微機保護測控裝置綜述

1、KY-8100微機保護測控裝置綜述01 概述KY-8100系列微機保護測控裝置針對于35KV及其以下電壓等級配電網(wǎng)用電系統(tǒng)、工礦企業(yè)用電系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)而設(shè)計，具備完善的保護、測量、控制與監(jiān)視功能，為配電網(wǎng)系統(tǒng)、工礦企業(yè)用電系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)的供電安全及其自動化提供完整的解決方案，可有力的保證它們的安全穩(wěn)定運行。KY-8100系列微機保護測控裝置按分布式原則、在間隔層按對象進行設(shè)計，可集中組屏安裝，也可分散安裝在開關(guān)柜上或者就地安裝于戶外開關(guān)場；可使用在變電站、發(fā)電廠、開關(guān)站、用戶變的新建與改造工程，也可用在城市電網(wǎng)、樓宇等供電系統(tǒng)。KY-8100系列微機保護測控裝置包括以下裝置種類：對象型 號

2、名 稱適 用 范 圍 說 明線路KY-8120線路保護測控裝置35KV及以下電壓等級小電流接地系統(tǒng)進線、出線和母聯(lián)備自投KY-8130備自投裝置35KV及以下電壓等級備自投電容器KY-8150電容器保護測控裝置35KV及以下電壓等級單Y型、雙Y型、型接線電容器電動機KY-8160電動機保護測控裝置10KV及以下電壓等級大中型異步電動機變壓器KY-8180變壓器保護測控裝置35KV及以下電壓等級配電變、所用變、接地變、整流變PTKY-8190電壓保護測控裝置10KV及以下電壓等級母線PT02 主要特點A高標(biāo)準(zhǔn)的通用硬、軟件平臺：采用TI公司150MIPS、8條流水線技術(shù)的高性能32位DSP處理器

3、，配置大容量的RAM和Flash Memory，使產(chǎn)品具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和記憶能力，重要信息掉電不丟失；專業(yè)的嵌入式操作系統(tǒng)保證裝置安全、穩(wěn)定、可靠運行。B 高精度測量表計系統(tǒng)高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，專業(yè)的模擬量采集調(diào)理電路，1600Hz的高采樣率，結(jié)合高性能的數(shù)字濾波器和數(shù)據(jù)處理算法，使裝置具有較強的精度性能，測量計及13次諧波。C 強大的通訊處理能力RS485和eCAN現(xiàn)場總線接口，集成IEC103、CAN2.0等標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)動傳輸規(guī)約，支持雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，專門的通訊防雷技術(shù)，大大增強網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性和抗干擾性。D 友好的人機界面大屏幕全漢化液晶顯示器，操作簡單方便，豐富的指示燈指示裝置不同的工作狀態(tài)

4、。E 完善、可靠的診斷、測試功能軟硬件自動檢測和監(jiān)視，確保裝置運行的高可靠性；完善的測試命令來實現(xiàn)對裝置功能的測試。F 高標(biāo)準(zhǔn)的電磁兼容性能對電磁兼容給予了極大的關(guān)注，從各個獨立環(huán)節(jié)以及整體上進行電磁兼容設(shè)計，采用4U背插式機箱和特殊的屏蔽措施，通過國家9項電磁兼容試驗，裝置具有高可靠性。G現(xiàn)場免維護概念精心的電氣設(shè)計，整機無可調(diào)器件，軟件自動修正裝置的系統(tǒng)誤差。H獨立的操作防跳回路根據(jù)用戶的需要可以選擇是否配置操作防跳回路，具有較好的靈活性和適應(yīng)性。03 技術(shù)指標(biāo)3.1 性能指標(biāo)環(huán)境條件工作環(huán)境溫度：-1055；相對濕度： 月平均最大相對濕度為 90，月平均最低溫度為25且表面無凝露；大氣壓

5、力： 80kPa110kPa。電氣絕緣性能絕緣電阻： 用開路電壓為500V遙表測定裝置絕緣電阻值不小于100M；介質(zhì)強度： 承受GB/T 14598.3-2006規(guī)定交流電壓強電回路2kV、弱電回路1000V的介質(zhì)強度試驗；沖擊電壓： 承受GB/T 14598.3-2006規(guī)定峰值強電回路5KV，弱電回路1KV的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊電壓試驗。機械性能振動： GB/T 11287-2000規(guī)定I級振動耐久能力實驗和I級振動響應(yīng)能力試驗； 沖擊： GB/T 145371993中規(guī)定I級沖擊響應(yīng)試驗，規(guī)定I級沖擊耐久試驗； 碰撞： GB/T 14537-1993中4.3規(guī)定I級碰撞試驗。電磁兼容性能振蕩波

6、抗擾度： GB/T 14598.13-1998 / III級；靜電放電抗擾度： GB/T 14598.14-1998 / 級；射頻電磁場輻射抗擾度： GB/T 14598.9-2002 /III級；電快速瞬變脈沖群抗擾度： GB/T 14598.10-2007 / IV（A）級；浪涌抗擾度： GB/T 14598.18-2007/ III級；射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)騷擾抗擾度： GB/T 14598.17-2005/III級；工頻抗擾度： GB/T 14598.19-2007 / IV級；傳導(dǎo)發(fā)射限值： 符合GB/T 14598.16-2002規(guī)定傳導(dǎo)發(fā)射限值要求；輻射發(fā)射限值： 符合GB/T 1459

7、8.16-2002規(guī)定輻射發(fā)射限值要求。3.2 技術(shù)參數(shù)額定參數(shù)電源電壓：AC220V/DC220V；交流電壓：100V或57.74V；交流電流：5A或1A（按訂貨要求）；頻率：50Hz。動作誤差電流誤差： ±5或0.1A；電壓誤差： ±5；延時誤差： ±50ms或3； 角度誤差： 5.0°。功率消耗電源回路： 正常工作不大于15W，保護動作不大于20W；交流電流回路：In=5A時不大于1.0 VA/相，In=1A時不大于0.5 VA/相；交流電壓回路：額定電壓下不大于0.5 VA/相。測量精度電壓、電流： 1級；功率： 1級；功率因數(shù)： ±1

8、；時鐘精度： ±1.0s/24h；頻率： ±0.02Hz。過載能力交流電流回路：2.0In連續(xù)工作，10In允許10s；交流電壓回路：1.2Un連續(xù)工作，1.4Un允許10s；電源回路：80110%額定電壓連續(xù)工作。通信端口RS485端口： 屏蔽雙絞線； CAN端口： 屏蔽雙絞線。跳、合閘電流跳閘電流：0.5A 5A自適應(yīng)；合閘電流：0.5A 5A自適應(yīng)。精工范圍電壓： 3.0V120V； 電流： 0.1In14In。整定范圍電流范圍：0.1In14In； 電壓范圍：3.0V120.0V； 低頻范圍：45.0Hz49.5Hz； 短時間范圍：0.030.00S長時間范圍：0.

9、0100S。狀態(tài)量電平開入電平 +24V（+18 V+30V）；GPS電平 +24V（+18 V+30V）；遙脈電平 +24V（+18 V+30V）；輸出電平 +24V（+18 V+30V）。04 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)KY-8100系列微機保護裝置采用CAN BUS和RS485現(xiàn)場總線作為對外通訊接口，現(xiàn)場總線具有通訊連接簡單可靠、通訊速度快（CAN可達(dá)1Mbps、RS485可達(dá)19200bps）、通訊距離遠(yuǎn)（CAN最遠(yuǎn)可達(dá)10km）、通訊可靠性高、抗干擾強等優(yōu)點。CAN BUS和RS485現(xiàn)場總線的通訊介質(zhì)均為屏蔽雙絞線，設(shè)備互相連接時采用手拉手方式，通訊線不能交叉分支，起始節(jié)點和終端節(jié)點應(yīng)接入120歐

10、姆匹配電阻，以減少終端匹配反射。4.1適用于變電站/發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖變電站/發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)一般需要配置專用的通訊管理機，對通訊要求比較高的場合應(yīng)該考慮配置雙通訊管理機雙機切換冗余的方式。4.2適用于工礦企業(yè)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖工礦企業(yè)用電系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)一般采用工控機直接連接保護測控裝置的方式，實現(xiàn)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控或工業(yè)監(jiān)控，如果系統(tǒng)中接有采用別的智能設(shè)備，可以考慮配置通訊管理機的方式。05 功能描述5.1 保護功能保護功能按對象設(shè)計，不同裝置配以完善全面的保護、自動裝置功能，具體詳見各種類型裝置。5.2 測量表計功能實時運行數(shù)據(jù)包括電流（Ia、Ib、Ic），電壓（Ua、Ub、Uc、Ua

11、b、Ubc、Uca），功率（P、Q、cos），頻率（F）等，測量計及13次諧波，符合對RTU的要求。5.3 遙信、控制功能10路外部24V無源遙信、6路內(nèi)部遙信、多路軟遙信采集。正常斷路器遙控分閘、合閘操作，斷路器的分合操作可以通過通信端口、保護屏柜上的KK操作手柄來執(zhí)行，裝置提供防止誤操作的間隔閉鎖功能，“遠(yuǎn)方信號”開入高電平時允許遙控，低電平時閉鎖遙控，就地操作功能不受此開入影響。提供4組定值管理功能，支持定值的修改、定值區(qū)的切換和拷貝功能，定值掉電不丟失，用戶可通過通信端口或裝置操作界面在線修改保護定值。5.4通訊功能提供RS485和eCAN現(xiàn)場總線通訊接口，最高通訊速度可以達(dá)到1Mbp

12、s，最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)10km，裝置內(nèi)部集成IEC103、CAN2.0、MODBUS等遠(yuǎn)動傳輸規(guī)約，支持雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性，為用戶提供完善的組網(wǎng)方案；專門的通訊防雷技術(shù)和通訊抗干擾技術(shù)使得裝置通訊具有較強的安全性能和抗干擾性能。5.5 事故記錄分析和監(jiān)視報告功能裝置操作監(jiān)視記錄、故障記錄、事件順序記錄（SOE）；裝置上電自診斷、裝置運行自監(jiān)視、虛擬測試功能、運行統(tǒng)計信息。1）故障記錄 裝置在驅(qū)動跳閘出口接點、點亮面板相應(yīng)指示燈，驅(qū)動事故信號接點以及發(fā)送故障報告的同時，記錄故障時刻有重要參考價值的數(shù)據(jù)以便于故障分析。事故發(fā)生時，這些記錄信息自動顯示在裝置界面，同時可通過通信端口實時傳遞

13、。裝置可保存最近32 次的故障記錄（掉電不丟失），可通過裝置操作界面或通信端口調(diào)閱，故障記錄包含的主要信息有： 時標(biāo)（ 日期、時間）、動作事件表（動作元件、動作時間）、運行數(shù)據(jù)（電流、電壓、頻率、相角）、運行定值、切換方式及保護元件壓板等。2）事件順序記錄（SOE） 裝置實時監(jiān)視記錄動作事件、告警事件、開關(guān)輸入、開關(guān)輸出和保護投退壓板的狀態(tài)變化，記錄事件發(fā)生的時標(biāo)、原因和當(dāng)前狀態(tài)，可保存最近32次的SOE事件記錄，可通過裝置操作界面或調(diào)試工具軟件調(diào)出瀏覽。3）操作記錄 裝置記錄最近16次對裝置重要運行參數(shù)的修改操作和遙控跳合閘操作，記錄裝置操作的操作對象、發(fā)生的時間、數(shù)據(jù)的修改情況或操作原因，

14、為事故追溯提供依據(jù)。4）診斷功能 裝置通過上電自診斷和運行自監(jiān)視來實現(xiàn)裝置的軟硬件自檢和監(jiān)視，以確保裝置運行的高可靠性。自檢對象包括硬件關(guān)鍵部件（如模擬量采集回路、開關(guān)量輸出回路、RAM、ROM）、硬件輔助部件（如后備電池、通信接口）和重要運行參數(shù)（如定值、軟投退壓板）等，當(dāng)裝置檢測到任何異常狀況時，將記錄相應(yīng)異常事件并驅(qū)動相關(guān)信號節(jié)點和 LED 指示燈，對于關(guān)鍵異常狀況，裝置將閉鎖保護功能和重要開出回路，防止裝置誤動作。用戶也可以通過裝置提供的裝置測試命令來檢查裝置的重要硬件回路，如交流回路、開入回路、開出回路等。 06 裝置硬件6.1 機箱結(jié)構(gòu)裝置采用19/3英寸、4U標(biāo)準(zhǔn)機箱，整面板、背

15、插式結(jié)構(gòu)。整面板上包括大屏幕漢化液晶顯示器、信號指示燈和操作鍵盤等。背板插件包括交流AC插件、CPU插件、操作防跳回路插件、電源及出口插件，液晶顯示插件。采用該結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：1）各個插件模塊功能獨立，母板上只有5V和24V弱電連線，強弱電完全分開，全密封整機箱結(jié)構(gòu)，大大減少外部電磁干擾在弱電側(cè)的耦合，增強裝置的抗干擾性能，提高裝置可靠性和安全性。2）裝置在功能配置上具有很強的靈活性，方便根據(jù)需要更換或增加部分模件，便于擴充、生產(chǎn)、6.2 AC交流插件具有8路完全相同的模擬數(shù)據(jù)采樣通道，用于獲取電壓、電流信息。電壓輸入元件由電壓變換器（TV）構(gòu)成，電流輸入元件由電流變換器（TA）構(gòu)成。6.3

16、 CPU插件CPU插件主要包括以下幾個方面：ACPU系統(tǒng)高性能的32位DSP處理器，配以大容量RAM及Flash，具有極強的數(shù)據(jù)處理記憶能力。設(shè)置專門的E2PROM存儲器保存裝置運行參數(shù)，重要信息掉電不丟失。B數(shù)據(jù)采集8路模擬采樣回路，各個模擬通道實現(xiàn)完全同時采樣保持，完整的保存各模擬輸入信號的幅值和相角信息，具有轉(zhuǎn)換速度快、采樣偏差小、超小功耗及穩(wěn)定性好等特點；本裝置的采樣回路無可調(diào)整元件，具備高度的可靠性。C開關(guān)量輸入與輸出10路24V外部開入量采集回路，同時具有5路內(nèi)部開關(guān)量采集回路，開入量采集回路經(jīng)過專門的濾波抗干擾電路處理，大大提高了可靠性和抗干擾性能。4路或6路空接點輸出，開出信號

17、經(jīng)過邏輯電路編程給出，特意回避一個出口由一個信號控制，保證出口信號的絕對穩(wěn)定可靠。D通信部分RS485和eCAN通信接口，采用屏蔽雙絞線作為通訊介質(zhì)，支持雙網(wǎng)，提高通訊的可靠性。通訊規(guī)約采用電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的103規(guī)約、CAN2.0規(guī)約。通信接口采用了專業(yè)的通信防雷電路。E時鐘回路裝置內(nèi)置硬件時鐘回路,采用的時鐘芯片精度高,并配有電池以掉電保持；裝置支持網(wǎng)絡(luò)對時。6.4 電源出口插件出口插件主要由繼電器構(gòu)成，提供4路或6路繼電器空接點輸出。繼電器接點輸出可以根據(jù)用戶需要設(shè)置成是否經(jīng)過啟動繼電器接點閉鎖；每一組接點輸出采用嚴(yán)格的多重化邏輯控制，保證接點輸出信號的絕對可靠。出口的功能配置用戶可以根據(jù)需

18、要靈活配置。電源模件采用交直流逆變電源，交直流220V電壓輸入經(jīng)抗干擾濾波回路后，利用逆變原理輸出本裝置需要直流電壓。65操作回路插件操作回路用于通過裝置直接實現(xiàn)斷路器的分、合閘，主要包括跳閘保持繼電器（TBJ）、合閘保持繼電器（HBJ）、防跳繼電器（TBJV）。跳、合閘保持電流在0.5A5.0A之間自適應(yīng)。操作回路自帶防跳功能，通過監(jiān)視斷路器位置實現(xiàn)對控制回路的監(jiān)視；操作回路可選用交直流220V。交直流220V通用操作回路07 引用標(biāo)準(zhǔn)KY-8100系列微機保護測控裝置均按下列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進行設(shè)計、制造、檢驗和安裝，所用標(biāo)準(zhǔn)均為最新版IEC和中國GB標(biāo)準(zhǔn)及國際單位SI制。IEC255-5 絕緣電壓、沖擊耐壓測試IEC255-6 高頻干擾電壓測試IEC529 防護等級IEC255-22-2 靜電放電試驗GB14285-93 繼電保護和安全自動裝置技術(shù)條件GB50171-92 電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路施工及