UMUT9935001 UT9935变压器保护测控装置使用说明书10.docx
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UMUT9935001UT9935变压器保护测控装置使用说明书10
资料编号：
UM-UT9935-001
版本号：
V1.0
UT-9935变压器保护测控装置
使用说明书
共33页
编制：
赵亚崧
审核：
林存利
审定：
朱荣山
会签：
刘小辉
批准：
卫党会
珠海优特电力科技股份有限公司
2003年1月25日
UT-9935变压器保护测控装置
使用说明书
珠海优特电力科技股份有限公司
2002年12月
UT-99系列微机式保护测控装置型号及功能
●UT-9901
适用于110KV及以下变电站（电厂）两台站用变（厂用变）的监测与控制。
●UT-9902
适用于变电站同电压等级的两段PT并列、解列、测量与监视报警,也可用于不同电压等级的两台PT的测量与监视报警。
●UT-9911A
适用于3-10KV不接地系统或经消弧线圈接地系统的馈线保护、控制及测量。
●UT-9911B
适用于35-66kV不接地系统或经消弧线圈接地（或小电阻接地）系统的线路保护、控制及测量；对110KV终端线路保护（不需要距离保护的场合）也完全适用。
●UT-9912
适用于35-110kV直接接地系统或经消弧线圈接地系统的线路（母联）保护及测量控制；对于35kV-110kV经由电阻接地系统也完全适用。
●UT-9931A
适用于110kV及以下双卷变压器的主保护，装置还包含非电量保护动作后信号、动作事件记录以及延时类非电量保护。
●UT-9931B
适用于110kV及以下桥型接线双卷（三侧）变压器的主保护。
●UT-9931C
适用于110kV及以下三圈变压器的主保护，不适用于自耦变压器保护。
●UT-9932A
适用于110kV及以下变压器不接地侧的后备保护、测量、控制。
●UT-9932B
适用于110kV及以下变压器接地侧的后备保护、测量、控制。
●UT-9933
适用于110kV及以下电压等级的两卷或三卷变压器一侧的电气测量，两组消弧线圈电流的测量，有载调压变压器的电压分接头调节与显示，以及变压器中性点地刀的遥控分、合。
●UT-9934A
适用于110KV及以下二圈变或三圈变的本体保护，同时具有双母线电压切换和一个操作回路功能。
●UT-9934B
适用于110KV及以下二圈变或三圈变的本体保护，装置同时具有两路独立的带硬件返校的操作回路功能。
●UT-9934C
适用于110KV及以下二圈变或三圈变的本体保护，同时具有双母线电压切换功能。
●UT-9935
适用于10KV（6KV）/0.4KV配电变压器，35KV小容量降压变压器和6~35KV电炉变压器，作为全套的保护和测控。
●UT-9941A
适用于各种电压等级，实现对一台断路器的控制和测量，具有遥控、遥测、遥信和事件记录功能。
●UT-9941B
适用于各种电压等级，配合操作箱实现对一台断路器的控制和测量，具有遥控、遥测、遥信和事件记录以及单相捕捉同期合闸功能。
●UT-9941C
适用于各种电压等级，实现对一台断路器的控制和测量，具有遥控、遥测、遥信和事件记录以及单相捕捉同期合闸功能。
●UT-9951
适用于110kV及以下各种电压等级的中性点不接地、经消弧线圈或中值电阻接地系统的电容器保护、测量、控制。
●UT-9961A
适用于110kV及以下电压等级母线的分段断路器自投。
在用作分段断路器自投时，该装置同时作为分段断路器的测量、控制和保护装置。
●UT-9961B
适用于110kV及以下电压等级双电源线路断路器备投方式。
在有分段断路器时，该装置同时作为分段断路器的控制和保护单元。
●UT-9961C
适用于两台变压器间的备投。
●UT-9971
用于2000kW以下高压异步电动机的保护和测控。
另外还可作为2000kW及以上大型异步电动机的后备保护和测控。
●UT-9972
适用于2000kW及以上异步电动机的主保护，一般与UT-9971配合完成2000kW以上电动机的成套保护。
●UT-9981
电压无功自动调节装置适用于两台变压器，每段母线上有两组电容器的变电站。
1、装置概述
1.1适用范围
UT-9935变压器保护测控装置主要适用于10KV（6KV）/0.4KV配电变压器，35KV小容量降压变压器和6~35KV电炉变压器，作为全套的保护和测控。
1.2装置主要特点
●保护、控制、测量、五防功能一体化设计。
●装置采用标准机箱，流行的模块化插拔式结构，电路设计通用性强，互换性好，既可集中组屏，又可以分散安装在开关柜上。
●采用Motorola32位CPU及嵌入式系统和C++编程技术。
●采用IEC60870-5-103和IEC60870-5-101标准通信规约；可实现485+CAN高速双网通信或以太网接口。
●14位高速AD转换芯片，24点采样及频率跟踪技术，测量精度高，工作范围大。
●采用多种先进工艺、全新抗干扰设计，可靠性极高
装置采用多级隔离和良好的屏蔽措施，从机箱到印制板的设计及元器件的选择上都充分考虑了各种抗干扰措施；软件设计上采用看门狗及软件陷阱等技术，确保了装置的自复位能力。
在外部不加任何滤波元件的情况下，能承受严酷等级为Ⅲ级的快速瞬变干扰检验，再加上元器件严格的筛选和表面贴装技术的引入，使得整套装置的可靠性大大提高。
●操作回路适用于交、直流电源，采用新型防跳回路
传统的防跳回路为电流启动、电压保持方式，这种防跳回路需根据开关的跳合闸电流来选择防跳继电器，应用到实际工程中，较繁琐且易出错，同时进口的一些开关的跳合闸电流很小，用这种防跳回路又显得不够可靠。
采用新型防跳回路，不用考虑开关的跳合闸电流，适用面广，使用方便。
●故障录波功能
装置可以录取故障前三个周波，故障后10秒的模拟量和开关量数据，与后台监控系统配合，可以对故障的情况进行有效的分析，从而强化了装置的故障分析能力。
●独特的与防误闭锁系统配合功能
当装置用到需五防闭锁的现场时，启动该功能，通过与调度、后台、操作屏的配合完成与防误闭锁功能的配合。
●可记录200项最新的动作信息，并具备掉电记忆功能。
●远方定值召唤、修改功能。
●远方、就地信号复归功能。
●大屏幕人性化人机界面，显示内容丰富，进口按键，傻瓜式操作。
●功能组合灵活、性能价格比优越。
1.3装置功能
1.3.1保护功能
●高压侧电流速断保护
●高压侧过电流保护：
有定时限或反时限两种模式供选择
●高压侧不平衡电流保护
●高压侧零序电流保护
●低压侧反时限零序过流保护
●F-C控制的三相熔断告警及闭锁功能
●非电量（本体）保护
●保护装置事件记录，可记录最新200项保护装置的SOE
●告警功能：
含装置板卡故障报警、保护定值出错报警、电源消失告警、F－C回路熔断器三相熔断报警、控制回路断线报警、非电量保护告警以及保护动作信号接点输出。
1.3.2监控功能
●测量U、I、F、P、Q、COSΦ、有功积分电度、无功积分电度、脉冲电度以及一路直流量
●10路遥信，每路均具有记录功能
●支持带反校的遥控分、合闸控制
●就地分合闸控制
●与五防闭锁系统配合功能
●工艺联锁跳合功能
●具有独立的操作回路
●故障录波功能，可录取故障前3个周波，故障后10秒的数据。
2、装置配置
2.1机箱组件配置
UT-9935变压器保护测控装置机箱采用本公司标准4U高半宽机箱。
通过面板右侧的两个旋钮可以打开面板，机箱内的组件有：
主板组件、扩展开出组件、跳闸组件、电源组件、前底板组件、后底板组件，前面组件板通过一条40芯扁平电缆与主板组件连接。
主板组件上端口说明：
CZ1：
程序下载端口
CZ2：
主板组件调试端口
CZ3：
面板组件连接端口
CZ4：
通信程序下载、调试端口
组件排列次序如下：
2.2装置面板
●电源指示灯：
上电指示，常亮；
●通信指示灯：
通信指示，装置发送数据时闪烁；
●保护动作指示灯：
保护动作时亮，须手动复归或远方复归；
●告警指示灯：
过负荷告警、控制回路断线告警等任意告警出现时亮；
●装置故障指示灯：
实时检查出定值出错、A/D故障或上电自检检出硬件故障时亮，须手动复归或远方复归；
●断路器位置指示灯：
操作回路正常时，指示断路器的位置，红灯亮，表示在合位；绿灯亮，表示在分位；红灯和绿灯均不亮时，表示控制回路断线。
●液晶显示器：
每行显示10个汉字或20个字符，共5行。
●键盘：
共8个按键：
返回、→、↓、±、复归、确认、合闸和合闸。
其中：
→、↓键用于同一级菜单中画面或项目切换，与±、确认键配合使用。
用于数据修改；
复归键用于手动复归；
返回键用于返回上一级菜单或取消当前操作；
跳闸、合闸键用于断路器操作，与防误闭锁系统配合使用
2.3机箱外形尺寸及安装开孔尺寸
机箱外形尺寸及安装开孔尺寸
（一）
机箱外形尺寸及安装开孔尺寸
（二）
2.4端子说明
1、2
装置电源输入，220VAC、220VDC或110VDC，当采用直流电源
时，注意端子1接正端，端子2接负端
3、4
备用跳闸输出接点
5、6
备用跳闸输出接点
7、8
低压遥控分输出接点
9、10
低压遥控合输出接点
11
遥信地，与端子34（+24VDC）配合使用
13、14、15
断路器位置信号输出接点，端子15为公共端
12、16、17
手动跳合闸信号输入，端子12为公共端
18
重瓦斯跳闸输出，端子12为公共端
19、21
空
20
总闭锁，端子12为公共端
22~29
信号接点输出，端子22为公共端
30、31
直流量输入
32、33
脉冲电度信号输入，端子34提供24VDC电源
34~50
YX信号输入，端子34提供24VDC电源
51
控制电源正极
52、53
保护跳闸压板
54
合闸出口，接断路器常闭辅助接点，并与端子55短接
55
与端子54短接，用于跳位指示灯并获取TWJ信号
56~61
电压输入，可选星型和三角型接线方式，由定值整定。
当采用三角型接线方式时，端子56~61分别接入：
UA、UB、UB、UC、UC、UA
62、63
空
64~69
测量电流输入，可选三项或两项如是两项时，端子64、65接Ia、端子66、67接Ic；
70
机壳地
71、72
合闸压板
73
跳闸出口，接断路器常开辅助接点，并与端子74短接
74
与端子73短接，用于合位指示灯并获取HWJ信号
75、76
空
77~82
保护电流输入，包括保护电流IA、IB（可选）、IC
83、84
高压侧零序保护电流输入
85、86
低压侧零序保护电流输入
87、88
空
89
机壳地
COM1端口
DB9针型，用于故障录波数据传输
COM2端口
DB9孔型，使用保护通信，用于通信数据传输
2.5DB9通信端口定义说明
COM1端口：
（CAN或RS－485可选，在订货时指明）
1．DB9针型，CAN网络接口用于故障录波数据传输。
2．DB9针型，101或103规约，实时数据传输。
COM2端口：
DB9孔型，RS485使用103通信规约，通信数据传输。
（与后底板485通信及CAN通信接口定义相同）COM端口与外部连接如下：
DB9插座外型图
DB9插脚定义：
DB9插脚编号
功能
备注
1、6
NC
空
2、8
A（CAN+）
485（CAN）端口
7、4
B（CAN-）
485（CAN）端口
5、9
GND
地
3
NC
空
配套电缆
DB9-DB9连接电缆；
RJ45-DB9转换插头。
3、装置原理
3.1硬件说明
图3.1装置硬件框图
3.1.1硬件原理说明
UT-9935厂用变压器保护测控装置硬件框图如图3.1所示。
电流和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转换器，CPU经过采样、数字处理后，完成各项预定功能。
装置引入母线电压（Ua、Ub、Uc），三相测量电流（CIa、CIb、CIc）用于测量电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功积分电度、无功积分电度的计算。
装置引入三相保护电流（BIa、BIb、BIc）、高压侧零序电流（IH0）、低压侧零序电流（IL0）作为相间和接地故障保护的判别。
此外，装置还可输入一路直流量（I+，I-），输入范围4~20mA，用于油温等直流量的测量。
装置采用Motorola的32位机作主CPU，完成保护、测控、显示、定值整定、I/O等功能，采用Philips的16位机作通信CPU，完成装置的通信功能，主CPU与通信CPU之间通过双端口RAM进行信息交换。
采用14位高速A/D及频率跟踪技术，保证了数据采集的精度。
外部开关量输入采用光耦隔离，提到了装置的抗干扰能力。
显示部分采用大屏幕液晶显示，显示内容丰富。
网络接口采用CAN网和485网，双网可同时工作。
装置具有独立的操作回路，包括手动跳合闸、联锁跳合闸、压力降低闭锁、跳闸位置继电器、合闸位置继电器以及开关防跳功能；由于采用新型的防跳回路使在实际工程应用中，不用考虑开关的跳、合闸电流。
3.1.2硬件跳线设置说明
●CPU板
JP2、JP3分别为两个串口的匹配电阻跳线（出厂位置为开路）。
JP1、JP12为看门狗1、看门狗2回路的跳线，JP1、JP12只能短接一个（出厂时JP1短接），另一个开路。
如果装置带CAN通信口（U19在板），短接1、2脚，否则短接2、3脚）注：
焊盘为方形焊盘的定义为1脚）。
●扩展跳闸板
跳线JP0〜JP7的中间脚与方形焊盘的一脚短接。
●主跳闸板
跳线
JP1
JP2
JP3
JP4
JP5
JP6
JP7
JP8
JP9
JP10
连接
1-2
1-2
连接
2-3
2-3
2-3
2-3
1-2
2-3
1-2
注：
1）没有焊接的元件XL1J、XL2J，按照PCB上的丝印白线用金属导线短接。
2）焊盘为方形焊盘的定义为1脚（其中JP1的1脚为靠近JP1字符的焊盘）。
3）JP4〜JP7、JP9、JP10在板的背面。
●前底板
跳线JP1的中间焊盘与方形焊盘短接，跳线JP2的两圆形焊盘短接（用跳线帽短接）。
●后底板
跳线JP2的两圆形焊盘短接（用跳线帽短接）
3.2原理说明
3.2.1启动元件
启动元件为保护功能的开放元件。
本装置电流速断和定时限过流保护采用突变量启动元件和幅值启动元件相结合的方法；其他保护采用幅值启动元件。
突变量启动元件采用相电流差突变量来计算，判据为：
ΔIφ=||Iφ（k）-Iφ（k-N）|-|Iφ（k-N）-Iφ（k-2N）||>IQD
其中：
N=24，Iφ为A,B,C三相电流中的任一相，IQD为突变量定值。
幅值启动采取实测值与定值进行比较的方法。
3.2.2高压侧电流速断保护
作为短路保护的主保护，启动后进入故障判别；电流元件按相判别，只要有任一相大于定值，电流元件瞬时动作。
保护既可以采用两相式，也可以采用三相式。
保护的动作逻辑图如图3.2所示。
其中：
Ia,Ib,Ic为保护电流，Idz为电流速断保护的电流定值。
图3.2高压侧电流速断保护动作逻辑图
3.2.3高压侧不平衡电流保护
对变压器的断相和反相等不平衡运行提供必要的保护，保护采用测量负序电流来进行判断，当负序电流大于整定值时，经设定的延时跳闸出口，为避免合闸时三相不同步可能引起的误动，推荐保护的延时设定值不应小于0.2秒。
保护的动作逻辑图如图3.3所示。
其中：
I2为负序电流，I2dz为不平衡电流保护的负序电流定值，T为时间定值。
图3.3负序电流保护动作逻辑图
3.2.4高压侧过电流保护
作为短路保护的后备保护，可提供定时限和反时限两种模式供选择。
对于定时限，保护采用电流元件，按相进行判别，只要有任一相电流大于过流定值，经设定的延时跳闸出口。
保护既可以采用两相式，也可以采用三相式。
保护的动作逻辑图如图3.4所示。
其中：
Ia,Ib,Ic为保护电流，Idz为定时限电流保护的电流定值，T为时间定值。
图3.4定时限过流保护动作逻辑图
对于反时限保护，保护采用电流元件，按相进行判别，只要有任一相电流大于反时限启动定值，装置按反时限判据动作于跳闸，保护既可以采用两相式，也可以采用三相式。
本保护采用的反时限曲线方程为：
t=k×tp／[（I／Iset）α－1]
t——动作时间
I——故障电流
Iset——反时限启动电流
tp——时间常数
K——常数因子
α——常数因子
虽然常数因子K和α可以在一定范围内平滑整定，但为了使用的方便，本装置推荐采用IEC255-3（1989-05）标准第3部分定义的三种反时限中的一种，K和α整定如下表：
曲线族
1—标准反时限
2—正常反时限
3—极端反时限
K
0.14
13.5
80
α
0.02
1
2
三种反时限曲线如3.5图所示
图3.5反时限曲线图
3.2.5高压侧零序过流保护
作为变压器高压侧的单相接地保护，保护采用测量零序电流来进行判断，当零序电流大于整定值时，经设定的延时跳闸或发告警信号。
零序电流的接入宜采用专用零序电流互感器接入，若无专用零序电流互感器，在保证零序电流能满足小电流接地系统保护选择性前提下用三相电流之和即CT的中性线电流接入，对于本装置零序电流的极性端为n83（Io），非极性端为n84（Io＇）。
保护的动作逻辑图如图3.6所示，其中：
I0为零序电流，Idz为零序电流定值，Tdz为时间定值，KG为控制字。
图3.6高压侧零序过流保护动作逻辑图
3.2.6低压侧反时限零序过流保护
作为变压器低压侧的接地故障保护，因为变压器低压侧保护一般需与其下一级终端设备的保护或熔断器等的特性相配合，装置采用反时限的动作特性，当低压侧零序电流大于反时限启动电流时，装置按选定的反时限曲线方程动作于跳闸。
本保护采用的反时限曲线方程同反时限过电流保护。
3.2.7F-C控制的三相熔断告警和电流闭锁功能
对F-C（熔断器加接触器）控制的变压器，装置可提供三相熔断告警功能，判别条件为：
a）变压器三相电流突变为零；
b）电压正常；
c）接触器在合位；
当条件满足时，装置发出三相熔断告警信号。
电流闭锁功能是指如果任何一相的短路电流超过了接触器可以断开的最大电流时，保护出口被闭锁，由熔断熔丝来切除故障。
3.2.8非电量（本体）保护
装置设有重瓦斯、轻瓦斯、温度高和油位低等非电量保护，其中重瓦斯保护的接点可经外部三端压板接入装置的重瓦斯跳闸输入和重瓦斯信号输入端，通过压板可选择为瞬时跳闸或告警，跳闸采取继电器重动的方式，即不经CPU控制直接出口的方式，同时CPU也可以采集信号进行告警，这种方式增加了可靠性，也符合现场运行的习惯；温度高保护采取引入温度高接点，经CPU判断，经设定的延时或瞬时进行跳闸或告警的方式；轻瓦斯和油位低保护采取引入非电量接点，瞬时告警的方式。
3.3操作方式说明
对于装置的操作是指对保护线路断路器的操作。
操作方式分为无五防闭锁系统的操作和与五防闭锁系统配合的操作两种方式。
3.3.1无五防闭锁系统的操作方式
也就是大多数综自厂家的操作方式，与这种操作方式相关的关键因素有：
a）操作把手（KK）
b）远方/就地切换开关（QK）
注：
装置面板跳合闸按钮始终被闭锁，不起任何作用，工程设计中必须安装KK和QK。
操作方式：
当QK处于“远方”时，闭锁操作把手，只能进行远方的遥控操作；当QK处于“就地”时，禁止遥控操作，操作把手可进行跳、合闸操作。
3.3.2与五防闭锁系统配合的操作方式
为我公司特有的一种操作方式，与这种操作方式相关的关键因素有：
a）装置面板的跳、合闸按钮
b）远方/就地切换开关（QK）
c）装置的三种状态：
运行态（对于无五防闭锁情况，装置始终工作在这种状态）、解锁态和检修态。
其中：
运行态对应于五防装置的正常运行及遥控操作过程；解锁态对应于五防装置的就地五防逻辑操作过程；检修态对应于五防装置的检修就地操作过程。
注：
装置一般工作在“运行”态，KK把手可不装，也可安装成抽出式的作为紧急解锁用。
远方操作：
QK在“远方”位置，装置在“运行态”，面板按钮被闭锁，装置接受后台、调度或综合操作屏的遥控命令进行相应的跳、合闸操作。
命令的操作条件由命令发出方负责五防判断。
就地操作：
QK在“就地”位置，遥控命令被闭锁，不能进行远方的操作；正常运行时，装置处于“运行态”，装置面板跳合闸按钮被闭锁；
五防装置正常操作时，模拟转操作后，执行到该开关时，由五防装置向装置下达“解锁”命令，装置接收到该命令后，开放面板按钮，在装置面板上可进行相应跳、合操作，装置接收到五防装置转“运行态”命令后，进入“运行态”，重新闭锁面板上的按钮。
检修操作时，由五防装置向装置下达“检修态”命令，装置接收到该命令后，开放面板上的按钮，可进行跳、合闸操作；检修结束装置接收到五防装置转“运行态”命令后，重新闭锁面板上的面板上的按钮，恢复到正常运行方式。
4、人机界面
4.1循环显示
初始上电、超过两分钟无键按下、在主菜单下按返回键，装置自动进入循环显示菜单，次序如下
4.2主菜单
在循环显示状态下，按任意键，进入主菜单：
XX月XX日XX:
XX:
XX
主菜单
测量值遥信状态
事件记录修改定值
系统维护版本号
说明：
第一行显示当前日期和时间；
第二行显示菜单标题；
第三、四、五行显示六个子菜单名称
光标缺省指向“测量值”，用→或↓键在六个子菜单中切换，按确认键，进入子菜单
4.3子菜单
4.3.1测量值：
动态显示当前测量电流、保护电流、相电压、线电压、功率、功率因数、脉冲电度、积分电度、频率和零序电流、直流量等。
使用→或↓键功换显示内容，返回键返回主菜单。
4.3.2事件记录：
显示最多200条最新的SOE信息。
使用→或↓键功换显示内容，返回键返回主菜单。
4.3.3系统维护：
精度自校：
对16个项目进行自动校准
使用0.2级以上的精度校验仪，将信号输入相应通道，在对应的校准子菜单下的“设定值”项输入目标值，按确认键自动校准
当输入设定值与实测值相差较大时，自动校准无效
精度手校：
查看或修改各模拟量输入通道的精度校正系数
零漂检查：
检查A／D各通道零漂值，显示A/D码值
开出测试：
测试控制回路、备用开出和信号接点输出。
注意：
“控制回路断线”信号接点由硬件判断TWJ和HWJ直接输出
密码修改：
修改装置密码，定值修改和系统维护使用相同的密码。
装置缺省密码为“1234”
时间设定：
设定装置时间
其他设置：
设置遥信防抖时间和直流信号4~20mA对应的工程量上下限
清除SOE：
清除当前的所有SOE
注：
系统维护菜单一般只在装置调试阶段使用，正常运行时，建议不要操作此菜单
4.3.4遥信状态：
显示YX输入的状态、断路器状态和装置运行状
升级会员 