DCAP5020补偿电容器监控保护装置使用说明书.docx
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DCAP5020补偿电容器监控保护装置使用说明书
湖南紫光测控有限公司
HUNANUNISPLENDOURM&CCO.,LTD.
DCAP-5020补偿电容器监控保护装置
使用说明书
出版说明：
⏹5000系列监控保护装置为3000（V2.0）系列的升级产品，亦定义为3000（V2.2）系列。
⏹5000系列装置采用32位DSP数字信号处理技术和以太网通信技术，在性能指标和功能上较3000（V2.0）系列装置有明显提高。
⏹5000系列装置带有RS485总线通信口和TCP/IP以太网口，便于实现双网通信。
⏹5000系列装置在外形和接线上与3000（V2.0）系列装置完全兼容。
⏹5000系列装置的通信协议与3000（V2.0）系列装置完全兼容。
湖南紫光测控有限公司
2007-2-10
目录
1装置概述3
2主要功能3
3使用说明3
3.1交流电压输入回路3
3.2交流电流输入回路3
3.3直流电源输入回路3
3.4开关量输入（遥信）回路3
3.5开关量输出（遥控）回路4
3.6断路器操作回路4
3.7通讯接口4
4按键及显示4
4.1SEL键4
4.2BIT键4
4.3INC键4
4.4ENT键4
5技术指标5
5.1额定参数5
5.2功率消耗5
5.3热稳定性5
5.4装置精度5
5.5环境条件5
5.6绝缘性能5
5.7触点性能5
5.8抗干扰能力5
5.9机械性能6
6继电保护功能6
6.1速断保护6
6.2过流保护6
6.3失压保护6
6.4过压保护7
6.5零序过流保护7
6.6零序过压保护7
6.7差压保护7
6.8差流保护8
6.9反时限过流保护8
6.10TV断线报警8
6.11TV断线闭锁9
6.12TA断线报警9
6.13控制回路断线报警9
6.14联跳功能9
6.15动作及告警报告和录波10
7正常运行显示10
8菜单说明11
8.1查看保护11
8.2查看谐波12
8.3查看参数12
8.4查看定值12
8.5查看投退12
8.6查看跳闸12
8.7查看开入12
8.8动作记录13
8.9设置参数13
8.10设置定值14
8.11设置投退15
8.12设置跳闸15
8.13交流校准16
8.14直流校准16
8.15联跳设置17
8.16出口试验17
8.17出厂设置17
8.18通信状态19
8.19模拟故障19
8.20时钟校准19
8.21查看版本19
9设计图纸20
9.1外形及开孔尺寸图20
9.2托架设计22
9.3原理接线图（差流接线）23
9.4原理接线图（差压接线）24
9.5底板端子图25
1装置概述
该装置基于32位高性能DSP（数字信号处理器）和高速以太网络通信技术设计，主要用于6.3kV～220kV各种容量及接线的补偿电容器组的保护测控。
2主要功能
（1）继电保护功能：
⏹速断保护
⏹两段定时限过流保护
⏹反时限过流保护（极端反时限）
⏹失压保护（可受TV断线闭锁控制）
⏹过压保护
⏹两段零序过流保护
⏹零序过压保护
⏹差压保护（不平衡电压保护）
⏹差流保护（不平衡电流保护）
⏹TV和TA断线报警
⏹控制回路断线报警
⏹四路非电量控制（联跳一、联跳二、联跳三、联跳四）
（2）12路开关量输入，13路交流模拟量输入，8路开关量输出。
（3）装置失电告警功能。
（4）具有故障录波功能，最长可录波20s。
（5）对时功能：
主机软件对时、脉冲对时。
（6）装置可掉电保存最新40次报警记录。
（7）装置带有1个RS485总线通信口和1个以太网通信口，便于实现双网通信。
3使用说明
3.1交流电压输入回路
装置内部设置有6个小TV可接受0～100V交流电压的输入，用于测量Uab、Ubc、Uca、3U0、三个差压UP1、UP2、UP3。
3.2交流电流输入回路
装置内部设置有7个小TA，可同时接受7个额定为5A或1A的交流电流输入，需在订货时注明，用于测量监控电流JIa、JIc，保护电流BIa、BIb、BIc、3I0，和不平衡电流IPH。
3.3直流电源输入回路
直流电源输入为DC220V或DC110V，需在订货时注明。
装置工作电源的接线端子为P+、P-；控制回路电源的接线端子为L+、L-。
3.4开关量输入（遥信）回路
装置设有12个遥信开关量信号输入端。
用户在使用本装置并对其分配遥信输入端时必须注意以下几点：
①SI1接断路器位置信号。
②SI2～SI9、SP1、SP2为普通开关量信号输入端。
③SP1和SP2也可作为脉冲量输入端（需在订货时注明），可以接有功电度脉冲和无功电度脉冲输入。
④SGP为GPS对时脉冲输入端，可用于GPS脉冲对时，脉冲信号为DC24V输入。
⑤SI1～SI9、SP1、SP2默认为DC220V/DC110V输入，SP1、SP2做脉冲量输入端时为DC24V输入。
3.5开关量输出（遥控）回路
装置设有8个开关量输出口TS1～TS8，面板上8个出口指示灯分别与之对应。
TS1～TS8输出何种保护（或几种保护的组合）跳闸信号由跳闸表来确定，通过跳闸表可灵活使用TS1～TS8出口（注：
1：
输出允许，0：
输出禁止）。
装置面板上第9个指示灯为装置正常工作指示灯。
3.6断路器操作回路
装置设有断路器操作回路并内置防跳继电器与跳合闸回路保持继电器。
3.7通讯接口
本装置带有高速以太网接口和RS-485（或光纤）通讯接口，本装置的各种信号和外部遥信信号可通过通讯网络上传至综合自动化系统的监控主机。
4按键及显示
该装置的面板主要由一块128×64液晶显示屏、四个按键及出口指示灯组成。
对此装置的所有的操作都是通过四个按键来实现的。
四个按键的功能如下。
4.1SEL键
⏹在正常显示状态下按此键，进入主菜单。
⏹在显示与设置参数时，该键用于退出当前的功能状态，进入上一级功能菜单。
⏹在设置、修改参数时，按该键退出到正常显示状态后，修改才生效。
4.2BIT键
⏹通常状态下为上翻页键，按一次此键，显示屏的轮显进入上一页。
⏹在设定或修改定值时，该键用于选择数据位，每按一次该键光标向右移动一位，光标所在位即被选中并处于闪烁状态。
光标移到最右侧数据位时，如再按该键光标将回到最左边的数据位。
⏹在菜单状态下按该键用于选择菜单项，每按一次该键光标将上移一行。
4.3INC键
⏹通常状态下为下翻页键，按一次此键，显示屏的轮显进入下一页。
⏹在设定或修改定值时，用于光标所在位数值的增加。
每按一次该键光标所在位的值将增加1。
数值范围为0～9，当数值增加到最大后，再按一次该键，光标所在位的数值将变为0。
⏹在菜单状态下按该键用于选择菜单项，每按一次该键光标将下移一行。
4.4ENT键
⏹该键是确认键。
⏹当光标处于某一菜单项上时，按一次该键即进入该菜单项。
⏹当修改完参数后，按一次该键则修改后的参数即得到确认，否则设置或修改无效。
5技术指标
5.1额定参数
⏹交流电压：
100V
⏹交流电流：
5A/1A
⏹直流电压：
220V或110V
⏹频率：
50Hz/60Hz
5.2功率消耗
⏹交流电压回路：
不大于0.5VA/相（额定电压下）
⏹交流电流回路：
不大于0.5VA/相（额定电流下）
⏹直流回路：
每个保护箱不大于10W（静态）或15W（动作）
5.3热稳定性
⏹长期运行：
2In，1.5Un
⏹短时过载：
20In，1s
⏹瞬时过载：
峰值50In，10ms
5.4装置精度
保护动作精度：
⏹动作定值精度:
≤1%
⏹时间定值精度:
≤10ms
⏹频率偏差:
≤0.02Hz
测量精度：
⏹电流准确率:
99.8%
⏹电压准确率:
99.8%
⏹功率准确率:
99.5%
⏹电能脉冲记录准确率:
99%
5.5环境条件
⏹工作温度：
－20℃～50℃，24小时日平均温度不高于35℃。
⏹大气压力：
海拔高度4km以下。
⏹最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25℃，最高温度为40℃时，平均最大相对湿度不超过50%。
5.6绝缘性能
⏹各电路分别对地之间及交流回路与直流回路之间的绝缘电阻不小于100MΩ。
⏹各电路分别对地之间，以及交流回路与直流回路之间应能承受50Hz，2kV（有效值）的交流检验电压，历时1min的检验（通信口端子与地之间应能承受50Hz、500V（有效值）的交流检验电压，历时1min的检验）并无闪络或绝缘击穿现象。
⏹各电路分别对地之间，以及交流回路与直流回路之间应能承受5kV（峰值）标准雷电波的检验。
5.7触点性能
⏹在电压不超过250V，电流不超过5A时连续接通。
5.8抗干扰能力
⏹能承受GB/T14598.13中规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一个半波电压辐值共模2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰。
⏹能承受GB/T14598.14中规定的严酷等级为Ⅳ级的静电放电干扰。
⏹能承受GB/T14598.9中规定的严酷等级为Ⅳ级的辐射电磁场干扰。
⏹能承受GB/T14598.10中规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰。
5.9机械性能
⏹工作条件：
能承受严酷等级为I级的振动响应、冲击响应检验。
⏹运输条件：
能承受严酷等级为I级的振动耐久、冲击耐久、碰撞检验。
6继电保护功能
6.1速断保护
装置设有速断保护作为主保护，当任一相电流大于整定值时，动作于出口，可快速切断短路故障。
6.2过流保护
装置带有两段过流保护，当任一相电流大于整定值时，延时动作于出口。
6.3失压保护
装置设有失压保护功能，以线电压为判据，当电压Uab、Ubc、Uca均低于整定值时，延时动作于出口。
失压保护可被下列条件自动闭锁：
TV断线；断路器分状态；任一相电流大于失压无流判据定值。
6.4过压保护
装置设有过压保护功能，以线电压为判据，当任一线电压大于整定值时，延时动作于出口。
6.5零序过流保护
装置包括两段零序过流保护，当零序电流大于整定值时，延时动作于出口。
零序过流保护检测的零序电流来自线路专用的零序CT，也可来自三相电流的和电流。
对于不接地系统，和电流中的不平衡电流很可能完全淹没真正的零序电流，因此其零序电流一定要来自专用零序CT。
6.6零序过压保护
装置设有零序过压保护功能，当零序电压大于整定值时，延时启动出口或不启动出口而只发信号。
启动出口时发事故信号，不启动出口时发预告信号。
6.7差压保护
装置可接电容器的三相差压，也可只接一相差压，当任一相差压大于差压保护定值时延时启动出口。
6.8差流保护
装置设有差流保护功能。
当装置检测到的差流大于差流保护定值时，延时启动出口。
6.9反时限过流保护
装置具有反时限过流保护功能，采用极端反时限保护曲线。
极端反时限特性曲线的表达式如下：
其中，Fs-反时限系数；I-主回路二次电流；Ip-反时限保护启动电流；t-动作时间。
保护定值表中只允许设定电流Ip和反时限系数Fs，如果实际应用中不是直接给出Ip和Fs，则必须根据给定的参数先求得Ip和Fs，再提供给保护装置。
▊已知启动电流Ip和一组动作电流及对应的动作时间值（I1，T1），则Fs的计算公式如下：
极端反时限：
▊已知两组动作电流及对应的动作时间值（I1，T1及I2，T2），Ip和Fs的计算公式如下：
极端反时限：
6.10TV断线报警
检测一相或两相断线：
当负序电压大于TV断线负序电压定值时，延时5s发TV断线信号。
检测三相断线：
当正序电压（相电压）小于TV断线正序电压定值时，若任一相有电流（大于TV断线有流定值）则延时5s发TV断线信号。
6.11TV断线闭锁
检测到TV断线延时5s发TV断线信号后，失压保护被闭锁。
TV断线闭锁失压可以单独投退。
6.12TA断线报警
TA断线判据：
保护电流中至少有一相电流大于TA断线有流定值且至少有一相电流小于TA断线无流定值，延时3s报TA断线信号。
6.13控制回路断线报警
装置设有控制回路断线报警功能。
正电源及跳合闸回路负电源信号，经过光电隔离进入DSP，如果无正电源或跳、合闸回路两个负电源任一个断线则延时2s报控制回路断线信号。
6.14联跳功能
4路联锁跳闸具有现场可编逻辑功能，可灵活运用于各种工艺联锁。
所谓联跳，就是通过装置开关量输入的状态变化来启动出口继电器动作。
联跳功能可在“联跳设置”菜单中，做如下设置：
①位选择：
第一至第八路开关量均具有联跳功能，设置时Bit=0:
无效，Bit=1:
有效。
位0～7分别代表开关量输入1～8。
②位电平选择：
设置开关量打开有效或开关量闭合有效，即可用常开触点或常闭触点来启动联跳功能。
③输出方式：
“0”代表脉冲方式，出口带保持，保持时间=脉冲宽度；“1”代表电平方式，出口不带保持。
④脉冲宽度：
设置范围0～127秒。
逻辑框图以“联跳一”为例，“联跳二”、“联跳三”、“联跳四”相同。
6.15动作及告警报告和录波
保护动作时产生事故报警报告，发生告警事件时产生预告报警报告。
每个报告中含事件发生时间，当时的电压电流量等。
每个报告都会及时上传到监控主机予以保存，可随时查看最近发生的事件报告。
动作或告警时可发出事故或预告信号，需手动复归或远方复归。
装置掉电可以保存40条SOE记录。
保护动作可启动录波，录波由保护电流突变启动，突变量一定要超过录波启动电流定值。
但有些事件发生时不启动录波，如断线报警、练锁跳闸等。
录波的长度可整定，装置内部缓冲区可支持总长最多20s的多次录波。
录波数据自动上传到监控主机。
7正常运行显示
装置在上电后即进入监控模拟量循环显示状态。
符号
显示格式
名称
备注
Uab
000.00kV
电压Uab
乘以TV变比
Ubc
000.00kV
电压Ubc
Uca
000.00kV
电压Uca
U0
000.00kV
零序电压
Ia
000.00A
监控电流Ia
乘以TA变比
Ib
000.00A
监控电流Ib
Ic
000.00A
监控电流Ic
I0
000.00A
零序电流
乘以零序TA变比
P
000.00MW
有功功率
Q
000.00Mr
无功功率
cos
0.00
功率因数
F
00.00Hz
频率
ФIa
000.0
监控Ia角度
以相电压Ua为基准
ФIc
000.0
监控Ic角度
ФUab
000.0
电压Uab角度
ФUbc
000.0
电压Ubc角度
WD
000.0
温度
PH
0000
有功电度
QH
0000
无功电度
8菜单说明
在装置正常循环显示状态下按SEL键，即可进入主菜单显示界面。
子菜单名称
密码
备注
1.查看保护
查看装置保护模拟量
2.查看谐波
查看电压Uab、电流Ia的1～11次谐波
3.查看参数
查看装置监控参数
4.查看定值
查看装置保护定值
5.查看投退
查看装置保护投退
6.查看跳闸
查看装置跳闸表设置
7.查看开入
查看装置开关量输入状态
8.动作记录
查看装置存储的动作记录值
9.设置参数
1111
设置装置监控参数
10.设置定值
2222
设置装置保护定值
11.设置投退
2222
设置装置保护投退
12.设置跳闸
2275
设置装置保护跳闸表
13.交流校准
2266
校准交流电流电压输入
14.直流校准
1166
校准直流模拟量输入
15.联跳设置
3333
4路联跳设置
16.出口试验
1175
8路出口继电器试验
17.出厂设置
1122
装置出厂初始化设置
18.通信状态
查看装置2个通信口的工作状态
19.模拟故障
2233
模拟所有事故和预告报警
20.时钟校准
9999
校准装置的实时时钟
21.查看版本
查看装置软件版本
8.1查看保护
在主菜单显示界面选择进入“查看保护”子菜单，可查看装置保护模拟量。
符号
显示格式
名称
备注
保
护
Ia
000.00A
保护电流Ia
不乘以变比
Ib
000.00A
保护电流Ib
Ic
000.00A
保护电流Ic
I0
000.00A
零序电流I0
Uab
000.00V
电压Uab
Ubc
000.00V
电压Ubc
Uca
000.00V
电压Uca
U0
000.00V
零序电压U0
相
角
Ia
000.0°
保护电流Ia相角
以相电压Ua为基准
Ib
000.0°
保护电流Ib相角
Ic
000.0°
保护电流Ic相角
I0
000.0°
零序电流I0相角
Uab
000.0°
电压Uab相角
Ubc
000.0°
电压Ubc相角
Uca
000.0°
电压Uca相角
U0
000.0°
零序电压U0相角
保
护
CUa
000.00V
A相差压
不乘以变比
CUb
000.00V
B相差压
CUc
000.00V
C相差压
U1
000.00V
正序电压
U2
000.00V
负序电压
CI
000.00A
差流
8.2查看谐波
在主菜单显示界面选择进入“查看谐波”子菜单，可查看电压Uab、电流Ia的1～11次谐波。
符号
显示格式
名称
备注
Uab1
000.00V
Uab基波
Uab3
000.00V
Uab3次谐波
Uab5
000.00V
Uab5次谐波
Uab7
000.00V
Uab7次谐波
Uab9
000.00V
Uab9次谐波
Uab11
000.00V
Uab11次谐波
Ia1
000.00A
Ia基波
Ia3
000.00A
Ia3次谐波
Ia5
000.00A
Ia5次谐波
Ia7
000.00A
Ia7次谐波
Ia9
000.00A
Ia9次谐波
Ia11
000.00A
Ia11次谐波
8.3查看参数
在主菜单显示界面选择进入“查看参数”子菜单，可查看装置监控参数。
详见“设置参数”子菜单。
8.4查看定值
在主菜单显示界面选择进入“查看定值”子菜单，可查看装置保护定值。
详见“设置定值”子菜单。
8.5查看投退
在主菜单显示界面选择进入“查看投退”子菜单，可查看装置保护投退状况。
详见“设置投退”子菜单。
8.6查看跳闸
在主菜单显示界面选择进入“查看跳闸”子菜单，可查看装置保护跳闸表设置状况。
详见“设置跳闸”子菜单。
8.7查看开入
在主菜单显示界面选择进入“查看开入”子菜单，可查看装置开关量输入状态。
序号
名称
备注
01
断路器
分/合
02
开关量2
分/合
03
开关量3
分/合
04
开关量4
分/合
05
开关量5
分/合
06
开关量6
分/合
07
开关量7
分/合
08
开关量8
分/合
09
开关量9
分/合
10
GPS
分/合
11
开关量11
分/合
12
开关量12
分/合
8.8动作记录
在主菜单显示界面选择进入“动作记录”子菜单，可查看装置存储的最新40条动作记录。
动作记录的内容包括故障类型、动作时间及动作值。
故障类型表：
序号
故障类型
备注
1
电流速断动作
事故报警信号
2
电流过流一段动作
3
电流过流二段动作
4
失压保护动作
5
过压保护动作
6
零序过流一段动作
7
零序过流二段动作
8
零序过压动作
9
差压动作
10
差流动作
11
反时限过流动作
12
联跳一动作
13
联跳二动作
14
联跳三动作
15
联跳四动作
16
TV断线报警
预告报警信号
17
TA断线报警
18
控制回路断线报警
19
故障录波启动
20
装置故障
8.9设置参数
在主菜单显示界面选择进入“设置参数”子菜单，输入密码（PASSWORD=1111），可设置装置监控参数。
参数名称
参数范围
备注
1.通讯站号
2～99
2.IP地址[0]
以太网IP地址
IP地址[1]
IP地址[2]
IP地址[3]
3.Submask[0]
以太网子网掩码
Submask[1]
Submask[2]
Submask[3]
4.MAC地址[0]
以太网物理地址
MAC地址[1]
MAC地址[2]
MAC地址[3]
MAC地址[4]
MAC地址[5]
5.端口号
0～999
6.TV变比
0～3000.0
7.TA变比
0～3000.0
8.零序TA变比
0～3000.0
1.有功脉冲电度表底数
0～999999.99
2.无功脉冲电度表底数
0～999999.99
9.有功脉冲电度表转数比
1～9999
每度脉冲个数
10.无功脉冲电度表转数比
1～9999
每度脉冲个数
8.10设置定值
在主菜单显示界面选择进入“设置定值”子菜单，输入密码（PASSWORD=2222），可设置装置保护定值。
定值名称
整定范围
备注
1.速断定值
1.00～100.00A
返回系数：
0.95
2.过流一段定值
0.40～60.00A
返回系数：
0.95
3.过流一段延时
0.20～20.00s
4.过流二段定值
0.40～60.00A
返回系数：
0.95
5.过流二段延时
0.20～20.00s
6.失压定值
1.00～95.00V
返回系数：
1.05
7.失压延时
0.10～20.00s
8.失压无流定值
0.10～60.00A
返回系数：
0.95
9.过压定值
90.00～150.00V
返回系数：
0.98
10.过压延时
0.20～20.00s
11.
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