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產(chǎn)品展示

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HT8202M小電流接地選線裝置

發(fā)布日期: 2020-10-10

適用范圍及特性

1.1 適用范圍

HT8202M型小接地電流系統(tǒng)接地選線裝置,是我公司第2代改進(jìn)的新一代智能選線裝置。與第一代比較,主要是在電源穩(wěn)定性、兼容性、算法和原理上緊跟技術(shù)發(fā)展,進(jìn)行各技術(shù)更新,適用于66kV及以下電壓等級(jí)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)高電阻接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng),可用于發(fā)電廠、變電所及大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)作為線路和母線單相接地故障報(bào)警或用于線路接地保護(hù)跳閘。

1.2 主要特性

  • 先進(jìn)可靠的選線原理

– 采用參數(shù)識(shí)別原理進(jìn)行接地故障選線,不受故障時(shí)刻的影響;選線快速、準(zhǔn)確;

– 不受消弧線圈影響,自適應(yīng)于各種小接地電流系統(tǒng);

– 耐過渡電阻能力強(qiáng);

– 具有自舉性,不需要與其它線路群體比較 ;

– 適用于電纜線路、架空線路及電纜架空混合線路;

– 不需改變系統(tǒng)運(yùn)行方式,不需額外增加一次設(shè)備;

– 與同屬于暫態(tài)選線方法的其他方法相比,本方法不需要群比,不要求各通道的采樣同步性,且可解決故障發(fā)生在電壓過零點(diǎn)或經(jīng)高阻接地?zé)o高頻信號(hào)時(shí)其他方法失效的問題。

– 與常規(guī)暫態(tài)選線方法只使用某幾次特定頻率高頻信號(hào)相比,本原理使用信號(hào)頻帶范圍寬,信息豐富,自適應(yīng)于暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)過程,解決了在某些情況下,故障時(shí)無高頻信號(hào)或高頻信號(hào)微弱,常規(guī)暫態(tài)選線方法失效的問題。

  • 可通過軟件自動(dòng)調(diào)整CT、PT變比的不一致,糾正極性錯(cuò)誤;
  • 高性能硬件配置,強(qiáng)化了實(shí)時(shí)采樣計(jì)算功能

采用總線式硬件結(jié)構(gòu),便于擴(kuò)展維護(hù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性及實(shí)時(shí)性。裝置的高速、高精度采樣(采樣頻率10kps,16位AD)保證了故障信號(hào)的多樣性及準(zhǔn)確性,為可靠選出故障線路提供了基礎(chǔ)。

  • 軟件設(shè)計(jì)模塊化

軟件設(shè)計(jì)采用面向保護(hù)功能的實(shí)時(shí)多任務(wù)模塊化程序結(jié)構(gòu),使功能設(shè)計(jì)獨(dú)立,配置靈活,調(diào)試方便,而且便于升級(jí),有利于裝置整體性能提高。

  • 良好的電磁兼容性

裝置采用整體面板及后插拔式全封閉結(jié)構(gòu);所有對(duì)外接口均經(jīng)隔離(光電、互感器、接點(diǎn)等)處理;采用多種屏蔽、接地、濾波、表面貼裝技術(shù)等硬件工藝措施,在軟件設(shè)計(jì)上采用相應(yīng)的抗干擾方法,使裝置具有良好的抗干擾能力。

  • 實(shí)用的事件報(bào)文處理

可保存最新500次報(bào)告。

  • 完善的錄波功能

可保存100次故障錄波(每次8周波),錄波格式為COMTRADE 格式。

  • 友好的人機(jī)界面、漢字液晶顯示。
  • 強(qiáng)大的通訊功能

配置2路以太網(wǎng)、RS-485、RS-232等接口。網(wǎng)絡(luò)通信支持IEC103、IEC61850通訊規(guī)約。

技術(shù)參數(shù)

2.1 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)

2.1.1 機(jī)箱結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)4U高、19英寸寬后插拔機(jī)箱結(jié)構(gòu)尺寸:482mm(長)×177mm(高)×300mm(深)

安裝方式:嵌入式

2.1.2 環(huán)境參數(shù)

  • 極限工作溫度:-15℃~55℃
  • 儲(chǔ)存及運(yùn)輸溫度:-15℃~55℃
  • 空氣濕度:≤95%
  • 海拔高度:≤3000m
  • 使用場所不得有火災(zāi)、爆炸、腐蝕等危害及裝置安全的危險(xiǎn)和超出本說明書規(guī)定的振動(dòng)、沖擊和碰撞。

2.2 額定電氣參數(shù)

頻    率:50Hz

電    源:AC/DC 220V(110V),允許偏差:-20%,+15%,紋波系數(shù)≤5%

交流電壓:100/V(相電壓),100/3V(零序電壓)

交流電流:5A / 1A

2.3 過載能力

  • 電流回路:2倍額定電流,連續(xù)工作

  10倍額定電流,允許10s

              40倍額定電流,允許1s

  • 電壓回路:1.2倍額定電壓,連續(xù)工作

  1.8倍額定電壓,允許10s

2.4 功率消耗

  • 交流電流:<0.5VA/相(In=5A),<0.3VA/相(In=1A)
  • 交流電壓:<0.5VA/相
  • 直流電壓:正常時(shí):<15W

動(dòng)作時(shí):<20W

2.5 機(jī)械性能

  • 振動(dòng)響應(yīng)和耐久試驗(yàn):IEC60255-21-1(GB/T11287)標(biāo)準(zhǔn),I級(jí)
  • 沖擊耐久和碰撞試驗(yàn):IEC60255-21-2(GB/T14537)標(biāo)準(zhǔn),I級(jí)

2.6 電氣絕緣性能

  • 絕緣電阻測量

產(chǎn)品的各帶電的導(dǎo)電電路對(duì)地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,以及產(chǎn)品中電氣上無聯(lián)系的各帶電的導(dǎo)電電路之間,用開路電壓為500V的測試儀器測定其絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ。

  • 介質(zhì)強(qiáng)度

產(chǎn)品的各帶電的導(dǎo)電電路對(duì)地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,以及產(chǎn)品中電氣上無聯(lián)系的各帶電的導(dǎo)電電路之間,能承受2kV(額定絕緣電壓>63V)、500V(額定絕緣電壓≤63V)(有效值)、50Hz的交流試驗(yàn)電壓,歷時(shí)1min,無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。

  • 沖擊電壓

產(chǎn)品的各帶電的導(dǎo)電電路對(duì)地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,以及產(chǎn)品中電氣上無聯(lián)系的各帶電的導(dǎo)電電路之間,能承受沖擊電壓波形為標(biāo)準(zhǔn)雷電波,峰值為1kV(額定絕緣電壓≤63V)或5kV(額定絕緣電壓>63V)的試驗(yàn)電壓,無絕緣損壞。

2.7 電磁兼容性能

  • 振蕩波抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.13中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的1MHz脈沖群抗擾度試驗(yàn)。

  • 靜電放電抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.14中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)IV級(jí)的靜電放電抗擾度試驗(yàn)。

  • 射頻電磁場輻射抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.9中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)。

  • 電快速瞬變脈沖群抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.10中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為A級(jí)的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)。

  • 浪涌抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.18中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的浪涌抗擾度試驗(yàn)。

  • 射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.17中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)。

  • 工頻抗擾度

產(chǎn)品能承受GB/T14598.19中規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為A級(jí)的工頻抗擾度試驗(yàn)。

  • 電磁發(fā)射限值

產(chǎn)品符合GB/T 14598.16-2002中4.1規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射限值。

產(chǎn)品符合GB/T 14598.16-2002中4.2規(guī)定的輻射發(fā)射限值。

2.8 輸出接點(diǎn)容量

信號(hào)接點(diǎn)容量:             允許長期通過電流 5A

                               切斷電流 0.3A(DC220V,L/R <40ms) 

其它輔助繼電器接點(diǎn)容量:   允許長期通過電流 5A

                               切斷電流 0.2A(DC220V,L/R <40ms) 

跳閘出口接點(diǎn)容量:         允許長期通過電流 8A

                               切斷電流 0.3A(DC220V,L/R <40ms) ,不帶電流保持

2.9 通信接口

通信接口位于DSP插件,詳見裝置端子圖。

  • 以太網(wǎng)接口:2個(gè),支持IEC103、IEC61850通訊規(guī)約。
  • RS485串口:1個(gè),支持IEC103通訊規(guī)約。
  • 同步時(shí)鐘接口:1個(gè),用于接受同步時(shí)鐘信號(hào)(脈沖接口或IRIG-B)。

2.10 打印接口

裝置側(cè)的打印接口為DSP插件的串口232(506、507、508端子,詳見裝置端子圖),打印機(jī)側(cè)的接口為25針D型串口(3、2、7引腳)分別連接。

通過液晶菜單選擇需要打印的內(nèi)容,本裝置支持手動(dòng)打印定值、報(bào)告、波形信息。

2.11 故障記錄

  • 故障錄波:保護(hù)起動(dòng)記錄起動(dòng)前2個(gè)周波、起動(dòng)后6個(gè)周波的所有電流電壓波形。保護(hù)裝置可循環(huán)記錄100次波形數(shù)據(jù)。
  • 事件記錄:可循環(huán)記錄500次事件報(bào)告。 

 

工作原理

裝置正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行狀態(tài)檢測和啟動(dòng)元件判別;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)啟動(dòng)元件動(dòng)作,進(jìn)行故障計(jì)算處理,完成各種選線算法計(jì)算、跳閘邏輯判斷、事件報(bào)告、故障報(bào)告以及錄波等功能。

3.1 保護(hù)啟動(dòng)及運(yùn)行狀態(tài)檢測

3.1.1 啟動(dòng)元件

    裝置每段母線各自設(shè)有啟動(dòng)元件,當(dāng)零序電壓大于定值時(shí),保護(hù)啟動(dòng),并進(jìn)行故障處理。

3.1.2 異常狀態(tài)鑒別

  • 定值檢測

運(yùn)行期間,裝置定時(shí)對(duì)母線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測,當(dāng)各段母線定值設(shè)置出線數(shù)與實(shí)際出線數(shù)不相符時(shí),裝置告警,將對(duì)定值設(shè)置錯(cuò)誤的母線不進(jìn)行故障選線。

裝置定時(shí)對(duì)定值進(jìn)行CRC校驗(yàn),當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果不一致時(shí),裝置告警,閉鎖保護(hù),不再進(jìn)行選線處理,此時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行處理。

  • 硬件檢測

裝置正常運(yùn)行時(shí),對(duì)系統(tǒng)相關(guān)硬件進(jìn)行自檢(如:FLASH ROM、RAM、時(shí)鐘、模擬量采集回路等),當(dāng)系統(tǒng)硬件出錯(cuò)時(shí),裝置告警,閉鎖保護(hù),不再進(jìn)行選線處理,此時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行處理。

3.2 選線原理

本裝置采用基于參數(shù)識(shí)別原理的選線算法。

3.2.1 原理分析

參數(shù)識(shí)別就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已知的前提下,由系統(tǒng)的端口信息求取系統(tǒng)內(nèi)各元件參數(shù)的過程。對(duì)一個(gè)有N條出線的不接地系統(tǒng),當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí),其等效零序網(wǎng)絡(luò)如圖3-1所示。

 

圖3-1不接地系統(tǒng)單相接地故障零序等效網(wǎng)絡(luò)

圖3-1中,為故障點(diǎn)虛擬電源在零序網(wǎng)絡(luò)上的壓降;、、分別為線路i的零序電阻、零序電感和母線側(cè)及負(fù)荷側(cè)零序電容(如果是故障線路,這些量表示從故障點(diǎn)到母線的值);L為消弧線圈零序電感;開關(guān)K打開,系統(tǒng)不接地。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),流經(jīng)非故障線路的零序電流為其本身的對(duì)地電容電流,流經(jīng)故障線路的零序電流是線路背側(cè)系統(tǒng)其他元件的零序電流之和。

對(duì)圖3-1中任意一條健全線路,可以進(jìn)一步將其模型簡化,認(rèn)為健全線路其背側(cè)(母線上)有一等效零序電源,如圖3-2所示。

 

圖32  線路背側(cè)故障等效零序電路

通常,我們認(rèn)為負(fù)荷零序阻抗無窮大,可以忽略不計(jì)。實(shí)際配電網(wǎng)線路多呈“樹形”結(jié)構(gòu),帶很多分支。將線路等效成Π模型時(shí),這些分支線路以及負(fù)荷變壓器、負(fù)荷開關(guān)后線路等元件的分布電容,對(duì)線路負(fù)荷側(cè)的對(duì)地支路是有一定的影響的,不能忽略,我們把這些影響等效成一個(gè)量值未知的電容疊加到線路Π模型負(fù)荷側(cè)的對(duì)地電容上。線路Π模型母線側(cè)的對(duì)地電容取一個(gè)定值(典型值取為線路本身對(duì)地電容的一半),作為已知量。這樣,線路的Π模型兩側(cè)對(duì)地電容值就不再相等,且有分別表示線路Π模型母線側(cè)和負(fù)荷側(cè)的對(duì)地電容)成立。這種經(jīng)過改進(jìn)的模型更加接近實(shí)際系統(tǒng),更準(zhǔn)確。

根據(jù)線路零序電流電壓關(guān)系,對(duì)圖3-1中任意一條健全線路(以健全線路x為例),可以建立如下方程

    (3-1)

其中,分別為該線路的零序電阻、零序電感和母線側(cè)及負(fù)荷側(cè)零序電容;分別表示保護(hù)安裝處實(shí)時(shí)測得的母線零序電壓和流過線路的零序電流。

3.2.2 選線判據(jù)

根據(jù)模型參數(shù)識(shí)別法原理,不符合模型的線路為故障線,符合模型的線路為健全線,如果所有線路均選為健全線,則認(rèn)為是母線故障。

線路模型(3-1)式中,有三個(gè)線路參數(shù)。在不接地系統(tǒng)中,發(fā)生單相接地故障時(shí),零序電流通過對(duì)地電容構(gòu)成回路,線路對(duì)地電容在回路中的故障特征最為明顯和穩(wěn)定,線路電阻和電感影響較小。因此,選擇線路模型負(fù)荷側(cè)對(duì)地電容為選線的依據(jù),判據(jù)如下:

  • 若線路計(jì)算電容參數(shù)平均值為負(fù),則判本線為故障線路,其中是計(jì)算所得線路負(fù)荷側(cè)電容參數(shù)序列。

                               (3-2)

  • 當(dāng)所有線路判為健全線路時(shí),則判為母線故障。

3.2.3 邏輯框圖

圖33 選線邏輯框

 



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