MCPR31C电容器保护测控装置技术说明书V10101.docx
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MCPR31C电容器保护测控装置技术说明书V10101
珠海万力达电气股份有限公司
MCPR-31C电容器保护测控装置
技术使用说明书
编制：
校核：
审批：
文件编号：
WLD[K]-JY-266-2011版本号:
V1.01.01
出版日期：
2011年12月
版权所有：
珠海万力达电气股份有限公司
注：
我公司保留对此说明书修改的权利。
如果产品与说明书有不符之处，请您及时与我公司联系，我们将为您提供相应的服务。
技术支持电话：
0756-3395398传真：
0756-3395500
前言
1.型号说明
MCPR-31C系列保护结构型式为C型,MCPR-31C可支持A、B、C三相电流保护，也可支持两相电流保护。
定货时，请声明。
2.引用标准
《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》DL478-2001
《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285-2006
《电力装置的继电器保护和自动装置设计规范》GB50062-92
《继电保护和安全自动装置基本实验方法》GB/T7261-2008
3.使用注意事项
✓装置通电前，必须进行外观检查，保证面板完好无划痕、紧固螺钉无松动、装置可靠接地、各插件紧固螺丝拧紧以及端子接触良好。
✓装置加上电源后，面板上“运行”指示灯应该闪烁、液晶循环显示保护、测量等运行数据。
✓装置内部的操作回路只适用于直流电源，若为交流电源，须经整流滤波后接入。
✓禁止带电插拔各插件板，否则损坏装置。
✓禁止装置在带一次设备运行中，进行开出实验。
2.3不平衡电流保护5
2.4不平衡电压保护5
2.5过压保护5
2.7本体保护6
2.8PT断线监视6
2.9故障录波6
3装置参数及定值设置说明7
3.1系统参数7
3.2定值清单8
4.2开入量检验11
4.3开出量检验11
附录1：
装置端子图19
1.产品说明
1.1适用范围
MCPR-31C电容器保护测控装置主要适用于110kV及以下电压等级的不接地系统、电阻接地系统中所装设的单Y、双Y、Δ接线的并联电容器组的综合保护、测量与控制，可就地安装也可集中组屏安装。
1.2功能及特点
1.2.1保护功能
✓两段定时限过流保护
✓零序过流保护
✓不平衡电流保护
✓不平衡电压保护
✓过压保护
✓失压保护
✓本体保护
✓PT断线监视
1.2.2辅助功能
✓谐波频谱分析
✓交流采样相位显示
✓小电流选线
✓故障录波（comtrade数据格式）
✓积分电度
✓装置自检故障告警
✓保护定值远方召唤和修改
✓一路可编程4～20mA输出（选配定货声明，注①）
1.2.3测控功能
✓遥测量：
电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率等
✓遥信量：
装置共有12路开入量，其中：
9路为外部采集，3路为内部采集
1.2.4通讯功能
✓两路标准RS485多机通讯端口（选配定货声明，注①）
✓支持单网、双网通讯，能够完全实现网络的冗余互备
✓IEC60870-5-103标准通信规约
注①：
第二路RS485选配与4～20mA输出只能选配其一
1.2.5装置特点
✓采用了工业微处理器，集成度高、功能强、速度快
✓实时多任务操作系统及C++编程技术，可实现在线编程
✓液晶汉字显示
✓具有电能质量分析功能，具有完善的谐波分析功能
✓集成了完善的表计功能，具有计量功能
✓硬件互换性好，方便用户维护及减少备件的数量
✓可就地安装在开关柜上或集中组屏
1.2.6主要技术参数
✓额定数据
装置电源：
DC/AC86～265V
操作电压：
DC220V或DC110V（注②）
交流电压：
100/
V或100V
交流电流：
5A或1A
频率：
50Hz
✓功率消耗
直流回路：
＜5W（正常工作时）；＜85W（保护动作时）。
交流电压回路：
＜0.5VA/相
交流电流回路：
＜1VA/相（In=5A）；＜0.5VA/相（In=1A）。
✓过载能力
交流电压：
1.2倍额定电压连续工作
测量电流：
1.2倍额定电流连续工作
保护电流：
2倍额定电流连续工作
10倍额定电流，允许10s
40倍额定电流，允许1s
✓定值整定范围及误差
定值最大整定范围：
电压元件：
1V～120V
电流元件：
0.1In～20In
频率：
45.00Hz～55.00Hz
时间元件：
0.00s～100.00s
定值误差：
电流及电压定值：
≤±3%整定值
频率定值：
≤±0.01Hz
角度定值：
≤±2°
注②：
无直流操作电源情况下，可采用自产DC24V方式，但定货前请声明
固有动作时间：
1.5倍整定值时，不大于45ms。
其他时间：
动作时间±40ms
✓测量精度
交流电流：
0.2级
交流电压：
0.2级
功率：
0.5级
积分电度：
1级（有功），2级（无功）
频率：
≤±0.01Hz
SOE分辨率：
≤2ms
4～20mA直流量输出：
≤±1%
✓跳、合闸出口接点容量
可长期接通DC250V，8A。
✓环境条件
环境温度：
工作：
-20℃～+55℃。
储存：
-25℃～+70℃，相对湿度不大于80%，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内；在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆转的变化，温度恢复后，装置应能正常工作。
相对湿度：
最湿月的月平均最大相对湿度不大于90%，同时该月的月平均最低温度不低于25℃且表面不凝露。
最高温度为+40℃时，平均最大湿度不超过50%。
大气压力：
80kPa～110kPa（相对海拔高度2km以下）。
1.2.7硬件结构
装置采用4U、19/4英寸标准机箱，铝合金外壳，整体嵌入式安装。
◆外型尺寸及安装开孔图
结构外型尺寸图结构安装开孔图
2.原理说明
2.1两段定时限过流保护
本装置设两段定时限过流保护，各段电流定值和时限定值可单独整定，分别设置整定控制字控制这两段保护的投退，保护动作逻辑如图2-1。
图2-1定时限过流保护动作逻辑图
2.2零序过流保护
设置一段零序过流保护，可设置为跳闸或告警。
当零序过流保护和零序过流跳闸同时投入，则零序过流保护动作于跳闸；若只投入零序过流保护，零序过流跳闸退出，则零序过流保护动作于告警。
保护动作逻辑如图2-2。
对于不接地系统，在系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性。
装置通过通讯上传零序电流的幅值和方向，由上位机进行小电流接地选线。
图2-2零序过流动作逻辑
2.3不平衡电流保护
为了反应电容器组中电容器的内部击穿，设置不平衡电流保护，保护动作逻辑如图2-3。
图2-3不平衡电流动作逻辑
2.4不平衡电压保护
保护动作逻辑如图2-4。
图2-4不平衡电压动作逻辑
2.5过压保护
为防止系统稳态过电压造成电容器损坏，设置过压保护，可设置为跳闸或告警。
当过压保护和过压保护跳闸同时投入，则过压保护动作于跳闸；若只投入过压保护，过压保护跳闸退出，则过压保护动作于告警。
保护动作逻辑如图2-5。
Umax=Max{Uab，Ubc，Uca}。
图2-5过压保护动作逻辑
2.6失压保护
为防止系统故障、母线失电源后，线路重合又使母线重新带电，使电容器组承受合闸过电压而损坏，装置设置失压保护，保护动作逻辑如图2-6。
当PT断线检测投入，PT断线后，PT断线直接闭锁失压保护。
失压保护经整定可选择是否经电流闭锁（电流大于定值时闭锁保护），以防止PT断线时保护误动。
Imax=Max{Ia，Ib，Ic}。
图2-6失压保护动作逻辑
2.7本体保护
装置设有重瓦斯跳闸、轻瓦斯告警、超温跳闸、温度告警4路本体保护，延时出口，延时时间和投退可单独整定。
2.8PT断线监视
母线PT断线监视：
当PT断线监视功能投入后，装置时刻监视PT的状态，PT断线判别条件为：
①最大相间电压小于30V，且最大相电流大于0.1In
②负序电压大于8V
③PT断线未报警时，最大相电流小于1.2In
当满足条件①或②，且同时满足③时，经3s延时报PT断线。
PT断线经10s延时返回。
PT断线后，PT断线瞬间闭锁失压保护。
2.9故障录波
记录装置采入的各保护电压和电流波形数据，具体请参照通讯发码表。
3.装置参数及定值设置说明
3.1系统参数
参数名称
范围
说明
定值区号设置
定值区号
0-7
整定级差:
1（出厂设为0）
通讯设置
RS485地址
1-99
整定级差:
1（出厂设为1）
RS485波特率
0-2
整定级差:
1（出厂设为1）
0：
4.8KB；1：
9.6KB；2：
19.2KB；
基本参数设置
额定电流二次值（In）
0-1
整定级差:
1（出厂设为0）00：
5A；01：
1A
PT变比
1-1500
整定级差:
1（出厂设为1）
CT变比
1-5000
整定级差:
1（出厂设为1）
CT接线方式
0-1
整定级差:
1（出厂设为0）00：
三相；01：
两相
PT接线方式
0-1
整定级差:
1（出厂设为0）00：
Y-Y；01：
V-V
谐波监视通道选择
0-12
谐波计算选择对应的参考量：
0：
谐波计算功能退出
1:
Ia,2:
Ib,3:
Ic,4:
I0,5:
IA,6:
IB,7:
IC,8:
Ua,9:
Ub,10:
Uc,11:
UP，12：
IP
故障录波
0-1
整定级差:
1（出厂设为0）00：
退出；01：
投入
中性点接地方式
0-1
00：
不接地、01：
电阻接地
D/A通道设置
DA通道选择
0-12
选择DA输出对应的参考量：
0:
无D/A输出
1:
IA,2:
IB,3:
IC,4:
Ua,5:
Ub,6:
Uc,7:
Uab,8:
Ubc,9:
Uca,10:
P,11:
Q
电压参考量：
0—120V对应4mA—20mA，
额定5A：
（1A相应缩小5倍）
电流参考量：
0—6A对应4mA—20mA，
功率参考量：
0—1000W对应4mA—20mA。
DA调节系数
0.5-1.5
调整D/A通道（4-20mA）参数
脉冲电度设置
正向有功电度
0-4294967.295kWh
整定级差:
0.001
按“确认”保存，并返回上级菜单
正向无功电度
0-4294967.295kvh
负向有功电度
0-4294967.295kWh
负向无功电度
0-4294967.295kvh
分闸次数清零
按“确认”键保存，并返回上级菜单
通道系数设置
通道数据1～12
0.5-5
整定级差:
0.001（出厂设为1）
通道数据1-12分别对应为模拟量1-12的通道系数
3.2定值清单
定值名称
范围
说明
保护投退字
速断保护
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过电流保护
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
零序过流保护
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
零序过流跳闸
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过压保护
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过压跳闸
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
失压跳闸
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
失压电流闭锁
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
重瓦斯跳闸
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
轻瓦斯告警
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
超温跳闸
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
温度告警
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
PT断线检测
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
不平衡电压保护
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
不平衡电流保护
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
两段定时限过流保护
速断电流定值
（0.1－20）In
整定级差:
0.01A（出厂设为20In）
过电流定值
（0.1－20）In
整定级差:
0.01A（出厂设为20In）
速断延时
0.00-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
过电流延时
0.00-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
零序过电流保护
零序过流定值
0.00-100.00A
整定级差:
0.01A（出厂设为2A）
标准产品按中性点不接地系统设计，如遇其他方式，订货时请注明。
零序过流延时
0.00-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
过电压保护
过压保护电压
50－120V
整定级差:
0.01V（出厂设为50V）
过压保护延时
0.0-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
失压保护
失压保护电压
5－100V
整定级差:
0.01V（出厂设为50V）
失压电流闭锁值
0－10.00A
整定级差:
0.01A（出厂设为2A）
失压保护延时
0.50-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
本体保护
重瓦斯跳闸延时
0.0-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
轻瓦斯告警延时
0.0-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
超温跳闸延时
0.0-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
温度告警延时
0.0-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
不平衡电压保护
不平衡电压定值
2－100V
整定级差:
0.01V（出厂设为100V）
不平衡电压延时
0.00-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
不平衡电流保护
不平衡电流定值
（0.1－20）In
整定级差:
0.01A（出厂设为20In）
不平衡电流延时
0.00-100.00s
整定级差:
0.01s（出厂设为100s）
4.开入开出及模拟量说明
4.1模拟量的监测
在【状态显示】菜单项中的【保护数据显示】、【测量数据显示】、【脉冲电度】菜单下，对模拟量进行监测，可以通过“”、“”键进行翻页查看。
装置出厂精度已经调准。
保护电流以2倍额定电流调准，测量电流以1倍额定电流调准。
清单及说明如下：
模拟量端子
模拟量名称
检查方法
端子D01、D02
保护A相电流（Ia）
加2倍额定，显示偏差不超过1%
端子D03、D04
保护B相电流（Ib）
加2倍额定，显示偏差不超过1%
端子D05、D06
保护C相电流（Ic）
加2倍额定，显示偏差不超过1%
端子D07、D08
零序电流（I0）
加1安培，显示偏差不超过0.2%
端子D09、D10
测量A相电流（IA）
加1倍额定，显示偏差不超过0.2%
端子D11、D12
测量B相电流（IB）
加1倍额定，显示偏差不超过0.2%
端子D13、D14
测量C相电流（IC）
加1倍额定，显示偏差不超过0.2%
端子D15、D16
A相电压（Ua）
加50V，显示偏差不超过0.2%
Uab
F系统频率
加50V50Hz，显示偏差不超过±0.01Hz
端子D17、D18
B相电压（Ub）
加50V，显示偏差不超过0.2%
端子D19、D20
C相电压（Uc）
加50V，显示偏差不超过0.2%
端子D21、D22
不平衡电压（Up）
加50V，显示偏差不超过0.2%
端子D23、D24
不平衡电流（Ip）
加2倍额定，显示偏差不超过1%
端子D09、D10；D13、D14按极性加入电流；D15、D16；D17、D18；D19、D20按极性加入电压
三相有功功率
电流加入1倍额定，线电压加100V
改变相位角，功率显示偏差不超过0.5%
端子D09、D10；D13、D14按极性加入电流；D15、D16；D17、D18；D19、D20按极性加入电压
三相无功功率
电流加入1倍额定，线电压加100V
改变相位角，功率显示偏差不超过0.5%
4.2开入量检验
在【状态显示】菜单项中的【开入量】菜单下，对开入量进行检验，可以通过“”、“”键进行翻页查看。
开入量端子
开入量名称
检查方法
A11
公共端
（用于DC220V和DC110V
外接电源负极接入）
开入量可外接220V或110V直流电源，将负极接入A11端子，用正极接入A12～A20端子，在【状态显示】的【开入量】菜单下可以看到开入量的分合状态。
本装置也提供了24V直流电源，若使用此自产电源，可用A11端子引出线接A12～A20端子，在【状态显示】的【开入量】菜单下可以看到开入量的分合状态。
“跳闸输入”、“合闸输入”、“操作回路”三个开入量采自操作回路中，用来监测操作回路的状态，试验时，将负控电源接入端子B19（-KM），正控电源分别接入B15（合闸入）、B17（跳闸入），在【开入量】菜单中可以看到状态变化；将正控电源接入端子B20（+KM），负控电源接入合位监视端子B13或跳位监视端子B14，在【开入量】菜单中可以看到操作回路分合状态。
对于开入量的电源选择，请在订货中声明，标准配置外接DC220V方式。
A12
断路器位置
A13
小车工作位置
A14
小车试验位置
A15
接地刀位置
A16
弹簧未储能
A17
重瓦斯跳闸
A18
轻瓦斯告警
A19
超温跳闸
A20
温度告警
操作回路中的开入量
跳闸开入
合闸开入
回路断线
A11
自产直流24V正极
4.3开出量检验
在【开出试验】菜单项中，对开出进行监测，可以通过“”、“”键进行翻页。
开出端子
开出名称
检验方法
A06-A07
故障信号
进入分合闸操作菜单，用“+”、“-”键进行分合操作，测量所对应的端子，则导通。
A06是A07、A08、A09、A10出口的公共端，其中A06-A10是开出接点4与电源消失的共用出口，二者可选其一，请在订货中声明选择此出口的方式。
LED控制用于检测信号灯和液晶屏幕。
A06-A08
动作信号
A06-A09
告警信号
A06-A10
电源消失（备用开出）
B01-B02
保护跳闸
B03-B04
备用出口
B05-B06
遥控分闸
B07-B08
遥控合闸
LED控制
注意：
A06-A10默认为电源消失信号，软件不可控。
装置投入后禁止做开出实验!
5.操作说明
5.1装置面板示意图
128*64点阵液晶显示（液晶在无键盘操作一段时间后自动熄灭，当按动任意键、保护跳闸或告警时，液晶自动点亮。
）
信号指示灯：
运行、通讯、动作、告警、本体、故障（装置故障）。
键盘：
、、、、取消、-、+、确认
5.2键盘使用及液晶显示说明
装置正常运行时，循环显示测量电流、功率、时间，按“确认”键进入主菜单，主菜单为树形结构多级菜单，按“”“”键移动光标选择相应的条目，按“确认”键可进入该条目，如果按“取消”键则返回上一级显示画面。
如下一级画面仍为菜单选择，可继续按“”“”键选择相应的条目，按“确认”键进入再下一级画面，按“取消”键返回上一级菜单，如无菜单选择画面，必须按“取消”键返回上一级菜单。
下图中间为主菜单，两边为所对应条目的子菜单。
主界面循环显示一次运行参数，一次电流最大显示6000.0A，对额定电流5A系统，CT变比整定不得超过2000。
一次功率显示，功率大于1000kW时，显示单位为MW，否则显示kW。
1．状态显示
保护数据
测量数据
开入量
积分电度
相角显示
谐波数据
分闸统计
4．开出试验
故障信号
动作信号
告警信号
备用信号
保护跳闸
备用出口
遥分出口
遥合出口
LED控制
主菜单
1·状态显示
2·信号复归
3·报告显示
4·开出试验
5·系统参数
6·定值整定
7·时间设置
8·口令设置
9·版本信息
2．信号复归
确认
3．报告显示
跳闸报告
遥信报告
事件报告
5．系统参数
定值区号设置
通讯设置
基本参数设置
DA输出设置
积分电度设置
分闸次数清零
6．定值整定（注1）
保护投退
……
注：
详细定值菜单请参照具体保护定值表
请输入口令
□□□□
7．时间设置
日期：
□□-□□-□□
时间：
□□:
□□:
□□
微机保护V6.00
型号：
M□PR-31C
ID号：
□.□□.□□
CRC：
□□□□□□□□H
注1：
定值整定菜单详见具体装置描述。
注2：
系统参数中的基本参数以及DA输出设置，不同的装置有不同的基本参数设置，详见具体装置描述。
注3：
定值整定菜单详见具体装置描述。
✓状态显示
【状态显示】菜单包括保护数据、测量数据、开入量、积分电度、相角、谐波数据和分闸次数统计7个子菜单，显示内容的说明如下：
1.1保护数据↑↓
Ia=□□□·□□A
Ib=□□□·□□A
Ic=□□□·□□A
Uab=□□□·□□V
Ubc=□□□·□□V
Uca=□□□·□□V
U2=□□□·□□V
I0=□□·□□□A
……
保护CT二次的电流值
PT二次的线电压值
负序电压
零序电流
电压与电流夹角的余弦函数，－90°<φ<90°时COSφ为正；90°<φ<270°时COSφ为负
PT二次的相电压值
1.2测量数据↑↓
IA=□□□·□□A
IB=□□□·□□A
IC=□□□·□□A
Ua=□□□·□□V
Ub=□□□·□□V
Uc=□□□·□□V
P=□□□□·□W
Q=□□□□·□var
Cosφ=□·□□□
……
测量CT二次的电流值
折算到PT、CT二次的无功功率
折算到PT、CT二次的有功功率
1.3开入量↑↓
断路器位置：
□
小车工作位置：
□
小车试验位置：
□
接地刀位置：
□
弹簧未储能：
□
重瓦斯跳闸：
□
轻瓦斯告警：
□
超温跳闸：
□
温度告警：
□
……
显示“合”时，表示断路器处于合位状态；显示“分”时，表示断路器处于分位状态。
注：
断路器位置与保护逻辑有关，位置固定。
显示“合”时，表示小车处于工作位置
显示“合”时，表示小车处于试验位置
显示“合”时，表示处于合位状态
显示“合”时，表示储能未完成
1.4积分电度↑↓
＋□□□□□□□·□□□kWh
＋□□□□□□□·□□□kvh
－□□□□□□□·□
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