HWCZB电容保护说明书

1、HWCZB数字式电容器组保护单元使 用 说 明 书 合肥华威自动化有限公司HEFEI HUAWEI AUTOMATIC CO.,LTD 目 录一、概述1三、功能介绍2四、电磁兼容性能7五、机械性能7六、环境条件7七、安装接线8八、操作指南9九、投运事项18十、保护装置外形尺寸及开孔尺寸18 合肥华威自动化有限公司 HWCZB数字式电容器组保护单元说明书一、概述1.1适用范围 HWCZB数字式电容器组保护单元作为华威自动化自主研发的新一代数字式电容器保护测控装置，适用于66kV电压等级以下电容器保护。      该装置配置的主要保护有：电流速断保

2、护、限时电流速断保护、定时限过流保护、过负荷保护、零序电压保护、过电压保护、欠电压、失电压保护等。 1.2主要特点： 采用32位微处理器结合大容量存储器而构成的高性能保护测控装置，具备保护、测量、控制和监视告警功能。 全封闭金属机箱，防水，防尘，并具有很强的抗静电、抗电磁干扰和抗机械振动能力；既可分布式就地安装在开关柜上，也可集中组屏安装；装置结构合理，便于安装、配线和调试。   采用128×64全汉化大屏幕液晶显示器，显示界面友好直观，操作简单，使用方便。  提供一路电气隔离RS-485通信接口，与变电站监控管理系统进行通信，实现“四遥”功能  具有事

3、件顺序记录功能，能保存并显示最新98个事件记录，分辨率1ms。  完善的自检能力，发现装置异常能自动告警；具有自保护能力，有效防止接线错误或非正常运行引起的装置永久性损坏；免维护设计，无需在现场调整采样精度，测量精度不会因为环境改变和长期运行引起误差增大 装置工作电源和控制回路电源都可交直流供电。 具有多套保护定值手动和自动切换功能。装置能自动识别电气运行方式的变化，并自动切换保护定值区，特别适合于无人值班和电气运行方式经常变化的场合。 二、技术参数2.1型号说明 注： 保护路数为1，共一路保护。保护路数为2，共两路保护。保护路数为空时，则3路保护。2.2供电电源电压： AC/DC

4、85265 （交直流通用） 2.3额定交流数据 系统电压：100VAC 零序电压：100VAC 采样电流：5A或1A（订货必须注明） 额定频率：50HZ 10倍额定电流：允许10s 40倍额定电流：允许1s 隔离耐压：4kV2.4功率消耗 整机不大于15W 交流电压额定值220VAC/100VAC时交流电压回路：不大于0.3VA/相 交流电流5A/1A时交流电流回路：不大于0.3VA/相2.5接点参数 分断电压： 250VAC、220VDC 分断功率： 1250VA交流或120W直流（电阻性负载） 500VA交流或75W直流（电感性负载） 工作电流： 5A（连续工作） 隔离耐压： 4kV 动作

5、时间： 5ms 触点材料： 银上镶金 电气寿命： 2,000,000次 机械寿命： 20,000,000次2.6开入特性 额定电压： 30VDC（保护装置内部隔离电源） 功率消耗： 14mA（IN1IN14） 分 辨 率： 1ms 隔离耐压： 4kV2.7绝缘性能 绝缘电阻：各电气回路之间 500M（500V兆欧表） 各电气回路与地 500M（500V兆欧表） 工频耐压：各电气回路之间 2.5kV/50Hz，1Min 各电气回路与地 2.5kV/50Hz，1Min 冲击电压：各电气回路之间 ±5.0kV/0.5J，1.2/50us 各电气回路与地 ±5.0kV/0.5J，1

6、.2/50us 高频耐压：各电气回路之间 2.5kV/2s 各电气回路与地 2.5kV/2s三、功能介绍3.1测量功能HWCZB具有高精度的数据采集和测量功能，可测量数据包括：系统母线电压：U-X 系统频率：F 1#电容器A、C相保护电流：IA-1#、IC-1#2#电容器A、C相保护电流：IA-2#、IC-2#3#电容器A、C相保护电流：IA-3#、IC-3#1#电容器零序电压：3U0-1#2#电容器零序电压：3U0-2#3#电容器零序电压：3U0-3#序号测量参数标识精度二次量程1总进线或户外线路线电压U-X0.5级0-173.20V2总进线或户外线路频率F0.02Hz45.00-55.00

7、HZ31#电容器A、C相保护电流IA-1#、IC-1#3级0-100.00A42#电容器A、C相保护电流IA-2#、IC-2#3级0-100.00A53#电容器A、C相保护电流IA-3#、IC-3#3级0-100.00A61#电容器零序保护电压3U0-1#0.5级0-173.20V72#电容器零序保护电压3U0-2#0.5级0-173.20V83#电容器零序保护电压3U0-3#0.5级0-173.20V9保护整定定值0.01电压、电流二次侧量程10保护整定时间0.01S0.00-600.00S3.2保护功能本保护装置具有高压电容器继电保护的必备保护功能：包括电流速断、限时电流速断、定时限过流、

8、过负荷、零序电压、过电压、低电压等保护，根据现场实际运行需要可灵活配置成告警和跳闸功能。并区分系统故障、电容器本身故障，有效提高电容器补偿效果。减少装置的维护量。本保护装置提供3组高压电容器保护功能，并提供可切换的3套定值区。以下针对某组电容器的保护进行详细叙述其保护功能。Ø 电流速断保护 当任一相电流大于电流速断保护电流定值时，保护动作，从故障电流启动到保护动作出口的最短时间不大于40ms（包括继电器固有动作时间）。为了躲过避雷器的放电时间或电容投入涌流，电流速断保护设置了可以整定的延时时间。动作条件 1） 电流速断保护投入 2） 任意一相电流大于设定的电流定值Iset 3） 延时

9、超过设定的时间定值Tset逻辑框图Ø 限时电流速断保护当任一相电流大于限时电流速断保护电流定值时，经可设定的延时时间，保护动作。动作条件 1） 限时电流速断保护投入； 2） 任意一相电流大于设定的电流定值Iset； 3） 延时超过设定的时间定值Tset；逻辑框图Ø 定时限过流保护当任一相电流大于定时限过流保护电流定值时，经可设定的延时时间，保护动作。动作条件 1） 定时限过电流保护投入 2） 任意一相电流大于设定的电流定值Iset 3） 延时超过设定的时间定值Tset逻辑框图Ø 过负荷保护当任一相电流大于过负荷保护电流定值时，经可设定的延时时间，保护动作。动作条件

10、 1） 过负荷保护投入 2） 任意一相电流大于设定的电流定值Iset3） 延时超过设定的时间定值Tset逻辑框图Ø 过电压系统电压超过电压定值时，经可设定的延时时间，保护动作。 动作条件1） 过电压保护投入 2） 系统电压大于设定的电压定值Uset3） 延时超过设定的时间定值Tset逻辑框图Ø 低电压线电压低于电压定值时，经可设定的延时时间，保护动作。 动作条件1） 低电压保护投入 2） 线电压小于设定的电压定值Uset 3） 延时超过设定的时间定值Tset逻辑框图Ø 失电压线电压低于电压定值时，经可设定的延时时间，保护动作。 动作条件1） 失电压保护投入 2）

11、母线电压小于设定的电压定值Uset 3） 延时超过设定的时间定值Tset逻辑框图Ø 零序电压零序电压大于零序电压定值时，经可设定的延时时间，保护动作。 动作条件1） 零序电压保护投入 2） 零序电压大于设定的电压定值Uset 3） 断路器在合位（IN0X=1 X=0或X=1或X=2） 4） 延时超过设定的时间定值Tset逻辑框图3.3事件记录功能具有事件记录功能，可记录与电力系统安全运行相关的所有事件，时间分辨率小于1ms，可在线记录事件98条，掉电不丢失，便于分析故障原因和诊断设备缺陷。 3.4开入功能支持14路外部无源接点信号输入，开关量名称可由用户定义，并能设置事件类型，将接点

12、变位信息保存在事件记录中，同时可启动跳闸或告警；为消除开关接点抖动和电磁干扰等引起误变位，同时采用硬件电路滤波和软件时间窗技术，保证遥信正确率达100。 3.5自检功能有效的自我硬件与软件检测功能，有效防止误动作： 设备参数自检 开入参数自检 校正系数自检 保护定值自检 开入电源自检 A/D通道自检 时钟芯片自检 存储芯片自检 通信通道自检3.6人机接口 采用带高亮度背光的蓝屏液晶，菜单化设计，全中文显示。合理化的屏幕保护控制逻辑，有效延长液晶显示屏的使用寿命，并在出现故障、告警、自检异常时提供醒目的信号。 液晶屏上可显示测量数据、开关量状态、实时波形、事件记录、保护定值和系统参数等信息。 8

13、个高亮度LED指示灯，分别表示运行、通信、自检、故障、闭锁、1#合位、 2#合位、3#合位。 4个操作按键，用于操作菜单和当地参数设置功能。 1个复归按键，专用于本地复归故障和告警信号。 为配合电气运行和管理需要，装置支持三个权限等级的工作模式： 普通操作员：被授权进行保护投退和定值区手动切换。 高级管理员：被授权进行保护定值整定和系统参数修改。 系统维护员：被授权进行梯形图编程等高级设置。 3.7通信功能 一路隔离RS485口，用于和监视控制系统的通信，实现装置的“四遥”功能。3.8继电器出口保护装置最多提供6路继电器输出，其中前3路分别用于3组电容器的保护。当装置某组电容器保护动作后，该电

14、容器组对应的继电器闭合。若为系统电压故障则当系统电压恢复后该继电器自动释放，若为电容器故障则需要手动复归或软件遥控复归。后三路用于装置各种故障状态的输出。当3组电容器保护任一组动作时，第四路继电器闭合，一般用于电压无功补偿控制的开入功能用，提醒控制器该电容器有故障；当装置自我检测有故障保护退出运行时，第五路继电器闭合，用于驱动声、光报警等；当3组电容器保护任一组动作时，第六路继电器闭合，用于驱动声、光报警等。四、电磁兼容性能4.1 静电放电抗干扰度GB/T 17626.2 1998 标准，静电放电抗干扰4级试验4.2 射频电磁场辐射抗干扰度GB/T 17626.3 1998 标准，射频电磁场辐

15、射抗干扰度3级试验4.3 电快速瞬变脉冲群抗干扰度GB/T 17626.4 1998 标准，电快速瞬变脉冲群抗干扰度4级试验4.4 浪涌（冲击）抗干扰度GB/T 17626.5 1999 标准，浪涌（冲击）抗干扰度3级试验4.5 射频场感应的传导干扰度GB/T 17626.6 1998 标准，射频场感应的传导干扰度3级试验4.6 工频磁场抗干扰度GB/T 17626.8 1998 标准，工频磁场抗扰度5级试验4.7 脉冲磁场抗干扰度GB/T 17626.9 1998 标准，脉冲磁场抗扰度5级试验4.8 阻尼振荡磁场抗干扰度GB/T 17626.10 1998 标准，阻尼振荡磁场抗扰度5级试验4

16、.9 振荡波抗干扰度GB/T 17626.12 1998 标准，振荡波抗干扰度4级试验五、机械性能5.1振动保护装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验5.2冲击保护装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验5.3碰撞保护装置能承受GB7261中第18章规定的严酷等级为I级的碰撞耐久能力试验六、环境条件6.1环境温度Ø 工作：-30 +70Ø 贮存：-35 +80 ，在极值下不施加激励源，保护装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，保护装置能正常工作。6.2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

17、气温为25且表面无凝露。6.3大气压力86-106Kpa（相对海拔2000m以下）。七、安装接线7.1 柜体要求安装HWCZB的柜体要求能够防止保护装置遭受油气、盐雾、灰尘、腐蚀性蒸汽或其它能通过空气扩散的有害物质的污染。为便于接线和现场调试，要求屏柜的门能完全打开。所选择屏柜的尺寸，要考虑安装空间有一定的裕量，用于接线、放置柜内端子排、短接片、按钮、指示灯和其它附件。保护装置必须安装在与一次设备有金属隔离的二次仪表室内。 将保护装置从正面推入方孔内，然后分别安装保护装置的2个安装支架，用力拧紧，使保护装置面板贴紧在屏柜前面板上，要求无晃动，无倾斜。7.2接线原理Ø 工作电源HWCZ

18、B允许的工作电源范围很宽，并且交直流通用。在工程现场连接保护装置工作电源时，要求必须在工作电源回路上安装专用的空气开关或保险丝，防止在意外情况下可能引起其它设备失电。当保护装置使用220V（交流或直流）工作电源时,最大工作电流为0.08A，考虑保护装置上电瞬间的冲击电流，建议选择1A的保险丝。当保护装置使用110V（交流或直流）工作电源时,最大工作电流为0.16A，考虑保护装置上电瞬间的冲击电流，建议选择2A的保险丝。 如果选择直流工作电源，需要将电源的正极性端接入L/+端子，负极性端接入N/-端子。如果选择交流工作电源，需要将火线接入保护装置的L/+端子，零线接入N/-端子。装置的E端严格接

19、大地。Ø 电压输入HWCZB系统电压输入额定值为100V，二次测量量程为0-173.20V ，在该范围内能保证测量精度。过载能力为2倍额定电压，持续工作。Ø 电流输入HWCZB的保护功能所用到的电流数据都来自一次系统电流互感器的二次侧电流，因此电流互感器的选择十分重要，否则会直接影响保护装置的测量精度。HWCZB的电流输入额定值为5A，保护电流的二次测量量程为100A，在该范围内能保证测量精度。接线时要求交流电流输入的各相和极性必须严格与要安装的保护装置相符。电流互感器回路应该通过短接片或试验端子再接入保护装置，便于连接和断开电流互感器。Ø 开入输入HWCZB采用

20、电流感应技术监视外部开关接点状态，外部为无源接点输入，保护装置内部提供电流感应工作电源（即开入量自给电源），该电源与保护装置内部的电源系统有至少2kV的隔离耐压。其作用是当保护装置控制接触器或断路器合闸或分闸时，接触器或断路器合闸或分闸的信号（无源开关接点）返回到保护装置。Ø 继电器输出HWCZB采用日本松下电力专用继电器，最多达6路 ，其中K1A、K1B、K1C分别为继电器K1的常闭辅助接点、常开辅助接点、K1公共端；其中K2A、K2B、K2C分别为继电器K2的常闭辅助接点、常开辅助接点、K2公共端；其中K3A、K3B、K3C分别为继电器K3的常闭辅助接点、常开辅助接点、K3公共端

21、；其中K4A、K4B、K4C分别为继电器K4的常闭辅助接点、常开辅助接点、K4公共端；其中K5A、K5B分别为继电器K5的常开辅助接点、K5公共端；其中K6A、K6B、K6C分别为继电器K6的常闭辅助接点、常开辅助接点、K6公共端。HWCZB-1则K2、K3不起作用，HWCZB-2则K3不起作用。八、操作指南8.1 保护装置上电Ø HWCZB主机模块上电初始化直接从保护装置的串行DATAFLASH芯片读取系统参数、保护定值等数据，并检查这些数据的正确性，在读取数据并检查无误后，主机模块的初始化工作完成。如果从串行FLASH芯片读取数据失败，保护装置会禁止相关的功能（包括保护、测量、监

22、视、控制等），并发送保护装置自检出错信号。Ø HWCZB面板模块上电初始化首先测试保护装置面板上所有指示灯和液晶显示屏，此过程中所有指示灯和液晶显示屏背光全部点亮等待主机模块初始化完成；主机模块初始化完成后，面板模块通过并行通信方式从主机模块接收系统参数、保护定值等数据； 此时关闭所有指示灯，液晶显示屏上显示主菜单。8.2 面板操作HWCZB的前面板设计简洁明了、布置合理，符合人机工程设计要求，如图所示，面板主要部件包括：Ø 液晶显示屏 HWCZB的液晶显示屏采用分辨率为128×64黄绿背光LCD显示器，其对比度在出厂前已由厂家调节到最佳状态（常温25下），一般情

23、况下，不需要用户在现场重新调整液晶显示对比度。为了延长液晶显示屏的使用寿命，HWCZB在出厂时设定了屏幕保护方案，在用户最后一次按键操作五分钟后，保护装置将自动关闭液晶显示屏，处于屏幕保护状态；按任意键，显示屏和背光电源将全部打开，液晶显示屏恢复到正常显示状态。在保护装置有故障、闭锁或自检出错信号时，显示屏和背光电源将自动打开，屏幕保护功能自动取消。Ø 八个指示灯 1) 运行指示灯（绿色）：用于指示保护装置的运行状态。保护装置正常运行时，该指示灯每隔一秒闪烁一次，长时间的亮或灭及闪烁不均匀都表示保护装置运行异常。2) 通信指示灯（绿色）：用于指示保护装置的通信状态。若保护装置与上一级

24、监控系统通信正常，通信指示灯会不停的闪烁。保护装置接收到上一级监控系统的通信报文后，“通信”指示灯亮，发出应答报文后，“通信”指示灯灭。 3) 自检指示灯（橙色）：用于指示保护装置的自检信号。自检异常包括设备参数、开关量参数、校正系数、保护定值、接线图、梯形图、开入电源、A/D通道、CAN通信、Time芯片、Flash芯片等。保护装置自检正常后，“自检”指示灯自动熄灭。自检信号不能通过复归按键RST操作来消除。4) 故障指示灯（红色）：用来指示保护装置的故障跳闸和预告报警信号。故障跳闸信号一般由保护装置检测到故障引起保护动作后发出，预告报警信号一般由保护装置检测到电气运行方面的异常情况后发出，

25、保护装置的自检异常信号不包括在预告报警信号内。用户可以通过复归按键RST操作来复位故障和告警信号。5) 闭锁指示灯（红色），任一组电容器保护由开入量闭锁时，该灯点亮6) 1#合位指示灯（红色），第一组电容器投入时，该灯点亮7) 2#合位指示灯（红色），第二组电容器投入时，该灯点亮8) 3#合位指示灯（红色），第三组电容器投入时，该灯点亮Ø 液晶显示屏操作按键 液晶显示屏操作按键包括、五个按键。HWCZB的显示屏分三种状态，即主菜单状态、子菜单状态和显示画面状态。 当显示屏处于主菜单状态时，、按键用于向上、向下移动条形光标，按键进入子菜单或对应画面状态，主菜单不响应按键的操作； 当显示

26、屏处于子菜单状态时，、按键用于向上、向下移动条形光标，按键进入对应画面状态，子菜单响应按键并回到主菜单状态； 当显示屏处于画面状态时，、按键用于向上、向下翻页，此时画面状态对按键的操作不作响应，按键从画面状态返回到主菜单或子菜单状态。用来复位故障和告警信号，用户按下按键后，保护装置自动关闭告警指示灯，并释放故障和告警信号出口继电器。8.3 菜单操作HWCZB提供的主菜单如图所示，共计2屏八个主菜单，以下就各个主菜单做详细介绍。Ø 测量数据从主菜单选择“一、测量数据”菜单，按进入后可查看系统当前时间以及装置测量的相关数据，通过、翻屏查看，如图所示：注：U-X ：系统线电压3U0-1#、

27、3U0-1#、3U0-1#：分别是三个电容器组的零序电压F：母线频率IA-1#、IC-1#：第一组电容器组的A、C相电流IA-2#、IC-2#；第二组电容器组的A、C相电流IA-3#、IC-3#：第三组电容器组的A、C相电流Ø 开入状态选择“二、开入状态”子菜单后，按键显示14个开关量输入的状态一屏显示如图所示：14路开入量状态，0：表示分开；1：表示闭合Ø 实时波形选择“三、实时波形”后，按键，显示实时波形。分10屏显示，此、翻屏查看。如图所示：注：U：系统电压波形3U0-1：第一组电容器零序电压3U0-2：第二组电容器零序电压3U0-3：第三组电容器零序电压IA-1、I

28、C-1：第一组电容器组A相、C相电容电流波形IA-2、IC-2：第二组电容器组A相、C相电容电流波形IA-3、IC-3：第三组电容器组A相、C相电容电流波形Ø 事件追忆选择“四、事件追忆”后，按键，显示保护装置记录的SOE事件，按照事件发生的先后顺序进行显示，最早发生的事件置于第一页，最近发生的事件置于最后一页。最多显示98条事件，显示内容包括事件序号（0198）、事件发生时间、相应事件的简单文字描述及保护动作值，、翻屏查看。如图所示：Ø 保护参数选择“五、保护参数”后，按键，显示保护参数的子菜单，通过、键进行子菜单切换，选种某个子菜单后，按键进入相应子菜单页面。 进入“当

29、前定值XX区”，显示界面如下：装置目前在用第二区保护定值。 进入“保护定值一区”，显示界面如下：显示1#电容器的电流速断投入使用，2#电容器的电流速断没有投入使用 进入“保护定值二区”，显示界面如下：参照 保护定值一区 进入“保护定值三区”，显示界面如下：参照 保护定值一区Ø 自检状态选择“六、自检状态”后，按键，显示包括设备型号、软件版本、设备参数、开入参数、校正系数、保护定值、及设备硬件等自检信息。HWCZB具有极强的自检能力，发现异常自动发出告警信息，“YES”表示自检正常，“ NO”表示自检出错。如图所示。Ø 查看参数选择“七、查看参数”后，按键，显示保护装置的各种

30、参数，只能查看，如要设置可在“八、参数设置”中对其设置。如图所示。用户按、键，可以选择不同的子菜单。选中子菜单后，按键，即进入相应的子菜单显示画面；按键，返回系统主菜单。 进入“终端参数”，显示如下：设备地址、RS485通讯速率及校验位。进入“终端参数”，显示如下：14个开入的状态，如图所示，共14屏显示，通过、翻屏查看开关量参数，IN01IN014分别对应14个外部开入。变位滤波时间的单位为ms。在变位确认时间段内的状态变化，保护装置将自动滤除。该参数主要用于消除开关接点抖动或外部干扰信号引起的遥信误变位。 开关量的事件类型可选项包括跳闸事件（Snap）、告警事件（Warn）、开关变位（No

31、de）、运行信息（Work）和不产生事件（-），该参数定义了开关量状态变化时是否产生事件及产生哪种类型的事件。如图所示： 保护参数 选择“保护参数”子菜单后，按键，显示保护装置内置所有保护功能的配置选项，如图所示:量程参数选择“量程参数”子菜单后，按键，显示保护装置的电流、电压二次测量量程，一屏显示，如图所示。二次量程的意义在于保护装置的测量范围，在此范围内能满足测量精度，当发现二次量程的范围不适合贵司现场实际要求，请及时联系我公司客服中心。Ø 参数设置选择“八、参数设置”后，按键，进入口令菜单，本保护装置出厂口令为：0000，输入正确的密码后进入保护装置参数设定子菜单。其中“终端参数”、“开入参数”、“保护定值一区”，“保护定值二区”、“保护定值三区”请参考前面介