微機(jī)綜合保護(hù)裝置技術(shù)說明書

1、nw 微 機(jī)綜 合 保 護(hù) 裝 置技 術(shù) 說 明 書 南京南網(wǎng)電力自動(dòng)化有限公司2012年1月編寫: 審核：批準(zhǔn)：* 本說明書適用于低 壓 變壓器 保 護(hù) 測 控 裝 置* 本說明書和產(chǎn)品今后可能會(huì)有小的改動(dòng)，請(qǐng)注意核對(duì)實(shí)際產(chǎn)品與說明書的版本是否相符* 未經(jīng)許可，請(qǐng)勿翻印，復(fù)印，違者必究* 第1版，第1次印刷，2012年1月于南京用戶必讀感謝您使用南京南網(wǎng)電力自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的綜合保護(hù)裝置。在安裝和使用本系列產(chǎn)品前，請(qǐng)您注意以下提示： 在您收到產(chǎn)品后，請(qǐng)核對(duì)與您所訂購的型號(hào)、規(guī)格是否相符，產(chǎn)品的額定工作電壓、額定電流是否符合使用要求； 請(qǐng)檢查產(chǎn)品是否存在損傷，所配套的說明書、出廠檢驗(yàn)報(bào)告、合

2、格證、接線端子排及安裝附件是否齊全； 在安裝、調(diào)試前請(qǐng)仔細(xì)閱讀本說明書，并按照說明書的相關(guān)描述進(jìn)行測試、安裝和操作； 該產(chǎn)品由電子器件構(gòu)成，為防止裝置損壞，嚴(yán)禁私自拆卸及帶電插拔外部接線端子； 請(qǐng)使用合格的測試儀器和設(shè)備對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)和檢測； 該產(chǎn)品在測試和使用時(shí)，接地端子及外殼要可靠接地； 產(chǎn)品安裝完畢后，請(qǐng)仔細(xì)檢查接線，確定正確后方可通電調(diào)試，以免造成產(chǎn)品的損壞； 本產(chǎn)品出廠時(shí)的預(yù)置密碼是：1000，此密碼可在“裝置參數(shù)”菜單中修改，修改后請(qǐng)注意保存，以免遺失； 廠家調(diào)試菜單不對(duì)用戶開放。 不可在產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)或修改保護(hù)定值的操作； 定值整定時(shí)要“先整定定值,后投入保護(hù)功能”以

3、免造成誤動(dòng)作。1 概述nw-300綜合保護(hù)裝置（以下簡稱裝置），適用于低壓10kv及以下饋線、分支或母線分段的保護(hù)，可直接安裝在低壓開關(guān)柜（pc柜或mcc）上。裝置全面采用嵌入式設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（fpga及arm）和現(xiàn)場總線技術(shù)，其性能和技術(shù)指標(biāo)處于國內(nèi)先進(jìn)水平，是構(gòu)成廠站自動(dòng)化、工廠過程自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化的理想保護(hù)設(shè)備。裝置具有完備的保護(hù)和測控功能。高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可靠采集ia、ib、ic、3i0等外部接入電量并；可采集10路無源空接點(diǎn)輸入；提供2對(duì)繼電器空節(jié)點(diǎn)輸出。裝置的保護(hù)功能最大配置如下：l 過電流三段l 過負(fù)荷保護(hù)l 零序過流保護(hù)以上功能在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活

4、的配置，定值界面簡潔明了，調(diào)試和維護(hù)十分方便。裝置主要特點(diǎn)：n 以高性能的fpga及arm處理器為核心的硬件平臺(tái)，可靠、高效。n 友善的大液晶、漢化人機(jī)界面，操作方便。n 裝置帶有大容量ram，使用串行eeprom存放保護(hù)定值。n 保護(hù)及自動(dòng)控制功能動(dòng)作過程透明化，信息記錄完備，提供了完備的事故追憶信息。n 裝置采用全密封嵌入式結(jié)構(gòu)，其抗震能力、抗電磁干擾能力能全面滿足gb/t 14598規(guī)定的抗電磁干擾性能試驗(yàn)和gb/t 7261-2000種規(guī)定的各種機(jī)械性能試驗(yàn)。n 軟、硬件冗余設(shè)計(jì)，完善的軟、硬件自檢，二級(jí)看門狗，抗干擾性能強(qiáng)。2 技術(shù)參數(shù)2.1 額定參數(shù)2.1.1 電源電壓 額定直流電

5、源電壓：220v 或110v，允許偏差-20%+15%額定交流電源電壓：220v，允許偏差-15%+10%2.1.2 額定交流數(shù)據(jù)a) 交流電流：5a b) 額定頻率：50hz2.1.3 功率消耗a) 直流回路：不大于10w。b) 交流電流回路：額定電流為5a 時(shí)每相不大于1.0va；2.1.4 開關(guān)量a) 開關(guān)量輸入電平為dc24v。b) 導(dǎo)通電流不大于10ma；2.2 主要技術(shù)性能2.2.1元件定值誤差a) 電流元件定值誤差：5%整定值。b) 時(shí)間元件定值誤差: （1%整定時(shí)間+30ms）；2.3 絕緣性能2.3.1 絕緣電阻裝置的帶電部分和非帶電部分及外殼之間，以及電氣上無聯(lián)系的各電路之

6、間用開路電壓500v 的兆歐表測量其絕緣電阻值，正常試驗(yàn)大氣條件下絕緣電阻不小于20m。2.3.2 介質(zhì)強(qiáng)度在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受頻率為50hz、電壓2000v 歷時(shí)1分鐘的工頻耐壓試驗(yàn)而無擊穿閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象。試驗(yàn)過程中任一被試回路施加電壓時(shí)其余回路等電位互聯(lián)接地。2.3.3 沖擊電壓在正常試驗(yàn)大氣條件下裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、直流輸入回路、輸出觸點(diǎn)回路對(duì)地以及回路之間能承受1.2/50s 的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊。電壓試驗(yàn)開路試驗(yàn)電壓為5kv。2.3.4 耐濕熱性能裝置應(yīng)能承受gb/t 2423.9 規(guī)定的恒定濕熱試驗(yàn)試驗(yàn)溫度402、相對(duì)濕度93%3%、試驗(yàn)時(shí)間為48h

7、，在試驗(yàn)結(jié)束前2小時(shí)內(nèi)根據(jù)2.3.1 的要求測量各導(dǎo)電電路對(duì)外露非帶電金屬部分及外殼之間電氣上不聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻不小于1.5m。介質(zhì)耐壓強(qiáng)度不低于2.3.2 規(guī)定的介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)電壓幅值的75%。2.4 抗電磁干擾性能2.4.1 脈沖干擾裝置能承受gb/t 14598.13-1998規(guī)定的干擾試驗(yàn)，試驗(yàn)電源頻率為100khz 和1mhz，試驗(yàn)電壓為共模2500v、差模1000v的衰減振蕩波。試驗(yàn)時(shí)給被試裝置預(yù)先施加電源，按gb/t14598.13 第3.1.1 的表所列臨界條件疊加干擾試驗(yàn)，電壓裝置不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。2.4.2 快速瞬變干擾裝置能承受gb/t 14598.10-1996

8、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的iv 級(jí)（4kv10%）快速瞬變干擾試驗(yàn)。2.4.3 靜電放電裝置能承受gb/t 14598.14-1998 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的iv 級(jí)（空間放電15kv、 接觸放電8kv）靜電放電試驗(yàn)。2.4.4 輻射電磁場干擾裝置能承受gb/t 14598.9-1995 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為iv級(jí)的輻射電磁場干擾試驗(yàn)。2.4.5 浪涌通過gb/t 17626.5 1999 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的浪涌沖擊抗擾度iii級(jí)干擾試驗(yàn)(共模2000v、差模1000v)。2.5 機(jī)械性能2.5.1 振動(dòng)裝置能承受gb/t 7261-2000繼電器及裝置基本試驗(yàn)方法 中16.2.3 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為1 級(jí)的振動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)；裝置能承

9、受gb/t 7261-2000 中16.2.3 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為1 級(jí)的振動(dòng)耐久試驗(yàn)。2.5.2 沖擊裝置能承受gb/t 7261-2000 中17.4.1.1 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為1 級(jí)的沖擊響應(yīng)試驗(yàn)；裝置能承受gb/t 7261-2000 中17.5.1 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為1 級(jí)的沖擊耐久試驗(yàn)。2.5.3 碰撞裝置能承受gb/t 7261-2000 中18.4 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為1級(jí)的沖擊碰撞試驗(yàn)。2.6 環(huán)境條件a) 環(huán)境溫度工作溫度： -10+55。貯存溫度：25+85。在極限值下不施加激勵(lì)量,裝置不出現(xiàn)不可逆的變化,溫度恢復(fù)后,裝置應(yīng)能正常工作。b) 相對(duì)濕度：最濕月的月平均最大相對(duì)濕度為9

10、0% 同時(shí)該月的月平均最低溫度為25，且表面無凝露，最高溫度為+40時(shí),平均最大相對(duì)濕度不超過50%。c) 大氣壓力：86kpa106kpa。3 裝置硬件3.1 機(jī)箱結(jié)構(gòu)裝置采用背插式機(jī)箱，前面板為整面板，包括漢化液晶顯示器、信號(hào)指示燈、操作鍵盤等。機(jī)箱采用背插式防塵抗振動(dòng)的設(shè)計(jì)以確保裝置安裝于條件惡劣的現(xiàn)場時(shí)仍具備高可靠性，結(jié)構(gòu)尺寸見第9章所示。3.2 交流插件交流插件包括電壓輸入和電流輸入兩個(gè)部分，包含三相電流（ia、ib、ic）以及零序電流（ 3i0）。 3.3 cpu 插件裝置cpu為高性能的fpga及arm芯片，它兼具高效率數(shù)字信號(hào)處理能力和mcu（微程序控制器）的實(shí)時(shí)控制能力，10

11、0mhz內(nèi)核頻率下可達(dá)100兆條指令/s（mips）的運(yùn)算速度，采用哈佛結(jié)構(gòu)，將程序空間和數(shù)據(jù)空間分開編址，支持并行處理。片內(nèi)集成了相當(dāng)容量豐富的i/o模塊，并具有多個(gè)帶輸入捕捉的定時(shí)器，中斷管理功能強(qiáng)大。32k x 8位串行eeprom。cpu 模件原理示意圖如圖1所示。圖1 保護(hù)cpu 模件原理示意圖cpu 插件采用了多層印制板及表面貼裝工藝，大大提高裝置的可靠性及抗電磁干擾能力。3.4 人機(jī)對(duì)話mmi 插件mmi模件主要用于裝置的人機(jī)交互，界面友善、清晰易懂。它擁有128x64寬溫,可選藍(lán)底液晶，可顯示4行8列漢字；有6個(gè)led顯示燈（運(yùn)行燈、異常燈、動(dòng)作燈、告警燈、合位,分、指示燈）；

12、有7個(gè)按鍵（上、下、左、右、確認(rèn)、取消、復(fù)歸）。 3.5 電源插件采用模塊化封裝電源，防塵防潮防氧化，交、直流兩用。外部輸入電壓經(jīng)抗干擾濾波回路后,利用逆變?cè)磔敵霰狙b置需要的三組直流電壓,即5v、24v和24v，三組電壓均不共地,且采用浮地方式,同外殼不相連。其中，+5v為裝置內(nèi)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作電源，24v為開關(guān)量輸入，24v用于驅(qū)動(dòng)繼電器。此外，還提供了10路空節(jié)點(diǎn)開關(guān)量輸入以及6路繼電器出口（包含分、合閘，信號(hào)輸出等）。3.6 裝置系統(tǒng)聯(lián)系圖圖2 裝置系統(tǒng)聯(lián)系圖4 保護(hù)功能及原理4.1過電流保護(hù)裝置對(duì)于線路設(shè)三段定時(shí)限相過流保護(hù)，三段均為三相式，每段過流保護(hù)均帶一個(gè)時(shí)限。三段共用公共的

13、低電壓閉鎖元件，且三段都可以獨(dú)立地用配置字選擇是否經(jīng)低電壓閉鎖。過流段保護(hù)動(dòng)作判據(jù)如下，過流段和過流段邏輯同過流段。式中，igl1：過流段保護(hù)動(dòng)作電流值（a）t：整定的過流段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s）4.2過負(fù)荷保護(hù)當(dāng)任一相電流大于定值，經(jīng)延時(shí)，裝置發(fā)告警信號(hào)。4.3零序過電流保護(hù)當(dāng)零序過流大于定值，經(jīng)延時(shí)，裝置跳閘或發(fā)告警信號(hào)。5事件記錄功能裝置具有事件記錄功能，包括裝置自檢信息、保護(hù)動(dòng)作信息、遙信變位信息以及各類操作記錄，各種事件記錄數(shù)據(jù)存放在非易失存儲(chǔ)器中，具有掉電保持功能。裝置可記錄保存最新的10次事件（覆蓋方式記錄），包含保護(hù)動(dòng)作類型及動(dòng)作時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒），以便于分析事故原因。

14、6 裝置參數(shù)及定值清單裝置參數(shù)參數(shù)描述字節(jié)數(shù)范圍步長乘數(shù)因子保護(hù)定值過電流保護(hù)-線路（本塊參數(shù)個(gè)數(shù)：8）0過流段保護(hù)投退2投入/退出-11過流段保護(hù)投退2投入/退出-12過流段保護(hù)投退2投入/退出-13過流段定值21.00-99.99a0.01a1004過流段時(shí)限20.20-9999s0.01s1005過流段定值21.00-99.99a0.01a1006過流段時(shí)限20.50-9999s0.01s1007過流段定值21.00-99.99a0.01a1008過流段時(shí)限20.50-9999s0.01s100接地保護(hù)（本塊參數(shù)個(gè)數(shù)： 3）0零序過流投退2跳閘/告警/退出-11零序過流定值21.0050

15、.000.01a1002零序過流時(shí)限2010-24000s0.01s100過負(fù)荷保護(hù)（本塊參數(shù)個(gè)數(shù)：2）0過負(fù)荷投退2跳閘/告警/退出-11過負(fù)荷定值21.00-99.99a0.01a1002過負(fù)荷定值20.50-9999s0.01s100ct互感器參數(shù)（本塊參數(shù)個(gè)數(shù)：2）0正序互感器2(1-2500)/511001零序互感器2(1-10)/111007 人機(jī)接口系統(tǒng)的使用方法7.1 面板為了便于使用，裝置配備了功能強(qiáng)大的、操作靈活的人機(jī)接口系統(tǒng)（mmi）。裝置的正面面板布置如圖5所示：圖5 面板布置圖7.2 鍵盤說明面板上有9個(gè)按鍵，分別是“”、“”、“ ”、“ ”、“確認(rèn)”、“取消”和“復(fù)

16、歸”。一般情況下，用“確認(rèn)”鍵來實(shí)現(xiàn)從某一級(jí)菜單進(jìn)入其下一級(jí)菜單或者用來做出肯定的選擇，而用“取消” 鍵來實(shí)現(xiàn)從某一級(jí)菜單返回其上一級(jí)菜單或者用來做出否定的選擇；用 “”和“”鍵來上下移動(dòng)箭頭光標(biāo)以選擇要進(jìn)入的子菜單或者移動(dòng)反顯光標(biāo)以選擇需要修改的數(shù)據(jù)；用“ ” 和“ ” 鍵來左右移動(dòng)反顯光標(biāo)以選擇需要修改的數(shù)據(jù)中的某一位； “復(fù)歸”鍵用來復(fù)歸面板上的“動(dòng)作”燈以及復(fù)歸信號(hào)繼電器。在主接線圖界面下，按下確認(rèn)鍵即進(jìn)入主菜單界面。系統(tǒng)具有自動(dòng)提示保存的功能。在“裝置設(shè)定”和“保護(hù)定值”菜單下，如果修改了某個(gè)參數(shù)或者定值，在按“取消”鍵返回上一級(jí)菜單時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)提示“保存后退出”、“不保存退出”兩

17、個(gè)選項(xiàng)。用 “”和“”鍵上下移動(dòng)選擇后按“確認(rèn)”鍵保存修改或放棄修改，按“取消”鍵返回剛才的頁面。系統(tǒng)具有信息提示的功能，在顯示菜單信息的時(shí)候，需要多屏顯示，在顯示過程中，如果液晶屏的右上角有x/y標(biāo)志，表明通過“”, “”鍵可以切換選項(xiàng)換頁顯示，當(dāng)x=1時(shí)，當(dāng)前頁為第一頁，當(dāng)x=y時(shí)，當(dāng)前頁為最后一頁。其他實(shí)時(shí)顯示頁面或裝置參數(shù)及保護(hù)定值頁面需要多屏顯示時(shí)，由于顯示區(qū)間限制右上角沒有x/y標(biāo)志，可通過“”, “”鍵循環(huán)瀏覽。為了防止誤操作，裝置中設(shè)置了一組4位數(shù)的用戶密碼。在提示輸入密碼時(shí)，必須輸入正確的密碼以取得操作權(quán)限。在輸入密碼過程中提示“密碼錯(cuò)誤”時(shí)，可以用“取消”鍵取消輸入密碼的操

18、作而返回進(jìn)入輸入密碼前的菜單。在提示“密碼錯(cuò)誤”時(shí)，按“確認(rèn)”鍵可以繼續(xù)輸入密碼，直到密碼正確，按“取消”鍵返回剛才的頁面。7.3 信號(hào)燈及液晶說明面板上設(shè)置了6個(gè)led指示燈，其定義如下：“運(yùn)行”燈為綠色，裝置正常運(yùn)行時(shí)以每秒鐘一次的速率閃爍；“異?！睙魹榧t色，當(dāng)裝置自檢發(fā)現(xiàn)異常時(shí)點(diǎn)亮；“跳閘”燈為紅色，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)點(diǎn)亮，直到按“復(fù)歸”鍵才熄滅；“告警”燈為紅色，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行異常，如過負(fù)荷等情況時(shí)點(diǎn)亮； “分位”燈為綠色，當(dāng)開關(guān)位置狀態(tài)為分位時(shí)點(diǎn)亮；“合位”燈為紅色，當(dāng)開關(guān)位置狀態(tài)為合位時(shí)點(diǎn)亮；裝置配備了中文顯示的大液晶。此液晶自帶背光，當(dāng)長時(shí)間無鍵盤操作時(shí)，背光自動(dòng)熄滅，液晶關(guān)閉。一

19、旦有鍵盤操作，背光自動(dòng)點(diǎn)亮。7.4 菜單結(jié)構(gòu)及功能簡介 裝置菜單采用如圖6所示的樹形目錄結(jié)構(gòu)。7.4.1 裝置設(shè)定本菜單的設(shè)置主要用來顯示和修改系統(tǒng)的一些參數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)：用來設(shè)置電力系統(tǒng)一次ta的參數(shù)，零序ta參數(shù)。出口設(shè)置：設(shè)置繼電器遙控分合閘時(shí)的脈沖寬度。最長10s，最小100ms。圖6 菜單樹形目錄結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)時(shí)間：用來顯示時(shí)間和就地修改時(shí)間。7.4.2 保護(hù)定值本菜單可以完成對(duì)功能配置中所有開放的保護(hù)定值的查看、修改等操作。7.4.3 運(yùn)行狀態(tài)保護(hù)值：本菜單可以實(shí)時(shí)地顯示裝置二次測量值和計(jì)算值。可以顯示電流（ia、ib、ic、）、零序電流（3i0）等。開關(guān)量：開關(guān)量用來實(shí)時(shí)地顯示裝置所有

20、開入的狀態(tài)。7.4.4 事件報(bào)告進(jìn)入相應(yīng)的報(bào)告界面，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入可分別查看保護(hù)報(bào)告、事件記錄和操作記錄。液晶屏的右上角有x/y標(biāo)志，當(dāng)x=1時(shí)，表明是最新一次的事件報(bào)告。按“”和“”鍵可以按事件順序查看，按“取消”鍵返回。跳閘事件：按時(shí)間順序記錄裝置的保護(hù)跳閘的絕對(duì)時(shí)標(biāo)和有效值。最多10條記錄，循環(huán)覆蓋。告警事件：按時(shí)間順序記錄裝置的告警報(bào)告的絕對(duì)時(shí)標(biāo)和有效值。最多10條記錄，循環(huán)覆蓋。自檢事件：按時(shí)間順序記錄裝置的自檢報(bào)告的絕對(duì)時(shí)標(biāo)和有效值。最多10條記錄，循環(huán)覆蓋。報(bào)告清空：清空所有報(bào)告。7.4.5 廠家調(diào)試精度調(diào)整：進(jìn)入自動(dòng)校準(zhǔn)頁面后，必須先加上精度較高的信號(hào)源，按“確認(rèn)”鍵輸入正確的密碼以后，裝置進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)系數(shù)。此功能主要用于廠內(nèi)調(diào)試，現(xiàn)場禁止使用。注意：裝置在廠內(nèi)生產(chǎn)調(diào)試時(shí)已校好系數(shù)，在現(xiàn)場請(qǐng)勿再校。出口傳動(dòng)：此菜單用來測試各個(gè)出口回路的完備性。用“”和“”鍵選擇出口回路，按“確認(rèn)”鍵在輸入了正確的密碼后，相應(yīng)的出口繼電器會(huì)短時(shí)動(dòng)作，然后自動(dòng)返回。注意：此試驗(yàn)可能會(huì)直接傳動(dòng)斷路器，請(qǐng)慎重操作。8 調(diào)試大綱8.1 調(diào)試注意事項(xiàng)a) 試驗(yàn)前請(qǐng)仔細(xì)閱讀本試驗(yàn)大綱及有關(guān)說明書。b) 盡量少拔插裝置模件，不觸摸模件電路及芯片，不帶電插拔模件。c) 使用的電烙鐵、示波器必須與屏柜可靠接地。d) 試驗(yàn)前應(yīng)檢查屏柜及裝置在運(yùn)