小(xiǎo)電流接地系統

1概述

        RH-D6100接地選線裝置适用于電力系統中性點不接地或中性點經電阻、消弧線圈接地系統的單相(xiàng)接地選線，可廣泛用于發電廠、變電所及大型廠礦企業的供電系統作爲線路(lù)和母線單相(xiàng)接地故障報警或用于線路(lù)接地保護跳閘。

    裝置采用暫态法與穩态法相(xiàng)結合的選線方法，以暫态法爲主，穩态法爲輔。每台裝置最大可接入4段母線的4路(lù)零序電壓、36路(lù)零序電流進行選線。各段母線出線數可自(zì)由配置。

 

1.1命名規則：

2功能(néng)及特點

2.1 性能(néng)特點

a)        采用16位A/D，12.8kHz快速高(gāo)精度采樣，基于小(xiǎo)波包變換算(suàn)法對高(gāo)頻暫态電流進行分析，解決了純粹利用穩态電流選線不準的問題；

b)       綜合利用暫态過程的分析法與穩态過程的零序能(néng)量法輔以多(duō)種選線方案，進一(yī)步提高(gāo)了選線的準确率；

c)        選線準确率高(gāo)：金屬性接地故障準确率100%、在10Ω~1000Ω過渡電阻間歇性接地及弧光(guāng)接地準确率100%；

d)       适應性廣：适用于中性點不接地、消弧線圈接地或電阻接地系統；單相(xiàng)接地時可選出接地線路(lù)或母線；适用于架空線路(lù)、電纜線路(lù)或架空電纜混合線路(lù)；

e)        最大可監測4段母線、可檢測48條出線（每段母線并聯運行出線數不限，可以任意組合）；

f)        可自(zì)動檢測分析CT極性是否接反；

g)       支持錄波功能(néng)，記錄故障前10個周波及故障後10個周波的數據；

h)       可選配打印功能(néng)，能(néng)打印故障時的相(xiàng)關信息，便于查看(kàn)；

i)         可選配跳閘功能(néng)，能(néng)設置延時跳閘或不跳閘；

j)         故障發生(shēng)時，能(néng)顯示接地信息報告（類型、時間、電壓值和頻率），并給出報警；

k)       方便與綜合自(zì)動化接口。提供RS-232或RS-485、雙以太網通(tōng)訊接口，内置了多(duō)種通(tōng)訊協議；

l)         人機接口操作簡單方便，全中文菜單，顯示信息豐富直觀；

m)     現場CT變比、啓動電壓等可軟件(jiàn)設定，現場不需調整；

n)       保存500條最近發生(shēng)的接地信息、保存1024條最近發生(shēng)的SOE,失電後數據不丢失。

2.2功能(néng)：

2.2.1接地選線功能(néng)

a)        暫态選線法；

b)       零序過流方向選線法；

c)        PT消諧及PT斷線監測；

d)       重合閘功能(néng)；

e)        重合後加速保護；

2.2.2裝置自(zì)檢功能(néng)

a)        裝置自(zì)動檢測RAM、FLASH、A/D及電源消失等故障；

b)       自(zì)動檢測定值、配置、系數等參數。   

2.2.3通(tōng)訊功能(néng)

a)        裝置可提供三種通(tōng)訊模式：RS485通(tōng)訊、RS232通(tōng)訊、電口以太網通(tōng)訊、61850通(tōng)訊（訂貨時需說明）；

b)       裝置上(shàng)傳實時數據，包括母線電壓、電流、接地信息、諧波數據等數據；

c)        接收上(shàng)級下(xià)發的控制命令，包括：遙控、系統對時等。

2.2.4面闆顯示功能(néng)

面闆上(shàng)具有漢字液晶顯示、狀态指示燈和鍵盤操作，可方便地實現測量跟蹤監視。

2.2.5對時功能(néng)

a)        支持通(tōng)過通(tōng)訊的網絡對時；

b)       支持IRIG-B碼對時；

2.3 選配

RH-D6100接地選線裝置具有靈活的選配方式，用戶可根據需求，在機箱及闆件(jiàn)尺寸允許範圍内增加闆件(jiàn)。

3技(jì)術參數

3.1環境條件(jiàn)

3.1.1正常工(gōng)作大氣條件(jiàn)

a)         環境溫度：-10℃～+55℃；

b)        相(xiàng)對濕度：5%～95%（産品内部既不應凝露，也不應結冰）；

c)         大氣壓力：80kPa～106kPa。

3.1.1正常試驗大氣條件(jiàn)

a)         環境溫度：+15℃～+35℃；

b)        相(xiàng)對濕度：45%～75%；

c)         大氣壓力：80kPa～106kPa。

3.1.2基準試驗大氣條件(jiàn)

除非另有規定，對裝置固有準确度進行檢驗的環境大氣條件(jiàn)如下(xià)：

a)   環境溫度：（20±5）℃；

b)   相(xiàng)對濕度：45%～75%；

c)   大氣壓力：86kPa～106kPa。

3.1.3貯存、運輸環境條件(jiàn)

a)   裝置運輸中允許的環境溫度爲-40℃～+70℃，相(xiàng)對濕度不大于85%。在不施加任何激勵量的條件(jiàn)下(xià)，不出現不可逆變化。

b)   裝置貯存中允許的環境溫度爲-25℃～+55℃，相(xiàng)對濕度不大于85%。

3.1.4周圍環境

裝置的安裝環境應符合以下(xià)要求：

a)         裝置的使用地點應無爆炸危險、無腐蝕性氣體及導電塵埃、無嚴重黴菌、無劇烈振動源；

b)        不存在超過本說明書3.3規定的電磁幹擾；

c)         有防禦雨、雪、風、沙、塵埃及靜電的措施；

d)        場地應符合GB/T 9361-2011中B類安全要求，接地電阻應符合GB/T 2887-2011中5.8的規定。

3.2額定電氣參數

3.2.1工(gōng)作電源

a)         額定工(gōng)作電壓：AC/DC 220V；

b)        允許偏差：-20%～+15%；

c)         波紋系數：不大于5%。

3.2.2交流回路(lù)

a)   交流電流In：1A/5A；

b)   交流電壓Un：100/QUOTE

c)   頻率：50Hz。

3.2.3功率消耗

a)         直流電源回路(lù)：正常工(gōng)作時，不大于25VA；裝置動作時，不大于30VA。

b)        交流電壓回路(lù)：額定電壓爲100V時，每相(xiàng)不大于1VA；

c)         交流電流回路(lù)：額定電流爲1A時，每相(xiàng)不大于0.5VA；額定電流爲5A時，每相(xiàng)不大于1VA。

3.2.4輸出觸點

a) 在電壓不超過250V，電流不超過0.5A，時間常數爲5±0.75ms的直流回路(lù)中，裝置輸出觸點的斷開容量爲50W，允許接通(tōng)電流不超過5A；

b) 在電壓不超過250V的交流回路(lù)中，裝置輸入觸點的斷開容量爲50W，允許接通(tōng)電流不超過5A。

3.3抗幹擾能(néng)力 

a)   裝置能(néng)承受IEC60255-22-4：2008（GB/T14598.10-2012）規定的嚴酷等級爲A級的快速瞬變幹擾試驗；

b)   裝置能(néng)承受IEC60255-22-5：2008（GB/T 14598.18-2012）中規定的嚴酷等級不低(dī)于Ⅳ級的浪湧（雷擊）幹擾試驗；

c)   裝置能(néng)承受IEC60255-22-6：2001（GB/T 14598.17-2005）中規定的嚴酷等級不低(dī)于Ⅲ級的射頻場感應的傳導抗幹擾試驗；

d)   裝置能(néng)承受IEC60255-22-7：2003 （GB/T 14598.19-2007）中規定的嚴酷等級爲A級的工(gōng)頻抗擾度試驗，試驗期間及試驗後的産品的性能(néng)應符合該标準的規定；

e)   裝置能(néng)承受IEC61000-4-8：2009（GB/T17626.8-2006）中規定的嚴酷等級不低(dī)于V級的工(gōng)頻磁場抗幹擾試驗；

f)   裝置能(néng)承受IEC61000-4-9:2016(GB/T17626.9-2011)中規定的嚴酷等級不低(dī)于V級的脈沖磁場抗幹擾試驗；

g)   裝置能(néng)承受IEC61000-4-10:2016(GB/T17626.10-1998)中規定的嚴酷等級不低(dī)于V級的阻尼振蕩磁場抗幹擾試驗；

h)   裝置能(néng)承受IEC61000-4-11:2017(GB/T17626.11-2008)中規定的嚴酷等級不低(dī)于電壓突降30%UT、0.5s，電壓中斷100%UT、100ms，電壓變化40%UT抗幹擾試驗；

i)   裝置符合IEC60255-26：2013（GB/T14598.26-2015）中規定的電磁發射限值的規定。

4工(gōng)作原理

     小(xiǎo)電流接地系統是指中性點不接地、經消弧線圈接地或經高(gāo)阻接地方式的電力系統，國内大部分66KV及以下(xià)電網都采用這種接地方式。它的主要缺點是在發生(shēng)單相(xiàng)接地故障時無法迅速确認問題出在哪一(yī)條線路(lù)上(shàng)。由于這種故障引起的相(xiàng)電壓升高(gāo)對系統的絕緣性能(néng)構成很大威脅，必須迅速查出故障線路(lù)并加以排除。

      接地故障暫态過程與電網結構、參數、運行方式相(xiàng)關。暫态電流遠大于穩态電容電流，暫态最大電流值與故障電壓初始相(xiàng)角有關，暫态電流不受消弧線圈的影響，孤光(guāng)接地和間歇性接地暫态分量更豐富。

     本裝置采用暫态過程的分析法與穩态過程的零序能(néng)量法實現智能(néng)選線。其工(gōng)作原理如下(xià)：

     當小(xiǎo)電流系統發生(shēng)單相(xiàng)接地時，暫态電流分布特征是：故障線路(lù)的零序電流幅值最大且爲其它非故障線路(lù)零序電流幅值之和。本裝置采用相(xiàng)對相(xiàng)位概念即用電流之間的方向或電流與電壓之間的超前與滞後關系，判定出是母線故障還是線路(lù)故障；若是線路(lù)故障則準确選出故障線路(lù)。由于采用的都是相(xiàng)對原理，克服了運行方式變化、接地電阻及線路(lù)長短的影響，并且不需整定。

    系統無單相(xiàng)接地故障時，裝置處于監視狀态，當PT開口三角輸出零序電壓大于整定值（出廠設置爲30V）時，起動暫态選線判據，此時CPU将提取采集的零序電壓和所有零序電流的暫态數據進行濾波、排序、判斷、經過多(duō)次綜合分析後，選出接地線路(lù)，并将接地故障信息（如接地起始時刻、故障線路(lù)号、故障累計時間等），送液晶屏顯示，并将判斷結果送繼電器(qì)輸出。暫态法判斷爲母線故障時，母線接地出口動作。

     爲了防止瞬間性接地或鐵磁諧振引起跳閘，暫态法經選線出口經定值延時輸出。當延時條件(jiàn)滿足且零序電壓高(gāo)于零序電壓越限定值，并且沒有消諧輸出時，對應的繼電器(qì)才會出口。否則選線結果隻有在報文顯示。選線報文時間爲選線所有時間非出口時間。

    暫态法選線法的零序電流門檻值爲2mA，如該線路(lù)零序電流二次值小(xiǎo)于2mA則認爲該線路(lù)未投入，不參與選線。

5 結構原理

機箱采用嵌入式安裝方式，箱後接線。

本裝置基本配置包括6個功能(néng)插件(jiàn)（遙控插件(jiàn)，通(tōng)訊插件(jiàn)，電流采集量插件(jiàn)，電壓采集量插件(jiàn)，遙信插件(jiàn)，電源插件(jiàn)）和一(yī)塊液晶闆，各插件(jiàn)基本功能(néng)如下(xià)：

5.1電流采集/模拟量處理插件(jiàn)（最多(duō)4塊電流采集闆12*4路(lù)出線）

每一(yī)塊電流采集/模拟量處理插件(jiàn)具備采集12個單相(xiàng)電流，電壓、電流模拟量處理的功能(néng)。

電流采集/模拟量處理插件(jiàn)有兩部分構成，電流采集量闆和模拟量處理闆。現場可以在不拆裝置電流線的情況下(xià)更換模拟量插件(jiàn)，方便裝置維護。電流采集/模拟量處理插件(jiàn)構成整個裝置功能(néng)的核心。

電流采集量插件(jiàn)采用嵌入式32位ARM處理器(qì)構成簡捷高(gāo)效的數據采集和處理系統，硬件(jiàn)具有兩級看(kàn)門狗保證系統在異常時能(néng)及時複位，完善的軟硬件(jiàn)自(zì)檢保證系統在運行時保證可靠性；交流二次側信号經隔離變換爲小(xiǎo)電流或小(xiǎo)電壓信号，經濾波調整後輸入到(dào)A/D。選用16位高(gāo)精度A/D芯片保證采樣精度。

5.2電壓采集量插件(jiàn)

電壓采集量插件(jiàn)具備采集4組電壓的功能(néng)。

每組電壓采集：UA、UB、UC、UO可計算(suàn)UAB、UBC、UCA以及采集各組電壓17Hz、25Hz、50Hz、150Hz、250H的諧波量。

電壓采集量插件(jiàn)具備抗EMC幹擾硬件(jiàn)設計，使裝置可在複雜電磁環境下(xià)準确采集電壓數據。

5.3出口插件(jiàn)

硬件(jiàn)設計兩級啓動，而且具備嚴密的硬件(jiàn)邏輯判斷，使裝置可靠動作。

出口插件(jiàn)采用嵌入式32位ARM處理器(qì)構成簡捷高(gāo)效的遙控處理系統，硬件(jiàn)具有兩級看(kàn)門狗保證系統在異常時能(néng)及時複位，完善的軟硬件(jiàn)自(zì)檢保證系統在運行時保證可靠性。

5.4電源插件(jiàn) 

提供裝置的工(gōng)作電源，具備失電告警功能(néng)。

電源的輸入和輸出具備完善的EMC硬件(jiàn)電路(lù)設計，使裝置可在複雜的電磁環境下(xià)可靠運行。

5.5開入插件(jiàn)

共48路(lù)遙信輸入，并具有防抖動功能(néng)(防抖時間可整定)。

開入插件(jiàn)采用嵌入式32位ARM處理器(qì)構成簡捷高(gāo)效的遙信處理系統，硬件(jiàn)具有兩級看(kàn)門狗保證系統在異常時能(néng)及時複位，完善的軟硬件(jiàn)自(zì)檢保證系統在運行時保證可靠性。

5.6通(tōng)訊插件(jiàn)

a）串口通(tōng)訊：能(néng)夠提供一(yī)路(lù)RS232;三路(lù)485通(tōng)訊（部頒IEC60870-5-103規約、部頒IEC60870-5-101規約或MODBUS規約）；所有接口都經過隔離輸出，提高(gāo)裝置的抗幹擾性能(néng)。

b）電口以太網通(tōng)訊：能(néng)夠提供3路(lù)電口以太網通(tōng)訊（IEC60870-5-104）。

b）通(tōng)訊插件(jiàn)采用嵌入式32位ARM處理器(qì)構成簡捷高(gāo)效的通(tōng)訊處理系統，硬件(jiàn)具有兩級看(kàn)門狗保證系統在異常時能(néng)及時複位，完善的軟硬件(jiàn)自(zì)檢保證系統在運行時保證可靠性。

5.7液晶闆(人機接口闆)

液晶闆配有便捷的輸入鍵盤和豐富的大屏幕液晶顯示，爲用戶提供了良好的操作界面；該闆接收測量數據、開關量數據及各種故障告警信息供用戶浏覽，同時用戶還可以調整系統開入量去抖時間、修改電壓變比、電流變比、設置裝置通(tōng)訊地址、做遙控傳動實驗和系統時間等，增加了系統使用的靈活性。

6 安裝

危險：在安裝RH-D6100裝置過程中，裝置帶有的危險電壓有可能(néng)會導緻設備永久性損壞或人員傷亡。這些電壓主要分布在裝置端子的交流電流輸入、交流電壓輸入、開關量輸入、繼電器(qì)輸出和工(gōng)作電源、控制電源等回路(lù)。本裝置的安裝、調試和檢修操作僅限于經過授權和嚴格培訓的工(gōng)程技(jì)術人員。

6.1開孔和固定

a)環境條件(jiàn)：RH-D6100裝置必須安裝在遠離熱源和強電磁場的幹燥、整潔處（如開關櫃二次儀表室）。要求安裝裝置的屏櫃能(néng)夠防止裝置遭受油氣、鹽霧、灰塵、腐蝕性蒸汽或其它能(néng)通(tōng)過空氣擴散的有害物(wù)質的污染。爲便于接線和現場調試，要求屏櫃的門能(néng)完全打開，安裝空間有一(yī)定的裕量，用于接線和放(fàng)置櫃内端子排、短接片、按鈕、指示燈及其它附件(jiàn)。

b)具體安裝操作：将裝置從正面推入方孔内，然後從屏櫃後面擰緊裝置的兩個螺杆，使裝置面闆貼緊在屏櫃前面闆上(shàng)，要求無晃動，無傾斜。

注意：在現場安裝過程中，操作人員可能(néng)會碰到(dào)緊挨裝置的開關或斷路(lù)器(qì)，應該對這些開關或斷路(lù)器(qì)做上(shàng)相(xiàng)關标記并采取安全措施，避免造成安全事(shì)故。

7操作說明

7.1上(shàng)電

注意：隻有當所有安裝操作和電氣接線已完成，并檢查确認安裝和接線正确後，才可以對裝置進行上(shàng)電操作。爲防止可能(néng)發生(shēng)的意外情況，在裝置第一(yī)次上(shàng)電之前，應将各種受裝置出口繼電器(qì)控制的一(yī)次設備退出運行。

a)裝置上(shàng)電初始化後，在讀取數據并檢查無誤後，主機模塊的初始化工(gōng)作完成。如果讀取數據失敗，則裝置會禁止相(xiàng)關的功能(néng)（包括保護、測量、監視、控制等），并發送裝置自(zì)檢出錯告警信号。

b)裝置正常運行時，運行指示燈每秒(miǎo)鍾閃爍1次。如有異常，請立即與我公司客戶服務中心聯系。

7.2觸摸屏操作

RH-D6100裝置設計了便捷的點對點觸摸屏操作和豐富的顯示信息，爲用戶提供了友(yǒu)好的使用界面。借助該界面可以很方便地浏覽測量數據、修改定值系數、進行傳動實驗。除此之外，系統還提供了詳盡的故障告警信息和追憶SOE的功能(néng)，幫助用戶及時準确地處理問題。