小电流接地选线装置.doc

HH-MA196H 小电流说明书

HH-MA196H
小电流系统接地微机选线装置

1. 装置概述
我公司在总结了十几年来各种小电流接地选线装置成功和失败的经验和教训之后，严格按照继电保护装置的要求来精心设计、专业制造和全面检测。研制开发了全新的HH-MA196H系列小电流系统接地微机选线装置。
全新的硬件系统，设计采用双CPU结构进行分析判断，程序功能分配更加合理，运行更加稳定。放弃了以往装置的“绝对整定值”概念从而克服了系统运行方式多变接地电流小而引起的误判，当系统发生单相接地时可迅速、准确地判断出故障线路号，准确率达98%。

2. 适用范围：
本产品可用于下列条件的电力系统中单相接地选线
2.1 中性点不接地的小电流系统
2.2 中性点经消弧线圈接地的小电流系统
2.3 中性点经电阻接地的小电流系统
2.4 380V～66KV供电系统(380V系统应作特殊设计使用时说明)
可广泛用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、采油、冶金、煤碳、铁路等大型厂矿企业的供电系统，无论是金属性接地，还是电阻性接地均能准确、迅速、可靠地指示出发生单相接地故障的线路，而不受出线形式（架空线和电缆线）限制。

3.装置的特点与主要技术指标
3.1 特点:
3.1.1采用综合判据选线理论与方法，以暂态原理为主，稳态原理为辅，针对不同系统，应用不同的判据决策理论，确定选线结果，选线精度大大提高。
3.1.2先进的启动算法。零序电压和零序电流双启动，正确区分单相接地和母线接地、铁磁谐振等，使装置正确、可靠的动作。
3.1.3 自动跟踪检测系统零序电流的变化，无需设置、适用范围广；长短线不限、并联运行的出线数不限；
3.1.4装置具有完善的自检和复位功能，不需要整定、调试简单、维护量小；
3.1.5具有远动接口，接地报警功能；同时可增加集选线与保护为一体的跳闸功能和消谐功能；及方便用户使用语言报警功能；
3.1.6 分析速度快：单相接地故障捕捉时间小于60ms内得出分析结果。
3.2 技术指标：
3.2.1 电压等级：1～2个；
3.2.2 母线段数：1～4段；
3.2.3 选线回路：1～60路；（装置一般分为12路、28路、36路、44路、60路）
3.2.4 远动接口：分并行方式（开关量输出）和串行通讯方式（RS232、RS422和RS485接口）供用户选择；
3.2.5继电器接点容量： DC 30V/5A；
3.2.6 工作电源：AC 150V～250V 50Hz±1；如用户需要可改为DC 220V;
3.2.7装置使用条件：环境温度：－10 ～ +40℃；环境湿度：不大于90%RH；
3.2.8装置功耗：15W
3.3. 装置灵敏度：零序电压达到整定值(通常设定在30V)时，零序电流超过5mA时，即可启动装置准确选线。

4. 装置的功能
4.1 复位功能：装置接通电源后，即可自动进入工作状态。当装置显示异常时在红灯状态下按“复位”键，让装置重新开始工作，从而提高了装置运行的可靠性；
4.2 自检功能：通过操作功能键可检测出主机板上的RAM、ROM、A/D是否出现故障。同时装置每24小时有自检一次的功能，为迅速查找装置内部故障提供了方便；
4.3 自动存储信息功能：可自动存储15重接地故障信息和20重谐振信息（加消谐功能时）便于用户查询；
4.4 在线自动检测故障线路的功能：当被测线路发生单相接地故障时，能在１秒钟内准确检测出故障线路号；
4.5 自动报警功能：被测线路发生单相接地时可自动发出报警声；
4.6 远动功能：被测线路发生单相接地时，能（以开关量或串行口的方式）自动发出远动信号以便和各种综合自动化设备配套；
4.7 跳闸功能： 当线路发生单相接地， 需要驱动跳闸时, 本装置可使跳闸输出接点闭合驱动跳闸（接点容量为DC 220V 5A）；
4.8 大屏幕汉字液晶显示功能：将各种信息以汉字形式显示出来；
4.9 语音报警功能：被测系统发生单相接地时能以语音形式直接报出故障线路名称，用于无人值守变电站时可通过音频线将音箱放在值班室。
4.10 消谐功能：被测母线发生铁磁谐振时，能迅速消除并判明其频率和幅值，同时为防止可控硅被击穿特增加了智能保护功能；

5. 装置的工作原理
小接地电流系统发生单相接地故障后，母线PT开口三角处产生零序电压，故障线路零序电流等于非故障线路零序电流之和；故障线路零序电流应该是最大的。 HH-MA196H型小电流接地选线装置采用电流方向判别故障线路选电流最大的三条线路再比较方向则不会发生误判一般来说CT的累加误差不会使故障线路零序电流变为第四大。
当被测系统发生单相接地且零序电压达到整定值（可在5V～100V之间任意选取，一般选为30V）时，装置将启动选线程序（见图一）并将所有被测线路的零序电流和故障母线电压同时采集进来，然后进行数字滤波以消除干扰。因为故障线路的零序电流为非故障线路零序电流之和。所以，理论上故障线路的零序电流采样值应为最大。但由于CT误差、信号干扰以及线路长短差别悬殊等原因，故障线路的零序电流采样值在排序时可能不在第一位，但不会超出前三位。因此在第一步排序时采用“相对幅值”原理取前三个最大的。然后利用“相对相位”概 念，即各电流之间的方向或电流与电压之间超前与滞后关系进一步确定前三个之中的哪一个为 故障线路，或者是母线故障。由于采用了“相对幅值”和“相对相位”的双重判据，因而克服了因系统运行方式变化、接地时电阻大小及线路长短对选线的影响，并且不需整定。
中性点经消弧线圈接地系统一般采取过补偿5%～10%，此时若采用基波比方向，则由于电感电流的影响，破坏了故障线路零序电流与非故障线路零序电流相反的规律。 五次谐波感抗比基波感抗扩大了5倍，五次谐波容抗比基波容抗缩小了5倍，此时电感对五次谐波相当于开路，消弧线圈的电流影响可忽略。因此，对于五次谐波电流仍满足故障线路与非故障线路反向的特点。所以对于中性点经消弧线圈接地系统,HH-MA196H型小电流接地选线装置采用了五次谐波电流最大值及相位双重判据,仍可以正确判断接地线路.
本装置内部设有监视定时器，能随时解脱软件故障造成的死机现象，为装置长期稳定运行提供了保证。

开始

监视零序PT信号

U0≥30V V
N

VVV
Y

同时采集故障母线零序电压以及故障母线上所有出线的零序电流I0

对采样信号进行数字滤波以消除干扰

对采入的零序电流排序，取前三个最大的用来作为参与选线的线路，故障必定在这三个线路之间或者为母线

N
采样值可信吗？

Y

根据采样值自动选择最优方案

方案5
方案4
方案3
方案2
方案1

选定输出
图一 选线软件原理框图

6. 装置使用说明
6.1 电源部分
装置后面板上有一电源开关,将开关拨向ON,即给装置接通电源。此时，前面板的电源指示灯发光、液晶显示。表明电源回路正常工作，如果电源指示灯不亮、液晶无显示，则检查220V回路是否引到装置上，后面板上的电源保险丝是否烧坏。如果两者都正常，则可能是装置内的开关电源损坏。此时应将装置前面板取下测量一下开关电源的电压输出是否正常，如不正常则确属开关电源损坏；如正常且液晶屏显示也正常，则可能为电源指示灯损坏，此种情况装置可正常运行。
6.2 显示部分
6.2.1 系统无故障时，显示内容格式如下：

今天是 2010年1月1日
现在时间 21时28分50秒
系统运行正常
华航电气有限公司

6.2.2 系统出现接地故障时，显示内容格式如下〔假定为 2009年7月 1号18时10分水泵房发动机线路接地故障〕：
今天是 2009年7月1日
现在时间 21时28分50秒
故障日期 2009年7月1日 （发生接地年、月、日）
接地时间 18时10分00秒 （发生接地起始时间）
接地线路 水泵房发动机 （接地线路名称）
累计时间 3时18分50秒 （接地累计时间）
6.3 按键部分
6.3.1.本装置共设有八个按键，左边四个按键都是双功能键。由“运行、自检”键控制上、下档。右边四个为单功能键。
6.3.2“运行、自检”键的使用：当运行指示灯“红灯”亮时表明上档键【运行】有意义。当自检指示灯“绿灯”亮时表明下档键【自检】有意义，按“运行\自检”键可改变红、绿灯显示状态；
6.3.3 “追忆、校时”键的使用：在运行状态下，按下“追忆”键后，可显示最近15次接地信息例如：

今天是 2009年9月10日
现在时间 21时38分50秒
上1次接地 2009年9月2日 （发生接地年、月、日）
接地时间 10时48分30秒 （发生接地起始时间）
接地线路 8号柜高压水风机接地（接地线路名称）
累计时间 2时50分20秒 （接地累计时间）
按住“追忆”键不放就可将最近的18次记忆全部显示出来。
在自检状态下，用于校时调整，从“年”开始依次进入；
6.3.4 “清除、加一”键的使用：在运行状态下，按下“清除”键便可将追忆表中所有接地信息
清除。

在自检状态下，用于校时“加一”调整及其它数字的加一；
6.3.5 “重判、减一”键的使用：在运行状态下，对于故障初期信号波动较大、干扰严重的系统装置初次选出接地线路后，再按一下“重判”键让装置重判一次。 如果两次判断结果一致则可确定故障线路；
在自检状态下，用于校时的“减一”及其它数字的减一；
6.3.6 “音响解除”键是为解除报警音响而设置的。当系统发生单相接地时，装置自动发出报警信号，现场人员可根据需要按“音响解除”键来解除音响；
6.3.7 “消谐追忆”键：运行状态下按下此键可追忆出20重系统发生铁磁谐振的信息，显示格式如下：
今天是 2009年11月10日
现在时间 21时38分50秒
上7次谐振 2009年7月20日
谐振时间 18时48分30秒
第3段母线发生50Hz谐振
幅值是138.5V
如无增加消谐功能时，此键无意义；
6.3.8 “背光”键：我公司为方面用户的使用以将亮度调整为最佳状态；
6.3.9 “复位”键：当装置显示异常时，在运行状态下可按“复位”键，让装置重新开始工作；
OFF ON

1

2
3

4
6.4 拨码开关（见右图）

1—同步：在有采样电压时，自检状态下将它拨向ON位则屏幕
中应显示: 系统频率 50.XX Hz； 一般情况下在
50Hz附近变动,XX为任意数。如果偏离较大有可
能是同步电路出了问题，如不能显示数值，那它的
50ＨzOFF

ON
交流采样信号就没有输入；
2—谐波：在有采样电压时，自检状态下将它拨向ON位则显示
各通道谐波值1
1
，此时采样指示灯闪烁；显示从通道 00 开始， 按“加一”键或“减一”键可改变所显示的通道号。 后三位显示对应通道的谐波值，在系统正常情况下各通道的谐波值显示应为0.00或0.XX（X为任意数）。00～03代表1 ～4段母线，04以后是零序电流通道，如果那一条的电流通道显示值明显大于其它的电流通道显示值时，应查找一下原因，以免在发生单相接地时出现误判现象。
通道显示值在发生单相接地时, PT对应的通道在0.50 ～1.50（基波值）范围内较合适，CT对应的通道应在0.10 ～1.50（基波值）范围内较合适。并且故障线路的CT通道谐波值原则最大；
如无采样电压输入，此项内容将不显示；屏幕上总是显示“请按加一键继续。”
3—方向／大小：如果引入装置的CT、PT信号极性正确，则将其拨向ON位。不敢保证时
拨向OFF位。为了保证正确选线，装置投运前应校好极性，并将它拨向ON位；
4—消弧线圈：如果系统有消弧线圈时拨向ON位，装置则按五次谐波值检测。如无则应在
OFF位。
注意：3和4是关键设置，拨码开关应根据现场情况在装置运行前按要求正确设置（如无消弧线圈系统请按图示设置），运行后请不要随意变动；但是，当装置动作不正常时专职人员可用它来查找原因，检查以后应恢复原设置。
6.5 零序启动电压的设置：
在面板的右上方共有四个“零序电压设定”的电位器(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)分别对应装置上1～4段母线。装置在自检状态下将拨码２拨向ON位置，接上系统设定的启动电压值，此时屏幕中应显示为：通道XX X.XX ；其中XX表示通道号，X.XX为对应通道的谐波值；通道号范围为00～63。00～03代表1～4段母线，它的X . XX的数值是需调整落实的；04～63代表1～60条出线路，它的X . XX的数值反映了对应通道的谐波值，无须调整。例如：系统的零序启动电压值设置在 30V 时启动，就将30V的交流电压加在装置后面接线端子的1Uo*和1Uo上。按“加一”或“减一”键使XX显示为00，则X.XX显示值应为0.50左右；具体显示为： 通道00 0.50。如果X. XX显示的值不是理想的0.50，就要通过调装置面板上的“零序电压设定”电位器Ⅰ使其达到0.50。这样，当第一段母线的零序电压值达到30V时即可启动选线，其余类推；装置上用了几段母线就需按以上方法调整几个，使所对应的其通道显示值均为0.50左右。
此设置十分重要，非专业人员请不用随意调整！
6.6 装置自检：
一般的来说专业或专职人员在装置通过自检中可发现装置本身故障，操作步骤如下；
（1）按“运行／自检”键，将装置设为“自检”状态（即绿灯亮），；拨码开关按正确设置；
（2）按一下“复位”键，屏幕显示“请按加一键继续”表明液晶显示正常；
（3）按一下“加一”键，屏幕应马上显示“年、月、日、时间及公司名称”；则表示装置一切正常。如果装置上某一部分有故障，例如主机板RAM故障、ROM故障、A／D故障，屏幕都将以汉字形式显示出来。
说明：为使装置发挥应有的作用，专职人员应对装置定期自检，以便及时发现问题。
6.7 时间设置：
（1）校时必须在“自检”（即绿灯亮）状态下进行，拨码开关按正确设置；。
（2）按一下“校时”键，这时表示年的数字在闪动； 此时再按“加一” 键或“减一’
键，年的数值将发生变化，按需要调整后；再按两下“校时”键，表示月的数值开始闪动，再按需要调整好；依此类推。全部校时完成后应将装置设置到运行状态，即操作完毕；装置即可投入运行。

7.现场安装
7.1 装置的外形尺寸（分4U、6U）：见图三

7.2 现场安装
本装置可置于屏上或平台上，屏上开口尺寸见图三，在距屏面大约250mm处加一托梁即可，同时用螺丝将装置拧紧在屏上。
安装地点应具有防御风、雨、沙和防尘设施；使用地点不得有爆炸危险的介质，周围介质中不得含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体，不允许环境充满蒸汽及含有较严重霉菌存在； 避免震动、过热，工作电源过高或过低。

7.3 信号来源
本装置需要引入各段母线的零序电压信号（PT开口三角电压）以及各条出线的零序电流信号（架空线采用三相CT接成过滤器形成，电缆线通常套装零序CT），接线形式见图四。

一般架空线B相CT安装十分关键，即极性不可接返、引线不能虚接，若一次线有载无故障时Io应极小（谐波显示值小于0.15），否则应查A、B、C三相CT是否接错。CT 接对后，CT* 与 CT、Uo* 与 Uo 在接线过程中一定要标记好，只要将引线准确无误地接到装置端子排上，装置就可准确选线。
7.4 零序电压及零序电流信号的引入
将现场信号应正确引到所用装置的端子排上（见后附图），接线时引入的 PT 和CT 信号要依线路编号顺序排列， 同时须注意“*”端和非“*”端；CT信号按规定先引入第一段母线上的所有信号，然后再引入第二段、第三段等，接线顺序应和装置上的端子排顺序保持一致。
7.5 远动信号接线及说明
远动信号输出分串行通讯（RS232、RS422 和RS485 均可，）和并行输出两种方式。
（1） 当采用串行通讯时，请按通讯接口对应接入；如使用串行口RS485，请接RS422
中RXD+和RXD-即可。
（2） 如需要并行方式（开关量输出）时，请提前与公司联系，我们将随时给你提供接口材料和帮助。
7.6 跳闸输出的接线及说明
（1）每个跳闸输出信号（如J1－1 J1－2）为一组继电器常开空接点，跳闸输出继电器的接点容量为DC220V／5A。 J1至J4分别对应该1至4段母线， J5 对应第一条出线、J6对应第二条出线，依次类推。
（2）选用28路以下带跳闸装置按4U机箱接线，选用28路～44路装置请参照6U机箱接线。
7.7 装置配线说明
（1）如使用本装置的消谐功能，零序电压引入线截面不应小于2.5MM;
（2）37-40号端子可共用其中任意一个；

注意事项：
要使装置准确检测接地线路，切记：
a.由于装置采用先进的方向判断原理，所以信号极性不能接错，* 端接在装置端子的上面，非 * 端接在装置端子的下面；
b.对于同一开关线路的并列出线，应在各条电缆上穿零序 CT，然后将CT二次侧各端并联引入装置；
c.装置必须设在“运行”状态，若设在“自检”状态无法检测接地故障；
d.设定零序启动电压，我们可根据现场人员提供的系统零序电压值来合理设定启动电压数，使装置正常有效工作。如未提供，我公司在出厂时一律将按通用的30V设定零序启动电压。

8．装置的维护和注意事项
由于本装置采用大规模集成电路和单片机控制，装置在专业人员指导调试完毕后基本上没有什么维护量。但使用中应注意以下几点：
（1）定期查看装置是否有异常现象；
（2）现场CT、PT检修后一定要保证接线正确复原；

9.设计选型说明
（1）本公司装置按选线路数分为12路、28路、36路、44路、60路
（2）本装置具有通讯功能—C、跳闸功能—T、消谐功能—X、语音报警功能—Y
（3）请参照以下格式选型，需要的功能就写上，没有就不填写；

HH MA196 H C T X Y M

公司名称 母线
小电流选线 母线数
H为汉显 加语音报警
加通讯功能 加消谐
选线路数
加跳闸

例如： 汉显28条出线其中有两段母线需要加消谐功能，可选型为：
HH-MA196H－28X－2M；
又如：汉显36路出线需加通讯、跳闸、语言报警功能且有四段母线需加消谐功能
应选型为 HH-MA196HCT-36XY-4M；
（4）机箱以4U为主：不加跳闸功能的36路以内选线装置均采用4U机箱，44路和60路
选线装置可根据用户要求采用4U或6U机箱；需加跳闸功能的28路装置以内的采用
4U 机箱， 36路和44路装置一律采用6U机箱。

10. 订货须知
（1） 需加远动功能时请提前说明；
（2） 需要通讯功能的请说明通讯方式(如RS232、RS485、RS422)及规约；不做说明的，我们一律按RS485通讯方式和本公司的通讯规约出厂；
（3）如果您订货时未告知我们出线编号或具体线路的名称，则出厂时将按自然号处理，接
地故障时显示编号和后面端子排的编号一致。
（4） 需要语言报警功能时请提前将所要报警的内容落实，并转真到我公司；
（5）需要增加消谐功能时，请务必填写母线数；
（6） 如有其他要求请提前与本公司联系，我们将竭力满足您的需求。
备注：由于技术不断更新升级，产品规格和式样如发生变化，请以实际供货的的产品为准，谢谢合作。敬请谅解！
附：装置后板接线图

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