SY-5001 智能自供电微机保护装置 技术使用说明书

PAGESY-5001智能自供电微机保护装置技术使用说明书（V3.0）2013年10月08日深圳市双盈电气有限公司SY_5001智能自供电微机保护装置技术使用说明书深圳市双盈电气有限公司PAGEi目录1. 装置简介 11.1 功能配置 11.2 主要特点 12. 技术指标 22.1 额定数据 22.2 装置功耗 22.3 环境条件 22.4 抗干扰性能 22.5 绝缘性能 32.6 机械性能 32.7 保护定值整定范围及误差 32.8 测量精度 32.9 装置自身时钟精度 42.10 触点性能 43. 主要功能 43.1 遮断电流保护 43.2 速断保护 43.3 过流保护 43.4 反时限过流保护 43.5 零序过流保护 53.6 零序反时限保护 53.7 非电量开入保护 53.8 装置故障告警 63.9 遥测、遥信、遥控功能 63.10 通信 64. 定值整定信息 64.1 定值整定 64.2 压板投退 75. 装置人机接口及其操作 75.1 装置正面布置图 75.2 机箱结构 85.3 操作和使用 86. 用户调试方法 126.1 通电前检查 126.2 通电检查 126.3 开关量输入检查 126.4 继电器开出回路检查 126.5 模拟量输入检查 136.6 装置试验方法 137. 背部接线原理图 148. 投运说明及注意事项 149. 贮存及保修 159.1 贮存条件 159.2 保修时间 1510. 供应成套性 1511. 订货须知 15装置简介SY-5001智能自供电微机保护装置（以下简称装置），充分考虑当前配电网的现场实际情况，为解决开闭所、箱变等配网系统环网柜二次设备的取电难题，采用电源、采样一体化方案，仅需一次电流互感器采样，即可实现装置的正常供电。装置具有两段过流、反时限过流、零序接地保护等保护功能，可应用于母线、线路、配电变压器等多种保护场合。功能配置功能名称SY-5001保护功能遮断电流保护√速断保护√过流保护√反时限保护√零序过流保护√零流反时限保护√开入1保护√开入2保护√测控功能Ia、Ib、Ic、3I0√遥信1~2DI1、DI2√断路器遥控分闸√硬件资源2路开关量输入√1路开关量输出：告警，1路有源脉冲输出：跳闸√模拟量输入：Ia、Ib、Ic、3I0√1路RS485通信√主要特点装置采用电源、采样一体化方案，任意一相电流达到5%In，装置即可正常工作；加强型单元机箱按抗强振动、强干扰设计，特别适应于恶劣环境；整机采用低功耗设计技术，保证保护功能在任何条件下可靠快速启动；集成电路全部采用工业品，使得装置有很高的稳定性和可靠性；采用32位MCU微控制器芯片，内置大容量的RAM和FlashMemory，数据运算、逻辑处理和信息存储能力强，可靠性高，运行速度快；采用高精度A/D采样，数据采集每周波24点，保证了高采样精度和保护计算精度；高可靠的电磁兼容设计，电路板采用表面贴装技术以及多层板工艺，选用快速瞬变电压抑制器件，使装置具有很强的电磁兼容能力；专为环网柜紧凑空间设计的外观结构，安装方便；采用图形液晶，全中文显示菜单式人机交互；可实时显示各种运行状态及数据，信息详细直观，操作、调试方便；大容量的信息记录：可保存最多255个最近发生的历史报告,可带动作参数，掉电保持，便于事故分析；通信规约MODBUS规约可选，设有RS-485通信接口；组网经济、方便，可直接与微机监控或通讯管理机联网通信；保护出口方式可以按照保护配置，出口设置方便灵活；采样选用电流型变送器，采样精度高，抗干扰能力强。技术指标额定数据工作电源额定电源电压：DC24V，-20%～+20% 自供电，由电流互感器取电直流电源纹波系数：不大于5%；额定频率：50Hz，允许偏差：-5%～+5%。交流回路交流电流：5A；额定频率：50Hz。热稳定性：交流电流回路： 2倍额定电流下，连续工作；10倍额定电流下，允许10s；40倍额定电流下，允许1s；零序电流回路： 长期运行1A；1s40A。稳定性：半周波：100In。装置功耗外部电源：不大于2W；自供电：不大于1VA（启动时不大于0.2VA）。环境条件环境温度：工作：-25℃～+55℃，储存：-25℃～+70℃，相对湿度不大于80%，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内；在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆转的变化，温度恢复后，装置能正常工作。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℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时，平均最大湿度不超过50％。大气压力：80kPa～110kPa（相对海拔高度2km以下）。抗干扰性能静放电抗扰度试验，符合GB/T14598.14-1998规定的严酷等级IV级。辐射电磁场抗扰度试验，符合GB/T14598.9－2002规定的严酷等级III级。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，符合GB/T14598.10－2007规定的严酷等级A级。浪涌（冲击）抗扰度试验，符合GB/T14598.18-2007规定的严酷等级Ⅳ级。射频场感应的传导骚扰抗扰度试验，符合GB/T14598.17-2005规定的严酷等级III级。工频抗扰度试验，符合GB/T14598.19-2007规定的严酷等级为A级。射频传导发射限值试验，符合GB/T14598.16-2002规定的传导发射限值。电磁辐射发射限值试验，符合GB/T14598.16-2002规定的辐射发射限值要求。绝缘性能绝缘电阻：在试验的标准大气条件下，产品的各带电的导电电路对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间，用开路电压为500V的测试仪器测定其绝缘电阻应不小于500MΩ。介质强度：装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象；其余各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间，交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间，能承受50Hz、2kV(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象。冲击电压：装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地,能承受1kV(峰值)的标准雷电波冲击检验；其各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间，交流电流回路和交流电压回路之间，能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。机械性能振动响应：装置能承受GB/T11287-2000中4.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。冲击响应：装置能承受GB/T14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级冲击响应检验。碰撞：装置能承受GB/T14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。保护定值整定范围及误差定值整定范围交流电流：0.1A～99.99A零序电流：0.1A～12A定值误差电流元件：≤±3%或±0.1A；零序电流：≤±3%或±0.1A；时间元件：≤±1%整定值或±40ms测量精度各模拟量的测量误差不超过额定值的±1.0%。开关量输入为无源输入，分辨率不大于2ms。装置自身时钟精度24h误差不大于±5s。触点性能触点可连续通过DC220V，5A电流。主要功能遮断电流保护当装置用于与负荷开关配合时，由于负荷开关本体特性，可开断一定的过负荷电流，但不能开断故障时的短路电流。因此，当投入遮断保护时，当大电流启动过流保护时，装置只发出告警信号，但不出口跳闸。故障可由本地熔断器切除，或由上一级开关切除，保证负荷开关不致损坏。原理框图如图3-1所示。图3-1遮断电流保护原理框图注：断路器控制场合必须退出本功能。速断保护速断保护为线路的主保护，可整定为零时限动作，反映线路比较严重的短路故障，用户可通过设置保护功能投/退选择。原理框图如图3-2所示。图3-2速断保护原理框图过流保护过流保护为线路的后备保护，可保护线路的全段，整定动作时间较速断长，电流定值一般整定为躲过线路的最大负荷电流值。原理框图如图3-3所示。图3-3过流保护原理框图反时限过流保护反时限过电流保护的动作时限与被保护线路故障电流的大小有关，故障电流越大，动作时限越短，若故障电流越小，动作时限越长。电流倍数超过20倍时，按20倍计算动作时间。一般反时限：(1)非常反时限：(2)极端反时限：(3)上式中，为电流基准值，为时间常数，t为跳闸时间，I为实测保护相电流。本装置反时限特性表达式为：(4)本装置的反时限特性可由反时限曲线类型控制字选择。反时限指数Exp由控制字确定。整定值“反时限时间常数”为Tinv，单位是秒。原理框图如图3-4所示。图3-4反时限过流保护逻辑图零序过流保护装置设有零序过流保护，通过设置保护压板控制投退。在不接地或小电流接地系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流保护来检测接地故障，在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，故采用直接跳闸方法，本装置中设一段零序过流保护（可整定为报警或跳闸）。在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序过流保护直接跳闸方式。原理框图如图3-5所示。图3-5零序过流保护原理框图零序反时限保护与相电流反时限保护一样，零序反时限保护也可以选择三种动作特性曲线：一般反时限、非常反时限、极端反时限。三种曲线的时间——电流公式、曲线特性与上述相同。非电量开入保护装置中非电量开入保护，经开关量输入接口接收到开入信号，经逻辑判断后通过开出继电器输出，可选择跳闸或告警。原理框图如图3-6所示。图3-6开入1保护原理框图装置故障告警保护装置的硬件发生故障（包括定值错误、EEP错误、故障告警），装置的LCD显示故障信息，并闭锁保护的开出回路，同时发中央信号。遥测、遥信、遥控功能遥测：测量IA、IB、IC、3I0；遥信：各种保护动作信号及开入遥信等；遥控：远方控制跳；通信装置具有RS-485，可以直接与微机监控或保护管理机通信,规约采用MODBUS规约。通信波特率可设置：1200，2400，4800，9600；通信有、无校验位可设置。定值整定信息定值整定整定时，未使用的保护功能应退出压板，使用的保护功能投入压板，并对相关的控制字、电流、电压及时限定值进行整定。序号定值名称整定说明保护功能1闭锁A整定范围：0.1~6000.0A遮断电流配合熔断器2时限S整定范围：0~99.99s3电流A整定范围：0.1~6000.0A速断4时限S整定范围：0~99.99s5电流A整定范围：0.1~6000.0A过流6时限S整定范围：0~99.99s7曲线1(一般反时限)、2(非常反时限)、3(极端反时限)过流反时限8电流A整定范围：0.1~99.99A9时间常数整定范围：00.05~20.00s10跳闸√(跳闸)／×(告警)零序过流12电流A整定范围：0.1~99.99A13时限S整定范围：0~99.99s14曲线1(一般反时限)、2(非常反时限)、3(极端反时限)零序反时限15电流A整定范围：0.000~99.99A16时间常数整定范围：0.05~20.0017时间整定范围：0s~600.00s开入1保护18时间整定范围：0s~600.00s开入2保护压板投退压板项目整定范围及步长遮断电流√(投入)／×(退出)速断√(投入)／×(退出)过流√(投入)／×(退出)反时限√(投入)／×(退出)零序过流√(投入)／×(退出)零流反时√(投入)／×(退出)开入1√(投入)／×(退出)开入2√(投入)／×(退出)装置人机接口及其操作装置正面布置图SY-5001保护装置面板如图5-1所示：图5-1SY-5001装置面板图保护装置采用菜单提示和键盘控制相结合的人机对话方式，装置上装有五个按键、1个指示灯和大屏幕点阵式液晶显示器。LED灯【绿色】装置运行指示灯，正常时每0。5秒闪烁一次。【红色】点亮代表装置保护动作报警。按键【确认键】按键进行确认或在循环页面进入主菜单，或者进入下一级菜单。【向上键】使光标上移，或者向上翻屏，或者调整定值。【向下键】使光标下移，或者向下翻屏，或者调整定值。【向左键】使光标左移；事件产生时按键取消弹出事件，释放信号继电器。菜单操作时按键进行取消或退出本级菜单，返回上级菜单。【向右键】使光标右移。机箱结构装置采用加强型单元机箱，按抗强振动、强干扰设计；确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。不论组屏或分散安装均不需加设交、直流输入抗干扰模块。装置的外形及安装尺寸如图5-2所示：图5-2外形及安装尺寸操作和使用页面类型页面说明工况工况工况Ia： 301.5AIb： 284Ic： 313–01–18工况工况3I0： 5.001A开入1：2：20:24:30上电后，自动进入【工况】页面。屏幕上面六行显示保护装置的实时监测交流量，屏幕最下一行显示装置系统时间。液晶显示屏自动刷新数据。可以通过【↑】、【↓】键在两屏之间翻看。主菜单主菜单主菜单定值参数主菜单主菜单通讯记录主菜单主菜单调试版本在【工况】菜单中，按下【确认】键即进入【主菜单】。主菜单共五项：定值，参数，通讯，记录，调试，版本。通过【↑】、【↓】键选择要进入的菜单，反显黑色为光标所在位置，按下【确认】键，即进入光标所在项子菜单。定值菜单定值定值压板定值在【主菜单】菜单中，按下【确认】键即进入【定值】菜单。【定值】共两项：压板，定值。通过【↑】、【↓】键选择要进入的菜单，反显黑色为光标所在位置，按下【确认】键，即进入光标所在项子菜单。操作密码输入输入密码输入密码0000要进入【压板】菜单，需输入操作密码。在操作密码输入画面时，先通过【←】、【→】键选择输入位，然后通过【↑】、【↓】键输入数值，最后通过【确认】键确认操作密码。压板菜单压板压板遮断电流退出速断退出过流退出压板修改状态下，先通过【↑】、【↓】键选择待修改的参数，然后通过【确认】键进入修改状态,并通过【↑】、【↓】键选择投入或退出。数值输入完后按【确认】键将光标移回选择参数状态，选择下一个待修改参数。最后按【←】键退出修改操作，保存并退出菜单定值子菜单定值定值遮断电流速断过流反时限零序过流在【定值】菜单中，按下【确认】键即进入【定值】子菜单。【定值】子菜单共8项：遮断电流，速断，过流，反时限，零序过流，零流反时限，开入1，开入2。通过【↑】、【↓】键选择要进入的菜单，反显黑色为光标所在位置，按下【确认】键，即进入光标所在项子菜单。遮断电流定值设置遮断电流遮断电流闭锁A99.99时限S99.99定值修改状态下，先通过【↑】、【↓】键选择待修改的参数，然后通过【确认】键进入修改状态,并通过【←】、【→】键选择待输入数位，最后通过【↑】、【↓】键输入数值。数值输入完后按【确认】键将光标移回选择参数状态，选择下一个待修改参数。最后按【←】键退出修改操作，保存并退出菜单参数菜单参数参数变比版本参数参数时钟脉冲参数参数背光在【主菜单】菜单中，按下【确认】键即进入【参数】菜单。【参数】共五项：变比，密码，时钟，脉冲，背光。通讯菜单通讯通讯RS485在【通讯】菜单中，按下【确认】键即进入【通讯】子菜单。【通讯】子菜单共1项：RS485。按下【确认】键，即进入光标所在项子菜单,其子菜单中包括通讯地址、波特率、校验位。记录菜单记录查看SOE记录查看SOE清除SOE查看报告清除报告事件21607-10-2808:24:35235ms速断进入【记录】菜单，装置记录及显示最新255条记录，每条记录均带有精确至毫秒的时标。每条记录有两屏数据显示，第一屏显示事件类型，事件发生时标；第二屏显示事件发生时各交流量值。通过【↑】、【↓】键顺序翻看各条记录，通过【确认】键在同一条记录的两屏之间切换显示，最后按【←】键退出。调试菜单调试调试开入开出校准出厂设置在【主菜单】菜单中，按下【确认】键即进入【调试】菜单。【参数】共4项：开入、开出、校准、出厂设置。可进行出厂前的开入、开出测试，可对交流进行校准，可恢复出厂设置版本菜单版本：版本：V1.00.01时间：2012-08在版本菜单，可查看装置的软件版本、代码生成时间。用户调试方法装置在出厂前已进行过全面调试，并且通过带电高温运行72小时烤机试验，每一台装置检验合格后方可出厂。装置内部包括交流采样回路在内的所有环节都没有可调节元件，整机具有良好的机械性能和温度特性，交流采样回路精度由出厂调试保证，不需要用户调试。用户在现场调试的重点应该在：a) 检查现场安装的装置与订货时要求的型号是否一致；b) 检查装置在运输过程中是否受到损坏；c) 装置组屏后或安装到开关柜上之后是否存在接线错误。通电前检查检查装置外壳有无破损，液晶显示屏有无裂痕，如果有损坏请与我公司技术支持部或驻各地办事机构联系。通电检查参照端子图和接线示意图正确接入交、直流工作电源，通电后，运行灯亮，液晶显示屏字体应清晰可辨。首先出现“公司友好屏”包括装置型号及公司图标。随后出现正常运行界面。开关量输入检查在【调试】子菜单屏选中【开入】，进入开入量状态显示屏。将装置开入公共端分别与各开入端子连接，应显示正确的开入状态。继电器开出回路检查在【调试】子菜单屏选中【开出】，进行继电器出口调试。开出通道开出名称现象1故障出口1导通2跳闸出口2有源输出模拟量输入检查在装置的交流电流输入端加入额定值，在【循环屏】中，可查看各模拟量，显示值误差分别是电流不超过±0.5％。出厂前，装置已经进行模拟量校准，可直接在现场应用。如现场情况与出厂校准结果差异偏大时，可进行重新校准。需提供如下表所示的模拟量进行校准：模拟量施加要求IA5AIB5AIC5AI05A装置试验方法模拟一次电流故障试验当试验现场有大电流发生器试验设备，采用模拟一次电流故障试验方法：在CT的一次侧通过大电流，保护装置2D端子2D1-2，2D3-4，2D5-6输入的是保护二次电流；保护装置1D端子1D5-6，1D7-8，1D9-10输入的是供电电源；测试以下项目*保护装置启动时的CT一次电流值在CT的一次侧通过电流，从0A开始升电流，直到保护装置运行指示灯电亮，装置液晶显示电亮，显示数据，记录此时CT的一次电流值，以不超过CT变比的10%为最佳；当超过CT变比的20%时建议更换合格CT。*保护试验在CT的一次侧通过电流，从0A开始升电流，直到装置保护动作，断路器脱扣分闸，记录此时CT的一次电流值，与保护定值比较，以误差不超过3%为最佳；当超过5%时建议更换保护。模拟二次电流故障试验当试验现场没有大电流发生器试验设备，采用模拟二次电流故障试验方法：直