微机综合测控装置说明书.docx
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微机综合测控装置说明书
095
AM5系列
微机保护测控装置
安装使用说明书V1.0
安科瑞电气股份有限公司
申明
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第一章使用说明
1装置介绍
1.1概述
AM系列保护测控装置集保护、测量、控制于一体，适用于35kV及以下电压等级的用户终端变电站，可实现用户变电站的全面保护和测控。
应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。
保护装置采用先进成熟可靠的保护原理和算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，通讯采用冗余设计。
装置具备独立的高精度电流测量回路，16路开关量采集和10继电器输出，并且能与Acrel-2000电力监控软件配合，可以实现无人值班的终端用户变电站配电自动化系统。
1.2特点
Ø成熟完善的保护功能：
保护装置针对不同一次设备可以灵活配置不同的保护功能，可以实现35kV以下电压等级变配电站全面保护测控功能，适用于线路、母联、10kV变压器、高压电动机、高压电容器等设备的保护和自动控制功能。
Ø高性能硬软件平台：
AM系列保护测控装置采用高性能的硬件平台，全部采用工业级元器件，专业的EMC设计，配合完善的在线自检测试程序，采用高性能处理器作为保护CPU，配置以大容量的RAM和Flash，使本产品具有极强的数据处理、逻辑运算和信息存储能力。
Ø人性化：
装置采用全汉化大屏幕液晶显示，人机界面清晰易懂；
灵活、舒适的按钮设计，菜单式操作简单、便捷；
配备的计算机界面的调试与分析软件，调试及维护简单方便。
Ø丰富的接口资源：
8路交流电流、4路交流电压通道；
16路开关量输入通道（交直流两用）、10路开关量输出通道；
2个RS485通讯接口、1个RS232维护口、1个IRIG-B对时口。
Ø灵活方便的接线方式：
AM5的4路交流电压输入可接相电压，也可接线电压或零序电压或不平衡电压，适应各种PT接线方式。
保护电流和测量电流可分别接三相电流；另外两个交流电流通道可以接零序电流、不平衡电流或者接线路电流。
Ø透明化：
实时记录交流量、开入量、开出量和所有保护模块的状态；
记录保护内部各元件动作行为、动作时间和录波数据。
Ø强大的图形可编程：
采用全图形化编程技术，可以根据需要对装置进行逻辑编程，满足多数用户的要求。
如果保护装置在使用过程中需要更换保护功能，只需通过装置的维护端口更新内置逻辑图即可，实现方式简单灵活。
Ø高可靠性设计：
通过7项电磁兼容检测认证，电快速瞬变脉冲群、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到最高等级标准。
Ø开放性：
装置内置两种通讯规约：
Modbus-RTU和IEC60870-5-103，两种方式可以通过选择组合，支持双网冗余。
可实现远方定值修改和切换、事件记录及录波数据上传、压板遥控投退和遥测、遥信、遥控跳合闸。
1.3装置功能对照表
用途
型号
功能
线路
保护
电容器保护
电动机保护
<2000kW
厂用变保护
母联保护及备自投
PT监测
AM5-F
AM5-C
AM5-M
AM5-T
AM5-B
AM5-U
电流采集
8
8
8
8
5
0
电压采集
4
4
4
4
6
4
开关量采集
16
16
16
16
16
16
继电器输出
10
10
10
10
10
10
保护功能
三段过流保护
√
√
两段过流保护
√
√
√
两段I01过流
√
√
√
√
两段I02过流
√
√
反时限过流保护
√
√
√
√
√
I01反时限过流保护
√
I02反时限过流保护
√
过负荷告警
√
√
√
过负荷跳闸
√
√
√
控制回路断线告警
√
√
√
√
√
低电压保护
√
√
PT断线告警
√
√
√
√
√
√
三相一次重合闸
√
低频减载
√
后加速过流
√
√
过电压告警
√
过电压跳闸
√
堵转保护
√
欠电压保护
√
不平衡电压保护
√
不平衡电流保护
√
零序过压保护
√
零序过压告警
√
√
非电量保护
√
√
√
启动时间过长
√
热过载保护
√
负序过流（两段/反时限）
√
进线备投/母联备投
√
通讯规约
ModBus-RTU
√
√
√
√
√
√
IEC60870-5-103
■
■
■
■
■
■
辅助功能
故障录波
■
■
■
■
■
■
IRIG-B对时
■
■
■
■
■
■
注：
√表示具备此功能，■表示可选功能，空白表示无此功能。
1.4装置选型表
注：
1）当保护装置电源使用交流电源时，保护的防跳回路可不选，断路器须自带防跳功能。
2）当通讯协议选择3双网冗余配置时须注明第一路与第二路通讯的通讯协议
2技术参数
2.1额定参数
2.1.1工作电源
额定电压：
AC220V，或DC220V，或DC110V
范围：
额定电压×（1±20%）
最大功耗：
≤10W（直流）
2.1.2输入激励电压
额定值：
AC100V或100/
V
测量范围：
1～120V
准确度：
±0.5%
功率损耗：
每相功率损耗不大于0.5VA
过载能力：
1.2倍额定电压，连续工作；
2倍热过载，允许10s。
2.1.3输入激励电流（保护电流）
额定值：
AC5A或1A
测量范围：
0.04In～15In
功率损耗：
每相功率损耗不大于0.5VA
过载能力：
2倍额定电流，连续工作；
40倍额定电流，允许1s。
2.1.4频率
额定频率：
50Hz
频率范围：
45～55Hz
准确度：
±0.1Hz
2.1.5开关量输入
额定电压：
AC220V，或DC220V，或DC110V
电压范围：
额定电压×（1±20%）
功率消耗：
每通道功率消耗≤1W（DC220V）
2.1.6开关量输出
机械寿命：
≥10000次
接通容量：
≥1000W，L/R=40ms
导通电流：
连续≥5A，短时（200ms）≥30A
断开容量：
≥30W，L/R=40ms
2.2主要技术性能
电压元件：
整定值容许误差应不大于±3%；过压返回系数0.95，欠压返回系数1.05；
电流元件：
整定值容许误差应不大于±3%；过流返回系数0.95，欠流返回系数1.05；
频率元件：
整定值容许误差应不大于±0.02Hz；
比较元件：
返回系数为0.95；
反时限元件：
反时限动作时间±5%或±40ms；返回系数：
0.95；
时间元件：
延时时间2s内误差≤40ms；延时时间大于2s，误差≤（1%）整定值±40ms。
2.3正常工作环境条件
环境温度：
-10℃～＋55℃；
装置的贮存、运输允许的环境温度为-25℃～＋70℃；
相对湿度：
5％～95％（产品内部不凝露，不结冰）；
海拔高度：
≤4000m。
2.4绝缘性能
绝缘电阻：
>100MΩ，500Vdc
介质强度：
回路和地之间，独立回路之间：
工频耐压2KV
冲击电压：
±5KV（1.2/50μs，0.5J）
2.5电磁兼容性能
试验项目
要求
1
电快速瞬变脉冲群抗扰度
满足GB/T14598.10－2012规定的A级试验
2
静电放电
满足GB/T14598.14－2010规定的Ⅳ级试验
3
浪涌抗扰度
满足GB/T14598.18－2012规定的III级试验
4
工频抗扰度
满足GB/T14598.19－2007规定的A级试验
5
射频场感应的传导骚扰度
满足GB/T14598.17－2005规定的III级试验
6
1MHz脉冲群干扰
满足GB/T14598.13－2008规定试验
（共模2.5KV，差模1KV）
7
辐射电磁场骚扰
满足GB/T14598.9－2010规定的Ⅲ级试验
3装置操作说明
3.1前面板说明
AM5的人机交互主要在面板上进行，包括四个部分：
液晶显示、LED灯指示、按键和RS232（DB9）维护口。
液晶显示屏采用256*160点阵，可以显示测量电流、电压、功率等电参量实时值，遥信量，事件记录，装置参数，定值参数，时间，装置版本号信息等。
LED灯用来指示AM5的运行状态、保护动作等信息，具体指示内容可根据用户需要进行任意配置，图3.1中为出厂默认配置。
图3.1AM5前面板
3.2按键说明
按键包括上、下、左、右、确认键、返回键及功能键，实现人机交互功能。
表3.2AM5按键功能说明
按键
主要功能
按键
主要功能
主菜单
向上移动选项或数字增大
复归
向下移动选项或数字减小
返回
向左移动选项或页面前翻
确认
向右移动选项或页面后翻
事件记录查看
保留
3.3菜单说明
装置上电即进入主界面，主界面分三个界面显示：
运行界面、遥测量界面、遥信量界面。
各个界面之间可以通过左右键来切换显示。
图3.2运行界面图3.3遥测量界面图3.4遥信量界面
3.3.1快速导航
AM5菜单为多级菜单，在任一幅主界面里按“主菜单”键或者“确认”键即进入主菜单，主菜单分为8个子菜单，如图3.5，由子菜单名称、图标构成。
选定任一子菜单后按“确认”键进入菜单，按“返回”键返回上级菜单。
图3.6为AM5的快速导航示意图，可以依据该图迅速查找相关参数。
图3.5主菜单
图3.6快速导航示意图
图3.7液晶背光时间设置图3.8数据保存提示
3.3.3定值
“定值”菜单里有定值显示、定值修改、定值切换三个子菜单，如图3.9。
3.3.3.1定值显示
“定值显示”菜单中有选择定值区、运行定值区两个子菜单。
选择定值区里有四组有效定值，分别为00、01、02、03四个区号，选择相应区号，如图3.10，按“确认”键进入定值显示。
所有定值分页显示，按左右键可分页查看，如图3.11。
运行定值区里显示装置当前运行的定值区。
图3.9定值菜单图3.10设置选择定值区图3.11定值显示
3.3.3.2定值修改
“定值修改”菜单有选择定值区、运行定值区两个子菜单，该菜单初始密码为“1000”。
在选择定值区内设置需修改的定值区号，按“确认”键进入定值修改界面。
这里分页显示所有定值信息，可通过上下左右键选择需修改的定值，先按“确认”键，再按上下键设置修改内容，如图3.13。
修改完成后，按“确认”键确定，再对下一个需修改的定值进行修改，待全部定值修改完成后，再按“返回”键退出，这时若数据有改动，则装置会弹出同图3.8所示的数据保存对话框，按“确认”键保存修改并返回定值管理菜单，按“返回”键不保存且返回定值管理菜单。
运行定值区只显示装置当前运行的定值区号，这里不做修改。
图3.12输入密码对话框图3.13定值修改图3.14定值切换
3.3.3.3定值切换
“定值切换”菜单有切至定值区、运行定值区两个子菜单，该菜单初始密码为“1000”。
切至定值区内有00-03四个有效定值区可供切换，设置好后，按“确认”键确定，再按“返回”键返回主菜单。
运行定值区将显示当前运行的定值区号，如图3.14。
3.3.4调试
“调试”菜单为出厂前测试装置使用，不对用户开放。
3.3.5记录
“记录”菜单中可以查看事件记录、出错记录两类信息。
3.3.5.1事件记录
“事件记录”菜单可显示事件序号、事件总数、事件代码、事件发生时间、时间名称、动作类型动作或告警等信息。
如果是保护动作引起事件记录，还会记录事件发生时刻动作元件动作值和时间，如图3.15所示。
装置最多可保存大于200条事件记录。
3.3.5.2出错记录
“出错记录”菜单可显示出错序号、出错总数、出错时间、出错名称、出错码等信息，如图3.16所示。
装置可保存大于200条记录。
图3.15事件记录画面图3.16出错记录画面
3.3.6通讯
“通讯”菜单可设置通讯地址及波特率，如图3.17。
通讯参数可从下表选择参数进行设置。
设置完成后先按“返回”键退出，然后按“确认”键保存后再按“返回”键返回主菜单。
图3.17通讯设置界面
设置量
参数
装置地址
0～255
比特率
4800、9600、19200、57600、115200
数据位
8、9
停止位
1、2、1.5
校验方式
有检验、无校验
规约选择
MODBUS、IEC103
表3.3通讯参数设置
3.3.7控制
“控制”菜单为出厂前测试装置使用，不对用户开放。
3.3.8时间
“时间”菜单用于修改时钟。
如图3.18，时间设置完成后按“确认”键即修改成功，再按“返回”键返回主菜单。
3.3.9信息
“信息”菜单可显示本装置基本信息包括装置名称、版本号、校验码、硬件配置时间、软件配置时间、保护逻辑图下载时间等，如图3.19所示。
图3.18时间设置图3.19装置信息
4装置外形尺寸及安装方法
4.1外形及开孔尺寸
4.2安装方法
AM5系列微机保护测控装置采用面板嵌入式安装，首先在屏体面上按开孔尺寸开孔，如图1。
再将装置按图2所示放入开孔中，直到装置面板靠住机柜的面板。
将支架放置于机柜面板的内部（上下各有一个支架），如图3，旋转4个固定螺丝，使装置牢固固定在机柜面板上，最后盖上4个翻盖即可。
5装置事件记录清单
AM5事件记录
事件代码
事件名称
事件代码
事件名称
0
过流一段保护
36
分段备投合母联
1
过流二段保护
37
分段备投跳进线1
2
过流三段保护
38
分段备投跳进线2
3
启动时过流一段保护
39
2备1跳进线1
4
运行时过流一段保护
40
2备1合进线2
5
A相反时限过流保护
41
1备2跳进线2
6
B相反时限过流保护
42
1备2合进线1
7
C相反时限过流保护
43
分段复归合进线1
8
I01过流一段保护
44
分段复归合进线2
9
I01过流二段保护
45
分段复归跳母联
10
I02过流一段保护
46
2备1复归合进线1
11
I02过流二段保护
47
2备1复归跳进线2
12
I01反时限过流保护
48
1备2复归合进线2
13
I02反时限过流保护
49
1备2复归跳进线1
14
后加速过流保护
50
FC闭锁
15
重合闸
16
低频减载
17
手动合闸
18
手动分闸
19
过负荷跳闸
20
负序过流一段保护
21
负序反时限保护
80
过负荷告警
22
热过载跳闸
81
PT断线告警
23
堵转保护
82
控故障告警
24
启动时间过长保护
83
负序过流二段告警
25
低电压保护
84
热过载告警
26
欠电压保护
85
低电压告警
27
过电压保护
86
过电压告警
28
零序过电压保护
87
零序过压告警
29
不平衡电压保护
88
轻瓦斯告警
30
不平衡电流保护
89
高温告警
31
重瓦斯跳闸
90
非电量2告警
32
压力释放跳闸
91
非电量3告警
33
超温跳闸
92
分段充电完成
34
非电量1跳闸
93
进线1充电完成
35
非电量2跳闸
94
进线2充电完成
第二章技术说明
1AM5-F线路保护测控装置
1.1功能简介
保护功能
●三段式过流保护（可经低电压闭锁）
●反时限过流保护（可经低电压闭锁）
●两段式零序I01过流保护
●两段式零序I02过流保护
●重合闸
●后加速过流保护（可经低电压闭锁）
●过负荷告警
●过负荷跳闸
●低频减载
●PT断线告警
●控故障告警
●FC回路配合的过流闭锁功能
监控功能
●I，U，P，Q，PF，f等电参量测量
●16路开关量输入采集
●10路继电器输出
通讯功能
●1路RS485/MODBUS-RTU
●1路RS485/IEC60870-5-103（可选）
其他功能（可选）
●故障录波功能，保护动作时启动
●IRIG-B格式对时，精度1ms
1.2保护原理
1.2.1三段式过流保护（可经低电压闭锁）
当任一相电流大于定值，经延时，装置跳闸。
三段过流保护由过流一段（瞬时速断）保护、过流二段、过流三段构成，均由独立控制字选择投退，是否需经低电压闭锁也可由相应控制字选择。
由于过流保护的动作电流是按躲过最大负荷电流整定的，为了提高过流保护在发生故障时的灵敏度和改善躲过最大负荷电流的条件，需在过流保护中加低电压闭锁条件。
当选择经低电压闭锁启动过流保护：
当有一个线电压低于低压定值且高于低压阈值时，开放过流保护出口。
若低电压闭锁条件退出，则过流保护不需要考虑电压条件。
保护逻辑见图1.1。
图1.1三段式过流保护逻辑
1.2.2反时限过流保护（可经低电压闭锁）
本装置共集成了三条特性曲线的反时限保护，用户可根据需要选择任何一种反时限特性曲线。
根据国际电工委员会（IEC255-4），装置使用下列三个标准的反时限特性曲线：
一般反时限：
非常反时限：
极端反时限：
其中
为反时限动作时间，
为反时限启动电流，
为输入电流，K为时间系数。
本装置的反时限特性曲线可以通过定值菜单里的反时限曲线类型来选择（0：
一般反时限，1：
非常反时限，2：
极端反时限）。
反时限保护可选择是否需经低电压闭锁条件，原理同三段式过流保护。
保护逻辑见图1.2。
图1.2反时限过流保护逻辑
1.2.3两段式零序I01过流保护
采用零序电流互感器获取馈线/进线的零序电流，构成馈线/进线回路的单相接地保护。
在某些不接地系统和经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，采用直接跳闸方式。
装置中设两段零序过流保护，由独立控制字选择投退，可独立设时限，保护逻辑见图1.3。
图1.3两段式零序I01过流保护逻辑
1.2.4两段式零序I02过流保护
原理同两段式零序I01过流保护。
1.2.5重合闸
装置提供三相一次重合闸功能，其启动方式有位置不对应启动和保护启动两种。
重合闸方式有不检、检无压两种。
当重合闸功能投入、断路器在合位且无其他闭锁信号时运行15秒后充电。
下列信号闭锁重合闸：
重合闸已动作、手动跳闸或遥控跳闸、弹簧未储能、闭锁重合闸投入、低频减载动作时、控制回路断线。
重合闸充电完成后，一旦保护跳闸或断路器偷跳，经过重合闸延时，重合闸启动。
重合闸启动后，根据控制字选择检无压或不检。
1）检无压重合闸条件：
线路电压≤检无压定值。
2）不检重合闸：
不判别线路电压幅值或相角，直接合闸。
1.2.6后加速过流保护（可经低电压闭锁）
当手动合闸、遥控合闸或重合闸动作时，如果遇到故障，为了能快速切除故障，装置设有加速保护。
该保护监视开关由分位变为合位后3秒钟内的电流，如任一相电流大于定值，经短延时，装置跳闸。
3秒后，后加速保护自动退出。
后加速过流保护可选择是否需经低电压闭锁条件，原理同三段式过流保护。
保护逻辑见图1.4。
图1.4后加速过流保护逻辑
1.2.7过负荷保护
装置有过负荷告警和过负荷跳闸保护，当任一相电流大于过负荷告警定值时，经延时装置发出告警信号；当任一相电流大于过负荷跳闸定值时，装置经延时跳闸。
两种保护功能由独立的控制字实现投退。
图1.5过负荷保护逻辑
1.2.8PT断线告警
装置采用两种方法识别PT断线。
方法一：
当负序电压3U2大于负序电压定值时，经延时,装置发出PT断线告警。
方法二：
当三相线电压均小于无压定值，且三相电流均大于无流定值时，经延时，装置发出PT断线告警。
保护逻辑见图1.6。
图1.6PT断线告警逻辑
1.2.9控故障告警
装置判断断路器触点的分合状态来识别控制回路是否异常，当分位开关与合位开关同时处于合状态或分状态时判为异常状态，装置将发出告警信号。
保护逻辑见图1.7。
图1.7控故障告警逻辑
1.2.10低频减载
装置通过检测系统频率，根据系统频率的变化按用户设定的频率定值，当系统频率低于定值时，自动切除负荷。
为保证装置可靠动作，系统正常时对低频减载功能进行闭锁，当系统频率下降到一定程度时才解除闭锁。
为防止系统发生负荷反馈引起装置误动，采用了低电压、欠电流和滑差闭锁。
低电压闭锁判据为：
Ua低于低电压闭锁定值，同时零序电压3U0低于8V，或PT断线时，闭锁低频减载出口。
滑差闭锁判据为：
df/dt大于滑差闭锁定值时，闭锁低频减载出口。
欠流闭锁判据为：
三相电流Ia、Ib、Ic均低于欠流闭锁定值时，闭锁低频减载出口。
1.2.11FC回路配合的过流闭锁功能
本装置设置了大电流闭锁保护动作的功能，用于断路器开断容量不足或现场为FC回路的情况。
当故障电流大于电流闭锁保护定值时，闭锁装置保护出口，以保证熔断器首先熔断。
当故障电流小于闭锁保护定值时，经延时开放所有保护出口。
保护逻辑见图1.8。
图1.8FC回路配合的过流闭锁功能逻辑
1.3定值表
AM5-F定值表
保护名称
定值名称
默认值
范围
备注
CT变比
300
0.1～9999
PT变比
100
0.1～9999
相间低电压定值
70V
1～100
低电压判据
过流一段
过流一段投退
0
0～1
退出；投入
过流一段经低压闭锁
0
0～1
退出；投入
过流一段定值
10A
0.04In～15In
In=5A或In=1A
过流一段延时
0s
0～60
过流二段
过流二段投退
0
0～1
退出；投入
过流二段经低压闭锁
0
0～1
退出；投入
过流二段定值
7.5A
0.04In～15In
In=5A或In=1A
过流二段延时
0.2s
0～60
过流三段
过流三段投退
0
0～1
退出；投入
过流三段经低压闭锁
0
0～1
退出；投入
过流
升级会员 