1 裝置概述

1.1  概述

中低壓母線發(fā)生短路故障時(shí)，所產(chǎn)生的電弧光對(duì)設(shè)備和人員會(huì)造成極大的傷害，按照我國(guó)現(xiàn)行的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，35kV及以下電壓等級(jí)的母線一般未裝設(shè)母線保護(hù)。然而，由于中低壓母線上的出現(xiàn)多，操作頻繁，三相導(dǎo)體線間距與大地的距離比較近，容易受到小動(dòng)物的危害，設(shè)備制造質(zhì)量比高壓設(shè)備差，設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損，運(yùn)行條件惡劣，系統(tǒng)運(yùn)行條件改變，人為和操作錯(cuò)誤原因，中低壓母線的故障幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)中低壓母線的保護(hù)一直不夠重視，大多采用帶有較大延時(shí)的后備保護(hù)來(lái)切除母線上的故障，往往使故障被發(fā)展、擴(kuò)大，從而造成巨大地經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 裝置特點(diǎn)

Ø 采用32位工業(yè)級(jí)微處理器，速度快，精度高，獨(dú)有的快速電流算法，保證電流判據(jù)的快速、可靠性。

Ø 主單元與采集單元之間具有光纖、通訊雙連接，既可快速傳遞故障弧光信號(hào)，又可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；弧光信號(hào)可在采集單元之間串行船速，從而使監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量可任意增加，大大減少了傳輸光纖的成本。

Ø 大屏幕液晶顯示，界面友好，操作簡(jiǎn)便；全數(shù)字化設(shè)計(jì)，整定參數(shù)時(shí)無(wú)需撥碼開關(guān)及電位器等機(jī)械元件，精度高，無(wú)振動(dòng)、磨損等隱患。

Ø 具有故障硬定位、軟定位功能。有事故記錄、故障錄波、遙信、電流測(cè)量、自檢等輔助功能。

Ø 主單元內(nèi)置電源模塊、電流采集模塊，安裝使用方便，可靠性高。

Ø 動(dòng)作判據(jù)可設(shè)置為弧光加電流或僅弧光?？蛇x的帶延時(shí)的電流保護(hù)，可作為開關(guān)柜的二級(jí)過(guò)流保護(hù)。

Ø 全金屬外殼設(shè)計(jì)，有效屏蔽外界電磁干擾，通過(guò)了“國(guó)家繼電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”的15項(xiàng)電磁兼容檢驗(yàn)，嚴(yán)酷等級(jí)為IV級(jí)?；」馓筋^通過(guò)光纖和主設(shè)備無(wú)源連接，電氣隔離及抗干擾能力極強(qiáng)。

2 裝置組成

2.1 系統(tǒng)組成

圖1 電弧光保護(hù)系統(tǒng)組成

作為母線型保護(hù)，需要一臺(tái)弧光保護(hù)主控單元和一臺(tái)（或多臺(tái)）弧光保護(hù)采集單元。

i. 弧光保護(hù)采集單元提供8路弧光采集輸入，并提供8路繼電器輸出，與輸入信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)故障硬定位功能。

ii. 主單元和采集單元分離，主單元安裝于進(jìn)線柜中，采集單元分散安裝在饋線中。

iii. 主單元與采集單元之間，弧光信號(hào)用光纖連接；數(shù)據(jù)通訊采用串口連接。

iv. 主單元可提供雙口通訊功能。

2.2 機(jī)箱結(jié)構(gòu)

裝置外形如下圖所示

    

                                    圖2   裝置正面圖                       圖3  裝置后視圖

2.3 尺寸說(shuō)明

                                 圖4開孔尺寸圖

2.4 接線端子說(shuō)明

信號(hào)輸入1			1路弧光采集輸入	X3
信號(hào)輸入2			2路弧光采集輸入	信號(hào)輸入4			4路弧光采集輸入
信號(hào)輸入3			3路弧光采集輸入
				信號(hào)輸入5			5路弧光采集輸入
X1
A+	通訊1	1	與上位機(jī)485通訊1	信號(hào)輸入6			6路弧光采集輸入
B-		2
地	通訊地	3	通訊地	信號(hào)輸入7			7路弧光采集輸入
A+	通訊2	4	與上位機(jī)485通訊2
B-		5		X4
					跳閘1	1		弧光故障跳閘動(dòng)作出口1
X2						2
Ia*	電                            流	1	A相互一次側(cè)感器電流輸入端		跳閘2	3		弧光故障跳閘動(dòng)作出口2（備用）
						4
Ia		2			報(bào)警	5		弧光故障報(bào)警動(dòng)作出口
						6
Ib*		3	B相互一次側(cè)感器電流輸入端		斷路器失靈	7		本級(jí)斷路器故障動(dòng)作出口
						8
Ib		4			裝置異常	9		本裝置異常報(bào)警
						10
Ic*		5	C相互一次側(cè)感器電流輸入端
				L+	裝置電源	11		電源輸入端
Ic		6		N-		12
				大地		13		大地

表-1   裝置端子說(shuō)明

2.5 硬件平臺(tái)說(shuō)明

保護(hù)裝置采用32位的單片機(jī)，全封閉機(jī)箱，硬件電路采用后插拔式的插件結(jié)構(gòu)，CPU電路板采用

4層板、元器件采用表面貼裝技術(shù)，裝置強(qiáng)弱電回路、開入開出回路合理布局，抗干擾能力強(qiáng)。

 

3 裝置功能

3.1 弧光保護(hù)功能

電弧光保護(hù)主要判據(jù)為弧光，為了避免誤判，將電流增量作為輔助判據(jù)。當(dāng)檢測(cè)到弧光同時(shí)電流增量

也滿足要求，則發(fā)出跳閘指令，并可顯示故障發(fā)生的位置。裝置的邏輯原理如下圖：

圖7  裝置邏輯簡(jiǎn)圖

3.2 輔助保護(hù)功能

本裝置的輔助保護(hù)功能，主要包括以下幾種：

Ø 過(guò)流保護(hù)；

Ø 斷路器失靈保護(hù)；

Ø 接地故障保護(hù)；

Ø 檢測(cè)功能；

Ø 事故記錄功能；

每個(gè)保護(hù)都有投入/退出的設(shè)置。過(guò)流保護(hù)和接地故障電流保護(hù)可以設(shè)定相關(guān)定值，可以動(dòng)作與跳閘

或者報(bào)警。斷路器失靈保護(hù)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)依然存在故障條件時(shí)，斷路器失靈保護(hù)出口動(dòng)作，用于跳

上級(jí)斷路器。

4 人機(jī)界面概述

4.1 按鍵說(shuō)明

Enter 鍵和Esc鍵：

Ø Enter鍵進(jìn)入選擇的菜單項(xiàng)或?qū)π薷暮瓦x擇進(jìn)行確認(rèn)。

Ø Esc鍵取消所做的修改或返回到上級(jí)菜單。

4個(gè)方向鍵：

Ø 在修改參數(shù)時(shí)，左右鍵改變要修改的數(shù)位，上下鍵修改該位的數(shù)值。

Ø 在修改選項(xiàng)時(shí)，用上下鍵更新選中的選項(xiàng)內(nèi)容。

復(fù)歸鍵：

Ø 用于事故信號(hào)的復(fù)歸。

上位機(jī)主要的功能是顯示。通過(guò)通信協(xié)議與下位機(jī)主控芯片的通訊，來(lái)獲得所需要顯示的參數(shù)。

主要包括模擬量、開關(guān)量、參數(shù)設(shè)置、事件記錄、時(shí)間等。

4.2 顯示界面及操作概述

 

顯示裝置主要由前顯示面板組成。顯示面板主要包括液晶顯示模塊、狀態(tài)顯示LED以及功能按鍵。如上圖。

i. 菜單結(jié)構(gòu)

 

4.3 控制板功能概述

控制板主要的功能包括：

主控制單元：

Ø 對(duì)弧光通道的投/退設(shè)置；

Ø 對(duì)電流輔助的投/退設(shè)置

Ø 對(duì)弧光采集單元數(shù)據(jù)的處理；

Ø 對(duì)系統(tǒng)電流采樣數(shù)據(jù)的處理；

Ø 對(duì)故障的處理動(dòng)作輸出；

Ø 弧光采集；

Ø 和上位機(jī)的通信處理；

Ø 對(duì)采集單元校時(shí)；

5 調(diào)試及異常處理

情形1：顯示屏花屏或者白屏；

情形2：設(shè)置參數(shù)時(shí)顯示“設(shè)置失敗”；

情形3：默認(rèn)界面時(shí)間不走動(dòng)；

處理 ：斷電后等待約20秒，重新上電。依然不正常，請(qǐng)聯(lián)系售后工作人員，

情形4：負(fù)載運(yùn)行中，模擬量界面無(wú)數(shù)值顯示；

處理：檢查弧光接收器處光纖是否松動(dòng)、電流弧光器端子處是否松動(dòng)；以上均正常，但仍無(wú)法正常顯示，請(qǐng)

聯(lián)系售后工作人員。

6 投運(yùn)說(shuō)明及注意事項(xiàng)

說(shuō)明1：本產(chǎn)品供電電壓為市電（220V）；

說(shuō)明2：端子排倒數(shù)2,3為供電端子。1為大地。

7 通信說(shuō)明

與上位機(jī)通信接口為通訊1口和通訊2口。通訊地址可在 參數(shù)設(shè)置→通訊設(shè)置中設(shè)定。

與上位機(jī)通訊協(xié)議為ModBus通訊規(guī)約。具體說(shuō)明如下表：

     查詢時(shí)間記錄：

查詢指令(16進(jìn)制)
從地址	功能碼	地址高	地址低	數(shù)量高	數(shù)量低	校驗(yàn)高	校驗(yàn)低
0x**	0x03	0x30	0x01	0x00	0x0A	CRCH	CRCL
數(shù)據(jù)響應(yīng)	地址	功能		示例	說(shuō)明
事件記錄1	0x2001	時(shí)間	年(低)	0x20	事件類型	故障類型	類型代碼	代碼說(shuō)明
	0x2002		月	0x11	弧光	報(bào)警	0x11	1路弧光
	0x2003		日	0x09			0x12	2路弧光
	0x2004		時(shí)	0x08			0x13	3路弧光
	0x2005		分	0x56		故障	0x19	1路弧光
	0x2006		秒	0x29			0x1A	2路弧光
	0x2007	事件總數(shù)	最多20條	0x04			0x1B	3路弧光
	0x2008	當(dāng)前序號(hào)	最大20	0x01	接地電流	報(bào)警	0x21
	0x2009	事件類型	見說(shuō)明	0x1A		故障	0x29
	0x200A	弧光值	高字節(jié)	0x04	過(guò)流	報(bào)警	0x41
	0x200B		低字節(jié)	0x57		故障	0x49
	0x200C	A相電流	高字節(jié)	0x01	斷路器失靈	報(bào)警	0x81
	0x200D		低字節(jié)	0x54		故障	0x89
	0x200E	B相電流	高字節(jié)	0x01
	0x200F		低字節(jié)	0x63
	0x2010	C相電流	高字節(jié)	0x01
	0x2011		低字節(jié)	0x50
	0x2012	3I0電流	高字節(jié)	0x00
	0x2013		低字節(jié)	0x05
	0x2014	保留
事件記錄…	格式同上
事件記錄20	格式同上

表-2  事件記錄查詢說(shuō)明