11 iPACS5753电容器保护测控装置技术说明书V202资料.docx
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11iPACS5753电容器保护测控装置技术说明书V202资料
iPACS-5753电容器保护测控装置
技术说明书
版本：
V2.02
江苏金智科技股份有限公司
1概述
1.1应用范围
iPACS-5753适用于110kV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中所装设并联电容器的保护及测控，适用于单Y、△形接线电容器组。
可组屏安装，也可在开关柜就地安装。
1.2保护配置和功能
1.2.1保护配置
1）三段过流保护。
2）两段零序过流保护。
3）过电压保护。
4）低电压保护。
5）差电压保护。
6）非电量保护。
7）小电流接地选线功能（必须采用外加零序电流）。
8）独立的操作回路。
1.2.2测控功能
1）14路自定义遥信开入。
2）一组断路器遥控分/合（选配方式至多可提供三组遥控）。
3）Iam、Icm、I0、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、U0、F、P、Q、COSф共14个遥测量。
4）事件SOE记录等。
1.2.3保护信息功能
1）装置描述的远方查看。
2）系统定值的远方查看。
3）保护定值和区号的远方查看、修改功能。
4）软压板状态的远方查看、投退、遥控功能。
5）装置保护开入状态的远方查看。
6）装置运行状态（包括保护动作元件的状态、运行告警和装置自检信息）的远方查看。
7）远方对装置信号复归。
8）故障录波上送功能。
支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）通讯规约，配有以太网通讯（100Mbps），超五类线或光纤通讯接口。
2技术参数
2.1机械及环境参数
2.1.1工作环境
温度：
-25℃～+60℃保证正常工作
湿度、压力符合DL478
2.1.2机械性能
能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应，冲击响应
2.2额定电气参数
2.2.1额定数据
直流电压：
220V，110V允许偏差+15％，－20％
交流电压：
57.7V（相电压），100V（线电压）
交流电流：
5A，1A
频率：
50Hz
2.2.2功耗
交流电压：
<0.5VA/相
交流电流：
<1.0VA/相（In=5A）
<0.5VA/相（In=1A）
直流：
正常<15W
跳闸<25W
2.2.3过载能力
交流电压：
1.2倍额定电压：
连续工作；
1.4倍额定电压：
允许10秒。
交流电流：
2倍额定电流：
连续工作；
10倍额定电流：
允许10秒；
40倍额定电流：
允许1秒。
2.3主要技术指标
2.3.1过流保护
电流定值范围：
0.1In～20In
电流定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.2零序保护
电流定值范围：
0.02A～12A（外接时）
电流定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.3过电压保护
电压定值范围：
100～160V
电压定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.4低电压保护
电压定值范围：
2～70V
电压定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.5差电压保护
电压定值范围：
2～70V
电压定值误差：
<5％
时间定值范围：
30ms～100S
时间误差：
时间定值×1％＋35ms
2.3.6遥信开入
分辨率<1ms
信号输入方式：
无源接点
2.3.7遥测量计量等级
电流：
0.2级
其他：
0.5级
2.3.8电磁兼容
辐射电磁场干扰试验符合GB/T14598.9的规定
快速瞬变干扰试验符合GB/T14598.10的规定
静电放电试验符合GB/T14598.14的规定
脉冲群干扰试验符合GB/T14598.13的规定
射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T17626.6的规定
工频磁场抗扰度试验符合GB/T17626.8的规定
脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T17626.9的规定
2.3.9绝缘试验
绝缘试验符合GB/T14598.3-936.0的规定
冲击电压试验符合GB/T14598.3-938.0的规定
2.3.10输出接点容量
信号接点容量：
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）
其它辅助继电器接点容量：
允许长期通过电流5A
切断电流0.2A（DC220V，V/R1ms）
跳闸出口接点容量：
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）
3软件工作原理
3.1保护程序结构
保护程序结构框图如图3.1.1所示。
图3.1.1保护程序结构框图
主程序接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。
硬件自检内容包括定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
正常运行程序中进行频率跟踪、及运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态、频率异常判别等。
不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。
故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形的整理。
3.2装置起动元件
装置针对每一种保护设置相应的起动元件，以确保在满足保护动作时装置能够可靠起动。
3.2.1过电流起动
（3-1）
当满足上式时，保护起动。
式中：
Imax为三相最大电流
Izd为过流I段、过流II段、过流III段的整定值。
3.2.2零序电流起动
（3-2）
当满足上式时，保护起动。
式中：
I0为零序电流
I0zd为零序过流I段、零序过流II段的整定值。
3.2.3过电压起动
（3-3）
当满足上式时，保护起动。
式中：
Umax为三个相间电压的最大值
Ugyzd为过电压保护的整定值。
3.2.4低电压起动
（3-4）
当满足上式时，保护起动。
式中：
Umax为三个相间电压的最大值
Udyzd为低电压保护的整定值。
3.2.5差电压起动
（3-5）
当满足上式时，保护起动。
式中：
Ucymax为三相最大差电压；
Ucyzd为差电压保护的整定值。
3.2.6非电量保护起动
当有重瓦斯、超温开入时，保护起动。
3.3过流保护
本装置设三段过流保护，各段有独立的电流定值和时间定值以及控制字。
过流Ⅰ段和过流Ⅱ段固定为定时限保护，过流Ⅲ段可以经控制字选择是定时限还是反时限，反时限特性一般沿用国际电工委员会（IEC255-4）和英国标准规范（BS142.1996）的规定，本装置采下列三个标准特性方程。
一般反时限：
（1）
非常反时限：
（2）
极端反时限：
（3）
3.4零序保护（接地保护）
当装置用于不接地或小电流接地系统，接地故障时的零序电流较小，可以用接地试跳的功能来隔离故障。
这种情况要求零序电流由外部专用的零序TA引入，不能采用自产零序电流。
当装置用于小电阻接地系统，接地零序电流相对较大时，可以用直接跳闸方法来隔离故障。
本装置提供了两段零序过流保护，其中零序Ⅰ段固定为定时限保护，零序Ⅱ段可经控制字选择是定时限还是反时限，反时限特性与过流保护一致。
零序Ⅱ段还可经控制字选择是跳闸还是报警。
当零序电流作跳闸和报警用时，其既可以由外部专用的零序TA引入，也可采用自产零序电流（系统定值中有“零序电流自产”控制字）。
3.5过电压保护
为防止系统稳态过电压造成电容器损坏，设置了过电压保护。
装置设置控制字决定是投跳闸还是发信号，当控制字整定为"1"时装置过电压跳闸，否则装置发报警信号。
3.6低电压保护
电容器组失电后，若在其放电完成之前重新带电，可能会使电容器组承受合闸过电压，装置为此设置了低电压保护。
低电压保护可经控制字选择是否经电流闭锁，以防止PT断线时低电压保护误动。
装置提供了“投低电压保护”压板以方便运行人员投退低电压保护。
3.7差电压保护
装置设置三相差电压保护，主要反应电容器组的内部故障。
3.8非电量保护
装置可接如下非电量：
重瓦斯开入、轻瓦斯开入、超温开入。
其中重瓦斯可通过控制字选择是否跳闸；轻瓦斯的报警功能固定投入；超温通过控制字选择报警或跳闸。
3.9装置自检
当装置检测到本身硬件故障，发出装置闭锁信号，同时闭锁装置（BSJ继电器返回）。
硬件故障包括：
定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
3.10装置运行告警
当装置检测到下列状况时，发运行异常信号（BJJ继电器动作）：
TWJ异常、频率异常、TV断线、控制回路断线、接地报警、零序Ⅱ段报警、弹簧未储能报警、TA断线、油温高报警、轻瓦斯报警、过电压报警。
3.10.1TWJ异常判别
三相无电流，同时TWJ动作，则认为线路不在运行，开放准备手合于故障3秒；线路有电流但TWJ动作，经10秒延时报TWJ异常。
3.10.2交流电压断线
正序电压小于30V同时线路有流，或负序电压大于8V，延时10秒报TV断线；三相电压正常后,经1.25秒延时TV断线信号复归。
3.10.3频率异常判别
母线电压大于40V同时频率小于49.5Hz，延时10秒报频率异常报警；频率恢复正常后,经10秒延时频率异常信号复归。
3.11遥控、遥测、遥信功能
遥控功能主要有三种：
正常遥控跳闸，正常遥控合闸，接地选线遥控跳闸。
遥测量包括Iam、Icm、I0、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、U0、F、P、Q、COSф共14个模拟量。
通过积分计算得出有功电度、无功电度，所有这些量都在当地实时计算，实时累加。
电流精度达到0.2级，其余精度达到0.5级。
遥信量主要有：
14路自定义遥信开入，并有事件顺序记录（SOE）。
遥信分辨率小于1ms。
3.12对时功能
装置具备软件对时和硬件对时功能。
硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式，装置自动识别硬件对时模式，对时误差≤1ms。
对时接口均采用485差分电平输入。
软件对时为通讯报文对时。
一般地，IRIG-B码对时单独使用，差分秒脉冲与软件对时一同使用，不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。
当装置检测到硬件对时信号时，在液晶主界面上显示对时正常。
3.13逻辑框图
4定值内容及整定说明
4.1系统定值
序号
名称
整定范围
备注
1
保护定值区号
0～15
2
保护TA一次额定值
0～8000A
3
保护TA二次额定值
1/5A
4
测量TA一次额定值
0～8000A
不用测量时可以不整
5
测量TA二次额定值
1/5A
6
零序TA一次额定值
0～4000A
不用零序保护时可以不整
7
零序TA二次额定值
1/5A
8
母线TV一次额定值
0～110.0KV
不接母线电压时可以不整
9
母线TV二次额定值
100V
10
差电压TV一次额定值
0～110.0KV
11
差电压TV二次额定值
100V
12
零序电流自产
0/1
0：
外加1：
自产
不用零序保护时可不整
13
主画面显示一次值
0/1
14
电度显示一次值
0/1
相关说明：
1>定值区号：
本装置提供16个可使用的保护定值区，整定值范围为0～15。
运行定值区可以是其中任意一个，如果要改变运行定值区，有两种方式：
其一是进入系统定值整定菜单，改变定值区号，将其值整定为所要切换的定值区号，按"确认"键，而后再装置复位即可；其二是通过远方修改定值区号，将所要切换的定值区号下装到装置，装置自动复位后即可。
2>零序电流自产：
自产的零序电流仅用于跳闸和报警功能，不能用于小电流接地选线。
该控制字设定为"1"，表示零序电流自产，设定为"0"，表示零序电流外加。
4.2保护定值
序号
定值名称
定值
整定范围
整定步长
备注
1
过流Ⅰ段定值
I1zd
0.1In～20In
0.01A
2
过流Ⅰ段时间
T1
0～100S
0.01S
3
过流Ⅱ段定值
I2zd
0.1In～20In
0.01A
4
过流Ⅱ段时间
T2
0～100S
0.01S
5
过流Ⅲ段定值
I3zd
0.1In～20In
0.01A
6
过流Ⅲ段时间
T3
0～100S
0.01S
7
过电压定值
Ugyzd
100～160V
0.01V
按线电压整定
8
过电压时间
Tgy
0～100S
0.01S
9
低电压定值
Udyzd
2～70V
0.01V
按线电压整定
10
低压电流闭锁定值
Ibszd
0.1In～2In
0.01A
11
低电压时间
Tdy
0～100S
0.01S
12
零序电流Ⅰ段定值
I01zd
0.02A～12A
0.01V
13
零序电流Ⅰ段时间
T01
0～100S
0.01S
14
零序电流Ⅱ段定值
I02zd
0.02A～12A
0.01A
15
零序电流Ⅱ段时间
T02
0～100S
0.01S
16
差电压定值
Ucyzd
2～70V
0.01A
17
差电压时间
Tcy
0～100S
0.01S
18
过流Ⅲ段反时限特性
FSXTX
1～3
1
19
零序Ⅱ段反时限特性
L0FSXTX
1～3
1
以下整定控制字如无特殊说明，则置“1”表示相应功能投入，置“0”表示相应功能退出
1
过流Ⅰ段投入
GL1
0/1
2
过流Ⅱ段投入
GL2
0/1
3
过流Ⅲ段投入
GL3
0/1
4
过流Ⅲ段反时限投入
FSX
0/1
1：
GL3为反时限
0：
GL3为定时限
5
过电压保护投入
GY
0/1
6
低电压保护投入
DY
0/1
7
低电压电流闭锁投入
LB
0/1
8
零序过流Ⅰ段投入
CY
0/1
9
零序过流Ⅱ段投入
L01
0/1
10
零序Ⅱ段投反时限投入
L02
0/1
1：
L02动作跳闸
0：
L02动作报警
11
差电压投入
L0FSX
0/1
1：
L02为反时限
0：
L02为定时限
12
超温跳闸投入
YWG
0/1
1：
超温跳闸
0：
超温报警
13
重瓦斯跳闸投入
ZWS
0/1
相关说明：
1>在整定定值前必须先整定保护定值区号。
2>只有控制字、软压板状态（若未设置则不判）、硬压板状态（若未设置则不判）均为"1"时才投入相应保护元件，否则退出该保护元件。
4.3通讯参数
序号
名称
整定范围
备注
1
口令
00～99
出厂时设为“01”
2
装置地址
0～65535
3
IP1子网高位地址
0～254
4
IP1子网低位地址
0～254
5
IP2子网高位地址
0～254
6
IP2子网低位地址
0～254
7
IP3子网高位地址
0～254
8
IP3子网低位地址
0～254
11
掩码地址1位
0～255
12
掩码地址0位
0～255
17
遥测上送周期
00～99秒
步长1秒
18
遥信确认时间1
0～50000毫秒
出厂时设为20ms
19
遥信确认时间2
0～50000毫秒
出厂时设为20ms
相关说明：
1>通讯参数可以由调试人员根据现场情况整定。
2>装置地址：
全站的装置地址必须唯一。
3>装置标准配置是两网口，至多可以三个（请在订货时予以说明）。
请根据实际的网口配置情况整定相应的子网地址，不用的可不整。
4>遥测上送周期：
指装置主动上送遥测数据的时间间隔。
当整定为“0”表示遥测不需要定时主动上送，但响应监控的查询。
本项定值可根据现场情况整定，不用通讯功能时可整定为“0”。
5>遥信确认时间1：
开入1和开入2的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为“20毫秒”。
6>遥信确认时间2：
除开入1和开入2的其他开入的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值为“20毫秒”。
4.4辅助参数
序号
名称
整定范围
出厂设定值
备注
1
弹簧未储能报警延时
0～30.0s
15.0s
6
检测控制回路断线
0/1
1
参见说明
7
301定义为TWJ
0/1
0
8
302定义为HWJ
0/1
0
9
303定义为KKJ
0/1
0
10
304定义为YK
0/1
0
相关说明：
1>本装置配有操作回路插件。
若现场只需提供保护跳闸出口419～409、遥控合闸出口410～411、遥控跳闸出口410～412，而不将本操作回路的407、413、422、426端子与操作机构的端子箱连接，423端子亦悬空，这种情况装置无法通过内部采集到位置信号和遥控投入信号。
2>若装置无法由内部采集到位置信号或遥控投入信号，则需根据需要将端子301～304定义成这些信号的引入端（端子301～304若未被定义成断路器位置或者遥控投入信号，即相应控制字为0，其作普通遥信用）。
以下是这些信号的引入原则：
2.1>TWJ引入原则：
先将“301定义为TWJ”整成1。
若希望装置提供事故总信号（就地显示、通讯上送、SWI插件的404～405输出），需将外部TWJ信号引至端子301。
2.2>HWJ引入原则：
若希望装置提供事故总信号，则需将外部HWJ引至端子302，同时将“302定义为HWJ”整成1。
若现场使用非电量保护、过电压保护、低电压保护或者使用第一组遥控（对应本开关）或者接地选线功能，宜将外部HWJ引至端子302，同时将“302定义为HWJ”整成1。
其他情况不需外引HWJ，可将“302定义为HWJ”整成0。
2.3>KKJ引入原则：
若现场使用第一组遥控（对应本开关），宜将外部KKJ引至端子303，同时将“303定义为KKJ”整成1。
其他情况不需外引KKJ，可将“303定义为KKJ”整成0。
2.4>YK引入原则：
若现场使用接地选线功能、遥控功能或者需要通过后台修改软压板，务必需从端子304引入YK信号，同时将“304定义为YK”整成1。
其他情况不需外引YK，可将“304定义为YK”整成0。
3>若装置不能采集到TWJ或者HWJ信号（包括内部采集和外引），应将“检测控制回路断线”控制字整成0，以避免误发“控制回路断线”信号。
其他情况下整成1。
4.5软压板
序号
软压板名称
整定范围
备注
1
过流Ⅰ段投入
0/1
2
过流Ⅱ段投入
0/1
3
过流Ⅲ段投入
0/1
4
过电压保护投入
0/1
5
低电压保护投入
0/1
6
零序过流Ⅰ段投入
0/1
7
零序过流Ⅱ段投入
0/1
8
差电压投入
0/1
9
超温跳闸投入
0/1
10
重瓦斯跳闸投入
0/1
相关说明：
1、软压板可以通过后台投退；就地可通过菜单将软压板内容全部初始化成“1”。
2、只有控制字、软压板状态（若未设置则不判）、硬压板状态（若未设置则不判）均为"1"时才投入相应保护元件，否则退出该保护元件。
5装置接线端子与说明
图一：
背板接线图
图二：
操作回路图
5.1模拟量输入
外部电流及电压输入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，构成各种保护继电器。
IA、IB、IC为保护用三相电流输入。
UAC、UBC、UCC为电容器组差电压输入。
I0为零序电流输入。
其既可作零序过流保护（报警或跳闸）用，也可作小电流接地选线用。
当零序电流作小电流接地选线用时要求从专用零序电流互感器输入。
Iam、Icm为测量用电流，需从专用测量CT输入，以保证遥测量有足够的精度。
UA、UB、UC为母线电压，在本装置中作为保护和测量共用，其与Iam、Icm一起计算形成本间隔的P、Q、COSф、kWh、kVarh。
本装置自产3U0，用于零序电压报警判断和零序电压测量。
5.2背板接线说明
端子101～104为母线电压输入。
端子105～110为差电压输入。
端子113～114为保护用A相电流输入。
端子115～116为保护用B相电流输入。
端子117～118为保护用C相电流输入。
端子119～120为零序电流输入。
端子121～122为A相测量电流输入。
端子123～124为C相测量电流输入。
端子201～203为RS-232打印串口，分别对应于装置串口的接收、发送、地。
端子207～208为硬接点对时输入端口，接485差分电平。
端子301～321为遥信开入输入端，其中301～314为普通遥信输入端。
端子315为轻瓦斯开入。
端子316为油温高开入。
端子317为重瓦斯开入。
端子318为投低电压保护开入。
端子319为弹簧未储能开入。
端子320为信号复归开入。
端子321为装置检修开入。
当该开入投入时，装置将屏蔽所有的远动功能。
端子322分别为遥信开入公共负输入端。
端子323～324为事故总信号输出空接点。
端子325～326为装置报警输出空接点。
端子327分别为装置电源负输入端。
端子328分别为装置电源正输入端。
端子330为保护电源地。
该端子和装置背面右下的接地端子相连后再与变电站地网可靠联结。
端子401～402为装置闭锁输出空接点。
端子403～406为信号输出空接点，其中403为公共端。
端子405对应保护跳闸信号输出。
端子406对应控制回路断线输出。
端子407为合位监视继电器负端。
端子409为保护跳闸出口（BTJ），可经压板接至端子421。
端子410为遥控正电源输入端子，只有在其接入正电源时装置才将遥跳、遥合和选线功能投入，同时其亦是遥控合闸出口（411）和遥控跳闸出口（412）的公共端。
端子411为遥控合闸出口（YHJ），可经压板或直接接至端子424。
端子412为遥控跳闸出口（YTJ），可经压板或直接接至端子420。
端子413为跳位监视继电器负端。
端子414～416为位置信号输出空接点，其中414为公共端。
端子415为跳闸位置（TWJ）信号接点。
端子416为合闸位置（HWJ）信号接点。
端子417～418为KKJ（合后位置）输出空接点。
端子419为控制正电源输入端子。
端子420为手动跳闸入口。
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