AL-WDZ196型系列微机小电流系统接地选线装置
一、概述
本装置适用于0.4KV～66KV中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地的小电流接地系统。可广泛用于电力系统的发电厂、变电站、水电站及化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。
在电力系统中，把中性点不接地或经消弧线圈、电阻接地的系统叫小电流接地系统,在小电流接地系统中最常见的故障是单相接地。小电流接地系统发生单项接地故障时，凡是对地有电容的线路都将有零序电流通过，但由于零序电流较小，又有很大的分散性，选择接地线路有一定困难；若系统中有消弧线圈，困难更大。
单相接地时接地电流较小，按电力系统安全运行规程的规定，发生单相接地故障后可继续运行1至2小时，但此时系统非故障相对地电压升高为线电压，若不及时处理，极易发展成两相短路使故障扩大。弧光接地还会引起全系统过电压。
1、本产品选用的微处理器为美国Intel公司的十六位单片机芯片80C196作为核心，计算速度快，数据处理能力高。
2、适用范围广，适用于中性点不接地/经消弧线圈接地/经大电阻接地系统、适用于架空线/电缆线系统，长短线不限。
3、软件设计及程序编制考虑了目前国内现场大多数情况，吸收了国内同类产品的优点，并充分兼顾了现场调试运行方便、快捷的要求。
4、数据交换通道有三种硬件接口： 三线RS－232C 口、 二线RS－485 口、四线RS－422口。适用于无人值班变电站或综合自动化设备。
5、无定值设定，采用残流增量法使装置不受运行方式及接地过渡电阻的影响。
6、线路报警编码输出与线路报警一对一输出为独立出口模块。
7、自检功能：随时监视装置的核心硬件电路和软件的执行情况。
8、自恢复功能：装置上电后无论处在何种操作界面，若2分钟无人操作便自动进入运行界面（本机故障报警时除外）。
9、整机为插件结构，维修及更换部件极为方便。
10、汉字菜单，操作简便，易于理解，调试容易。
11、投运后，本机基本上不需要维护。
四、主要功能和技术参数
1、适用范围：中性点不接地、经大电阻接地或经消弧线圈接地的小接地电流系统；
2、母线段数：1～4段；
3、选线回路：12、24、36路（如选择时路数不一，请在订货时说明）；
4、启动电压（V）：30V为缺省经验值,用户无需整定；
5、输入量额定值：零序电压小于100V、零序电流大于20mA小于500mA（零序电压、零序电流信号接入本装置时同名端必须一致）。为确保装置选线的准确性，当线路发生单相接地时该线路的零序电流互感器二次侧能提供大于20mA且小于500mA的零序电流；
6、远动报警功能：掉电报警、本机故障报警、接地母线报警、接地线路报警、编码输出、接地线路报警一对一输出。本系列报警各提供一对无源触点（触点容量为8A/250VAC、8A30VDC）可接中央信号指示灯；
7、通讯功能： RS485；
8、打印功能：全汉化打印本机参数设置和故障信息。
9、工作电源：AC/DC220V、AC/DC110V（供选择其一使用）；
10、使用环境：温度-30℃～55℃ 湿度≤90% 大气压力80～110KPa
五、装置工作原理
小电流系统正常运行时，电压互感器PT开口三角电压很小，一般不会超过10V。当系统发生单相接地故障后，接地相对地电压为零，正常相对地电压升高到线电压，零序电压升高。接地线路的电容电流等于正常线路的电容电流之和，并且接地线路的电容电流的方向从线路流向母线，而正常线路的电容电流的方向为母线流向线路，即二者方向相反。
装置实时监测PT开口三角电压，当开口三角电压大于启动值时，装置对该段母线所有线路的零序电流进行多次同步采样，并对数据采样的可信度进行全面分析，在此基础上运用群体比幅比相原理及多重判据进行优化处理，并充分考虑了相位及幅值的变化和PT断线、过渡电阻变化而引起的零序电流变化等影响,从而选出接地线路或接地母线，同时引入了相对测量概念和自适应跟踪技术，大大提高了故障电流检测的灵敏度，能严格鉴别接地与虚幻接地；降低了误判和漏判的概率，提高了选线的准确性。
六、装置面板各元件的功能说明：
a、液晶以汉字菜单显示装置的运行信息，打印机打印装置的运行参数和事件信息。
b、工作指示灯：运行（绿色、装置正常运行时闪烁）、故障（红色、装置故障时点亮并退出运行）、接地（红色、装置监测到线路有接地时点亮）。
c、按键“↑”“↓”“左”“友”为菜单选项用，有时“↑”“↓”键作数值增减1使用，“← ”“ →”键作左右移位用。
d、“退出”键作返回上一级菜单用。
e、“复位”键作整机复归用。
f、“确认”键作菜单选项或参数设置的确定用。
七、通讯说明
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2 |
RS422 |
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3 |
4 |
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5 |
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6 |
RS232 |
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7 |
8 |
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9 |
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10 |
RS485 |
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11 |
12 |
11、通讯接口
装置有三种通讯接口可供选择，RS232、RS422、 RS485。用户订货时需说明通讯接口，也可现场自行设置。打开装置面板，抽出主板，按右图调整主板上的短路插件，默认485。
2、通讯规约说明
2.1、上位机发校时命令：（CRT）
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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0EBH |
90H |
0EBH |
90H |
02H |
站号 |
55H |
08H |
|
同步头 |
起始符 |
装置地址 |
特征码 |
报文长度 |
|||
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9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
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YEAR |
MON |
DAY |
HOUR |
MIN |
SEC |
&L |
&H |
03H |
|
年 |
月 |
日 |
时 |
分 |
秒 |
代码和 |
结束符 |
|
2.2、事件查询
2.2.1、上位机下发查询故障信息命令：（ASK）
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
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0EBH |
90H |
0EBH |
90H |
02H |
站号 |
66H |
|
同步头 |
起始符 |
装置地址 |
特征码 |
|||
2.2.2下位机应答信息
无新事件时返回的报文如下：(ACK)
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
0EBH |
90H |
0EBH |
90H |
02H |
站号 |
06H |
03H |
|
同步头 |
起始符 |
装置地址 |
特征码 |
结束符 |
|||
有新事件时返回的报文如下：(R)
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|||||
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|
0EBH |
90H |
0EBH |
90H |
02H |
站号 |
60H |
0BH |
|||||
|
|
同步头 |
起始符 |
装置地址 |
特征码 |
报文长度 |
||||||||
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9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
||||||
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YEAR |
MON |
DAY |
HOUR |
MIN |
SEC |
MUL |
LINE |
||||||
|
年 |
月 |
日 |
时 |
分 |
秒 |
母线 |
线路 |
||||||
|
17 |
18 |
19 |
20 |
|
R |
&L |
&H |
03H |
|
事件类型 |
代码和 |
结束符 |
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2.2.3、上位机接收到故障报文后下发报文（ACK）
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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0EBH |
90H |
0EBH |
90H |
02H |
站号 |
06H |
03H |
|
同步头 |
起始符 |
装置地址 |
特征码 |
结束符 |
|||
注：a．装置地址：00H-0FFH。
b．报文长度指特征码、报文长度、报文内容之和。
c．代码和指故障特征码、报文长度、报文内容之和（16位值）。
d．母线：01H-04H 分别代表1-4段母线。
e．事件类型：04H表示接地，40H表示接地消失。
f．线路：01H-24H 分别代表1-36路线路。00H表示母线接地。
g．时间为BCD码。
h．通讯方式：8位数据位，1位起始位，1位停止位，无校验，异步半双工，波特率1200～9600bps。
4、线路报警编码输出的使用说明
线路报警编码为二进制BIN格式，见下表。表中“0”表示与其对应的内部继电 器触点呈断开状态，“1”则表示与其对应的内部继电器触点呈闭合状态。
八、CT的安装、选择及系统电容电流的估算
1、安装零序电流互感器请参考“零序CT的安装图”。
发生接地故障时接地电流不仅可能在地中流动，还可能沿着线路电缆的导电外皮流动。正常运行时地中杂散电流也可能在电缆的导电外皮流过。这些电流可能导致保护误动作、拒绝动作或使其灵敏度降低。所以在安装零序电流互感器时电缆头应与支架绝缘，并将电缆头的接地线穿过互感器再接地。
2、系统电容电流的估算
2.1、变电所的电力设备所引起的电容电流增值可按下表估算：
|
额定电压(千伏) |
6 |
10 |
15 |
35 |
66 |
|
电容电流增值(%) |
18 |
16 |
15 |
13 |
12 |
2.2、电缆线路电容电流的估算参见下表：
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平均值 (KV) (A/Km) 缆芯截面(mm2) |
6 |
10 |
35 |
|
10 |
0.33 |
0.46 |
|
|
16 |
0.37 |
0.52 |
|
|
25 |
0.46 |
0.62 |
|
|
35 |
0.52 |
0.69 |
|
|
50 |
0.59 |
0.77 |
|
|
70 |
0.71 |
0.9 |
3.7 |
|
95 |
0.82 |
1.0 |
4.1 |
|
120 |
0.89 |
1.1 |
4.4 |
|
150 |
1.1 |
1.3 |
4.8 |
|
185 |
1.2 |
1.4 |
5.2 |
|
240 |
1.3 |
1.6 |
|
|
300 |
1.5 |
1.8 |
|
电容电流 额定电压2.3、架空线路电容电流的估算：
I=（2.7～3.3）UL10-3安
式中：U—电网的额定电压（单位：千伏） L—线路的长度（单位：千米）。
系数2.7适用于无避雷线的线路(木杆线路),3.3适用于有避雷线的线路(木杆线路)，金属塔杆时各增加10%。
2.4、CT选择的原则：
线路发生单相接地时该线路的CT二次侧能提供大于20mA且小于500mA 的零序电流(我公司有专为选线装置配套的零序CT供用户选用)。
九、订货注意事项
订货时请说明：1. 装置工作电源（AC/DC220或AC/DC110）；
2. 通讯接口（默认RS485）；
3. 选线回路数；
4．是否配备远动输出功能。