PSET系列电子式互感器说明书_20080514(SF6型)

1、你国 电 南 自Q/GDNZ.JB901-2008标准备案号：833-2008PSET系列SF6电子式互感器 说明书国电南京自动化股份有限公司GUODAN NANJNG AUTOMATON CO.，LTDPSET系列SF6电子式互感器说明书编写 审核 批准 V 1.0国电南京自动化股份有限公司2008年05月安全声明1. 说明安全声明与相关的装置文件构成了安全操作、调试与测试的完整信息。在对装置作任何操作之前，使用人员必须熟悉本安全声明的内容和装置铭牌的额定参数。2. 健康和安全装置的正常和安全运行，依赖于恰当的运输、搬运和正确的贮存、安装和调试，以及细心的操作、维护和维修。因此，只有合格人员

2、才可操作或在装置上工作。合格人员是指： 熟悉装置的安装、调试和运行，以及所接入的系统的人员； 能够按照认可的安全工程惯例执行操作，并经授权可对装置进行带电、掉电、隔离、接地和挂牌操作的人员； 经过安全设备使用培训的人员； 经过急救培训的人员。装置的安装、调试和运行由装置文件提供了说明。但手册不能涵盖所有想得到的情况或所有的细节。在出现问题或特殊情况时，未经正确授权不得采取行动。3. 设备的安装、调试和维护 警告！a) 严格遵照执行国家及电力行业相关安全规程。工作在高电压环境下，应严肃认真对待，以避免人身伤害或设备损坏；b) 在操作中不应触摸电路，可能会有致命的电压、电流；c) 在拆卸开装置面板

3、后，应避免触及电路，装置包含电子电路，如果遭受静电，可能会受到损坏。电子电路也可能含有致命的危险电压；d) 不管运行条件如何，必须将装置与保护地相连。这也适用于一些特殊的场合，如在台桌上测试演示及离线配置。不经恰当接地操作装置，可能会损坏装置，也可能会发生事故引起伤害；e) 在正常运行期间，严禁断开或连接与端子相连的导线或连接件，可能会有致命的危险电压、电流，也可能会中断设备的运行，损坏端子及测量电路；f) 严禁不短接电流互感器的二次绕组就断开其二次回路的连接。运行的电流互感器在二次绕组开路时，会产生危险高电压，可能会损坏互感器，也可能引起人身伤害；g) 在装置带电或者与带电回路相连接时，严禁

4、拆卸前面板，可能会有致命的电压、电流。小心！a) 在运输装置的模件时，应使用经过验证的防静电袋。在对模件进行操作或处理时，应使用导电腕环套与保护地相连，并在适当的防静电表面操作。静电放电（ESD）可能会引起模件损坏；b) 不得将装置与带电导线相连，这可能会使装置内部电路受到损坏；c) 在安装调试装置过程中，如果碰触装置或其连线要小心，以免受到电击。 注意！a) 装置应运行于其规定的电气和环境限值之内；b) 装置上电前，应明确连线与正确示图相一致；c) 装置上电使用前请仔细阅读说明书，参照说明书对装置进行操作、定值整定和测试。如有随机资料，相关部分以资料为准；d) 改变当前保护定值组将不可避免地

5、要改变装置的运行，在作改变前应谨慎，并按规程作校验；e) 装置操作密码为：99。23版本声明本说明书包含技术内容介绍、使用说明和现场验收说明，适用于PSET系列SF6电子式互感器V1.0及以下版本。a) 软件b) 硬件产品说明书版本修改记录表10987654321V1.00初始版本PSET V1.00 2008.05序号说明书版本号修改摘要软件版本号修改日期* 技术支持 电话：（025）83537265 传真：（025）83537200* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符* 2008年5月 第1版 第1次印刷* 国电南自技术部监制目 录1产品概述71.1主要型号及

6、功能81.2产品外形图92技术性能及指标102.1主要规格和技术参数102.2工作环境条件122.3电磁兼容要求132.4机械强度要求142.5绝缘要求143结构与原理163.1总体结构及其特点164硬件及结构说明194.1合并单元概述194.2数据处理模件电气原理图194.3同步信号输入204.4面板模件204.5合并单元机箱结构201 产品概述PSET系列电子式互感器可实现交直流高电压大电流的传变，并以数字信号形式通过光纤提供给保护、测量等相应装置；合并单元还具有模拟量输入接口，可以把来自其它模拟式互感器的信号量转换成数字信号，以100BASE-FX或10BASE-FL接口输出数据，简化了

7、保护、计量等功能装置的接线。电子式互感器涵盖了电磁式互感器的所有应用场合，其中对交直流高压、超高压以及对精度、暂态特性要求高的场合尤其适合。电子式电流电压互感器是利用电磁感应原理的Rogowski线圈以及电容分压器实现的混合式交流电流电压互感器。产品系列包括电流电压互感器，电流互感器，电压互感器。如图1所示，传感头部件包括电容分压器、Rogowski线圈、采集器等。传感头部件与电力设备的高压部分等电位，传变后的电压和电流模拟量由采集器就地转换成数字信号。采集器与合并单元间的数字信号传输通过光纤来进行。采集器使用220V直流供电。互感器设计寿命为20年。光电互感器的以上特点决定了其具备以下优点：

8、a) Rogowski线圈实现的大电流传变，使得电流互感器具有无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特性好等优点，有利于新型保护原理的实现及提高保护性能。电流互感器测量准确度达0.1级，保护优于5TPE。电压互感器采用了电容分压器，测量准确度达到0.2级，并解决了传统电压互感器可能出现铁磁谐振的问题。b) 采集器处于互感器的低压端，采集器和合并单元通过光纤相连，数字信号在光缆中传输，增强了抗EMI性能，数据可靠性大大提高。c) 电子式互感器的一次二次的光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压互感器二次短路可能导致危及设备或人身安全等问题不复存在。d) 电子式互感器完备的自检功能，若出现通讯故障或

9、光电互感器故障，保护装置将会因收不到校样码正确的数据而可以直接判断出互感器异常。e) 价格低廉的光纤光缆的应用，大大降低了电子式互感器的综合使用成本。由于绝缘结构简单，在高压和超高压中，电子式互感器这一优点尤其显著。图1 互感器工作框图1.1 主要型号及功能1.1.1 互感器型号PSET6××××××××××××× 国电南自产品的品牌 电子互感器的互感器单元 设计序列号：6 额定电压，不足三位时用左边补0，1000kV用000表示，单位kV 互感器类型： CV(组合

10、互感器)，VT(电压互感器)，CT(电流互感器) 采集单元数量：14组 绝缘结构：DW（户外干式绝缘AIS）、DH（户内干式绝缘AIS）、SF（SF6绝缘AIS）、GS（GIS单相）、GT（GIS三相）、PA（PASS用） 额定电流：单位（A） 零序CT：Z（零序CT）、空白（普通CT）1.1.2 合并单元型号a) PSMU601：6U.21机箱,12路采集器接入b) PSMU602：6U.10机箱,3路采集器接入a) 产品外形图 图2 PSET6220CV电流电压互感器外形图2 技术性能及指标2.1 主要规格和技术参数2.1.1 额定一次电压标准值（电压互感器）对于三相互感器和用于单相系统或

11、三相系统相间的单相互感器，其额定一次电压应符合下表1所规定的某一系统标称电压。对于接在三相系统线与地之间或接在系统中性点与地之间的单相互感器，其额定一次电压标准值为系统标称电压的倍。作为测量用或保护用的电压互感器，其性能是以额定一次电压为基准的，但其额定绝缘水平则以设备最高电压为基准的。若有特殊要求，也可采用其它额定一次电压。2.1.2 额定电压因数标准值（电压互感器）电压因数是由最高运行电压决定的，而后者又与系统及电压互感器一次绕组的接地条件有关。表2列出与各种接地条件相对应的额定电压因数标准值及在最高运行电压下的允许持续时间（即额定时间）。表2 额定电压因数标准值额定电压因数额定时间一次绕

12、组联结方式和系统接地方式1.2连续任一电网的相间任一电网中的变压器中性点与地之间1.2连续中性点有效接地系统中的相与地之间1.530s1.2连续带有自动切除对地故障装置的中性点非有效接地系统中的相与地之间1.930s1.2连续无自动切除对地故障的中性点绝缘系统或无自动切除对地故障装置的共振接地系统中的相与地之间1.98h注：表中所列的额定时间允许缩短，可根据合同确定。2.1.3 额定一次电流标准值（电流互感器）额定一次电流的标准值为：506075、100、125、150（160）、200、250、 300、400、500、600、750（800）、1000、1250、1500（1600）、20

13、00、4000。单位安培，有下划线者为优先值，括号内是特殊值。2.1.4 额定一次绝缘水平（电流互感器）绝缘水平参照表1中电气设备最高电压的规定。如果另有要求，可在合同中注明。2.1.5 测量级准确度电流互感器：0.1，0.2s（可同时满足）电压互感器：0.22.1.6 保护级准确度电流互感器：电流5TPE电压互感器：3P2.1.7 暂态特性运行方式：重合闸C-120ms-O-450ms-C-60ms-O最大短路电流：20倍额定电流，最大可到50倍额定电流（超出20倍额定电流需在合同中说明）。暂态误差：32.1.8 频率范围频率范围为15500Hz。2.1.9 额定连续热电流（电流互感器）额定

14、连续热电流为额定一次电流的两倍。2.1.10 短时电流额定值（电流互感器）2.1.11 对称短路电流a) 准确限值系数： 20，30，40，80b) 额定短时热电流： 50kA，1sc) 额定动稳定电流： 为额定短时热电流的2.5倍2.1.12 暂态特性a) 额定对称短路电流系数（Kssc）： 15，20，40，80b) 一次回路时间常数（pr）： 100ms2.1.13 合并单元直流电源a) 额定电压：220V，110Vb) 允许偏差：-20%+10%；c) 波纹系数：不大于5。2.1.14 额定唤醒时间唤醒时间为0。2.1.15 额定相位偏移（电流互感器）相位位移为0。2.1.16 输出数

15、据额定值表3给出了输出数据的额定值（有效值）。表3 输出数据额定值测量用电流互感器（参比因子SCM）保护用电流互感器（参比因子SCP）电压互感器（参比因子SV）额定值（量程标志0）0x2D41（十进制：11585）0x01CF（十进制：463）0x2D41（十进制：11585）额定值（量程标志1）0x2D41（十进制：11585）0x00E7（十进制：231）0x2D41（十进制：11585）注1：输出数据额定值（有效值）用16进制表示。注2：测量用电流互感器能测量2倍额定一次电流，不发生溢出。注3：测量用电压互感器能测量2倍额定一次电压，不发生溢出。注4：量程表志置0时，保护用电流互感器能测

16、量无直流分量的50倍额定一次电流或有100直流分量的25倍额定一次电流，不发生溢出。注5：量程标志置1时，保护用电流互感器测量范围增加一倍。2.1.17 额定延时时间额定延时时间为0.5ms，误差范围10010。2.1.18 额定数据速率额定数据速率可选择以下值： 、2.1.19 室外铠装光缆长度不大于1000米。2.1.20 光缆接头a) SC接头和连接器尺寸：IEC874-10标准器件b) 重复性：经500拼合面变化< 0.2dBc) ST/SC接头插入损耗：典型0.2dB，最大0.3dB2.2 工作环境条件2.2.1 正常工作大气条件2.2.1.1 除合并单元以外的部分a) 环境温

17、度：-40+85（室外铠装光缆工作温度遵循国家标准，由制造厂家提供）；2.2.1.2 合并单元a) 环境温度：-10+40 (或根据合同要求)；b) 相对湿度：595；（产品内部既不应凝露，也不应结冰）；2.2.2 运行地点海拔高度运行地点的海拔高度不超过1000米。如要超过1000米，可按照合同要求。2.2.3 贮存、运输的极限环境温度互感器的贮存、运输允许的环境温度为-40+85,相对湿度不大于85。2.2.4 周围环境2.2.4.1 除合并单元以外的部分a) 环境污秽等级不超过级。用于污秽区可按合同要求设计；b) 风压不超过700Pa（相当于34m/s）；c) 不发生超过GB/T 177

18、42-1999规定的烈度为8度的地震。d) 互感器长度的1.5倍半径距离范围内为开阔空间，安装高度大于1米（试验环境下电压互感器须满足此项规定，现场按规程）。2.2.4.2 合并单元周围环境a) 不允许有超过1.7规定的电磁场存在；b) 场地应符合GB/T 9361-1988中B类安全要求；c) 使用地点不出现超过GB/T 14537-1993规定的严酷等级为级的振动；不发生超过GB/T 17742-1999规定的烈度为8度的地震；d) 使用地点应无爆炸危险的物质，周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面敷层的介质及导电介质，不允许有严重的霉菌存在；e) 有防御雨、雪、风、沙、尘埃的措施；

19、f) 接地电阻应符合GB/T 2887-2000中4.4的要求。2.3 电磁兼容要求2.3.1 辐射发射限制互感器应能通过GB 9254-1998规定的辐射发射限值A类试验。2.3.2 无线电干扰电压要求在下，无线电干扰电压不大于350。2.3.3 抗干扰要求表4给出了光电互感器应通过的一系列电磁兼容试验类型，包括了严酷等级和评价标准。表4 抗干扰要求和试验试验参考标准严酷等级评价标准慢速电压变化试验IEC 61000-4-29+20-20A电压跌落和短时中断试验IEC 61000-4-29跌落50×0.1s中断0.05sA浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.54A电快速瞬变

20、脉冲群试验GB/T 17626.44A振荡波抗扰度试验GB/T 17626.123A静电放电试验GB/T 17626.24A工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.85A脉冲磁场抗扰度试验GB/T 17626.95A阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.105A射频电磁场抗扰度试验GB/T 17626.33A射频场感应的传导抗扰度试验GB/T 17626.63A评价标准A：性能达到正常精度要求，不允许影响互感器正常工作。不允许复位或告警。2.4 机械强度要求这些要求仅适用于设备最高电压为72.5kV及以上的光电互感器。本光电互感器应能承受的静载荷为类载荷，这些数据值包括了由于风和结冰而增

21、加的载荷。规定的试验载荷是指可施加于一次绕组端子任一方向的载荷，施加静态载荷的时间是60s。本光电互感器在日常运行条件下，起作用的最大持久载荷应不大于规定的静态试验载荷的50%。表5 静态承受试验载荷设备最高电压UmkV静态试验载荷FRN电压互感器电压端子通过电流的端子（电流互感器）I类载荷II类载荷252362125025004000本光电互感器若要承受类载荷，可按合同要求设计。I类载荷和II类载荷列于表5。2.5 绝缘要求2.5.1 互感器高压部分额定绝缘水平互感器高压部分包括一次部分、传感器和采集器。2.5.1.1 数字式光电互感器，对设备最高电压12kVUm300kV的绕组，其额定绝缘

22、水平用额定雷电冲击耐受电压和额定短时工频耐受电压表示，它应是表6所列的某一值。表6 设备最高电压低于300kV的光电互感器的额定绝缘水平设备最高电压Um（均方根值）kV额定工频耐受电压（方均根值）kV额定雷电冲击耐受电压（峰值）kV2453954609501050说明：对暴露安装，选择最高的绝缘水平。2.5.2 低压元件耐压性能光电互感器的低压元件（合并单元）包含一些相互绝缘的带电部分，绝缘性能应满足表8 的要求，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。表8 合并单元耐压性能被试回路工频耐压性能 冲击耐压性能电源输入2.8 kV d.c.，1min5 kV，1.2/50其它带

23、电接口500 V a.c.，1min或700 V d.c.，1min2.5.3 外绝缘的爬电比距和污秽外绝缘为硅橡胶外护套和伞裙，其表面应光滑无裂纹并符合JB5892-1991高压线路用有机复合绝缘子技术条件。其爬电比距为25mm/kV，满足重级污秽区的要求。对于特重级污秽区，爬电比距应为31mm/kV，可按合同要求设计。3 结构与原理3.1 总体结构及其特点3.1.1 互感器总体结构图4 光电互感器总体结构互感器由位于室外的传感头部件、信号柱、光缆以及位于控制室的合并单元构成。3.1.2 传感头部件及信号柱结构图图5 传感头部件及信号柱结构图传感头部件由电流传感器，串接式感应分压器，采集器单

24、元（PSSU），取能线圈，光电转换单元，屏蔽环，铝铸件等构成。对于10kV35kV互感器，传感头部件中不包含采集器单元，模拟信号直接由合并单元完成模数转换。信号柱由环氧筒构成支撑件，筒内填充绝缘脂，以增强绝缘并保护光缆。3.1.3 合并单元主要结构本装置由以下模件构成：电源模件（POWER），数据处理模件（CPU），母板模件（MB），激光电源模件（LASER），面板模件（PANEL），交流采样及DIO模件（AC）。3.1.3.1 电源模件（POWER）电源模件（POWER）用于提供装置工作所需电压。本模件接收一路电源输入，向数据处理模件（CPU）和激光电源（LASER）分别提供独立输出，两路输

25、出共地，电源模件还向激光电源散热风扇提供12V电源。本模件提供一路电源异常及装置告警输出接点。1装置告警234+12V5+12V地6风扇告警78电源输入910电源输入1112机壳地图6 电源模件小面板端子图3.1.3.2 数据处理模件（CPU）数据处理模件有三个处理器。主处理器核心工作频率为400MHz，有数据和指令高速缓存、内存管理单元（MMU），可以提供100M/10M以太网、HDLC、UART、SPI、I2C等通信接口。辅处理器为FPGA。监控处理器用来监视主处理器的工作状态，当主处理器工作异常时，监控处理器可以通过电源模件发出告警信号。数据处理模件具有A/D采样模块，还可以接入开入信号

26、，输出开出信号。3.1.3.3 母板模件（MB）母板模件用于为各模件提供电气连接。3.1.3.4 激光电源模件（LASER）激光电源模件包括驱动电路，激光管和激光控制回路。3.1.3.5 母板模件（PANEL）面板模件是合并单元的人机接口，包括显示装置工作状态和采集器工作状态的指示灯，还有一块全汉化显示的液晶屏。3.1.3.6 交流及DIO模件（AC）交流变换模件提供6路交流量输入，将来自电磁式互感器的电流和电压转换为数据处理模件中A/D可处理的信号。该模件还提供多路DI和DO。4 硬件及结构说明4.1 合并单元概述合并单元主要用于接收采集器的数字信号以及来自电磁式互感器的模拟信号，对这些信号

27、合并、处理后以光信号方式对外提供数据。本模件主要提供以下功能a) 接收并处理多达12路采集器传来的数据。合并单元的A/D采样部分，可以采样交流变换模件输出的最多6路的模拟信号b) 接收站端同步信号，同步各路A/D采样。c) 接收其他合并单元输出的FT3报文。d) 接收隔离采集器的电源状态，根据需要调节激光电源的输出e) 合并处理所采集的数据后，以3路符合IEEE 802.3规定的100BASE-FX或10BASE-FL方式对外提供数据采集信号，还可以用FT3格式传送IEC60044-8规定格式的报文。4.2 数据处理模件电气原理图图7数据处理模件原理图主处理器用于读取FPGA提供的采集器数据，按照合并单元的配置信息组织处理数据。主处理器向外提供4路符合IEEE802.3规定的100BASE-FX或10BASE-FL接口。 辅助处理器为FPGA，用于控制A/D转换、接收多达12路采集器模件的数据、接收同步信号、接收和发送FT3报文，通过内部的双口RAM和主处理器交换数据。 A/D采样部分，可以采样交流变换模件输出的6路模拟信号。与采集器输入信号归并后一起发出。 数据处理模拟提供装置告警信号到电源模件中，和电源告警共用一组开出继