南瑞PCS-987S异步自激振荡保护装置技术使用说明书_V1_00.pdf

pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 技术使用说明书技术使用说明书 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 i 前言前言 使用产品前，请仔细阅读本章节！ 本章叙述了使用产品前的安全预防建议。在安装和使用时，本章内容必须全部阅读且充 分理解。忽略说明书中相关警示说明， 因不当操作造成的任何损害，我公司不承担相应负责。 在对本装置做任何操作前，相关专业人员必须仔细阅读本说明书，熟悉操作相关内容。 l 操作指导及警告操作指导及警告 本手册中将会用到以下指示标记和标准定义： 危险危险! 意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡, 严重的人身伤害， 或严重的设备损坏。 警告警告! 意味着如果安全预防措施被忽视， 则可能导致人员死亡, 严重的人身伤害， 或严重的设备损坏。 警示警示! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身伤害或设备损 坏。本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。 警告！警告！ 为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本的使用手册和您手中 的产品兼容。 警告！警告！ 电气设备在运行时，这些装置的某些部件可能带有高压。不正确的操作可能导致严重的 人身伤害或设备损坏。 只有具备资质的合格专业工作人员才允许对装置或在装置临近工作。工作人员需熟知本 手册中所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。 特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致 严重的人身伤亡或设备损坏。 危险！危险！ 在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路 会产生极端危险的高压。 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 ii 警告！警告！ l 曝露端子曝露端子 在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。 l 残余电压残余电压 装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压，需在数秒钟后才会消失。 警示！警示！ l 接地接地 装置的接地端子必须可靠接地。 l 运行环境运行环境 只允许运行在技术参数所规定的大气环境中，而且运行环境不能存在不正常的震动。 l 额定值额定值 在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。 l 印刷电路板印刷电路板 装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，这样可能导致装置不正确动作。 l 外部回路外部回路 当把装置输出的接点连接到外部回路时，须仔细检查所用的外部电源电压，以防止所连 接的回路过热。 l 连接电缆连接电缆 仔细处理连接的电缆避免施加过大的外力。 版权声明版权声明 说明书版本 v1.00 p/n: cn_yjbh2015.0086.0001 copyright 2009 南京南瑞继保电气有限公司版权 所有 我们对本文档及其中的内容具有全部的知识产权。 除 非特别授权，禁止复制或向第三方分发。凡侵犯本公 司版权等知识产权的，本公司必依法追究其法律责 任。 我们定期仔细检查本文档中的内容， 在后续版本中会 有必要的修正。但不可避免会有一些错误之处，欢迎 提出改进的意见。 我们保留在不事先通知的情况下进行技术改进的权 利。 南京南瑞继保电气有限公司 中国南京江宁开发区苏源大道 69 号 电话：86- 25- 87178185，传真：86- 25- 87178208 网址: www.nari- 电子信箱: internationalnari- pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 iii 目录目录 前言前言.i 目录目录.iii 第第 1 章章 概述概述.1 1.1 应用应用1 1.2 功能功能2 1.3 特点特点2 1.4 订货选型订货选型 3 第第 2 章章 技术参数技术参数5 2.1 通用技术参数通用技术参数.5 2.1.1 电气参数电气参数 .5 2.1.2 机械特性机械特性 .6 2.1.3 环境条件参数环境条件参数6 2.1.4 通讯接口参数通讯接口参数6 2.1.5 型式试验参数型式试验参数7 2.2 保护功能参数保护功能参数.8 2.2.1 次同步电流定时限保护次同步电流定时限保护8 2.2.2 次同步电流反时限保护次同步电流反时限保护8 2.2.3 次同步电流模态发散保护次同步电流模态发散保护8 2.3 管理功能参数管理功能参数.9 2.3.1 时钟性能参数时钟性能参数9 2.3.2 故障录波功能故障录波功能9 2.3.3 遥信性能参数遥信性能参数9 2.4 认证认证9 第第 3 章章 保护原理保护原理11 3.1 次同步电流定时限保护功能次同步电流定时限保护功能.11 3.2 次同步电流反时限保护功能次同步电流反时限保护功能.11 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 iv 3.3 次同步电流发散保护功能次同步电流发散保护功能.13 3.4 ta 回路异常报警功能回路异常报警功能13 第第 4 章章 自检自检.15 4.1 概述概述15 4.2 装置自检装置自检 15 4.2.1 装置硬件监视装置硬件监视15 4.2.2 报警处理建议报警处理建议15 第第 5 章章 硬件描述硬件描述17 5.1 概述概述17 5.2 面板、背板布置图及端子图面板、背板布置图及端子图.17 5.3 电源插件（电源插件（nr1301a）.19 5.4 cpu 插件（插件（nr1101b/nr1102c）.19 5.5 dsp 插件（插件（nr1123d）20 5.6 交流输入变换插件（交流输入变换插件（nr1401）.20 5.7 开入插件（开入插件（nr1504d）.21 5.8 开出插件（开出插件（nr1521a）.22 5.9 信号输出插件（信号输出插件（nr1523a）22 5.10 显示面板（显示面板（nr1851）23 第第 6 章章 人机接口操作人机接口操作 25 6.1 人机接口人机接口 25 6.1.1 概述概述.25 6.1.2 键盘键盘.25 6.1.3 led 指示灯指示灯.26 6.1.4 通讯串口通讯串口 .26 6.2 菜单结构菜单结构 26 6.2.1 概述概述.26 6.2.2 装置状态装置状态 .28 6.2.3 显示报告显示报告 .28 6.2.4 打印报告打印报告 .28 6.2.5 本地命令本地命令 .28 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 v 6.2.6 整定定值整定定值 .29 6.2.7 修改时钟修改时钟 .29 6.2.8 程序版本程序版本 .29 6.2.9 调试菜单调试菜单 .29 6.2.10 环境设定环境设定 .29 6.3 理解液晶显示内容理解液晶显示内容30 6.3.1 正常运行显示正常运行显示30 6.3.2 动作报告显示动作报告显示30 6.3.3 自检报告显示自检报告显示31 6.3.4 变位报告显示变位报告显示32 6.3.5 运行报告显示运行报告显示32 6.4 查看装置状态查看装置状态.32 6.5 查看装置报文查看装置报文.33 6.6 打印装置报文打印装置报文.35 6.7 整定定值整定定值 36 6.8 修改装置时钟修改装置时钟.38 6.9 检查装置版本检查装置版本.38 6.10 后台通讯传动后台通讯传动.39 第第 7 章章 定值和参数定值和参数41 7.1 概述概述41 7.2 环境设置环境设置 41 7.3 通讯参数及整定说明通讯参数及整定说明41 7.4 系统定值及整定说明系统定值及整定说明42 7.5 功能软压板及整定说明功能软压板及整定说明 43 7.6 保护定值及整定说明保护定值及整定说明43 7.7 精度调整定值及整定说明精度调整定值及整定说明.44 第第 8 章章 通讯通讯.45 8.1 概述概述45 8.2 通讯接口通讯接口 45 8.2.1 rs- 485 接口接口.45 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 vi 8.2.2 以太网接口以太网接口46 8.3 串口串口 iec60870- 5- 103 规约规约.46 8.3.1 装置复位装置复位 .47 8.3.2 时间同步时间同步 .47 8.3.3 自发事件上送自发事件上送47 8.3.4 总查询总查询.48 8.3.5 通用分类服务通用分类服务48 8.3.6 扰动数据扰动数据 .49 8.4 以太网以太网 iec60870- 5- 103 规约规约50 第第 9 章章 安装安装.51 9.1 概述概述51 9.2 安全指南安全指南 51 9.3 收货检查收货检查 52 9.4 所需工具和材料所需工具和材料 .52 9.5 装置安装处要求装置安装处要求 .52 9.6 机械安装机械安装 52 9.7 电气安装和接线电气安装和接线 .53 9.7.1 接地说明接地说明 .53 9.7.2 屏柜接地屏柜接地 .54 9.7.3 装置接地端子装置接地端子54 9.7.4 装置电气接线装置电气接线55 第第 10 章章 调试调试.57 10.1 概述概述57 10.2 安全说明安全说明 57 10.3 调试工具调试工具 58 10.4 熟悉定值熟悉定值 58 10.5 装置检查装置检查 58 10.5.1 上电前检查上电前检查59 10.5.2 上电后检查上电后检查60 10.5.3 保护功能测试保护功能测试62 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置异步自激振荡保护装置 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 vii 10.5.4 打印故障报告打印故障报告63 10.5.5 带负载检查带负载检查63 10.5.6 最终检查最终检查 .63 第第 11 章章 维护维护.65 11.1 维护日程安排维护日程安排.65 11.2 常规测试常规测试 65 11.3 故障跟踪和修复故障跟踪和修复 .65 11.4 更换故障插件更换故障插件.65 11.5 替换纽扣电池替换纽扣电池.66 11.6 清洁清洁66 11.7 存储存储66 第第 12 章章 退役和处置退役和处置67 12.1 退役退役67 12.1.1 关闭电源关闭电源 .67 12.1.2 断开所有电缆断开所有电缆67 12.1.3 从屏柜拆除从屏柜拆除67 12.2 处置处置67 第第1章章 概述概述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 1 第第1章章 概述概述 1.1 应用应用 现代电力系统为提高输电的技术指标和经济指标，其容量、电压等级及输电距离不断提 高，因而输电线路的容性充电功率增大，此外，串补的使用、高压直流输电系统的应用，使 得发电厂发电机外接等效容性负载的可能性增加。同步发电机外接容性负载，当参数配合不 当时，可能产生发电机自激振荡现象，又称“自励磁”现象。 同步发电机自激时，电气参数共振引起自激电流，发电机和电力系统中工频电源产生的 工频电流不断增长(已不受励磁系统控制)，形成“同步自激” ；此外，即使发电机转子在同步 旋转，发电机定子也有可能出现不同于额定频率的自激电流，这就是“异步自激” 。 同步自激产生的过电流或过电压严重时将造成设备损坏，可通过过流继电器或过压继电 器进行保护。异步自激产生的次同步分量电流，数值可能较小，有一定的隐蔽性，但是其潜 在危害不可轻视，次同步电气振荡产生的次同步扭矩有可能引起发电机大轴扭振，甚至造成 大轴机械损伤。 pcs- 987s 异步自激保护装置专门针对异步自激的电气振荡现象进行监测和保护，典型 应用如图 1.1- 1 和图 1.1- 2 所示。 图 1.1- 1 典型应用示意图一 当发电机出现异步自激电气振荡时，pcs- 987s 保护装置动作出口，投入或切除主变高 压侧的阻塞滤波器(bf)，或者投入阻尼设备，或者切除输电线路上的电容设备；必要时，切 除发电机。 第第1章章 概述概述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 2 图 1.1- 2 典型应用示意图二 当串联电容补线路上出现异步自激电气振荡时，pcs- 987s 保护装置动作出口，动作信 号送给串补保护控制器，由串补保护控制器发出命令暂停串补的可控补偿部分，保留串补的 固定补偿部分。或者由串补保护控制器发出合闸命令，投入串补系统的旁路开关，暂时全停 串补系统。 pcs- 987s 保护装置的应用不限于上述两种情况。 1.2 功能功能 序号序号 保护功能保护功能 1 次同步电流定时限保护两段 2 次同步电流反时限保护(三种反时限可选) 3 次同步电流模态发散保护 4 电流回路异常监视 5 自检功能 备注 支持多达 4 组的次同步模态分量的监测与保护 序号序号 通讯通讯和和辅助辅助功能功能 1 2 个以太网网口/2 个 rs- 485 通讯口 2 1 个调试串口 3 通讯协议支持：iec870- 5- 103, modbus, iec61850 4 大容量录波(64 组动作报告及数据，1024 组自检/变位/ 运行报告) 5 传动试验 1.3 特点特点 l 支持多达 4 组的次同步电流的监测与保护。 第第1章章 概述概述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 3 l 保护判据丰富，包括定时限保护(2 段)、反时限保护(3 种反时限可选)和模态发散保 护，模态发散保护具有加速动作功能。 l 装置采用南瑞继保新一代的 uapc 平台，支持电子式互感器和常规互感器。 l 装置采用 32 位高性能“cpu+双 dsp”的硬件结构，多处理器并行工作。cpu 负 责人机接口、后台通信、打印等功能；两个 dsp 负责保护的运算和出口逻辑。高 性能的硬件保证了装置在每一个采样间隔内对所有继电器进行实时计算。内部高速 总线、智能 i/o，硬件和软件均采用模块化设计，灵活可配置，具有通用、易于扩 展、易于维护。 l 16 位 ad 高速采样并行实时计算。使用双重化采样功能，可靠性高；使用并行 ad， 采样率 1200hz。 l 具有完善的事件报文处理，可保存最新 64 次动作报告及录波数据，1024 次变位报 告，1024 次自检报告；录波格式与 comtrade 兼容，录波时间可达 1min。装置 还设置了手动启动录波功能。 l 具有灵活的通讯方式， 配有 2 个独立的以太网接口或 2 个独立的 rs- 485 通信接口。 支持电力行业通讯标准 dl/t667- 1999（iec60870- 5- 103） ，支持 modbus 规约； l 装置具有友好的人机界面，液晶为 320240 点阵，中、英文双语显示。 l 开关量采用 220v 或 110v 电压输入，提高抗干扰能力。特有的智能开入开出设计 方式，i/o 扩展十分方便。信号及出口可输出多付接点，现场应用更加灵活。 l 重要插件具有自检功能，故障时可靠闭锁并报警。 l 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，装置 的抗干扰能力大大提高，达到了电磁兼容各项标准的最高等级。 1.4 订货选型订货选型 l 电流互感器额定值 1a 或 5a 可选。 l 装置电源 110v 、125v、220v 或 250v 可选。 l 通讯方式双串口或双网口可选。 第第1章章 概述概述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 4 第第2章章 技术参数技术参数 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 5 第第2章章 技术参数技术参数 2.1 通用技术参数通用技术参数 2.1.1 电气参数电气参数 直流电源输入直流电源输入 额定电压 110v、125v、220v、250v 输入范围 80% 120% 额定电压 纹波 按照 iec 60255- 11:1979，最大为直流值的 15% 电压跌落及直流中断 按照 iec 60255- 11:1979，直流中断 20ms，不会导致装置重启； 跌落 60%可保证 100ms 装置不会重启； 静态功耗 1000vac rms 接通电流 8a 5a 过载能力（200ms） 50a 第第2章章 技术参数技术参数 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 6 动作时间（典型/最大） 5ms/10ms 10ms/15ms 返回时间（典型/最大） 8ms/10ms 8ms/10ms 接点抖动时间 100m 耐压水平 iec 60255- 5:200：测试电压 2kv，50hz 持续 1 分钟无击穿 和闪络 冲击电压 iec 60255- 5:2000： 短时单极冲击电压 5kv， 前沿时间:1.2s， 半峰时间:50s，无击穿和闪络 电磁兼容试验电磁兼容试验 1mhz 脉冲群干扰试验 按 iec 60255- 22- 1 （idt iec61000- 4- 12） 共模：3 级 2.5kv；差模：3 级 1.0kv 静电放电试验 按 iec60255- 22- 2 4 级 接触放电：8kv；空气放电：15kv 按 iec 60255- 22- 3 3 级 辐射电磁场干扰试验 扫频 第第2章章 技术参数技术参数 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 8 发射幅值 10v/m (rms), f=801000mhz 点频 发射幅值 10v/m (rms), f=80mhz/160mhz/450mhz/900mhz 发射脉宽 10v/m (rms), f=900mhz 快速瞬变干扰试验 按 iec 60255- 22- 4 电源、开入/开出和交流输入 4 级： 4kv，2.5khz，5/50ns 通讯端子 4 级：2kv，5.0 khz，5/50ns 浪涌试验 按 iec 60255- 22- 5，1.2/50us 3 级 电源、交流输入和开入/开出端子：共模 2kv，差模 1kv 射频传导干扰试验 按 iec 60255- 22- 6，3 级 电 源 、 交 流 输 入 、 开 入 开 出 和 通 信 端 口 ， 10vrms ， 150khz80mhz 工频磁场抗扰度试验 按 iec 61000- 4- 8:1993，5 级 100a/m 持续 1min、1000a/m 持续 3s 脉冲磁场试验 按 iec 61000- 4- 9:1993，5 级 6.4/16s，1000a/m 持续 3s 阻尼振荡磁场试验 按 iec 61000- 4- 10：1993，5 级 100khz & 1mhz100a/m 2.2 保护功能参数保护功能参数 2.2.1 次同步电流定时限保护次同步电流定时限保护 定时限电流定值 0.0in (in 是 ta 二次额定电流) 定时限延时定值 0.0160s 定时限定值误差 2.5%或0.01in 定时限延时误差 1%定值或40ms 2.2.2 次同步电流反时限保护次同步电流反时限保护 反时限电流基准定值 0.0in (in 是 ta 二次额定电流) 反时限时间常数定值 0.0160s 反时限定值误差 2.5%或0.01in 2.2.3 次同步电流模态发散保护次同步电流模态发散保护 由保护装置内部程序确定，无需用户整定定值。 第第2章章 技术参数技术参数 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 9 2.3 管理功能参数管理功能参数 2.3.1 时钟性能参数时钟性能参数 实时时钟误差 tripmcmbmam iiiimed , 1 , 1 , 1 , 1 图 3.1 次同步电流定时限报警与跳闸保护逻辑图 其中，报警是“三相取一相”的逻辑，即三相电流当中有一相满足条件就报警；跳闸是 “三相取两相”的逻辑，即三相电流当中至少有两相满足条件才跳闸。 3.2 次同次同步电步电流反时流反时限保护功能限保护功能 该保护检测 ta 二次电流，经过数字带通滤波器，提取与模态频率相对应的次同步电流 分量，以反时限方式进行保护。反时限特性沿用国际电工委员会 iec255- 4 和英国标准 bs142.1996 中规定的三种特性，分别是： 一般反时限： 1)/( 14 . 0 02. 0 = p p ii t t，非常反时限： 1)/( 5 .13 = p p ii t t，极端反时限： 1)/( 80 2 = p p ii t t。写成通用格式为： 1)/( = p p ii t t，特性曲线如图 3.2- 1 所示。 第第3章章 保护原理保护原理 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 12 02468101214161820 10 - 1 10 0 10 1 10 2 10 3 反时限归一化曲线 t / tp = / ( i / ip ) - 1 i / ip t / tp 一般 = 0.14, = 0.02 非常 = 13.5, = 1.00 极端 = 80.0, = 2.00 图 3.2- 1 反时限特性曲线图 保护分两段，一段报警，一段跳闸。以模态 1 为例，保护逻辑如图 3.2- 2 所示，模态 2 模态 4 的保护逻辑与此相同。 图 3.2- 2 次同步电流反时限报警与跳闸保护逻辑图 保护由两部分组成：(1) 反时限积累、(2) 最小动作时间限制。当模态电流超过基准电流 ip 时，反时限开始积累，且积累时间不小于最小动作时间限值 tmin，积累到报警定值或跳闸 定值后，发出报警或跳闸。 定时限保护与反时限保护相互组合，组合后的动作特性曲线如图 3.2- 3 所示。其中，iset 与 tset是定时限保护定值。 第第3章章 保护原理保护原理 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 13 图 3.2- 3 定时限保护与反时限保护组合后的特性曲线 3.3 次同次同步电步电流发散流发散保护功能保护功能 该保护检测 ta 二次电流，经过数字带通滤波器，提取与模态频率相对应的次同步电流 分量，在一个数据窗内，次同步电流幅值构成一组序列，观测这组幅值序列的变化特征，经 过一段时间的累计，判断次同步电流是否发散。判断发散的前提是次同步电流要大于反时限 保护的电流基准定值。 本保护具有加速动作功能，当判断出模态发散，且次同步电流较大时，模态发散的累计 速度将加快，使动作出口加快。次同步电流发散保护的定值全部为内部固定参数，无需用户 整定。 3.4 ta 回路异回路异常报常报警功能警功能 保护装置默认情况下接两组 ta，也可以只接一组 ta。保护装置 ta 回路报警的动作判 据为：3i0 0.04in + 0.25imax。其中，in为 ta 二次额定电流，3i0为零序电流，imax为最大相 电流，均为工频量。条件满足后，延时 10s 报 ta 异常。异常消失后，延时 10s 返回。 第第3章章 保护原理保护原理 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 14 第第4章章 自检自检 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 15 第第4章章 自检自检 4.1 概述概述 虽然保护装置在正常运行时处于非动作状态，但也必须保持完好无损坏，以便系统故障 时能及时反应。装置上电但是“运行运行”灯没亮起来时，装置处于自检状态以保证硬件没有损 坏。自检功能，无论是上电自检还是运行过程中的持续自检，都对保护装置的正常运行起到 非常重要的作用。 微机保护的一个优势就是利用自检功能来保证保护系统的完好性。 如果保护装置上电过程中但自检尚未完成的时间内系统发生故障，此时保护装置不会反 应，也就是说，在这段时间内，所有的保护功能是退出运行的。运行人员必须对保护装置重 新上电，以使其恢复到正常运行状态。 如果自检程序发现了装置存在严重损坏，则会通过液晶显示，信号灯或者输出报警接点 以提醒运行人员处理。同时程序也会记录下这些异常，以供运行人员以后查询或打印出来。 4.2 装置自检装置自检 4.2.1 装置硬件监视装置硬件监视 装置自动对 cpu 插件中 dsp、 ram、 rom 等芯片进行检测以确定其是否损伤或异常。 如果其中任何一个部件被检出有故障或异常，装置会自动闭锁并发出告警，同时装置闭锁， “运行运行”指示灯熄灭。 4.2.2 报警处理建议报警处理建议 保护装置的硬件回路和软件工作条件始终在自检功能的监视下，一旦有任何异常情况发 生，相应的报警信息将被显示。 某些异常报警可能会闭锁一些保护功能，一些严重的硬件故障和异常报警可能会闭锁保 护装置。此时运行灯将会熄灭。同时开出信号的装置闭锁接点将会闭合，保护装置必须退出 运行，检修以排除故障。 注意注意! 如果保护装置在运行期间被闭锁同时发出告警信息， 应当通过查阅自检报告找出故障 原因。不能通过简单按复归按钮或重启装置。如果现场不能发现故障原因，请立即通 知厂家。 表 4.2- 1 装置闭锁信息含义及其处理意见 序 号 自检出错信息 含 义 处 理 建 议 第第4章章 自检自检 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 16 1 保护 dsp 定值出错 定值区内容被破坏 通知厂家处理 2 启动 dsp 定值出错 定值区内容被破坏 通知厂家处理 3 b11 跳闸出口报警 出口三极管或 dsp 板损坏 通知厂家处理 4 b12 跳闸出口报警 出口三极管或 dsp 板损坏 通知厂家处理 5 dsp 采样数据异常 保护或启动 dsp 板上的 fpga 损坏 通知厂家处理 6 保护 dsp 出错 保护 dsp 异常 通知厂家处理 7 保护 dsp 出错 保护 dsp 异常 通知厂家处理 8 内部通讯出错 保护 dsp 与启动 dsp 之间通讯异常 通知厂家处理 表 4.2- 2 一般报警信息含义及其处理意见 序 号 报警信息 含 义 处 理 建 议 1 开入异常 保护 dsp 与启动 dsp 开入量不对应 检查保护 dsp 与启动 dsp 的开 入是否一致 2 不对应启动 保护 dsp 与启动 dsp 的启动元件不 对应 检查保护 dsp 与启动 dsp 的采 样是否一致 3 光耦电源失电 光耦正电源失去 检查开入板隔离电源是否接好 4 ta1 回路异常 此 ta 回路异常或采样回路异常 检查此ta采样值、 二次回路接线， 确定是二次回路问题还是硬件故 障。 5 ta2 回路异常 同上 同上 表 4.2- 3 保护报警信息含义及其处理意见 (放到第 6 章！ ！ ！) 序 号 报警信息 含 义 处 理 建 议 1 启动 保护装置启动，只发报文，不发报警 无需处理 2 模态 1 定时限报警 此模态频率的次同步电流满足定时限 报警条件 按运行要求处理 3 模态 2 定时限报警 同上 同上 4 模态 3 定时限报警 同上 同上 5 模态 4 定时限报警 同上 同上 6 模态 1 反时限报警 此模态频率的次同步电流满足反时限 报警条件 同上 7 模态 2 反时限报警 同上 同上 8 模态 3 反时限报警 同上 同上 9 模态 4 反时限报警 同上 同上 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 17 第第5章章 硬件描述硬件描述 5.1 概述概述 本装置采用本公司最新的 uapc 平台，整体面板，全封闭机箱，抗干扰能力强。装置内 部有两个独立的 dsp 板，分别为保护 dsp 板和启动 dsp 板，采用“与门”出口方式，两块 dsp 板具有独立的采样和出口电路，相互之间进行实时数据交互，实现严格的互检和自检， 任一块 dsp 板故障，保护装置立刻闭锁并报警，以防硬件故障引起的保护误动。另配置一块 管理 cpu 板，完成事件记录、打印、录波、后台通讯、对时、人机接口等功能。 硬件模块结构如图 5.1- 1 所示。 图 5.1- 1 硬件模块图 5.2 面面板板、背、背板板布布置置图图及端子及端子图图 图 5.2- 1 是装置正面面板布置图。 ta 异常 报 警 跳 闸 运 行 pcs- 987s 异步自激振荡保护装置 图 5.2- 1 装置正面面板布置图 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 18 图 5.2- 2 是装置背面面板布置图。 图 5.2- 2 装置背面面板布置图 图 5.2- 3 是装置端子定义图。 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 19 图 5.2- 3 装置端子定义图 5.3 电电源插源插件件（nr1301a） 端子定义如下表： 端子端子号号 符符号号 定定义义描描述述 1 bo_com1 2 bo_fail 3 bo_alm 1#端子为第一组闭锁和报警接点的公共端； 2#端子为闭锁接点，为常闭接点； 3#端子为报警接点，为常开接点； 4 bo_com2 5 bo_fail 6 bo_alm 4#端子为第二组闭锁和报警接点的公共端； 5#端子为闭锁接点，为常闭接点； 6#端子为报警接点，为常开接点； 7 opto 8 opto 7#端子为 24v 8#端子为 24v，输出的额定电流为 200ma。 9 10 pwr+ 11 pwr- 电源输入端子 dc+和 dc- ，220v 和 110v 自适应，其 它电压等级需要特别订货， 投运时请检查所提供电源插 件的额定输入电压是否与控制电源电压相同。 12 gnd 12#端子接至接地柱，然后通过专用接地线接至屏柜的 接地铜排。 良好良好接地接地是是装置装置抗抗电电磁干扰最重要的措施，因此磁干扰最重要的措施，因此装置装置 投投入入使用前使用前一一定定要确要确保装置保装置良好良好接地接地。 5.4 cpu 插插件件（nr1101b/nr1102c） cpu 插件由高性能的嵌入式处理器、flash、sram、sdram、以太网控制器及其他 外设组成。实现对整个装置的管理、人机界面、通讯和录波等功能。cpu 插件使用内部总线 接收装置内其他插件的数据，通过 rs- 485 总线与 lcd 板通讯。根据现场通讯方式的不同， 选用不同的插件，提供不同的接口。 nr1101b插件具有1路100baset以太网接口、 2路rs- 485外部通信接口、 pps/irig- b 差分对时接口和 rs- 232 打印机接口。其端子定义如下： 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 20 端子号端子号 符号符号 定义描述定义描述 以太网口 1 以太网口 1 485- 1a 2 485- 1b 3 485- 1 地 4 大地 rs485 串行通讯口 a 5 485- 2a 6 485- 2b 7 485- 2 地 8 大地 rs485 串行通讯口 b 9 485- 2a 10 485- 2b 11 485- 2 地 12 大地 用于连接差分同步总线，支持 pps 和 irig- b 两种对 时方式。 13 打印 rx 14 打印 tx 15 打印地 16 大地 用于连接打印机， 其中的收和发的方向均是相对于本装 置而言。 一般应选用内有两对双绞线的屏蔽电缆。其中一对双绞线分别连接差分信号的+、端； 另一对双绞线绞结连该口的信号地，即应将该总线上所连接的所有装置的信号地双绞线连接 在一起。本插件为每一个通讯口留有一个空端子，该空端子不与本装置任何信号有连接，用 于多台装置串接时将两段电缆的外屏蔽连接在一起。电缆的外屏蔽应在某一端一点接地。 nr1102c 插件具有 2 路 100baset 以太网接口、 2 路 rs- 485 外部通信接口。 其端子定 义如下： 端子号端子号 符号符号 定义描述定义描述 以太网口 1 以太网口 2 以太网口 1 485- 1a 2 485- 1b 3 485- 1 地 rs485 串行通讯口 a 4 大地 5 485- 2a 6 485- 2b 7 485- 2 地 rs485 串行通讯口 b 5.5 dsp 插件（插件（nr1123d） dsp 插件由高性能的数字信号处理器、光纤接口、同步采样的 16 位高精度 adc 以及 其他外设组成。插件完成模拟量数据采集功能、逻辑计算和跳闸出口等功能。 5.6 交流输入变换插件（交流输入变换插件（nr1401） 本插件提供 6 路电流输入，分别对应于 ta1 与 ta2。其端子定义如下表： 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 21 02 04 08 10 12 14 16 18 20 22 24 06 01 03 07 09 11 13 15 17 19 21 23 05 nr1401 三相电流 通道ta2 三相电流 通道ta1 a b a b c c a b a b c c ac插件 默认情况下， 接两组 ta。 如果现场只有一组 ta， 接至端子 1116 的 ta1 三相电流通道。 注意：注意：交流插件中电流输入，按额定电流可分为 1a、5a 两种，订货 订货时时请注请注明明，投，投 运前运前注意注意检查检查。 危险危险：当线路正在运行时，绝不允许电流互感器（ct）的二次回路开路，因为此时 电流互感器（ct）回路开路产生高压。如果忽视了该安全预防措施，人身伤亡和设 备损坏事件可能会发生。 5.7 开入插开入插件件（nr1504d） 本插件提供多个开入。端子定义如下： 端子端子号号 定定义义描描述述 1 电源正端 2 打印 3 对时 4 复归 5 投检修态 6 投模态 1 保护 7 投模态 2 保护 8 备用 9 投模态 3 保护 10 投模态 4 保护 1112 备用 13 光耦电源监视 1421 备用 22 公共负端 电源正端接外部无源开入接点的一端，同时直接接入端子 13(光耦电源监视)，以便监视 光耦开入电源是否正常，电源负与端子 22 直接相连。 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 22 5.8 开出插件（开出插件（nr1521a） 配置两块 nr1521a 插件，输出均为无源的空接点，用于保护装置跳闸出口。端子定义 如下： 保护动作出口的名称可以通过保护装置的配置文件定义。 5.9 信号输出插信号输出插件件（nr1523a） 信号输出插件的输出均为无源的空接点，用于给保护装置和控制室提供各种输出信号。 其端子定义如下： 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 23 信号输出的名称可以通过保护装置的配置文件定义。 5.10 显显示示面面板板（nr1851） 显示面板由液晶显示模块、键盘、指示灯以及 arm 处理器组成，arm 处理器完成液晶 显示模块的显示控制，键盘的处理以及通过串口与 cpu 交换数据信息等。其液晶显示模块 为高性能超大液晶面板，背光柔和，装置显示内容丰富，界面友好。 第第5章章 硬件描述硬件描述 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 24 第第6章章 人机接口操作人机接口操作 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 25 第第6章章 人机接口操作人机接口操作 本装置的人机接口（hmi）为用户就地查看装置相关信息、修改装置相关参数提供了方 便用户可以通过装置的键盘操作进入装置相关菜单来获取相应的信息或修改相关的参数，同 时也可以通过装置的通讯接口和监控系统联接来查阅或修改装置的相关参数。 本章将介绍人机接口相关的菜单树结构，液晶显示相关功能，以及如何通过键盘输入定 值等人机接口操作相关内容。 6.1 人机接口人机接口 6.1.1 概述概述 人机接口功能由一块专门的人机接口模块承担。人机接口模块可以将用户需要重点关注 的一些信息提取出来，或者去点亮一些指示灯，或者把信息在液晶上显示出来。用户可以通 过键盘导航去定位一些感兴趣的信息。人机接口模块包括以下几个部分： 编号编号 对应部分对应部分 1 一个 320240 点阵背光液晶屏：用于观察，监视，故障分析和下载定值。当有动作 和报警信息时，相应的报告就会在液晶上显示出来。 2 4 个 led 指示灯：用来显示装置的运行状态。 3 1 个 9 键键盘：用于对装置进行操作。 4 9 芯串口：用于和 pc 机通讯。 5 保护装置型号，名称和制造厂商 图 6.1- 1 面板布置图 6.1.2 键盘键盘 人机接口（hmi）模块的键盘如下图所示。 确认 区 号 取 消 图 6.1- 2 保护装置键盘 第第6章章 人机接口操作人机接口操作 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 26 编号编号 键键 功能功能 1 “”, “” 1）在垂直方向移动光标； 2）在同一级菜单内选择命令菜单 2 “”, “” 1）在水平方向移动光标 2）进入下一级菜单或返回上一级菜单 3 “”, “” 1）修改数值 2）修改显示报文编号 3）翻页 4 确定确定 1）执行操作 2）确认画面 5 取消取消 1）取消操作 2）退出当前菜单 6 区号区号 无多区定值，该键无效 6.1.3 led 指示灯指示灯 指示灯指示灯 说明说明 运行 绿色，装置正常运行时点亮； 报警 黄色，报警情况发生时点亮，情况消失后自动熄灭； 跳闸 红色，保护装置跳闸动作时点亮，复归后熄灭； ta 异常 黄色，ta 回路异常时点亮，情况消失后自动熄灭。 6.1.4 通讯串口通讯串口 图 6.1- 4 前面板通讯口 通过超级终端访问保护装置硬盘。此端口仅用于工程调试人员监视通讯状态和开发人员 调试程序。 6.2 菜单结构菜单结构 6.2.1 概述概述 在任一运行画面下按 “” 进入主菜单，通过 “” 和 “” 可以选择不同的子菜单，按 “确定”或 “” 进入所选子菜单，按 “” 返回上一级菜单，按 “取消” 直接退出主菜单。执 行过某一命令菜单后，该命令菜单会被记录在快捷菜单中，以便于再次执行该命令菜单，快 捷菜单总共可以记录 5 条最新的菜单命令，当 5 条菜单命令已被记满，最新的菜单命令将覆 盖掉最早的菜单命令，采用先入先出原则。根据命令菜单的执行先后顺序，自下而上排列。 按 “” 进入主菜单时，如下图所示： 第第6章章 人机接口操作人机接口操作 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 27 图 6.2- 1 主菜单界面 菜单树结构如下： 图 6.2- 2 装置菜单树结构 在主画面状态下，按 “” 可进入主菜单，通过 “”，“” 和 “确认” 选择子菜单。命 令菜单采用树形目录结构，上图给出了保护装置菜单树的整体结构和全部子菜单。 第第6章章 人机接口操作人机接口操作 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 28 6.2.2 装置状态装置状态 本菜单的设置主要用来显示装置电流电压实时采样值、开入量状态和通讯状态，它全面 地反映了装置运行环境。本菜单的设置为现场人员的调试与维护提供了极大的方便。 6.2.3 显示报告显示报告 本菜单显示动作报告，自检报告，开入变位报告及运行报告。由于装置本身自带掉电保 持， 不管断电与否， 它能记忆动作报告， 动作报告可以保存 64 次， 其它报告可保存 1024 次。 按键和用来上下滚动，选择要显示的报告，按“确认”键显示选择的报告。 首先显示最新的一条报告；按键 ，显示前一个报告；按键 ，显示后一个报告。若 一条报告一屏显示不下，则通过键和上下滚动。 按“取消”键退出至上一级 菜单。 6.2.4 打印报告打印报告 本菜单选择打印定值， 动作报告，自检报告，开入变位报告，波形及 103 规约相关信息。 本装置能记忆 64 次波形报告。 按键和用来上下滚动，选择要打印的报告，按“确认”键确认打印选择的 报告。 打印 103 规约用于打印出 103 规约相关的功能类型（fun） 、信息序号（inf）表、通 用分类服务组号、通道表（acc） ，以利于后台调试。 打印波形时，通过复选框先确定打印内容，然后光标移至”“开始打印” ，按确认键即 可打印所需内容。 6.2.5 本地命令本地命令 本菜单包括 3 个本地命令，下面分别阐述。 信号复归信号复归 用于复归跳闸磁保持继电器、装置信号灯及 lcd 显示，同光耦开入的信号复归（即同 背板的信号复归开入） 。 手动录波手动录波 用于正常运行情况下录取当前装置采集到的波形数据，以用于打印及后台上送。 下载使能下载使能 进入该菜单后才能执行程序下载操作，否则禁止程序下载。 第第6章章 人机接口操作人机接口操作 南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司 29 6.2.6 整定定值整定定值 此菜单包含：装置参数定值、控制字定值、切换定值以及精度调整定值，进入某一个子 菜单整定相应定值。 按键 ， 用来滚动选择要修改的定值，按键 ， 用来将光标移到要 修改的那一位， 和用来修改数据， 按“取消”键为不修改返回，按“确认”键 液晶显示屏提示输入确认密码，按次序键入,完成定值整定后返回。 6.2.7 修改时钟修改时钟 液晶显示当前的日期和时间。 按键 ， 用来选择要修改的单元， 和用来修改。按“取消”键为不 修改返回， “确认”键为修改后返回。 6.2.8 程序版本程序版本 液晶显示装置中各个智能插件的程序版本以及程序生成时间等信息。 6.2.9 调试菜单调试菜单 板卡信息：用于监视当前各智能插件的工作状态。 通讯传动：在不加任何输入的情况下，用于产生各种报文，以上送后台，便于现场通信 调试。 精度自动校准：精度自动调整功能是装置维护时使用的功能，包括电压、 电流幅值调整， 这应是每一台