ISK100智能分界开关测控装置使用说明书1.61(简化版)

1、ISK100 智能分界开关测控装置技术使用说明书11.概述1.1适用范围随着电缆化率的提高，城市配电网大量采用环网开关柜对区域用户供电。为提高配电网线路的供电可靠性，有必要对由用户引起的故障进行快速诊断和切除。ISK100智能分界开关测控装置是解决上述问题的理想装置，该装置是嵌入在环网开关柜用户进线处（即用户 T 接线处），与环网开关柜一起构成智能一体化设备，可以实现用户侧故障自动诊断并根据不同故障类型分别处理。智能分界开关测控装置能自动切除由用户引起的单相接地故障和自动隔离或切除其他各种类型的短路故障（与变电站出线开关的保护配合）。确保非故障用户不受故障用户的影响，提高了配电网的供电可靠性。

2、测控装置同时具有强大的通讯功能，配合相应的主站，可实现设备及用户的远程管理功能。本产品设计先进，可靠性高，运行维护方便，适合各种环网柜的安装尺寸具备良好的性价比优势。可广泛适用于城乡10 kV 环网柜（用户T 接入口处）新装与改造 。1.2主要功能保护功能说明三段式过流保护单相接地保护分闸限制保护合闸限制保护适用于断路器、负荷开关一机多用，测控装置既可与断路器配合，也可与负荷开关配合。开关未储能闭锁功能低气压告警及闭锁功能过负荷告警2PC 档定值功能用于设置特殊定值测控功能说明电压 PTUA 、 UB、 UC （母线侧）交流量保护 CTIa 、Ib 、 Ic、 I0共 7 路。遥信监测外部 3

3、 路，包括开关合位、低气压、未储能；内部 4 路，包括供电电压、48V 电源，远方 / 就地、运行 / 检修。遥控功能支持 GPRS/485远方遥控分闸、合闸智能单元通讯转发功能选配，可通过RS485 采集环网柜其它智能设置信息诊断功能说明当测控装置DC48 V电源故障时，通过远程通讯，及时提供预警信48 V 电源故障在线监测功能息，帮助运行人员尽快消除问题隐患。可智能识别通讯模块的故障类型（SIM 卡故障、天线故障、通讯模GPRS/GSM通讯模块状态监测块自身故障等）支持短消息读取当前运行信息、当前保护动作信息、测控装置故障支持短消息远程诊断功能信息，可远程诊断测控装置运行状态。远程诊断定值

4、开关、编码器具备远程诊断定值开关、编码器失效功能测控装置保护跳闸后，监测跳闸成功与否，智能识别跳闸失败原因保护跳闸结果远程监测并上报。1.3装置特点a) 软硬件设计1) 采用新一代高性能 32 位处理器，所有总线不出 CPU ，大大提高抗干扰能力；32)采用实时多任务操作系统，模块化设计，减少软件耦合系数,提高软件的可靠性。完善的自检功能，可智能监测定值修改，并具有定值、参数设置越限检查、装置复位次数记录等功能；3) 可存储共 128 条保护事件、遥信事件、遥控事件、自检事件，便于进行事故分析；4) 可选配 GPRS/GSM 和 RS485 通讯接口。b) 完善的主站通信方案1)2)通过 GP

5、RS 将大量数据上传至主站，方便监视测控装置运行状态和远程控制；在使用 GPRS 通讯的同时，还可采用短消息通讯，将测控装置的跳闸、告警等信息发送给专职运行人员，加快事故的处理速度。c) 高可靠性1)具有优异的抗干扰性能，通过 GB/T 14598.10-2007中规定的严酷等级为A 级（4kV、2.5 kHz ）的快速瞬变干扰试验和GB/T 14598.14-2010中规定的严酷等级为级（接触放电 8 kV ，空气放电 15 kV ）的静电放电抗干扰试验等8 项抗扰度试验，达到国家标准的最高等级要求；2) 采取防尘、防水处理，防水等级为 IP55 ，提高设备可靠性。d) 保护复判技术采用每周

6、波 32 点采样，按奇数 16 点和偶数 16 点独立计算，采用复判处理技术，大大提高装置的抗干扰能力和可靠性。e) 高精度采样1) 采用外置 16 位高精度采样芯片；2) 采用同步采样输入技术；3) 采用5 V 的真双极性模拟输入，提高装置抗干扰能力；44)5)f)具有模拟输入箝位保护，保证A/D 芯片的可靠性。采用铍莫合金的高精度零序CT（ 3 mA 以上即可线性），零序 CT 精度达 2 。大资源配置保护 CPU 采用 32 位微处理器，配置大容量的RAM 和 Flash Memory，具有极强的数据处理、逻辑运算和信息存储功能。g) 免拆卸采用通讯方式升级软件，无须进行机箱拆卸，方便装

7、置的工程开发与软件升级。h) 强大的短信功能支持长短信功能，短信功能包括：设置受警机号码、 GPRS 通讯参数、安装地址；读取遥测、遥信数据 ;遥测量的角度值；主动上送事件记录（包括保护事件、重要遥信事件、自检事件）；读取历史事件记录。事件记录的短信内容包括设备安装地址、故障名称、故障交流量、故障相关定值，根据一条短信就可判断是否正确动作、定值整定有无问题，方便问题诊断与排查。i) 人性化设计1) SIM 卡从面板前置安装，通过面板 LED 灯可监视 GPRS/GSM 通讯状态，方便维护；2) 短路灯、接地灯被点亮后，即使测控装置失电，可持续闪烁 48 小时，方便现场排查故障；3) 程序下载通

8、讯口与数据维护通讯口合二为一，方便使用；4) 具备远程定值修改监视功能，用于检测定值开关、编码器是否工作正常；5) 预留通讯接口，可以将环网柜中其它智能设备进行通讯转发，减少通讯费用。52.型号说明产品型号： ISK100订货参数：ISK100-XX-XX-XX 编号后缀内容后缀标识后缀说明备注AC220 V测控装置供电电源采用AC220供电电源类型V；DC48 V测控装置供电电源采用DC48 V ； 测控装置与主1N无通讯站的通讯模式1G采用 GSM 通讯方式1GP采用 GPRS/GSM 通讯方式1S一路 485测控装置与智NS无其它智能设备通讯要求。能设备的通讯ES有其它智能设备需要通讯。

9、 需 提 供 通模式采用 RS485 通讯口，并通过 GPRS讯规约。上传主站标配型号： ISK100-AC220V-1N-NS标配型号含义：控制电源采用 AC220V ；与主站无通讯；不与其它智能设备进行通讯。说明：a)一般情况下供电电源类型为AC220V ，如与配网 DTU 配合使用， ISK100 的供6电电源采用 DTU 的 DC48 V 蓄电池，则指定供电电源类型为DC48 V 。供电电源类型的不同，影响到开关电源品种的不同，一种开关电源输入为AC220 V ，另一种开关电源的输入为DC48 V 。b) 如果采用 GSM 短消息与主站通讯， 则参数选择 1G，短消息主站最大可设置4

10、个。c)如果 ISK100 与配网通讯服务器直接通讯，则参数选择1S，使用 RS485 通讯接口和 MODBUS规约通讯。d) 如果有其它智能设备需要通过 ISK100 转发数据，则参数选择 ES，此时 RS485通讯接口与其它智能设备进行通讯，并通过GPRS 与主站进行通讯（参数此时不能选择 1S，只能选择 1GP ）。3.技术性能及指标3.1技术参数3.1.1工作电源a）输入工作电压AC85V AC264 V ；输入工作频率50 Hz;b ）可选输入工作电压DC48 V ；电压波动范围 15% ；3.1.2 额定交流参数a) 采样电压输入值范围： 0 AC264 V ；b) 采样相电流输入

11、范围： 0 50 A ，允许 50 A 以上饱和；c) 采样零序电流输入范围： 0 6 A ，允许 6 A 以上饱和， 3 mA 开始线性增长。d) 额定频率：50 Hz。3.1.3 功率消耗a) 直流回路不大于 10 W；7b) 交流电压回路每相不大于 0.5 VA；c) 交流电流回路额定电流为 5 A 时每相不大于 0.5 VA。3.1.4 状态量电平输入状态量电平DC48 V；输出控制接点容量DC48 V 、 8 A3.1.5 通讯接口选配 GPRS/GSM 通讯接口；选配RS485 通讯接口；如果需要通讯接口，订货时请注明通信接口和协议。3.2主要技术性能3.2.1过载能力a） 交流电

12、流回路2 倍额定电流，连续工作；10 倍额定电流，允许10 s ；20 倍额定电流，允许1 s 。b ） 交流电压回路最大 AC264V ，连续工作。3.2.2测量元件的准确度 (在正常工作大气条件下 )a）保护部分：保护电流：0.02 A 或不超过 1% ；保护电压：30 V 以上不超过 5；零序电流：不超过 2 mA 或 5 ；动作时间： 1.5 倍 Iset （电流整定值）测试条件8定时限时间误差：不超过 1或 20 ms ；反时限时间误差：不超过3 或40ms速断、过流保护固有动作延时:不超过 40ms 。单相接地保护固有动作延时:不超过 60ms 。b ）测量部分：1）测量精度：采样

13、电流、电压： 5 功率因数：1%功率：1%10 倍额定电流，测量精度误差不超过3% 。2）事件顺序记录站内分辨率：2ms3）遥控正确率：100%3.2.3储能元件充电时间采用 AC220V 供电的装置，装置充电20 秒，即可满足 3.2.4 “失电运行时间”要求。3.2.4失电运行时间采用 AC220V供电的装置，测控装置失电90 秒内，可以实现保护跳闸操作；失电 3 分钟内，可实现GPRS/GSM 无线通信功能。3.3环境条件a) 环境温度正常工作温度：-25 55 ；9贮存温度：-25 55 。b) 相对湿度：5% 95% ，适应凝露环境。c) 大气压力80 kPa 110 kPa。3.4

14、绝缘性能3.4.1绝缘电阻装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压 500 V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于 100 M 。3.4.2介质强度在正常试验大气条件下， 产品的各带电的导电电路对地 （即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间，能承受2 kV （额定绝缘电压 63 V ）或 1000 V （额定绝缘电压 63 V ）、50 Hz 的交流试验电压，历时1 min ，而无击穿或闪络现象。试验过程中任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。3.4.3冲击电压在正常试验

15、大气条件下，产品的各带电的导电电路对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间，能承受冲击电压波形为标准雷电波，峰值为1 kV（额定绝缘电压 63 V ）或 5 kV （额定绝缘电压 63 V ）的试验电压，此后无绝缘损坏。3.5电磁兼容性能序号试验项目标准要求101脉冲群干扰试验满足 GB/T 14598.13-2008的规定的严酷等级为级的要求2静电放电干扰试验满足 GB/T 14598.14-2010中规定的严酷等级为级的要求3辐射电磁场干扰试验满足 GB/T 14598.9-2010中规定的严酷等级为级的要求4快速瞬变干扰试验满足 GB/T 1

16、4598.10-2007中规定的严酷等级为 A 级的要求5冲击（浪涌）抗扰度试验满足 GB/T 14598.18-2007中规定的严酷等级为级的要求6射频场感应的传导骚扰抗满足 GB/T 14598.17-2005中规定的严酷等级为级的要扰度试验求7工频抗扰度试验满足 GB/T 14598.19-2007中规定的严酷等级为 A 级的要求8电磁发射试验满足 GB/T 14598.16-2002 中规定的要求3.6机械性能序号试验项目标准要求1振动满足 GB/T 11287-2000中规定的严酷等级为级的要求2冲击满足 GB/T 14537-1993中规定的严酷等级为级的要求3碰撞满足 GB/T

17、14537-1993中规定的严酷等级为级的要求4 功能配置4.1三段式过流保护过流保护主要反映大电流故障，当发生三相短路、相间短路、两相接地等大电流故11障时，会引起过流保护动作。ISK100智能分界开关测控装置适用于断路器或负荷开关，是通过比较三相电流与过流定值来诊断是否发生故障。如果应用于断路器，则检测发生故障，过流保护直接跳开断路器。如果应用于负荷开关， 则检测到发生故障， 只有在变电站出线开关跳闸后，ISK100判定线路处于无压无流状态下才将负荷开关分闸。由于故障点被隔离， 在变电站重新合闸后，该出线上其它用户恢复供电。可以选配 ISK100 支持过载电流跳负荷开关的功能。 “过载电流

18、” 指相电流超过过流定值但小于负荷开关的闭锁电流，如果订购产品选择本功能，则在有“过载电流”时，可以直接跳负荷开关。过流段保护可根据用户现场需要，配置成定时限过流保护或反时限过流保护。装置面板上的“过流定值”编码器用于设置过流II 段的电流定值。4.2单相接地保护（ I0gl 、 TI0 、Ibs 、XHXQ ）我国 10kV 配电网的存在三种接地方式，对于“中性点不接地方式”与“中性点经小电阻接地”这两种接地方式，在用户界外发生单相接地故障(电源侧 )时，分界控制器检出的零序电流很小， 而在用户界内发生单相接地故障时，分界控制器检出的零序电流很大。根据此原理， ISK100 通过检测零序CT

19、 零序电流 I0 ，并与零序定值I 0 set 比较来判别界内是否发生单相接地故障。 I0 I 0set ，且不满足过流故障 (大电流 )条件时候，判为界内接地故障。对于“中性点经消弧线圈接地”的接地方式，由于一些智能型消弧线圈装置，因为补偿度可以设置得非常小， 甚至接近全补偿， 此时单纯通过对零序电流大小的判别已经12不能准确的区分区内外故障， 因此 ISK100 在原有单相接地判据的基础上引入暂态判据，通过单相接地瞬间的电气量，识别是区内还是区外故障。4.3分闸限制保护当任一个相电流大于开关的闭锁电流值，则禁止负荷开关进行分闸操作，包括远程遥控负荷开关、通过 ISK100 面板手跳按钮、单

20、相接地这些情况下都禁止负荷开关分闸。4.4合闸限制保护开关跳开后（发生短路故障或单相接地故障），禁止合闸，这是防止故障未排除就合闸。只有电力部门或用户排查故障后，才可通过下述方法解除合闸限制保护。a) 当发生单相接地故障或短路故障后，必须“复归”后才能允许合闸。b) “复归”有以下几种情况：通过 ISK100 面板“复归”按钮复归；通过 GPRS 远程复归；检测外部人工合闸，不是通过ISK100 面板的键盘按钮进行的合闸；故障发生 48 小时后，自动复归。4.5保护跳闸结果远程监测功能4.5.1短路保护跳闸结果监测在过流保护动作后，如果跳闸成功，则会产生“过流跳闸成功”事件，并将该事件短信发送

21、到受警机上，提醒运行检修人员及时进行处理。还可以智能识别以下过流保护跳闸不成功的原因，并将相应事件发送到受警机上：a) 识别出由于过流定值设置不合理造成的误发信号；b) 识别出操作回路故障或开关辅助接点故障；4.5.2 单相接地保护跳闸结果监测13单相接地保护动作后，如果跳闸成功，则会产生“接地保护跳闸成功”事件，并可将该事件短信发送到受警机上。还可以智能识别以下单相接地保护跳闸不成功的原因，并将相应事件发送到受警机上，提醒运行检修人员及时进行处理：a) 识别出由于相电流过大而无法实现单相接地跳闸；b) 识别出操作回路故障或开关辅助接点故障。4.6未储能告警与闭锁功能如果开关未进行储能操作（有

22、未储能位置信号2X4 ），则测控装置会发出告警声，并闭锁测控装置的分闸、 合闸功能，造成无法通过远方通讯或面板上的键盘进行开关的分、合闸控制。在储能操作完毕后，告警声自动解除，允许分合闸。4.7低气压告警与闭锁功能当测控装置检测到有2X5( 低气压告警 )信号时，闭锁开关分闸、 合闸，发出告警声，并通过 GPRS 或短消息上传告警信号。说明：如果需要低气压告警与闭锁功能，请订货时注明。测控装置检测到低气压告警信号后，不能执行保护跳闸！4.8过负荷告警、闭锁电流定值设置错误告警当 ISK100 识别出相电流长时间大于闭锁电流，会点亮“闭锁灯” ，并产生 “过负荷或闭锁电流定值设置错误” 事件，并

23、将该事件短信发送到受警机上， 提醒运行检修人员及时进行处理。144.9PT 断线告警具有 PT 断线告警功能，可将该事件短信发送到到受警机上，提醒运行检修人员及时进行处理。4.10遥控分合闸功能分界开关测控装置面板配有专用选择开关，可设置在“远方”或“就地”位置。当设置在“远方”位置时， 可以通过配网的DTU 数据通讯单元、 GPRS/GSM 网络或面板通讯调试口进行遥控；当设置在“就地 ”位置时，可以通过面板键盘进行分闸与合闸操作。如果测控装置具有GPRS 或短消息通讯功能，注意在调试设备完毕后，将选择开关打在“远方”位置。否则不能远方遥控开关！4.11检修功能测控装置面板配有专用选择开关，

24、可设置在“运行”或“检修”位置，当当设置在“检修”位置时，上传的遥测、遥信量不再变化，事件记录也不再上传。配置本功能后，如果专职人员在现场进行维修或实验时，可以将选择开关设置在“检修”状态，这样不会有干扰信息上送到控制中心或其它专职人员手机。调试人员检修完毕，必须将选择开关设置在“运行”位置，否则正常的信息不能通讯上传，影响到设备的正常运行。4.12PC 档定值功能如果面板上的定值编码器所设置的定值无法满足用户需要，可将该定值编码器打在“ 12 ”档（ PC 档），通过电脑的调试软件对该定值进行任意设置（在整定范围内）。15如果在现场采用PC 档功能修改软件，为防止误整定，安全的操作方式是将跳

25、闸压板断开，或将2X 航空插头拔下再进行定值修改。4.13系统通信方案a) 短消息通信方案（内置 GSM 通信模块）采用本通信方案，可以配置 1 4 个受警机（ GSM 手机），由专职人员维护使用。各个智能分界开关测控装置采用内置的专用GSM/GPRS 工业级模块，该模块温度范围为 -40 85 o C，适用温度条件恶劣的场合。智能分界开关测控装置的短消息功能包括：1) 通过短信设置和查询受警机、 GPRS 中心服务器参数、对象名称，方便现场维护。2) 主动将短路、接地等故障信息发送给受警机，保护故障动作消息内容包括；故障名称、故障交流量、故障相关定值。3) 支持查询智能分界开关测控装置的运行

26、状态（读取遥测、遥信值） 。4) 支持查询历史事件记录。16b)GPRS 通信方案，可选配短消息受警机（内置GPRS 通信模块）17本方案采用内置的专用GSM/GPRS 工业级模块，可通过GPRS 网络，将分界开关的电流、电压、开关位置信号以及短路、 接地等故障信号上传给配电网GPRS 中心服务器（主站），并可接受中心服务器的遥控命令，控制负荷开关的分/ 合。可配置受警机功能， 当有分界开关短路、 接地等信号产生， 可及时由智能分界开关测控装置将含有故障信息的短消息发到运行专职人员手机，及时处理故障。c) 增配 XJ791 GSM/GPRS 通信装置在按 4.12 a) 和 4.12 b) 的

27、方案进行设计时，需要考虑分界开关安装在地下室等没有GSM 网络信号的情况，在此条件下，不使用ISK100 内置的 GSM/GPRS 通信模块，需增加 XJ791 GSM/GPRS通信装置，它安装在地面有GSM 信号的场所， XJ791 采用RS485 与 ISK100 智能分界开关测控装置进行通信，通过RS485 来扩展通信距离，智能分界开关测控装置将数据通过XJ791 转发到 GPRS 中心服务器（主站）或运行人员的受警机上。XJ791 采用 AC220 V 供电，内置大容量的储能元件， 在供电电源消失的情况下 （此时有可能是智能分界开关测控装置将负荷开关跳开），可以完成分界开关的故障信号的

28、发送。d) 通过配网 DTU 转发数据一般配网 DTU 都可以通过光纤将数据上传到配电网的服务器（主站），因此可以通过配电网的 DTU ，将数据转发到配电网服务器。DTU 通过 RS485 与 ISK100 智能分界开关测控装置通讯，分界开关的电流、电压、开关位置信号以及短路、接地等故障信号上传给配电网 GPRS 中心服务器（主站），并可接受中心服务器（主站）的遥控命令，控制负荷开关的分 / 合。18195 安装与接线5.1面板布局及说明运行网络通讯485失压短路接地闭锁自检运行检修远方就地过流定值零序定值零序时间1112111121111211021021029393938484847657

29、65765维护通讯口合闸分闸确认/ 测试复归SIM 卡插槽装置上的各种指示灯含义介绍如下：运行：运行灯 4 秒闪烁 1 次，无开关合位信号；运行灯1 秒闪烁 1 次，有开关合位信号。运行灯闪烁，表示装置正常，保护功能投入运行。网络：装置通讯正常时， GSM 灯闪烁，表示天线接触良好，有GSM 网络信号，常亮可能未插 SIM 卡或无网络信号（ SIM 卡欠费、天线未连接或天线故障） 。通讯：有短消息收发时，通讯灯点亮时间稍长；通讯灯每2 秒短暂闪烁，表示GPRS模块工作正常。485 ： RS485 通信接口有数据收发，485 灯会闪烁；面板调试口有通讯， 该灯也闪烁。失压：电压灯被点亮，表示系统

30、侧母线失压；该灯熄灭，表示系统侧母线有压。短路：过流保护动作灯，从满足过流条件开始就闪烁（即使此时还未跳闸），在此情况20下，即使装置电源消失并且储能耗尽，该灯还会持续闪烁48 小时，直到满足“复归”条件（参见 4.4 节）才熄灭。接地：单相接地指示灯。从满足零序过流条件开始就点亮，在此情况下，即使装置电源消失并且储能耗尽，该灯还会持续闪烁48 小时，直到满足“复归”条件才熄灭。闭锁：闭锁指示灯。任一个相电流大于闭锁电流值，该灯点亮，直到所有相电流小于闭锁电流值才熄灭 ;当装置处于合闸限制保护状态或分闸限制保护状态时，通过键盘就地分合闸时，闭锁灯也会同时被点亮。自检：如果发生与保护功能有关的故

31、障（过流故障，过负荷故障），则自检灯常亮。合闸按钮： 拨动开关打在“就地”位置，在没有合闸限制的情况下（合闸限制状态下，短路灯、或接地灯闪烁，闭锁灯常亮） ，同时按“合闸”按钮和“确认/ 测试”按钮，执行负荷开关或断路器的合闸操作。分闸按钮 ：拨动开关打在“就地”位置，在没有分闸限制的情况下（分闸限制状态下，闭锁灯常亮），同时按“分闸”按钮和“确认/ 测试”按钮，执行负荷开关或断路器的分闸操作。确认 / 测试按钮：与合闸按钮或分闸按钮组合操作，实现开关的分闸与合闸。长按本按钮，可向短消息受警机发送定值报文。复归按钮： 在运行专职人员处理完界内故障后，按“复归”按钮，解除合闸限制状态，才允许通过“合闸”按钮手动合闸。a) 设备检修时，不希望 GPRS 中心或受警机接收事件信息，请将拨动开关打在“检修”位置；b)只有将拨动开关打在“远方”位置，才能接受GPRS 中心或面板调试口的遥控分/合闸操作；2