智能保护装置技术说明书.doc

思创电气ST200-T智能保护装置技 术 说 明 书珠海思创电气有限公司ZHUHAI STRONG ELECTRIC CO.,LTD电话：0756-3815168传真：0756-3815159目 录1.装置概述21.1应用范围21.2功能特点22.技术性能指标32.1工作环境条件32.2电气技术参数33.结构与安装54.选型说明65.保护功能75.1两段定时限过流保护75.2过负荷保护75.3反时限过流保护75.4负序过流保护85.5过电压保护85.6低电压保护85.7零序定时限过流保护95.8零序反时限过流保护95.9 PT断线检测105.10开关输入量监测105.11掉电告警监测105.12事件记录106.参数设定说明126.1系统参数126.2定值参数127.人机界面使用说明167.1信号指示灯167.2小键盘167.3液晶模块显示17附图1、ST200-T/1装置端子排图21附图2、ST200-T/2装置端子排图22 1.装置概述1.1应用范围ST200-T系列装置是由专用微处理器构成的基于交流采样原理的智能保护装置，主要适用于保护10KV及以下电压等级变（配）电站中的各种一次设备，如发电机、变压器、进（馈）线、电动机、电容器、电抗器等。1.2功能特点本装置在软硬件及结构设计上采用了最新技术，保护功能完善，性能可靠，抗干扰能力强，结构小巧，非常适合直接安装于开关柜上。该装置主要具备以下一些特点： 主控芯片采用美国德州仪器公司(TEXAS INSTRUMENTS)的高性能工业级、高集成度、总线不出芯片的16位微处理器，工作温度范围宽，抗干扰性能好。 整机全部采用贴片工业级芯片，集成度高，工作稳定可靠。 采用全中文简体汉字液晶显示界面，多层菜单方式显示操作，显示信息丰富，薄膜小按键操作方便。显示屏幕采用2*9汉字高亮液晶模块，人机界面极为友好。 保护功能配置灵活齐全，各种保护功能均可以通过控制字自由投退 装置大容量的FLASH保证记录100次历史事件记录，记录内容详细，掉电不丢失数据。 装置结构简单小巧，安装方便灵活，适合在紧促环境下使用。 装置具备完善的动静态自检功能，在线监视装置各部分工作状况，当发现装置某部分工作不正常时自动告警，并闭锁相关保护，保证装置的工作可靠性。 装置可选配RS485总线通讯口，可根据用户要求提供各种标准通讯规约。2.技术性能指标2.1工作环境条件2.1.1环境温度：-20°C- 60°C2.1.2相对湿度：5% - 95%2.1.3大气压力：86 - 106KPA2.2电气技术参数2.2.1额定数据:交流电流：5A或1A交流电压：100V频率：50Hz电源：DC(或AC)220V(或110V)，允许偏差±20%2.2.2过载能力：交流电流回路长期运行-2In10s-10In1s-40In交流电压回路1.5Un连续工作2.2.3功率消耗：直流回路不大于5W交流回路不大于0.5VA2.2.4精确测量范围：电流0.1In - 20In电压5V- 200V2.2.5测量精度：电流<1%电压<1%2.2.6保护整定范围：电流0A - 20In级差 0.01A电压0V- 200V级差0.1V时间0s- 100s级差0.01s2.2.7保护动作时间：在1.5倍定值下所有保护固有动作时间不大于35ms2.2.8开入回路：DC(AC)220V，2mA（外部提供电源）或DC24V，1mA（装置内部提供电源）2.2.9开出接点：DC24V(线圈)；触点可连续通过DC220V，5A电流2.2.10绝缘电阻：装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MW。2.2.11介质强度：装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2kV，历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。2.2.12电磁兼容特性辐射电磁场干扰试验：符合国标GB/T14598.9的规定。快速瞬变干扰试验： 符合国标GB/T14598.10的规定。脉冲群干扰试验： 符合国标GB/T14598.13的规定。抗静电放电干扰试验：符合国标GB/T14598.14的规定。3.结构与安装装置采用铝合金金属嵌入式结构，在屏柜上采用螺杆推紧方式安装。装置内部采用整体式结构。当需要维修拆卸装置电路板时，从面板后部将固定螺钉拆掉，取下后机箱盖，装置整体电气部分即露出。机箱外形尺寸如图3.1，安装开孔尺寸如图3.2，安装示意图如图3.3。UNIT:mm140140图3.1 装置外形尺寸图95110112124图3.2安装开孔尺寸图 图3.3安装示意图4.选型说明ST200T产品系列标识产品系列代号公司代码x功能序列代码，可选1或2说明：1、 功能序列代码用于选择不同的保护配置方式。1对应装置交流输入量为Ia,Ib,Ic,I0，保护装置包含相应电流保护、零序过流保护等功能。2对应装置交流输入量为Uab,Ubc,Ia,Ic，保护装置包含相应电压保护、电流保护等功能。详细的保护配置请参见6.2节中定值参数说明。2、 装置电源类型可以选择交流110V或220V，或直流110V或220V。订货时应予注明，如无特别说明则一般提供直流220V电源类型。3、 保护CT额定电流，可以选择1A或5A。订货时应予注明，如无特别说明则提供5A类型。4、 装置可以选配RS485通讯口。如需通讯功能，订货时需特别说明，并提供所需要的通讯规约类型（一般提供ModBus_RTU协议）。5.保护功能不同功能序列代码的装置，保护功能配置不同，以下介绍包含了ST200-T装置具有的所用功能，具体的功能配置请参见6.2节中定值参数说明。5.1两段定时限过流保护1、2型装置均配备该保护功能。相间定时限过流保护分为两段，每段均可以通过软压板自由投退。当装置检测到相电流大于整定值时，延时跳闸。Ia>IdzIb>IdzIc>Idz1定时限投入&跳闸信号信息显示及远传跳闸出口延时5.2过负荷保护1、2型装置均配备该保护功能。装置采集相电流，与过负荷电流定值比较，当发现电流大于定值时，延时发出报警信号。Ia>IdzIb>IdzIc>Idz1过负荷投入&告警信号信息显示及远传延时5.3反时限过流保护1、2型装置均配备该保护功能。反时限过流的动作方程如下：（I/Ik）²-1dt式中：I为相电流Ik为反时限过流电流定值为反时限过流时限定值当故障电流恒定时，上述方程简化为：t>/(（I/Ik）²-1)A相反时限B相反时限C相反时限1反时限投入&跳闸信号信息显示及远传跳闸出口延时5.4负序过流保护针对于不对称故障，装置设置了负序过流保护，设一段时限。负序电流由装置软件计算得到。I2>Idz负序过流保护投入&延时跳闸信号信息显示及远传跳闸出口5.5过电压保护仅2型装置配备该保护功能。装置检测线电压值大于整定值时，经延时后跳闸。过压保护可通过软压板自由投退。Uab>UdzUbc>Udz1过电压投入&跳闸信号信息显示及远传跳闸出口延时5.6低电压保护仅2型装置配备该保护功能。装置判断线电压值均小于整定值时，经延时后跳闸。母线失压、线电压值均为0时，低压保护功能自动退出，PT断线信号闭锁低压保护。低压保护可通过软压板自由投退。Uab<UdzUbc<UdzPT断线信号&跳闸信号信息显示及远传跳闸出口延时低电压投入5.7零序定时限过流保护跳闸信号跳闸出口I0>Idz延时告警信号零序定时限过流投入&跳闸信号仅1型装置配备该保护功能。零序定时限过流保护采用专门的零序CT来获得零序电流，这样可以获得较高的灵敏度。保护出口可以由定值选择跳闸或只发告警信号。5.8零序反时限过流保护仅1型装置配备该保护功能。零序反时限过流的动作方程如下：（I0/Ik0）²-1dt式中：I0为系统零序电流Ik0为零序反时限过流电流定值为零序反时限过流时限定值跳闸信号跳闸出口零序反时限过流延时告警信号零序反时限过流投入&跳闸信号当系统零序电流恒定时，上述方程简化为：t>/(（I0/Ik0）²-1)。保护出口可以由定值选择跳闸或只发告警信号。5.9 PT断线检测仅2型装置配备该保护功能。装置接入电压为两相线电压Uab、Ubc。PT断线检测功能可由定值自由投退，动作逻辑由装置自动判别。判据如下：i.没有相间过流信号；ii.任一相电流大于0.2A；iii.任一线电压小于2V，或Uab、Ubc大小相位相同；两个条件均满足，则判为PT断线。监测到PT断线后，装置自动发出告警信号。PT断线投入5S告警信号信息显示及远传&PT断线判据动作5.10开关输入量监测装置共具有4路开关量输入回路。输入回路由外部提供电源，可以适应多种供电方式，包括DC220V、DC110V、AC220V、AC110V。装置已在硬件和软件上充分考虑了开关量采集的去抖动措施，没有特殊要求时装置可以分辨到10ms的脉冲宽度，分辨精度为1ms。每路开关量输入均可以由定值选择输入信号类型：告警信号，跳闸信号，状态信号。告警信号表示该路开入量动作时装置点亮告警信号灯，闭合告警信号继电器，这类信号如轻瓦斯等；跳闸信号表示该路开入量动作时装置点亮跳闸信号灯，闭合动作信号继电器，同时动作跳闸继电器，这类信号如重瓦斯等；状态信号表示该路开入量仅为一般的状态开入量，如断路器位置、地刀等信号，该类型开入量动作时装置不发信号，仅做事件记录。5.11掉电告警监测装置电源掉电，发告警信号。5.11事件记录装置可以记录共100条历史事件记录。记录包括过流保护动作、PT断线信号、开关量输入变位、设备故障等各种类型事件，每条记录包含了事件发生的时标（精确到毫秒）、事件发生时的各种交流输入量值、各路开关量输入状态等信息。由于事件信息记录于FLASH芯片中，装置掉电并不会丢失事件信息。事件记录按照发生时间的先后顺序存储，当事件超过100条时，装置自动依次用最新的记录覆盖最旧的记录。在装置的液晶屏幕上可以察看各条事件记录内容，也可以通过通讯总线上传记录。6.参数设定说明装置需要设定的参数有三种，一种是系统参数；一种是定值参数；再一种是通道参数。三种参数分别在“系统”、“定值”、“校准”三个菜单中设定。由于通道参数设定是对装置硬件交流通道的补偿，在装置出厂前就已设定完成，不需用户再作设定，因此此处不再介绍。以下分别介绍系统参数、定值参数的设定。6.1系统参数装置在正式投运前，应正确输入系统参数以保证装置正常运行。6.1.1设备密码设备密码是保护装置的操作授权，进入“系统”、“定值”、“校准”、“开出”菜单均需要输入正确的设备密码。保护装置出厂设置的默认密码是0000，设备密码的设置范围为00009999。修改设备密码后应牢记修改后的值，否则将无法进入上述菜单进行操作。6.1.2通讯地址当装置采用RS485总线通讯方式时，必须输入正确的通信地址。通讯地址是总线通讯的装置标识。为保证通讯正常，总线上连接的所有装置的通讯地址必须保证唯一，它的设定范围是00000254。6.1.3通讯波特率波特率是装置通讯速率参数，可以选择的通讯波特率有：600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps。同一总线上装置的通讯波特率设置必须保持一致。6.1.4设备时间、日期设定这里设定的是装置的系统时钟。显示方式为：年-月-日；时:分:秒。装置投运前，应正确输入该时钟。系统时钟设定后，一般不需要校准，装置失电时，由于有后备电池，系统时钟可以照常运走，重新上电后无需再校准。6.2定值参数定值参数包含了保护功能的所需控制参数，请参照第5节介绍正确整定。对于1型保护装置，定值清单如下表6.2.1；对于2型保护装置，定值清单如下表6.2.2。表6.2.1 ST200-T/1智能保护装置定值清单序号定值名称整定说明保护功能说明1保护类型类型选择定值，可以选择“两相”、“三相”保护类型选择2过流1段投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过流1段保护3过流1段电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A4过流1段时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s5过流2段投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过流2段保护6过流2段电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A7过流2段时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s8过负荷投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过负荷保护9过负荷电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A10过负荷时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s11反时限过流投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”反时限过流保护12反时限过流电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A13反时限过流时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s14负序过流投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”负序过流保护15负序过流电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A16负序过流时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s17零序定时限投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”零序定时限过流保护18零序定时限控制保护出口选择，可以选择“信号”、“跳闸”19零序定时限电流电流定值，整定范围：0.000A9.999A20零序定时限时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s21零序反时限投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”零序反时限过流保护22零序反时限控制保护出口选择，可以选择“信号”、“跳闸”23零序反时限电流电流定值，整定范围：0.000A9.999A24零序反时限时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s25开入量1控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”开关量输入监测26开入量2控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”27开入量3控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”28开入量4控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”表6.2.2 ST200-T/2智能保护装置定值清单序号定值名称整定说明保护功能说明1过流1段投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过流1段保护2过流1段电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A3过流1段时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s4过流2段投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过流2段保护5过流2段电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A6过流2段时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s7过负荷投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过负荷保护8过负荷电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A9过负荷时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s10反时限过流投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”反时限过流保护11反时限过流电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A12反时限过流时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s13负序过流投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”负序过流保护14负序过流电流电流定值，整定范围：00.00A99.99A15负序过流时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s16过电压投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”过电压保护17过电压电压电压定值，整定范围：000.0V199.9V18过电压时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s19低电压投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”低电压保护20低电压电压电压定值，整定范围：000.0V199.9V21低电压时限时限定值，整定范围：00.00s99.99s22PT断线投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”PT断线监测23开入量1控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”开关量输入监测24开入量2控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”25开入量3控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”26开入量4控制开入量类型选择，可以选择“告警信号”、“跳闸信号”、“状态信号”7.人机界面使用说明装置的人机界面分为三个部分，一为信号指示灯；二为轻触小键盘；三为液晶显示模块。三部分功能不同，互为补充。运行跳闸告警通讯Ia电流： 03.38AIb电流： 03.24A确认复归图7.1.1面板布置图7.1信号指示灯装置面板右上方具有四个指示灯，分别指示为“运行”、“动作”、“告警”、“通讯”。正常运行时，“运行”灯点亮为绿色，表示保护装置工作正常；当有保护动作时，“跳闸”灯点亮为红色；装置有告警信号时，“告警”灯点亮为红色；“动作”、“告警”灯具有自保持功能，一旦该灯点亮，除非按下“复归”键，否则该信号灯保持常亮；“通讯”灯指示装置通讯状况，当装置发送或接收数据时，该灯保持绿灯闪烁。7.2小键盘装置面板下方有“确认”、“上”、“下”、“左”、“右”、“复归”六个键。“复归”键用于复归保护动作、告警信号灯以及信号继电器。“确认”、“上”、“下”、“左”、“右”五个键与汉字液晶模块显示配合使用。“确认”键用于进入子菜单或退出当前菜单；“上”、“下”、“左”、“右”键用于移动光标，当光标处于待修改参数数位上时，“上”、“下”键功能转变为加一、减一。7.3液晶模块显示装置前面板靠左上位置装有一块2*9汉字液晶模块，可以显示图形、简体汉字、数值等信息。装置采用多级菜单显示操作方式，菜单目录结构如图7.3.1所示。初始画面运行系统定值校准开出事件主菜单输入口令输入口令输入口令输入口令设定系统参数整定定值参数设定通道参数传动出口信号继电器察看事件记录察看实时运行量图7.3.1菜单结构图7.3.1运行菜单装置刚上电时，首先显示LOGO，然后自动进入运行菜单。该菜单显示保护装置的实时监测交流量、开关量输入状态。Ia电流： 03.38AIb电流： 03.24A图7.3.2 运行菜单示意图7.3.2主菜单在运行菜单中，按下“确认”键即进入主菜单。主菜单共六项选择：运行，系统，定值，校准，开出，事件。通过“上”、“下”、“左”、“右”键选择要进入的菜单，按下“确认”键，即进入光标所在项子菜单。运行 系统 定值校准 开出 事件图7.3.3 主菜单示意图7.3.3系统菜单设备密码：1/5 0600进入系统菜单需要输入保护口令。通过“上”、“下”、“左”、“右”键，输入正确的口令，按下“确认”键即进入系统菜单。通过“上”、“下”键选择欲修改的参数，光标所在位置为反显色。选中后，按“左”或“右”键移动光标进入修改状态，通过“上”、“下”键可以进行修改数值。修改完该参数后，通过“左”或“右”键退出修改状态。修改完后，按“确认”键保存参数并退出该菜单，回到主菜单。图7.3.4 系统设定菜单示意图7.3.4定值菜单进入定值菜单需要输入保护口令。通过“上”、“下”、“左”、“右”键，输入正确的口令，按下“确认”键即进入定值设定菜单。通过“上”、“下”键选择欲修改的定值，光标所在位置为反显色。选中后，按“左”或“右”键移动光标进入修改状态，通过“上”、“下”键可以进行修改。修改完该定值后，通过“左”或“右”键退出修改状态。当所有修改操作完成后，按一次“确认”键，可以保存修改过的定值并退出修改定值项，回到主菜单。过流一段电流：03/28 12.50A图7.3.5 定值菜单示意图7.3.5校准菜单为了消除由于硬件不一致而引起的各交流输入通道的差别，特设校准菜单，通过软件来调整交流输入通道平衡。进入校准菜单需要输入保护口令。通过“上”、“下”、“左”、“右”键，输入正确的口令，按下“确认”键即进入通道校准菜单。 B相电流：2/4 1.453 05.01A屏幕中第二行的第一栏数字为该通道系数，第二栏数字为调整后该通道的显示值，通过修改通道系数，使得显示值与外加交流量基本一致。通过“上”、“下”、“左”、“右”键，可以完成通道系数的修改，修改完后，按“确认”键保存系数并退出该菜单，回到主菜单。进行校准操作时，相应交流量通道所加量尽量接近额定值。图7.3.6校准菜单示意图7.3.6开出菜单继电器1：继电器2：开出菜单用于对装置的继电器进行传动试验。由于是直接对开出继电器进行操作，因此操作前应充分考虑操作对一次设备可能造成的影响。进入开出菜单需要输入保护口令。通过“上”、“下”、“左”、“右”键，输入正确的口令，按下“确认”键即进入开出菜单。可以通过“上”、“下”键选择欲传动的继电器，按“左”、“右”可以传动所选择的继电器，按“复归”键复归已传动的所有继电器，按“确认”键返回主菜单。符号“”代表继电器未传动，符号“”代表继电器已传动。图7.3.7开出菜单示意图7.3.7事件菜单进入事件菜单，如图7.3.8所示。装置共可以记录100条事件，通过“上”、“下”键翻看各条记录。每条事件包含五屏信息，可以通过“左”、“右”键在这五屏中切换。第一屏显示事件类型及事件发生时的时标，第二、三、四、五屏显示事件发生时的交流输入量值、开关输入量状态、系统频率等。按“确认”键返回主菜单。屏幕左上角的“×××.×”，前面的三位数代表该条记录在所有记录中的顺序号，最后一位数代表该条记录当前显示的屏顺序号。液晶屏上一行的数据为动态滚动显示模式，每隔一秒该行文字由右向左自动滚动以显示完整信息。001.1 2005-06-25 过流一段动作001.2 Ia电流: 03Ib电流: 18.25A001.4 负序电流: 3系统频率: 50.00Hz001.3 Ic电流: 03零序电流: 0.035A001.5 装置温度: 29开入状态: - - - 图7.3.8 事件菜单示意图特别说明：保护装置正常运行时，液晶屏幕显示运行监视菜单，动态刷新各显示量。当有保护事件发生，屏幕自动切换到事件菜单，显示当前最新发生的一条事件。另外，当保护进入“系统”、“定值”、“校准”、“开出”菜单时，为了保证操作正常，保护功能将自动退出。退出上述菜单后，保护功能自动重新投入。附图1、ST200-T/1装置端子排图*1DIa*IaIb*IbIc*IcI0*I012345678交流输入4D通讯口12G3B4A2D继电器输出12345678跳闸合闸动作信号告警信号3D开关量输入电源12345678S1S2S3S4COM+-GND+KM-KM附图2、ST200-T/2装置端子排图UaUbUcUn*1DUaUbUcUnIa*IaIc*Ic12345678交流输入4D通讯口12G3B4A2D继电器输出12345678跳闸合闸动作信号告警信号3D开关量输入电源12345678S1S2S3S4COM+-GND+KM-KM注：每路开关量输入均可以由定值选择输入信号类型：告警信号，跳闸信号，状态信号。告警信号表示该路开入量动作时装置点亮告警信号灯，闭合告警信号继电器，这类信号如轻瓦斯等；跳闸信号表示该路开入量动作时装置点亮跳闸信号灯，闭合动作信号继电器，同时动作跳闸继电器，这类信号如重瓦斯等；状态信号表示该路开入量仅为一般的状态开入量，如断路器位置、地刀等信号，该类型开入量动作时装置不发信号，仅做事件记录。