保护装置说明书201208291

1、NW 微 机综 合 保 护 装 置技 术 说 明 书 南京南网电力自动化有限公司2012年1月编写: 审核：批准：* 本说明书适用于低 压 变压器 保 护 测 控 装 置* 本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符* 未经许可，请勿翻印，复印，违者必究* 第1版，第1次印刷，2012年1月于南京用户必读感谢您使用南京南网电力自动化有限公司生产的综合保护装置。在安装和使用本系列产品前，请您注意以下提示：Ø 在您收到产品后，请核对与您所订购的型号、规格是否相符，产品的额定工作电压、额定电流是否符合使用要求；Ø 请检查产品是否存在损伤，所配套的

2、说明书、出厂检验报告、合格证、接线端子排及安装附件是否齐全；Ø 在安装、调试前请仔细阅读本说明书，并按照说明书的相关描述进行测试、安装和操作；Ø 该产品由电子器件构成，为防止装置损坏，严禁私自拆卸及带电插拔外部接线端子；Ø 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测；Ø 该产品在测试和使用时，接地端子及外壳要可靠接地；Ø 产品安装完毕后，请仔细检查接线，确定正确后方可通电调试，以免造成产品的损坏；Ø 本产品出厂时的预置密码是：1000，此密码可在“装置参数”菜单中修改，修改后请注意保存，以免遗失；Ø 厂家调试菜单不对用户

3、开放。Ø 不可在产品运行状态下进行传动试验或修改保护定值的操作；Ø 定值整定时要“先整定定值,后投入保护功能”以免造成误动作。1 概述NW-300综合保护装置（以下简称装置），适用于低压10KV及以下馈线、分支或母线分段的保护，可直接安装在低压开关柜（PC柜或MCC）上。装置全面采用嵌入式设计技术、数字信号处理技术（FPGA及ARM）和现场总线技术，其性能和技术指标处于国内先进水平，是构成厂站自动化、工厂过程自动化、楼宇自动化的理想保护设备。装置具有完备的保护和测控功能。高精度的数据采集系统可靠采集Ia、Ib、Ic、3I0等外部接入电量并；可采集10路无源空接点输入；提供2

4、对继电器空节点输出。装置的保护功能最大配置如下：l 过电流三段l 过负荷保护l 零序过流保护以上功能在实际应用中可以根据需要进行灵活的配置，定值界面简洁明了，调试和维护十分方便。装置主要特点：n 以高性能的FPGA及ARM处理器为核心的硬件平台，可靠、高效。n 友善的大液晶、汉化人机界面，操作方便。n 装置带有大容量RAM，使用串行EEPROM存放保护定值。n 保护及自动控制功能动作过程透明化，信息记录完备，提供了完备的事故追忆信息。n 装置采用全密封嵌入式结构，其抗震能力、抗电磁干扰能力能全面满足GB/T 14598规定的抗电磁干扰性能试验和GB/T 7261-2000种规定的各种机械性能试

5、验。n 软、硬件冗余设计，完善的软、硬件自检，二级看门狗，抗干扰性能强。2 技术参数2.1 额定参数2.1.1 电源电压 额定直流电源电压：220V 或110V，允许偏差-20%+15%额定交流电源电压：220V，允许偏差-15%+10%2.1.2 额定交流数据a) 交流电流：5A b) 额定频率：50Hz2.1.3 功率消耗a) 直流回路：不大于10W。b) 交流电流回路：额定电流为5A 时每相不大于1.0VA；2.1.4 开关量a) 开关量输入电平为DC24V。b) 导通电流不大于10mA；2.2 主要技术性能2.2.1元件定值误差a) 电流元件定值误差：<±5%整定值。b

6、) 时间元件定值误差:< ±（1%整定时间+30ms）；2.3 绝缘性能2.3.1 绝缘电阻装置的带电部分和非带电部分及外壳之间，以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下绝缘电阻不小于20M。2.3.2 介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz、电压2000V 历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。2.3.3 冲击电压在正常试验大气条件下装置的电源输入回路、交流输入回路、直流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间能承受1.2/50µs

7、 的标准雷电波的短时冲击。电压试验开路试验电压为5kV。2.3.4 耐湿热性能装置应能承受GB/T 2423.9 规定的恒定湿热试验试验温度40±2、相对湿度93%±3%、试验时间为48h，在试验结束前2小时内根据2.3.1 的要求测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5M。介质耐压强度不低于2.3.2 规定的介质强度试验电压幅值的75%。2.4 抗电磁干扰性能2.4.1 脉冲干扰装置能承受GB/T 14598.13-1998规定的干扰试验，试验电源频率为100kHz 和1MHz，试验电压为共模2500V、差模1000V的衰

8、减振荡波。试验时给被试装置预先施加电源，按GB/T14598.13 第3.1.1 的表所列临界条件叠加干扰试验，电压装置不误动、不拒动。2.4.2 快速瞬变干扰装置能承受GB/T 14598.10-1996 标准规定的IV 级（4kV±10%）快速瞬变干扰试验。2.4.3 静电放电装置能承受GB/T 14598.14-1998 标准规定的IV 级（空间放电15kV、 接触放电8kV）静电放电试验。2.4.4 辐射电磁场干扰装置能承受GB/T 14598.9-1995 标准规定的严酷等级为IV级的辐射电磁场干扰试验。2.4.5 浪涌通过GB/T 17626.5 1999 标准规定的浪涌

9、冲击抗扰度III级干扰试验(共模2000V、差模1000V)。2.5 机械性能2.5.1 振动装置能承受GB/T 7261-2000继电器及装置基本试验方法 中16.2.3 规定的严酷等级为1 级的振动响应试验；装置能承受GB/T 7261-2000 中16.2.3 规定的严酷等级为1 级的振动耐久试验。2.5.2 冲击装置能承受GB/T 7261-2000 中17.4.1.1 规定的严酷等级为1 级的冲击响应试验；装置能承受GB/T 7261-2000 中17.5.1 规定的严酷等级为1 级的冲击耐久试验。2.5.3 碰撞装置能承受GB/T 7261-2000 中18.4 规定的严酷等级为1

10、级的冲击碰撞试验。2.6 环境条件a) 环境温度工作温度： -10+55。贮存温度：25+85。在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90% 同时该月的月平均最低温度为25，且表面无凝露，最高温度为+40时,平均最大相对湿度不超过50%。c) 大气压力：86kPa106kPa。3 装置硬件3.1 机箱结构装置采用背插式机箱，前面板为整面板，包括汉化液晶显示器、信号指示灯、操作键盘等。机箱采用背插式防尘抗振动的设计以确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性，结构尺寸见第9章所示。3.2 交流插件交流插件包括电

11、压输入和电流输入两个部分，包含三相电流（Ia、Ib、Ic）以及零序电流（ 3I0）。 3.3 CPU 插件装置CPU为高性能的FPGA及ARM芯片，它兼具高效率数字信号处理能力和MCU（微程序控制器）的实时控制能力，100MHz内核频率下可达100兆条指令/s（MIPS）的运算速度，采用哈佛结构，将程序空间和数据空间分开编址，支持并行处理。片内集成了相当容量丰富的I/O模块，并具有多个带输入捕捉的定时器，中断管理功能强大。32K x 8位串行EEPROM。CPU 模件原理示意图如图1所示。图1 保护CPU 模件原理示意图CPU 插件采用了多层印制板及表面贴装工艺，大大提高装置的可靠性及抗电磁干

12、扰能力。3.4 人机对话MMI 插件MMI模件主要用于装置的人机交互，界面友善、清晰易懂。它拥有128X64宽温,可选蓝底液晶，可显示4行×8列汉字；有6个LED显示灯（运行灯、异常灯、动作灯、告警灯、合位,分、指示灯）；有7个按键（上、下、左、右、确认、取消、复归）。 3.5 电源插件采用模块化封装电源，防尘防潮防氧化，交、直流两用。外部输入电压经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压,即5V、24V和24V，三组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。其中，+5V为装置内部计算机系统的工作电源，24V为开关量输入，24V用于驱动继电器。此外，还提供了10路

13、空节点开关量输入以及6路继电器出口（包含分、合闸，信号输出等）。3.6 装置系统联系图图2 装置系统联系图4 保护功能及原理4.1过电流保护装置对于线路设三段定时限相过流保护，三段均为三相式，每段过流保护均带一个时限。三段共用公共的低电压闭锁元件，且三段都可以独立地用配置字选择是否经低电压闭锁。过流段保护动作判据如下，过流段和过流段逻辑同过流段。式中，Igl1：过流段保护动作电流值（A）T：整定的过流段保护动作时间（s）4.2过负荷保护当任一相电流大于定值，经延时，装置发告警信号。4.3零序过电流保护当零序过流大于定值，经延时，装置跳闸或发告警信号。5事件记录功能装置具有事件记录功能，包括装置

14、自检信息、保护动作信息、遥信变位信息以及各类操作记录，各种事件记录数据存放在非易失存储器中，具有掉电保持功能。装置可记录保存最新的10次事件（覆盖方式记录），包含保护动作类型及动作时间（年、月、日、时、分、秒），以便于分析事故原因。6 装置参数及定值清单装置参数参数描述字节数范围步长乘数因子保护定值过电流保护-线路（本块参数个数：8）0过流段保护投退2投入/退出-11过流段保护投退2投入/退出-12过流段保护投退2投入/退出-13过流段定值21.00-99.99A0.01A1004过流段时限20.20-9999s0.01s1005过流段定值21.00-99.99A0.01A1006过流段时限2

15、0.50-9999s0.01s1007过流段定值21.00-99.99A0.01A1008过流段时限20.50-9999s0.01s100接地保护（本块参数个数： 3）0零序过流投退2跳闸/告警/退出-11零序过流定值21.0050.000.01A1002零序过流时限2010-24000s0.01s100过负荷保护（本块参数个数：2）0过负荷投退2跳闸/告警/退出-11过负荷定值21.00-99.99A0.01A1002过负荷定值20.50-9999s0.01s100CT互感器参数（本块参数个数：2）0正序互感器2(1-2500)/511001零序互感器2(1-10)/111007 人机接口系

16、统的使用方法7.1 面板为了便于使用，装置配备了功能强大的、操作灵活的人机接口系统（MMI）。装置的正面面板布置如图5所示：图5 面板布置图7.2 键盘说明面板上有9个按键，分别是“”、“”、“ ”、“ ”、“确认”、“取消”和“复归”。一般情况下，用“确认”键来实现从某一级菜单进入其下一级菜单或者用来做出肯定的选择，而用“取消” 键来实现从某一级菜单返回其上一级菜单或者用来做出否定的选择；用 “”和“”键来上下移动箭头光标以选择要进入的子菜单或者移动反显光标以选择需要修改的数据；用“ ” 和“ ” 键来左右移动反显光标以选择需要修改的数据中的某一位； “复归”键用来复归面板上的“动作”灯以及

17、复归信号继电器。在主接线图界面下，按下确认键即进入主菜单界面。系统具有自动提示保存的功能。在“装置设定”和“保护定值”菜单下，如果修改了某个参数或者定值，在按“取消”键返回上一级菜单时，系统能自动提示“保存后退出”、“不保存退出”两个选项。用 “”和“”键上下移动选择后按“确认”键保存修改或放弃修改，按“取消”键返回刚才的页面。系统具有信息提示的功能，在显示菜单信息的时候，需要多屏显示，在显示过程中，如果液晶屏的右上角有X/Y标志，表明通过“”, “”键可以切换选项换页显示，当X=1时，当前页为第一页，当X=Y时，当前页为最后一页。其他实时显示页面或装置参数及保护定值页面需要多屏显示时，由于显

18、示区间限制右上角没有X/Y标志，可通过“”, “”键循环浏览。为了防止误操作，装置中设置了一组4位数的用户密码。在提示输入密码时，必须输入正确的密码以取得操作权限。在输入密码过程中提示“密码错误”时，可以用“取消”键取消输入密码的操作而返回进入输入密码前的菜单。在提示“密码错误”时，按“确认”键可以继续输入密码，直到密码正确，按“取消”键返回刚才的页面。7.3 信号灯及液晶说明面板上设置了6个LED指示灯，其定义如下：“运行”灯为绿色，装置正常运行时以每秒钟一次的速率闪烁；“异常”灯为红色，当装置自检发现异常时点亮；“跳闸”灯为红色，当保护动作跳闸时点亮，直到按“复归”键才熄灭；“告警”灯为红

19、色，当发现系统运行异常，如过负荷等情况时点亮； “分位”灯为绿色，当开关位置状态为分位时点亮；“合位”灯为红色，当开关位置状态为合位时点亮；装置配备了中文显示的大液晶。此液晶自带背光，当长时间无键盘操作时，背光自动熄灭，液晶关闭。一旦有键盘操作，背光自动点亮。7.4 菜单结构及功能简介 装置菜单采用如图6所示的树形目录结构。7.4.1 装置设定本菜单的设置主要用来显示和修改系统的一些参数。系统参数：用来设置电力系统一次TA的参数，零序TA参数。出口设置：设置继电器遥控分合闸时的脉冲宽度。最长10s，最小100ms。图6 菜单树形目录结构图系统时间：用来显示时间和就地修改时间。7.4.2 保护定

20、值本菜单可以完成对功能配置中所有开放的保护定值的查看、修改等操作。7.4.3 运行状态保护值：本菜单可以实时地显示装置二次测量值和计算值。可以显示电流（IA、IB、IC、）、零序电流（3I0）等。开关量：开关量用来实时地显示装置所有开入的状态。7.4.4 事件报告进入相应的报告界面，按“确认”键进入可分别查看保护报告、事件记录和操作记录。液晶屏的右上角有X/Y标志，当X=1时，表明是最新一次的事件报告。按“”和“”键可以按事件顺序查看，按“取消”键返回。跳闸事件：按时间顺序记录装置的保护跳闸的绝对时标和有效值。最多10条记录，循环覆盖。告警事件：按时间顺序记录装置的告警报告的绝对时标和有效值。

21、最多10条记录，循环覆盖。自检事件：按时间顺序记录装置的自检报告的绝对时标和有效值。最多10条记录，循环覆盖。报告清空：清空所有报告。7.4.5 厂家调试精度调整：进入自动校准页面后，必须先加上精度较高的信号源，按“确认”键输入正确的密码以后，装置进行自动校准系数。此功能主要用于厂内调试，现场禁止使用。注意：装置在厂内生产调试时已校好系数，在现场请勿再校。出口传动：此菜单用来测试各个出口回路的完备性。用“”和“”键选择出口回路，按“确认”键在输入了正确的密码后，相应的出口继电器会短时动作，然后自动返回。注意：此试验可能会直接传动断路器，请慎重操作。8 调试大纲8.1 调试注意事项a) 试验前请仔细阅读本试验大纲及有关说明书。b) 尽量少拔插装置模件，不触摸模件电路及芯片，不带电插拔模件。c) 使用的电烙铁、示波器必须与屏柜可靠接地。d) 试