TB-300智能(自供电)保护装置.doc

TB-300智能保护装置使用说明书TB-300智能(自供电)保护装置TB-300 Intelligent (Power Self-Supply)Protect Equipment使 用 说 明 书Users Manual(第二版)北京拓博电气有限公司目 录1.装置概述31.1应用范围31.2功能特点32.技术性能指标42.1工作环境条件42.2电气技术参数42.3绝缘性能52.4抗电磁干扰性能62.5机械性能63.选型说明74.功能配置84.1相电流三段定时限保护84.2相电流反时限保护84.3零序定时限保护104.4零序反时限保护104.5外部接点直接跳闸104.6高电流闭锁跳闸104.7输出配置114.8事件记录115.结构安装与接线125.1结构和安装125.2接线156.装置参数设定说明176.1系统参数176.2定值参数187.人机界面操作197.1信号指示灯197.2轻触小键盘197.3汉字液晶198. TB-300智能保护装置保护定值说明09. TB-300智能保护装置保护试验说明110.北京拓博电气有限公司21.装置概述1.1应用范围TB-300智能保护装置应用于电力系统和工业领域，为配电网中的馈线、变压器提供相间过流保护、零序过流保护、外部接点直接跳闸，可集成于配电环网柜中。该产品是无需任何外部供电电源的自供电智能保护装置，为没有辅助电源条件的安装现场提供了极大的便利。1.2功能特点TB-300智能保护装置采用高集成度、总线不出芯片的微处理器处理来自电流互感器的信号，通过数字逻辑运算控制装置的输出。装置结构紧凑，密封机箱，免维护设计，抗干扰性能好，非常适合于运行环境较为恶劣、安装位置有限的环网柜系统。l 整机采用极低功耗设计技术，保证保护功能在任何条件下可靠快速启动。l 装置结构简单小巧，安装方便灵活，适合环网柜的紧凑安装条件。l 由电流互感器供电，免除因安装直流屏或UPS而带来的额外负担。l 保护配置灵活齐全，各种保护功能均可以通过控制字自由投退。l 多种IEC标准反时限曲线选择。具备高电流闭锁保护功能，适用与各种熔断器配合使用，解决配电系统保护死区问题。l 采用全中文液晶显示界面，多层菜单显示，人机界面极为友好。l 装置大容量的非易失存储器保证记录100次历史事件记录，记录内容详细，掉电不丢失数据。l 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，保证了装置的工作可靠性。l 高精度元件及工艺保证装置的精确性、可靠性及长久的使用寿命。l 装置提供面板调试RS-232通讯口，及选配的后端子RS-485通讯总线接口，并向用户提供开放的通讯协议，方便实现SCADA功能。2.技术性能指标2.1工作环境条件2.1.1环境温度：工作温度-20C- 60C存储温度-40C- 85C2.1.2相对湿度：5% - 95%2.1.3大气压力：70 KPa - 110KPa2.1.4海拔高度：不大于3500m2.2电气技术参数2.2.1额定数据:交流电流：5A/1A频率：50Hz/60Hz电源：AC220（110）V，20%DC220（110）V，20%DC24V，20%自供电，由相电流互感器取电2.2.2过载能力：电流回路长期运行-2In10s-10In1s-40In2.2.3功率消耗：外部电源供电时平均功率不大于2W自供电时不大于1VA（装置启动功率不大于0.2VA）2.2.4测量范围：电流0.1In - 20In零序电流0.01A - 10A2.2.5测量精度：电流1%零序电流100兆欧用开路电压1000V遥表测2交流回路和电源回路之间3电源回路对地4开关量输入回路对地5开出回路对地6开关量输入和开出回路之间2.3.2介质强度序号试 验 部 位试 验 条 件试 验 要 求1电源回路对地在正常试验大气条件下，装置承受特定电压（2项1000V，其余2000V）历时1分钟的工频耐压试验，被试回路施加电压时，其余回路等电位互连接地无击穿闪络及元件损坏情况2通讯回路对地3交流电流回路对地4交流回路和电源回路之间5开关量输入回路对地6开出回路对地7开关量输入和开出回路之间2.3.3冲击电压序号试 验 部 位试 验 条 件试 验 要 求1交流电流回路对地在正常试验大气条件下，装置承受1.2/50us的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5KV无击穿闪络、绝缘损坏及元件损坏情况2交流回路和电源回路之间3电源回路对地4开关量输入回路对地5开出回路对地6开关量输入和开出回路之间2.3.4耐湿热性能装置应能承受GB/T 2423.9规定的恒定湿热试验。实验温度+402，相对湿度（933）%，试验时间48h。在试验结束前2h内根据2.3.1的要求，分别测量各回路间的绝缘，电阻应不小于1.5M;介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。2.4抗电磁干扰性能2.4.1静电放电抗干扰度通过GB/T 17626.2-1998标准、静电放电抗干扰度4级试验。2.4.2射频电磁场辐射抗干扰度通过GB/T 17626.3-1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度4级试验。2.4.3电快速瞬变脉冲群抗扰度通过GB/T 17626.4-1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。2.4.4浪涌冲击抗扰度通过GB/T 17626.5-1998标准、浪涌冲击抗扰度4级试验。2.5机械性能2.5.1振动通过GB/T 7261中16.2规定的严酷等级为I级的振动响应试验。2.5.2冲击通过GB/T 7261中17.4规定的严酷等级为I级的冲击响应试验。2.5.3碰撞通过GB/T 7261中第18章规定的严酷等级为I级的碰撞响应试验。3.选型说明TB300xxxxxxxxx通讯接口选择：N 无通讯口S 标准RS-485输出选择：1 1个24V脉冲输出+1对干接点输出2 2对干接点输出外部输入接点电源选择：S1 装置内部供电(DC24V)A1 外部供电，AC220VA2 外部供电，AC110VD1 外部供电，DC220VD2 外部供电，DC110VD3 外部供电，DC24V装置电源选择代码：S1 自供电A1 AC220VA2 AC110VD1 DC220VD2 DC110VD3 DC24VCT二次额定电流代码：1 1A5 5A系统频率选择：50 50Hz60 60Hz产品系列代号公司代码举例：应用于50Hz系统，电流互感器二次额定电流为1A，自供电，开关量输入选用装置内部电源(干接点输入)，输出采用2对干接点直接输出方式，不需要RS485接口，订货型号为：TB-300-50 1 S1 S1 2 N4.功能配置4.1相电流三段定时限保护三段定时限保护包括速断、限时速断和定时限过流。装置检测三相电流，当有电流大于电流定值时，经过可整定的延时后装置输出跳闸信号。限时速断和定时限限过流两段保护可以分别选择投入/退出，电流、时间定值也可以分别整定；速断保护可选择投入/退出和整定电流定值，时间定值不可整定，动作时间小于40ms。保护动作曲线参见图4.1。4.2相电流反时限保护装置配置的相电流反时限保护可以选择三种曲线类型：一般反时限（Normally Inverse Curve）、非常反时限（Very Inverse Curve）、极端反时限（Etremely Inverse Curve）。三种曲线的时间电流公式如下。一般反时限：非常反时限：极端反时限：式中：t-跳闸时间tI-时间倍数I-故障电流Is-电流整定值三种反时限动作曲线可参见图4.2、图4.3、图4.4。图4.1 定时限动作特性 图4.2 一般反时限动作特性图4.3 非常反时限动作特性 图4.4 极端反时限动作特性4.3零序定时限保护装置设有一段零序定时限保护，检测接地电流，主要用于中性点绝缘或补偿的系统。由于非直接接地系统中零序电流一般比较小，要求装置检测零序电流的精度相对比较高，尤其是长电缆系统中电容电流比较大，因此应权衡比较仔细选择零序电流互感器的变比。零序定时限保护可以选择投入/退出，电流、时间定值可以分别整定。4.4零序反时限保护与相电流反时限保护一样，零序反时限保护也可以选择三种动作特性曲线：一般反时限（Normally Inverse Curve）、非常反时限（Very Inverse Curve）、极端反时限（Etremely Inverse Curve）。三种曲线的时间电流公式、曲线特性与上述相同。4.5外部接点直接跳闸装置共具有2路开关量输入回路。输入回路的电源类型可以由用户定制，在订货时予以说明。一般没有特别说明时，装置采用外部DC24V供给方式。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。2路开关量输入均直接作用于跳闸输出，跳闸的延时可以整定。一般情况下用于变压器过温、重瓦斯等保护。4.6高电流闭锁跳闸该项功能主要应用于负荷开关+熔断器场合。由于负荷开关不具有开断短路电流能力，因此当该功能投入时，负载电流大于设定闭锁电流时装置将闭锁所有保护功能（包括外部接点直接跳闸），使得故障由熔断器切除，保证负荷开关不致损坏。这种配置可以同时满足短路故障切除及过负载切除要求，使得保护功能得到无缝发挥。断路器控制场合时必须退出该项功能。4.7输出配置装置具有两路输出端子，一路固定为继电器空接点输出，另一路订货时可以选择为有源24V脉冲输出或继电器空接点输出。第一路继电器空接点输出（端子号B14，B15，B16）同时具有常开、常闭接点端子，一般用于指示保护信号。该输出具有自保持特性，即当装置有保护动作时该继电器即激励，直到保护信号消失后也一直保持，当装置面板按钮有按下时才撤消继电器激励。t图3.5 脉冲输出示意图250ms第二路输出（端子号B18，B19）一般用于跳闸驱动。当选择有源脉冲输出时，装置可以发出24V，最高可达10A的短时脉冲能量，该脉冲以250ms间隔重复输出以确保断路器分闸。当配置为空接点输出时，该接点配置为常开接点，保护动作时该接点保持闭合一直到保护信号消失。4.8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、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。5.结构安装与接线5.1结构和安装5.1.1面板布置装置面板为铝合金型材面板，面板布置有液晶显示窗口、小键盘、运行状态指示灯和DB9调试通讯口。5.1.2外形结构装置外壳为铝合金密封机箱，有三种可选结构，一种为L型立式结构，一种为H型横式结构（横式结构实为立式结构打横使用）。L型立式结构机箱及H型横式结构机箱适用于两种安装方式，一种为柜内直接安装方式，一种为柜门嵌入式安装方式。 3265M4螺杆,长度不得超过8mm8540单位:mm1367414470113 图1.1 L型外形尺寸图 图1.2 L型直接安装示意图2472138图1.3 L型嵌入式安装柜门开孔尺寸图 图1.4 L型嵌入式安装示意图1367414570113图2.1 H型外形尺寸图3265M4螺杆,长度不得超过8mm8540图2.2 H型直接安装示意图72138图2.3 H型嵌入式安装柜门开孔尺寸图5.2接线本系列装置有两种端子接线方案，一种是装置由外部电源供电，端子接线示意图如图5.6；另一种是自供电方式，端子接线示意图如图5.7。注意：i、下列图中B1B8交流输入示意为三相输入方式，也可以采用两相输入方式，空余相应短接相应端子。ii、下列图中B18、B19示意为跳闸脉冲输出，如果产品选型时选择输出类型为两对干接点输出，则端子图中的B18、B19改为常开接点的干接点输出。iii、图5.6中B10、B11、B12开关量输入示意为外部提供电源，图5.7中B10、B11、B12开关量输入示意为装置内部供电(DC24V)。图5.6 外部电源供电方式的端子接线图iv、对于自供电方式（图5.7），装置供电CT输入（A 4A 9）在图中示意为三相输入方式，也可以采用两相输入方式，空余相不得接线，端子应悬空处理。v、自供电CT一般采用电流互感器的测量绕组，没有精度要求，但是要考虑互感器的输出容量装置的启动功率为0.2VA。图5.7 自供电方式的端子接线图6.装置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，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。系统参数包括：6.1.1操作密码操作密码是保护装置的操作授权，进入“系统”、“定值”、“校准”菜单修改参数时均需要输入正确的操作密码。保护装置出厂设置的操作密码是0000，操作密码的设置范围为00009999。修改操作密码后应牢记修改后的值，否则将无法进入上述菜单进行修改参数操作。6.1.2 CT变比CT变比指相电流互感器的一次/二次比值。电流互感器的二次值装置已默认为5A(或1A)，这里只需要用户输入电流互感器的一次值。由于本装置相电流值显示、设定均采用一次值方式，因此在使用本装置前必须正确输入CT变比参数。6.1.3通讯地址本装置通讯接口2（背后端子总线接口）采用RS485总线通讯方式，通讯地址是总线通讯的装置的标识。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：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、14400bps、19200bps。同一总线上装置的通讯波特率设置必须保持一致。该参数设置的是通讯接口2（背后端子总线接口）的波特率。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4节介绍正确整定。序号定值名称整定说明保护功能1高电流闭锁跳闸投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”配合熔断器使用2闭锁电流电流定值，整定范围：020In3相电流定时限速断投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”相电流定时限速断4相电流定时限速断电流电流定值，整定范围：020In5相电流定时限速断时间时间定值，整定范围：000.00s600.00s6相电流定时限过流投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”相电流定时限过流7相电流定时限过流电流电流定值，整定范围：020In8相电流定时限过流时间时间定值，整定范围：000.00s600.00s9相电流反时限曲线选择曲线选择定值，可以选择：“退出”、 “一般反时限”、 “非常反时限”、 “极端反时限”相电流反时限保护10相电流反时限电流电流定值，整定范围：020In11相电流反时限时间倍数时间倍数定值，整定范围：00.0520.0012零序定时限过流投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”零序定时限过流13零序定时限过流电流电流定值，整定范围：0.0009.999A14零序定时限过流时间时间定值，整定范围：000.00s600.00s15零序反时限曲线选择曲线选择定值，可以选择：“退出”、 “一般反时限”、 “非常反时限”、 “极端反时限”零序反时限保护16零序反时限电流电流定值，整定范围：0.0009.999A17零序反时限时间倍数时间倍数定值，整定范围：00.0520.0018外部接点1跳闸投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”外部接点直接跳闸19外部接点1跳闸时间时间定值，整定范围：000.00s600.00s20外部接点2跳闸投退软压板定值，可以选择“投入”、“退出”21外部接点2跳闸时间时间定值，整定范围：000.00s600.00s7.人机界面操作装置具有两种人机界面操作方式：一种是本机的人机界面，包括信号指示灯、轻触小键盘、大屏幕汉字液晶；另一种是通过后台调试助手软件实现人机交互操作。本节仅介绍本机人机界面操作。7.1信号指示灯装置面板靠下，调试通讯口的左侧有一个红色指示灯（参见图5.1）。该指示灯有两种指示模式：一种是装置正常运行时的“心跳”模式；另一种是保护动作时“呼叫”模式。两种指示模式自动切换，指示装置不同的运行状态。心跳呼叫图7.1指示模式示意图 “心跳”模式指示装置处于正常运行状态，指示灯以3秒为周期，模拟心脏跳动式闪亮；“呼叫”模式指示装置有保护动作信号产生，指示灯以1秒为周期做呼救式闪烁。装置上电时指示灯处于“心跳”指示模式，当有保护信号发生时自动进入“呼叫”指示模式，当保护信号消失时该模式也一直保持，直到装置面板有按键被按下，然后自动转回到“心跳”指示模式。7.2轻触小键盘装置面板有6个轻触小键盘，分别为“确认”、“退出”、“/+”(上移光标/加一)、“/-”（下移光标/减一）、“”（左移光标）、“”（右移光标）六个键。7.3汉字液晶装置液晶显示屏采用分层菜单显示方式，包括采样、参数、定值、事件、时钟、五个功能菜单。以下按不同菜单分别介绍。7.3.1运行菜单Ia：301.5AIb：284.3AIc：321.8A15:38:45图7.2运行菜单装置正常上电时，液晶显示屏自动进入运行菜单。屏幕上面六行显示保护装置的实时监测交流量，屏幕最下一行显示装置系统时间。如图7.2所示，每隔1秒钟液晶显示屏自动刷新一次显示数据。本菜单有两屏显示，每隔10s液晶显示屏自动翻屏，也可以通过“/+”、 “/-” 键在两屏之间翻看。 主单 采样参数定值事件时钟图7.3主菜单7.3.2主菜单在运行菜单中，按下“确认”键即进入主菜单。主菜单画面如图7.3所示。主菜单共五项：采样，参数，定值，事件，时钟。通过“/+”、 “/-”键选择要进入的菜单，反显黑色为光标所在位置，按下“确认” 键，即进入光标所在项子菜单。查看整定图7.4浏览/修改选择7.3.3采样菜单采样菜单显示模拟量采样值，均为二次值。7.3.4参数菜单输入密码0000从主菜单进入到参数菜单后，液晶屏首先显示“查看”、“整定”选择，如果选择“查看”则直接进入系统参数显示，但只能浏览参数而不能修改设定参数；如果选择“整定”则可以对参数进行设定操作。但选择“整定”后还要正确输入操作密码，然后才能进入系统参数修改状态。在“查看”、“整定”选择画面时，先通过“/+”、 “/-” 键切换选择，然后按下“确认” 键确认选择。在操作密码输入画面时，先通过“”、“”键选择输入图7.4操作密码输入数位，然后通过“/+”、 “/-” 键输入数值，最后通过“确认” 键确认操作密码。通讯地址 001波特率 9600系统密码 * 001/005 图7.5参数菜单系统参数修改状态下，先通过“/+”、 “/-” 键选择待修改的参数，然后通过“确认”键进入修改状态, 并通过“”、“”键选择待输入数位，最后通过“/+”、 “/-” 键输入数值。数值输入完后按“确认”键将光标移回选择参数状态，选择下一个待修改参数。最后按“退出” 键退出修改操作，保存参数并退出参数菜单。相电流反时限： 投退选择 退出曲线选择 极端09/44图7.6定值菜单7.3.5定值菜单定值菜单操作过程与系统菜单操作过程基本相同，也是先选择“查看”、“整定”，然后是输入操作密码，最后才能进入定值显示状态。最上一行状态栏指示当前查看的定值所属保护功能类别。07-10-2808:24:35235ms相电流定时限速断启动 002/10009/21图7.8事件菜单最下一行状态栏指示当前查看的定值序号/定值总数量。7.3.6事件菜单进入事件记录菜单，如图7.8所示。日期08-02-17时间15：02：33图7.9时钟菜单装置记录及显示最新100条记录，每条记录均带有精确至毫秒的时标。每条记录有两屏数据显示，第一屏显示事件类型，事件发生时标；第二屏显示事件发生时各交流量值。通过“/+”、 “/-” 键顺序翻看各条记录，通过“”键在同一条记录的两屏之间切换显示。7.3.7时钟菜单进入时钟菜单需要输入操作密码，密码输入正确才可以进入时钟菜单修改系统时钟。通过“”、“”键选择待输入数位，最后通过“/+”、 “/-” 键输入数值，修改完成后按“确认”键确认修改。由于装置出厂时已经正确输入各种通道参数，正常运行时勿需修改通道参数。除非装置发出设备故障信号，或者怀疑交流通道测量不准确，否则不要随便进入该菜单的修改状态，以免误操作，错误修改参数。如果误进入该菜单，请直接按“退出”键即退回主菜单。注：1、为保证各种参数修改过程中装置保护不会误动作，人机界面在进入修改各种参数（包括系统参数、定值参数、通道参数）状态时，装置自动退出所有保护功能。因此在修改完参数后应及时退回到主菜单或运行菜单状态，保证保护功能及时投入。2、自供电装置内部带有高能量备用电池，可以满足装置外部无电源输入时的工作电源需求。当电力线路不能提供足够电能给装置使用时，装置处于低功耗热备用工作状态，此时通过面板按键可以随时唤醒装置进行操作。备用电池为高性能免维护锂电池，正常情况下可以工作12年以上。38. TB-300智能保护装置保护定值说明TB-300智能保护装置保护定值与系统参数设置的CT变比设定无关，只与二次电流有关，电流定值设定以二次电流为准；CT变比设定只影响主界面的电流显示值，用以显示一次电流，方便维护人员查看实际一次电流。如当按线路实际变比设置（如600/5A）时，保护定值须按二次电流设定，CT变比设定为：6005 = 120，即可在主界面正确显示一次电流，此时若要查看二次电流，可按确定键进入主菜单界面，选择采样，再按确定键即可显示二次电流。举例：某线路用TB-300智能保护装置，变压器为1250KVA，10KV电压，实际CT变比为100/5A，一次额定电流为72A，二次额定电流为3.6A，则CNL620智能保护装置按以下设置：1：CT变比设定为：1005 = 202：过流保护定值按1.5倍额定电流设5.4A，时间0.5秒3：速断保护定值按5倍额定电流设18A，时间0秒9. TB-300智能保护装置保护试验说明9.1 TB-300智能保护装置系统接线如图5.79.2 TB-300智能保护装置试验方法9.2.1模拟一次电