RDCU4241D电容器保护测控装置技术说明书V30资料.docx
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RDCU4241D电容器保护测控装置技术说明书V30资料
目录
1概述3
1.1特点3
1.2主要功能3
1.3通信功能3
2技术数据4
2.1额定数据4
2.2测量范围4
2.3保护动作值准确度4
2.4测量准确度5
2.5绝缘性能5
2.6过载能力及功耗5
2.7电磁兼容性能5
2.8产品使用环境及大气条件6
2.9触点性能6
2.10周围环境要求6
2.11重量6
3装置硬件7
3.1机箱结构7
3.2装置背后图7
4保护原理8
4.1两段式过流保护8
4.2两段零序过流保护8
4.3过电压保护9
4.4低电压保护9
4.5不平衡电流保护9
4.6三相不平衡电压保护10
4.7PT断线告警10
4.8控制回路断线告警10
4.9遥信采集10
4.10遥控功能10
4.11遥测功能10
4.12计算电度11
4.13TWJ异常告警11
5装置整定11
5.1设备参数整定11
5.2装置定值整定12
5.3控制字整定13
5.4软压板整定13
6订货须知14
附录A装置信息15
A.1装置保护动作信息15
A.2装置保护告警信息15
A.3装置自检信息15
A.4装置开关变位信息15
1概述
电容器保护测控装置(以下简称装置)主要用于110kV及以下电压等级的变电站中单星形、双星形及三角形接线的并补电容器组,作为电容器组内部以及引出线故障的保护。
可组屏安装,也可就地安装到开关柜。
1.1特点
a)高性能的通用硬件平台
采用32位微处理器,高精度A/D,FlashMemory,大容量ROM,大容量RAM。
具有完善的自诊断功能,无可调节器件,现场免维护。
b)模块化软件设计
采用RTOS实时操作系统,C语言编程,功能稳定可靠,升级维护更方便。
模块化程序设计使保护功能配置灵活,可满足不同用户的个性化需求。
c)友好的人机界面
大屏幕液晶显示屏,中文视窗界面,保护信息、操作信息一目了然,操作简单方便。
面板LED指示灯,清晰表明装置正常、异常及动作时的各种状态。
d)谐波监测
可实现电压、电流高次谐波监测。
e)动作过程准确记录
可记录SOE等类型事件每种保存最新512条,跳闸记录报告保存最新64个,且存储的信息在掉电后不会丢失。
便于事后事故分析,杜绝原因不明的跳闸。
跳闸记录报告采用国际标准COMTRADE格式存储,便于与其它分析机接口。
f)完善的装置结构
装置机箱采用整体面板、背插式全封闭结构,嵌入式安装方式,防护等级达到IP61,可安装于条件恶劣的工作环境。
g)超强电磁兼容能力
达到IEC60255-22标准中的EMC八项及IEC61000-4标准中的EMC五项抗干扰水平。
现场安装时交流输入回路不需要增加抗干扰措施。
h)强大通信功能
多个通讯接口,两个以太网接口和一个RS485接口,任一接口支持IEC60870-5-103或MODBUS等通信规约。
i)支持IRIG-B码和秒脉冲等多种对时方式。
j)操作回路不受跳合闸电流限制。
k)适用温度范围宽:
-25C~+55C。
1.2主要功能
装置的主要功能见表1。
1.3通信功能
可直接与当地监控通信。
装置具有两个通信口,每个通信接口可选用RS485、以太网(订货时指明)。
通信规约可采用IEC60870-5-103、MODBUS等。
表1装置的主要功能
序号
功能
装置型号
1
二段式过流保护
√
2
二段式零序过流保护
√
3
过电压保护
√
4
欠电压保护
√
5
三相不平衡电压保护
√
6
不平衡电流保护
√
7
非电量保护
√
2技术数据
2.1额定数据
表2额定数据
序号
名称
数据
备注
1
额定电流(In)
5A或1A
2
额定电压(Un)
100V,57.7V
3
额定频率
50Hz
4
工作电源电压
DC/AC:
220V或110V
5
开入量回路电压
DC/AC:
220V或110V
2.2测量范围
表3测量范围
序号
名称
数据
1
保护电流测量范围
(0~20)In
2
测量电流范围
(0.1~1.2)In
3
电压测量范围
(0.1~1.2)Un
4
零序电压
(0~200V
5
频率测量范围
42Hz~52Hz
2.3保护动作值准确度
表4保护动作值准确度
序号
名称
数据
备注
1
保护动作值精度
相对误差不大于2.5%,或
电流绝对误差不大于0.01In
电压绝对误差不大于0.002Un
2
保护动作延时误差
定时限:
不大于2%或40ms
反时限:
不大于5%或40ms
零时段延时不大于50ms
整定值小于0.05s
2.4测量准确度
表5测量准确度
序号
名称
数据
备注
1
测量电流、电压精度
≤±0.2%
2
有功功率、无功功率精度
≤±0.5%
3
功率因数精度
≤±0.5%
4
频率精度
≤±0.02Hz
5
SOE分辨率
<2ms
2.5绝缘性能
表6绝缘性能
序号
名称
数据
1
绝缘性能
绝缘电阻
不小于100MΩ
介质强度
2kV/1min(AC)
2.6过载能力及功耗
表7过载能力及功耗
序号
名称
数据
1
过载能力
保护交流电流
2In:
连续工作,10In:
10s,50In:
1s
测量交流电流
1.2In:
连续工作,20In:
1s
交流电压
1.5Un:
连续工作,2Un:
10s
2
功耗
电源
<20W
交流电流
1VA/相(In=5A),<0.5VA/相(In=1A)
交流电压
<0.5VA/相
开入回路
<0.3VA/路
2.7电磁兼容性能
表8电磁兼容性能
序号
类别
电磁兼容项目
相应标准
等级
1
发设
试验
辐射发射限值检验
GB/T14598.16
2
传导发射限值检验
GB/T14598.16
3
抗
扰
度
试
验
射频电磁场辐射抗扰度检验
GB/T14598.9
4
静电放电抗扰度检验
GB/T14598.14
3
5
射频场感应传导骚扰抗扰度检验
GB/T14598.17
6
电快速瞬变脉冲群抗扰度检验
GB/T14598.10
A
7
脉冲群抗扰度检验
GB/T14598.13
8
浪涌抗扰度检验
GB/T14598.18
3
9
工频抗扰度检验
GB/T14598.19
A
10
工频磁场抗扰度检验
GB/T17626.8
4
11
脉冲磁场抗扰度检验
GB/T17626.9
4
12
阻尼振荡磁场抗扰度检验
GB/T17626.10
4
13
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
GB/T14598.11
2.8产品使用环境及大气条件
表9环境及大气条件
序号
名称
数据
备注
1
环境温度
工作
-25℃~55℃
贮存、运输
-40C~+70C
2
相对湿度
工作
5%~95%
试验
45%~75%
仲裁
60%~70%
3
大气压力
工作
70kPa~106kPa
试验
86kPa~106kPa
2.9触点性能
表10触点容量
序号
名称
数据
备注
1
触点断开容量
交流:
5A,250VAC;直流:
5A,30VDC
2
触点长期允许闭合电流
5A
2.10周围环境要求
a)场地应符合GB9361中B类安全要求;
b)使用地点不出现超过GB/T11287规定的严酷等级为1级的振动;未发生过GB/T17742规定的烈度为Ⅶ度的地震;
c)使用地点应无爆炸危险的物质,周围介质中不应含有腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌,有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施;
d)不允许有超过规定的电磁场存在;
e)接地电阻应符合GB/T2887中4.4的规定。
2.11重量
装置重量约为:
2.5kg;
3装置硬件
本装置在总体设计、各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求,并在程序执行、信号指示、通信等方面给与了详尽考虑。
3.1机箱结构
机箱高度为5U,宽度为19/3英寸。
机箱外形尺寸及开孔尺寸见图1。
装置采用整面板形式,面板上包括汉字液晶显示、信号指示灯、操作按键等。
a)机箱外形尺寸图b)开孔尺寸图
图1机箱外形尺寸及开孔尺寸图
3.2装置背后图
装置背后接线端子见图2。
图2电容器背后端子图
4保护原理
4.1两段式过流保护
本装置设两段定时限过流保护,各段电流及时间定值可独立整定,分别通过功能控制字设置这两段保护的投退。
图3两段式过流保护逻辑图
图中:
GL1、GL2分别表示两段过流的控制字;t1、t2分别表示两段过流的延时;
4.2两段零序过流保护
本装置设两段零序过流保护,各段电流及时间定值可独立整定,分别通过功能控制字设置这两段保护的投退。
零序电流可以通过控制字选择取独立的零序电流,或者取由三相电流计算得到的自产零序电流。
图4两段零序过流保护逻辑图
图中:
LX1、LX2分别表示两段零序过流的控制字;t1、t2分别表示两段零序过流的延时;
4.3过电压保护
为防止系统过电压造成电容器损坏,设置过电压保护。
为避免使用相电压在单相接地时引起过电压保护误动,过电压保护采用线电压来判断,线电压由软件计算得出。
过电压保护取母线电压,为防止电容器未投时保护误发信号,过电压保护中加有断路器合位判据。
可以通过功能控制字设置过电压保护的投退。
图5过电压保护逻辑图
图中:
GY表示过电压保护的控制字、tgy表示过电压保护的延时。
4.4低电压保护
为防止系统故障后线路断开,引起电容器失去电源,而线路重合又使母线带电,使电容器承受合闸过电压而损坏,设置低电压保护。
低电压保护采用线电压来判断,线电压由软件计算得出。
低电压保护取母线电压,为防止电容器未投时保护误发信号,低电压保护中加有断路器合位判据。
为防止PT断线造成欠电压保护误动,设置电流闭锁条件。
图6欠电压保护逻辑图
图中:
QY表示欠电压保护的软压板,QY1表示欠电压保护的硬压板,GN_KZ表示欠电压保护的功能控制字,tqy表示欠电压保护的延时。
4.5不平衡电流保护
不平衡电流保护主要反应电容器组的内部击穿。
图7不平衡电流保护逻辑图
图中:
IBPH表示不平衡电流保护的控制字;tibph表示不平衡电流保护的延时。
4.6三相不平衡电压保护
三相不平衡电压保护主要反应电容器组中电容器的内部短路击穿。
图8三相不平衡电压保护逻辑图
图中:
DU表示三相不平衡电压保护的控制字、tdu表示三相不平衡电压保护的延时。
4.7PT断线告警
本装置PT断线判据采用下面两个条件,当任一条件满足时,经9秒延时发PT断线告警信号。
a)三个相间电压均小于8V,且某相电流大于0.2In;
b)负序线电压大于8V。
负序线电压由装置内部依据
=(
+
+
)/3计算得到。
图9PT断线逻辑图
4.8控制回路断线告警
当装置采集到断路器的合位、跳位两个状态相同时,经3秒延时发控制回路告警。
4.9遥信采集
本装置具有20个外部开入量输入,2个内部开入,采集断路器的合闸位置与跳闸位置。
均为高电平有效。
对于每个开入采集时的去抖时间,均在测控参数整定中设定。
4.10遥控功能
远方可通过通信方式发出1组断路器遥控合闸、跳闸操作,3组备用遥控合闸、跳闸操作。
进行远方操作时,需将测控远方操作硬压板置为高电平,才能由远方控制操作。
4.11遥测功能
本装置正常情况下实时测量接入装置的三相电流(Ia,Ib,Ic),三相电压(Ua,Ub,Uc)、Uab,有功功率(P)、无功功率(Q)、功率因数(COSΦ)和频率(F)、自产零序电压3U0z。
遥测分两表法与三表法。
4.11.1二表法测量
输入电压为Ua、Ub、Uc,但所采用的计算量为Uab和Ucb,输入电流为Ia、Ic,计算公式如下:
4.11.2三表法测量
输入电压为Ua,Ub,Uc,输入电流为Ia,Ib,Ic,计算公式如下:
4.12计算电度
电度的计算是对计算出的有功功率P和无功功率Q定时累加积分求得,可积分求得有功电度和无功电度,积分电度计数器为32位,每个计数值是0.01度,最大电度数范围是42949672.96度,计算精度0.5级。
远方可对其读取、设定、冻结操作。
4.13TWJ异常告警
当装置检测到断路器处于跳位,而输入装置的三相保护电流中任意一相有流(Imax大于0.05In),则延时10秒发TWJ异常告警。
5装置整定
本装置整定共包含下述4种,均可通过远方修改。
a)设备参数整定:
设备参数根据实际情况具体整定;
b)装置定值整定:
实际各定值的具体值;
c)软压板整定:
用于各保护的投退;
d)控制字整定:
用于各保护中相关条件的选择。
5.1设备参数整定
5.1.1设备参数整定
表11设备参数整定
序号
名称
整定范围
单位
型号
缺省值
31E
1
定值区号
1~XX
/
√
0000
2
被保护设备
不超过8个字符
/
√
电容器
3
PT一次值
1~75
kV
√
1
4
不平衡保护PT一次值
1~75
kV
√
1
5
不平衡保护PT二次值
33.3~100
V
√
100
6
保护CT一次值
1~9999
A
√
5A
7
保护CT二次值
1或5
A
√
5A
8
不平衡保护CT一次值
1~9999
A
√
5A
9
不平衡保护CT二次值
1或5
A
√
5A
10
零序CT一次值
1~9999
A
√
5A
11
零序CT二次值
1或5
A
√
5A
注:
PT二次额定线电压为100V
5.1.2设备参数表说明
“口”内显示“√”含义为相应项被选中;
a)定值区号:
可输入1至8;
b)工程名称:
可输入保护的设备编号;
c)保护CT额定一、二次值:
本项参数需要用户根据保护CT的实际情况整定,二次值为装置的额定电流参数In;
d)PT额定一、二次值:
本项参数需要用户根据母线PT的实际情况整定;
e)不平衡CT额定一、二次值:
本项参数需要用户根据不平衡(差流)CT的实际情况整定;
f)不平衡PT额定一、二次值:
本项参数需要用户根据不平衡(差压)PT的实际情况整定;
h)零序CT额定一、二次值:
本项参数需要用户根据零序CT的实际情况整定;
注:
当某些参数实际不存在时,选缺省值。
5.2装置定值整定
a)各整定定值是在相应保护的软压板、控制字投入的条件下有效。
b)由于微机保护没有过去常规保护中一百毫秒的继电器动作延时,所以保护延时整定成0秒时可能躲不过合闸时的冲击电流,对于零序保护还存在断路器三相不同期合闸产生的零序电流的冲击。
最小延时一般需整定几十到一百毫秒。
电容器保护测控装置定值见表12。
表12装置定值
序
号
名称
定值整定范围
(In为1A或5A)
单位
整定步长
型号
31E
1
过流Ⅰ段定值
(0.05~20)In
A
0.01A
√
2
过流Ⅰ段延时
0~10
s
0.01s
√
3
过流Ⅱ段定值
(0.05~20)In
A
0.01A
√
4
过流Ⅱ段延时
0.1~10
s
0.01s
√
5
零序过流I段定值
0.05~20
A
0.01A
√
6
零序过流I段延时
0~10
s
0.01s
√
7
零序过流II段定值
0.05~20
A
0.01A
√
8
零序过流II段延时
0.1~10
s
0.01s
√
9
过电压定值
10~130
V
0.01V
√
10
过电压延时
0.1~10
s
0.01s
√
11
低电压定值
10~100
V
0.01V
√
12
低电压延时
0.1~20
s
0.01s
√
13
低电压有流闭锁定值
(0.05~20)In
A
0.01A
√
14
不平衡电压定值
0.5~100
V
0.01V
√
15
不平衡电压延时
0~10
s
0.01s
√
16
不平衡电流定值
0.05~20
A
0.01A
√
17
不平衡电流延时
0~10
s
0.01s
√
5.3控制字整定
控制字整定“口”内显示“√”含义为相应功能投入且每个控制字只能选择其中的一个。
表13置控制字
序号
名称
功能选择
型号
31E
1
过流I段
口退出口投入
√
2
过流II段
口退出口投入
√
3
零序过流采自产零序电流
口退出口投入
√
4
零序过流I段
口退出口投入
√
5
零序过流II段
口退出口投入
√
6
过电压保护
口退出口投入
√
7
低电压保护
口退出口投入
√
8
不平衡电压保护
口退出口投入
√
9
不平衡电流保护
口退出口投入
√
10
零序过流告警
口退出口投入
√
11
PT断线自检
口退出口投入
√
5.4软压板整定
软压板整定“口”内显示“√”含义为相应功能投入。
表14装置软压板
序号
名称
整定
型号
31E
1
低电压保护软压板
口退出口投入
√
2
非电量1软压板
口退出口投入
√
3
非电量2软压板
口告警口跳闸
√
4
远方投退压板软压板
口退出口投入
√
5
远方切换定值区软压板
口退出口投入
√
6
远方修改定值软压板
口退出口投入
√
6订货须知
6.1订货时应指明
a)产品型号、名称及数量;
b)工作电源;
c)额定电流;
d)操作电源;
e)通信方式;
f)配套性产品,配套产品代号、名称、数量等;
g)订货单位及到货地点。
6.2型号参数说明
例如:
XXX–XXXE/252RE
表示产品型号:
XX–XXX;
产品名称:
电容器保护测控装置;
工作电源:
220V;
额定电流:
5A;
操作电源:
直流220V;
通信方式:
RS485和以太网通信。
附录A装置信息
A.1装置保护动作信息
表A.1装置保护动作信息
序号
名称
序号
名称
1
保护启动
2
过流I段动作
3
过流II段动作
4
零序过流I段动作
5
零序过流II段动作
6
过电压保护动作
7
欠电压保护动作
8
不平衡电压保护动作
9
不平衡电流保护动作
10
非电量1保护动作
11
非电量2保护动作
12
A.2装置保护告警信息
表A.2装置运行告警信息
序号
名称
序号
名称
1
弹簧未储能告警
2
PT断线告警
3
零序过流告警
4
非电量2告警
5
控制回路断线告警
6
TWJ异常告警
A.3装置自检信息
表A.3装置自检信息
序号
名称
序号
名称
1
EEPROM自检故障
2
保护定值出错
3
保护控制字出错
4
保护压板出错交流量通道故障
5
定值区号出错
6
设备参数出错
7
通信参数出错
8
A/D自检故障
9
内部RAM自检故障
10
外部RAM故障
11
FLASH故障
12
交流通道故障
13
硬时钟异常
14
内部ROM故障
A.4装置开关变位信息
表A.4装置开关变位信息
序号
名称
序号
名称
1
信号复归开入
2
检修状态硬压板开入
3
保护远方操作硬压板开入
4
测控远方操作硬压板开入
5
非电量开入1开入
6
非电量开入2开入
7
低压保护硬压板开入
8
解除闭锁开入
9
弹簧未储能开入
10
备用遥信开入10开入
11
备用遥信开入11开入
12
备用遥信开入12开入
13
备用遥信开入13开入
14
备用遥信开入14开入
15
备用遥信开入15开入
16
备用遥信开入16开入
17
备用遥信开入17开入
18
备用遥信开入18开入
19
备用遥信开入19开入
20
备用遥信开入20开入
A.5装置操作告警信息
表A.5装置操作告警信息
序号
名称
序号
名称
1
复归信号
2
修改控制字
3
修改软压板
4
修改参数
5
修改定值
6
修改定值区号
7
修改装置配置
8
修改测控参数
9
远方操作合闸
10
远方操作跳闸
11
远方操作同期合闸
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