明而引起的故障，厂家将不承担任何责任。触电、燃烧或爆炸的危险设备只能由取得资格的工作人员才能进行安装和维护。对设备进行任何操作前，应隔离电压输入和电源供应，并且短路所有电流互感器的二次绕组。要用一个合适的电压检测设备来确认电压已切断。在将设备通电前，应将所有的机械部件，门和盖子恢复原位。设备在使用中应提供带正确的额定电压。不注意这些预防措施就可能会引起严重伤害。 1 装置简介2 技术指标3 装置结构4 装置硬件5 保护原理6 安装调试
2、7 运行维护8 储存保修9 供应成套性10 订货须知11 附录附图 1装置简介PM201微机线路保护测控装置是由北京恒兴能控科技有限公司自主研发生产的新一代数字保护测控装置，产品采用国际先进的DSP和表面贴装技术，工艺成熟可靠，适用于66KV及以下电压等级，是线路单元的间隔层设备。装置主要特点： 先进的设计理念保证了装置的优良性能； 采用DSP和串行的双14位A/D同步采样技术； 软硬件设计标准化、模块化，便于现场维护和装置功能的升级； 现场总线（CAN-BUS）通讯方式。保护测控功能配置： 三段低电压闭锁方向过流保护：每段低电压闭锁或方向闭锁可单独投退，具有后加速功能； 三相一次自动重合闸功
3、能：有保护启动和不对应启动重合闸方式两种，重合闸还具有检同期和检无压功能，弹簧长时间未储能闭锁重合闸； 两时限低周减载功能：具有低压闭锁和无流闭锁功能，低周减载一时限经滑差闭锁，二时限不经滑差闭锁，出口跳闸或告警可选择； 两段零序过流保护功能：零序过流动作告警或跳闸可选择； 过负荷告警功能：过负荷告警或跳闸可选择； 小电流接地选线功能：可选用基波或5次谐波零序功率方向判断，选线后发告警信号； 母线绝缘监察功能：可监视系统某相接地； 失压保护功能：母线失压跳闸； 监控功能：装置具有遥信功能、遥控功能，以及脉冲电能采集功能； GPS时钟同步输入； 具有操作箱、故障录波、信号、PT断线检测等功能；
4、面板上具有汉字液晶显示和简易键盘，还具有运行、告警、跳位、合位、保护跳闸和保护重合闸指示灯； 装置通过现场总线与PM204、PM205（通讯管理机或关端机）通讯，可完成远方监视、控制和操作功能。2技术指标2.1 额定工作电源 DC 220 V 或 DC110V。2.2 额定交流数据 额定交流电流In：5A或1A； 额定交流电压Un：100V； 频率fn：50Hz。2.3 交流回路过载能力 施加1.2Un装置可持续工作； 施加2In装置可持续工作； 施加10In持续10s； 施加40In持续s后无绝缘损坏。2.4 功率消耗 直流回路不大于15； 交流回路不大于0.5VA相。2.5 出口触点在电压
5、不超过250，电流不超过0.5A，时间常数为50.75ms的直流有感回路中，装置输出触点的断开容量为50W，长期允许接通电流不超过5。2.6 主要技术数据2.6.1 过流一段、过流二段、过流三段保护2.6.1.1 动作电流整定值 整定范围：0.2In 10In（过流一段整定范围0.2In20In）； 整定级差：0.01A； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过5%。2.6.1.2 动作时间整定值 整定范围：0.0 9.99s； 整定级差：0.01s； 动作时间的准确度：在1.2倍的动作电流下测得动作时间一致性不大于20ms，动作时间平均误差不超过35ms。 2.6.1.3
6、方向元件功能 灵敏角：-30或-45，平均误差不超过5，一致性不大于5； 动作区：160，平均误差不超过5； 最小动作功率：在线电压为0.5V时，最大灵敏角下测试不大于0.5VA。2.6.1.4 低电压闭锁功能 整定范围：10V100V； 整定级差：0.1V，一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过5%。2.6.2 重合闸功能2.6.2.1 重合闸时间特性 重合闸充电延时：20 s； 重合闸延时整定范围：0.0 9.99s； 重合闸延时整定级差：0.01s； 动作时间的准确度：一致性不大于20ms，平均误差不超过35ms。2.6.2.2 重合闸检无压功能 整定范围：10V100V； 整定级差：
7、0.1V； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%，平均误差不超过5%。2.6.2.3 重合闸检同期功能 整定范围：1050； 整定级差：1； 动作值的准确度：一致性不大于2，平均误差不超过5%。2.6.2.4 重合闸检压差功能 整定范围：10V100V； 整定级差：0.1V； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%，平均误差不超过5%。2.6.3 后加速功能2.6.3.1 动作电流整定值 整定范围：0.2In 10In； 整定级差：0.01A； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过5%。2.6.3.2 动作时间整定值 整定范围：0.0 3.00s； 整定级差：0.01
8、s； 动作时间的准确度：在1.2倍的动作电流下测得动作时间一致性不大于20ms，动作时间平均误差不超过35ms。 2.6.4 低周减载功能2.6.4.1 低周频率 整定范围：4650 Hz； 整定级差：0.01 Hz； 动作值的准确度：一致性不大于0.01 Hz；平均误差不超过0.02 Hz。2.6.4.2 低压闭锁低周 整定范围：10V100V； 整定级差：0.1V； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%，平均误差不超过5%。2.6.4.3 无流闭锁低周 整定范围：0.2In2 In； 整定级差：0.01A； 动作值的准确度：一致性不大于整定值5%，平均误差不超过5%。2.6.4.4 低
9、周减载动作时间整定值 整定范围：0.15 20.00s； 整定级差：0.01s； 动作时间的准确度：一致性不大于30ms，动作时间平均误差不超过50ms。2.6.4.5 低周减载滑差F/T 整定范围：0.5 9.99Hz/s； 整定级差：0.01Hz/s； 动作值的准确度：一致性不大于3% 或0.04Hz/s，平均误差不超过10%或0.04Hz/s。2.6.5 小电流接地选线及零序过流保护2.6.5.1 动作电流整定值 小电流接地选线零序电流整定范围：0.022A； 零序一、二段过流整定范围：0.056A； 整定级差：0.01A； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%或0.02A ，平均误
10、差不超过5%或0.02A。2.6.5.2 动作时间整定值 整定范围：0 9.99s； 整定级差：0.01s； 动作时间的准确度：在1.2倍的动作电流下测得动作时间一致性不大于20ms，动作时间平均误差不超过40ms。2.6.5.3 方向元件（零序过流保护无此功能） 灵敏角：90，平均误差不超过5，一致性不大于5； 动作区：160，平均误差不超过5，一致性不大于5； 最小动作功率：在电压为5V时，最大灵敏角下测试不大于0.2VA。2.6.6 过负荷保护2.6.6.1 动作电流整定值 整定范围：0.22In； 整定级差：0.01A； 动作值的准确度：一致性不大于整定值5%，平均误差不超过5%。2.
11、6.6.2 动作时间整定值 整定范围：0 999.9s； 整定级差：0.1s； 动作时间的准确度：在1.2倍的动作电流下测得动作时间平均误差不超过1%或0.2s。2.6.7 失压保护2.6.7.1 动作电压整定值 整定范围：10V100V； 整定级差：0.01V； 动作值的准确度：一致性不大于整定值的5%，平均误差不超过5%。2.6.7.2 动作时间整定值 整定范围：0.1 999.9s； 整定级差：0.1s； 动作时间的准确度：在0.8倍的动作电压下，测得动作时间平均误差不超过1%或0.2s。2.6.8 遥测精度 电流、电压0.2级，有功功率、无功功率0.5级。2.6.9 遥信分辨率 不大于
12、2ms。2.7 绝缘性能 2.7.1 绝缘电阻 装置所有电路与外壳之间绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100M。2.7.2 介质强度 装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2KV(有效值)，历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。当复查介质强度时，试验电压值为规定值的75%。2.8 冲击电压 装置的导电部分对外露的非导电金属部分及外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5KV的标准雷电波短时冲击检验。2.9 抗干扰能力 装置能承受GB/T14598.13规定的频率为1MHz及100KHz衰减振荡波（第一个半波电压幅值共模为2.5KV，差模为1KV）脉冲干扰试验； 装置能承
13、受GB/T14598.14规定的严酷等级为IV级的静电放电干扰试验； 装置能承受GB/T14598.9规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰试验； 装置能承受GB/T14598.10规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰试验。2.10 机械性能 工作条件：装置能承受严酷等级为级的振动响应、冲击响应检验； 运输条件：装置能承受严酷等级为级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。2.11 环境条件 环境温度 工作：10 50； 贮存：25 70 在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作； 大气压力：86106ka（相当于海拔高度2km及以下）； 相对湿度：不大于95%，无凝
14、露； 其它条件：装置周围的空气中不应含有带酸、碱、腐蚀或爆炸性的物质。3装置结构图3-1（b）安装开孔尺寸(a)外形尺寸：其中深190不含背后端子尺寸：25本装置采用插件式结构，外壳封闭；机箱采用嵌入式安装方式，箱后接线，外形及开孔（见图3-1），端子具体定义见附图3。 4装置硬件4.1 装置命名规则P M 2 01 特征代号： 功能代码 设计序号间隔层装置电力产品4.2 装置重量 装置净重5千克。4.3 硬件说明装置内部由CPU主板、继电器出口板、人机对话（MMI）板及工作电源构成。4.3.1 CPU主板 CPU主板采用40MIPS的嵌入式数字信号处理器（DSP）构成简洁高效的数据采集和处理
15、系统，独特的设计和先进的表面贴安装工艺大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力；硬件具有两级看门狗保证系统在异常时能及时复位；完善的软硬件自检还能使系统在运行时保证各种参数完好无损；用具有多重写闭锁功能的串行EPROM保存定值、系数和配置，确保这些参数不被误修改；模数转换采用14位A/D，除2个通道用于电压自检，其余14个通道用于对外部输入量的模数转换；有16路开关量输入（引到外部14个）和10路输出（包括告警、复归、启动和7个出口命令）；CPU通过RS232口与液晶MMI板通讯，并通过CAN-BUS通讯与PM204、PM205通讯管理机或关端机交换数据。CPU主板上共有12个模拟量输入变换器，用于
16、将二次交流信号（三相电压、三相保护电流、三相测量电流、一个零序电流、一个零序电压、一个线路侧电压）隔离变换为小电压信号，在DSP主板上经调整后输入到A/D ，其原理如附图1。4.3.2 出口板出口板接收CPU下发的命令并完成控制命令的输出。该出口板共有7个独立的命令输出，其中有二个配有信号继电器，完成信号灯指示和信号输出。装置故障或失电时该出口板装置故障继电器返回发出装置故障信号，详见附图2所示。4.3.3 工作电源电源采用220V交直流两用的开关电源，可输出+5V/1A、+24V/0.2A。其中+5V用于CPU系统、24V用于开入量和开出量。4.3.4 人机对话板（MMI板）使用说明本装置设
17、计为便捷的键盘操作和12864汉化液晶显示，为用户提供了友好的使用界面。用户借助该界面可以很方便地浏览测量数据、修改定值及系数、进行传动实验。此外，系统还提供了详尽的故障告警信息和追忆SOE的功能，帮助用户及时准确地处理问题。4.3.4.1 键盘功能装置键盘(如图4-1-1)，各功能键的含义如下： 键：命令菜单选择，显示光标上移或数字“加”，以下简称“上移”键； 键：命令菜单选择，显示光标下移或数字“减”，以下简称“下移”键； 键：显示光标左移，以下简称“左移”键； 键：显示光标右移，以下简称“右移”键；键：命令退出，返回上级菜单，以下简称“退出”键；键：命令菜单或数据确认，以下简称“确认”键
18、。4.3.4.2 静态工作界面 模块上电后即进入静态工作界面，在无用户操作且无故障告警情况下，界面保持23分钟后，熄灭液晶灯。再23分钟后，转入屏幕保护状态，屏保为黑屏。 静态工作界面循环显示电流、电压、软压板等信息，每屏显示23秒，切换下一屏。当控制字三中选择“角度显示”时，静态工作界面即循环显示二屏角度信息。注：具体显示测量数据、告警、故障状态等信息详见装置的测量功能和附录说明。 用户按任意键时，由该界面进入用户操作界面，用户操作界面主菜单（见图4-1-2）；系统有故障出现时，由该界面进入故障告警界面。4.3.4.3 用户操作界面用户操作界面是一个多级菜单结构，主菜单共有7个选项：测量值、
19、软压板、设置、传动、打印、报告及版本。用户可通过按“上移”键、“下移”键、“左移”键或“右移”键在其中做循环选择，黑色条块和“手形图标”指示了所选的项；选项完成后按“确认”键进入相应项的下一级内容。当界面为静态工作界面时，用户可按任意键进入用户操作界面主菜单；当界面为用户操作界面主菜单时，用户可按“退出”键或一分钟无操作返回静态工作界面。 测量值：用于测量包括电流、电压、功率和遥信状态、系统故障、告警状态、装置故障、软压板状态共8项内容的数据。可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；对于电流、电压和功率还可通过按“左移”键或“右移”键选择显示其一次值（）或二次值（）；也可按“退出”键返回主菜单
20、。注：其中系统故障、告警状态、装置故障、软压板状态、遥信状态（见图4-2-14-2-5）5个状态信号字的L1H8位对应的意义见附录1。其中测量数据中的电流、电压等分多屏显示。 软压板：用于在装置上操作软压板的投退。软压板密码必须与配置中的保持一致。密码由四位十进制数字组成，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变。输入结束后按“确认”键确认，只有密码正确方可进行软压板操作，否则需重新输入密码（见图4-3-1）或按“退出”键返回主菜单。密码验证通过后进入软压板操作界面（图4-3-2），黑色条块标注了选择的实验项目，表
21、示软压板在退出状态，表示软压板在投入状态，实验项目可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；按“确认”键对所选项进行投退。投退成功在相应位置显示“OK”，同时压板状态翻转，失败则显示“ER”（见图4-3-3）。实验完毕按“退出”键返回主菜单。软压板具体内容及顺序详见附录。 设置：用于阅读和修改时间、定值、系数、配置、电度等数据。只有设置密码输入正确，才能进行设置项中的写操作，否则只能读取数据，设置密码分两级权限密码。一级权限设置密码为9958，能够修改设置中全部项内容；二级权限密码只能够修改时间和定值，二级权限密码为配置中的设置密码。设置菜单（见图4-4-1）共有6个选项，可通过按“上移”键或“
22、下移”键在其中做循环选择，黑色条块指示了所选的项；选好项后按“确认”键进入相应项的下级工作内容；按“退出”键返回主菜单。1) 读内存：在设置菜单中选择第一项“内存”进入界面（见图4-4-2）。用户可输入读取内存段的起始地址和数据长度（一个字含两个字节），输入方法如下：用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变。输入结束后按“确认”键确认。内存地址和字数输入确认后进入界面（见图4-4-3）这是从8888H开始20个字长度的内存，ADDR表示黑块所标数据的地址，按“上移”键或“下移”键黑块顺次移动，其地址也相应改变，按“
23、退出”键返回上级菜单。 2) 读写时间：在设置菜单中选择第二项“时间”进入界面（见图4-4-4）。黑块指示了要编辑的项，按“上移”键或“下移”键黑块顺次循环移动，按“确认”键后进入相应项的编辑状态：黑块消失，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键在本项数据的所有位间循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变，输入结束后按“确认”键确认并退出编辑状态（输入数据不合法则拒绝退出，如平年2月超过28日或分钟超过60等），此时黑条块出现可继续选项修改，修改结束可按“退出”键退出（如在数据编辑状态按“退出”键则相应项的修改作废）。如数据无改变则返回设置菜单，否则进入界
24、面（见图4-4-6），按“退出”键作废修改直接退出；按“确认”键确认修改，修改成功显示“OK”，失败则显示“ER”，再按“退出”键返回设置菜单。 3) 读写定值：在设置菜单中选择第三项“定值”进入界面（见图4-4-7）。该界面提供了两项操作功能：修改当前定值组号和修改某组定值，用户可通过按“上移”键或“下移”键选择。修改当前组号在当前状态即能完成，读定值需先输入组号。定值一般有多项，需要先选择后修改，方法与修改时间类同。 4) 读写系数：在设置菜单中选择第四项“系数”进入操作界面。修改方法与修改时间类同。5) 读写配置：在设置菜单中选择第五项“配置”进入操作界面。修改方法与修改时间类同。注：定
25、值、系数、配置的具体内容见装置的附录说明。6) 读写电度：在设置菜单中选择第六项“电度”进入界面（见图4-4-8）。修改方法与修改时间类同（无电度脉冲采集功能此项无效）。注：表底1显示电度表的4位整数部分；表底2显示电度表的2位小数部分；倍率显示电度表的倍率，其计算方式：（电度表转数/kwh）（脉冲数/转）。采集脉冲电度时，通用控制字的14位、15位置“0”。详见附录5中通用控制字的意义。 传动：用于检验装置出口是否正常。传动密码必须与配置中的一致才能进行传动实验。密码由四位十进制数字组成，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键
26、或“下移”键改变。输入结束后按“确认”键确认，只有密码正确才能进行实验，否则需重新输入密码或按“退出”键返回主菜单。密码验证通过后进入传动实验界面（见图4-5-1），黑色条块标注了选择的实验项目，实验项目可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；对所选项按“确认”键。实验成功在相应位置显示“OK”，失败则显示“ER”（见图4-5-2）。实验完毕按“退出”键返回主菜单。 打印：在主菜单中选第5项进入打印操作界面（见图4-6-1）。打印操作并非装置本身打印，而是网络打印盒的定值、事故、录波打印。选择任一项后，进入具体操作页面（如定值打印）。先选组号（见图4-6-2），选好后，在定值打印项上按“确认”
27、键，如命令执行后显示“ok”。其他二项同上。 报告：在主菜单中选择第6项，就可看见事件、告警、事故报告（见图4-7-1）。选择一项进入报告内容，事件可以记录64条，告警、事故各记录32条内容。若选事件报告，当无事件报告时显示“无事件”（见图4-7-2）；当有事件报告时则显示具体事件条号、事件动作的时间和类型（见图4-7-3）。告警、事故报告同上，特别：当有事故动作时，还显示其相关量数值。用“左移”键或“右移”键切换保护数据和报告内容，用“上移”键或“下移”键循环翻阅报告条目。 版本：在主菜单中选择第7项，就可看见本装置的类型和软件的版本（见图4-8-1）。4.3.4.4 故障告警状态当系统发生
28、了故障，系统进入故障告警状态，用类似界面（见图4-9-1）的方式向用户报警。用户收到告警，可按“退出”键返回操作界面对系统做相应处理，2分钟后如故障仍未排除则重新进入故障告警界面，报警状态或处理故障期间，如有更严重的故障或更重要的动作，则用新告警信息进入故障告警状态。故障复归：在非静态工作界面下，按任意键时间长达4秒钟（运行灯闪8次）再弹起，可使系统故障复归，可瞬间显示界面（见图4-9-2）。 4.3.4.5 屏幕保护状态为延长液晶显示器的使用寿命，当无键盘操作且无故障告警超过3分钟时，背景光显示关闭，进入屏幕保护状态；当有键盘操作或新的故障告警时，系统立即退出保护状态开始正常显示工作。5保护
29、原理5.1保护启动 保护启动采用突变量和有效值两种启动方式。5.2低压闭锁方向过流保护功能 低压闭锁方向过流保护有三段三时限，每段的低压和方向闭锁可分别投退，过流二段、过流三段逻辑框图与过流一段类似。过流一段保护逻辑框图如下：注：注1为过流一段低压闭锁控制字；注2为过流一段方向闭锁控制字。 方向元件PM201的方向元件采用90接线方式，阻抗角可选为60或45，A相、B相、C相的方向元件动作方程分别为： 其中为阻抗角， 为 、 、 ， 为 、 、 。 方向元件的电压记忆功能： 当三个线电压中的最小线电压低于0.5V时，采用故障前的电压作为方向元件的 。记忆时间不小于0.2s。 PT断线对方向元件和低压闭锁功能的影响PT断线可能使方向元件和低压闭锁元件不正确动作，PM201给出两种选择，当CTL1-7=1时，PT断线退出方向及低压闭锁功能；当CTL1-7=0时，PT断线退出受方向及低电压闭锁的保护。5.3零序过流保护功能 零序过流保护有二段二时限，每段的跳闸或告警可分别选择，零序过流一段逻辑框图如下：图中3I0为零序电流，T为零序过流一段时间定值。5.4PT断线监视及母线绝缘监察功能 PT断线监视的逻辑框图如下： 其中U2为负序电压，Umax为三个线电压中最大的线电压，Imaxp为三相中最大的保护电流。 母线
