小电流系统接地选线装置

1、小电流接地选线装置 技术使用说明书 LR-XD小电流接地选线装置使用说明书保定蓝瑞电气科技有限公司目 录一.概述2二.装置的主要特点2三.装置技术参数2四. 使用环境条件3五. 型号说明3六装置的基本原理3七装置外形尺寸及开屏尺寸图4八、装置的使用5九、系统电容电流的估算11十、零序电流互感器的选择12十一、定货须知13附录1、装置外形及开屏尺寸图14附录2、装置后端子图15附录3、装置典型接线图16一.概述我国城市电网及厂矿企业的中压系统，一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，简称小电流接地系统。当小电流接地系统中发生单相接地时，由于故障点电流较小，且由于系统三相电压仍然对称不影响对负荷

2、的正常供电，一般允许继续带故障运行1-2小时。但长期运行，由于非故障的两相对地电压升高 倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。因此，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除,以防止单相接地故障进一步扩大。微机型小电流接地选线装置是我公司科技人员在总结了十几年来国内各种小电流接地选线装置成功、失败的经验和教训之后，研制出的新一代小电流接地选线装置。该装置在软硬件的设计上进行了重大改进，使装置工作稳定，无需调试，整定方便，选线更加准确。二.装置的主要特点1. 全新的硬件系统，

3、设计采用高速CPU，程序功能分配更加合理，运行更加稳定2. 整机为插件结构，插件方式为后插拔，维修及更换部件方便；强弱电彻底分离，抗干扰性能强。3. 综合利用暂态过程的小波分析法及稳态过程的谐波分析法多种选线方案，提高选线的准确率。4. 人机界面非常友好，采用大屏幕汉字显示液晶屏，实时帮助，信息量大，调试方便，操作简单。5. 装置具备完善的自检，自复位能力。6. 数据交换通道有三种硬件通讯接口： 三线RS-232C 接口、 二线RS-485接 口、四线RS-422接口。适用于无人值班变电站或综合自动化设备。7. 线路报警输出方式：可以编码（BIN）输出、一对一报警输出。8. 本装置可以储存20

4、组接地追忆信息，掉电不消失。9. 现场CT变比、启动电压可软件设定，现场不需调整。10. 接地报警功能，可设置为延时报警。 11. 跳闸功能，可设置延时跳闸或不跳闸。12. 无需调试，维护简便。三.装置技术参数 1. 电压等级：12种 2. 母线段数：14段 3. 出线数：36，每段母线并联运行出线数不限，可以任意组合 4. 接地方式：适用于中性点不接地、消弧线圈接地或电阻接地系统5. 出线方式：电缆或架空线6. 零序电流输入范围：01000mA（大于时，订货时须声明）7. 零序电压输入范围：0300V 8. 机内PT、CT隔离器功耗PT < 0.2 VA 输入额定电压100VCT &l

5、t; 0.1 VA 输入额定电流 1A9. 报警输出触点容量：AC 250V 5A； DC 30V 5A10. 线路报警触点容量：AC 250V 5A； DC 30V 5A11. 额定工作电压：AC/ DC 220V±20%； DC110V±20 (订货时声明)12. 整机功耗：<25W四. 使用环境条件1.环境温度：-10BC+50BC2.大气压力： 80110KPa3.空气相对湿度：90（25BC）、50（40BC）4.使用地点不得有爆炸危险的介质，周围介质中不得含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体，不允许环境充满蒸汽及含有较严重霉菌存在。5.安装地点应具有防御风、

6、雨、沙和防尘设施。五. 型号说明LR-XD 1 设计序号小电流接地选线装置公司名称 六装置的基本原理我们采用谐波分析法，结合暂态过程的小波分析法与稳态过程的零序能量法，采用微机实现智能选线方法。其工作原理如下：当小电流系统发生单相接地时，故障线路零序电流为其它非故障线路零序电流之和，原则上它是这组采样值中最大的，但由于CT误差、信号干扰以及线路长短差别悬殊，有可能在排序时排到第二、第三，但不会超出前三，这一步为初选，所采用的原理是相对概念（在现行运行方式下，取前三个最大的）。第二步，在前三个信号里，采用相对相位概念即用电流之间的方向或电流与电压之间的超前与滞后关系，进一步确定是前三个中的哪一个

7、故障，还是母线故障，而零序电流二次侧幅值可在11000mA之间变化。由于采用双重判据，而且使用的都是相对原理，克服了运行方式变化、接地电阻及线路长短的影响，并且不需整定。小波分析法利用接地初始时的一段波形来分析。每条线路，由于长短不一，阻抗值不同导致暂态过程中零序电流所含的谐波分量不同，线路越短，高频分量越多。小波分析法提取某一频率段的谐波分量后，各支路的零序电流分布也满足上述结论。而且，突出的优点是，这种分析法能克服消弧线圈和CT不平衡的影响，这是因为，消弧线圈在暂态过程中还未起作用，而CT不平衡电流分量已被滤去（选择频段时去掉基波分量）。但小波分析法在稳态时要同谐波法和能量法相结合。整个装

8、置工作过程如下：系统无单相接地故障时，装置处于监视状态，液晶屏显示当前日期与时间，当PT开口三角输出零序电压大于整定值（出厂设置为30V）时，表示系统发生单相接地，此时CPU将采集的零序电压数据和所有的零序电流数据进行滤波、排序、判断、经过多次综合分析后，将接地故障信息（如接地起始时刻、故障线路号、故障当前时间等），送液晶屏显示，并将判断结果送继电器输出或串口输出。七装置外形尺寸及开屏尺寸图装置最大外形尺寸图装置开屏尺寸图八、装置的使用装置前面板如图所示 图8.1 前面板示意图 8.1 指示灯说明： “运行” 当装置运行在监视状态下时，此指示灯亮。“电源” 当装置上电，并且供电正常时，此指示灯

9、亮。“通讯” 当装置正常通讯时，此指示灯亮。“报警” 当系统发生接地故障时，此指示灯亮。“越限” 当系统零序电压超过设定值时，此指示灯亮。8.2 按键说明：“复位” 整机硬件复位；“设置” 进行参数修改设置；“确定” 确认当前操作； “上页、下页” 菜单选项或信息超过一屏时的翻页键； “ ”操作光标上、下、左、右移动； 8.3 运行：装置的操作可分为运行和设置两部分。主菜单1.装置投运 5.故障记录2.参数设置 6.系统信息3.通讯设置 7.母联状态4.时钟校准 8.调 试装置开机进入主菜单如图8.2所示，在主菜单中按“”、“”、“”和“”可以移动光标位置，按“确认”键进入所选子菜单中。图8.

10、2 主菜单画面装置在正常运行时，液晶显示屏最下行显示当前系统日期和时间。如要对装置进行操作，可以按“设置”键进入图8.2所示主菜单。小电流接地选线装置 运行监测中 07年01月15日 10时15分20秒图8.3 运行画面在运行监测画面，如果装置监测到系统出现接地故障，就会自动显示如下的接地故障信息画面如图8.4所示，在此画面中，除非故障被排除，否则装置不响应任何操作。接地故障信息接地母线：01接地线路：15起始时间：07年01月10日 08时33分12秒当前时间：07年01月10日 08时34分14秒图8.4 故障画面8.4 复位本机设有“复位”键，若按复位键机器将重新运行。但是用户设置的参数

11、以及记忆的接地故障信息不丢失。 8.5 各项参数设置在主菜单图8.2界面下，移动“”、“”、“”“”光标选择“参数设置”，按“确认”键，进入参数设置如图8.5所示。参数设置 1.线路编号 2.CT变比 3.线路告警 4.告警方式5.零序电压6.消弧线圈图8.5 参数设置8.5.1 线路编号设置在参数设置菜单下，移动“”、“”光标选择“线路编号”，进入线路编号设置菜单如图8.6所示。在此菜单中按“”、“”、“”“”可以移动光标。按“设置”键，光标“”变成修改状态“”，参数在修改状态时，移动“”、“”、“”“”键（分别表示为：“+1”、“-1”、“乘10”和“除10”，）用对该参数数值进行修改整定

12、。修改完成后按“设置”键，光标“”所指参数的修改状态撤销，返回移动状态“”。最后按“确认”键，使所修改的参数存储并生效。线路编号序号 母线 线路01 01 000102 01 000203 01 000304 01 000405 01 000506 01 0006 图8.6 线路编号设置8.5.2 CT变比设置在参数设置菜单下，移动“”、“”光标选择“CT变比”，进入CT变比设置菜单如图8.7所示。在CT变比设置菜单中按“”、“”、“”“”可以移动光标位置。按“设置”键，光标变为修改状态，移动“”、“”、“”和“”可对参数进行修改。CT变比 1线路 变比 线路 变比0001 100:1 000

13、7 100:10002 100:1 0008 100:10003 100:1 0009 100:10004 100:1 0010 100:10005 100:1 0011 100:10006 100:1 0012 100:1图8.7 CT变比设置8.5.3 线路告警设置在参数设置菜单下，移动“”、“”光标选择“线路告警”，进入线路告警设置菜单如图8.8所示。在线路告警设置菜单中按“”、“”、“”和“”可以移动光标位置，按“设置”键，光标“”变成修改状态“”，参数在修改状态时，移动“”、“”键用对该参数数值进行修改整定。修改完成后按“设置”键，光标“”所指参数的修改状态撤销，返回移动状态“”。最

14、后按“确认”键，使所修改的参数存储并生效。当修改告警允许禁止参数时，只有“”、“”键有效，且定义为当前参数取反。线路告警线路 延时 告警0001 0001 允许0002 0001 允许0003 0001 允许0004 0001 允许0005 0001 允许0006 0001 允许图8.8 线路告警设置8.5.4 零序电压设置在参数设置菜单下，移动“”、“”光标选择“零序电压”，进入零序电压设置菜单如图8.9所示。在零序电压设置菜单中按“”、“”、“”“”及“设置”键，进行零序电压的设置。零序电压设置启动电压 告警电压母线一：030V 100V 母线二： 030V 100V 母线三： 030V

15、100V 母线四： 030V 100V图8.9 零序电压设置8.5.5 消弧线圈设置在参数设置菜单下，移动“”、“”光标选择“消弧线圈”，进入消弧线圈设置菜单如图8.10所示。消弧线圈设置母线一段：无母线二段：无母线三段：无母线四段：无 图8.10 消弧线圈设置8.6 通讯设置在主菜单下，移动“”、“”光标选择“通讯设置”，进入通讯设置菜单如图8.11所示。通讯参数设置装置地址：001波特率： 4800 bps通讯规约： modbus通讯方式：485 测量类型：001保护编号：001 动作类型：001事件编号：001 故障类型：001图8.11 通讯参数设置8.7 时钟校准装置带有硬件时钟，机

16、器掉电亦不停止走时，以记录发生接地故障的时间。正常运行未检测到接地故障时，本机屏幕显示当前的年、月、日、时、分、秒值。本机刚投运或经一段时间运行后，需校准时间。在主菜单下，移动“”、“”光标选择时钟校准，进入时钟校准菜单如图8.12所示。在此菜单下，按设置键，光标 变为“”表示进入修改状态。然后用“”、“”、“”“”键修改，修改完成后按设置键退出修改状态，光标“”返回移动状态“ ”，修改完成后按确认键保存。时钟校准07年02月02日09时08分08秒图8.12 时钟校准8.8 故障记录在主菜单下，移动“”、“”光标选择故障记录，进入故障记录菜单如图8.13所示。在记录查看画面中，移动“上页”、

17、“下页”键，查看各条记录。本装置可最多保存故障记录20条。 1接地故障信息接地母线：01接地线路： 15起始时间：07年02月10日 08时33分12秒终止时间：07年02月10日 08时34分14秒图8.13 故障记录8.9 系统信息在主菜单下，移动“”、“”光标选择“系统信息”，进入“系统信息”菜单如图8.14所示。在系统信息显示画面中，按“上页”和“下页”键查看当前系统的电压、电流各项数据。系统信息显示 1线路号 电流值0001 1.000A0002 1.000A0003 1.000A0004 1.000A0005 1.000A0006 1.000A系统信息显示零序电压 电压值母线一段：

18、 100.0V母线二段： 100.0V母线三段： 100.0V母线四段： 100.0V图8.14 系统信息1 图8.15 系统信息28.10 母联状态信息在主菜单下，移动“”、“”光标选择“母联状态”，进入“母联状态”菜单如图8.16所示。母联状态显示画面显示当前系统的母联开关状态。母联状态显示母联一：断开母联二：断开母联三：断开母联四：断开图8.16 系统信息九、系统电容电流的估算使用小电流接地选线装置，应先对系统电容电流作一估算。一般来说，系统应按电压等级估算电容电流，每一电压等级总电容电流均应包括线路、母线及其它一次设备的电容电流。实际计算时往往将变电站设备的电容电流纳入线路电容电流中的

19、方法计算。即：IcIcableIline9.1电缆线路电容电流的估算电缆线路的电容电流远大于架空线路的电容电流，必须单独计算，其值与电缆的截面积、电缆结构、额定电压密切相关，可参考表一进行估算。表一给出了单位公里长不同类型电缆的电容电流值。表一 电缆线路电容电流的平均值 单位：A/KM额定电压(KV)电缆芯截面积(mm2)61035100.330.46160.370.52250.460.62350.520.69500.590.77700.710.93.7950.821.04.11200.891.14.41501.11.34.81851.21.45.22401.31.63001.51.8估算需将

20、各类电缆电容电流分别求出，再求和，即为系统总电缆电流Icable。9.2架空线路电容电流的估算一般335KV架空线路每相对地电容为50006000pF，由此可以估算不同电压等级线路每公里的单相接地电容电流值，见表二。考虑变电站设备的电容电流时，可用表二中增大的百分值予以修正。表二 无避雷线架空线单相接地电容电流平均值 单位（A/KM）额定电压（KV）每公里单相接地电流（A/KM）变电站影响接地电流增大率（%）60.0218100.0316350.10139.3同杆双回路架空线此时电容电流并非为单回线的两倍，将其等效为单回线计算电容电流为：Ic（ 1.61.4）Id式中：Id为双回路中一回线的长

21、度的电容电流，常数1.6对应35KV线路，1.4对应10KV线路。十、零序电流互感器的选择10.1零序互感器的选择通过上述估算，可得到系统总的零序电流，然后进行CT选择，CT选择的基本原则时:线路发生单相接地时，安装在该线路的零序CT二次侧能够提供大于20 mA（且小于300mA）的零序电流。设系统总的零序电流为Io,以一条线路零序电流为IL，CT变比KL（也称电流变换灵敏度）则应满足：20mA(Io- IL)1000mA 从而确定CT变比。设计、使用单位如不能满足上述要求，请通知本公司按实际情况特制。10.2零序互感器的安装10.2.1对于架空出线a) 对于零序电压信号，PT采用开口三角接线形式；对于零序电流信号，有A、B、C三相 CT时，采用零序过滤器形式，即如图（10.1）所示：C*PT信号CT 信号ABUo* 现场一般标为L630 Uo 现场一般标为L600 表示继电器CTo 现场一般标 N422CT o 现场一般标 N421图（10.1）现场 PT、CT 信号箱b) 对于仅有A、C两相CT缺B相CT，注意应采用变比、精度与A、C两相完全一致的B相CT。10.2