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1、北京天利概述2. 装置用途及特点23. 装置功能34. 装置组成及原理45. 装置技术指标66. 装置安装及接线87. 订货须知121 .概述我国3KV-66KV配电网大多采用小电流接地方式即中性点非有效接地方 式，包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。中性点非有效接地 系统的优点在于，发生单相接地时多数情况下能够自动熄弧并恢复绝缘。但是 发生永久性接地故障时，为了防止因非故障相电压升高而导致故障扩大，必须 尽快确定故障线路并予以切除，这就提出了单相接地故障选线问题。这个问题 很长时间以来没有得到很好的解决，制约着配电网自动化的发展。小电流接地选线装置按选线原理可分为零序电流电压法和
2、激励法（外加信 号法）。零序电流电压法通过接地时系统零序电压、零序电流的特征选线，即利 用接地时系统自身的信号特征确定接地线路。激励法（外加信号法）通过在系 统中外加一特殊信号，该信号通过电压互感器二次侧输入，耦合到一次侧，再 从母线流向接地线路，最后流入接地点，接地线路有信号流过，非接地线路无 信号流过。根据上述原理，在每条线路的起始端安装一信号检测器，当信号检 测器检测到特定信号时判定该线路为接地线路，未检测到特定信号时判定该线 路为非接地线路。2.装置用途及特点2.1用途本装置适用于3KV-66KV中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地 系统的单相接地选线，可广泛用于发电厂、变电所及大
3、型厂矿企业的供电系统 作为线路和母线单相接地故障报警或用于单相接地保护跳闸。2.2特点本装置与依靠零序电流零序电压选线的装置相比，具有如下显著特点：1）不需安装零序电流互感器或三相电流互感器，特别适合老站改造和架空 出线的变电站。2）具有故障定位功能。3）分布式结构，接线简单，扩充方便，一条线路的信号检测器故障不影响北京天利 其它线路正常选线，可靠性高。4）选线过程不受系统运行方式及有无消弧线圈的影响，选线准确率高。5）高阻接地时也可准确选线。本装置与国内同类传统产品相比，具有如下显著特点：主机与信号检测器通过RS485总线构成系统，它实现了计算机自动选线， 而传统装置主机只发送信号人工利用探
4、测器寻踪选线，不能自动选线。信号检测器只完成信号采集工作，主机根据全站所有信号检测器发回的信 息进行综合分析，判定接地线路，选线准确率比传统装置仅靠单一探测器寻踪 选线大大提高。传统装置注入的是一个基于工频N次谐波与N+1次谐波之间的电流信号， 当变电站有相同频率干扰信号时，装置无法正常选线。而本装置注入一个经过 时间调制的特殊波形，如图1所示，只有接收到该特殊信号的信号检测器对应 的线路才判为接地线路，其余线路为非接地线路，解决了传统装置无法解决的 同频率干扰问题。vT1=12ST2=1ST1=12ST2=1ST1=12ST2=1S图1激励信号示意图3 .装置功能3.1接地选线可完成3KV-
5、66KV中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的 单相接地选线。3.2故障定位借助故障定位器对接地线路进行寻踪，可确定接地线路准确的接地点。3.3故障报警当发生线路或母线单相接地故障、系统谐振故障、装置失电时产生报警信 号。3.4保护跳闸当发生线路单相接地故障后，经延时产生跳闸信号，切除故障线路。此项 功能可由用户通过键盘设置，延时时间可由用户通过键盘整定。3.5消谐功能当检测到系统出现谐振时，通过输出消谐驱动信号对系统谐振进行消除。3.6显示功能以中文方式显示实时时钟、装置运行状态、系统配置参数、接地或谐振故障的母线或线路序号，故障起止时间等。3.7设置功能通过汉字菜单提示用户设置或修
6、改母线参数、线路参数、实时时钟、通信方式、整定时间、系统有无保护跳闸等。3.8通讯功能装置具有完善的通信功能，可与监控系统进行数据通信，RS232C、RS-485通讯接口和通信速率可通过菜单选择。3.9故障追忆功能可追忆查询最近32次接地故障和32次谐振故障。3.10装置在线自检功能本装置在正常工作下可在线自检，发现装置故障后及时报警并显示故障类型。可对信号检测器状态进行在线监视，发现信号检测器故障可及时报警并显示故障的信号检测器所在线路号。4 .装置组成及原理4.1装置组成北京天利装置主要由主机、信号检测器及故障定位器三部分组成，如图2所示图2 TLXJ-2小电流接地选线装置系统组成框图4.
7、1.1主机主机为本装置的控制部分，由单片机系统组成。一方面负责通信、键盘、 液晶显示等人机接口工作；另一方面负责实时监测各段母线A、B、C三相相电 压及零序电压，根据零序电压和各相电压的特征判断各条母线或出线有无接地， 并将特殊信号注入到接地线路的故障相；同时通过串行通信接口，向系统内的 各信号检测器发送检测命令，轮询检测结果，根据各信号检测器发回的数据， 分析判断出现接地故障的线路。4.1.2信号检测器信号检测器由单片机系统组成，为本装置的信号接收及处理部分，主要由 信号传感和信号处理两部分组成。信号传感电路将电磁信号转换成电压信号， 并由信号处理线路经A/D转换成数字信号，单片机对该信号进
8、行频谱分析，将 结果通过RS485接口送到主机，由主机根据各信号检测器发回的信号进行综合 处理，最后确定接地线路。4.1.3故障定位器在主机已判断出某条出线有接地故障后，将主机设置在巡线状态，此时线 路查找人员可借助故障定位器，准确地找出故障线路的接地点，如遇到分支线 路，在离开分支点10米处对两个分支线分别进行测量，信号电流为零的是非接 地分支线路，有信号电流的为接地分支线路，沿接地分支继续进行测量，直至 找到接地点的确切位置；为了提高检测速度，可采用二分法进行定位，即在线7L北京黝天利路总长度的二分之一处检测一次，如能检测到信号，说明接地点在远离变电站 的50%处，否则在靠近变电站的50%
9、处，以此类推，逐渐将接地点范围缩小， 直至找到接地点的确切位置。4.2装置工作原理当系统发生单相接地故障时，主机通过检测零序电压及A、B、C三相电压 确定接地线路所在母线及接地相别，然后在接地线路对应母线的？丁二次侧外加 一特殊信号，该信号由母线沿接地线路接地相流动并经接地点入地，如图3虚 线所示为A相接地时外加信号电流在系统中的流动情况。根据电磁感应理论该 电流在线路周围产生电磁场，信号检测器接收该特殊信号产生的电磁波，将接 收到的电磁波信号转换成电压信号，并经A/D转换成数字信号，通过RS-485总 线送到主机，主机根据各信号检测器发回的检测信号判定接地线路。当判定接 地线路后，故障查找人
10、员用故障定位器沿接地线路查找，就可以找到接地点的 准确位置。图3 TLXJ-2接地选线装置工作原理示意图5 .装置技术指标1）适用母线段数：1-4段。2）适用检测回路数：1-64路。3）检测输入量 零序电压U0由PT开口三角绕组接入，整定范围U0zd=20100V，级差1V,一般整定为30V。4）启动方式零序电压幅值越限U0U0zd时启动，式中：U0为故障时零序电压，U0zd 为零序电压启动整定值。5）跳闸输出延时时间：0-65535秒，级差1秒。6）跳闸继电器输出触点容量:AC220V，DC24V，5A； DC220V，5A （此种规 格需订货时说明）。7）报警输出：接地报警、谐振报警、装置
11、失电报警；报警继电器输出触点 容量：AC220V，DC24V，5A。8）主机发送特殊电流信号幅值：不大于5A。9）定位精度：W10米10）响应时间：故障响应时间W1秒。11）通信接口： RS232或RS485可选，通信速率可选。12）通信规约：本装置自定义规约。若需其它规约，需订货时说明。13）装置电源：交流220V, 50HZ或直流220V。14）装置使用条件环境温度：-10C+50C；相对湿度：不大于95%（在空气温度为+20C时）；安装场所无强烈震动；安装场所空气中不含酸性、碱性、腐蚀性及可能爆炸的气体；主机安装在室内，信号检测器可安装在室内或户外，若安装在户外，需订 货时说明。15 ）
12、装置运输及贮存条件本产品在运输过程中应避免强烈震动，以防性能变坏；贮存在温度为-40C+75C,不受雨、雪、风、沙侵袭的地方。6、使用与维护6.1主机前面板功能说明主机前面板主要包括三部分：装置运行状态指示灯；由8只按键组成的键盘；汉 字液晶显示屏。6.1.1面板状态指示灯说明O +5VO +12VO -12VO运行O故障O接地O O O谐振接收1发送1OOOOOOOO O1PT2PT3PT4PTA相B相C相接收2发送2“+5V”，+12V”和“一12V”为装置内直流电源指示灯，装置内直流电源正常时 亮；“发送1”和“接收1”指示为装置与上位机通信接口发送数据和接收数据的指示 灯，有数据发送或
13、接收时闪亮；“发送2”和“接收2”指示为装置与各信号检测器通信时发送数据和接收数据的 指示灯，有数据发送或接收时闪亮；“运行”灯指示装置工作状态，正常时闪亮；“故障”指示灯当装置内部运行出现 故障时亮，故障排除后灭。“接地”指示灯指示系统接地状况，当有接地时指示灯亮。“谐振”指示灯指示系 统谐振状况，有谐振时指示灯亮。“1PT”、“2PT”、“3PT”、“4PT”指示信号注入PT， 灯亮时表示该PT正在注入信号。“A相”、“B相”、“C相”指示注入信号的相别，灯亮时表示向该相注入信号。6.1.2按键说明本装置共设有8个按键，位置安排如下图所示:按键从左到右依次为“复位”，“密码”，“退出”，“
14、左移”，“右移”，“上移”，“下 移”和“确认”键，各键的基本功能如下：“复位”键用于装置的系统复位，使装置重新启动运行。复位后，不影响系统的配置，各种设定值和实时时钟。“密码”键在正常运行状态下，按此键进入密码设置或修改。“退出”键用于退出当前子菜单，返回上一级菜单；同时使在本级菜单内的未保存的操作无效。“左移”键即“一”键，用于在同一画面中，向左移动数据段光标的位置。“右移”键即“一”键，用于在同一画面中，向右移动数据段光标的位置。“上移”键即“1 ”键，用于改变数据段光标处的数值（09），或用于光标位置在上、下行或前、后页之间的切换。“下移”键即“I ”键，用于改变数据段光标处的数值（0
15、9），或用于光标位置在上、下行或前、后页之间的切换。“确认”键用于使画面中光标所在位置的选择或已设定数据有效，进入下一级菜单或保存已设定数据并进入下一画面。6.2主机操作说明6.2.1按照端子接线图接线，检查无误后，打开主机电源开关，该装置开始工作。 系统上电或工作中“复位”键被按下，系统首先进入自检状态，若自检结果正确，则 进入运行状态，在未检测到任何故障时，液晶显示如下画面，也是系统显示的“主菜 单”：追忆设置显示选项*年*月*日*时*分*秒所在项表示系统当前状态系统当前日期系统当前时间系统主菜单显示有四个供选择的操作内容和当前日期与时间。按“1”, “I”, “一” 或“一”键可改变光标
16、位置，在光标所在的位置按“确认”键进入对应功能子菜单。6.2.2在“主菜单”下，若选择“追忆”功能，则进入“故障追忆”子菜单，显示:故障追忆接地故障追忆谐振故障追忆此时，按“1 ”键或“I ”键可改变光标位置；按“确认”键进入对应显示功 能画面。按“退出”键，则退出“故障追忆”菜单，返回“主菜单”。1）在“故障追忆”菜单下，若选择“接地故障”，则进入“接地故障追忆”显示画面：接地故障追忆01*段*相*号线*年*月*日*时*分*秒“ 01”为故障记录序号故障母线、相、线路号（线路号为0000表示母线接地）故障起始时刻画面显示过去出现过且已经检测到的接地故障信息，分别为故障序号、故障母线 段号、故
17、障相和故障线路编号、故障的起始日期和时间。通过按“一”键或“一”键，可查阅接地故障恢复时刻U，画面显示如下:北京）天利接地故障追忆01恢复时间:*年*月*日*时*分*秒“ 01”为故障记录序号故障恢复时刻通过按“1”键或“I”键，可反复查阅最近的32次接地故障信息。若系统没有记录任何接地故障信息，则显示：接地故障追忆无追忆内容！此时，按“退出”键，则退出“接地故障追忆”显示画面，返回“故障追忆”菜 单。2）在“故障追忆”菜单下，若选择“谐振故障”选项，则进入“谐振故障追忆” 显示画面：谐振故障追忆01“ 01”为故障记录序号*段母线谐振故障母线号*年*月*日*时*分*秒故障起始时刻画面显示过去
18、出现过且已经检测到的谐振故障信息，分别为故障序号、故障的起始日期和时间，谐振故障母线序号。通过按“1”键或“I”键，可反复查阅最近的32次谐振故障信息。若系统没有记录任何谐振故障信息，则显示：北京沃利谐振故障追忆无追忆内容！此时，按“退出”键，则退出“谐振故障追忆”显示画面，返回“故障追忆”菜 单。6.2.3在“主菜单”下，若选择“显示”功能，则系统画面显示如下：数据显示电压显示模块状态模块数据此时，按“1 ”键或“I ”键可改变光标位置；按“确认”键进入对应显示功 能画面。按“退出”键，则退出“数据显示”菜单，返回“主菜单”。1）在“数据显示”菜单下，若选择“电压显示”，则进入“电压显示”画
19、面：U1A= 000.00VU1B= 000.00VU1C= 000.00VU1L= 000.00VPT二次A相电压PT二次B相电压PT二次C相电压PT开口三角零序电压按“1 ”键或“I ”键可查看其它段母线的电压。按“退出”键，则退出“电 压显示”菜单，返回“数据显示”菜单。2）在“数据显示”菜单下，若选择“模块状态”则进入“模块状态”显示画面: 北京天利01：正常02：正常03：正常04:正常05：正常06：正常07：正常08:正常按“1 ”键或“I ”键可查看所有检测器模块的状态，该检测器与主机通信正 常时显示“正常”，该检测器与主机通信异常时显示“异常”。按“退出”键，则退出“模 块状
20、态”菜单，返回“数据显示”菜单。3）在“数据显示”菜单下，若选择“模块数据”，则进入“模块数据，显示画面:01： * 02： *03： * 04： *05： * 06： *07： * 08： *此画面显示各检测器模块接收数据的强度，按“1 ”键或“I ”键可查看所有 检测器模块的数据。按“退出”键，则退出“模块数据”菜单，返回“数据显示”菜 单。6.2.4在主菜单下，若选择“设置”功能，则系统提示输入“操作密码”，显示:光标在左边第一个数字处闪烁按“确认”键则表示密码输入完毕。若密码输入错误，则显示在此画面下，按“确认”键也可以进入“系统设置”菜单，但只能查看不能修改。若密码输入正确，则进入“
21、系统设置”菜单，显示画面:设置母线设置线路设置时钟设置通信方式1）在“系统设置”菜单下，若选择“设置母线”选项，则显示“设置母线”画面:设置母线PT 1： 1段母线Uozd1 = * * * V电压整定值范围是20V100V。按“退出”键则所做修改无效，并返回“系统设置”菜单；按“确认”键则所做 修改有效并自动保存，进入下一画面。设置母线PT 2： 2段母线Uozd2 = * * * V按照上述方法可以完成所有4条母线的设置。2）在“系统设置”菜单下，若选择“设置线路”选项，则显示“设置线路”画面:设置线路线路条数线路号设置模块地址A）在“设置线路”菜单下，若选择“线路条数”选项，则显示“线路
22、条数”画面:按“退出”键则所做修改无效，并返回“线路设置”菜单；按“确认”键则所做 修改有效并自动保存，线路条数最大值为64。B）在“设置线路”菜单下，若选择了 “设置线路号”选项，则显示“设置线路号”画面：按“退出”键则所做修改无效，并返回“线路设置”菜单；按“确认”键则所做修改有效并自动保存，进入下一画面。按照上述方法可以完成全部线路设置，最多可设置64条线路。C）在“设置线路”菜单下，若选择了 “设置模块地址”选项，则显示“设置模块地址”画面：模块地址设置地址：* *按确认键设置此菜单用来设置检测器模块与主机进行通信时的通信地址。在进行设置之前，将 需要设置的某个检测器模块与主机连接好，
23、同时将线路条数设置为0，否则不能设置 成功。注：一次只能对一个检测器模块的通信地址进行设置，且要保证不能有任何两 个检测器模块的地址相同。按“确认”键则对检测器模块的通信地址进行设置，若设置成功，则显示：设置成功！按确认键继续按退出键退出若设置不成功，则保持原画面，即显示: 北京天利模块地址设置地址：* *按确认键设置在设置完成后，将线路条数改回原值。3）在“系统设置”菜单下，若选择“设置时钟”选项，则显示“设置时钟”画面:画面显示装置当前时间，输入新时间后，按“确认”键则所做修改有效，画面显 示重新设置后的新时间。4）在“系统设置”菜单下，若选择“设置通信方式”选项，则显示“设置通信方式”画
24、面:设置通信方式本机地址：* * *接口方式：RS-* 波特率:画面显示装置原来设置内容，包括本机地址号，通信接口方式（RS 232，RS- 485）以及波特率。通信接口方式可选择的内容为：232和485，分别对应EIA的RS 232C和RS 485。波特率可选择的数据为：600，1200，2400，4800，9600，19200，单位为位/秒。按“退出”键则所做修改无效，并返回“设置通信方式”菜单；按“确认”键则所做修改有效并保存起来，画面显示装置新设定的通信方式。6.2.5在“主菜单”下，若选择“选项”功能，系统提示输入“操作密码”，显示:此时，按“退出”键可返回主菜单；按“一”键或“一”
25、键可改变光标的位置;按“键或“广键可改变光标处的数值（09）；按“确认”键则表示密码输入完毕。若密码输入错误，则显示:在此画面下，按“确认”键也可以进入“系统选项”菜单，但只能查看不能修改。若密码输入正确，则进入“设置选项”菜单，显示:设置选项跳闸选项 口运行选项1）、在“设置选项”菜单下，若选择“跳闸选项”则显示跳闸选项画面:北京,天利画面显示装置以前的状态设置。1允许：表示此装置在检测到系统故障后经跳闸 延时即动作跳闸继电器；2一禁止：表示此装置在检测到系统故障后禁止跳闸继电器动 作。按“1”键或“I”键可改变光标处（状态）的数值（1、2）。按“退出”键则所 做修改无效，按“确认”键则所做
26、修改有效并保存起来。2）在“设置选项”菜单下，若选择“运行选项”则显示运行选项画面：画面显示装置以前的状态设置。1正常：表示系统正常运行，无接地故障发生，装置处于监测状态；2一巡线：当系统发生接地故障，已知故障母线、相、故障线路情况下，协助查找故障点，即定位。按“1”键或“I”键可改变光标处（状态）的数值（1、2）。按“退出”键则所做修改无效，按“确认”键则所做修改有效并保存起来。A、在“运行选项”菜单下，若选择了状态1，则显示:B、在“运行选项”菜单下，若选择了状态2,则显示:运行选项状态2母线* 相*1正常；2巡线在此状态下，按照实际接地情况设置接地母线、接地相，按下“确认”键后，装 置会
27、自动向故障线路注入电流信号，直至工作人员巡线完毕，将状态改为1或按下“复 位”键。6.2.6系统在运行状态且未检测到接地或谐振故障时，显示系统的主菜单。若检测到线路接地故障，母线接地故障，谐振故障或检测器模块故障，则显示如下故 障画面：第*段母线* * *号线路接地 *年*月*日*时*分*秒第*段母线接地 *年*月*日*时*分*秒第*段母线谐振 *年*月*日*时*分*秒若系统同时出现多个故障，则画面轮流显示各个故障，间隔时间为3秒。6.2.7设置密码在正常运行状态下，按“密码”键进入密码设置或修改，提示用户输入原密码，显示画面为：注：密码出厂设置为“ 0000”。如果原来密码输入正确，则可以进
28、行新密码的设置。显示画面为:请输入新密码重复输入新密码如果输入原密码错误，则提示密码输入错误，不能修改密码。显示画面为:在原密码输入正确的情况下，要求将新密码输入两次。如两次输入密码相同则提示密码修改成功。显示画面为:如果两次输入密码不相同，则提示密码输入错误。在显示“密码修改成功”和“密码修改错误”的画面下，按“确认”键返回主菜单界面，如果没有按键，则系统延时30秒后返回主菜单。北京）天利装置在运行状态下，如果检测到接地或者谐振故障，将自动启动报警输出通知值班人员。延时10秒后，报警自动退出。6 .装置安装及接线6.1主机和信号检测器的外形及安装开孔尺寸1）主机外形尺寸如图4所示；图4主机外
29、形尺寸图2）主机在屏上安装开孔尺寸如图5所示；图5主机在屏上安装开孔尺寸图3）信号检测器外形及安装尺寸如图6所示；图6信号检测器外形及安装尺寸图6.2主机的接线主机的全部接线从机箱背面引出，背面端子图如图7所示:CJ1CJ3信号输入CJ2信号输入U1AU1BU1CU1NU2AU2BU2CU2NU3AU3BU3CU3NU4AU4BU4CU4NU1L U1N U2L U2N U3L U3N U4L U4N报警输出.A1 +A1-A2+A2-A3+A3-上位机通信检测器通信通信接口RX1TX1GRDA1B1)A2B2RJ1RJ2 -电源口电源输入L/+ 1 N/ - 0 FG图7主机背面端子图6.2
30、.1主机与电压互感器（PT）连接插件CJ2为相电压输入插件，分别接入四段母线的A、B、C三相电压，CJ3 为零序电压输入插件，分别接入四段母线的零序电压。U1A、U1B、U1C、U1N、U1L； U2A、 U2B、 U2C、 U2N、 U2L； U3A、 U3B、 U3C、 U3N、 U3L； U4A、 U4B、 U4C、U4N、U4L分别用4根5芯电缆（5X2.5mm2）接至PT端子排的A602、B602、C602、N600、L602，切勿将接至PT端子排的电缆直接接在中央信号屏或保护端子排的A630、B630、C630、N600、L630 或 A640、B640、C640、N600、L64
31、0 上(户外配 电站例外），以免五芯电缆加入与返回信号不平衡而引起二次部分外加信号杂散 造成选线错误。6.2.2主机与信号检测器的连接线路上各信号检测器的RS485通信口可与插件CJ1的两个网络插座相连， 也可通过端子A2、B2相连。6.2.3报警输出A1+、A1-、A2+、A2-、A3+、A3-为三对报警输出端子，分别对应接地报警、 谐振报警、装置失电报警。6.2.4电源输入整个装置的工作电源通过插件CJ1的L/+, N/, FG端子接入，可接220V 交流或220V直流。6.2.5通信连接装置与上位机的通信通过插件CJ1接入，RS232通信时接RX1、TX1、GRD 端子，RS485通信时
32、接A1、B1端子。6.3信号检测器的安装信号检测器安装方法如图7所示。图中610KV铝排和35KV架空出线相间 距离分别是25cm和40cm，如有特殊情况订货时应予以说明。北京大利自动化设备研究所(a)6KV-10KV电缆出线I-信号检测器V *w电源通信北京大利自动化设备研究所(c)35KV架空出线北京大利自动化设备研究所(b)6KV-10KV架空出线图7信号检测器安装位置图现场安装视方便程度而定，但要保证每个信号检测器的安装距离和相对位 置一致，检测器正面箭头所指方向与电缆或铝排平行，否则将影响选线的准确 性，甚至不能正确选线。具体位置应充分考虑如下三点：1) 尽量靠后，可躲过端子排导线中电流的干扰；2) 正常运行时可看到信号检测器指示灯状态；北京天利3）尽量远离PT。信号检测器要安装在电缆外皮接地线以上，避免电缆外皮接地时内部电流互相抵消，如图8所示。（b）错误图8信号检测器接线示意图7. 订货须知1）订货时必须说明电压等级、母线段数及线路数量，架空出线还是电缆出 线。2）订货时必须说明信号检测器是安装在室内还是室外，若既有室内乂有室 外，则分别说明装于室内和装于室外的检测器数量。3）订货时必须说明是否需要故障定位器。4）订货时必须说明是否需要跳闸功能，若需要跳闸功能，必须说明所需继电器触点容量（电压电流）。
