南瑞继保RCS-923A断路器失灵及辅助保护装置技术说明书及调试大纲

1、目 录1 概述概述.11.1 应用范围 .11.2 保护配置 .12 技术参数技术参数.22.1 机械及环境参数.22.2 额定电气参数 .22.3 主要技术指标 .23 软件工作原理软件工作原理.43.1 保护程序结构 .43.2 正常运行程序 .43.3 起动元件.53.4 失灵起动 .53.5 过流保护.63.6 三相不一致保护.63.7 充电保护.63.8 跳闸逻辑.63.9 工作逻辑方框图.74 硬件原理说明硬件原理说明.84.1 装置整体结构 .84.2 装置面板布置 .94.3 装置接线端子 .94.4 输出接点 .104.5 结构与安装 .104.6 各插件原理说明 .115

2、定值内容及整定说明定值内容及整定说明.185.1 装置参数及整定说明 .185.2 保护定值及整定说明 .195.3 压板定值 .195.4 IP 地址.20NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 1 -RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置1 1 概述概述1.11.1 应用范围应用范围本装置为由微机实现的数字式断路器失灵起动及辅助保护装置，也可作为母联或分段开关的电流保护。1.21.2 保护配置保护配置RCS-923A 是由微机实现的数字式断路器失灵起动及辅助保护装置，也可作为母联或分段开关的电流保护。装置功能包括失灵起动、三相不一致保护、两段相过流保护和两

3、段零序过流保护、充电保护等功能，可经压板和软件控制字分别选择投退。1.31.3 性能特征性能特征装置具有失灵起动功能，其分相判别的相电流元件动作后，输出两组起动接点，与外部保护动作接点串联后在线路、母联或分段断路器失灵时去起动失灵保护。装置具有三相不一致保护功能，当断路器某相断开，线路上出现非全相时，可经三相不一致保护回路延时跳开三相，三相不一致保护功能可由控制字选择是否经零序或者负序电流开放。装置具有带延时的过流保护功能（两段相过流、两段零序过流） 。装置具有充电保护功能，当向故障母线（线路）充电时，可及时跳开本断路器。装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时

4、在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。完善的事件报文处理，可保存最新 128 次动作报告，24 次故障录波报告。友好的人机界面、汉字显示、中文报告打印。灵活的后台通信方式，配有 RS-485 通信接口(可选双绞线、光纤)或以太网。支持电力行业标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103 标准）的通信规约。与 COMTRADE 兼容的故障录波。RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 2 -2 2 技术参数技术参数2.12.1 机械及环境参数机械及环境参数机箱结构尺寸：482mm177mm291mm；

5、嵌入式安装。正常工作温度：0-40极限工作温度：-10-50贮存及运输：-25-702.22.2 额定电气参数额定电气参数直流电源：220V，110V 允许偏差: +15，-20交流电流：5A，1A （额定电流 In）频 率：50Hz/60Hz过载能力：电流回路： 2 倍额定电流，连续工作10 倍额定电流，允许 10S40 倍额定电流，允许 1S功 耗：交流电流：1VA/相（In=5A）0.5VA/相（In=1A）直 流： 正常时35W 跳闸时50W2.32.3 主要技术指标主要技术指标2.3.12.3.1 起动元件起动元件电流变化量起动元件，整定范围 0.1In0.5In零序过流起动元件，整

6、定范围 0.1In0.5In2.3.22.3.2 过流元件过流元件整定范围: 0.1In 20In 定值误差: ISLQD(失灵起动定值)时，瞬时接通该相失灵起动接点，该接点与外部保护该相跳闸接点串联后起动失灵。失灵起动接点分为分相失灵起动接点与三相失灵起动接点（任一相失灵起动动作即动作） 。失灵起动电流元件返回系数为 0.95。失灵起动工作逻辑见图 3.9.1。RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 6 -3.53.5 过流保护过流保护过流保护包括两段相电流过流保护与两段零序过流保护。当最大相电流大于相电流过流、段定值或者零序电流大于零序过流、段定值，并分别经各自

7、延时定值，保护发跳闸命令。过流保护电流元件返回系数为 0.95。过流保护工作逻辑见图 3.9.1。3.63.6 三相不一致保护三相不一致保护三相不一致保护由不一致接点起动，不一致接点的接线方式见图 3.7.1。三相不一致保护可采用零序电流或负序电流作为动作的辅助判据，可分别由控制字选择投退。三相不一致保护辅助判据电流元件返回系数为 0.95。三相不一致保护工作逻辑见图 3.9.1。3.73.7 充电保护充电保护在充电保护投入情况下，在正常程序中有以下条件时形成手合加速标志：1）任意跳闸位置接点开入，置“手合标志” ，在三相跳闸位置接点均返回或线路有流后再经 400ms，将“手合标置”清“0”

8、；2）当有手合接点开入时，在其开入上升沿置“手合标志” ，经 400ms 将“手合标置”清“0” ，即手合后 400ms 内发生的故障，均可启动充电保护。不一致接点TWJ起动充电公共TWJATWJBTWJCHWJAHWJBHWJCSHJ手合起动充电公共 图 3.7.1 不一致接点及起动充电保护开入接线图充电保护采用相电流过流，经 20ms 延时跳闸的方式。充电保护电流元件返回系数为 0.95。充电保护工作逻辑见图 3.9.1。跳闸位置与手合接点只要接一个开入即可起动充电保护。3.83.8 跳闸逻辑跳闸逻辑当三个辅助保护中有元件动作时，即发跳闸命令；跳闸令发出 40ms 后判是否有电流，若无电流

9、则跳闸命令返回。NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 7 -3.93.9 工作逻辑方框图工作逻辑方框图RCS-923A 工作逻辑见方框图 3.9.1 所示。图中不一致接点、手合接点与跳闸位置接点的接线方式见图 3.7.1。IMAXIAISLQDIBISLQDICISLQD失灵起动投入失灵起动投入失灵起动投入1失灵起动投入充电保护自产3I0相过流段相过流段零序过流段零序过流段手合接点闭合跳闸位置接点动作10 400ms13I0I0BYZ+EI2I2BYZ+E非全相位置不一致时间定值1跳闸TJ过流保护充电保护不一致保护不一致零序开放不一致保护不一致负序开放A相失灵起

10、动输出（SLA)B相失灵起动输出（SLB)C相失灵起动输出（SLC)三相失灵起动输出（SL2)20ms 0IAIBICIMAXICDIMAXI1GL1IMAXI1GL23I0I0GL13I0I0GL2零序过流段时间相电流过流段时间相电流过流段时间零序过流段时间ICD: 充电保护过流定值； IMAX： 最大相电流值；I1GL1：相电流过流段定值； I1GL2：相电流过流段定值；I0GL1：零序过流段定值； I0GL2：零序过流段定值I0BYZ：不一致零序过流定值；I2BYZ：不一致负序过流定值；图3.9.1 RCS-923A工作逻辑图注：框图中手合接点上升沿指的是手合接点开入由“0”至“1”的跳

11、变。RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 8 -4 4 硬件原理说明硬件原理说明4.14.1 装置整体结构装置整体结构DB9201IaIaIbIbIcIc电 流 输 入202203204205206207208209210211212213214606605608607610609612611618617623622O OP PT T1 1625624627626629628619620621602601对时打印604603信号复归投检修态919920923921SLB-1SLC-1SLA-1失灵1918917928929SLA-2SLB-2SLC-2失灵2跳闸9

12J2-1TJ2-1TJ2-2SL1-1903902905904BJJ-1XTJ-1XSL-1BSJ-1中央信号901公共908907BJJ-2BSJ-2906公共遥信TJ2-2916O OU UT T1 124V光耦24V光耦614615+-+101102103104直流电源直流电源24V光耦24V光耦24V光耦105106大地接地母线至OPT1板调试用模拟量输入DB15123456789123456789PC机RS232123456789ABCED DC CDCACLPFCPUCOMOPTSIGOUT直流电源交流输入低通滤波中央处理单元通讯模块24V光耦输入信号继电器

13、继电器出口A AC C友善的人机界面中文液晶显示COM板光纤接口双绞线与光纤接口只选其一光纤收1Rx1Tx1Rx2Tx2光纤发1光纤收2光纤发2可可 选选 件件以太网接口1以太网接口2485-1A485-1B501502503504485-2A485-2B505506对时485A对时485B507打印收508509打印地打印发C CO OM M打印机485-1地485-2地对时485地510511512投充电保护投非全相投过流保护手合起动充电TWJ起动充电非全相位置失灵公共1失灵公共2断路器A AB BC C* * * *TJ1-1912SL2-1SL2-1927926SL2-1925备用备用

14、备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 9 -图 4.1.1 装置整体结构4.24.2 装置面板布置装置面板布置图 4.2.1 是装置的正面面板布置图。RCS-923A断路器失灵起动及辅助保护装置确认信号复归A相过流区号取消运 行汉字显示器33键盘调试通讯口模拟量输入液晶对比度调整B相过流C相过流跳 闸图 4.2.1 面板布置图图 4.2.2 是装置的背面面板布置图（虚线为可选件）。LPFDCACCPUCOMOPTSIGOUT图 4.2.2 端子布置图（背视）4.34.3 装置接线端子装置接线端子图 4.3.1

15、为端子定义图，虚线为可选件。RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 10 -501502503504505506507508509COM打印地打印RXA打印TXB485-1 A485-1 B485-2 A485-2 B对时485A对时485B串口1串口2时钟同步打印202204206208210212214201203205207209211213IAIBICIAIBICAC电流101102103104105直流电源大地DC直流电源12510624V光耦24V光耦大地21560160360560760961161361561761962162362562762960

16、2604606608610612614616618620622624626628630对时投检修态打印信号复归备用备用OPT6备用24V光耦+24V光耦-LPF3CPU4510511512对时地485-1地485-2地备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用投充电保护投非全相手合起动充电投过流TWJ起动充电非全相位置空7信号公共BJJ-1BSJ2-2XSL-1远动公共XTJ-1BJJ-2BSJ1-2远动信号OUT9中央信号90290490690891091291491691892092292492692890190390590790991191391591791992192392592

17、7SL1-2TJ1-1TJ2-2TJ1-1SL2-1SL2-1TJ2-2SLA-1失灵1公共SLB-1失灵2公共SLC-1SL2-2SLC-2SLA-2跳闸失灵1失灵2备用A备用BSIG8备用C备用ETJ1-2SLB-2929930图 4.3.1 端子定义图（背视）4.44.4 输出接点输出接点输出接点如图 4.4.1 所示。NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 11 -远动信号中央信号BSJ1-2BJJ-2SL1-2TJ1-2907908BSJ2-2BJJ-1906910912XTJ-1XSL-1916914TJ2-2915913TJ1-1第一组失灵91992

18、1SLA-1SLB-1920923SLC-1第二组失灵925927SL2-2SLA-2926929928SLB-2SLC-2918917SL2-1跳闸905904903902901图 4.4.1 输出接点图4.54.5 结构与安装结构与安装装置采用 4U 标准机箱，用嵌入式安装于屏上。机箱结构和屏面开孔尺寸分别见图 4.5.1、图 4.5.2。177.0101.6291.0482.0465.0R RC CS S- -9 92 23 3A A确认信号复归区号取消运 行汉字显示器33键盘调试通讯口模拟量输入液晶对比度调整断路器失灵起动及辅助保护装置B相过流C相过流跳 闸A相过流图 4.5.1 机箱

19、结构图及屏面开孔图101.68 . 64465.0451.0179.0图 4.5.2 机箱结构图及屏面开孔图4.64.6 各插件原理说明各插件原理说明组成装置的插件有：电源插件（DC）、交流插件（AC）、低通滤波器（LPF），CPU 插件（CPU）、通信插件（COM）、24V 光耦插件（OPT）、信号插件（SIG）、跳闸出口插件 OUT、显示面板（LCD）。具体硬件模块图见图 4.6.1。RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 12 -由低通滤波插件来外部开入出口继电器A/DCPU串口打印+E光隔QDJCPLDDSPA/D由低通滤波插件来电源液晶显示图 4.6.1

20、硬件模块图4.6.14.6.1 电源插件（电源插件（DCDC）从装置的背面看，第一个插件为电源插件，如图 4.6.2(A)所示：101102106+220V/+110V-220V/-110V接地铜排保护装置( B )104105光耦24V保护装置( C )615614OPT1光耦24V开入公共外部空接点开入DCDC102101104105106滤波器DC/DC5V12V24V至装置内部其他插件光耦24V至OPT1插件( A )图 4.6.2 电源插件原理及输入接线图保护装置的电源从 101 端子（直流电源 220V/110V端）、102 端子（直流电源 220V/110V端）经抗干扰盒、背板电

21、源开关至内部 DC/DC 转换器，输出5V、12V、24V（继电器电源）给保护装置其它插件供电；另外经104、105 端子输出一组 24V 光耦电源，其中 104 为光耦 24V，105 为光耦24V。输入电源的额定电压有 220V 和 110V 两种，订货时请注明，投运时请检查所提供电源插件的额定输入电压是否与控制电源电压相同，电源输入连接如图4.6.2（B）。 光耦电源的连接如图 4.6.2（C），电源插件输出光耦 24V（105 端子），经外部连线直接接至 OPT1 插件的光耦 24V（615 端子）；输出光耦24V（104 端子）接至屏上开入公共端子；为监视开入 24V 电源是否正常，

22、需从开入公共端子或 104 端子经连线接至 OPT 插件的光耦 24V（614 端子），其它开入的连接详见 OPT 插件。4.6.24.6.2 交流输入变换插件（交流输入变换插件（ACAC）交流输入变换插件（AC）与系统接线图如下：NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 13 -201202203204205206207208201202203204205206208210212214213211209207AC215215A AB BC C断路器至低通插件IAIBIC图 4.6.3 交流输入变换插件与系统接线图、分别为三相电流输入，电流变换器的线性工作范围为 3

23、0。AIBICINI215 端子为装置的接地点，应将该端子接至接地铜排。交流插件中三相电流按额定电流可分为 1A、5A 两种，订货时请注明，投运前注意检查。4.6.34.6.3 低通滤波插件（低通滤波插件（LPFLPF）本插件无外部连线，其主要作用是：（1）滤除高频信号，（2）电平调整，（3）为利用本公司的专用试验仪（HELP-90A）测试创造条件。加法器低通滤波起动CPU测量从交流插件来从试验仪来加法器低通滤波保护DSP测量图 4.6.4 低通滤波原理图 由上图可见，CPU 与 DSP 采样从有源元件开始就完全独立，因此保证了任一器件损坏不致于引起保护误动。试验输入由装置前面板的 DB15

24、插座引入。4.6.44.6.4 CPUCPU 插件（插件（CPUCPU）该插件是装置核心部分，由单片机（CPU）和数字信号处理器（DSP）组成， CPU 完成装置的总起动元件和人机界面及后台通信功能，DSP 完成所有的保护算法和逻辑功能。装置采样率为每周波 24 点，在每个采样点对所有保护算法和逻辑进行并行实时计算，使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。起动 CPU 内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通信及与面板通信；另外还具有完整的故障录波RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 14 -功能，录波格式与 COMTR

25、ADE 格式兼容，录波数据可单独从串口输出或打印输出。4.6.54.6.5 通信插件（通信插件（COMCOM）通信插件的功能是完成与监控计算机或 RTU 的连接，有三种型号可选：AB物理层规约5ARS485RS485双绞线5BRS485RS485光纤5C以太网10/100M 光纤IEC60870-5-1035A、5B 插件设置了两个用于向监控计算机或 RTU 传送报告的 RS485 接口，5C 插件通过以太网上送报告。三种插件的背板端子及外部接线图如图 4.6.5。所有型号的插件均设置了一个用于对时的 RS485 接口，该接口只接收 GPS发送的对时脉冲信号，不向外发送任何信号。所有型号的插件

26、还设置了一个用于打印的 RS485 或 RS232 接口，通过整定控制字选择接口方式，如选用 RS232 方式，控制字“网络打印方式”设为“0” ，同时将该插件上相应的端子短接于 232 位置；如选用 RS485 方式，控制字“网络打印方式”设为“1” ，同时将该插件上相应的端子短接于 485 位置。与打印机通信的波特率应与打印机整定为一致。COM123456789RS485-1ARS485-1BRS485-2ARS485-2B对时485A对时485B打印收打印发打印地（5A）至打印机或打印控制器至GPS至控制系统至控制系统101112RS485-1地RS485-2地对时485地NARI-RE

27、LAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 15 -123456打印收打印发打印地光纤接收1光纤发送1光纤接收2光纤发送2（5B）TXTXRXRXCOM至打印机或打印控制器至控制系统光纤接口至控制系统光纤接口对时485A对时485B至GPS对时485地以太网接口（5C）COM123456打印收打印发打印地至打印机或打印控制器对时485A对时485B至GPS对时485地光纤接口至控制系统图 4.6.5 通信插件背板端子及外部接线图RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 16 -4.6.64.6.6 24V24V 光耦插件（光耦插件（OPTOPT）60660

28、5投充电保护投不一致保护608607投过流保护手合起动充电610609TWJ起动充电不一致开入612611618617623622625624627626629628619620621602601对时打印604603信号复归投检修态24V光耦（输入）24V光耦（输入）61461524V光耦（输出）24V光耦（输出）104105OPT601603605607609611615617619621623625627629602604606608610612614618620622624626628备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用备用图 4.6.6 光耦插件背板端子及外部接线图

29、电源插件输出的光耦 24V 电源，其正端（104 端子）应接至屏上开入公共端，其负端（105 端子）应与本板的 24V 光耦负（615 端子）直接相连；另外光耦24V 正应与本板的 24V 光耦正（614 端子）相连，以便让保护监视光耦开入电源是否正常。601 端子是对时输入，用于接收 GPS 或其它对时装置发来的对时脉冲接点或光耦信号，输入的信号必须是无源的，如下图所示，开入导通时的电流约35mA，推荐使用 RS-485 总线对时方式（参见通信插件说明），这两种对时方式实际使用时只能选用一种，若用总线对时方式，该输入不接。用光耦开入公共保护装置601615图 4.6.7 对时输入接点示意图6

30、02 端子是打印输入，用于手动起动打印最新一次动作报告，一般在屏上装设打印按钮。装置通过整定控制字选择自动打印或手动打印，当设定为自动打印时，保护一有动作报告即向打印机输出，当设定为手动打印时，则需按屏上的打印按钮打印。603 端子是投检修态输入，他的设置是为了防止在保护装置进行试验时，有关报告经 IEC60870-5-103 规约接口向监控系统发送相关信息，而干扰调度系统的正常运行，一般在屏上设置一投检修态压板，在装置检修时，将该压板投上，NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 17 -在此期间进行试验的动作报告不会通过通信口上送，但本地的显示、打印不受影响；运

31、行时应将该压板退出。604 端子是信号复归输入，用于复归装置的磁保持信号继电器和液晶的报告显示，一般在屏上装设信号复归按钮。信号复归也可以通过通信进行远方复归。608、609 端子为起动充电保护方式选择开入。610 端子是不一致接点开入，其意义是：当开关的跳闸位置 TWJ 与合闸位置HWJ 同时出现时置位。4.6.74.6.7 信号继电器插件（信号继电器插件（SIGSIG）本插件无外部连线，该板主要是将 5V 的动作信号经三极管转换为 24V 信号，从而驱动继电器。正常运行时，装置会对所有三极管的出口进行检查，若有错则告警并闭锁保护。本板设置了总起动继电器，当 CPU 满足起动条件，则该继电器

32、动作，接点闭合，开放出口继电器的正电源。4.6.84.6.8 继电器出口插件（继电器出口插件（OUTOUT）本插件提供输出空接点，如下图所示：远动信号中央信号BSJ1-2BJJ-2SL1-2TJ1-2907908BSJ2-2BJJ-1906910912XTJ-1XSL-1916914TJ2-2915913TJ1-1第一组失灵919921SLA-1SLB-1920923SLC-1第二组失灵925927SL2-2SLA-2926929928SLB-2SLC-2918917SL2-1跳闸905904903902901图 4.6.8 OUT 插件接点输出图BSJ 为装置故障告警继电器，其输出接点 BS

33、J-1、BSJ-2、BSJ-3 均为常闭接点，装置退出运行如装置失电、内部故障时均闭合。BJJ 为装置异常告警继电器，其输出接点 BJJ-1、BJJ-2 为常开接点，装置异常如不一致异常等，仍有保护在运行时，发告警信号，BJJ 继电器动作，接点闭合。XTJ、XSL 分别为跳闸和失灵起动信号磁保持继电器，保护跳闸时 XTJ 继电器动作并保持，失灵起动时 XSL 继电器动作并保持，需按信号复归按钮或由通信口发远方信号复归命令才返回。TJ 继电器为保护跳闸时动作，保护动作返回时，该继电器也返回。SLA、SLB、SLC 分别为 A、B、C 分相失灵起动输出接点；SL2 为三相失灵起动输出接点，即任一相

34、失灵起动动作，则 SL2 继电器动作。失灵起动返回时失灵起动继电器也返回，其接点与保护装置的跳闸接点串联起来去起动失灵保护。RCS-923A 断路器失灵及辅助保护装置NARI-RELAYS- 18 -4.74.7 显示面板（显示面板（LCDLCD）显示面板单设一个单片机，负责汉字液晶显示、键盘处理，通过串口与 CPU交换数据。显示面板还提供一个与 PC 机或 HELP-90A 通信的接口（9 芯），一个调试用模拟量输入端子（15 芯）。NARI-RELAYSRCS-923A 型断路器失灵及辅助保护装置- 19 -5 定值内容及整定说明装置定值包括装置参数和保护定值。5 5. .1 1 装装置置

35、参参数数及及整整定定说说明明序号定 值 名 称定 值 范 围整 定 值1定值区号0292通信地址02543串口 1 波特率4800,9600,19200,384004串口 2 波特率4800,9600,19200,384005打印波特率4800,9600,19200,384006调试波特率4800，96007系统频率50，60Hz8电压一次额定值127655kV9电压二次额定值57.73V10电流一次额定值10065535A11电流二次额定值1,5A12厂站名称13网络打印0,114自动打印0,115规约类型0,116分脉冲对时0,117可远方修改定值0,11.定值区号：保护定值有 30 套可

36、供切换，装置参数不分区，只有一套定值；2.通信地址：指后台通信管理机与本装置通信的地址；3.串口 1 波特率、串口 2 波特率、打印波特率、调试波特率：只可在所列波特率数值中选其一数值整定；4.系统频率：为一次系统频率，请整定为 50Hz；5.电压一次额定值：为一次系统中电压互感器原边的额定电压值；6.电压二次额定值：为一次系统中电压互感器副边的额定电压值；7.电流一次额定值：为一次系统中电流互感器原边的额定电流值；8.电流二次额定值：为一次系统中电流互感器副边的额定电流值；9.厂站名称：可整定汉字区位码（12 位） ，或 ASCII 码（后 6 位） ，装置将自动识别，此定值仅用于报文打印。10.自动打印：保护动作后需要自动打印动作报告时置为“1” ，否则置为“0” ；11.网络打印：需要使用共享打印机时置为“1” ，否则置为“0” 。使用共享打印机指的是多套保护装置共用一台打印机打印输出，这时打印口应设置为RS-485 方式（参见 4.6.5 通信插件说明）,经专用的打印控制器接入打印机；