NSR-3620电容器保护测控装置技术和使用说明书.pdf
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NSRNSR-36203620电容器电容器保护保护测控测控装置装置技术和使用说明书技术和使用说明书NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书ii版权声明Copyright2014国电南瑞科技股份有限公司我们对本说明书及其中的内容具有全部的知识产权。
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说明书版本说明书发布日期内容概述适用软件版本V1.00-R2014-8-25初始V1.00及以上NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书iii安全信息使用产品前使用产品前,请仔细阅读本章节请仔细阅读本章节本章叙述了使用产品前的安全预防建议。
在安装和使用时,本章内容必须全部阅读且充分理解。
忽略说明书中相关警示说明,因不当操作造成的任何损害,我公司不承担相应责任。
警示警示标记定义标记定义本手册中将会用到以下警示标记和标准定义:
危险危险!
意味着如果安全预防措施被忽视,则会导致人员死亡、严重的人身伤害,或严重的设备损坏。
警告警告!
意味着如果安全预防措施被忽视,则可能导致人员死亡、严重的人身伤害,或严重的设备损坏。
警示警示!
意味着如果安全预防措施被忽视,则可能导致轻微的人身或设备损坏。
本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。
操作指导及警告操作指导及警告危险危险!
在一次系统带电运行时,绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。
该回路开路会产生极端危险的高压。
警告警告!
为增强或修改现有功能,装置的软硬件均可能升级,请确认此版本的使用手册和您手中的产品兼容。
NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书iv警告警告!
电气设备在运行时,某些部件可能带有危险的高电压。
不正确的操作可能导致严重的人身伤害或设备损坏。
只有合格的工作人员才允许对装置进行操作或在装置附近工作。
工作人员需熟知本手册中所提到的注意事项和工作流程,以及安全规定。
特别注意,一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。
如果不遵守可能导致严重的人身伤亡或设备损坏。
警告警告!
裸露裸露端子端子在装置带电运行时不要触碰裸露的端子等,因为可能会产生危险的高电压。
残余电压残余电压在装置电源关闭后,直流回路中仍然可能存在危险的电压。
这些电压需在数秒钟后才会消失。
接地接地装置的接地端子必须可靠接地。
运行环境运行环境该装置只允许运行在技术参数所规定的环境条件下,而且运行环境不能存在异常震动。
额定值额定值在接入交流电压电流回路或直流电源回路时,请确认他们符合装置的额定参数。
印刷电路板印刷电路板在装置带电时,不允许插入或拔出印刷电路板,这样可能导致装置不正确动作。
外部回路外部回路当把装置的输出接点连接到外部回路时,须仔细核对所用的外部电源电压应符合装置技术要求,以保证装置的正常可靠工作。
连接电缆连接电缆仔细处理连接电缆避免施加过大的外力。
NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书v本书中所用图例以下图例用于本书的图表中:
动合触点(常开接点)动合触点,延时闭合、瞬时断开动合触点,瞬时闭合、延时断开动断触点(常闭接点)动断触点,瞬时断开、延时闭合动断触点,延时断开、瞬时闭合逻辑“与”门,可以有多个输入端,框内下部标识门的编号,如G1逻辑“或”门,可以有多个输入端,框内下部标识门的编号,如G2逻辑“非”门,框内下部标识门的编号,如G3与其他逻辑门组合的输入端“非”门和输出端“非”门逻辑延时与展宽元件、延时t1动作,展宽t2返回逻辑延时元件、延时t动作,瞬时返回逻辑展宽元件、瞬时动作,展宽t返回外部输入开关量,框内为信号名外部输入模拟量,可能是交流量,也可能是直流量,框内为信号名内部产生的逻辑信号,用作输出,框内为信号名内部产生的逻辑信号,用作输入,框内为信号名内部产生的逻辑信号,作用于继电器出口,框内为出口继电器名TJaG1&G21G31G4&t1t2t00t收信Ia三相无流接地距离I段动作t逻辑脉冲元件,在输入信号的上升沿开始输出并计时,输出信号固定延时t返回本说明书所用缩略语缩写术语表述PT电压互感器PhasevoltageTransformerCT电流互感器CurrentTransformerBI开关量输入BinaryInputBO开关量输出BinaryoutputSOE事件记录SequenceOfEventNSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书vi目录目录第第1章章概述概述.11.1应用范围应用范围.11.2功能配置功能配置.11.3产品特点产品特点.2第第2章章技术参数技术参数.32.1电气参数电气参数.32.2保护功能参数保护功能参数.7第第3章保护工作原理章保护工作原理.93.1过电流保护过电流保护.93.2零序过流保护零序过流保护.93.3过电压保护过电压保护.93.4低电压保护低电压保护.103.5不平衡电压保护不平衡电压保护.103.6不平衡电流保护不平衡电流保护.103.7母线母线PT断线断线.103.8控制回路断线控制回路断线.11第第4章测控功能章测控功能.124.1交流量采集交流量采集.124.2开关量采集开关量采集.124.3遥控输出遥控输出.13第第5章章硬件原理硬件原理.155.1概述概述.155.2硬件结构图硬件结构图.175.3插件描述插件描述.175.4开孔尺寸开孔尺寸.21第第6章章定值整定定值整定.226.1装置参数装置参数.226.2设备参数定值设备参数定值.25NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书vii6.3保护定值保护定值.256.4软压板定值软压板定值.266.5GOOSE软压板软压板.276.6测控参数测控参数.27第第7章装置信息章装置信息.307.1遥信表遥信表.307.2遥测表遥测表.337.3遥控表遥控表.347.4保护测量保护测量量表量表.347.5保护报告表保护报告表.357.6自检表自检表.357.7出口配置表出口配置表.367.8GOOSE虚端子虚端子.37第第8章人机接口章人机接口.398.1人机接口概述人机接口概述.398.2菜单结构菜单结构.41第第9章通信章通信.449.1概述概述.449.2以太网通信接口以太网通信接口.449.3以太网以太网IEC60870-5-103规约规约.449.4串口串口IEC60870-5-103规约规约.459.5IEC61850规约规约.46第第10章章安装与调试安装与调试.4810.1概述概述.4910.2外观检查外观检查.4910.3安装安装.5010.4检检查外部回路查外部回路.5110.5装置上电装置上电.5210.6配置装置配置装置.5210.7通信测试通信测试.52NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书viii10.8保护定值校验与功能测试保护定值校验与功能测试.5210.9最终检查最终检查.54第第11章章维护维护.5511.1维护日程安排维护日程安排.5511.2常规检查常规检查.5511.3故障跟踪和修复故障跟踪和修复.5511.4更换故障插件更换故障插件.5511.5清洁清洁.5611.6存储存储.57第第12章退役和处置章退役和处置.5812.1退役退役.5812.2处置处置.58附录附录产品产品订货信息订货信息.59NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书1第第1章章概述概述1.1应用范围应用范围NSR-3620电容器保护测控装置适用于110kV以下电压等级的电容器保护测控装置,既可分散安装到开关柜、又可采用集中组屏的方式安装在控制室。
1.2功能配置功能配置1.2.11.2.1保护功能保护功能1)过电流保护(2个定时限+1个反时限)2)零序过电流保护(2个定时限+1个反时限)3)过电压保护4)低电压保护5)不平衡电流保护6)不平衡电压保护7)母线PT断线告警8)控回断线告警9)独立的操作回路10)故障录波注:
根据电容器接线模式的不同,可以选择不同的交流插件来实现3路不平衡电流保护,或3路不平衡电压保护,或不平衡电流电压保护各1路这3种方式。
1.2.21.2.2测控功能测控功能1)遥测:
Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、P、Q、F、COS、3I0等基本量;2)遥信:
当地遥信:
42路,可通过改变扩展板扩展到58路;3)遥控:
默认1组固定为断路器分/合闸,另1组可用于对刀闸的控制,可通过改变扩展板最多可支持6组硬接点遥控。
1.2.31.2.3辅助功能辅助功能自检功能直流掉电告警硬件回路在线检测事件记录包括512次开入变位报告,512次自检报告和512次操作报告扰动记录包括120次故障报告和120次故障录波(扰动记录格式同国际标准的COMTRADE文件兼容)支持多种对时方式:
分脉冲(1PPM),秒脉冲(1PPS),IRIG-B码和IEC61588网络对时NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书21.2.41.2.4通信功能通信功能3个以太网接口支持IEC61850或IEC60870-5-103规约2个RS-485通信串口支持IEC60870-5-103规约1个RS-232通信串口用于打印1个RS-485(EIA)差分总线接口用于对时信号输入1个以太网口可以同辅助软件NSRTools连接用于测试和配置装置1.3产品特点产品特点采用高性能的硬件平台,32位RISC双核CPU,最大2400MIPS的运算能力,16位高精度AD采样,功能强大。
以高可靠性工业级器件为主体,采用自动监测、补偿技术提高硬件电路稳定性、可靠性。
封闭、加强型单元机箱抗振动,多层屏蔽抗强干扰设计,适应于特别恶劣环境。
6U机箱可分散安装于开关柜上运行。
模拟回路采用高精度、宽范围器件,无幅值、相位调整电路。
由软件功能调幅、调相,回路简单可靠、无零漂,调试维护工作量低。
大屏幕液晶显示、直观友好的界面菜单、信息详细直观,操作、调试方便。
单元化设计、模块化结构,可扩充性强。
装置配置完备的保护段和出口,充分发挥微机保护的优点,极大地方便用户使用。
高速40点采样、实时并行计算。
在每个采样点完成所有的保护逻辑测量和计算,以及故障报告和事件记录的实时整理。
遥控操作断路器和软压板,并作遥控操作记录及统计。
高达19次的谐波分析功能。
完善的装置自检策略。
NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书3第第2章章技术参数技术参数2.1电气参数电气参数2.1.12.1.1交流输入交流输入1.交流电流交流电流额定频率50Hz相序ABC额定电流(In)1A5A线性范围20A100A连续过载能力10s过载能力1s过载能力动稳定电流(半波值)2In10In40In100In2In10In40In100In额定电流下的功耗0.5VA/相1VA/相2.交流电压交流电压额定电压(Un)100V/3100V线性范围130V130V连续过载能力10s过载能力1s过载能力150V/1.5Un200V250V150V200V250V额定电压下的功耗0.5VA/相0.5VA/相3.直流电源直流电源额定电压110VDC,220VDC输入范围80%120%纹波按GB/T17626.17(IEC61000-4-17),最大为直流电压值的15%电压跌落及直流中断按GB/T7261中10.4的规定,直流电源中断50ms、电压缓升缓降符合标准验收准则。
跌落60%可保证500ms装置不会重启静态功耗15W动作时功耗1000Vacrms接通电流8A8A5A过载能力(200ms)50A动作时间(典型/最大)5ms/10ms10ms/15ms5ms/10ms返回时间(典型/最大)8ms/10ms8ms/10ms8ms/10ms接点抖动时间1ms1ms1ms断弧能力(at250Vdc)0.4A纯阻性0.2A阻抗性(L/R=40ms)0.4A纯阻性0.2A阻抗性(L/R=40ms)0.2A纯阻性0.05A阻抗性(L/R=40ms)带载机械寿命空载机械寿命100,000次10,000,000次100,000次10,000,000次100,000次10,000,000次2.1.22.1.2机械结构机械结构机械尺寸(宽高深)155mm266mm227.6mm(6U高机箱)安装方式嵌入式安装开孔尺寸(宽高)155mm267mm,M6螺丝颜色银灰机箱材料铝合金6接线端子位置装置背面重量大约5kg防护等级:
按GB4208外壳防护等级(IP代码)(IEC60529)前面板IP40装置侧面IP51后面板IP20确保具有电击防护功能上下底板IP402.1.32.1.3环境条件参数环境条件参数遵循标准GB/T14047(IEC60255-6)、GB/T15145工作温度范围-25C+55C贮存运输温度范围-40C+70C正常工作相对湿度5%95%,设备内部既不凝露,也不结冰大气压力70kPa106kPa海拔3000米2.1.42.1.4通信端口通信端口通信端口通信端口(与与RTU/SCADA)以太网以太网电介质端口个数3接口形式RJ-45传输速率100Mbits/sNSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书5传输标准100Base-TX传输距离100m通信规约IEC60870-5-103或IEC61850光介质(可选)端口个数3接口形式ST传输速率100Mbits传输标准100BASE-EFX传输距离2000m光纤类型多模光纤波长853/1310nm光纤尺寸62.5/125m(芯径/外径)通信规约IEC60870-5-103orIEC61850调试端口调试端口(通过辅助软件与通过辅助软件与PC)以太网电口端口个数1接口形式RJ-45传输速率100Mbits/s打印端口打印端口(与打印机与打印机)RS-232(EIA)端口个数1波特率4800bps、9600bps、19200bps打印机型号EPSON300K+IIprinter对时端口对时端口(与与GPS)RS-485(EIA)端口个数1传输距离100M耐压GB/T14598.3(IEC60255-5):
测试电压:
2kV,50Hz,持续1min无击穿和闪络冲击电压GB/T14598.3(IEC60255-5):
短时单极冲击电压5kV,前沿时间:
1.2s,半峰时间:
50s,无击穿和闪络4.电磁兼容试验电磁兼容试验1MHz脉冲群干扰试验(包含1MHz和100kHz)按GB/T14598.13(IEC60255-22-1(idtIEC61000-4-12))共模:
III级2.5kV差模:
III级1.0kV施加端口:
辅助电源、开入开出、交流端口静电放电试验按GB/T14598.14(IEC60255-22-2)IV级接触放电:
8kV空气放电:
15kV施加端口:
外壳端口辐射电磁场干扰试验按GB/T14598.9(IEC60255-22-3)III级扫频发射幅值10V/m(rms),f=801000MHz施加端口:
外壳端口点频发射幅值10V/m(rms),f=80MHz/160MHz/450MHz/900MHz发射脉宽10V/m(rms),f=900MHz快速瞬变干扰试验按GB/T14598.10(IEC60255-22-4)电源,开入开出,交流:
IV级,4kV,2.5kHz,5/50ns通信端子:
IV级,2kV,5kHz,5/50ns浪涌试验按GB/T17626.5(IEC60255-22-5),III级,1.2/50us电源,交流,开入开出端子:
共模2kV,差模1kV射频传导干扰试验按GB/T17626.6(IEC60255-22-6),III级电源,交流,开入开出,通信端子:
,10Vrms,150kHz80MHz工频磁场抗扰度试验按GB/T17626.8(IEC61000-4-8),V级100A/m持续1min,1000A/m持续3s脉冲磁场试验按GB/T17626.9(IEC61000-4-9),V级NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书76.4/16s,1000A/m持续3s阻尼振荡磁场试验按GB/T17626.10(IEC61000-4-10),V级100kHz&1MHz100A/m2.1.62.1.6引用标准引用标准GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程GB/T15145-2008输电线路保护装置通用技术条件DL/T478-2013静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T769-2001电力系统微机继电保护技术导则DL/T667-1999继电保护设备信息接口配套标准DL/T860变电站通信网络和系统GBT7261-2008继电保护和安全自动装置基本试验方法Q/GDW383智能变电站技术导则Q/GDW393110(66)kV220kV智能变电站设计规范Q/GDW394330kV750kV智能变电站设计规范Q/GDW441智能变电站继电保护技术规范Q/GDW414变电站智能化改造技术规范2.2保护功能参数保护功能参数2.2.12.2.1主要保护技术指标主要保护技术指标电流定值误差:
2.5%或0.02In中较大者电压定值误差:
2.5%或0.01Un中较大者方向误差精度:
3时间误差精度35ms(整定延时在01s时)2.5%(整定延时1s时)2.2.22.2.2主要测控技术指标主要测控技术指标电流测量范围0.026A电压测量范围0.5120V电流和电压精度0.2级有功和无功精度0.5级功率因数精度0.5级频率测量误差0.01Hz遥测刷新时间1S温度影响误差0.5事件顺序记录(SOE)分辨率1msNSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书8NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书9第第3章章保护工作原理保护工作原理3.1过电流保护过电流保护三段过流保护可分别通过控制字来实现对本段的投退。
过电流保护为两段定时限和一段反时限。
过流保护的主判据是:
ImaxInzd。
其中Imax为最大相电流,Inzd为各段过流定值。
反时限特性定义如下:
特性1(一般反时限):
tpIpIt1)/(14.002.0=特性2(非常反时限):
tpIpIt1)/(5.13=特性3(极端反时限):
tpIpIt1)/(802=以上方程式中,t为动作时间;Ip为电流基准值;tp为时间常数。
&过流段动作过流段投入电流过流段定值过流软压板投入控制字T1过流段同段过流硬压板开放投过流保护1硬压板图3.1.1相过流保护逻辑图3.2零序过流保护零序过流保护零序过流保护为两段定时限零序过流保护和一段反时限;零序电流可取自由三相电流互感器构成的自产零序电流,也可取自独立的零序电流互感器。
&零序段动作零序过流段投入电流零序过流段定值零序过流软压板投入控制字T1零序过流段同段零序保护硬压板开放投零序过流1硬压板图3.2.1零序过流保护逻辑图3.3过电压保护过电压保护电压过高使电容器的功耗和发热增加,影响电容器的使用寿命,为此应装设过电压保护。
当最大线电压大于过电压保护电压定值且电容器断路器非跳位,并达到过电压保护时限时,则过电压保护动作。
NSR-3620电容器电容器保护保护测控装置技术和使用说明书测控装置技术和使用说明书10&过压保护跳闸过压保护投入最大线电压过压保护定值过电压保护软压板投入控制字t开关TWJ=0图3.3.1过压保护逻辑图3.4低电压保护低电压保护当电容器组所在母线突然失压时,在电容器未完全放电时,一旦电压恢复,电容器再次充电,可能造成电容器过电压损坏,应装设低压保护。
电容器断路器非跳位,当最大线电压小于低电压保护电压定值且最大相电流小于低电压保护低流闭锁定值,并达到低电压保护时限时,则低压保护动作。
&低压保护动作低压保护投入最大线电压低压保护定值低电压保护软压板投入控制字t开关TWJ=0最大电流保护定值控制字t图3.5.1不平衡电压保护逻辑图3.6不平衡电流保护不平衡电流保护配置不平衡电流保护功能,以反映电容器的内部故障。
&不平衡电流动作不平衡电流保护投入不平衡电流保护定值控制字t图3.6.1不平衡电流保护逻辑图3.7母线母线PT断线断线本装置具有对母线PT电压判断功能。
在没有保护启动时,只要满足以下判据之一,延时1秒判为母线PT。
1)负序电压U28V;2)正序电压U130V,且Imax0.06In;3)5秒内,最小线电压降到80V以下,且正序电压U1或()0kkkkbarctgaa=+有效值221()2kkkcab=+利用上式将交流信号进行分解,可以计算电压、电流信号各次谐波及总的有效值和有功功率、无功功率、功率因素。
4.2开关量采集开关量采集变电站测控装置采集的开关量信号,即远动所称的遥信量,反应的是变电站一次设备的运行状态、控制设备的动作信号以及报警信号等信息,调度员以此为依据确定设备工况并决定是否进行操作。
其信息的正确与否直接影响系统的运行方式、自动化设备的正确动作和调度人员的决策,对电网的正常运行具有重要意义。
测控装置对遥信量采集的原理是硬件上先对信号输入进行光电隔离变换,将强电的通断信号转换为数字量的“0”、“1”电平,然后进行定时采样处理。
遥信量发生改变时,测控装置进行记录并打上时标,形成事件顺序记录(SequenceofEvents,SOE)。
由于现场结点信号抖动或电磁干扰影响,开关量信号发生抖动。
为防止遥信误报或漏报,装置一方
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