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WZDLX小电流选线装置
1、概述
WZDLX型小电流选线装置是工业现场电路保护系统的组成部分,该装置能够在电路系统发生接地(弧光或金属性)现象时准确判断出故障出现的位置,并把信息进行远程传输,从而方便现场人员检修。
1.1.功能及特点
该装置结构采用模块化设计,主控片采用16位高速度自带数据采集模块的高性能单片机,各模块之间采用可冗余校验、多主发送的CAN通讯方式进行数据交换及共享。面板采用显示屏及简单的5键操作功能进行人机对话。
系统采用双看门狗方式来检测系统的运行;较宽的工作输入电压,较高的电流信号测量精度;具备故障和设置信息的记忆功能;具备实时数据和故障数据远传功能。
1.2工作原理
装置启动运行后,系统时刻监测各段的零序开口电压变化情况,一旦开口电压在连续3ms内的值大于给定的值时,立即启动该段的选线功能,同时对接下来一个周期内的开口电压进行采样并计算有效值,通过有效值的大小来判断系统是否符合接地故障,如果符合条件,则显示屏弹出故障界面,显示故障的位置及故障时的电流值。
在选线方法上,系统采样相位法和最大有效值法。启动选线后,选线部分先采样一个周期的数据,延时若干个周期后进行下一个周期的数据采样;通过对比两采样周期数据的变化来判断相位是否变化,如果相位发生变化(弧光接地发生后消弧设备投入保护的情况),而且其有效值大于一个设定的限值(作为干扰信号值)时,认为该段发生故障;如果该段所有相位都不发生变化(弧光接地时消弧设备不投入保护或发生的是金属性接地),则根据有效值最大法来判断故障位置。
故障发生并选出后,系统给出无源接点报警信号,也可根据客户定制要求外挂一对一的报警接口模块。
2.型号与参数及使用环境
2.1 型号
WZDLX选型表
功能描述
最大选线段数
三段
最大线路数
12
18
24
36
2.2技术参数
小电流选线装置技术参数表 表 1
技 术 指 标
技 术 参 数
备 注
工作 电 压
AC/DC:85V~265V
输入开口零序电压U0x
0~150V
测量精度1%
输入零序电流
20mA~3A
测量精度0.5%
选线范围
3段母线共48路
可自行设定
2.3使用环境
环境温度:-20℃~+60℃;
大气压:80~110Kpa;
空气相对湿度:90%(25℃),50%(60℃);
适用范围:3kV~35kV系统;
周围不能有爆炸危险介质,不得在含有腐蚀性或破坏绝缘的导电介质或气体中使用;
安装在通风良好、防尘、防沙、防雨的地方。
3. 装置结构
3.1硬件框架
选线装置的硬件由电源模块、显示模块、选线模块和CAN总线模块组成。
电源模块部分提供装置电路所需各种电压,同时该模块板集成有继电器,供报警输出使用;显示模块部分用于采集开口零序电压、显示、数据保存及数据远传功能;选线板负责母线及及支线各零序电流回路的采样。CAN总线负责把以上上模块有机的组合在一起。框图如下:
图 1
3.2键盘
键盘包括:查询键、确认键、+键、-键和复位键。该复位键是在出现故障后,报警继电器吸合,在排除故障后,按复位键解除报警。
3.3 LCD显示
系统正常运行时,LCD显示实时开口电压值;发生故障时立即弹出故障报警界面;通过键盘能够方便地进行参数修改或信息查询。
4.参数设置
正常情况下,显示屏显示当前的日期时间和各段开口零序电压值(如图3),对于两段选线,仅显示两段的开口值;在正常界面或故障界面下(如图4),通过‘查询’键进入主菜单(如图5);主菜单里包含时间设置、通讯设置、线路参数及故障记录等。
4.1时间设置
在主菜单下,利用‘查询’键选择时间设置项,并按‘确认’键进入时间设置(如图6)。通过‘查询’键选择设置项,通过‘+、-’键改变数值。如果在设置项上用‘确认’键退出,则保存设置的值,否则不保存设置内容。
4.2通讯设置
在主菜单下,利用‘查询’键选择通讯设置项,并按‘确认’键进入通讯设置(如图7)。通过‘查询’键选择设置项,通过‘+、-’键改变数值。如果在设置项上用‘确认’键退出,则保存设置的值,否则不保存设置内容。
4.3线路参数
在主菜单下,利用‘查询’键选择线路参数项,并按‘确认’键进入线路设置界面(如图8)。该界面能够选择设置线路设置、启动电压及投入设置。
4.3.1线路设置
在线路参数的菜单界面下,利用‘查询’键选择线路设置项,并‘确认’进入线路设置界面(如图9),通过‘查询’键来选择需要改变的数据,通过‘+、-’键改变数值。如果该路设置成功,通过‘确认’键保存该路设置并进入下一路的设置。如果上路设置错误,可以选择“上一路”选项进入上路的设置。可以选择到‘返回’项退出,已经修改的内容有效。否则系统会一直提示修改下一个编号,直到最后一个修改完成后退出。
4.3.2启动电压
在线路参数界面下,选择启动电压项,并‘确认’进入启动电压界面(如图10),通过‘+、-’键改变数值。如果该路设置成功,通过‘确认’键保存设置并进入上级菜单。
4.3.3投入设置
在线路设置界面下,选择投入设置项,并‘确认’进入线路投入设置界面(如图11)可以设定投入数及电容电流值数(安培)。
电容电流值代表现场发生接地时一次端最小电流值;在实际调试时,建议电容电流设置值为现场发生接地时一次段最小电流值的60%。调试完成后建议不要改动该参考值,否则影响选线准确度。
5.故障记录
在主菜单下,利用‘查询’键选择故障记录项,并按‘确认’键进入查询界面(如图12)。
5.1故障记录
在查询界面下选定故障记录后进入可查看最近20次的故障信息(如图13),包括故障位置、故障时间、一次端零序电流值。通过‘+-’键来翻页查看,通过‘确认’键退出。
5.2 清除记录
在进入故障记录界面后,当翻页到最后一个故障记录后,会出现提示“是否清除故障记录?”的界面(如图13所示),通过选择“确定”和“取消”来决定是否清楚记录。如果清除成功将会出现,“清除记录成功!”的界面(如图14)。
6.通讯规约
本设备采用RS485总线, 波特率可在1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS间任选一种,1位起始位,8位数据位,无校验位,1位停止位,共10位。
注:SLC出厂时站址和通讯波特率已设好了,站址为01。
CRC校验权值为CRC-16=X16+X15+X5+1
地址+功能码+起始地址+字长度+16位CRC校验码
a.读命令功能码为03H
数据格式定义:
地址
状态定义
备注
0000H
选线故障的段数
=00 00H (正常) ; =00 01H (第一段故障);
=00 02H (第二段故障); =00 03H (第三段故障)
0001H
选线故障线路
=00 00H (无故障) ;
=00 01H (母线故障) ;
=00 02H (外网故障) ;
=00 03H (第一路线路故障) ;
=00 04H (第二路线路故障) ;
=00 05H (第三路线路故障)
……
=00 37H (第五十三路故障) ;
0002H
年
=00 XXH XX代表年
0003H
月
=00 XXH XX代表月
0004H
日
=00 XXH XX代表分
0005H
时
=00 XXH XX代表时
0006H
分
0007H
秒
=00 XXH XX代表秒
注:该时间分为两种情况,当故障发生后为故障发生时的时间,当正常时为实时的时间。
例:若设备地址为1
读取状态数据:
主站发送:01 03 00 00 00 08 44 0C,其中 44 0C为CRC校验码
设备回应:01 03 10 00 01 00 12 00 00 00 01 00 01 00 0B 00 0C 00 1E E4 11,其中E4 11为CRC校验码。
此时,第一段的第16路发生故障,时间为2000年1月1日11时12分30秒。
7.接口定义及外形尺寸
7.1 接线图
图 14
7.2 接口定义
端子A
端子B
端子C
端子D
端子E
端子F
端子G
端子H
1
AC/DC220V
备用1
电流1*
电流10*
电流19*
电流28*
电流37*
电流46*
2
接地
备用2
电流1
电流10
电流19
电流28
电流37
电流46
3
+24V
电流2*
电流11*
电流20*
电流29*
电流38*
电流47*
4
报警常开节点1
24V地
电流2
电流11
电流20
电流29
电流38
电流47
5
开口电压1
电流3*
电流12*
电流21*
电流30*
电流39*
电流48*
6
报警常开节点2
电流3
电流12
电流21
电流30
电流39
电流48
7
开口电压2
电流4*
电流13*
电流22*
电流31*
电流40*
电流49*
8
报警常开节点3
电流4
电流13
电流22
电流31
电流40
电流49
9
开口电压3
电流5*
电流14*
电流23*
电流32*
电流41*
电流50*
10
485接地
电流5
电流14
电流23
电流32
电流41
电流50
11
RS485-A
电流6*
电流15*
电流24*
电流33*
电流42*
电流51*
RS485-B
电流6
电流15
电流24
电流33
电流42
电流51
13
电流7*
电流16*
电流25*
电流34*
电流43*
电流52*
14
电流7
电流16
电流25
电流34
电流43
电流52
15
电流8*
电流17*
电流26*
电流35*
电流44*
电流53*
16
电流8
电流17
电流26
电流35
电流44
电流53
17
电流9*
电流18*
电流27*
电流36*
电流45*
电流54*
电流9
电流18
电流27
电流36
电流45
电流54
说明:
1、18路产品无端子E、F、G、H;
2、36路产品无端子G和H。