BRRH-700并联电容保护装置

BRRH-700并联电容保护装置 第三章 BRRH-700并联电容保护装置 一、 概述 在铁路供电系统中，为抑制电源污染，在变电站内都使用电容器与电抗器，两设备构成串联回路，电抗器与电容器的阻抗比约为12%。当电抗器发生断路故障时，存在以下现象: 1、系统电压保持不变; 2、电容器电压降低; 3、负荷电流降低。 因而，普通的过流、过压、失压等保护不能起到保护作用。为保护设备，尽量降低电抗器因短路造成的损失，特本装置。 二、装置结构 本装置主要由以下九个部分组成: 1、主MCU系统:以INTEL公司的16位高性能单片机80C196KC 为核心构成，采用WSI公司的FLASH结构的多功能芯片 PSD813F2-90J作为代码及动态数据存储器，该芯片内含64K的 FLASH型ROM，1K动态RAM，还包含了74HC138片选及 74HC373地址锁存器等功能，采用RAMTRON公司的FM3164 作为WATCHDOG，实时钟及大容量(8K)静态数据存储器。外 扩32K动态RAM存储器。主MCU系统主要负责独立完成保护 功能。 2、从MCU系统:以WINBOND公司的双串口单片机为核心构成。 该CPU的双串口之一负责与主MCU系统通讯，另一串口则预留 与上位机通讯，该芯片内含32K静态ROM及1K动态RAM。主 要负责管理键盘、显示及通讯。 3、AD转换回路:电压通道三路，电流通道一路，采用磁隔离方 式。AD转换采用MAXIM公司的MAX197。 4、控制出口回路:采用小型单常开接点的继电器与固体继电器串 联，采用磁隔离方式。 5、空接点输出回路:装置留有两个空接点输出回路，用户可将报 警音响装置接入此回路，并区分事故报警和预告报警。采用磁隔 离方式。 6、开关量输入回路:装置留有4路开关量输入回路，允许接入 DC110的直流量，有极性要求(见端子使用说明)。采用光电隔离 方式。 7、通讯接口:装置留有标准RS232接口，采用DC/DC隔离。 通讯设置为:波特率:9600BPS 数据结构:1位起始，8位数据，奇偶校验，1位停止 通讯规约:MODBUS CRC校验码:0X1021 8、人机界面:装置使用128X64图形点阵液晶作为显示器，配合 LED指示灯向用户提供丰富、清晰的系统信息。全中文操作界面。 设有五键式多功能厚膜键盘。 9、电源:采用交(AC220V)直(DC110V)流两用开关电源模块。 三、硬件结构的特点: 1、高集成度，更多地采用多功能的集成芯片，减少离散件的使用， 简化硬件结构，最大限度地减少故障点，从而提高装置的可靠性 和无故障时间。 2、主MCU系统和从MCU系统之间只通过通讯连接，即使从 MCU系统完全瘫痪，也不会影响主MCU系统完成保护功能。 3、合理使用元器件，充分发挥元件的性能，以提高装置性能。如: A、装置采用MAXIM公司的MAX197作为AD采样芯片。该 芯片自带8路模拟量输入(本装置使用其中四路)，省掉了外扩多 路模拟转换开关的麻烦;12位转换及?10V的超宽输入范围保证 了采样精度;?35V的输入保护保证了装置的过载能力。 B、装置采用RAMTRON公司的FM3164作为系统的看门狗、低电压监视、实时钟及非易失存储器。I2C通讯方式保证了设置数据的可靠性。 C、装置采用固体继电器与小型继电器串联的方式构成出口控制回路，既保证了操作时间的精确性，又保证了出口回路的可靠性。 4、强弱电回路严格分开，采用光电、电磁等隔离方式，并保证强弱电之间的间隔，以保证装置的介质耐压强度及提高装置的抗干扰能力。 5、轨道拔插式安装方式，使装置拆装方便，提高装置的维护可维 护性。 6、全封闭铁制盒体，提高了装置的抗空间电磁场干扰的能力。 四、功能设置 1、控制功能: A、断路器合闸固有时间测试:测试从合闸命令下发起至断路器触头闭合的时间，以确定为保证断路器在过零点时闭合所需要的合闸命令下发时间。 B合闸控制:装置设有两种合闸操作方式: a、试验合闸:合闸命令立即下发，不判断过零点，用于断 路器检修操作。 b、运行合闸:根据断路器合闸固有时间确定合闸命令的下 发时间，用于投运操作。 C、分闸控制:操作断开断路器。 2、测量功能:实时测量母线电压，电容器电压，负荷电流，计算电抗器电压，电压变化率，电流变化率，电容器和电抗器的阻抗比。 3、保护功能:装置对所有电流、电压模拟量的计算采用傅立叶分 析，以基波值作为保护判断依据，提高保护的可靠性。 A、过流保护:以互感器二次值为基准，定值设定范围:0.5A—20A，定时设定范围:0—99.99S。 B、过压保护:以母线电压为基准，定值设定范围:105*PT变比—130*PT变比，定时设定范围:0—99.99S C、失压保护:以母线电压为基准，定值设定范围:10*PT变比—80*PT变比，定时设定范围:0—99.99S D、差压保护:以两组电容电压差值为基准，定值设定范围:5*PT变比—80*PT变比，定时设定范围:0—99.99S E、电压变化率保护:以电容电压为基准。根据电抗器故障时引起的电容电压变化趋势，设定当电压负向变化时保护动作。为避免因系统电压波动引起保护误动，以母线电压变化率为闭锁条件，当母线电压变化的方向与电容电压的变化方向一致，且变化幅度接近时，闭锁保护。电压变化率判断间隔:10mS。定值设定范围:10*PT变比—100*PT变比，定时设定范围:0—99.99S F、电流变化率保护:以互感器二次值为基准，根据电抗器故障时引起的负荷电流变化趋势，设定当电流负向变化时保护动作。为避免因系统电压波动引起保护误动，以母线电压变化率为闭锁条件，当母线电压变化的方向与负荷电流的变化方向一致，且变化幅度接近时，闭锁保护。电流变化率判断间隔:10mS。定值设定范围:0.5—20A，定时设定范围:0—99.99S G、阻抗比保护:以电抗及电容当前阻抗比与标准阻抗比的偏差的绝对值为基准。定值设定范围:1—99.99%，定时设定范围:0—99.99S 4、控制回路故障监视:当控制回路发生掉电、断线(合分回路全失电)或合分回路全带电时，装置报警，前一种情况显示“控制 线故障2”，后一种情况显示“控制线故障1”。 5、机卡保护:当合分闸命令下发1S后，开关未按要求变位或辅助结点翻转异常时，合分闸命令自动撤消，并报警显示“开关机卡”。 五、、技术指标:(T = 25?) 1、工作电源: ~220V?15% 50Hz/ DC110?15% 2、额定功耗:无动作时:?2.5W / 动作时:?3.5W 3、环境温度:-20?--+70? 4、交流电压输入:100V，50Hz ，允许长期工作于1.2倍额定电压;10S/1.5倍额定电压 5、交流电流输入: 5A，50Hz， 允许长期工作于2倍额定电流;10S/10倍额定电流 6、控制出口回路:DC110V，3A，可靠断开容量:500W; 7、空接点输出回路:DC110V，0.2A，驱动感性负载时，负载应加装续流二极管。 8、介质耐压:2000V 9、绝缘强度:?50M (500V兆欧)