北京天利-小电流接地选线装置说明书56路版2005.1.doc

TLX99微机消谐小电流接地选线综合装置目 录1 概述22 装置用途及特点23 装置功能34 装置组成及原理45 技术指标66 使用与维护87 安装及接线 218 TLX99/3、TLX99/4补充说明 241概 述小电流接地选线装置自二十世纪八十年代问世以来，已经历了几次更新换代，其选线的准确性也在不断提高，但均存在误判率较高的问题，使许多用户有一种不用麻烦、用了也麻烦的感觉。为了从根本上消除小电流接地选线装置误判的问题，让用户用上放心的产品，本公司成立了攻关小组，对小电流接地选线进行了系统的研究，并对国内厂家的产品存在的问题进行了认真的分析。经过研究和分析，我们发现国内目前小电流接地选线装置容易误判的两个主要原因是：1）许多装置所采用的判据存在缺陷。2）许多装置硬件设计，软件算法上存在缺陷，影响装置的准确度。经过多年研究，本所攻克了上述两个难题,研制出TLX99微机消谐小电流接地选线综合装置，解决了多年来困扰用户和厂家的难题。 2装置用途及特点2.1用途本装置适用于3KV66KV中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地选线，可广泛用于发电厂、变电所及大型厂矿企业的供电系统作为线路和母线单相接地故障报警或用于线路接地保护跳闸。2.2特点本装置与国内其它厂家产品相比，具有如下特点：1） 在数字信号处理方法上，在国内同类产品中首次采用小波变换。小波变换是本世纪数学发展史上里程碑式的进展，是在傅里叶变换基础上发展起来的新的信号处理方法，它克服了傅里叶变换不能对信号同时进行时频局部化分析的局限性，具有很强的提取信号特征的能力，尤其对暂态突变信号或微弱变化信号的处理表现出明显的优势。2） 采用DSP（数字信号处理器）芯片作为核心运算控制单元，该芯片是利用静态CMOS集成电路工艺制造，内部采用先进的改进型哈佛结构，程序存储器和数据存储器具有各自的总线，多级流水线，具有片内外设，片内存储器，总线不出芯片。与80C196单片机相比，集成度高，抗干扰能力强，可靠性高，运算速度快(为80196运算速度的6倍)。3） 采用双CPU结构，一个CPU负责管理键盘，液晶显示，通信等人机接口；一个专门负责数据采集，运算，接地选线处理，大大提高了系统的可靠性和实时性。 4）采用锁相倍频同步电路，用于向DSP芯片提供采样点信号的时间基准，以保证当系统频率变化时，采样点间隔随之变化，确保每周波采样点数不变，从而保证了数据采集精度。5） 本装置具有在线自检功能，正常工作的同时，可对装置自检。6） 可交直流供电，保证装置工作不受供电电源的影响。7） 采用大屏幕全汉字显示，直观、明了、操作方便。8） 本装置自动跟踪系统零序电流的变化，不需调整和设置放大倍数，可适用于现场一次零序电流0.2A100A的系统（单条线路）；即一次接地电流较小时，装置无死区，一次接地电流较大时装置不饱和。9） 单相接地后，电容充放电过渡过程较长。本产品采用优化算法，可躲过系统过渡过程影响。10） 具有跳闸、报警两种输出方式，可适应现场各种需要，动作延时时间（范围是06553.5秒）可软件设定，具有完善的跳闸闭锁软硬件结构。11） 本产品分段接地报警（报警时间可软件设定）、装置故障报警、掉电报警、总报警接点都引出一组常开接点，可适应不同的现场需要。 12） 系统谐振后，PT二次同样会出现零序电压，本装置能正确判别是谐振还是单相接地。当系统发生谐振时，本装置可测量系统谐振频率，并具有完善的消谐功能。13） 可分别记忆16次接地故障、谐振故障、装置故障信息，装置掉电后信息不丢失。14） 完善的自检、自调试功能。3装置功能3.1接地选线可完成3KV66KV中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地选线，其工作方式不受系统运行方式及接地过渡电阻的影响。3.2故障报警当发生线路或母线单相接地故障、装置故障、装置失电时产生报警信号。3.3保护跳闸当发生线路单相接地故障后，经延时产生跳闸信号（若需要该项功能，应在订货时说明），切除故障线路。3.4消谐功能当检测到系统出现谐振时，通过输出消谐驱动信号对系统谐振进行消除。3.5显示功能以中文方式显示实时时钟、装置运行状态、系统配置参数、接地或谐振故障的母线或线路序号，故障起止时间等。3.6设置功能通过汉字菜单提示用户可以设置或修改母线参数、线路参数、实时时钟、通信方式、整定时间、系统有无消弧线圈、系统有无保护跳闸等。3.7通讯功能装置具有完善的通信功能，配置有多种通信规约，现场可通过菜单选择其中一种规约，其它现约通讯可通过修改本装置通讯程序实现，RS232、RS485通讯接口和通信速率可通过菜单选择。3.8故障追忆功能可追忆查询最近16次接地故障和16次谐振故障。3 9装置在线自检功能本装置在正常工作下可在线自检，发现装置故障后及时报警并显示故障类型。4装置组成及原理4.1装置组成装置的硬件框图如图1所示 第26页图1装置组成原理框图4.2装置原理4.2.1无消弧线圈系统的接地判据1）Io大小判别因为此时故障线路的故障（零序）电流Ijd为全系统的电容电流之和Ic减去本线路电容电流Icz，非故障线路的零序电流为本线路之电容电流Icz。取全部线路中电容电流最大的三条线路作为接地线路选择对象，并进行下面的判别。2）Io的方向判断故障线路零序电流Ijd相位滞后于零序电压Uo约90；非故障线路零序电流Icz的相位超前零序电压Uo约90；Ijd与所有其它线路的Icz方向相反，相差约180。接地故障（零序）电流Ijd是电容电流，从正常线路起，经测点（零序电流互感器）母线接地线路流向故障点，并接地。在接地线路检测点（零序电流互感器）表现为正方向，在其它正常线路检测点（零序电流互感器）表现为反方向。如果所有线路零序电流均同相且超前Uo约90，则为母线接地。3）零序无功功率判断以Uo为基准（实轴），将Io（被测线路的Ijd或Icz）分为：有功分量Ia与Uo同相，无功分量Ir与Uo垂直，算出无功功率值Qr。对接地线路：Qr0；未接地线路：Qr0。4.2.2有消弧线圈系统的接地判据 对带有消弧线圈的系统，在故障发生时，消弧线圈会将一个电感电流(补偿电流)叠加在故障点流过的电容电流上，使故障点的电容电流被补偿，测得的零序电流Ijd一般是感性电流（过补偿），使得此时接地线路的零序电流也超前于零序电压，与线路的零序电流同方向，用上述无消弧线圈系统所用的零序电流方向，不能用来判别接地故障线路；本装置采用新判据：判断故障（零序）电流的有功功率方向和零序电流中5次谐波电流的大小、方向，找出接地故障线路。1）对接地线路：有功功率为Pa0； 未接地线路：有功功率为Pa0。2）对接地线路：5次谐波电流相位滞后干5次谐波零序电压约90； 未接地线路：5次谐波电流相位超前于5次谐波零序电压约90。5技术指标5.1 适用电压等级：12个；母线段数：14个。5.2 适用检测回路数：TLX991型：14路；TLX992型：28路。TLX993型：42路；TLX994型：56路5.3 检测输入量5.3.1零序电压Uo 由母线电压互感器开口三角绕组接入；整定范围Uozd=20100V，级差1V，一般整定为30V；5.3.2零序电流Io零序电流互感器一次零序电流值3Io；准确范围Ijd 0.2A100A。5.4 动作时间有两路输出：信号输出：0320.0S，级差0.1S； 跳闸输出：065535S，级差1S。 5.5 装置电源交流220V士20，50Hz；直流220V士20；保险额定容量1A。5.6 启动方式零序电压幅值越限 UoUozd时启动式中：Uo故障时零序电压，Uozd零序电压启动整定值。5.7 报警输出：接地总报警、分段接地报警、掉电报警、装置故障报警，报警继电器：8个。5.8 跳闸输出：继电器跳闸输出触点数量TLX991型：14对；TLX992型：28对。TLX993型：42对；TLX994型：56对。5.9 继电器输出触点容量：AC 220V，DC24V，5A；5.10 功耗机内PT、CT功耗：PT0.5VA，输入电压100V时；CT0.1VA，零序电流互感器原方接地电流30A时。整机功耗：30VA5.11 响应时间：故障显示：2S瞬间接地捕捉时间：20ms准确计算接地线路时间：1.2s5.12 通信接口：RS232C（三线）RS485 （二线）5.13 重量：15Kg5.14 装置使用条件：1）环境温度：-5C+50C；2）相对湿度（在空气温度为+20C时）不大于90；3）安装场所无强烈震动；4）安装场所空气中不含酸性、碱性、腐蚀性及可能爆炸的气体；5）安装场所为能防止雨、雪、风、沙的室内。5.15 本产品的运输条件：1）本产品在运输过程中应避免震动，以防性能变坏； 2）温度为 -40C+75C，不受雨、雪、风、沙的侵袭的地方。6使用与维护6.1 装置前面板功能说明 装置前面板主要包括三部分： 1） 装置运行状态指示灯； 2） 由8只按键组成的键盘； 3） 汉字液晶显示屏。具体说明如下：6.1.1面板状态指示灯说明 母线接地母线谐振+5V+12V-12V跳闸发送接收运行故障装置面板状态指示灯布置图面板上第一排左4个指示灯为接地故障母线段号指示，有接地故障出现时亮，无接地故障时灭；右4个指示灯为谐振故障母线段号指示，有谐振故障出现时亮，无谐振故障时灭。“+5V”，“+12V”和“12V”为装置内直流电源指示灯，装置内直流电源正常时亮；“跳闸”指示为有接地故障时，装置发出跳闸动作的指示灯，跳闸时指示灯亮，无跳闸时灭；“发送”和“接收”指示为通信接口发送数据和接收数据的指示灯，有数据发送或接收时闪动；“运行”灯指示装置工作状态，正常时亮；“故障”指示灯当装置内部运行出现故障时亮，故障排除后灭。6.1.2按键说明本装置共设有8个按键，位置安排如下图所示： 复位密码退出确认 装置面板键盘布图按键从左到右依次为“复位”，“密码”，“退出”，“左移”，“右移”，“上移”，“下移”和“确认”键，各键的基本功能如下：“复位”键用于整个检测装置的系统复位，使装置重新启动运行。复位后，不影响系统的配置，各种设定值和实时时钟。 “密码”键在正常运行状态下，按此键进入密码设置或修改。“退出”键用于退出当前子菜单，返回上一级菜单；同时使在本级菜单内的未保存的操作无效。“左移”键即“”键，用于在同一画面中，向左移动数据段光标的位置。“右移”键即“”键，用于在同一画面中，向右移动数据段光标的位置。 “上移”键即“ ”键，用于改变数据段光标处的数值（09），或用于光标位置在上、下行或前、后页之间的切换。 “下移”键即“ ”键，用于改变数据段光标处的数值（09），或用于光标位置在上、下行或前、后页之间的切换。“确认”键用于使画面中光标所在位置的选择或已设定数据有效，进入下一级菜单或保存已设定数据并进入下一画面。6.2 操作说明按照端子接线图接好零序电压和零序电流进线以及跳闸继电器输出接线，检查无误后，打开装置电源开关，该装置开始工作。6.2.1系统上电或工作中“复位”键被按下，系统首先进入自检状态，液晶显示如下画面： 接地检测装置系统自检.* 自检过程包括：1.DSP自检2.RAM自检3.AD通道自检4.通信自检若自检结果不正确，装置立即自动重复三次自检操作。若仍不正确，则依据错误发生的位置显示自检结果： 1.DSP正常异常2.RAM正常异常3.A/D 正常异常4.通信正常异常 只显示正常或异常表示该处存在故障，当故障未解除时，保持显示此画面，系统处于暂停状态。此时，操作员应关闭电源，仔细检查故障原因，排除装置故障后，方可重新启动。若自检结果正确，则自动进入运行状态，在未检测到任何故障时，液晶显示如下画面，也是系统显示的“主菜单”： 追忆设置自检选项*.*.* *.*.* 实心方块所在项表示系统当前状态日期时间系统主菜单显示有四个供选择的操作内容和当前日期与时间。按“”，“”，“”或“”键可改变光标位置，在光标所在的位置按“确认”键进入对应功能子菜单。 6.2.2在“主菜单”下，若选择“追忆”功能，则进入“故障追忆“子菜单，显示： 故障追忆接地故障谐振故障此时，按“ ”键或“ ”键可改变光标位置；按“确认”键进入对应显示功能画面。按“退出”键，则退出“故障追忆”菜单，返回“主菜单”。1）在“故障追忆”菜单下，若选择“接地故障”，则进入“接地故障追忆”显示画面： 接地故障追忆01*.*.*:*:*段母线*号线路-“ 01”为故障记录序号-起始时刻/恢复时刻-故障线路编号画面显示过去出现过且已经检测到的接地故障信息，分别为故障序号、故障的起始日期和时间、故障的结束日期和时间，接地故障线路编号。通过按“”键或“”键，可反复查阅最近的16次接地故障信息；在遇到没有故障信息记载时，显示： 接地故障追忆无追忆内容！此时，按“退出”键，则退出“接地故障追忆”显示画面，返回“故障追忆”菜单。2）在“故障追忆”菜单下，若选择“谐振故障”选项，则进入“谐振故障追忆”显示画面： 谐振故障追忆01*.*.*:*:*段母线 画面显示过去出现过且已经检测到的谐振故障信息，分别为故障序号、故障的起始日期和时间，谐振故障母线序号。通过按“”键或“”键，可反复查阅最近的16次谐振故障信息；在遇到没有故障信息记载时，显示： 谐振故障追忆无追忆内容! 此时，按“退出”键，则退出“谐振故障追忆”显示画面，返回“故障追忆”菜单。6.2.3在“主菜单”下，若选择“自检”功能，则显示： 系统自检?此时，若按下“退出”键，则退回主菜单；若按下“确认”键，则进入自检状态。显示： 接地检测装置系统自检.自检过程包括：1.CPU内部指令自检2. RAM自检3.AD通道自检4.通信自检等 自检过程结束后，显示自检结果： 1.CPU正常异常2.RAM正常异常3.A/D 正常异常4.通信 正常异常 此时，按“确认”键或“退出”键均可返回主菜单。6.2.4在主菜单下，若选择“设置”功能，则系统提示输入“操作密码”，显示： 请输入密码* 一光标在左边第一个数字处闪烁 按“确认”键则表示密码输入完毕。若密码输入错误，则显示 密码输入错误在此画面下，按“确认”键也可以进入“系统设置”菜单，但只能查看不能修改。若密码输入正确，则进入“系统设置”菜单，可供设置的内容包括：母线设置，线路设置，时钟，通信方式，系统有无消弧线圈，显示画面： 系统设置(1)设置母线设置线路设置时钟此画面为“系统设置”菜单第一页，连续按“”键可进入“系统设置”菜单第二页。 系统设置(2)设置动作时间设置通讯方式设置消弧线圈此画面为“系统设置”菜单第二页，按“确认”键可进入光标对应的设置画面。 1） 在“系统设置”菜单下，若选择了“设置母线”选项，则显示“设置母线”画面： 设置母线1：1段母线Uozd1V电压整定值范围是20V100V。按“退出”键则所做修改无效，并返回“系统设置”菜单；按“确认”键则所做修改有效并自动保存，进入下一画面。 设置母线PT2:2段母线Uozd2=*V设置母线PT4:4段母线Uozd4=*V按照上述方法可以完成所有4条母线的设置。2）在“系统设置“菜单下，若选择“设置线路”选项，则显示“设置线路”画面： 设置线路CT01*段母线*路按“退出”键则所做修改无效，并返回“系统设置”菜单；按“确认”键则所做修改有效并自动保存，进入下一画面。 设置线路CT02*段母线*路设置线路CT28*段母线*路按照上述方法可以完成所有28条线路的设置。3) 在“系统设置”菜单下，若选择“设置时钟”选项，则显示“设置时钟”画面： 设置时钟*年*月*日*时*分*秒画面显示装置当前时间，输入新时间后，按“确认”键则所做修改有效，画面显示重新设置后的新时间。4)在“系统设置”莱单下，若选择“设置动作时间”选项，则显示“设置动作时间” 设置动作时间输出延时：*S画面显示装置内部以前设置的动作时间，输出延时表示从检测到接地或谐振故障到指示报警输出之间的延时，范围是0秒320.0秒； 此时，按“”键或“”键可改变光标在数据段中的位置。按“”键或“”键可改变光标处的数值（09），按“退出”键则所做修改无效，并返回“系统设置”菜单；按“确认”键则所做修改有效，画面显示装置新设置的动作时间。5）在“系统设置”菜单下，若选择“设置通讯方式”选项，则显示“设置通讯方式”画面： 设置通信方式本机地址：*接口方式：RS-*波特率：*画面显示装置原来设置内容，包括本机地址号，通信接口方式（RS232，RS485）以及波特率。通信接口方式可选择的内容为：232和485，分别对应EIA的RS232和RS485。波特率可选择的数据为：600，1200，2400，4800，9600，19200，单位为位秒。按“退出”键则所做修改无效，并返回“系统设置”菜单；按“确认”键则所做修改有效并保存起来，画面显示装置新设定的通信方式。6）在“系统设置”菜单下，若选择“设置消弧线圈”选项，则显示“设置消弧线圈”画面： 设置消弧线圈有消弧线圈无消弧线圈实心方块所在行表示装置原来状态，有消弧线圈表示此装置检测的电力系统带有消弧线圈，无消弧线圈表示此装置检测的电力系统不带有消弧线圈。此项设置必须与电力系统的实际配置相一致，否则，检测将不准确。此时，按“”键或“”键，光标在两个方块之间上下移动，光标移到哪个方块，则该方块变实心，此时，按确认键，则该项被选中，按“退出”键则所做修改无效，并返回“系统设置”菜单；6.2.5在“主菜单”下，若选择“选项”功能，则系统提示输入“操作密码”，显示： 请输入密码 -光标在左边第一个数字处闪烁 此时，按“退出”键可返回主菜单；按“”键或“”键可改变光标的位置；按“”键或“”键可改变光标处的数值（09）；按“确认”键则表示密码输入完毕。若密码输入错误，则显示： 密码输入错误！在此画面下，按“确认”键也可以进入“系统选项”菜单，但只能查看不能修改。若密码输入正确，则进入“系统选项”菜单，显示： 系统选项跳闸禁止跳闸允许画面显示装置内部以前设置的系统选项，跳闸禁止表示此装置在检测到系统故障后禁止动作跳闸输出继电器或者系统没有配跳闸输出继电器，跳闸允许表示此装置在检测到系统故障后经跳闸延时即动作跳闸输出继电器。 设置动作时间跳闸延时：*S在跳闸允许下按“确认”键显示：跳闸延时表示从检测到接地或谐振故障到跳闸输出之间的延时，范围是0秒65535秒。跳闸延时设定后按“确认”键，显示：当前开关状态 跳闸允许 密码键确认 退出键取消此时按“”键或“”“键可改变光标所处的位置以变更跳闸禁止与允许，按”退出“键则所做修改无效，并返回主菜单；按”确认“键则所做修改有效，画面显示装置新设置的系统选项。6.2.6系统在运行状态且未检测到接地或谐振故障，即显示系统的主菜单。1）若检测到线路接地故障（或母线接地故障，或谐振故障），则系统显示故障画面：第段母线*号线路接地*年*月*日*：*：*线路接地故障，包括接地线路编号及接地时间。 第段母线接地*年*月*日*：*：*母线接地故障，包括接地母线编号及接地时间。 第段母线谐振*年*月*日*：*：*母线谐振故障，包括谐振母线编号及谐振时间。若系统同时出现多个故障，则画面轮流显示各个故障，间隔时间为3秒。6.2.7设置密码 在正常运行状态下，按“密码”键进入密码设置或修改，提示用户输入原密码，显示画面为： 设置密码请输入原密码*注：密码出厂设置为“0000”。 如果原来密码输入正确，则可以进行新密码的设置。显示画面为：请输入新密码*重复输入新密码*如果输入原密码错误，则提示密码输入错误，不能修改密码。显示画面为： 密码输入错误在原密码输入正确的情况下，要求将新密码输入两次。如两次输入密码相同则提示密码修改成功。显示画面为： 密码修改成功！ 如果两次输入密码不相同，则提示密码输入错误。在显示“密码修改成功”和“密码修改错误”的画面下，按“确认”键返回主菜单界面，如果没有按键，则系统延时30秒后返回主菜单。系统在运行状态下，如果检测到接地或者谐振现象，经过严格判别，确认为故障后，系统将自动启动报警输出，通知值班人员。故障解除后，报警自动退出。 7安装及接线7.1 装置的外形及安装尺寸：1）装置外形尺寸如图2装置外型尺寸图；2）装置在屏上安装开孔尺寸如图3装置安装开孔尺寸图；7.2 装置接线7.2.1装置背面端子图见图4。7.2.2零序电压与零序电流对应原则：即第一段母线零序电压与接入该段上的零序电流回路对应，第二段母线上零序电压与第二段上零序电流回路对应，其余类推。各段上零序电流输入可预留备用回路（待扩容时使用）。7.2.3出线上接有接地变压器或消弧线圈的线路零序电流不引入本装置，该线路接地时，装置显示母线接地。7.2.4环网线路只接入其中的一条线路。7.2.5通过一个断路器引出两条以上的电缆时，若末端不连在一起，则作为两条线路处理；若连在一起可加装一个大内径零序电流互感器作为一条线路对待，也可装两台零序电流互感器作为两条线路处理。7.2.6零序电压输入端子为：第1段母线1UoL1UoN，第2段母线2UoL2UoN，第3段母线3UoL3UoN，第4段母线4UoL4UoN。7.2.7 跳闸回路端子的编号与零序电流端子的编号相对应。如：XXX回路的CT输入接装置CT11和CT12端子，则该回路跳闸信号应接到TZ11和TZ12继电器输出端子。7.2.8 通信回路接线端子为： RS232的RXTXGND RXRS232数据接收端 TXRS232数据发送端 GND一地 RS485的AB A RS485数据同相输入输出端 B RS485数据反相输入输出端7.2.9 装置内跳闸继电器为OMRON公司的MY2NJ型通用继电器，接点容量见前述。必要时可外接大接点容量的中间继电器增容。7.3 零序电流互感器应严格保证同名端一致接入装置，安装时零序电流互感器的同名端接T L X 9 9型接地检测装置C T1C T 2 8的“ 1”端；另一端接T L X 9 9型接地检测装置CT 1C T 2 8的“ 2”端。7.4 报警输出继电器 12 - 一段母线报警输出端子 34 - 二段母线报警输出端子 56 - 三段母线报警输出端子 78 - 四段母线报警输出端子 910 - 装置故障报警输出端子 1112 - 掉电报警输出端子 1314 - 对地绝缘下降报警输出端子 1516 - 接地总报警8、 TLX99/3、TLX99/4型产品说明8.1 组成TLX99/3、TLX99/4型产品可分别完成42条线路及56条线路的接地选线和接地