1、PWMDSB31B配电变保护说明书 DSB-31B 使用说明书 注：本资料版权为北京天能继保电力科技有限公司所有，受版权法的保护，使用仅限于北京天能继保电力科技有限公司的用户，未经本公司书面许可，不得以任何形式和方式提供给第三者，同时本公司保留对资料的修改和解释权。 2007年1月 1 装置简介DSB-31B数字配电变保护测控装置是由北京天能继保电力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。DSB-31B数字配电变保护测控装置适用于10kV及以下所用变和不要求装设差动保护的电抗器综合保护。装置主要特点： 先进的设计理念保证了装置的优
2、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： 三相三段五时限过电流保护：过流一段和二段各一时限，过流三段三时限； 负序电流速断、负序反时限保护； 过负荷保护：过负荷出口跳闸或告警可选择； 高压侧零流两段五时限保护：出口跳闸或告警可选择； 低压侧零流两段两时限及零流反时限保护； 小电流接地选线功能； 过电压保护； 低电压保护； 本体保护功能； 监控功能：遥测、遥信、脉冲电度采集的功能；可实现A相测量电流对应420mA直流输出； GPS时钟同步输入； 具有操作回路、故障录波
3、、信号、PT断线检测和母线绝缘监察功能； 面板上具有汉字液晶显示和简易的键盘，方便实现测量跟踪，在线修改定值或投退某些保护功能，面板上还具有运行、告警、跳位、合位、保护动作指示灯； 装置通过现场总线与DSM（数字变电站管理系统）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0 s； 施加40In持续s后无绝缘损坏。2.4 功率消耗
4、 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、二段、三段、负序电流速断、低压零序电流保护2.6.1.1动作电流整定值 整定范围：0.2In10In（过流一段整定范围0.2 In20In）； 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. 09.99s； 整定级差：0.01s； 动作时间的准确度：在1.2倍的动作
5、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（低压零序电流保护为40 ms）。2.6.2 高压零序电流保护及小电流接地选线2.6.2.1 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、二段电流整定范围：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，平均误差不超过5%或0.02A。2.6.2.2 动作时间整定值 整定范围：09.99S； 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。2.6.3 低零流反时限和负序
6、电流反时限保护2.6.3.1 动作电流整定值 整定范围：0.1In4In； 整定级差：0.01A。 2.6.3.2 动作时间整定值 反时限时间常数整定范围：0.0540.0s； 整定级差：0.01s； 动作时间的准确度：实测动作时间与计算时间平均误差不超过5%或50ms。2.6.4 过压和低电压保护2.6.4.1 整定值 整定范围：10V140V，级差0.1V； 电流闭锁整定范围： 0.2In2In，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%。 2.6.4.2 动作时间整定值 整定范围：0.1999.9s； 整定级差：0.1 s； 动作时间的准确度：在1.2
7、倍（低压为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。2.6.5 过负荷保护2.6.5.1 动作电流整定值 整定范围：0.2In2In； 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%。 2.6.5.2 动作时间整定值 整定范围：0.1999.9s； 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。2.6.6 本体保护 设有四路本体保护，跳闸或告警可选； 延时整定范围：0.0999.9s，级差为0.1 s，误差不超过1%或0.2 s。2.6.7 遥测精度 电流和电压0.2级，
8、有功功率和无功功率0.5级。2.6.8 遥信分辨率 不大于2 ms。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
9、幅值共模为2.5KV，差模为1KV）脉冲干扰试验； 装置能承受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：1050； 贮存：2570 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
10、于海拔高度2km及以下）； 相对湿度：不大于95%，无凝露； 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。（b）安装开孔尺寸图3-1(a)外形尺寸：其中深190不含背后端子尺寸4 装置硬件4.1 装置命名规则 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系统，独特的设
11、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E2PROM保存定值、系数和配置，确保这些参数不被误修改；模数转换采用转换精度为14位，转换时间约5s，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与DSM数字变电站管理系统交换数据。CPU主板上共有11个模拟量输入变换器，用于将二次交
12、流信号(三相电压、三相保护电流、两相测量电流、一个零序电压、一个高零序电流、一个低零序电流)隔离变换为小电压信号，在CPU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）使用说明本装置设计为
13、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。4.
14、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”，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，其主菜单共有7个选项：测量值、软压
15、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。用户可通过按“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
16、。注：其中系统故障、告警状态、装置故障、软压板状态和遥信状态（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
17、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）。实验完成按“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“
18、下移”键在其中做循环选择，黑色条块标示了所选的项；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“
19、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）。如数据无改变则回到设置菜单，否则进入界
20、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
21、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，其计算方式是：(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”键或
22、“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（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：在主菜单中选第五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CAN网打印盒的定值、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”
23、键，如命令执行后显示“ok”。其它二项同上。 报告：在主菜单中选择第六项，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：在主菜单中选择第七项，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
24、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
25、护原理5.1 过流保护过流保护为三段五时限，过流一段和二段各一时限，过流三段三时限，逻辑框图如下： 注1：控制字指过流三段某一时限的控制字，过流一段和二段无控制字。5.2 高零流保护 高零流保护为二段五时限，高零流一段一时限，高零流二段四时限，逻辑框图如下：注1：控制字指高零流某一时限的控制字，本保护高零流一段动作可选择跳闸或告警。5.3 低零流保护低零流保护为三段三时限，其中第一、二段均为定时限，第三段为反时限，逻辑框图如下：上图中的T对于第三段反时限计算公式为T= 13.5t/（I0L/I0LS-1），I0L为低压侧零序电流，I0LS为低压侧零序电流反时限定值，t 为低零流反时限延时时间常
26、数。5.4 负序电流保护负序电流保护分为定时限负序电流保护和反时限负序电流保护，逻辑框图如下：上图中的T对于反时限计算公式为T= 13.5t/（I2/I2S-1），I2为负序电流（负序电流由A相保护电流和C相保护电流计算得出），I2S 为负序电流反时限定值，t 为负序反时限延时时间常数。5.5 过负荷功能过负荷跳闸或告警可选，其逻辑框图如下：图中T为过负荷延时定值，当CTL2-1=1过负荷动作跳闸，当CTL2-1=0过负荷动作告警。5.6 过压保护过压保护为一段一时限，其逻辑框图如下：图中T为过压保护延时定值，CTL2-4=1投入电流闭锁功能，当CTL2-2=1过压保护动作跳闸，当CTL2-2
27、=0过压保护动作告警。5.7 低压保护低压保护为一段一时限，其逻辑框图如下：图中T为低压保护延时定值，CTL2-4=1投入电流闭锁功能，当CTL2-3=1低压保护动作跳闸，当CTL2-3=0低压保护动作告警。5.8 本体保护本体保护主要用于变压器轻、重瓦斯或温度保护，作为常开接点输入到本装置的遥信位，外部接点闭合时就启动相应的本体保护。本装置提供四个常开接点的本体输入，相应位动作可以选择告警或跳闸。本体保护逻辑框图如下：上图中T为本体保护延时定值，本体1，本体2，本体3，本体4保护功能基本同上，只是相应的控制字和遥信位不同，详见附录。5.9 PT断线监视及母线绝缘监察功能 PT断线监视的逻辑框
28、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为三相中最大的电流。 母线绝缘监察功能零序电压取PT开口三角电压，其逻辑框图如下：U0为母线绝缘监察定值，T为母线绝缘监察延时定值。5.10 小电流接地选线功能小电流接地选线采用零序功率方向原理，可选五次谐波电压、电流或基波电压、电流计算，故障相的电容电流落后于U0 90，而非故障相电容电流超前U0 90，以此决定零序功率方向的接地选线原理，可准确的选出接地线路。 小电流接地选线的逻辑框图如下： 注：T：为母线绝缘监察延时定值；3 I 0：当选用基波判接地时为基波零序电流，当选用5次谐波判接地时为5次谐波零序电流；3 U
29、0：为PT开口三角基波电压，U0母线绝缘监察电压定值。 方向动作范围如下： 当选用基波判接地时上图为基波零序方向动作范围，当选用5次谐波判接地时为5次谐波零序方向动作范围。5.11 控制回路断线控制回路断线逻辑框图如下：YX15、YX16为本操作回路断路器的跳位和合位，T为控制回路断线的延时时间，通过配置菜单里的控母断线T整定。5.12 遥测功能装置有取自测量CT的电流Iac、Ibc、Icc；取自PT的电压Ua、Ub、Uc；同时还采集保护电流Ia、Ib、Ic、高零流I0h、低零流I0l每周波采样32点，运用付氏算法计算各电压（电流）有效值、有功功率、无功功率及功率因数、合成零序电压3U0，并将
30、这些数据通过CAN总线送至DSM数字变电站管理系统，遥测全数据包括21 项内容：Iac、Ibc、Icc、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、cos、F、Ia、Ib、Ic、I0h、I0l、I2、3U0、U2；其中频率采样取自电压Ua ，I2为负序电流。二次值转换方法： Ia、Ib、Ic、I0l、I2的计算公式为Y170/8192（A）；Iac、Ibc、Icc、I0h的计算公式为Y8.5/8192（A）；Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、3U0、U2的计算公式为Y170/8192（V）；P、Q的计算公式为Y1708.5/8192W（VAR）；cos的计算公式为Y/8192；F的计算公式为50+Y2/8192Hz。Y为全数据中发送的二进制数，代表P、Q、F、cos的Y为有符号数。5.13 遥信采集 装置有16个开关量输入，定义见附录端子排图，均为1有效；YX15、YX16为操作回路中断路器的跳位、合位信号，在装置内部经背板引入CPU插件； 对于每个YX在配置中可
