H-820系列微机线路保护测控装置

技术及使用说明书

（Version 2.5） 

许继集团股份有限公司

XJ GROUP CORPORATION CO.,LTD.

 H-822系列

微机线路保护测控装置

应用范围                              

       适用于66kV及以下电压等级的线路和馈出线保护及测控。

装置硬件                              

• 加强型单元机箱按抗强振动、强干扰设计,可分散安装于开关柜上运行。
• 32位浮点DSP处理器，大容量的RAM和Flash Memory；数据处理、逻辑运算和信息存储能力强，运行速度快，可靠性高。
• 位高精度AD，测量精度高。
•  
• 中文图形液晶显示，菜单式操作。

主要特点                              

•  
• 套保护定值，定值区切换安全方便。
• 方便与微机监控或保护管理机联网通讯。
•  
• 为含两段电流保护的综合保护测控装置。
• 为含三段电流电压方向保护的综合保护测控装置。

我公司保留对本说明书进行修改的权利；

产品与说明书不符时，请参照实际产品说明。

2004.3 第四版印刷

1              装置简介                               1

            1.1               功能配置                                 1

1.2               主要特点                                 1

2              技术指标                               1

2.1               额定数据                                 1

2.2               装置功耗                                 2

2.3               环境条件                                 2

2.4               抗干扰性能                               2

2.5               绝缘性能                                 3

2.6               机械性能                                 3

2.7               保护定值整定范围和误差                  3

2.8               延时整定范围和误差                      3

2.9               测量精度                                 3

3              装置硬件                               4

3.1               机箱结构                                 4

3.2               主要插件                                 5

4              保护原理                       5

4.1               二段电流保护(H-821)                   5

4.2               三段电流电压方向保护(H-822)            5

4.3               过流加速保护                            6

4.4               重合闸（检同期、检无压可选）             6

4.5               低频减载保护                             7

4.6               零序电流保护                             7

4.7               过负荷保护                               7

4.8               低电压保护                               7

4.9               TV断线告警                               7

4.10              控制回路异常告警                         7

4.11              装置故障告警                             7

4.12              遥测、遥信、遥控及遥脉功能               8

4.13              录波                                  8

4.14              GPS对时                              8

4.15              打印功能                               8

4.16              网络通信                                8

5              保护信息说明                          8

5.1               定值整定信息                             8

5.2               压板整定信息                             10

5.3               动作信息及说明                           11

6              装置对外接线说明                   12

6.1               装置接线端子                             12

6.2               装置辅助电源                             12

6.3               交流电流输入                             12

6.4               交流电压输入                             12

6.5               开入及开入电源                           12

6.6               *信号输出                            12

6.7               位置触点                                 12

6.8               跳合闸出口                              12

6.9               通信端子                                13

7              人机界面说明                         13

8              调试及异常处理                              16

8.1               调试说明                                16

8.2               程序检查                                 16

8.3               开关量输入检查                           16

8.4               继电器开出回路检查                       16

8.5               模拟量输入检查                           17

8.6               相序检查                                 17

8.7               整组试验                                 17

8.8               异常处理                                 17

9              投运说明及注意事项                         17

          10             贮存及保修                                  18

          11             供应成套性                                  18

          12             订货须知                                    18

          13             附录A：装置背板端子图                         19

          14             附录B：系统接线示意图          20

          15             附录C：装置操作回路原理图            21

1. 装置简介

H-820系列微机线路保护测控装置实现中低压线路的保护和测控功能，主要用于66kV及以下各级电压等级的线路及馈出线。

1. 功能配置:

1. 主要特点

1. 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,可分散安装于开关柜上运行。
2. 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。
3. 采用32位DSP作为保护CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；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。
4. 采用16位A/D作为数据采集，数据采集每周24点，保护测量精度高。
5. 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。
6. 可独立整定8套保护定值，定值区切换安全方便。
7. 大容量的信息记录：可保存不小于100个zui近发生的历史报告,可带动作参数，掉电保持，便于事故分析。
8. 采用DL/T667-1999规约，设有RS-485通信接口；组网经济、方便,可直接与微机监控或保护管理机联网通讯。

1. 技术指标
   1. 额定数据

1. 额定直流电压: 220V或110V (订货注明)
2. 额定交流数据：交流电压          100/ V，100V
3. 交流电流            5A或1A(订货注明)

零序电流          1A

额定频率          50Hz

1. 热稳定性：

交流电压回路：    *运行      1.2Un

交流电流回路：    *运行      2In

                  1s            60In

零序电流回路：    *运行      1A

                  1s            40A

1. 动稳定性：

半周波：         100In

1. 装置功耗

1. 交流电压回路：    每相不大于1VA；
2. 交流电流回路：    In=5A时每相不大于1VA；In=1A时每相不大于0.5VA；
3. 零序电流回路:     不大于0.5VA；
4. 保护电源回路：    正常工作时,不大于12W；保护动作时,不大于15W。
   1. 环境条件

1. 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，装置应能正常工作。

1. 相对湿度：zui湿月的月平均zui大相对湿度为90％，同时该月的月平均zui低温度为25℃且表面不凝露。zui高温度为+40℃时，平均zui大湿度不超过50％。
2. 大气压力：80kPa～110kPa（相对海拔高度2km以下）。
   1. 抗干扰性能

1. 脉冲群干扰试验：能承受GB/T14598.13－1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（*半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰试验。
2. 快速瞬变干扰试验：能承受GB/T14598.10－1997第四章规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
3. 辐射电磁场干扰试验：能承受GB/T14598.9－1995第四章规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。
4. 静电放电试验：能承受GB/T14598.14-1998中4.1规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。
5. 电磁发射试验：能承受GB/T14598.16－2002中4.1规定的传导发射限值及4.2规定的辐射发射限值的电磁发射试验。
6. 工频磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.8－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。
7. 脉冲磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.9－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。
8. 阻尼振荡磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.10－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。
9. 浪涌抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章规定的严酷等级为Ⅳ级浪涌抗扰度试验。
10. 传导骚扰的抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。
11. 工频抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章规定的工频抗扰度试验。
    1. 绝缘性能

1. 绝缘电阻：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,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。
2. 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。
3. 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。
   1. 机械性能

1. 振动响应：装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。
2. 冲击响应：装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级冲击响应检验。
3. 振动耐久：装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2规定的严酷等级为I级振动耐久检验。
4. 冲击耐久：装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。
5. 碰撞：装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。
   1. 保护定值整定范围及误差

1. 定值整定范围

交流电压：        4V～100V；

交流电流：        0.1In～20In；

零序电流：         0.02A～12A。

1. 定值误差

电流：             < ±2.5%。

电压：             < ±2.5%。

零序电流：0.02A～0.4A（含0.4A）范围内不超过±0.01In，0.4A ～12A 范围内不超过±2.5%。

1. 延时整定范围及误差

定时限：0s～2s(含2s)范围内不超过40ms，2s～100s范围内不超过整定值的±2％。

低频减载延时在0s～3s(含3s)范围内不超过60ms，3s～100s范围内不超过整定值的±2％。

1. 测量精度

1. 各模拟量的测量误差不超过额定值的±0.2%；
2. 功率测量误差不超过额定值的±0.5%；
3. 开关量输入电压（220V），分辨率不大于2ms；
4. 脉冲量输入电压24V，脉冲宽度不小于10ms；
5. 有功、无功电度不超过±1%。

1. 装置硬件
   1. 机箱结构

装置采用整面板形式,面板上包括液晶显示器、信号指示器、操作键盘、调试RS232通信口插头等。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。

装置的外形尺寸如图3-1所示：

图3-1 外形尺寸

装置的安装开孔尺寸如图3-2所示：

图3-2 安装开孔尺寸

1. 主要插件

本保护装置由以下插件构成：电源插件、出口插件、CPU插件、交流插件以及人机对话插件。

1. 电源插件

由电源模块将外部提供的交、直流电源转换为保护装置工作所需电压。本模块输出+5V、±15V和+24V。+5V电压用于装置数字器件工作，±15V电压用于A/D采样，24V电压输出装置，用于装置驱动继电器使用。

电源插件还附加有备用出口继电器(BYJ3)、 (BYJ4)、 (BYJ5)。

1. 出口插件

信号部分主要包括跳闸信号继电器（TXJ）、重合闸信号继电器（HXJ）、告警继电器（GXJ）。

跳合闸部分主要包括启动继电器（QDJ）、闭锁继电器（BSJ）、跳闸继电器（TJ）、遥跳继电器（YTJ）、遥合继电器（YHJ）、防跳继电器（FTJ）、跳闸保持继电器（TBJ）、合闸保持继电器(HBJ)、压力继电器（TYJ）、合后继电器（HHJ）。

还包括反映断路器位置的跳闸位置继电器（TWJ1、TWJ2）、合闸位置继电器（HWJ）。

此外还有一个备用继电器（BY1）及闭锁备自投继电器。

1. CPU插件

CPU插件由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成。高性能的微处理器CPU为32位浮点处理器，主频达40MHz；A/D数据输入精度达16位。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。

1. 交流插件

交流变换部分包括电流变换器TA和电压变换器TV，用于将系统TA、TV的二次侧电流、电压信号转换为弱电信号，供保护插件转换，并起强弱电隔离作用。

本插件的6个TA分别变换IA、IB、IC、3I0、CIA、CIC 六个电流量，4个TV分别变换母线电压UA、UB、UC、Ux(线路抽取电压)。

1. 人机对话插件

人机对话插件安装于装置面板上，液晶采用中文菜单方式显示（操作），主要功能为：键盘操作、液晶显示、信号灯指示及串行口调试。

1. 保护原理
   1. 二段电流保护(H-821)

H-821装置设二段电流保护，各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置保护压板控制这两段保护的投退。

1. 三段电流电压方向保护(H-822)

H-822装置设三段电流电压方向保护，每一段保护的电压闭锁元件及方向元件均可单独投退，通过分别设置保护压板控制这三段保护的投退。其中过流Ⅲ段可通过控制字YSFS选择采用定时限还是反时限，（若为0，则过流Ⅲ段为定时限段，若为1～3，则过流Ⅲ段分别对应三种不同的反时限段），根据电工委员会(IEC255-4)和英国标准规范(BS142.1996)的规定，本装置采下列三个标准反时限特性方程，分别对应延时方式的1～3。原理框图如图4-2。

反时限特性方程如下：

    一般反时限：                             (1)

    非常反时限：                                (2)

反时限：                               (3)

上式中， 为电流基准值，取过流Ⅲ段定值Idz3； 为时间常数，取过流Ⅲ段时间定值T3，范围为0～1S。其中反时限特性可由控制字YSFS选择（1为一般反时限，2为非常反时限，3为反时限）。

图4-2三段电流电压方向保护原理框图

    关于母线TV断线的说明：在母线TV断线时，相应的电压、方向元件退出(程序内置，没有软压板)；如果母线TV断线的相关保护设置为投入，则母线TV断线时，电流保护逻辑只判电流大小；否则，相关保护设置退出时，则退出带方向、电压元件的保护段。

1. 过流加速保护

装置设置了独立的加速保护段，可通过控制字选择合闸前加速或合闸后加速，合闸后加速保护包括手合于故障加速跳与自动重合于故障加速跳。

    装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来起动，此举主要是考虑到目前许多变电站采用综合自动化系统后，已取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易的操作把手。

装置设置了独立的过流加速段电流定值及相应的时间定值，与传统的保护相比，使保护的配置更加灵活。本保护在断路器处于合位后开放3s。

1. 三相一次重合闸

装置设有三相一次重合闸功能，通过设置重合闸压板控制投退。重合闸当开关位于合位，且无外部闭锁时充电，充电时间为15s。当开关由合位变为跳位时重合闸启动。启动后，若10秒内不满足重合闸条件（含有流：超过0.04In）则放电。重合闸设有四种重合方式：0－无检定；1－检无压，有压转检同期；2－检同期；3－检无压，有压不重合。

1. 重合闸的启动：由断路器位置接点变位启动。
2. 重合闸的闭锁

    重合闸的闭锁条件有：

①闭锁重合闸；②低频动作；③过负荷跳闸；④弹簧未储能；⑤手跳（HHJ返回）；⑦遥控跳闸；⑧控制回路断线；⑨线路电压异常；⑩压力异常。

1. 低频减载保护

在断路器处于合位时投入低频减载保护。低频减载设有电压闭锁、滑差闭锁。当系统发生故障，频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低频减载保护。低频减载保护动作同时闭锁线路重合闸。

1. 零序电流保护

装置设有一段零序电流保护，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很难保证其选择性。本装置通过网络互联，与其他装置信息共享，通过CBZ-8000综合自动化系统采用网络小电流接地选线的方法来获得接地间隔，并通过网络下达接地试跳命令来进一步确定接地间隔。

    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，也可采用零序电流保护直接跳闸方式。

1. 过负荷保护

装置设有过负荷保护功能。过负荷可通过控制字定值选择动作于跳闸或告警。投跳闸时，跳闸后闭锁重合闸。投告警功能时，过负荷返回系数不小于0.97。

1. 低电压保护

在系统故障时电压降低，可配置低电压保护来甩掉部分负荷。本保护在断路器处于合位时投入，在母线TV断线时闭锁。

1. TV断线告警
   1. 母线TV断线告警

1. zui大线电压与zui小线电压差大于18V，且3U0大于8V,判为母线TV断线；
2. 三个线电压均小于18V，且任一相有流（> 0.04In）；
3. 3U0大于8V,且zui大线电压小于18V；

控制字投入，满足以上任一条件，5s后报母线TV断线，并根据控制字(XGBH)选择母线TV断线后是否闭锁带电压闭锁的电流保护和低电压保护。不满足以上情况，且线电压均大于80V，0.5s后母线TV断线返回。母线TV断线闭锁重合闸。

1. 线路电压异常告警

对于含检无压或检同期要求的线路，装置在断路器处于合位或母线有流（> 0.04In）时，检查在母线电压大于80V情况下的线路抽取电压，其幅值应大于无压值(30V)，或与母线相应相别的电压角度小于10°，否则5s后报线路电压异常告警，同时闭锁重合闸。待线路抽取电压恢复正常时返回。

1. 控制回路异常告警

装置采集断路器的跳位和合位，当控制电源正常、断路器位置辅助接点正常时，必有且只有一个跳位或合位，否则，经3s延时报控制回路异常告警信号，同时重合闸放电，但不闭锁保护。

1. 装置故障告警