整理XKSMP100微机综合保护装置说明书1.docx

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整理XKSMP100微机综合保护装置说明书1

XK-SMP100型

通用型微机综合保护装置

使用说明书

一．微机综合保护装置简介

1.装置概述

1.1装置简介

新一代数字式保护测控装置适用于110kV以下各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、备用电源自投及通信监视功能，为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行。

可以和其它保护、自动化设备一起,通过通信接口组成自动化系统。

全部装置均可组屏集中安装，也可就地安装于高低压开关柜。

通用型微机综合保护装置按功能分可以兼容以下保护功能：

线路保护、出线保护,馈线保护,变压器测控保护、所用变保护,变压器后备保护、母联保护、电容器保护。

1.2装置特点

◆采用全密封式结构，具有良好的抗震、防尘性能

◆小型化设计，体积小，重量轻，外形美观，安装方便

◆采用独特的可靠性设计，无可调元件，装置稳定性好，抗干扰性强

◆全汉化液晶显示，人机界面清晰易懂，操作整定极为方便

◆装置供电及操作电源为交直流两用。

AC/DC110V220V通用

◆具有RS485总线串行通信口，并集成了MODBUS标准通信规约

◆具有事件顺序记录功能，可记录150条事件，数据掉电不丢失

◆具备完善的自检功能，完整的异常记录、事件记录、操作记录，所有信息掉电保持

◆外形小巧精细、结构合理，采用高等级、高品质的元器件及多层板技术和SMT工艺，使产品具有很高的电气性能

◆内部集成零序电流（电压）合成算法可外加零序PT（CT）也可不外加零序CT（PT），实现零序过流电压保护。

◆采用精密合成算法，可通过按键MENU操作来实现V-V接法和Y型接法通用。

◆具有完整的断路器操作回路

◆超低功耗

1.3引用标准

GB6162-85《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》

GB7261-87《继电器及继电保护装置基本试验方法》

GB2887-89《计算机站场地技术条件》

GB14258-93《继电保护和安全自动化装置技术规程》

GB50062-92《电力装置的继电保护和自动化装置设计规范》

DL/T527-2002《静态继电保护装置逆变电源技术》

IE870-5-103《继电保护信息接口标准》

GB/T15145-94《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/T16435.1-1996《远动设备及系统和接口（电气特征）》

GB/T17626.2《静电放电抗扰度试验》

GB/T17626.3《射频电磁场辐射抗扰度试验》

GB/T17626.4《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》

GB/T17626.5《浪涌冲击抗扰度试验》

GB/T17626.6《射频场感应的传导骚扰抗扰度试验》

GB/T17626.8《工频磁场抗扰度试验》

GB/T17626-1998《电磁兼容试验和测量技术》

GB/T14537-1993《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》

1.4装置结构

1.4.1结构

采用标准机箱，整面板、背插式结构，嵌入式、后接线安装方式，强弱电隔离，大大加强了其产品的电气性能。

1.4.2插件

本装置的插件上包括CPU插件、AC和TRIP插件：

其中CPU插件为装置的核心，为高度集成的CPU,其中包括了RAM、FlashMemory和AD等芯片的功能；AC插件包括电源和模拟量采集；TRIP插件包括出口、开入和操作回路。

1.4.2.1CPU

1）CPU系统

CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、FlashMemory等构成。

包括高性能的16位微处理器CPU，大容量的ROM、RAM及FlashMemory，使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，可记录的事件数不少于500次。

保护定值等运行配置信息也存入该存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。

2）开关量输入及输出部分

开入量分为内部开入和外部开入，内部开入采用DC5V开入，电源由装置电源本身提供，外部开入采用一级光耦，实现DC220V直接输入电平。

开出是用于驱动出口的继电器，共有2个，一个为跳闸继电器，一个为合闸继电器。

3）通信部分

本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的RS485总线网络芯片，RS485网为本装置接入系统的主要通信接口。

4）时钟回路

插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。

另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。

1.4.2.2开入、开出及操作回路

1）外部开入回路：

设置有8路外部开入回路，均采用DC220V直接开入方式，装置软件采取了防抖措施，避免了误发信。

2）逻辑继电器：

逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电器包括：

跳闸继电器、合闸继电器。

1.4.2.3交直流回路

1）直流逆变电源：

DC220V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要直流电压,且采用浮地方式,同外壳不相连。

2）模拟量采集：

外部电流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，构成各种数字式保护继电器，并实时计算各种测量值。

UA、UB、UC、U0、IA、IB、IC、I0端子为保护模拟量输入,Ia、Ib、Ic为测量模拟量输入。

1.4.3人机对话插件（MMI）

人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信息，本插件上的显示窗口采用四行，每行八个汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂，配置通用的键盘操作方式，使得人机对话操作方便、简单。

本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。

2主要技术指标

2.1技术参数

1）额定工作电压AC/DC80-270V

2）额定操作回路电源AC220VDC220VAC110VDC110V交直流通用

3）额定技术数据

a）交流电流：

5A或1A（订货注明）

b）交流电压：

400V或100V（订货注明）

c）频率：

50HZ

4）功率消耗

工作电源：

正常工作时,不大于5W；

保护动作时,不大于10W。

交流电流回路：

<1VA/相（IN=5A）；

<0.5VA/相（IN=1A）；

交流电压回路：

<0.5VA/相；

5）精确工作范围：

电流：

0.04In～20In

电压：

0.4V～1.2Un

频率：

0.9Fn～1.1Fn

时间：

0～100s

6）保护部分精度：

a）定值精度：

≤±5%；

b）时间精度：

<±1％整定时间+35ms

c）整组动作时间：

≤35ms；

d）频率精度：

≤0.01Hz；

6）测控部分精度：

a）交流量精度：

≤±0.2%；

b）有功无功：

≤±0.5%；

7）开关量输入：

输入类型：

无源

光电隔离输入数量：

8

工作电压：

内置DC24V

8）开出接点容量：

a）出口继电器

触点额定载流容量：

250Vac/220Vdc,5A

输出类型:

无源（空接点）

b）信号继电器：

触点额定载流容量：

250Vac/220Vdc,5A

输出类型:

无源（空接点）

9）通信接口

数目：

1

电气特性：

RS485

传输方式：

异步

通信协议：

MODBUS

地址：

1～99

波特率：

≤1Mbps

通信介质：

双绞线或光纤

2.2环境参数

2.2.1电气环境

a）.绝缘电阻

在正常试验大气条件下,装置的带电电路部分和非带电金属及外壳之间,以及电气无联系的各电路之间,用开路电压500V的兆欧表测量绝缘电阻值；正常试验大气条件下,各回路绝缘电阻应不小于100MΩ。

b）.介质强度

在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz,试验电压2000V历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象。

c）.冲击电压

在正常试验大气条件下,装置的直流输入回路、交流输入回路、信号输出触点诸回路对地以及回路之间，能承受（1.2/50）μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV，无绝缘损坏。

d）.脉冲群干扰

装置能承受GB/T14598.13-1998（idtIEC60255-22-1:

1988）规定的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验。

试验严酷等级为Ⅲ级,试验电压共模2.5Kv,差模1kV。

e）.辐射电磁场干扰

装置能承受GB/T14598.9-1995（idtIEC60255-22-3:

1989）中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验,即试验场强为10V/m。

f）.静电放电干扰

装置能承受GB/T14598.14-1998（idtIEC60255-22-2:

1996）中规定的严酷等级为IV级,即接触放电试验电压为8kV、允许偏差±5%,空气放电试验电压为15kV、允许偏差±5%的静电放电干扰试验。

g）.快速瞬变干扰

装置能按GB/T14598.10-1996（idtIEC60255-22-4:

1992）中规定的严酷等级为IV级快速瞬变干扰试验,即试验电压为4kV,允许偏差±10%。

2.2.2自然环境

工作温度：

-25℃～+70℃

存储温度：

-40～+85℃

湿度：

5～95%RH

2.2.3机械环境

a）工作条件：

能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应、冲击响应；

b）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。

二．通用型微机综合保护测控装置

注：

（线路保护测控装置、变压器测控装置、变压器后备保护装置、所用变保护测控装置、电容器保护测控装置、电容器保护测控装置及发电机后备保护装置通用于此节说明书）

1.功能配置

功能

系列

通用型微机综合保护测控装置

保

护

功

能

低压闭锁定电流速断保护

√

低压闭锁定限时电流速断保护

√

低压闭锁定时限过电流保护

√

反时限过电流（一般、非常、极端）

√

零序过流告警和跳闸（小接地系统）

√

低电压保护

√

零序过电压保护

√

过负荷保护

√

相间充电保护

√

PT断线

√

方向过流

√

过电压保护

√

负序过流保护

√

非电量保护

√

遥测

遥信

电流、电压、有功、无功、功率因数、频率

√

8路遥信量

√

事

件

记

录

保护事件

√

告警事件

√

遥信变位事件

√

操作记录事件

√

事故变位次数统计

√

控

制

就地/远方分、合闸

√

远方定值修改

√

远方保护投/退

√

操

作

箱

跳位、合位指示

√

跳、合闸电流自适应

√

控制回路断线告警

√

通讯

RS485

√

2．功能说明

2.1三段式相间过流保护

本装置设置三段相间过流保护和一段反时限过流保护,各段的投退控制定值，可独立控制各段的使用情况。

投退控制定值取值含义为：

0:

退出,1～4:

投入--1:

单纯过流，2:

低压闭锁过流，3：

复压闭锁过流，4:

方向过流

相间过流保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的保护段才投入。

2.1.1低压闭锁过流

采用线电压闭锁方式，线电压MAX（Uab、Ubc、Uca）小于相间过流低压闭锁定值，低压闭锁条件满足，开放本相的各段过流保护。

2.1.2复压闭锁过流

投入复合电压闭锁的任一段相间过流保护的电流元件起动后，才计算复合电压闭锁元件。

线电压Uab小于定值，或负序电压U2大于定值，复合电压闭锁元件动作，开放各相的各段过流保护。

2.1.3方向过流

本装置的相间方向元件采用90゜接线方式，按相连接如下表：

相间方向元件

电流

电压

A

IA

UBC

B

IB

UCA

C

IC

UAB

相间方向元件的动作区域如下图所示，最大灵敏角为－30°，动作范围为－90°～＋30°。

对近区三相短路，采用带记忆的正序电压消除电压死区。

一相方向元件判为正方向时，仅开放本相的各段过流保护。

2.1.4反时限特性

相间反时限保护特性控制字含义为：

0：

退出，1、2、3：

反时限（分别对应下面的

（1）、

（2）和（3）式）。

可选择使用下面三个标准的反时限特性之一。

反时限特性电流基准值IP为相间反时限保护电流基准定值Ii，反时限特性时间常数tP为相间反时限保护时间常数tIi。

一般反时限特性：

（1）

非常反时限特性：

（2）

极端反时限特性：

（3）

2.2过负荷保护

装置过负荷保护投退控制定值的取值含义为：

0:

退出,1～2:

投入--1:

告警,2:

跳闸

过负荷跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入；过负荷告警只需投入控制字就可以产生告警事件。

2.3相间充电保护

本装置设有相间充电保护，充电保护设有软压板,同时设有相间充电保护投退定值控制。

只有软压板和投退控制定值均为投入时，保护才投入。

相间充电保护投退定值控制取值含义如下：

0:

退出,1:

投入

当带电母线向空线路合闸充电时，若线路有故障，为维持系统稳定，需要迅速跳开线路开关。

充电保护在定值上整定的比较灵敏，延时极短，在定值上不同出线保护配合。

为避免正常运行时的系统故障使其丧失选择性而误动，充电保护只有在线路开关由分变合后开放一段时间，此时间可由用户通过充电保护自动退出时限整定，随后自动退出。

2.4相间负序过流保护

装置三相电流计算得出相间负序电流，设两段定时限相间负序过流保护，Ⅰ段可用作断相保护，Ⅱ段可用作不平衡保护。

相间负序过流保护设有软压板，负序相间过流保护软压板为退出时，两段相间负序过流保护均退出；为投入时，某段相间负序过流保护的投退控制定值为投入，该段保护才投入。

相间负序过流Ⅰ段保护投退控制定值的含义为：

0:

退出,1:

跳闸。

相间负序过流Ⅱ段保护投退控制定值的含义为：

0:

退出,1：

跳闸2:

报警。

2.5零序过流告警和跳闸保护

本装置设置零序过流告警和跳闸保护。

可以通过投退控制定值整定为告警和跳闸。

投退控制定值取值含义为：

0:

退出,1～2:

投入--1:

告警,2:

跳闸

零序过流跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.6过电压保护

装置设有过电压保护，电压取自母线PT电压过电压保护设有投退控制定值，取值含义如下：

0：

退出，1：

告警，2：

跳闸。

当max（UAB、UBC、UCA）大于整定值，过电压保护经整定延时动作。

过电压跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.7低电压保护

低电压保护投退控制定值的取值含义如下：

0：

退出，1：

失压+低电压保护，2：

经电流闭锁低电压，3：

纯低电压

失压+低电压保护的条件是:

1:

断路器在合位

2:

三个相间电压均小于低电压保护定值

3:

当U1<0.15Un,Imax<0.02In或当U1>0.15Un,U2<8V.

经电流闭锁低电压保护的条件是:

1:

断路器在合位

2:

三个相间电压均小于低电压保护定值

3:

三个电流定值均小于电流闭锁定值

纯低电压保护的条件是:

1:

断路器在合位

2:

三个相间电压均小于低电压保护定值且大于0.15Un。

2.8零序过电压保护

零序过电压投退控制字取值含义为：

0:

退出,1:

报警,2:

跳闸。

零序过电压跳闸保护设有软压板，只有软压板和投退控制定值均为投入时，相应的跳闸保护才投入。

2.9非电量保护

装置接入超高温或重瓦斯动作接点、轻瓦斯动作接点、温度高动作接点，分别设报警或跳闸控制。

若报警或跳闸控制定值整定为0，则不发信也不跳闸。

重瓦斯接点（306）闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

超高温接点（306）闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

轻瓦斯接点（307）闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

温度高接点（308）闭合后，经整定时间延时，若控制定值=1，则发出跳闸命令并发信；若控制定值=2，则发出报警信号。

非电量保护设有软压板，只有在软压板投入和相应的控制字设定正确时，相应的保护才投入。

重瓦斯和超高温对应的非电量接点都为326，所以在选择非电量保护功能时要根据变压器的特征选择其中之一，即：

油式变压器选择重瓦斯；干式变压器选择超高温。

2.12系统异常工况报警及闭锁功能

2.12.1母线PT断线报警

满足下述任一项，装置经延时10S发母线PT断线报警信号。

⑴正序电压U1<0.15Un时，任一相电流>0.04In

⑵负序电压U2>8V。

2.12.2母线PT断线闭锁有关功能

母线PT断线时，可由PT断线检测投退控制定值选择闭锁行为。

退出电压闭锁元件时，装置不必接入母线电压，整定为0，不检查PT断线。

整定为1，母线PT断线时闭锁相关的电压元件：

相间低电压闭锁元件，投入该元件的相间过流保护被闭锁。

整定为2，母线PT断线时开放相关的电压元件：

相间低电压闭锁元件，投入该元件的相间和小电流接地过流保护变为单纯的过流保护。

2.12.3控制回路断线报警

分位，合位信号开关量输入点必须接正确，如果没有检测到正常的分位合位信号时，经延时报警。

3．装置整定

装置整定包括软压板、装置定值和装置参数等三方面，见3.1、3.2和3.3节。

整定应遵循有关规程，本装置有特殊要求者见有关注释。

装置参数中无特殊需要者，可取表中列出的缺省值。

不用的保护功能，应将其控制定值设为0—退出。

3.1装置软压板整定

序号

软压板

序号

软压板

1

三段相间过流保护

8

零序过压保护

2

过负荷

9

重瓦斯保护

3

手合充电保护

10

超高温保护

4

负序过流保护

11

轻瓦斯保护

5

零序过流保护

12

温度高保护

6

过电压保护

13

7

低电压保护

14

注：

1.软压板只有两个取值：

投入、退出。

装置出厂时，软压板均整定为退出。

3.2装置定值整定

定值整定单

序号

名称

整定范围

步长

备注

1

相

间

过

流

保

护

Ⅰ段

电流速断保护投退控制

0:

退出1:

单纯过流2:

低压闭锁过流

3:

复合电压闭锁过流4:

方向过流

2

电流速断保护定值

0.5～99.99A

0.01A

3

电流速断保护延时定值

0～10.00S

0.01S

4

Ⅱ段

限时速断保护投退控制

0:

退出1:

单纯过流2:

低压闭锁过流

3:

复合电压闭锁过流4:

方向过流

5

限时速断保护定值

0.5～99.99A

0.01A

6

限时速断保护延时定值

0～10.00S

0.01S

7

Ⅲ段

过流保护投退控制

0:

退出1:

单纯过流2:

低压闭锁过流

3:

复合电压闭锁过流4:

方向过流

8

过流保护定值

0.5～99.99A

0.01A

9

过流保护延时定值

0～99.99S

0.1S

10

反时限

相间反时限保护特性控制字

0:

退出1:

一般2:

非常3:

极端

11

相间反时限保护电流基准值

0.5～99.99A

0.01A

12

相间反时限保护时间常数

0～99.99S

0.01S

13

公共定值

PT断线检测投退控制

0:

退出,1:

PT断线闭锁电压元件,

2:

PT断线开放电压元件

14

相间过流低压闭锁定值

2～150V

0.1V

15

负序电压闭锁定值

0～60V

0.1V

16

过负荷

保护

过负荷保护投退控制

0:

退出,1:

告警2:

跳闸

17

过负荷电流定值

0.5～99.99A

0.01A

实际值=设定值X10S

18

过负荷延时定值

0～99.99S

0.01S

19

充电保护

充电保护自动退出时限

0～10.00S

0.01S

20

相间充电保护投退控制

0:

退出,1:

投入

21

相间充电电流定值

0.5～99.99A

0.01A

22

相间充电延时定值

0～10.00S

0.01S

23

负序过

流保护

Ⅰ段

负序过流保护Ⅰ段投退控制

0:

退出,1:

投入

24

负序过流保护Ⅰ段电流定值

0.5～99.99A

0.01A

25

负序过流保护Ⅰ段延时定值

0～99.99S

0.01S

26

Ⅱ段

负序过流保护Ⅱ段投退控制

0:

退出,1：

跳闸2:

告警

27

负序过流保护Ⅱ段电流定值

0.5～99.99A

0.01A

28

负序过流保护Ⅱ段延时定值

0～99.99S

0.01S

29

零序过流

零序告警或跳闸投退控制

0:

退出,1:

告警2:

跳闸

30

零序电流定值

0.1-6.00A

0.01A

31

零序延时定值

0～99.99S

0.1S

32

过电压保护

过电压告警或跳闸投退控制

0:

退出,1:

告警2:

跳闸

33

过电压线电压定值

20～150V

0.1V

建议取值100V-150V

34

过电压延时定值

0～99.99S

0.01S

35

低电压保护

低电压保护跳闸定值

0:

退出,1:

失压保护2:

经电流闭锁低电压3:

低电压保护

36

低电压线电压定值

10～100V

0.1V

37

低电压保护延时定值

0～99.99S

0.01S

38

低电压电流闭锁值

0.5～10.00A

0.01A

39

零序过压保护

零序过压告警或跳闸投退控制

0:

退出,1:

告警2:

跳闸

40

零序过压保护电压定值

0.1～200V

0.1V

41

零序过压保护延时定值

0～99.99S

0.01S

42

非电量

保护

重瓦斯跳闸或告警投退控制

0:

退出,1:

跳闸2:

告警（油式变压器用）

43

重瓦斯延时定值

0～99.99S

0.01S

2.建设项目环境影响评价文件的报批时限

44

超高温跳闸或告警投退控制

0:

退出,1:

跳闸2:

告警（干式变压器用）

环境敏感区，是指依法设立的各级各类自然、文化保护地，以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域。

45

2.环境影响报告表的内容超高温延时定值

（一）环境影响经济损益分析概述0～99.99S

0.01S

46

轻瓦斯跳闸或告警投退控制

（2）规划实施中所采取的预防或者减轻不良环境影响的对策和措施有效性的分析和评估；0:

退出,1:

跳闸2:

告警

一、环境影响评价的发展与管理体系、相关法律法规体系和技术导则的应用47

轻瓦斯延时定值

（五）建设项目环境影响评价文件的审批0～99.99S

0.01S

表二：

项目地理位置示意图和平面布置示意图；

48

温度高跳闸或告警投退控制

0:

退出,1:

跳闸2:

告警

49

温度高延时定