一、ZK1200-ARC弧光多功能在线监测系统简介
中、低压母线发生短路故障时,所产生的电弧光对设备及人员会造成极大的伤害。但是目前在国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护,而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障,这样导致了故障切除时间的延长,加大了设备的损伤程度,破坏严重时可能造成事故进一步扩大,威胁到系统的稳定运行,该问题已引起业内专业人士的高度重视。
南京中凯光电科技股份有限公司(简称南京中凯光电),在吸收国外先进技术,结合行业检测及保护配置相关规程,自主研发出具有技术先进、适用性强、高可靠性的ZK1200-ARC弧光多功能在线监测系统系列产品。ZK1200-ARC弧光多功能在线监测系统采用弧光检测和过电流检测双判据原理,具有保护动作速度快、可靠性高等特点。
ZK1200-ARC弧光多功能在线监测系统可以确保操作人员安全,将故障损失降,为快速处理故障,恢复供电创造了条件。
1.1 ZK1200-ARC系统工作原理
ZK1200-ARC 系统可接入若干个由弧光传感器传来的电弧光信号以及电流信号。弧光传感器可放置在开关设备的任何位置,通常安装在开关柜各间隔室中,也可沿母线放置。电弧光保护主要动作依据为故障产生的两个不同因素:弧光及电流增量。
检测到弧光报警后,只有电流值也超过设定的电流最.大值后,才会进行跳闸(动作后瞬时跳开主变进线断路器,主变中/低压侧电流作为辅助判别元件,以防止误动)。电流判别元件采用三相电流检测方式,整定值应按躲过该主变实际最.大负荷电流整定,推荐设置为1.1-1.3In。
1.2 ZK1200-ARC系统技术特点
1) 满足所有电磁兼容(EMC)标准;
2) 符合中国继电保护设计标准要求;
3) 采用过流及弧光双重判据,可靠性高;
4) 新型光纤连接传输,光电转换在装置内完成,抗电磁干扰能力强;
5) 采用过滤干扰光的新型弧光传感器,具有过滤干扰光的功能,避免可见光传感器受环境光照影响引起误动;
6) 弧光跳闸时间小于5ms,远快于传统的母线保护,对开关柜的内部弧光故障总切除时间可以控制在75ms以内;
7) 全汉字显示,操作习惯和传统数字式保护完全一致;
8) 跳闸出口逻辑可编程;
9) 可显示故障位置;
10)对于不同类型的接线可灵活设置。
1.3 与国内外同类产品比较图
二、 ZK1200-ARC系统组成
ZK1200-ARC弧光多功能在线监测系统是一个模块化系统,包括母线弧光保护主控单元(ZK1200-1ARC/ZK1200-3ARC)、弧光扩展单元(ZK1200-2ARC)、馈线弧光保护主控单元 (ZK1200-KARC)、馈线弧光保护电流单元(ZK1200-C)弧光传感器单元(ZK1200-5ARC)等组件。
系统主要构成组件如下:
ZK1200-1ARC母线弧光保护主控单元
ZK1200-3ARC母线弧光保护主控单元
ZK1200-2ARC母线弧光保护扩展单元
ZK1200-KARC馈线弧光保护主控单元
ZK1200-C馈线弧光保护电流单元
ZK1200-5ARC弧光传感器单元
主要功能及特点:
1. 可与弧光保护装置的扩展口相连接。
2. 可接入3路交流电流量,采集一组三相电流信息。
3. 具有3路常规继电器开出。
4. 具有1路485数据传输接口与主控单元或后台软件连接,交互数据。
5. 内部判断当过流出现时输出硬接点信号到弧光保护主控装置的扩展接口。
产品技术指标:
序号 | 项目 | 技术参数 |
1. | 工作电源 | 交流:输入范围85~265V AC, 直流:220V DC或110V DC(订货注明) 允许偏差:-20%~+15%; 纹波系数:不大于5% |
2. | 整机功耗 | < 15W |
3. | 交流输入 | 3路电流 |
4. | 跳闸出口 | 1路常规继电器开出 |
5. | 静电放电 | 符合GB/T14598.26-2016中7.2.3规定的严酷等级为Ⅳ级的静电放电试验的要求 |
6. | 快速瞬变 | 符合GB/T14598.26-2016中7.2.5规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验的要求 |
7. | 浪涌(冲击) | 符合GB/T14598.26-2016中7.2.7规定的严酷等级为Ⅳ级的浪涌(冲击)干扰试验的要求 |
8. | 脉冲群干扰 | 符合GB/T17626.9-2011中规定的严酷等级为Ⅲ级的1MHz及100KHz脉群干扰试验的要求 |
9. | 辐射电磁场干扰 | 符合GB/T14598.26-2016中7.2.4规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验要求 |
10. | 工作温度 | -20~+55℃ |
11. | 贮存、运输极限环境温度 | -25~+75℃ |
12. | 相对湿度 | 5%~95%(最.大湿度28g/m3) |
13. | 大气压力 | 86 KPa~106 KPa |
14路小弧光主控单元
主要功能及特点:
弧光保护系统硬件配置及功能见下表:
硬件配置 | 功能 | 备注 |
交流插件X1
| 12路交流电流量输入,可直接采集3组进线三相电流及零序电流信息。 | 交流模件接入3组进线电流采样 |
弧光插件X4 | 弧光探头接口:可直接接入1-14个弧光探头,对应的探头地址为1~14。 | 当现场检测点不大于14个时,可仅配置一台母线弧光保护装置及相应数目的探头独立构成电弧光保护系统; 当现场检测点大于14个时,可根据情况配置多台弧光保护装置。 |
通讯口插件X2 | 1路485通讯接口 2路以太网接口 可扩展IEC61850 1路光纤测温接口 1路微光监测接口 | 通信规约支持部颁MODBUS标准,IEC104协议,或IEC61850协议,可方便地接入站内综自系统。 |
出口插件X3 | 8路继电器开出 | 每路弧光可配置不同的出口 独立的纯弧光出口、失灵保护出口 |
显示模块 | 采用128 X 64的宽温液晶显示器,其背光为节电设计;指示灯采用高亮度LED发光二极管。 | 显示模件可用于设备的人机交互,完成键盘处理、液晶显示等功能。 纯中文液晶显示,人机界面清晰易懂 |
l 弧光单判据速断保护
选择弧光单判据方式:
1) 弧光整定值范围:(5 ~20) klux或(1~10) mW/cm2;也可采用此区间内的某个固定定值作为定值;
2) 弧光整定误差:不超过±10%;
3) 动作时间:≤10 ms。
l 弧光过流双判据保护
1) 选择电流、弧光双判据方式:
2) 弧光动作门槛值范围:(5 ~20) klux或(1~10) mW/cm2;也可采用此区间内的某个固定定值作为定值;
3) 弧光整定误差:不超过±10%;
4) 电流整定值范围:0.5 In~10 In;
5) 电流整定误差:±5%;
6) 动作时间(2倍电流整定值以上):≤20 ms。
l 断路器失灵保护
1) 电流整定误差:不超过±2.5%或±0.02 In;
2) 延时整定范围:100ms~40s;误差:不超过20 ms。
2、其它功能
1) 具有自检功能,包括装置硬件故障、软件故障等自检,当装置检测到本身故障时,发出告警信号,同时闭锁整套保护。
2) 具备运行、通信、跳闸、装置异常等状态指示。
3) 具有光纤测温预警功能,最.大可采集54个点的温度。
4) 具有微光监测功能,最.大接入6路微光监测数据。
5) 具有时间、定值、配置、采集量、动作等信息显示,并有事件记录、操作记录查询功能。
6) 具有故障定位功能,及时准确的发出故障点所在位置。
7) 通讯功能,支持1路485、2路以太网,满足MODBUS规约或IEC60870-5-103、104通讯规约,也可扩展IEC61850通讯规约
产品技术指标:
① 满足国标要求电磁兼容(EMC)标准;
② 符合中国继电保护设计标准要求;
③ 采用过流及弧光双重判据,可靠性高;
④ 兼具光纤测温、微光监测功能,具备高度扩展性;
⑤ 新型光纤连接传输,光电转换在装置内完成,抗电磁干扰能力强;
⑥ 采用过滤干扰光的新型弧光传感器,监测弧光中的紫外光,具有过滤干扰光的功能,避免可见光传感器受环境光照影响引起误动;
⑦ 出口动作速度快,纯弧光跳闸时间小于10ms,带电流双重判据的动作时间小于20ms,远快于传统的母线保护,对开关柜的内部弧光故障总切除时间可以控制在75ms以内;
⑧ 全汉字显示,操作习惯和传统数字式保护完全一致;
⑨ 每个弧光逻辑可编程,可显示故障位置,可整定不同的动作出口;
⑩ 主控单元集成电流单元、弧光采集单元和扩展单元的功能,安装简单,对于不同类型的接线可灵活设置。
内部自带类似备自投功能的自适应软件逻辑,可适应不同配置方式,运行状态自动切换,无需人工干预。
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