小电流接地微机装置

1、一、概述小电流接地系统的选线问题一直是电力系统的一个难题，单相接地后，正确地选出接地 线路并迅速排除故障，对电力系统安全运行起着重要作用。我单位的科技人员十几年来一直从 事于微机选线装置的研究开发工作，根据用户的不同要求形成了微机选线的系列产品有：通 用的ml-10h型、基于多cpu架构的集中式lh-02e型(以上参见其相应说明书)，在以上产品 的基础之上，我单位应用并行采集处理及微机通信技术，又开发了 lii-02z型小电流接地系统 微机选线装置。该装置依据暂态分析原理，并与稳态分析相结合，尤其对于消孤线圈接地系 统，大大提高了判线准确率，可广泛应用电力、化工、石油、冶金、煤炭、矿山和石化行

2、业的 3-66kv电厂和变电站的单相接地保护。二、小电流选线应用存在问题及解决方案2.1传统基于稳态分析，群体比幅、比相原理的局限性。随着供电半径的增大，电缆线路的急剧增加，系统电容电流急剧增大，配电系统越来越 多的采用中性点经消弧线圈接地方式，众所周知，中性点经消弧线圈接地系统，基于基波零 序电流的比幅、比相原理已不能成立，大多数选线装置采用5次谐波作为判据，而此种原理 存在如下问题：a. 稳定及间歇性电孤接地，接地电流以暂态、高频分量为主，以5次谐波电流为判据已 失去意义。b. 5次谐波在系统中含量小，稳定性差，易受干扰。c. 传统单一 cpu的选线装置，硬件基础决定其无法在一周周波(4m

3、s)之内将所有线路采 完，只有降低采样点数或在若干个周波内巡检，降低了采样精度及信号可比性。d系统不对称5次谐波源的干扰。对于中性点不接地系统，以基波零序电流比幅、比相为判据可以成立，判线准确率较高。2.2中性点经消弧线圈接地系统应以暂态分析为主，结合稳态分析判据。近年来，小电流接地选线技术经过众多专家的研究，取得了相当大的进展，相继推出了 众多选线方案，典型的如注入法、有功分量法、与自动调谐消孤线圈相结合的增量法等。这 些方法在原理上来讲均正确，但在实际使用效果上却无法令用户满意，究其原因我们认为这 些方法在原理上均以稳态分析为基础，而忽视了系统实际接地时普遍存在的弧光接地中的高 频暂态信号

4、。实际接地绝大多数均为过渡电阻接地，这种情况下发生弧光及孤光重燃的概率 较高，基于稳态分析的选线方案在这种工况下选线失灵；在接地初始时刻，系统存在明显的 暂态过程，准确捕捉暂态信号，为选线提供丰富的判线依据。系统经过短暂的过渡过程之后, 接地工况进入以下三种情况：a. 进入稳态过程。b. 产生稳定电弧接地。c. 产生持续间歇性电弧接地。针对以上三种工况，制定选线策略，必须以暂态及稳态信号相结合来判断接地线路。2.3采样的同时性弧光接地过程中，产生严重的高频电流，接地初始阶段产生高频暂态分量，频率范围在 300-3000hz之间，基于多cpu架构的选线装置可保证所有线路在同一时刻采样，对于高频暂

5、 态信号幅值及相位的采样具有可比性；而单cpu类选线装置只能采用巡检的方式，本身存在 固有的相位误差，采样不在同一时刻，信号可比性差。2.4准确采样信号基于对接地信号中暂态高频分量的捕捉、测量，传统单一 cpu方案根本无法完成，必须 采用多cpu系统，高速高分辨率ad,才可以保障准确采样。三、型号定义lh02zd dpt dlt跳闸接口，普通无此项出线数母线数x为小机箱，普通无此项产品序号xxxxx小电流选线四、特点4. 1国内率先推出基于多cpu构架，有效提高采样点数，所有线路在同一时刻采样，排 除了接地过程中系统波动对判线的影响，解决了国内同类装置中对5次谐波及暂态高频分量 采样点数少、精

6、度低的难题。4.2随着消弧线圈接地系统的推广，以暂态原理做为判线依据，判线原理不受消弧线圈 的影响，确保判线的准确性。4.3暂态信号幅度强，分辨率高接地故障初始阶段产生暂态高频振荡电流，其幅度可达工频稳态电流的十儿倍甚至儿十 倍，频率在300iiz-3000 hz之间，幅度强，信号丰富。4.4对瞬间接地及间歇性接地效果好随着微电子及计算机技术的发展，基于暂态原理的选线装置应用故障录波技术，准确捕 捉接地暂态过程，记录暂态波形完全可以捕捉到时间很短的接地故障，对于在恶劣天气或系 统故障隐患所带来的持续瞬时间歇性接地更具有突出的优势。4.5对孤光接地工况的选线效果好现场单相接地故障中，过渡过程产生

7、高幅值的高频振荡电流，使故障点产生电弧游离， 产生持续性电弧或间歇电弧接地，在弧光接地工况下，基于稳态的选线原理失灵，而基于暂 态的选线原理，选线是不受影响的。4.6国内唯一采用故障录波技术，完整记录接地暂态过程，解决瞬间接地及间歇性接地 的选线难题。4.7采用实时数据采集处理技术、快速、准确。4.8采用高速高分辨率ad,采样频率达16khz, ad分辨率16位。4.9采用现场自适应技术，不论系统电容电流大小，ct变比高低均可做到准确采集，测 量无死区。4. 10采用大屏幕液晶，触摸操作，信息丰富，操控简单。4. 11主机与采集模块间通讯采用can总线，数据吞吐量大，速度快。4.12独特的自适

8、应软件滤波算法，采样数据更具真实性。4.13易与配套厂的自动化系统配套。4. 14具有rs232或rs485通讯接口，满足无人值守的要求。五、性能规范5. 1电源：交流电220v±20%或直流220v±10%o5. 2重量:不大于15kgo5.3运行环境:0-50°c,无腐蚀性气体及导电性尘埃。5. 4 开屏尺寸：450mnix 178niin （宽x 高）。5.5最小接地分辩时间:5mso5.6最大母线数:4段。5.7出线数:w52。5.8采样精度：16位5.9故障记录次数：25次5. 10 通讯接口： rs232、rs485六、装置使用装置前面板如下图1所示:

9、图1装置前面板6.1、硬件框图如下6.2软件流程图如下6.3使用方法6. 3. 1给电ac220v电源端子加入电源，打开后面板电源开关，装置上电，液晶显示主界面（如下图）。06-12-05 g 16:38:54lh-02z型小电流接地选线（var 3.24）新民科技发民有限公司 邯山电力自动化研究所0240投切投 数数弧联阻s母出消母中转船正常图46. 3.2设置按任意键，液晶显示菜单页面，内容依次为：“设置、查询、校时、追忆、通讯二触摸 对应的字幕，可选择各项（如下图）。i母线ii母线 mast iv母线出线：20 ooo消狙：役-母线：1t -中阻：投-电压：q.0v -祓置查询校肘ise

10、通讯返回图5在此选“设置”项，按“确定”键，则显示密码页面（如下图）。请输入设置密码0 0 0 0确定 f *- t i返回图6按“一”键或“一”键可以选择要设置的位，按“ f ”键该位加1 ,按“ i ”键该位减1。按“确定”键，若密码正确，则显示设置菜单，（如下图）。请选择设置项：系统线路通讯权值其它系统 蛟路 通讯 权值 其它 返回图7触摸图片中最下一行的菜单项，选择要设置的项，触摸对应的项进入该设置项，若选 择”系统”项则显示：（如下图）。i母线i母线ni a线iv母线出线数:101000消弧:投投母联:1-12-2一一启动值:3030一一中阻:切切一一一一确定t t t i 返回图8

11、l¥i按“一”键或“一”键可以选择要设置的项，若是出线数项，则按“ f ”键该位加1 , 按“ i ”键该位减1 ；若是消弧项，则按“ t ”键消弧投（系统消弧装置投入），按“ i ” 键消弧切（系统消弧装置未投入）；若是母联项，则按“ f ”键该位加1 ,按“ i ”键该位 减1 （x-y表示x段母线和y段母线母联投）；若启动值项，则按“ f f ”键启动值增加10, 按“ t ”键启动值增加1,按“ i "启动值减少1;若中阻项，则按“ f ”键中阻投（系统 中阻装置投入），按“ i ”键中阻切（系统中阻装置未投入）。最后按“确定”键，设置保 存，按“返回”键，返回上一

12、页。若在设置页面选择“线路”项则显示：（如下图）纹路序号：1线路编号：0001所屈母线：1c t变比：75跳 闸：允许 跳闸延时：0 2 0秒确定 f t t t返回首先通过“ t"i"键选择要哪一条出线，再通过按“一”键或“一”键可以选择 要设置的项，若是“线路序号”项，按“一”键或“一”键可以选择要设置的位，按“ t ” 键该位加1,按“ i ”键该位减1;若是“线路编号”项，按“ t ”键该位加1,按“ i ” 键该位减1设置本出线的编号，可以设置四位数；若是“所属母线”项，按“ f ”键该位加 1 ,按“ i ”键该位减1设置本线路所属母线；若是“ct变比”项，按“

13、 t f ”键该位增 加10,按“键该位加1 ,按“ i ”键该位减1设置零序ct变比；若是“跳闸”项，“ f ” 键显示“允许”跳闸允许，按“ i ”键显示“禁止”跳闸禁止。若是“跳闸延时”项，按 “一”键或“一”键可以选择要设置的位，按“ f ”键该位加1 ,按“ i ”键该位减1 , 设置跳闸延时时间；按“一”键或“一”键使输入焦点到“第xx出线”，通过“ f ”、“ i ” 键选择另一条出线，依次类推可对所有出线进行设置。最后按“确定”键，设置保存；按 “返回”键，返回上一页。若在设置页面选择“通讯”项则显示：（如下图）规约号：01从地址：001波特率：9600确定t t t i返回图

14、10按“一”键可以选择要设置的项。若是“规约号”项，则按“ f ”键该位加1 ,按“ i ” 键该位减1 ；若是“从地址”项，则按“ f ”键该位加1 ,按“ i ”键该位减1 ;若是“波 特率”项，则按“ f ”键或“ i ”键来选择所需的波特率。最后按“确定”键，设置保存; 按“返回”键，返回上一页。若在设置页面选择“权值”项则显示：（如下图）权值设置（1-10）:值位值位值位值位-遍胡-tg珀一笔珀-笔相态耕波撕波渤量亶皙皙基基谐谐能能确定 f 。i 返回按“一，键或“一，键可以选择要设置的项，按“ f ”键该位加1,按“ i ”键该 位减1。最后按“确定”键，设置保存；按“返回”键，返

15、回上一页。该设置项一般出 厂时己设定。若在设置页面选择“其它”项则显示：（如下图）瞬时接地：显示设置密码：0 0 0 1确定t i 返回图12按“一”键或“一”键可以选择要设置的项，若是“瞬时接地”项，则按“ f ”键该 项为“显示”，按“i ”键该项为“不显”；若是“设置密码”项，按“ f ”键该位加1 , 按“ i ”键该位减1。最后按“确定”键，设置保存；按“返回”键，返回上一页。6. 3. 3查询在菜单项中选择“查询”项，按“确定”键显示查询菜单：（如下图）。魏路序号：o 1线路编号：1段。1c t变比：75跳 闸：允许跳闸延时：0 2 0秒零序电流：0.01a298. 8°

16、量值波形十i 返回图13依次显示线路序号、线路编号、ct变比、跳闸状态、跳闸延时、零序电流值等。按“ i ” 键可查询下一回路值，按“ t ”键可查询上一回路值。按“返回”键可以返回。6. 3.4校时在主菜单选项中选“校时”项，然后按“确定”键，按“一”键或“一”键可以选择要 设置的位，按“ f ”键该位加1 ,按“ i ”键该位减1。可对年月日时分秒设置，按“确 定”键设置保存返回，按“返回”键，设置不保存返回（如下图）。确定2006 年12月05日15时15分35返回图146. 3. 5追忆装置可记录25次接地信息，如接地超过25次，则将最早的记录覆盖，在主菜单选项中 选“追忆”项，按“确

17、定”键，若是无接地记录则显示：（如下图）。无接地记录清零返回图15若有接地记录，则液晶显示接地信息记录，依次为接地线路、接地日期，起始接地时间,接地消失时间以及各判线方法的结果。按“ i ”、“ "'键可以翻阅各次接地信息，按“返回”键返回（如下图）。6. 3. 6通讯在菜单项中选择“通讯”项，按“确定”键显示通讯菜单：（如下图）。num:01 addr:001 bps:9600 15:22:50发送区：接收区：发送返回图17该项可以实现与上位机或其它远动通信设备之间通讯数据。6. 3. 7报警当装置检测到接地时，后面板上报警输出结点闭合，液晶显示接地信息，若是母线接地 或站

18、外接地（非变电所出线线路接地），则液晶显示：（如下图）。1段母线接地u1:0.ov u2:0.0v u3：0.0v u4:0.0v重判复归查询信息返回图18若是变电所出线线路接地（如：1段0012线路接地），则液晶显示：（如下图）。2006年12月06日。9时10分21秒1段。12线路接地u1:27.0v u2:0.0v u3:0.0v u4:0.0v重判复归查询信息返回g，1nsg?i19*3lli£gu,l-llfill'任z您若"1! fztrmb8232-tib b323shsofiul1mlb 跻qlff窖号不图206.4安装及接线6. 4. 1屏面开孔尺

19、寸：178mmx450mm （高x宽）。6. 4.2装置的外形尺寸及安装示意图见附图（l）a, （l）bo6. 4.3装置后面板端子接线如图20所示：如为多母线系统，考虑装置适应系统母联状态，pt开口角引线应引自系统小母线，尽量 避免直接引自pt（因有些系统母联合时可能停掉某个pt柜）。如确实无法满足要求，也可通 过设定装置的母联状态解决此事。母联状态设定请看使用方法中“设定”节。装置后面板端子定义说明序号端子名称说明1电源板同步信号负（备用）2同步信号正（备用）3can通讯信号负（备用）4can通讯信号正（备用）56失电报警负输入7失电报警正输入8电源输入：ac220v或dc220v9电源输

20、入：ac220v或dc220v1cpu板（上）rs232-rxd2rs232-txd3rs232-gnd4rs485a5rs485b6781cpu板（下）开关量输入12开关量输入23开关量输入34开关量输入45开关量地67接地报警公共端8接地报警开点91段母线中阻控制公共端101段母线中阻控制开点112段母线中阻控制公共端122段母线中阻控制开点1通 道 板11pta1母线开口三角电压正输入21pt-b1母线开口三角电压负输入32pt-a2母线开口三角电压正输入42ptb2母线开口三角电压负输入53pt-a3母线开口三角电压正输入63pt-b3母线开口三角电压负输入74pt-a4母线开口三角电

21、压正输入84pt34母线开口三角电压负输入91ct-k1第1路k1端输入101ct-k2第1路k2端输入112ct-k1第2路k1端输入122ct-k2第2路k2端输入133ct-k1第3路k1端输入143ct-k2第3路k2端输入154ct-k1第4路k1端输入164ct-k2第4路k2端输入17通道板2通 道板75ct-k1第5路k1端输入185ct-k2第5路k2端输入196ct-k1第6路k1端输入206ct-k2第6路k2端输入 11152ct-k1第52路k1端输入11252ct-k2第52路k2端输入七、安装及接线7. 1 装:安装及接线参照6. 4.3节。7.2对电缆出线（或电

22、缆引出式架空线路）需安装零序ct,我公司可配套供应cld型零序 ct,夕卜型尺寸如附图所示，应将有端子的一面朝向母线端。在安装cld型互感器时，切 勿将两台互感器活动铁芯互换，同时互感器应将活动铁芯有标记面与固定铁芯有标记面安装 同一侧，以免造成气隙过大，而影响性能。7.3同一线路使用几条电缆并联时，如尺寸允许应将所有电缆穿入同一互感器中，或每条电缆装一只零序互感器，二次绕组并联后接入装置。己安装有零序ct,如特性满足要求，可仍旧使用（但需将型号、变比提供我公司）。接线原则为：与一次电缆母线端同极性的二次端子接k”异极性端接匕。7.4对于架空出线，为取出零序电流，必须使用三相ct组成零序滤过器

23、，对只有a、c相ct应选同型号、同规格的ct接与b相，接线见附图4 （a）、（b）。7.5对于铠装电缆，外皮接地点在ct上部时，应将接地线穿过ct接地，并且在ct上部只能有a点一个接地点如附图（5）o外皮接地点在ct下部时，则接地线不穿过ct,在ct 上端时，卡子与滤波器之间必须包垫电缆钢铠绝缘物以避免通过卡子接地。7. 6装置安装完毕后，应按我公司随机提供的"lh-02z投运试验方法”进行试验，以确 保接线正确。八、lh-02z投运试验方法8.1正确地接外围线路接至装置后面板。118.2将装置上电，正确设置系统配置，以及各出线线路编号及ct变比等参数。8. 3装置投到查询状态，如具

24、备条件在ct 一次侧穿5-20a电流，在装置看测量是否准确, 可改变该线路ct变比设置来校准测量值并校对极性，推荐试验接线图如下：ac220v刀闸调压器=ptxpta接选线装置后端子pta, p诚k11二接选线装首后端子kl，k2端（正糙路） k2书选就葡端子kl, k2端（故障线路） k2k1黄选线装置后端子ki, k2端（正糙路） k2电流表 20证电容零序电流互感器-<©ii图21判线试验图选三条线路，一条线路（模拟故障线路）在零序电流互感器一次侧穿3圈（反穿），另外 两条线路在零序电流互感器一次侧穿1圈（正穿），将选线装置接地启动值调至30v,调压器 在没送电的情况下将

25、电压调至30v以上，试验电路按下图接好，然后再合刀闸给调压器送电,此时装置启动判线，前面板显示该试验线路编号。各路显示的相位值均以该段pt采集信号作为基准。如一次侧不具备试验条件，可在二次侧加0.1 a-0. 5a电流信号，经变比换算后校正测量 值。8.4依次给各电流回路加上实验电流，装置加上实验电压，查询界面显示出所加实验电 流的幅值和相角.线路编号以及所在的母线号，以此核对装置设定的系统配置和线路编号是否 与各路相对应，并校正线路的变比和极性。8.5恢复现场系统接线，将装置重新上电复位，投入运行。九、小机箱对于小于20路的小电流接地选线装置，我们还提供一种小机箱，它与一般的机箱相比有 如下

26、改动：1、屏面开孔尺寸：178mmx221mm （高x宽）。2、后面板的端子与一般机器相比，去掉后4个通道板。端子图如下：14ct-k11emu网1«t-k1160t-i11kt<1lect-tt170m117ct4s180t-k116gt-k21mt-k11«t-<220ct-k1mt-k2llxt11【为kt-k1&ct-k1bcpk2 |1pt-a1pt-k1ffarr-xrirxcm砰xim-ki1ct-k2kfthtl2cth3«fk1errrn是3、前面板如下图所示4、装置的外形尺寸及安装示意图见附图（2）a, （2）bo十、零序互

27、感器说明10. 1概述我公司生产的用于电缆出线的零序互感器共分两大类：一类用于小电流系统发生单相接 地时测量零序电流的，与小电流系统接地微机选线装置配套；另一类属于大电流接地系统（也 称为小电阻接地）保护用的零序电流互感器，与保护装置配合使用可起到继电保护作用。各类零序电流互感器均采用abs工程塑料作外壳（定做例外），环氧树脂浇铸而成。具有 外型美观、绝缘性能好、线性度好、灵敏度高、运行可靠、安装方便等特点。a.10.2使用条件 环境温度 最局温度+60 °c o 日平均气温不超过+40°c,最低气温-5°cob. 海拔 不超过1000m （高原使用特殊定货）。c. 相对湿度85%。10.3型号及含义cld o / p电流饱和倍数测量精度（10p为3级5p为1级）百:感器二次电流互感器一次电流内径k为开口式，b为整体产品型号a. 交流电压0. 4kv以上（电缆）。b. 电网频率50hzoc. 同名端：一次由侧穿入，二次为 &qu