KW-DX小電流接地選線及故障錄波裝置
1、概述
KW-DX小電流錄波選線裝置采用的雙核DSP處理器，同時具備上電自檢功能。內置SD卡，具備高速AD及FPGA采樣和功能強大的數(shù)字信號處理能力、快速浮點數(shù)運算能力以及大數(shù)據(jù)存儲功能，裝置采樣信號取自于寬頻傳感器，其頻寬達到100MHz，具有很好的頻率響應特性，能夠采集到電網(wǎng)電壓的高頻分量，利用DSP高速浮點運算實現(xiàn)信號的快速傅里葉分析，采用多種選線算法，使用模糊理論進行綜合的故障判定，發(fā)生單相接地故障故障時，準確判定故障線路，并將故障信息傳送至后臺，方便運維人員進行故障隔離，恢復系統(tǒng)正常供電。
該裝置配備高清7寸觸摸屏可實現(xiàn)人機交互界面進行查詢和各種定值的設置。裝置同時具有記錄故障類型以及故障時刻的波形，能記錄系統(tǒng)電壓以及零序電流波形，最多可以記錄200條動作信息以及故障波形。波形記錄可通過U盤導出到電腦，利用專用軟件進行深入分析。裝置還具備有RS485、以太網(wǎng)通信、GPS的B碼校時接口、掉電數(shù)據(jù)保護等功能。
2、適用范圍
本裝置適用于3～35kV各種電壓等級，各種出線方式的中性點不接地或中性點經(jīng)電阻、消弧線圈接地、母線上裝有消弧裝置（消弧柜）系統(tǒng)，可應用在PT柜、抑制柜、限諧柜、低殘壓柜、消弧柜上，對電力系統(tǒng)常見故障實時監(jiān)測處理并錄波分析?？蓮V泛用于電力系統(tǒng)的變電站、發(fā)電廠、水電站及化工、采油、冶金、煤炭、鐵路等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)。
3、工作原理
裝置由電源模塊、DSP系統(tǒng)、CPLD邏輯模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、存儲器、并口FLASH、U盤接口、通訊接口、液晶人機界面，繼電器輸出等構成。如下圖：
功能框架圖
4、面板指示說明
信號燈說明：
運行：正常運行指示燈，閃爍頻率1Hz;
接地：當發(fā)生接地故障時閃爍；
報警：當系統(tǒng)電壓出現(xiàn)異常時故障指示；
通訊：當收到正確報文并返回報文時閃爍；
USB接口：用于U盤波形導出或升級程序；
5、功能及特點
5.1 產品功能
① 運行電壓電流監(jiān)測功能
② 高精度接地選線功能
③ 系統(tǒng)故障識別功能
能識別單相接地、PT斷線、系統(tǒng)過電壓、欠壓、失壓等故障。
④ 消除諧振功能
⑤ 數(shù)據(jù)遠傳功能
本裝置配置了RS485和以太網(wǎng)通訊接口。
⑥ IRIG-B碼授時功能
⑦ 事件記錄及故障報警功能
系統(tǒng)自動記錄200次的故障信息并輸出報警接點。
⑧ 錄波及波形分析功能
錄波次數(shù)可存儲200次，每次錄波長度20個周波（故障前后各200ms）?？蒛盤導出CFG格式的文件。在電腦上通過專業(yè)軟件深入分析
5.2 產品特點
模塊化設計，結構緊湊，技術先進，雙高速DSP核處理器使運算實時性和動作準確性得以保證；
實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，對出現(xiàn)的異常運行狀態(tài)（單相接地、諧振、PT斷線等）做出準確判斷，并作出及時動作；
工業(yè)標準的RS485和以太網(wǎng)通訊接口，可以向上位機傳送系統(tǒng)的運行狀態(tài)；
配備B碼校時接口，可讓故障記錄精確到ms級別；
故障追憶功能，顯示最近200次歷史運行記錄；
故障波形可通過液晶屏顯示分析，也可將U盤導出到電腦借助專業(yè)軟件分析；
具有良好的電磁兼容性，適合在強電磁干擾的復雜環(huán)境中應用；
雙硬件看門狗電路確保軟件運行的可靠性；
中文7寸高清觸摸屏液晶顯示界面，運行狀態(tài)清晰，菜單式操作，方便易用；
后期程序升級不用更換插件，可通過插入U盤升級。可方便客戶后期增加功能而升級程序；
選線的線路路數(shù)后期升級方便，可以增加插件來實現(xiàn)選線路數(shù)的后期增加；
可通過人機界面模擬繼電器輸出、發(fā)故障報文從而解決了現(xiàn)場無繼電保護測試儀加模擬量的難題，方便后臺調試；
6、技術指標
①工作電源：AC/DC 110~220V，±10％；
②裝置功耗：＜30W；
③母線PT二次電壓輸入范圍：額定電壓≤交流150V，峰值電壓≤交流500V；
④零序電流：選線路數(shù)≤60路；額定電流≤交流5A，峰值電流≤交流50A；
⑤母線電壓：母線電壓≤4段；
⑥繼電器接點允許電流：≤10A／AC250V；
⑦故障錄波時間長度：400ms；
⑧同RTU和綜自站通信方式：硬節(jié)點、RS485、以太網(wǎng)、B碼對時；
⑨環(huán)境溫度：－35℃～+70℃；
⑩環(huán)境濕度：≤90％；
?海拔高度：小于 2000m，特殊情況下可達 4000m；
?使用地點不得有腐蝕性氣體、蒸汽、導電塵埃，不得有爆炸性氣體和破壞絕緣性氣體，安裝地點具有防風、防雨和防塵設施。
7、操作及說明
7.1顯示主界面
時間顯示：當前時間；
顯示最近一次記錄：顯示故障時間、選線線路號、母線段數(shù)。并可根據(jù)“故障詳情”按鈕快速調閱最近一次故障記錄的詳細信息和波形；
信息顯示：
可同時顯示四段母線的零序開口電壓和零序開口電壓。
7.2主菜單介紹
點擊主界面左上角的“菜單”按鈕進入主菜單界面。主菜單共有6項，如下圖
系統(tǒng)設置：設置站號名稱、時間、通訊、母線名稱及系統(tǒng)運行方式設置、每條線路名稱設置、觸摸屏顯示方式設置；
定值設置：設置母線電壓等級、變比以及啟動值，每條零序電流的變比、母線段數(shù)以及啟動值。
故障查詢：查詢故障類型、時間、故障線路位置以及波形數(shù)據(jù)；
運行監(jiān)測：查看實時的電壓和零序電流值；
關于產品：產品相關信息介紹、軟件版本說明和所有設置參數(shù)的閱覽。
7.3系統(tǒng)設置
在主菜單下，按“系統(tǒng)設置”按鍵可進入該子菜單。主要設置內容有基本設置、母線設置、零序設置、顯示設置參數(shù)；
7.3.1基本設置
環(huán)境設置:設置當前變電站名稱，可以用英文和數(shù)組結合設置，消弧和消諧功能可根據(jù)現(xiàn)場需要進行投退；
時間設置：設置當前的時間，有B碼校時的現(xiàn)場可以通過選擇B碼校時進行授時；
通信設置：設置當前通訊地址和波特率，波特率設置為1200、2400、4800、9600、115200bps；
設置完成后選擇“保存參數(shù)”可保存設置，不需要保存直接選擇“返回菜單”。
7.3.2母線設置
母線名稱設置：點擊白色空白區(qū)域可彈出軟鍵盤，可輸入漢字、英文數(shù)字組合對每段母線進行逐一命名；
系統(tǒng)方式設置：根據(jù)現(xiàn)場系統(tǒng)運行情況進行勾選。
設置完成后選擇“保存參數(shù)”可保存設置，不需要保存直接選擇“菜單返回”。
7.3.3零序設置
零序設置：通過點擊白色空白區(qū)域可彈出軟鍵盤，可根據(jù)柜號自行設定每條線路的名稱（可以由中英文及數(shù)字組合）；
設置完成后選擇“保存參數(shù)”可保存設置，不需要保存直接選擇“返回菜單”。
7.3.4顯示設置
背光設置:可設置背光燈亮的持續(xù)時間、背光燈強度（0-100可調）。在選擇“背光常亮”情況下背光燈可持續(xù)亮；
報警設置：“背光打開”在出現(xiàn)系統(tǒng)故障的情況下背光燈會由滅轉亮提示用戶，“彈出報警框”在出現(xiàn)系統(tǒng)故障的情況下會彈出報警信息；
設置完成后選擇“參數(shù)保存”可保存設置，不需要保存直接選擇“返回菜單”。
7.4定值設定
7.4.1母線定值
進入“定值設定”菜單后，需要輸入密碼，該密碼為“1000”。
母線定值:根據(jù)現(xiàn)場設置母線電壓等級，以及PT變比。并可以設置每段母線零序開口電壓錄波和啟動選線的越限值和突變量；
設置完成后選擇“參數(shù)保存”可保存設置，不需要保存直接選擇“菜單返回”。
7.4.2零序定值
零序定值:主要設置每條線路的參數(shù)；
選擇電流通道：可以選擇任意電流通道，空白區(qū)域輸入該通道的序號，可進行該線路的設置。
有效性：打√說明該通道投入使用并參與選線；
CT變比：根據(jù)現(xiàn)場零序CT的變比進行設置，如現(xiàn)場變比100:5可設置成20:1；
越限值：根據(jù)現(xiàn)場的系統(tǒng)電容電流大小可以進行設置二次電流啟動值；
母線值：根據(jù)該條線路所屬段數(shù)進行設置；
設置完成后選擇“保存”可保存設置，不需要保存直接選擇“菜單返回”。
7.5故障查詢
故障記錄:顯示故障編號、采用選線方法、故障線路位置、故障瞬時值、故障發(fā)生時間和結束時間。并提供了備選線路供客戶參考；
故障詳情:根故障詳情查看該次故障瞬間的電壓和零序電流的瞬時值，因可能存在現(xiàn)場每條零序電流互感器變比不一致的情況，每條故障線路的電流值為一次電流值方便比較；
故障波形：通過“故障記錄”右下角菜單的“查看故障波形”進入故障波形查看界面?？蛇x擇通道進行波形比較。每次可任意選擇四條線路進行對比。
通過“左移”和“右移”查看前后波形；
通過USB接口插入U盤，當右上方的U盤標志顯示正確，可通過“數(shù)據(jù)導出”按鈕來實現(xiàn)波形導出。通過電腦的專用軟件可以更深入的研究故障波形。
7.6運行監(jiān)測
7.6.1電壓顯示
電壓顯示：該界面最多可顯示四段母線的零序開口電壓。
選擇“菜單返回”可返回主菜單。
7.6.2電流顯示
電流顯示：該界面可以顯示每個通道對應的線路名稱和電流參數(shù)，通過左右箭頭進行翻頁顯示。
選擇“菜單返回”可返回主菜單。
7.7產品信息
顯示產品的軟硬件版本信息，以及更新時間信息；
點擊“返回菜單”返回主菜單界面。
8、通訊規(guī)約
本設備采用RS-485總線, 波特率默認為9600BPS（波特率可調），1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗位，1位停止位，共10位,下發(fā)報文最少間隔時間100ms。
注：出廠時站址和通訊波特率已設好了，默認站址為01，波特率為9600。
CRC校驗權值為CRC-16=X16+X15+X5+1
其中，本裝置Modbus通信使用了如下三種功能碼：
01H: 讀遙信量；
03H：讀遙測量；
06H：設置遙控量。
注：單條報文的長度不超過256個字節(jié)。
8.1通訊點表說明
遙信功能碼01H，起始地址0001H，狀態(tài)量共32位，4字節(jié)，占用地址0001H，0002H。
遙信點表及說明
遙測功能碼為03H，數(shù)據(jù)為無符號16位整型。
遙控使用功能碼為06H
8.2報文格式說明
讀狀態(tài)量（遙信）
使用命令01H作為讀取狀態(tài)量的功能碼，狀態(tài)量固定為32位，占用地址0001H，0002H。報文格式如下：
讀取狀態(tài)量（主機下發(fā)）
地址+功能碼+起始地址+字長度+16 位 CRC 校驗碼
|
地址 |
功能碼 |
起始地址 |
數(shù)據(jù)字長度 |
CRC 校驗碼 |
|||
|
ADD |
01H |
00H |
01H |
00H |
02H |
CRC 低 |
CRC 高 |
讀取狀態(tài)量（裝置上傳）
地址+功能碼+字長度+數(shù)據(jù)長度+16 位 CRC 校驗碼
|
地址 |
功能碼 |
字節(jié)長度 |
數(shù)據(jù) |
CRC 校驗碼 |
|
|
ADD |
01H |
04H |
4 字節(jié)數(shù)據(jù) |
CRC 低 |
CRC 高 |
讀模擬量（遙測）
使用03作為遙測的功能碼，讀取裝置的PT開口電壓。
模擬量讀?。ㄖ鳈C下發(fā)）
地址+功能碼+起始地址+字長度+16 位 CRC 校驗碼
|
地址 |
功能碼 |
起始地址 |
數(shù)據(jù)字長度 |
CRC 校驗碼 |
|||
|
ADD |
03H |
00H |
20H |
00H |
07H |
CRC 低 |
CRC 高 |
模擬量讀?。ㄑb置上傳）
地址+功能碼+字長度+數(shù)據(jù)長度+16 位 CRC 校驗碼
|
地址 |
功能碼 |
字節(jié)長度 |
數(shù)據(jù) |
CRC 校驗碼 |
|
|
ADD |
03H |
0EH |
14 字節(jié)數(shù)據(jù) |
CRC 低 |
CRC 高 |
遠程控制（遙測）
使用06作為遙控的功能碼，控制裝置故障復位。
遙控操作（主機下發(fā)）
地址+功能碼+起始地址+字長度+16 位 CRC 校驗碼
|
地址 |
功能碼 |
寄存器地址 |
寄存器數(shù)據(jù) |
CRC 校驗碼 |
|||
|
ADD |
06H |
00H |
20H |
00H |
07H |
CRC 低 |
CRC 高 |
遙控操作（裝置上傳）
地址+功能碼+字長度+數(shù)據(jù)長度+16 位 CRC 校驗碼
|
地址 |
功能碼 |
字節(jié)長度 |
數(shù)據(jù) |
CRC 校驗碼 |
|
|
ADD |
06H |
02H |
2字節(jié)數(shù)據(jù) |
CRC 低 |
CRC 高 |
9、端子定義及開孔尺寸
9.1背后端子接線圖
9.2端子說明
|
端子序號 |
定義功能 |
說明 |
|
|
工作電源輸入 |
|||
|
A |
A1~A2 |
工作電源輸入 |
AC/DC 110`220V（±10%） |
|
A3~A4 |
電源地 |
|
|
|
零序開口電壓輸入 |
|||
|
A |
A5~A6 |
1段零序開口電壓 |
UL1、UN1 |
|
A7~A8 |
2段零序開口電壓 |
UL2、UN2 |
|
|
A9~A10 |
3段零序開口電壓 |
UL3、UN3 |
|
|
A11~A12 |
4段零序開口電壓 |
UL4、UN4 |
|
|
通訊接口 |
|||
|
B |
B1~B3 |
RS485通訊接口 |
|
|
B4~B6 |
B碼授時接口 |
|
|
|
B7~B8 |
外接跳閘通訊口 |
備用 |
|
|
B9~B10 |
失電故障 |
常閉接點 |
|
|
B11~B12 |
接地故障 |
常開接點 |
|
|
B13~B14 |
諧振故障 |
常開接點 |
|
|
B15~B16 |
故障報警 |
常開接點 |
|
|
零序電流信號 |
|||
|
C |
I01~I01* |
第1路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
…… |
同上 |
*代表輸入 |
|
|
I12~I12* |
第12路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
|
D |
I13~I13* |
第13路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
…… |
同上 |
*代表輸入 |
|
|
I24~I24* |
第24路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
|
E |
I25~I25* |
第25路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
…… |
同上 |
*代表輸入 |
|
|
I36~I36* |
第36路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
|
F |
I37~I37* |
第37路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
…… |
同上 |
*代表輸入 |
|
|
I48~I48* |
第48路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
|
G |
I49~I49* |
第49路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
…… |
同上 |
*代表輸入 |
|
|
I60~I60* |
第60路零序電流輸入 |
*代表輸入 |
|
9.3 開孔尺寸
主控單元采用全封閉小4U機箱，嵌入式安裝于屏(柜)上。插件為后插導軌式，插緊后上下有鎖緊螺絲。機箱安裝開孔尺寸圖如下:
前面板尺寸為376*180mm，深度261mm（帶接線端子）
