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微机线路保护装置

LN-9902微机综合保护装置

河北隶能电气设备科技有限公司

1．适用范围

LN-9902微机综合保护装置适用于66kV及以下电压等级的线路、电容器、配电变压器及电动机保护。

装置自身不带操作回路，可集中组屏，也可以分散安装在开关柜上。

同时更加适用环网柜，本装置深度仅为80mm（带端子），通讯方式为485总线。

2．主要功能

保护功能包括：

三段式过电流保护；过负荷告警；零序电流保护（跳闸或告警）；低压零序保护；三相一次重合闸和后加速；启动速断保护（启动时间可设）；负序电流保护；零序电压保护（跳闸或告警）；过电压保护（跳闸或告警）；欠电压保护；失电保护；断相保护；三路非电量保护（跳闸或告警或退出，退出时用作普通遥信）；PT断线检测。

3．技术数据

3.1额定参数

v装置电源：

直流或交流220V或110V

v额定交流：

线电压100V，电流5A或1A；频率50Hz

v功率消耗：

电源回路不大于10瓦；交流回路不大于0.5伏安/相

v外形尺寸：

128*166*80（宽*高*深（包括端子）），开孔尺寸：

113*152

3.2技术指标

整定范围

v电流：

0.1In～16In（In表示额定电流，以下同）

v电压：

0.1Un～1.4Un（Un表示额定电压，以下同）

保护误差范围

v电流（电压）：

当定值低于额定值时误差不超过0.02In（Un），定值高于额定值时不超过±2%

v时间：

动作误差时间不大于±20ms，动作时间整定为Os时，动作时间不大于40ms

3.3环境条件

v工作温度：

－10℃～＋50℃　

v贮运温度：

－25℃～＋70℃

v大气压力：

80kPa～110kPa

v相对湿度：

不大于90％

3.4绝缘性能

v绝缘电阻：

装置各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间，以及电气上无联系的不同电路之间，用开路电压500V的测试仪器分别测定其绝缘电阻值，不小于100MΩ。

v介质强度：

装置电源回路、交流回路、出口回路对地能承受2kV的工频试验电压，开入量回路之间及对地能承受1kV工频试验电压，历时1分钟,无绝缘击穿或闪络现象。

v冲击电压：

装置电源回路、交流回路、出口回路之间及对地能承受5kV标准雷电波的短时冲击电压试验,无绝缘击穿或闪络现象。

3.5机械性能

v装置能承受《GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法》中第16章规定的严酷等级为I级的振动响应，振动耐久试验。

v装置能承受《GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法》中第17章规定的严酷等级为I级的冲击响应，冲击耐久试验。

v装置能承受《GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法》中第18章规定的严酷等级为I级的碰撞试验。

3.6触点性能

在电压不大于250V，电流不大于0.5A的直流有感负荷电路（τ＝5±0.75ms）中，触点断开容量为50W，或在电压不大于250V，电流不大于0.5A的交流电路（cosψ＝0.4±0.1）中触点断开容量为250VA。

电寿命次数为1000次。

3.7抗干扰性能

v承受高频脉冲干扰能力

装置能承受《GB/T14598.13-1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分：

1MHz脉冲群干扰试验》中严酷等级为Ⅲ级、频率为1MHz和100kHz的高频脉冲干扰。

v承受静电放电干扰能力

装置能承受《GB/T14598.14-1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分：

静电放电试验》中规定的严酷等级为Ⅳ级、电压为15kV的静电放电干扰。

v承受辐射电磁场干扰能力

装置能承受《GB/T14598.9-1995电气继电器第22部分量度继电器和保护装置的电气干扰试验第三篇：

辐射电磁场干扰试验》中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰。

v承受快速瞬变干扰能力

装置能承受《GB/T14598.10-1996电气继电器第22部分量度继电器和保护装置的电气干扰试验第四篇：

快速瞬变干扰试验》中规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰。

v承受辅助激励量中断干扰能力

装置能承受《GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法》中第15章规定的持续时间为100ms的辅助激励量中断，装置不会以错误的方式改变其输出状态。

v承受浪涌（冲击）干扰能力

装置能承受《GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法》中规定的严酷等级为III级的浪涌（冲击）干扰。

试验期间，辅助激励量为额定值，输入激励量为动作值的临界状态，装置不应误动。

试验后元器件不应损坏。

4．液晶显示说明

4.1人机接口

面板上各元件说明：

（a）《ENT》：

确认键，用于设置或更改数据、命令。

（b）《↑、↓、←、→》：

选择键，用于从液晶显示器上选择菜单功能、命令。

（c）《ESC》：

复归键，在任何时间按下此键，将回复到上一级菜单。

如果有故障告警界面推出时可恢复界面及告警灯。

（d）LCD：

人机对话用液晶显示器。

显示内容详见人机对话功能表。

（e）LED：

由发光二极管组成的用于显示系统运行状态，从左至右依次是电源灯、运行灯、合位灯、故障灯和告警灯。

4.2正常运行显示

装置在正常运行时，液晶的电源关闭，按下任意键或者有故障报告页推出时自动点亮液晶（建议按复归键点亮液晶），如果持续三分钟没有任何操作，程序将自动关断液晶。

正常运行时红色电源灯常亮，表示装置电源正常；绿色运行灯每隔一秒闪一次，表示液晶板程序运行正常；红色合位灯点亮，表示当前断路器合位；红色故障灯灭,装置保护跳闸动作，点亮故障灯，故障复归后故障灯不复归，需人工复归；红色告警灯灭,装置保护告警启动时，点亮告警灯，告警复归后告警灯自动熄灭。

4.3人机对话功能表

正常运行显示

一级菜单

二级菜单

功能

液晶电源关断，没有任何显示，按下任意键，点亮液晶。

测量

显示保护二次的电流、电压；一次的电压、电流、有功、无功、功率因数等输入模拟量

状态

显示遥信状态，事故及告警软遥信

修改

时间

修改系统的运行时间

定值

修改系统运行的定值清单

查询

可显示最近的32次故障报告记录

传动

对开出点传动，包括：

合闸/分闸等

通信

485通讯参数

调试

校正通道系数，修改通道量程

关于

软件版本号

测量传动

状态通信

修改调试

查询关于

4.4各种功能键的说明

一级菜单分以下八项（如右图所示），按“确认”键，当出现带箭头光标“→”时按“↑”、“↓”、“←”、“→”键选择一级菜单，再按“确认”键进入下一级。

（a）测量

调整光标出现在“测量”项的左侧，按“确认”键进入，按“←”、“→”键进行翻页操作，即可显示出“保护二次”、“测量二次”、“测量一次”的值。

v“保护二次”显示保护三相电流、零序电流I0、低压零序I0L、负序电流I2、零序电压U0、系统频率F。

v“测量二次”显示测量三相电流、线电压Uab、线电压Ubc、有功功率P、无功功率Q、功率因数Cos。

v“测量一次”显示的电压、电流是测量二次电压、电流乘以PT、CT变比所得，PT、CT变比在“定值”中根据实际情况写入，PT、CT变比为互感器的变比值，例如电流互感器为200/5，则CT变比为40，CT、PT变比只对测量显示值有影响，与保护值无关；P、Q为一次有功功率和无功功率。

（b）状态

调整光标出现在“状态”项的左侧，按“确认”键进入，按“←”、“→”键进行翻页操作，显示实时遥信状态，事故及告警软遥信以及装置异常信号。

遥信状态包括装置8路开关量输入状态；事故及告警软遥信包括所有保护功能的跳闸及告警信号；装置异常信号为AD异常，当装置异常时装置闭锁所有保护功能。

（c）修改

调整光标出现在“修改”项的左侧，按“确认”键进入密码界面，此菜单中存有该装置的运行定值及系数，不能随意修改，必需输入密码，如下图所示，按“确认”键出现光标，按“←”、“→”键移动光标，按“↑”、“↓”键修改密码为“1001”，按“确认”键进入二级菜单，如下图所示。

（1）时间

按“确认”键出现光标，按“↑”、“↓”键选择，选定“时间”，按“确认”键进入修改系统时间界面。

按“确认”键编辑光标显示在年的最高位，按“→”、“←”键选择年的其它位，按“↑”、“↓”键修改编辑光标处的数值，如修改正确后按“确认”键；如果再修改月份，此时再按“确认”键，编辑光标显示在月的最高位，按“→”、“←”键选择月的其它位，按“↑”、“↓”键修改编辑光标处的数值，如修改正确后按“确认”键；如再修改日、时、分、秒，按“确认”键依次进行选择，修改完后按“确认”键。

修改完成后装置保持带电工作五分钟，时间即修改成功。

装置内设时钟芯片，断电后时间不需要重新整定。

（2）定值

在读写定值页面按“←”、“→”键进行翻页操作，可依次对各项保护定值、时限及功能投退进行修改，在任一页按“确认”键出现光标，按“←”、“→”键移动光标，按“↑”、“↓”键修改数值，改完每项均按“确认”键，待各项定值都修改正确后，在任何一页无光标的情况下按“↑”键写入定值，此时如果定值修改成功，则显示“修改设置成功”，否则显示“修改设置失败”。

按“复归”键回上一级菜单。

此菜单内容应根据现场定值单具体整定。

保护功能具体显示如下：

报告1速断

动作值A5.15A

2013年11月13日

10时10分10秒

调整光标出现在“查询”项的左侧，按“确认”键进入，当前显示页面为最新推出的故障界面，按“←”、“→”键进行翻页操作。

保护动作后推故障界面，此菜单内容包含最近32次的故障记录，故障记录按时间的先后顺序，每一页显示故障内容和故障发生的时间，装置失电不会丢失。

（e）传动

“传动”菜单显示传动项，调整光标出现在“传动”项的左侧，按“确认”键进入输入密码界面，按“确认”键出现光标，按“←”、“→”键移动光标，按“↑”、“↓”键修改密码数值为“1001”。

按“确认”键进入“传动”界面。

按“确认”键出现光标，按“↑”、“↓”、“←”、“→”键选择要操作的项，然后按“确认”键进入下一个操作界面，按“←”、“→”键进行“确认”和“复归”的选择，最后按“确认”键执行，按“复归”键回上一级菜单。

“传动”包括四项：

传动“合闸”，端子K08、K09闭合，1.5s后断开。

传动“分闸”，端子K10、K11闭合，1.5s后断开。

传动“控一”，端子K06、K07闭合，1.5s后断开。

传动“控二”，端子K04、K05闭合，1.5s后断开。

（f）通信

通讯地址1

波特率9600

调整光标出现在“通信”项的左侧，按“确认”键进入该界面。

按“确认”键出现光标，按“←”、“→”键移动光标，按“↑”、“↓”键修改数值，改完每项均按“确认”键。

如右图所示。

（g）调试

此菜单功能为厂家调试使用。

软件版本号:

1.00

硬件版本号:

1.00

（h）关于

调整光标出现在“关于”项的左侧，按“确认”键进入关于“页面”，其显示的是硬件和软件的版本号。

4.5故障处理

报告1速断

动作值A5.15A

2013年11月13日

10时10分10秒

装置保护动作后，一方面液晶推出故障界面，如右图所示，同时前面板红色故障灯或告警灯点亮。

按“复归”键退出故障界面。

5．装置定值清单

序号

定值种类

实际值

步长

1过流三段定值

过流保护电流定值

0.10A～80.00A

0.01

过流保护时间定值

0.00s～65.00s

0.01

过流保护控制字

投入/退出

2过负荷定值

过负荷保护电流定值

0.10A～80.00A

0.01

过负荷保护时间定值

0.10s～65.00s

0.01

过负荷保护控制字

投入/退出

3零序电流定值

零序电流保护电流定值

0.10A～10.00A

0.01

零序电流时间定值

0.10s～65.00s

0.01

零序电流控制字

告警/跳闸/退出

4低压零序定值

低压零序保护电流定值

0.10A～80.00A

0.01

低压零序时间定值

0.10s～65.00s

0.01

低压零序控制字

投入/退出

5重合闸定值

重合闸时间定值

0.10s～65.00s

0.01

重合闸控制字

投入/退出

6加速定值

加速保护电流定值

0.10A～80.00A

0.01

加速时间定值

0.10s～3.00s

0.01

加速控制字

投入/退出

7启动速断定值

启动速断保护电流定值

0.10A～80.00A

0.01

启动速断保护时间定值

0.00s～65.00s

0.01

启动速断保护控制字

投入/退出

8负序电流定值

负序电流保护电流定值

0.10A～80.00A

0.01

负序电流保护时间定值

0.00s～65.00s

0.01

负序电流保护控制字

投入/退出

9过电压定值

过电压保护电压定值

1.0V～135.0V

0.1

过电压时间定值

0.10s～65.00s

0.01

过电压控制字

告警/跳闸/退出

10零序电压定值

零序电压保护电压定值

1.0V～135.0V

0.1

零序电压时间定值

0.10s～65.00s

0.01

零序电压控制字

告警/跳闸/退出

11低电压定值

低电压保护电压定值

1.0V～100.0V

0.1

低电压时间定值

0.10s～65.00s

0.01

低电压控制字

投入/退出

12失电定值

失电压保护电压定值

1.0V～100.0V

0.1

失电压时间定值

0.10s～65.00s

0.01

失电压控制字

告警/跳闸/退出

13断相定值

断相时间定值

0.10s～65.00s

0.01

断相控制字

告警/跳闸/退出

14非电量定值

非电量时间定值

0.10s～65.00s

0.01

非电量控制字

告警/跳闸/退出

PT断线定值

PT断线控制字

投入/退出

PT断线定值

控回断线控制字

投入/退出

启动时间

1～999

18CT、PT变比

CT变比

1～999

PT变比

1～999

6．保护功能介绍

6.1三段式过流保护功能

三段式电流保护实现常规的线路或元件的通用电流保护，所有功能均可由用户通过控制字方便的投退。

当线路因故障跳闸、重合闸动作并重合于故障线路或手动合闸于故障线路时，后加速保护可快速切除故障线路。

三段过流保护元件的动作逻辑图如下图所示：

图中,IGLset为过流保护电流定值；TGLset为过流保护时限定值；IN为任一相保护电流。

6.2过负荷功能

过负荷元件的动作逻辑图如下图所示：

图中,IGFHset为过负荷保护电流定值；TGFHset为过负荷保护时限定值；IN为任一相保护电流。

6.3零序电流保护功能

零序电流保护的动作逻辑图如下图所示:

图中,I0set为零序电流保护电流定值；TLXset为零序电流保护时限定值。

6.4低压零序电流保护

低压零序保护元件动作的逻辑图如下图所示：

图中，IDLset为低压零序保护电流定值；TDLset为低压零序保护时限定值；IDL为低压零序电流。

6.5三相一次重合闸及加速保护功能

为了保证重合闸的可靠性和稳定性，设置了充电条件，只有充电条件满足后，才能启动重合闸。

充电条件完成的动作逻辑图如下图所示：

重合闸保护元件的动作逻辑图如下图所示：

与

保护合闸动作出口

重合闸保护投入

充电完成

TCHset

装置保护跳闸

所谓加速就是当线路第一次故障时，保护选择性动作，然后进行重合。

如果重合于永久性故障，则断路器合闸后，再加速保护动作，瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。

当线路故障保护跳闸且重合闸动作后，如果故障依然存在，则此时加速保护做为无延时保护（加速时限）瞬时切除故障，以避免系统及设备受到冲击。

加速保护元件的动作逻辑图如下图所示：

图中，IJSset为加速保护电流整定值；TJSset为加速动作时限定值；IN为任一相保护电流。

6.6启动速断保护功能

启动速断保护元件的动作逻辑图如下图所示：

图中，ISDset为启动速断整定值；TSDset为启动速断动作时限定值；IN为任一相保护电流。

启动速断专为电动机保护设计，当投入启动速断保护，过流保护、过负荷保护在启动时间内被禁止。

启动时间结束后自动开放。

6.7负序电流保护功能

保护电动机内部发生的不对称故障，用来保护电动机的断相，电流不平衡等故障，负序电流动作逻辑为：

图中,I2set为负序电流电流定值；TFXset为负序电流一段保护时限定值。

6.8过电压保护功能

过电压保护功能逻辑图如下图所示：

保护跳闸出口

过电压保护投入

与

开关在合位

TGYset

ULN>UGYset

图中，UGYset为过电压保护电压定值；TGYset为过电压保护时限定值；ULN为任一线电压Uab或Ubc。

若选择过压告警则不判断开关位置。

6.9零序电压保护功能

零序电压保护功能逻辑图如下图所示：

图中，ULYset为零序电压保护电压定值；TLYset为零序电压保护时限定值；U0为零序电压值；

若选择零压告警则不判断开关位置。

6.10低电压保护功能

低电压保护元件逻辑图如下图所示：

低电压保护投入

保护跳闸出口

与

开关在合位

TDYset

ULN>UDYset

图中，UDYset为低电压保护电压定值；TDYset为低电压保护时限定值；ULN为任一线电压Uab或Ubc。

6.11失压保护功能

本装置配置了失压保护。

当两线电压均小于失压保护的整定值且无流并达到整定延时后保护即动作。

为了防止装置上电时母线三相失压而引起失压保护动作，出口可选择跳闸或者告警。

跳闸接点保持1.5秒。

失压保护需要充电完成才启动，充电判据：

大于失压保护电压定值10%并保持10秒充电完成。

6.12断相保护功能

本装置配置了断相保护。

当任一相电压发生断相并达到延时后保护动作。

出口可选择跳闸或者告警。

如果出口选择跳闸，出口判据增加开关位置在合位。

6.13PT断线检测

PT断线动作逻辑图如下图所示：

图中，U1为计算正序电压，U2为计算负序电压，IN为Ia、Ic保护电流。

PT断线延时10秒。

7．通讯功能

装置可通过485接口与通讯管理装置或上位机通讯，保护装置上发遥测、遥信并接受对时和遥控。

485总线通讯规约为MODBUS。

每个装置都有唯一的通讯地址，在“通讯”菜单中整定。

8．附图

端子定义说明：

1）电流端子排：

A01、A03、A05分别为电流A、B、C三相的入；

A02、A04、A06分别为电流A、B、C三相的出；

A07、A08为零序电流的入和出；

A09、A10为低压零序电流的入和出；

2）电压端子排：

U01、U02、U03分别为母线电压A、B、C三相输入；

U04为零序电压极性端输入；

U05为零序电压非极性端输入；

3）遥信端子排：

K12为遥信公共端；

K20为合闸位置开入；K19为分闸位置开入

K16～K18为非电量输入（如果不投入非电量保护，则作为普通遥信输入）；

K13～K15为其余3个遥信开入；

5）通讯端子：

T01、T02、T03为485A、485B、485G；

6）电源输入：

K02、K03为装置电源输入；

K01为屏蔽地；

7）开出：

K10、K11为跳闸空接点开出；

K08、K09为合闸空接点开出；

K06、K07为遥控跳闸/故障信号开出；

K04、K05为遥控合闸/告警信号开出；

开孔尺寸图：

接线原理图：

9.MODBUS通讯规约

1.通讯规格

通讯接口：

RS485

工作方式：

半双工

通讯格式：

异步、1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验

通讯速率：

1200bps、2400bps、4800bps、9600bps

通讯地址：

0~99

通讯方式：

主从式、一对多、保护为从机

2.报文格式

下行报文

Add

地址码

Code

功能码

DataAddH

数据起始地址高8位

DataAddL

数据起始地址低8位

DataLenthH

数据长度高8位

DataLenthL

数据长度低8位

CRC-L

16位CRC校验低8位

CRC-H

16位CRC校验高8位

上行报文

Add

地址码

Code

功能码

DataLenth

数据长度

Data

数据

CRC-L

16位CRC校验低8位

CRC-H

16位CRC校验高8位

3.遥信命令（功能码0x02）

以保护地址为1举例，下行报文：

地址码

功能码

遥信起始地址

AddHighAddLow

遥信数据长度

HighLow

CRC检验码

CRCHCRCL

01H

02H

00H

20H

79H

D2H

上行报文：

地址码

功能码

数据长度

遥信数据

LowHigh

CRC检验码

CRCHCRCL

01H

02H

04H

00H

79H

FAH

遥信序号

遥信名称

说明

合闸位置

跳闸位置

遥信3/非电量1

遥信4/非电量2

遥信5/非电量3

遥信6

遥信7

遥信8

9-16

备用

过流1段

过流2段

过流3段

零序电流跳闸

加速

重合闸

启动速断

过电压跳闸

零序电压跳闸

低电压

非电量1跳闸

非电量2跳闸

非电量3跳闸

低压零序

负序过流

备用

过负荷告警

过电压告警

零序电流告警

PT断线

控制回路断线

零序电压告警

非电量1告警

非电量2告警

非电量3告警

42-52

备用

充电完成

无SOE

54-61

备用

装置异常

无SOE

事故总

无SOE

预告总

无SOE

遥信上行报文功能码为0x82（最高位置1）时，表示装置有未读SOE记录，这时需要下发SOE查询命令，读取SOE（详见SOE命令）。

4.遥测命令（功能码0x03）

遥测数据为16位数据，以保护地址为1举例，下行报文：

地址码

功能码

遥测起始地址AddHighAddLow

遥测数据长度HighLow

CRC检验码

CRC

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