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1、NS 921S电 容 器 保 护 测 控 装 置说 明 书V1.2南京南自科技发展有限公司2005年5月*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料目 录1概述12主要技术参数33保护功能64测量、控制以及事件记录功能85硬件结构说明96使用操作说明117装置参数一览131 概述NS 921S电容器保护测控装置适用于35KV及以下电压等级的电容器保护、测量及控制。可以在开关柜就地安装，也可以集中组屏安装。当电容器组接线为Y形，保护采用不平衡电流、不平衡电压时适用的型号为NS 921S，当保护采用三相差流方式时适用的型号为NS 922S，采用三相差压方式时适用的型号为NS 923S。每种型号装置都
2、可分为直流操作回路和交流操作回路两种。1.1 装置主要特点n 高速的DSP处理器采用高性能DSP芯片，提供了高速的数据处理能力，保证了高性能实时算法的实现，提高了装置的可靠性和整体性能。n 快速、高精度采样采用快速14位高精度采样芯片，并采用频率自动跟踪技术，保证了很高的保护和测量计算精度。n 强大的通讯功能采用CAN网作为主通讯接口，传输速率可达1Mb/s，系统响应速度快。n 可靠的操作箱功能独立的跳、合闸启动和保持回路，可靠的防跳回路设计。控制电压可选交流或直流。n 高可靠的电磁兼容设计标准背插式工业机箱，电路板采用表面贴装技术以及多层板工艺，选用快速瞬变电压抑制器件，使装置具有很强的电磁
3、兼容能力。1.2 保护功能配置n 两段式定时限相间过流保护n 电流反时限保护n 两段式定时限零序过流保护n 零序反时限保护n 过电压保护n 低电压保护n 不平衡保护（NS 921S）n 三相差流保护（NS 922S）n 三相差压保护（NS 923S）1.3 数据采集功能n 实时采集电流、电压、有功、无功、功率因数、频率n 8路遥信量1.4 事件记录n 保护动作记录n 告警事件记录n 遥信变位记录n 操作命令记录1.5 控制功能n 就地/远方分闸、合闸控制n 远方定值修改n 远方保护投/退1.6 操作箱功能n 跳位、合位指示n 可靠的自保持及防跳设计1.7 通信功能n CAN总线1.8 故障波形
4、记录功能2 主要技术参数2.1 额定参数2.1.1 直流电源额定电压：220V或110V（订货说明）允许偏差：2015纹波系数：5功耗：15W2.1.2 交流参数交流电压：100V交流电流：5A或1A（订货说明）频率：50HZ交流电流功耗：0.5VA/相 （额定电流5A）0.1VA/相 （额定电流1A）交流电压功耗：0.1VA/相交流电流过载能力：2倍额定电流连续工作20倍额定电流连续工作10秒40倍额定电流连续工作1秒交流电压过载能力：1.2倍额定电压连续工作2.2.1 电流元件动作电流 ：0.120In 级差：0.01A误差 ：32.2.2 电压元件动作电压：0.5120V级差：0.1V误
5、差：32.2.3 零序电流跳闸电流：0.120In告警电流：0.011.2In级差：0.01A误差：32.2.7 整组动作时间（包括继电器固有时间）1.2倍整定值：30ms2.3 测量精度电流、电压：0.2级有功、无功：0.5级2.4 绝缘性能2.4.1 绝缘电阻装置的带电部分和非带电部分及外壳之间，以及电气上无联系的各电路之间，用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，均大于100M。2.4.2 介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象，试验电压2kV。2.4.3 冲击电压在正常试验大气条件下，装置的直流电源输入回路、交
6、流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间，能承受1.2/50s的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5KV，装置应无绝缘损坏。2.5 机械性能2.5.1 振动技术条件：装置能承受GB7621中16.3规定的严酷等级为级的振动耐久能力试验。2.5.2 冲击技术条件：装置能承受GB7621中17.5规定的严酷等级为级的冲击耐久能力试验。2.5.3 碰撞技术条件：装置能承受GB7621第18章规定的严酷等级为级的冲击耐久能力试验。2.6 气候条件2.6.1 环境温度工作温度：2055存储温度：25702.6.2 相对湿度：95，无凝露2.6.3 大气压力：70106 KPa2.7 电磁兼容2.
7、7.1 静电放电抗干扰度通过GB/T 14598.141998标准、静电放电抗干扰4级试验。2.7.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度通过GB/T 14598.101996标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。2.7.3 浪涌（冲击）抗扰度通过GB/T 17626.51999标准、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。2.7.4 脉冲群抗扰度通过GB/T 14598.131998标准、脉冲群抗扰度3级试验。3 保护功能3.1 相间过流保护本装置的相间过流保护配置了两段式定时限过流保护以及独立的反时限过流保护，用于切除电容器组与断路器之间连线的故障。本装置提供三种反时限特性（依据IEC2254标准），可以通过整定
8、控制字选择其中一种，构成反时限过流保护。一般反时限非常反时限极端反时限其中TP 为时间常数，IP为启动电流。3.2 零序过流保护零序过流保护是针对大电流接地系统或小电阻接地系统而设计的。本装置配置二段式定时限特性保护以及独立的零序反时限过流保护。3.3 过电压保护过电压保护是为了防止电容器长期承受1.1Un以上的电压而损坏，且切除电容器可降低母线电压。过电压保护中有断路器合位判据。过电压保护可取母线电压或电容器本身电压。3.4 低电压保护当母线因系统故障而失去电源，但电容器端电压尚未放电到0.1Un以下时，如果进线重合又使母线带电，可能使电容器承受高电压而损坏。因而应装设失压保护，在母线失压时
9、切除电容器组。为防止电压互感器回路断线引起误动作，本保护可以选择由PT断线闭锁，同时另外加设了电流闭锁，即当任一相电流大于闭锁电流定值时闭锁本保护出口。保护反应Uab、Ubc、Uca中的最大电压，整定电压一般可取0.5Un，整定延时应小于进线重合闸或备用电源自动投入的动作延时。为防止电容器未投运时低电压保护误动作，本保护在断路器在合位，且装置检测到PT电压正常时间超过3秒后才投入。3.5 不平衡电压保护NS 921S装置配置了不平衡电压保护，用作切除电容器组内部故障。3.6 不平衡电流保护NS 921S装置配置了不平衡电流保护，用作切除电容器组内部故障。3.7 三相差流及三相差压方式NS 92
10、2S装置配置了三相差流保护，NS 923S装置配置了三相差压保护。此两种型号装置直流操作回路端子图见附图4、附图5；交流操作回路端子图，控制（操作）回路与NS921S相同，其他回路与其相应的直流操作回路端子图相同。4 测量、控制以及事件记录功能4.1 测量功能4.1.1 交流量装置可实时采集电压、电流、有功功率、无功功率、频率及功率因数。4.1.2 状态量装置设有16路外部开关量接口，用于保护投退、刀闸等开关量的采集；装置还设有4路内部状态量的采集，用于操作回路如跳位、合位等信号的采集。4.2 控制功能装置可接收遥控命令实行开关的远方分、合控制。还可通过菜单手动命令对开关进行手动分合操作。控制
11、回路的电源（KM）分为直流和交流AC 220V两种，端子定义和原理各不相同，请参阅附图3附图8。保护定值的修改、保护功能的投退均可由远方控制。4.3 事件记录功能装置的事件记录保存了在运行时发生的重要事件，失电后不丢失。共有四类记录：动作事件记录、告警事件记录、遥信变位事件记录和操作命令记录。每一类记录均为16条，采用循环覆盖的保存方式。动作事件记录的内容为作用于跳闸的保护动作时间、保护名称。告警事件记录的内容为作用于告警信号的保护动作时间，名称，以及装置自检出错告警等。遥信变位事件记录的内容为接入装置的遥信量发生变位时的状态和时间。操作命令记录的内容为在本机或遥控修改定值、就地或遥控分、合闸
12、等操作的发生时间和操作名称。事件记录中的操作命令记录是不可删除的，其他事件记录可以手动删除。4.4 故障录波功能本装置故障录波功能，记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc等，记录的状态量为保护跳闸命令。5 硬件结构说明5.1 机箱结构装置采用标准5U机箱，由模拟量模件、DSP模件、信号出口模件、电源模件、显示面板组成。装置机箱采用背插式结构，各模件功能相对独立，便于调试和维护工作。机箱示意和开孔尺寸见附图。5.2 模拟量模件模拟量模件包括交流电流输入回路、交流电压输入回路和直流量输入回路。交流电流输入回路由电流互感器和滤波电路组成，交流电压输入回路由电压互感器和滤波回路组成，直流量输
13、入回路由光耦和滤波回路组成。模拟量模件将系统二次侧的电流、电压以及直流量变换为装置可以使用的模拟量，提供给DSP模件。同时模拟量输入回路还具有很强的隔离屏蔽和滤波功能，可以隔离和抑制系统中可能出现的干扰信号。5.3 DSP模件DSP模件是装置的核心部分，模件内包括高效的DSP芯片和大规模可编程器件，配合高速存储器和高精度采样芯片，保证了装置的可靠性和先进性。插件采用多层印制板及表面贴装工艺，提高了装置的稳定性及抗电磁干扰能力。5.4 信号出口模件信号出口模件由信号继电器、出口继电器及开关操作回路组成，对外提供信号空接点、跳闸空接点，以及开关的防跳回路和位置信号。其中开关操作回路部分完全独立，简
14、化了设计和调试工作，进一步提高了装置可靠性。5.5 电源模件电源模件提供装置的工作电源。该模件还包括16路遥信量回路，为提高遥信回路的抗干扰能力，遥信采用强电（DC220V或DC110V）输入，完善、周到的设计可防止回路电缆接地引起的遥信状态变位。5.6 面板显示面板包括液晶屏、键盘和信号灯。其中液晶显示为全中文菜单，空闲状态时显示屏背光和显示可以自动关闭。5.7 指示灯装置面板上有指示灯，其中“运行”和“跳位”灯为绿色，其它为红色，具体意义如下。指示灯意 义运行正常运行时，每秒闪烁一次告警事故总告警信号动作保护动作及合闸信号跳位开关跳位（绿灯）合位开关合位（红灯）表2.1 面板指示灯意义5.
15、8 键盘键 盘意 义（上移）方向键/加1，上移一行（或一屏）（下移）方向键/减1，下移一行（或一屏）（左移）方向键，左移一列（或一屏）（右移）方向键，右移一列（或一屏）（确认）确认当前操作（取消）取消当前操作并返回上一级菜单复归信号继电器复归表2.2 面板键盘意义6 使用操作说明6.1 上电运行装置在上电前，信号端子中的“装置故障”信号接点处于闭合状态。上电后，该接点打开。正常情况下面板上的“运行”指示灯会连续闪烁，周期大约为1秒。装置上电后自动进行自检，如果在运行中出现故障，“运行”指示灯会停止闪烁，保持常亮或熄灭状态，同时信号端子中的“装置故障”信号接点会自动闭合。装置的液晶显示可以设置为
16、常开或者自动关闭，为了延长液晶的使用寿命，建议设定为自动关闭。6.2 菜单说明装置采用中文菜单，可以完成电量显示、参数设定、信息读取等。菜单选项内 容实时数据显示通过“左”、“右”键翻页显示所有交流量的有效值、方向元件的计算结果、频率、滑差、开入量等信息，数据自动实时刷新，按“确认”键暂停或继续刷新。保护动作记录通过“左”、“右”键翻页显示所有保护动作记录，按“确认”键可以选择删除记录。告警事件记录通过“左”、“右”键翻页显示所有保护告警、自检告警记录，按“确认”键可以选择删除记录。开入事件记录通过“左”、“右”键翻页显示所有开入遥信变位记录，按“确认”键可以选择删除记录。操作命令记录通过“左
17、”、“右”键翻页显示定值修改、手动分合闸、遥控分合闸等操作记录。保护数据定值通过“左”、“右”键翻页显示电流、电压、时间等数值型保护定值，按“确认”键可以修改定值。保护选项投退通过“左”、“右”键翻页显示保护投退，保护选项等，按“确认”键可以修改投退或选项。系统参数设置通过“左”、“右”键翻页显示装置的主要配置选项和参数，按“确认”键可以修改选项和参数。通道系数设置通过“左”、“右”键翻页显示装置交流通道的微调系数，按“确认”键可以修改系数。该系数在出厂前已经调好，用户不必改动。实时时钟校对通过“上”、“下”、“左”、“右”键可以设定当前时钟。手动命令合闸通过键盘操作，当开关在跳位时，启动合闸
18、继电器手动命令分闸通过键盘操作，当开关在合位时，启动跳闸继电器表2.3 菜单选项意义6.3 菜单内容详细说明6.3.1 系统基本信息菜单序号菜单内容意 义备 注1NS912S V1.20装置型号、软件版本号软件版本有可能更新2Ia、Ib、Ic三相保护电流3Uab、Ubc、Uca线电压4Can Port StateCAN接口通讯状态On ：通讯正常Off：通讯异常5Breaker State开关状态Wrong ：位置异常Open ：分闸状态Close ：合闸状态6.3.2 实时数据显示菜单序号菜单内容意 义备 注1Ia、Ib、Ic三相保护电流2I0、Iph零序电流、不平衡电流3Ua、Ub、Uc三
19、相保护相电压4U2、Uph负序电压、不平衡电压5Uab、Ubc、Uca三相保护线电压6Freq频率7Iam、Ibm、Icm三相测量电流8Uam、Ubm、Ucm三相测量电压9Wat、Var、Cos有功、无功、功率因素10DI1DI16开入1开入16“0”：无开入“1”：有开入11YFWZ远方位置 （开入8）12TWJ、HWJ跳闸位置、合闸位置（内部开入）7 装置参数一览7.1保护定值和装置参数NS 921S保护数据定值一览表序号定值名称整定范围说 明1过流一段电流定值0.0080.00A2过流一段时间0.0100.0S3过流二段电流定值0.0080.00A4过流二段时间0.0100.0S5过流反
20、时限定值0.0080.00A过流反时限基准电流6过流反时限时间0.0100.0S过流反时限时间常数7零序一段电流定值0.0080.00A8零序一段时间0.0100.0S9零序二段电流定值0.0080.00A10零序二段时间0.0100.0S11零序过流反时限0.0080.00A12反时限零序时间0.0100.0S13小电流接地电流0.0080.00A14小电流接地时间0.0100.0S15过电压电压定值0.0120.0V16过电压保护时间0.0100.0S17低电压定值0.0120.0V18低电压闭锁电流0.0080.00A19低电压保护时间0.0100.0S20不平衡电压定值0.0120.0
21、VNS 923S无此定值21不平衡电压时间0.0100.0SNS 923S无此定值22不平衡电流定值0.0080.00A23不平衡电流时间0.0100.0S24电流扰动门槛定值0.051.00A25电压扰动门槛定值0.210.0V26直流扰动门槛定值0.14.0V保护控制型定值一览表序号定值名称整定范围说 明1过流一段投退投入/退出2过流二段投退投入/退出3过流反时限投退投入/退出4过流反时限方式一般/非常/极端5PT断线检测投退投入/退出6PT断线闭锁保护投入/退出7零序过流一段投退投入/退出8零序过流二段投退投入/退出9零序反时限投退投入/退出10零序反时限方式一般/非常/极端11小电流接
22、地告警投入/退出12过电压保护投退投入/退出13低电压保护投退投入/退出14低电压电流闭锁投入/退出15不平衡电压保护投入/退出16不平衡电压保护投入/退出17开关异常告警投退投入/退出18PT电压方式选择相电压/线电压星型接线/V型接线装置参数一览表序号参数名称整定范围说 明1SCI通讯地址1-99串口485通讯地址2CAN通讯地址1-99CAN网通讯地址3CAN通讯BPS125K / 80K / 20KCAN接口通讯波特率4菜单分合操作投退投入/退出5遥控分合操作投退投入/退出6事件记录弹出投退投入/退出7显示自动关闭投退投入/退出8系统口令0-99999远方位置开入取反投入/退出投入后可将开入回路的远方位置改为就地位置5 附图（示意）附图1 装置机箱正面、背面示意图 附图2 装置机箱开孔尺寸图附图3 NS 921S 直流操作回路端子排图附图4 NS 922S直流操作回路端子排图附图5 NS 923S直流操作回路端子排图附图6 操作回路原理图附图7 NS 921S 交流220V操作回路端子排图附图8 交流220V操作回路原理图附图9 保护功能逻辑图
