WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书

许继集团･许继电源有限公司XUJIPOWERCO.,LTD.WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书许继电源有限公司XUJIPOWERCO.,LTD.2013-05-06版本：V1.02许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-1-1.概述1.1适用范围直流绝缘监测装置在直流系统中起到了极其重要的作用。运行实践证明，直流系统接地的危害不仅使继电保护装置误动、拒动，甚至会造成采用直流控制的一次设备误动、拒动，严重危及电力系统安全稳定运行。所以，必须实时在线监测直流系统的对地绝缘状况及实时监测交流分量窜入直流系统的状况，出现接地及交流窜入时要及时排除故障。结合我公司WZJ-21系列微机直流绝缘监测装置在电力系统内多年的运行经验，开发了WZJ-22型微机直流绝缘监测装置(以下简称为WZJ-22装置)，它可以实时在线监测直流母线及支路的绝缘状况及实时监测交流分量窜入直流系统的状况，在出现直流接地时可以迅速查找并确定接地的母线或支路，并发出告警信号；在出现直流系统交流信号窜入时，及时发出告警信号；绝缘及交流窜入报警信息还可通过RS485通讯上传至上位机。WZJ-22装置采用平衡桥及不平衡桥相结合的原理，检测母线对地绝缘状态，不向直流系统注入信号，不受直流馈线对地电容影响。同时可实时检测交流信号窜入直流系统，该装置能够适用电厂、变电站等场所使用的多种复杂的直流系统。1.2型号说明1.2.1附件说明WZJ-22装置用以监测支路的附件分为两种：(1).FCT-23（24）智能互感器;(2)FLR-23漏电流信号采集模块和与其配合使用的FCT-23智能互感器。FCT-23(24)采用磁调制原理，应用自稳零电路，能够可靠地将直流系统馈线支路漏WZJ－22设计序号微机直流绝缘监测装置许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-2-电流模拟信号转换数字量，通过RS485接口上送给上级装置。具有不易受环境温度温度影响，不对直流系统产生不良影响的优势，可单独应用于馈线支路较少的直流系统。FLR-23可以同时采集24路FCT-23的漏电流信息，然后通过RS485接口上送至上级装置。FLR-23配合FCT-23使用，可以应用于馈线支路较多的直流系统。2.装置性能特点2.1系统设计特点整个直流系统采用分散测量，集中管理的集散模式，这种设计思想使系统组成层次分明，扩容方便、灵活。监测绝缘信息无须向直流系统中注入任何信号，对直流系统无不良影响。能够抵抗直流系统对地大电容所造成的不良影响。所使用的智能互感器能够抗剩磁影响，可以长期可靠运行。所使用的智能互感器与WZJ-22装置之间进行数字化通讯，系统接线简洁，抗干扰能力强。WZJ-22装置作为主机能够实时采集并显示两段母线的电压信息和绝缘信息，出现异常能够立即告警，同时能够实时检测直流系统交流窜入量，并对异常立即告警。电压告警门限和绝缘告警门限值可自由设定，灵活可靠。能够存储大量的告警记录信息和事件记录信息，便于对系统故障原因进行排查。2.2模块化设计思想系统采用模块化结构设计思想，每部分承担相对独立的工作，不影响其它部分的工作，一方面提高了系统的可靠性，另一方面也使得系统更便于维护管理。2.3核心电路部分WZJ-22装置采用ARM920T作为内核，主频200MHz，速度快，提高了系统的运行效率。主电路以CPU为核芯，扩展了各种存储器，包括32MSDRAM、2MNORFLASH、64MNANDFLASH以分别存储各种数据，进行数据备份。多种存储器提高了数据的存储能力，保证了系统运行的数据可靠性。2.4开关量输入单元开关输入单元集成在WZJ-22装置内部，共15路，24V电源驱动。对事件处理迅速、实时、准确，增强了系统的可靠性并便于维护管理。2.5开关量输出单元许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-3-开关量输出单元集成在WZJ-22装置内部，共9路，节点容量AC250V,5A。2.6人机接口界面新型人机接口界面，大屏幕点阵式真彩色液晶显示器，全汉字显示，分辨率320×240,窗口式界面，界面简洁美观，操作方便；触摸屏输入及菜单式设计，并具有强大的在线帮助功能和组态功能，用户使用无后顾之忧，极大地方便了操作和维护。2.7通讯功能WZJ-22装置提供RS-232、RS-485多种通讯方式与上位机进行通讯，用户可根据需要选择任何一种通讯方式与后台通讯。大大方便了设备的维护管理。2.8装置软件设计整个WZJ-22装置采用硬件看门狗监视系统软件的运行，同时软件在设计上采用了软件陷阱、运行数据多级单元存储等多种技术，保证了系统在运行的可靠性和存储数据的不丢失,并且本身具备在线诊断和自恢复的能力。2.9软件功能特点WZJ-22装置软件系统在综合了多年来直流系统的使用经验，加入了数据输入有效性检查、浮动菜单的实现以及人性化的提示帮助功能。这些功能可以防止系统出现令人难以预料的错误，在一定程度上减少用户的误操作，并帮助用户及时发现解决问题。2.10WZJ-22的特殊功能在某些支路出现绝缘降低(绝缘电阻值未达到用户所设定的告警门限值)，但此时母线由于多条支路并联引起绝缘告警，系统可以动态的显示绝缘降低支路的正负母线对地电压信息和绝缘信息，便于用户及时进行排查，早日解除隐患。在出现正负母线和支路平衡接地时，系统可以准确监测到接地支路和绝缘电阻。可监测正负母线绝缘等值下降及多条支路同时发生一点接地或平衡接地故障。支路巡检速度基本与支路数量无关。如果环路的负载阻抗大于3kΩ，在对环路进行提前设置后，能准确检测环路的绝缘信息，消除环路存在对绝缘监测造成的不良影响。可实时检测直流系统窜入的交流分量，并及时给出告警。B码对时功能。3.工作原理简介根据用户设定，本装置采用非平衡电桥或者平衡电桥原理进行检测。平衡电桥原理根据直流智能互感器监测系统的漏电流，根据欧姆定律算出对地的电阻值。非平衡电桥许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-4-的原理是，切换电桥的状态，系统模拟平衡和非平衡两个状态，依据平衡状态的正负母线对地电压和漏电流，非平衡状态的正负母线对地电压和漏电流，按照解算二元一次方程组，计算出母线的正负对地电阻。系统默认工作在非平衡电桥模式下，如图1所示。通过电子开关的切换，本装置可同时监测一段控母，二段控母及母线所带支路对地的绝缘情况。支路采用智能互感器采集系统漏电流，采样精度高，抗干扰能力强，抗直流系统对地大电容的影响，是电厂，变电站比较理想的绝缘监测装置。图1系统原理图4.技术数据WZJ-22装置的技术指标如表1所示：表1：WZJ-22微机直流绝缘监测装置技术指标项目技术指标额定工作电压220(110，48，24)V工作电压范围160V～300V（80V～150V，35V-60V，18V-30V）辅助电源输出24V/1.5A通信串口1个RS485/RS232，6个RS485；通信速率在1200，2400，4800，9600bps之间可设；连接设备数量≤32开关量输入15路，驱动电压24V开关量输出9NO，1NC；5A/250VAC（COSØ=1）；1A/220VDC（T=0）人LCD显示3.5英寸(320X240)彩色液晶显示器一段母线二段母线报警输出A/DCPU通讯检测电桥电子开关1.4CT负载1.3CT负载负载1.5CT负载1.6CT交流窜入检测负载1.1CT负载1.2CT许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-5-项目技术指标机界面屏幕保护屏幕保护的时间可以在1～10分钟之间任意设置绿色LED“运行”指示红色LED“告警”指示黄色LED“通信”指示外形尺寸2U高19英寸机箱（448mm×298mm×88.2mm）可靠性装置预期平均无故障工作时间（MTBF）不小于100kh绝缘性能装置中所有带电回路分别对地之间，用开路电压为500V的测试仪器检验其绝缘电阻不小于100M介质强度装置中辅助电源输入端对地之间以及无联系的各回路之间应能承受频率为50Hz的交流检验电压2000V（有效值），历时1min的检验，而无绝缘击穿或闪络现象出现。装置中的通信回路、开入回路和开出回路对地之间，应能承受频率为50Hz的交流检验电压500V（有效值），历时1min的检验，而无绝缘击穿或闪络现象出现。工作环境工作温度-10℃～+55℃，24h平均温度不超过35℃。贮存温度-25℃～+55℃，在极限下不施加激励量产品不出现不可逆化，恢复后，产品应能正常工作运输温度-40℃～+70℃，在极限下不施加激励量产品不出现不可逆化，恢复后，产品应能正常工作相对湿度最湿月的平均最大相对湿度为90%，同时该月平均最低温度为25℃，且表面无凝露大气压力80kpa～110kpaWZJ-22绝缘监测装置技术指标中与母线和支路的电压，电阻相关的数据如表2所示：表2项目技术指标母线电压检测精度1%母线电压检测范围0---300V交流窜入电压检测范围0---300V许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-6-对地电阻监测范围0---999.9kΩ对地电阻检测精度(0kΩ----20kΩ)±1%对地电阻检测精度(20kΩ----60kΩ)±5%对地电阻检测精度(60kΩ----200kΩ)±10%同时监测母线段数1---2段接FCT-23（12V0.14W）数目160路接FLR-23（12V2W）数目16台主机带分机数目每段最多带15台分机，两段母线对多带30台分机注：1、绝缘监测（主机或分机）总共可支持的CT数为544（自带CT和FLR-23所带CT总数）。装置自带电源输出不超过24W，如果所带设备超过24W应加外接电源。2、对地电阻在0kΩ～2kΩ范围内，认为接地电阻为金属接地，显示为0kΩ；电阻大于200kΩ且小于999kΩ时显示为实际测量值。电阻大于999kΩ时显示999.9kΩ。5.装置结构5.1装置外形框图前视面板图：图2后视面板图：图3许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-7-上视面板图：图45.2装置端口定义WZJ-22装置的背板端子如图5所示：图5WZJ-22装置的背板有六个接线端子插座，包括辅助电源、开关量输入、通信接口、开关量输出，母线电压检测，FCT-23校正与通讯端口。各接口端子的定义如下表所示表3：WZJ-22装置辅助电源接口端子A定义接口名称端子号代号定义备注工作电源输入1P＋直流正极装置的工作电源，连接到直流母线上，推荐使用0.5平方毫米的软线。2P－直流负极4PE保护地通过接地端子连接到系统保护接地母线许继电源有限公司WZJ-22微机直流绝缘监测装置使用说明书-8-24V电源输出624V＋直流正极开入驱动电源，与±12V电源共地，二路额定负载总功率48W。724V－直流负极±12V电源输出8＋12V直流正极取±12V可作为开入驱动电源使用。推荐使用0.75平方毫米的软线9AGND电源地10－12V直流负极表4：WZJ-22装置开关量输入接口端子B定义接口名称端子号代号定义备注开关输入1DI01母线并联开关信号通过直流主屏母线联络开关的辅助触点接入（主机）2DI02投分机到一段母线通过分屏一段进线开关的辅助接点接入（分机）3DI03投分机到二段母线通过分屏二段进线开关的辅助接点接入（分机）4DI045DI056DI067DI0716DI16开入公共地开关量输入为DC24V驱动，从本机24V电源输出取得。表5：WZJ-22装置通信接口端子C定义接口名称端子号代号定义备注COM11T/ADATA+接口电平为RS-485，作为主机缺省连接电源监控装置；当作为分机时缺省连接一段主机。推荐使用屏蔽线连接。2R/BDATA-3GND数字地COM24GND数字地接口电平为RS-485，作为主机缺省连接电源监控装置；当作为分机时缺省连接二段主机。推荐使用屏蔽线连接。5ADATA+6BDATA-COM37ADATA+接口电平为RS-485，作为主机缺省连接绝缘监测装置分机。当作为分机时缺省连接支路绝缘信号采集模块