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HR-WJ4.2.3-07p小电流接地选线装置技术方案

HR-8000型

小电流接地系统单相接地故障选线

技术方案

北京豪锐达科技有限公司

一、概述

小电流接地系统

小电流接地系统是指中性点不接地、经消弧线圈接地或经高阻接地方式的电力系统,国内大部分66kV及以下电网都采用这种接地方式。它的主要缺点是在发生单相接地故障时无法迅速确认问题出在哪一条线路上。由于这种故障引起的相电压升高对系统的绝缘性能构成很大威胁,必须迅速查出故障线路并加以排除。

单相接地故障

单相接地故障是指小电流接地系统(中性点不接地、经消弧线圈接地或经高电阻接地)中的某一相发生的接地故障。是电网系统中最常见的故障,单相接地故障对电网运行的安全、可靠性和经济性会产生很大影响。

小电流接地系统单相接地故障选线装置

在小电流接地系统中,用于检测单相接地故障线路的装置。

选线装置执行标准

DL/T 872-2016 小电流接地系统单相接地故障选线装置技术规范;

Q/GDW369-2009 小电流接地系统单相接地故障选线装置技术规范;

二、HR-8000型选线装置特点

(1)选线装置实时采集系统故障信号,应用多种选线方法进行综合选线,具体包括:群体比幅比相法、五次谐波法、小波法、首半波法、有功分量能量法、零序电流突变量法。装置通过粗糙集理论确定各种选线方法的有效域,根据故障信号特征自动对每一种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估,应用证据理论将多种选线方法融合到一起,最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补。为了避免故障信号受到干扰而导致误选,装置采用了连续选线方法,每隔一定时间(1秒)重新采集数据进行分析,只要故障没有消失,装置的选线计算就不停止。

(2)装置具有故障录波功能,可以提供故障前后的波形,包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可保存现场故障录波数据和选线结果20000次。

(3)装置具备跳闸功能,大容量触点可以直接接入跳闸回路,实现选线后的故障切除。也可与自动重合闸结合,实现选线后的自动消弧和进一步确认(可选功能)。

(4)装置具备消谐功能,能够消除1/3分频、1/2分频、基频、3倍频、5倍频的铁磁谐振(可选功能)。

(5)适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地和经高阻接地等接地方式。适用于母线加装消弧装置的系统。适用于不同电压等级(66kV、35kV、20kV、10kV、6kV、3kV)的系统。

(6)装置能准确识别直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型,在现场工作人员的配合下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。

(7)选线装置具有自检功能,死机自恢复功能。并能监视各线路出口处接地电容电流和各段母线零序电压。

(8)选线装置具有与远动装置的接口功能。可以提供遥信无源节点、标准RS232、485、422串口接口。装置采用标准CDT规约。

(9)装置根据各段母线的零序电压变化自动判断系统运行方式,即各段母线并列运行或是分段运行。

(10)选线装置具有系统不平衡过滤功能,在不接地状态下装置实时监测各线路出口处不平衡电流,在系统发生接地时有效地将不平衡电流滤掉,从而保证选线的准确性。

(11)装置能够自动判断接入零序电压、电流信号的极性接反情况,保证选线的正确性。

(12)采用Windows CE操作系统,操作简单直观。支持鼠标、键盘、以太网、USB。

(13)超低功耗芯片更适合工业级环境,板卡的模块化设计使维护变得更加简单。

三、HR-8000型选线装置技术规格

3.1技术参数

(1)装置电源额定工作电压:交流220V 50Hz或直流220V。

(2)装置功耗:P<15W。

(3)接入装置的母线PT二次零序电压:3U0≤200V(交流有效值)。

(4)接入装置的线路CT二次零序电流:2mA≤3I0≤5A(交流有效值)。

(5)装置动作启动电压:交流1-100V可调(默认设置交流有效值15V)。

(6)零序电压测量精度:0.2%(相对引用误差)。

(7)零序电流测量精度:0.2%(相对引用误差)。

(8)装置完成一次综合判据选线时间:20-100ms可调。

(9)触点容量:报警,直流220V,0.5A;跳闸,直流220V,8A。

(10)同RTU和综自站通信方式:无源节点和串口 RS232、485、422、以太网;通信规约采用标准CDT规约。对于智能变电站可以实现IEC61850通信。

3.2硬件配置

(1) 选线装置采用高速ARM芯片,机身为标准4U机箱。

(2) 装置由底板、主板、PT/CT板、开关量输出板、交直流电源、液晶大屏幕、按键、金属机箱等组成。各种卡、板安装在密闭的机箱中,采用插拔式设计,整套设备集中、紧凑、密封性好、扩展性强、便于维护。

(3) 前板配有5.7’TFT LCD大屏幕、功能按键。底板、主板、电源适用于工业环境,低功耗,无旋转元件,可靠性高。

(4) 选线装置配备看门狗电路,确保装置连续稳定运行。

(5) 系统具有良好的人机对话功能,易于操作人员掌握使用。

四、品质保证

4.1出厂检验

HR-8000选线装置出厂前必须进行出厂检验,具体检验项目如表4‑1所示。

表4‑SEQ 表 \* ARABIC \s 11出厂检验项目表

检验项目名称

出厂检验项目

a)结构与外观

b)功能和性能试验

c)连续通电

d)绝缘性能

“绝缘性能”检验,只进行绝缘电阻测量和介质强度试验,不进行冲击电压试验

4.2投运前检验

装置在完成现场安装调试投入运行前,必须进行的检验如表4‑2所示。

表4‑SEQ 表 \* ARABIC \s 12投运前检验项目表

检验项目名称

投运前检验项目

a)选线功能

b)故障录波功能

c)远程维护功能

d)接地记忆功能

e)接地信号输出(复归)

f)设置功能

g)选配功能

h)绝缘性能

“绝缘性能”检验,只进行绝缘电阻测量和介质强度试验,不进行冲击电压试验

五、适用范围及订货须知

5.1适用范围

(1) 中性点不接地系统。

(2) 中性点经消弧线圈接地系统。

(3) 中性点经高电阻接地系统。

母线上装有消弧装置(消弧柜)的小电流接地系统。

5.2选型表(表5-1)

表5‑2配套设备选型表

规格

可选线路

母线段数

定货周期(天)

功能

备 注

HR-8000-16B

14

2

7

选线、综合接地报警、串口通讯,

4U机箱、标准配置

HR-8000-32B

28

4

7

HR-8000-48B

42

6

7

HR-8000-16Y

14

2

7

选线、单独接地报警、串口通讯,

4U机箱、远动配置

HR-8000-32Y

28

4

7

HR-8000-48Y

42

6

7

HR-8000-16T

14路跳闸

2

7

选线、跳闸、装置失电报警、串口通讯

 

4U机箱

 

HR-8000-32T

28路跳闸

4

7

HR-8000-48T

42路跳闸

6

7

HR-8000-16B/2X

14

2

7

选线、综合接地报警、串口通讯

4U机箱、具备

二次消谐功能

HR-8000-32B/4X

28

4

7

HR-8000-48B/6X

42

6

7

说明:我公司可根据用户要求提供组屏方案

六、HR-8000使用简介

6.1功能键操作说明

HR-8000型小电流接地故障选线装置提供了16个功能健,功能健使用说明如下:

(1)左右键(← →键)

在选线装置的所有人机对话界面上,左右键的功能都是在显示屏的各个操作目标之间移动光标,用来选择操作目标(包括按钮框、输入框、数据)。在主界面中每单击一下

左或右键,光标即向上或向下移动一个操作目标;进入“参数设置”“线路设置”“时间

设置”“系统测试”“故障记录”等界面后,每单击一下左或右键,光标即向左或向右移动一个操作目标。当光标移动到某一操作目标上时,这个被选中的操作目标的背景颜色立即由蓝变白,框内文字的颜色则同时由白变蓝。反之,光标离开后则恢复为原来的颜色。

(2)上下键(↑ ↓键) 及C键

上下键能够实现功能按钮的上下切换,在主界面操作作用与左右键相同。1.进入“参数设置”界面,当光标选中有下拉菜单的对话框,上下键可以实现下拉菜单内部各选项的切换:当光标选中没有下拉菜单的对话框,上下键可以方便的实现对话框内数值的增减。 2.进入参数设置界面上下键只可以更改线路对应的母线段数,而其他的(如线路序号、变比、电流)数值则不能被修改。也不能实现光标的上下移动。3.进入“时间设置”“系统测试”操作界面,上下键可以实现光标选中对话框内数值的增减。4.进入“故障记录”操作界面,上下键能够随意的选择接地故障记录。

“C”键为清除键。当光标选中所有可更改对话框,按下“C”键,对话框内历史数据清除,用户可以从新输入对应的参数。

(3)确认键

确认键仅对功能按钮起作用,按下确认键后,系统即开始执行被选中的功能按钮所确定的操作。

(4)0-9键

用于修改各种参数的数值。

6.2参数设置说明

主菜单界面:HR-8000选线装置启动后自动进入(图6-1)所示的主菜单界面 (该画面中,光标停留在“参数设置”框):

(图6-1)主菜单界面

(1)运行状态显示

在主菜单界面(图6-1)左下方显示系统状态,共有如下状态:

“系统正常运行”

“装置故障A/D卡故障”

“装置串口故障”

“发生单相接地故障”

“电压临界”

“发生铁磁谐振”

“零序电压越限,但零序电流很小,可能PT故障”

“有效域以外”

“零漂过大,AD通道有问题”

(2)参数设置界面

将主菜单界面光标停留在“参数设置”框,按下确认键即进入“参数设置”界面(图6-2)。

(图6-2)参数设置界面

该功能框包括如下功能:①中性点接地方式,用户可以设定各条母线中性点的接地方式,有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、经消弧柜接地三种方式;②故障启动电压(二次值),用户根据保护整定计算定值设定此参数;③报警方式:设为0表示不使用硬结点报警,只通过232串口报警;设为1表示使用硬结点报警,同时通过232串口报警;设为2表示不使用硬结点报警,只通过485串口报警;设为3表示使用硬

结点报警,同时通过485串口报警;④延迟时间,用户可以设置故障发生后经过多长时间(秒量级)发出信号,推荐为3-5秒;⑤源地址,用户可以设置串口通信的源地址;⑥目标地址,用户可以设置串口通信的目标地址;⑦波特率,用户可以设置串口通信的波特率。用户在填写完毕这参数后,按确认键返回主菜单。

(3)线路设置界面

将主菜单界面光标停留在“线路设置”框,按下确认键即进入“线路设置”界面(图6-3),可对线路属性进行查看和调整。

线路属性包括线路编号、线路所属母线、线路零序CT变比以及各条线路的零序电流启动值。屏幕上显示14个线路编号。按“上页”,则显示前14条;按“下页”,则显示后14条;按“保存”,保存修改设置结果;按“返回”,则返回主菜单界面。

(4)日期时间设定界面

将光标停留在“日期时间”框,按下确认键即进入“日期时间”界面(图6-4),可对系统日期和时间调整。

(图6-4)日期时间设置界面

用左右键选中时间日期框后,按确认键后,显示界面自动切换为时间日期调整画面,通过操作左右及上下键,可以逐一地对系统日历年、月、日和时钟时间时、分、秒这六个参数进行设定或修改。日期时间参数设置完毕之后,按一下确认键返回主界面菜单。

(5)系统测试界面

将主菜单界面光标停留在“系统测试”框,按下确认键即进入“系统测试”界面(图6-5)。

模拟量输入:AD输入值为01至48,AD通道改变后,下面对应显示该通道的输入值,如果输入的值不在这个范围,则显示为0。母线零序电压3U0,单位为V;线路零序电流3I0,单位为A。

开关量输出:DO输出通道的值为01至48,此时若将焦点处于“输出”按钮,则输出开关量,值为1;若将焦点处于“复位”按钮,则所有通道都输出0。

开关量输入(常规选线装置无此功能):DI输入通道的值为01至32。此时若将焦点处于对应通道,则获得相应通道的开关量输入。

按“返回”,则返回主菜单界面。

(6)故障记录界面

将主菜单界面光标停留在“故障记录”框,按下确认键即进入“故障记录”界面(图6-6)。进入该界面可以查看已经发生的故障情况,包括各次接地故障发生的时间,持续时间和选线结果。

(图6-6)故障记录显示界面

该界面中调入片外Flash上存储的数据,屏幕上显示故障记录。按“返回”,则返回主菜单界面。

(7)故障显示界面

当系统发生单相接地时,HR-8000装置启动并进行选线后,会报告发生的故障情况,显示界面如下(图6-7)。

图6-7)单相接地故障显示界面

七、HR-8000选线装置附图

7.1外形尺寸示意图(图7-1)

(图7‑1)选线外形尺寸示意图

7.2开孔尺寸示意图(图7-2)

7.3控制屏配线安装示意图(图7-3)

附件1

系统设备配置表

序号

设备名称

数量

关键参数

1

小电流接地系统单相接地故障选线装置

 

 

2

测量互感器

 

 

3

控制屏

 

 

4

 

 

 

附件2

通信规约说明

选线装置采用CDT规约,传送上行信息。系统正常运行时,每隔500ms上传1帧数据;如发生单相接地故障,每隔500ms上传1帧数据;如装置出现异常,则停止上传数据。为保证装置时间正确,装置接收主站的下行信息进行对时。装置CDT规约点表信息如(表7-1)。

(表7-1) CDT规约点表

信息字

点号

序列号

点号对应的线路名称

装置【系统测试】项中对应DO通道号

信息字1---字节1

(F0)

01H

1

一段母线接地

1

02H

2

二段母线接地

2

04H

3

三段母线接地

17

08H

4

四段母线接地

18

10H

5

五段母线接地

33

20H

6

六段母线接地

34

信息字2---字节1

(F1)

01H

1

线路1接地

3

02H

2

线路2接地

4

04H

3

线路3接地

5

08H

4

线路4接地

6

10H

5

线路5接地

7

20H

6

线路6接地

8

40H

7

线路7接地

9

80H

8

线路8接地

10

信息字2---字节2

(F1)

01H

9

线路9接地

11

02H

10

线路10接地

12

04H

11

线路11接地

13

08H

12

线路12接地

14

10H

13

线路13接地

15

20H

14

线路14接地

16

40H

15

线路15接地

19

80H

16

线路16接地

20

信息字2---字节3

(F1)

01H

17

线路17接地

21

02H

18

线路18接地

22

04H

19

线路19接地

23

08H

20

线路20接地

24

10H

21

线路21接地

25

20H

22

线路22接地

26

40H

23

线路23接地

27

80H

24

线路24接地

28

信息字2---字节4

(F1)

01H

25

线路25接地

29

02H

25

线路26接地

30

04H

27

线路27接地

31

08H

28

线路28接地

32

信息字3---字节1

(F2)

01H

29

线路29接地

35

02H

30

线路30接地

36

04H

31

线路31接地

37

08H

32

线路32接地

38

10H

33

线路33接地

39

20H

34

线路34接地

40

40H

35

线路35接地

41

80H

36

线路36接地

42

信息字3---字节2

(F2)

01H

37

线路37接地

43

02H

38

线路38接地

44

04H

39

线路39接地

45

08H

40

线路40接地

46

10H

41

线路41接地

47

20H

42

线路42接地

48

附件3

客服现场勘察表(选线)

项目名称

 

项目地点:

 

项目类型

   □选线      □消弧      □消谐      □其它产品  (                )

项目性质

   □新设备安装            □老旧设备改造              □其他:

全站电压等级

   □220kV     □110kV    □66kV      □35kV     □其他电压等级:

配电室/变电站

   □配电室/开闭站        □变电站       □发电厂□风电厂

系统中性点接地方式

□不接地        □经消弧线圈接地           □经高阻接地           □其他:_____________________

设备电压等级

   □66kV      □35kV      □10kV     □6kV     □其他电压等级:

(   )kV母线段数(请以“I+II+III+IV”格式填写):                 出线路数:

(   )kV母线段数(请以“I+II+III+IV”格式填写):                 出线路数:

母联开关数量:             母联状态(常规运行):             母联状态(特殊运行):

资料获取: □图纸       □照片      □运行数据      □说明书□其他

后台通讯

综自厂家:                     通讯方式:                    特殊要求:

控制屏安装地点

□主控室□开关室□其他位置:

如需提供屏体,是否有安放位置:  □无      □有(附现场照片)

二次装置安装位置

□控制屏(名称):

□开关柜(名称):

□其他屏体(名称):

是否需要提供控制屏

□需要

尺寸:         颜色:       门轴(面对屏正面):       规格(19或21英寸):

□不需要

□现场屏体名称(设备安装):

现场屏体参数
(附现场照片)

规格:□标准19英寸屏   □标准21英寸屏□其他规格:

屏体尺寸:□800*600*2260□800*600*2360□其他尺寸:

屏体颜色(色标号):

屏体位置: □主控室    □开关室     □其他位置:

□需要现场配屏,辅料包括:□横梁  □线槽  □导轨  □空开  □导线  □端子  □其他: 

4U装置安装是否需要现场开孔: □需要      □不需要 

简单描述:

安装空间描述(附照片):

现场柜体参数

(附现场照片)

□需要现场配屏,辅料包括:□支架  □线槽  □导轨  □空开  □导线  □端子  □其他: 

已安装设备是哪种、是否需要开孔、空间尺寸是否满足、有无配线空间、是否方便施工等,请描述:

零序CT情况

(附现场照片)

□需要提供零序CT

CT变比:         电缆规格:            特殊情况(多电缆):

□需要安装    

 □需要支架,支架规格描述:

安装位置:□开关柜      □电缆沟      □其他位置:

□不需要提供零序CT

□三相合成      □独立零序CT         □其他情况:

线缆情况

□需要提供控制电缆    

电缆规格:               电缆敷设长度/条(m):        电缆总长度(m):

□需要提供通讯线    

通讯线规格:             通讯线敷设长度/条(m):       通讯线总长度(m):

现场资料索取

□一次系统图   □二次原理图   □二次接线图   □平面布置图     □说明书       □技术协议     □其他:

其他情况说明

(附现场照片)

 

现场勘察责任人:     日期:               审核人:             日期:

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