1 概述
SR-120A、SR-120B系列电容器综合保护装置(以下简称装置)主要用于110kV及以下电压等级的变电站中单星形、双星形及三角形接线的并补电容器组,作为电容器组内部以及引出线故障的主保护。可组屏安装,也可就地安装到开关柜。
1.1 特点
a) 装置硬件采用32位单片机及高精度A/D,具有完善的自诊断功能,汉字液晶显示操作提示及动作信息,操作简单方便,现场免维护。
b) 装置软件采用RTOS实时操作系统,各功能模块采用多任务调度机制,软件功能稳定可靠,升级维护更方便。
c) 采用小型全密闭机箱,占用空间少,防护等级达到IP61,更适合于安装在开关柜上。
d) 装置抗干扰能力强,达到国际IEC60255-22标准中的EMC(电磁兼容)八项及IEC61000-4标准中的EMC五项抗干扰水平。现场安装时交流输入回路不需要增加抗干扰措施。
e) 适用温度范围宽:-25°C~+55°C。
f) 操作回路不受跳合闸电流限制。
g) 具有网络通讯功能,采用IEC60870-5-103标准通讯规约,可用于综合自动化系统。
1.2 主要功能
表1 装置的主要功能
序号 | 功 能 | 装 置 型 号 | ||||
SR-121A | SR-122A | SR-121B | SR-122B | |||
1 | 三段式过流保护(注1) | √ | √ | √ | √ | |
2 | 过电压保护(注2) | √ | √ | √ | √ | |
3 | 欠电压保护(注3) | √ | √ | √ | √ | |
4 | 不平衡电流保护(零序) | √ |
| √ |
| |
5 | 不平衡电压保护(零序) |
| √ |
| √ | |
6 | 电容器自投切 | √ | √ | √ | √ | |
7 | PT断线告警 | √ | √ | √ | √ | |
8 | 控制回路断线告警 | √ | √ | √ | √ | |
9 | 操作回路 | √ | √ |
|
| |
6 | 遥控、遥信 | √ | √ | √ | √ | |
7 | 网络通讯 | √ | √ | √ | √ |
注1:三段式过流保护(其中第三段可通过控制字整定为定时限、一般反时限、非常反时限、极端反时限)。
注2:过电压保护(可通过控制字整定选择告警或者跳闸)。
注3:欠电压保护(可通过控制字整定选择有流闭锁)。
注4:遥控(带网络通讯功能情况下):正常断路器遥控分合、远方修改装置参数、定值、软压板、控制字。
注5:遥信(带网络通讯功能情况下):各种保护功能信号及断路器位置等开入量信号。
注6:网络通讯:该功能由订货时指明。
1.3 通讯功能
可直接与当地监控通讯。通讯接口可选用RS485或CAN(只能选择其中一种,订货时指明)。通讯规约采用IEC60870-5-103规约。
2 技术数据
2.1 额定数据
a)交流电流(In):5A或1A(订货时指明) ;
b)交流电压 (Un):100/V ,100V ;
c)工作电源电压(直流或交流):220V或110V(订货时指明) 允许偏差:-20%~+15% ;
d)开入量回路直流电压:24V10%,(可用本装置提供的24V或外接24V );
e)操作回路直流电压:220V或110V(订货时指明) ;
f)交流额定频率:50Hz 。
2.2 功耗
a)交流电流:<1VA/相(In=5A) ;
<0.5VA/相(In=1A) ;
b)交流电压: <0.5VA/相 ;
c)直流电源:正常<15W ; 跳闸<20W ;
d)开入回路:<0.3VA/路 。
2.3 保护元件测量范围及精度
a)测量范围
电流: 0~20In ;
电压: 0~1.2 Un ;
频率: 42Hz~52Hz;
b)精度
动作值平均误差的绝对值应不大于3%整定值 ;
定时限延时平均误差的绝对值应不大于2% 整定值与30ms之和 ;
当I/IP≥2 时反时限延时平均误差的绝对值应不大于5% 理论值与30ms之和 ;
零时段(延时整定值小于0.05s)时,延时不大于50ms ;
方向动作区为160°±5°,灵敏角误差的绝对值不大于2° 。
2.4 重量
装置总重量为:4kg±0.5kg 。
2.5 绝缘性能
2.5.1 绝缘电阻
在标准大气条件下, 装置各电路与外露的导电部分之间以及各独立电路之间, 用开路电压为500V的测试仪器分别测定其绝缘电阻值, 应不小于100MΩ。
2.5.2 介质强度
在标准大气压条件下, 装置各电路(开入电路除外)与外露的导电部分之间以及各独立电路之间, 应能承受交流2kV (有效值)试验电压, 历时1min, 无绝缘击穿或闪烁现象。
装置的开入电路与外露的导电部分之间应能承受交流0.5kV(有效值)试验电压, 历时1min, 无绝缘击穿或闪烁现象。
2.6 电磁兼容性能
a)振荡波抗扰度检验符合IEC 60255-22-1:1988的规定:III级;
b)静电放电抗扰度检验符合IEC 60255-22-2:1996的规定:III级;
c)射频电磁场辐射抗扰度检验符合IEC 60255-22-3:1989的规定:III级;
d)电快速瞬变脉冲群抗扰度检验符合IEC 60255-22-4:1992的规定:IV 级;
e)浪涌抗扰度检验符合IEC 60255-22-5:2002的规定:III级;
f)射频传导抗扰度检验符合IEC 60255-22-6:2001的规定:III级;
g)工频抗扰度检验符合IEC 60255-22-7:2003的规定:A 级;
h)工频磁场抗扰度检验符合IEC 61000-4-8:1993的规定:V 级;
i)脉冲磁场抗扰度检验符合IEC 61000-4-9:1993的规定:IV 级;
j)阻尼振荡磁场抗扰度检验符合IEC 61000-4-10:1993的规定:IV级;
k)谐波电流发射限值检验符合IEC 61000-3-2:2001的规定:A 级;
l)电压波动和闪烁的限制检验符合IEC 61000-3-3:1994的规定;
m)传导发射限值检验符合IEC 60255-25:2000的规定。
2.7 触点性能
2.7.1 触点断开容量
交流: 5A,250V AC; 直流: 5A,30V DC。
2.7.2 触点长期允许闭合电流
装置输出触点长期允许闭合电流为5A。
2.8 防护等级
防护等级达到IP61。
2.9 机械稳定性
装置的抗振动检验符合GB/T 11287-2000的规定。
2.10 环境条件
a)环境温度
工作:-25°C~+55°C;
贮存:-25°C~+70°C ,在极限值下不施加激励量, 装置不出现不可逆的变化, 温度恢复后, 装置应能正常工作。
b)相对湿度
最湿月的月平均最大相对湿度为85%, 同时该月的月平均最低温度为+25°C,且表面无凝露。最高温度为+40°C 时,平均最大相对湿度不超过50%。
c)大气压力86kPa~106kPa (相对海拔高度2km 以下)。
3 装置硬件
本装置在总体设计、各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求,并在程序执行、信号指示、通信等方面给与了详尽考虑。
3.1 机箱结构
机箱高度为 4U,宽度为19/3 英寸。机箱外形尺寸及开孔图尺寸见图 1。
a) 机箱外形尺寸图 b) 开孔尺寸图
图 1 机箱外形尺寸及开孔图尺寸
装置采用整面板形式,面板上包括汉字液晶、信号指示灯、操作按键调试接口等。
机箱采用全密闭、防水、防尘、抗振动的设计,安装于条件恶劣的现场时具备高可靠性。
装置背后接线端子图见图2、图3、图4。
3.2 插件功能
3.2.1 交流插件
SR-120A系列含有本插件。该插件包括电流变换器CT和电压变换器PT,用于将系统CT、PT的二次侧电流、电压信号转换成弱电信号,供A/D转换用,并起强弱电隔离作用。
3.2.2主板插件
该插件采用了多层印制板及表面贴装工艺,采用了32位单片机及高精度A/D,具有转换速度快、采样偏差小、无可调整元件等特点。外部开入量的状态通过本插件读入。
SR-120A系列装置断路器的跳、合闸位置开入量状态由装置自取。
SR-120B系列装置断路器的跳、合闸位置开入量状态通过外部开入量接入装置。
3.2.3逻辑及出口插件
SR-120A系列含有本插件。可参考附录B,图B.3。
本插件内含有跳闸、合闸、预告及装置故障告警等继电器逻辑,同时含有操作断路器功能的跳、合闸回路及防跳回路。插件内含有断路器的跳合位置继电器。
备用跳闸出口是装置跳闸时引出的一对跳闸触点。
注意:当装置操作电源采用直流、交流时,出口插件及其应用接线不同!
电源插件(D) | 出口插件(C) | 主板插件(B) | 交流插件(A) | |||||||||
1 | 24V(+) | 直 流 电 源 输 出 | 1 | 故障信号 | 1 | RS485-A | 2 | Ian | 三相电流 | Ia | 1 | |
2 | 2 | 跳闸信号 | 2 | RS485-B | 4 | Ibn | Ib | 3 | ||||
3 | 3 | 合闸信号 | 3 |
| 6 | Icn | Ic | 5 | ||||
4 | 4 | +XM | 4 |
| 8 | bpn | 不平衡 | bp | 7 | |||
5 | 24V(-) | 5 |
| 控制回 路断线 | 5 | CAN-H | 10 | Uan | 三相电压 | Ua | 9 | |
6 | 6 | 6 | CAN-L | 12 | Ubn | Ub | 11 | |||||
7 | 7 |
| 预告 出口 | 7 |
| 14 | Ucn | Uc | 13 | |||
8 | 8 | 8 |
| 16 |
|
|
| 15 | ||||
9 |
| 9 |
| 备用跳 闸出口 | 9 |
| 18 |
|
| 17 | ||
10 |
| 失电 告警 | 10 | 10 |
| 20 |
|
| 19 | |||
11 | 11 | 装置跳闸出口 | 11 |
| 22 |
|
| 21 | ||||
12 |
| 12 | 装置合闸出口 | 12 |
| 24 |
|
| 23 | |||
13 | 工作电源(+) | 13 | 合闸(手合)入口 | 13 |
| 26 |
|
| 25 | |||
14 | 14 | 闭锁跳闸入口 | 14 | 弹簧未储能开入 | SR-12XA 电容器综合保护装置 注:通讯方式选择: R:1、2存在 C:5、6存在 N:均不存在。 | |||||||
15 |
| 15 | 闭锁合闸入口 | 15 | 手动跳闸开入 | |||||||
16 | 工作电源(-) | 16 | 跳闸(手跳)入口 | 16 | 远方操作允许开入 | |||||||
17 | 17 | 至跳闸线圈 | 17 | 开入量4 | ||||||||
18 |
| 18 | 至合闸线圈 | 18 | 开入量5 | |||||||
19 | 机壳接地 | 19 | +KM | 19 | 开入量6 | |||||||
20 | 20 | -KM | 20 | 开入公共端(24V-) |
图2 SR-121A、SR-122A装置背后接线端子图(直流操作)
注意:本端子图出口插件是针对直流操作的,当装置用于交流操作时,上述内容无效!
电源插件(D) | 出口插件(C) | 主板插件(B) | 交流插件(A) | |||||||||
1 | 24V(+) | 直 流 电 源 输 出 | 1 | 跳闸信号 | 1 | RS485-A | 2 | Ian | 三相电流 | Ia | 1 | |
2 | 2 | 合闸信号 | 2 | RS485-B | 4 | Ibn | Ib | 3 | ||||
3 | 3 | 故障信号 | 3 |
| 6 | Icn | Ic | 5 | ||||
4 | 4 | +XM | 4 |
| 8 | bpn | 不平衡 | bp | 7 | |||
5 | 24V(-) | 5 |
| 预告 出口 | 5 | CAN-H | 10 | Uan | 三相电压 | Ua | 9 | |
6 | 6 | 6 | CAN-L | 12 | Ubn | Ub | 11 | |||||
7 | 7 | 直流24V(+) | 7 |
| 14 | Ucn | Uc | 13 | ||||
8 | 8 | 直流24V(0) | 8 |
| 16 |
|
|
| 15 | |||
9 |
| 9 | 保护合闸入口 | 9 |
| 18 |
|
| 17 | |||
10 |
| 失电 告警 | 10 | 保护跳闸入口 | 10 |
| 20 |
|
| 19 | ||
11 | 11 | 保护合闸出口 | 11 |
| 22 |
|
| 21 | ||||
12 |
| 12 | 保护跳闸出口 | 12 |
| 24 |
|
| 23 | |||
13 | 工作电源(+) | 13 |
| 备用跳 闸出口 | 13 |
| 26 |
|
| 25 | ||
14 | 14 | 14 | 弹簧未储能开入 | SR-12XA 电容器综合保护装置 注:通讯方式选择: R:1、2存在 C:5、6存在 N:均不存在。 | ||||||||
15 |
| 15 | 闭锁操作 | 15 | 手动跳闸开入 | |||||||
16 | 工作电源(-) | 16 | 断路器常开触点 | 16 | 远方操作允许开入 | |||||||
17 | 17 | 断路器常闭触点 | 17 | 开入量4 | ||||||||
18 |
| 18 | 至合闸线圈 | 18 | 开入量5 | |||||||
19 | 机壳接地 | 19 | 至跳闸线圈 | 19 | 开入量6 | |||||||
20 | 20 | 接交流操作电源 | 20 | 开入公共端(24V-) |
图3 SR-121A、SR-122A装置背后接线端子图(交流操作)
注意:本端子图出口插件是针对交流操作的,当装置用于直流操作时,上述内容无效!
注:图中不平衡,SR-121A为电流输入,SR-122A为电压输入。
电源插件(C) | 主板插件(B) | 接口插件(A) | ||||||||
1 | 24V(+) | 直 流 电 源 输 出 | 1 | RS485-A | 2 | 跳闸信号 | +XM | 1 | ||
2 | 2 | RS485-B | 4 | 故障信号 | 合闸信号 | 3 | ||||
3 | 3 |
| 6 | 预告出口 | 5 | |||||
4 | 4 |
| 8 | 跳闸出口1 | 7 | |||||
5 | 24V(-) | 5 | CAN-H | 10 | 跳闸出口2 | 9 | ||||
6 | 6 | CAN-L | 12 | 合闸出口 | 11 | |||||
7 | 7 |
| 14 | Ian | 三相电流 | Ia | 13 | |||
8 | 8 |
| 16 | Ibn | Ib | 15 | ||||
9 |
| 9 |
| 18 | Icn | Ic | 17 | |||
10 |
| 失电 告警 | 10 |
| 20 | bpn | 不平衡 | bp | 19 | |
11 | 11 |
| 22 | Uan | 三相电压 | Ua | 21 | |||
12 |
| 12 |
| 24 | Ubn | Ub | 23 | |||
13 | 工作电源(+) | 13 |
| 26 | Ucn | Uc | 25 | |||
14 | 14 | 弹簧未储能开入 | SR-12XB 电容器综合保护装置 注:通讯方式选择: R:1、2存在 C:5、6存在 N:均不存在。 | |||||||
15 |
| 15 | 手动跳闸开入 | |||||||
16 | 工作电源(-) | 16 | 远方操作允许开入 | |||||||
17 | 17 | 开入量4 | ||||||||
18 |
| 18 | 合闸位开入 | |||||||
19 | 机壳接地 | 19 | 跳闸位开入 | |||||||
20 | 20 | 开入公共端(24V-) |
图4 SR-121B、SR-122B装置背后接线端子图
注:图中不平衡,SR-121B为电流输入,SR-122B为电压输入。
3.2.4接口插件
SR-120B系列含有本插件。可参考附录B,图B.4。
该插件包括电流变换器CT和电压变换器PT,用于将系统CT、PT的二次侧电流、电压信号转换成弱电信号,供A/D转换用,并起强弱电隔离作用。
在该插件内含有跳闸、合闸、预告及装置故障告警等继电器。
3.2.5 电源插件
装置工作电源采用交、直流两用开关电源,利用逆变原理输出本装置需要的4组电源。有5V,12V,24V(1)和24V(2)。四组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连,其中24V(2)供外部开入使用。电源插件的端子19和20两端子应与系统大地可靠连接。
3.2.6 人机对话板
人机对话板的核心采用16位单片机,其主要功能是显示保护输出的信息,扫描面板上的键盘状态。该板通过串行通讯方式与主板进行通讯。
本板采用汉字液晶显示,人机界面清晰易懂,操作简单。液晶显示具有屏幕保护功能。