MPM800型综合保护管理装置

MPM800型综合保护管理装置技术说明书目录第一章概述………………………………………………………………1第二章技术参数…………………………………………………………2第三章装置结构…………………………………………………………4第四章系统功能及配置…………………………………………………7第五章人机界面操作说明………………………………………………17第六章安装说明………………………………………………………24第七章用户调试………………………………………………………25附图一MPM800结构尺寸及安装开孔图附图二MPM800端子图MPM800综合保护管理装置说明书-1-第一章概述一、装置简介MPM800型综合保护管理装置，针对一回线路或变压器设计开发的保护监控一体化装置，能完成一回线路或变压器的保护、测量、控制和联网通信远动功能。具备最优的性能价格比，结构简单、实用、功能强，运行安全可靠。既可集中组屏，也可分散安装在开关柜上，适用于66kV及以下电压等级的线路或馈线，也适用于35kV及以下电压等级、容量2000kVA以下的变压器。二、总体特点●采用TI公司的高性能DSP芯片TMS320LF2407A为核心处理器，大容量非易失性存储器，使装置功能更加强大。●对装设专用电度表的用户，可与脉冲电度表接口。●MPM800可输出一路模拟量，供DCS系统使用。●具有装置故障自检及自复位功能。●记录100次掉电不丢失事件记录,这些事件均标有发生的时间及日期以及事件发生时刻相关事件参数。●硬件实时时钟，不受装置掉电影响。●采集回路可适应现场不同的接线方式，如四线星型、三角形、单相等，采集回路无可调元件，具有精度高的特点。●装置机箱按抗振动、防尘密封设计，适合安装于开关柜等环境条件较为恶劣的现场运行。MPM800综合保护管理装置说明书-2-第二章技术参数一、额定参数●装置电源：直流100V～250V或交流85～276V两用●交流电流：5A或1A（订货注明）●交流电压：100V●额定频率：50Hz二、主要技术性能1、功耗：●交流电压回路：不大于0.5VA/相●交流电流回路：不大于1VA/相（In=5A时）不大于0.5VA/相（In=1A时）2、采样回路精确工作范围：●电压：0.06～120V（线电压）●保护电流：0.1In～20In（In为CT二次额定电流。以下同）●测量电流：0.06In~1.2In3、辅助跳闸及信号继电器接点容量：250VDC、5A(触点持续闭合载流)，250VDC、0.15A（触点断开）4、分合闸出口继电器接点容量：250VDC、0.3A（断开），250VDC、10A（触点持续闭合载流）5、精度：●保护精度：不劣于±3%●测量精度电流、电压：0.5%（In）功率：1.0%频率：不超过±0.02Hz电度：2.0%三、绝缘性能●绝缘电阻：参照IEC255-5500VDC。●介质强度：参照IEC255-5&ANSI/IEEEC37.90，电源回路、交流回路、开关量输入、继电器输出对地承受频率50Hz，电压2kV（有效值）交流，历时1分钟MPM800综合保护管理装置说明书-3-的工频耐压试验。●冲击电压：参照IEC255-5，在正常试验大气条件下，装置电源回路、交流回路、开出回路、外壳相互之间能承受1.2/50µs的标准雷电波短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。●湿热性能：参照IEC68-2-38四、抗电磁干扰性能●群脉冲干扰：装置能承受IEC255-22-1标准，III级规定的群脉冲干扰试验，即承受试验电源频率为100kHz和1MHz，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减振荡波而不拒动、不误动。●快速瞬变干扰：装置能承受IEC255-22-4标准,IV级规定的快速瞬变干扰试验●静电放电：装置能承受IEC255-22-2标准,IV级规定的静电放电试验●电磁场辐射：装置能承受IEC255-22-3标准,IV级规定的辐射试验五、机械性能参照IEC68-2-6及IEC255-21-1●振动：装置能承受规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验●冲击：装置能承受规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验●碰撞：装置能承受规定的严酷等级为I级的碰撞耐久能力试验六、环境条件●环境温度：工作温度：-20℃～+55℃，24小时内平均温度不超过35℃贮存温度：-25℃～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置能正常工作。●相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为95%，同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。最高温度为40℃时，平均最大相对湿度不超过50%。●大气压力：86～106kPa（海拔高度2000m以下）MPM800综合保护管理装置说明书-4-第三章装置结构装置机箱按照全密封、防尘、抗振动的原则设计，以确保安装于条件较为恶劣的环境时仍具备高可靠性。装置采用整面板形式，面板上包括已汉化液晶显示器、操作按键、信号指示灯。装置内部由CPU模块、交流模块、电源模块、人机对话模块构成。一、CPU模块CPU模块原理简图如下：AO量信号、告警输出出口图3—1CPU模块原理示意图CPU模块主要由以下几部分构成：1、CPU系统CPU系统由微处理器TMS320LF2407A、FLASH，SRAM、串行E2PROM、FRAM等构成。其中事件记录数据存放FRAM中，大容量FLASH用于存放程序代码，各种整定值则存放于串行E2PROM。四层板工艺使抗干扰性能大大增强。2、数据采集系统数据采集系统由滤波回路、多路模拟开关、A/D转换器组成。由于A/D转换器件内部包含了采样保持及同步电路，具有转换速度快、采样偏差小、功耗低及稳定性好等特点，故装置采样回路无可调元件。数据采集系统原理示意图如下：SRAMFLASH数据采集人机对话串行E2PROM,FRAM硬件时钟TMS320LF2407ARS485通信I/OMPM800综合保护管理装置说明书-5-............图3—2数据采集系统原理示意图3、开关量输入及输出本装置设有供外部输入的无源开关量8路、电度脉冲量4路，其中用户也可以将4路电度脉冲量设置为无源开关量输入。保护跳闸接点靠事故解除来自动返回，即事故消失后继电器延时1s返回；事故音响接点、预告音响接点、自定义接点可以靠事故解除来自动返回，即事故消失后继电器延时1s返回；也可以靠手动复归来返回（按面板上的【R】按钮或者通过DI或者通讯方式远方复归）。重合闸、遥控跳闸、遥控合闸、按钮跳闸、按钮合闸其出口脉冲宽度为2s，即接点动作后2s返回。所有动作于告警的事件将启动预告音响接点，如PT回路断线、装置自检故障等。所有动作于跳闸的事件将启动事故音响接点，如速断、过流等动作。4、通信部分装置提供1个RS485通信接口，装置提供MODBUS通信协议。5、时钟回路部分装置模块内设置了硬件实时时钟，不受装置掉电影响，采用的时钟芯片精度高。二、交流模块交流模块包括电压输入（测量与保护共用）、电流输入（测量与保护共用）、零序电流输入。电压变换器线性范围为：1.00～140V（相电压）测量电流线性范围为：0.01～3In保护电流线性范围为：0.1～20In零序电流变换器线性范围为：0.020～1.000A；小电流接地(缺省)0.1～20In；非小电流接地(定货时注明)交流模块接线原理参见附图。三、电源模块装置电源为高频开关电源，直流110V、220V或交流110V、220V输入。模块输出5组隔离直流电压，即U1--+5V、U2--±5V、U3--+5V、U4--+5V、U5--+12V。低通滤波1低通滤波2交流变换模块MUXA/DCPUMPM800综合保护管理装置说明书-6-1、U1--+5V为CPU等数字电路的工作电源2、U2--±5V为模拟电路工作电源3、U3--+5V对外开放,可为无源开关量输入提供电源4、U4--+5V为485通讯提供电源5、U5--+12V为液晶显示等人机界面提供电源四、人机对话模块本模块主要功能是显示CPU系统的输出信息，同时扫描面板上的按键状态并实时传送给CPU系统。显示模块采用SG128*64点阵液晶，人机界面清晰易懂。配置系列装置的通用按键操作方式，使得人机对话操作方便、简单。同时考虑到低压保护等级的特点，在本模块还配置了丰富的灯光指示信息，使装置运行更为直观。MPM800综合保护管理装置说明书-7-第四章系统功能及配置MPM800综合保护管理装置是以电流保护、三相重合闸及后加速、零序保护、电压保护、非电量保护(如温度,瓦斯等)、开关状态异常检测及告警为基本配置，适用于66KV及以下电压等级的线路或馈线，也适用于35KV及以下电压等级、容量2000KVA以下的变压器。功能型号对照表如下：装型置号功能选项三段电流保护反时限低压闭锁过负荷重合闸后加速二段零序电流保护零序电流反时限低压保护过压保护非电量保护开关状态异常检测遥信遥测遥控模拟量输出MPM800√√√√√√√√√√√√√√√√一、保护功能及原理保护采用相电流突变量启动和辅助启动两种方式。1)相电流突变启动方式相电流突变采用周/周比较，其特点是不受负荷电流影响且快速灵敏同时具有较强的抗干扰能力，表达式为：)2()()()(nkinkinkiki其中：n为每工频周期采样点，k为当前采样点。当任一相电流突变量大于启动值，保护起动进入故障处理程序进行故障计算判别。2)辅助启动方式保护还采用每相电流的有效值作为辅助起动判别量，以便在没有明显突变量的情况下保护能可靠启动。MPM800综合管理继电器采用A、B、C三相式电流、实时计算各保护元件的方式，以利于提高保护装置的整体可靠性。每种保护及自动功能均设有可以投/退的软压板。1、三段电流保护MPM800综合保护管理装置说明书-8-三段电流保护包括速断、限时速断、定时限/反时限过流，其保护电流定值可分别独立整定。速断动作时间无延时，其余两段动作延时可整定。电流保护可经低压闭锁。①低压元件装置低压元件取线电压，当UAB、UBC、UCA三个线电压中的任意一个低于低电压闭锁定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件可保证装置在电动机反充电等非故障情况下不出现误动作。②过电流元件装置实时计算并进行三段过流判别。当任意相电流大于速断，装置对应于1.2倍额定电流，出口跳闸时间不大于40ms。装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：1)IΦ＞IZDN；IΦ为A、B、C任一相电流；IZDN为N段电流定值2)T＞TZDN；TZDN为N段延时时间定值3)对应过流相的低压条件满足(若投入)注：低电压元件要经PT断线闭锁（电流保护动作时不检测，平时检测）③限时速断二次谐波制动元器件装置实时计算电流二次谐波，当任意相电流谐波大于整定二次谐波值，装置闭锁限时速断保护和反时限过流保护。2、反时限过流保护装置的过流保护通过软压板可选择定时限或反时限方式。当选为反时限后，对应定时限的电流定值即为反时限起动电流定值，定时限的时间定值即为反时限时间常数。若对应段方向闭锁或低压闭锁投入，则反时限过流同样经低压闭锁。本装置有3种反时限特性公式供用户选择使用：(1)一般反时限114.002.0PpIItt(2)非常反时限15.13ppIItt(3)极端反时限MPM800综合保护管理装置说明书-9-1802ppIItt以上公式中：I为三相电流中的最大值Ip为保护的启动电流整定值，该反时限启动电流与过流保护电流定值共用。tp为反时限过流时间常数，该时间常数与过流保护时间定值共用。由上式可知，Ip和tp为常数，而I与t为变数，当IIp时，t随I的增大而减小，二者呈反时限特性。3、过负荷保护装置具有低电流定值，长延时的过负荷保护功能。过负荷动作可通过整定选择跳闸出口或发信。当A、B、C任一相电流超过过负荷电流定值，装置经整定延时发告警信号或出口跳闸。过负荷发信或跳闸可通过软压板设定。过负荷动作条件如下：1)IΦ＞IGFHZD；IΦ为A、B、C任一相电流；IGFHZD为过负荷电流定