SAFE9300

一、产品概述及应用范围

SAFE9300装置是适用于110KV以下电压等级中性点不接地、经消弧线圈接地或经小电阻接地配电网络、变电站的微机型产品。提供对输电线路和变压器、电容器、电动机等主设备的保护、控制、测量及监视功能。装置采用单元化的设计使其能方便地配备于一次开关设备，也可集中组屏。通过规范的现场总线接口，支持多个节点协同工作，实现系统级管理和综合信息共享。

本系列装置采用元件－工程－用户三级可编程模式、现场可编程技术（ISP），具备适用于电力系统的PLC功能，在替代传统方法的基础上可实现其无法完成的二次方案。因此，本装置符合此方面技术的发展方向，是构成变、配电自动化系统的理想基础设备。

应用范围

n 适用于110kV及以下电压等级电网的各类电气设备和线路。

n 适用于不接地、经电阻和消弧线圈接地系统。

n 架空线路、电缆、母线及联络线。

n 大中型异步和同步电机。

n 发电厂、变电站及各类用户变压器。

n 各类并联静止补偿电容器。

n 母线保护（备自投）。

二、主要特点及功能

n 采用高性能数字信号处理器（DSP）。具有高速运算能力和实时信号处理等优质特性。硬件设计精练，配备工业级元件，保障装置稳定可靠运行。

n 特有的元件级-工程级-用户级三级编程模式，可提供多达31 x 7种的保护元件，元件类型、元件参数等现场/远方可设定。开关量输入、继电器输出可编程，方便实现与其它设备的联锁/闭锁和配合。

n 高速、高精度交流信号测量，采样频率1600Hz。在毫秒级完成多个交流信号FFT计算，测量数值有数字化校正，能有效抑制噪声与偏移。

n 强大的矢量化计算方法，基于12路的外部模拟量通道；可得到多种派生交流信号特征，包括正、负、零序，功率等。

n 每周波32点密度的故障录波用于记录故障时的电流和电压波形，故障录波的启动元件可选。

n 能够连续记录 20次事件，具有故障时间、故障类型、故障峰值的保护动作全事件记录，且掉电保持，便于故障查询和分析。

n 表贴工艺，多层板布线。主要信号回路配有电磁干扰吸收元件，装置具备了优良的电磁兼容特性，适用于恶劣的电磁环境。

n RS485通信接口，采用IEC60870-5-103协议。

n 完善的自检功能，包括整定参数，存贮元件，操作回路，测量回路等异常监视，使运行管理人员对装置的工作情况能准确地把握。

基本功能和保护元件库

特有的保护元件库为该装置提供核心的保护功能。

n 元件级-工程级-用户级三级编程模式，可提供多达31 × 7种的保护元件。

n 元件类型现场可设定，元件参数现场/远方可设定。

n 每台装置可同时支持任意9种保护元件并存。

n 4个开关量保护/报警并存。开关量输入、继电器输出可编程。

n 各保护元件功能之间相互独立，并具有自己的定值组和数据记录等。

测量

该装置采用了全新改进的测量技术，具有强大的矢量化运算功能。由于对各种模拟值进行不同地数字化处理，有效分离了基波、高频分量和直流分量，消除了偏移和噪声对测量精度的影响。有效地补偿了信号测量元件的衰变，保证了装置在恶劣环境下长期工作。

n A、C相电流（实测）

n A、B、C相电压（实测），线电压

n 正、负序电流

n 零序电流（可实测）

n 正、负序电压

n 零序电压（可实测）

n 电网频率

n 有功功率

n 无功功率

n 功率因数

n 有功电能

n 无功电能

谐波

为了便于现场的电网分析，装置具有高次谐波测量和记录功能。

n 在谐波屏可观测到12个通道的2、3、5、7、9次谐波含量的百分值。

控制

n 就地/远方跳合闸及通信控制跳合闸。

n 一个合闸继电器。

n 一个分闸继电器。

n 四个可编程继电器。

n 一个预报警信号输出继电器。

n 自带独立无合闸电流要求的的防跳回路。(可根据现场环境选择使用)

n 具备操作回路断线监视能力。

开关量输入

n 经光电耦合元件隔离的10路220V/110V电压等级的开关量输入。

n 经光电耦合元件隔离两路无源方式开关量输入。

n 软件处理有可编程滤波算法，消除了反跳和瞬时火花干扰导致的误判。

输出继电器

n 跳、合闸继电器可由软件选择和外部连片、开关投退。

n 信号继电器可配置为保持型和脉冲型的继电器输出

控制面板

n 全中文菜单驱动，可显示模拟量波形、测量数据、开关状态、实时数据、事件记录、保护定值等系统参数。

n 高亮度指示灯用于表示运行、合位、分位、故障、报警。

n 面板操作采用通用式6键，可用于选取屏幕菜单、切换画面和数据整定，简洁方便，易于掌握。面板操作时不会对系统运行产生任何影响，定值修改有密码保护。

n

监视和自诊断

装置中的硬件和软件被连续的自监视。保证了装置的高可靠性，并减少了对常规检验的需要。监视和自诊断范围：

n  回路/设备主要工况。

n  电流、电压断线告警。

n  控制回路断线告警。

n  装置内部异常（数据、定值、存贮部件、端口、通信等）告警。

事件和故障记录

始终显示*近20个事件记录，如果产生新的故障，则将覆盖*早的故障，这些记录能详细地描述电力系统的故障以及保护装置的反应。事件记录详情包括：

n  记录故障跳闸、开关变位、外部操作。

n  时间、元件号、故障相序、事件值和事件类型。

n  分辨率1ms，失电保持，记录20组。

故障录波

本系列装置提供1个用于检测电流和电压波形变化的故障录波器。

n  每一个保护功能库中的保护元件都可与此故障录波器关联。

n  记录停止点在故障后第6个周波。

n  记忆体容量为12个通道×50个周波×32个采样点。

通信

本装置作为电力系统网络化的基础元件，具有强大的通信网络。支持的物理媒介包括CAN、RS485等。采用IEC60870-5-103协议。可通过多节点网络连接方式构成地理跨度的网络系统。

三、安装及开孔尺寸图

装置高4u、宽19/2英寸，铝合金外壳，净重不超过4.3kg。MMI插件由前面拔插，其它插件由后面拔插，依次是交流插件、CPU及逻辑跳闸插件、电源插件，如图所示。装置整体嵌入式安装，后接线。

四、硬件原理框图

五、装置的接线

5.1.电源的连接

装置正常工作时需要2路电源:

1.工作电源，端子P1、P2为装置自身提供的电源。请确保该电源的稳定、可靠！

2.操作电源，端子D1、D2为装置正常连接的二次设备提供的电源。包括装置的开关量输入电源，跳合闸的驱动电源等。

工作电源和操作电源电压等级为AC/DC220V，两者相互独立，可以使用同一路电源供电，也可以分开供电。装置的P4端子为接地端子，必须保证该接点直接、有效、可靠的与大地连接。

注意！如果采用两路电源供电，请仔细斟酌连接，避免电源叠加而造成设备损坏。

     如果供电电源的电压过高会损坏设备，过低或电源容量过小则设备无法正常工作。

     要求为AC/DC220V，允许波动范围－20％～＋10％。

 P4端子接地是否良好，将影响装置抗干扰能力，务必可靠连接。

 如果用户的电源电压等级不是AC/DC220V，请于订货时注明要求。

5.2. 交流电压线的连接

装置的交流电压接线采用3相4线，接线时请注意相序及同名端。如下图所示。

本系列装置要求三相额定电压为100V。该电压信号将被做为系统电压的显示，并参与保护和检测逻辑。错误的接线可能造成短路事故，损坏二次设备。有一些保护对电压、电流的相位关系敏感，如逆功率保护等。

5.3. 交流电流线的连接

装置的交流电流接线采用分相独立连接方法，接线时请注意相序及同名端。如下图所示。

上图以装置A相测量电流的连接为例，由于装置内部电流检测接口采用独立的测量元件，各电流测量通道彼此独立，互不相干，这样便于用户实现各种接线方案。测量电流的额定值为5A；保护电流、零序电流的接线方法与测量电流相同，保护电流的测量范围为100A，零序电流的测量范围为1A。

连接时，请注意导线的容量，相序及同名端。避免电流互感器二次开路。

   相序或同名端的错误会造成与相位有关的保护或测量功能不正常，严重的会造成保护动作，如差动保护等。

5.4. 开关量输入的连接

装置的开关量连接方法如下图所示，图中电源以直流220V为例。

装置的开关量连接要求无源接点，如果已经给D1、D2端子提供了电源，则A8端子有220V电源输出。请仔细检查A8端子的外接线，如有短路将烧毁装置主板。 装置开关量的电压等级为AC/DC220V，测试时请注意人身及设备安全。A5，A6，A7，B8为可编程开关量，为传统的瓦斯温度等。

5.5. 开关量（继电器）输出的连接

装置继电器输出连接方法如下图所示。

继电器输出触点的容量为：交流，220V，10A（纯阻性负荷）

                       直流，220V，5 A（纯阻性负荷）

其中继电器J1、J2、J3、J4为可编程继电器，其动作方式由用户指定，详细指定方法参见设定屏。J5为预告信号继电器。电压回路、电流回路断线；控制回路断线；装置设定值出错等情况出现时，J5输出有效。装置失电时，J5输出有效，用户可利用这一点，通过外接线路监视装置工作电源是否正常。

上述所有继电器输出均为无源接点，用户需提供电源，并请注意继电器J1、J2、J3、J4的公共点。

5.6. 保护出口及二次操作回路的连接

装置保护出口及二次操作回路原理如下图所示。

其中D1~D8为装置的输出端子（D3为空），上图给出了装置的典型接线方案，装置内部防跳电路有效。HA、TA、LP1、LP2用户外接。DL、HQ、TQ为一次设备主开关，用户可根据自己的需要选择接入。如：跳合闸回路可直接接入D8、D7从而跳过装置内部防跳电路，使其无效。

HJ、TJ为装置合闸、跳闸继电器，其触点载流能力为10A，但其分断能力有限，正常状态下，分合闸电流靠断路器辅助触点“DL”分断。所以当由保护装置分合闸时，请确认主断路器能可靠动作，否则会烧毁合闸、跳闸继电器HJ、TJ的触点。

TWJ、HWJ是装置内部用于检测控制回路断线的元件，原理是：跳闸回路、合闸回路不可以同时为“通态”或“断态”，CPU将依据TWJ、HWJ两路信号延时判断，如果两路信号同时“有效”或“无效”，则发出“控制回路断线”告警信号。如果用户不需要该功能，可在“设定”菜单中设定其无效。

5.7. 通讯的连接

装置通讯回路的连接如下图所示。

通讯线要求采用双绞屏蔽电缆连接，请与其他强电走线保持一定的距离，并保证电缆屏蔽层可靠接地。

5.8与变电自动化系统后台配合

  当设定第0屏右下远方设置成√时，装置将接受后台系统发下来的遥控指令和遥调指令，否则只能接受遥测和遥信指令。

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