SAFE9100微机保护装置

SAFE9100系列保护测控装置简介

1．概述

SAFE9100系列微机保护测控装置是我公司为适应我国工业电气自动化发展的需要，积累多年电力自动化运行经验，吸收国外先进技术，向广大用户推出的集保护、测量、控制、通讯于一体的高性能微机保护测控装置，广泛适用于20kV及以下电压等级变电站、开关站及用户配变的新建与改造工程。可以分散在开关柜就地安装，也可以集中组屏安装。

2．装置类型

SAFE9111   线路保护测控装置

SAFE9131   电容器保护测控装置

SAFE9151   备用电源自投装置

SAFE9121   线变组保护测控装置

SAFE9141   电动机保护测控装置

SAFE9161   PT综合保护测控装置

SAFE9162   电压并列装置 

3．引用标准SAFE9100系列保护控制自动化系统设备均按下列标准和规定进行设计、制造、检验和安装，所用标准均为*新版IEC和中国GB标准及国际单位SI制。

IEC255-5           《绝缘电压、冲击耐压测试》

IEC255-6           《高频干扰电压测试》

IEC529             《防护等级》

IEC255-22-2        《静电放电试验》

IEC255-22-4        《快速瞬变干扰试验》

GB/T14537-93       《量度继电器和保护装置》

GB6162             《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》

GB14285-93         《继电保护和安全自动装置技术条件》

GB50171-92         《电气装置安装工作盘、柜及二次回路施工及验收规范》

GB/T13729-92       《远动终端通用技术条件》

GB2423.1　         《电工电子产品基本环境试验规程A低温试验》

GB2423.1　         《电工电子产品基本环境试验规程A高温试验》

GB2423.1　         《电工电子产品基本环境试验规程A温热试验方法》

NDGJ8-89           《火力发电厂、变电所二次接线技术规定》

电安生[1994]191    《电力系统继电保护及安全自动装置及事故措施要点》

DL/T587-1996       《微机继电器保护装置运行管理规程》

DL5002-91          《地区电网电力调度自动化设计技术规程》

DL5003-91          《电力系统调度自动化设计规程》

DL516-93           《电网调度自动化运行管理规程》

DL/T634-1997       《运动设备及系统  第五部分  传输规约  第101篇  基本远动任务配套标准》

DL/T578-1995       《计算机监控系统基本技术条件》

DL/T478-1995       《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

GB50062-1992       《电力装置的继电器及继电保护和自动装置规范》

SD276-88           《静态比率差动保护装置技术条件》

GB/T13730—92      《地区电网数据采集与监控系统通用 技术条件》

GB-2889-98         《计算机站场地技术条件》

IEC255-21-1        《振动试验标准》

IEC255-21-2        《冲击和碰撞试验标准》

DL/451－91　       《循环式远动规约》

4．装置特点l 高标准硬件设计：采用STM32（32位）单片机技术，配备高精度的集成电路芯片，精度高、响应快、系统稳定性好；

l 人机界面友好：液晶中文显示，实时更新，操作简单方便，菜单简洁明了；

l 可靠的自检功能：完善的装置自我诊断功能，使维护简便，提高了安全运行可靠性；

l 高标准的电磁兼容性能：SAFE9100系列微机保护控制自动化系统对提高产品的整体电磁兼容性能给予了前所未有的重视。装置设计不再局限于某些部分满足抗干扰标准，而是从装置的交流输入、直流电源、开关量输入、开关量输出以及通信等各个环节进行电磁兼容设计；

l 完整的事件记录功能，所有记录掉电保持；

l 完善的软硬件看门狗，保证装置可靠运行；

l 高等级、高品质保证的元器件选用，采用多层板技术和SMT工艺；

l 配备高速以太网通信接口，并集成IEC-103规约；

l 出口采用多重组合逻辑，增加出口故障检查，保证出口操作的准确性和安全性；

l 具有完整的断路器操作回路

5．装置结构

5.1 结构：采用全铝材质机箱，后接线安装方式，强弱电隔离，大大加强了产品的电气性能。

5.2 交流插件：外部电流经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种数字式保护继电器，并实时计算各种测量值。

5.3 CPU插件：CPU插件主要由以下几部分构成：

1） CPU系统

CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成。高性能的32位微处理器CPU，大容量的ROM、RAM及Flash Memory，使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中可记录的录波报告不少于10次，可记录的事件数不少于2000次。保护定值等运行配置信息也存入该存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。

2) 数据采集系统

数据采集系统由高精度的片内A/D转换器组成，芯片内部包含了采样保持及同步电路，具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点，故本装置的采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性，并且每周波20点采样点保证测量的高精度。

3）开关量输入及输出部分

开入量采用内置DC24V开入，。

4) 通信部分

本装置具备1个10M以太网接口（选配）及1个RS485接口。

5) 时钟回路

插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。

另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。5.4 电源及信号插件：本插件由三个部分组成：直流逆变电源、外部开入回路、信号继电器。

直流逆变电源：直流220V或110V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压,即5V、24V,24V与5V不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。

a) 5V 为用于CPU及A/D转换回路的工作电源

b) 24V为用于驱动继电器及外部开入的电源

外部开入回路：均采用DC220V直接开入方式，装置软件采取了防抖措施，避免了误发信。

信号继电器包括：保护动作信号继电器、保护告警信号继电器等。5.5 人机对话插件（MMI）：人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信息，本插件上的显示窗口采用八行，每行八个汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂，配置SAFE9100系列通用的键盘操作方式，使得人机对话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。

6．技术指标6.1 技术参数1） 额定直流电压               DC/AC(86-265V) 或DC48V

2） 额定技术数据

a) 交流电流：              5A或1A            (订货注明)；

b) 相电压：                 或100V  (订货注明)；

c) 线路抽取电压：          100V或；

d) 频率：                  50Hz；

e) 跳合闸电流：            0.5A～4A（自适应方式）；

3） 功率消耗

直流工作电源：             正常工作时,不大于10W；

保护动作时,不大于15W。

交流电流回路：             < 1VA/相   (IN =5A)；

                          < 0.5VA/相 (IN =1A)；

交流电压回路：             < 0.5VA/相；

4） 精确工作范围：

电流：                      0.04In～20In

电压：                      0.4V～120V

频率：                      0.9Fn～1.1Fn

df/dt：                     0.3Hz/s～10Hz/s

时间：                      0～100s

5） 保护部分精度：

a) 定值精度：                ≤±5%；

b) 时间精度：                <±1％ 整定时间+35ms

c) 整组动作时间：            ≤35ms；

d) 频率精度：                ≤0.01Hz；

e) 滑差精度：                ≤±5%；

6） 测控部分精度：

a) 交流量精度：                 ≤±0.2%；

b) 有功无功：                   ≤±0.5%；

c) 频率分辨率：                 ≤0.01Hz；

7） 开关量输入：

输入类型：                      无源

光电隔离输入数量：              11

8） 开出接点容量：

a). 出口继电器

u 直流操作回路:

触点额定载流容量：  600VA

输出继电器动作寿命： 100000次

输出类型:          有源

u 交流操作回路:

触点额定载流容量：                    1000VA

输出继电器动作寿命：             100000次

输出类型:                            无源(空接点)

b). 信号继电器：

触点额定载流容量：      600VA

输出继电器动作寿命：    100000次

输出类型:               无源(空接点)

9） 通信接口

数目：                                2

电气特性：                          以太网（1个选配），RS485（1个）

通信协议：                      IEC870-5-103 / MODBUS

地址：                             1～254 6.2 环境参数6.2.1 电气环境

a) 直流电源

电压波动范围：额定电压80%～115%，

纹波系数：不大于5%

b) 绝缘电阻

在正常试验大气条件下,装置的带电电路部分和非带电金属及外壳之间,以及电气无联系的各电路之间,用开路电压500V的兆欧表测量绝缘电阻值；正常试验大气条件下,各回路绝缘电阻应不小于100 MΩ。

c) 介质强度

在正常试验大气条件下,装置能承受试验电压值为2000V，频率为50Hz,历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象。

d) 冲击电压

在正常试验大气条件下,装置的直流输入回路、交流输入回路、信号输出触点诸回路对地以及回路之间，能承受(1.2/50)μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV，无绝缘损坏。

e) 脉冲群干扰

装置能承受GB/T14598.13-1998( idt IEC60255-22-1:1988)规定的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验。试验严酷等级为Ⅲ级, 试验电压共模2.5Kv, 差模1kV。

f) 辐射电磁场干扰

装置能承受GB/T14598.9-1995( idt IEC60255-22-3:1989)中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验,即试验场强为10V/m。

g) 静电放电干扰

装置能承受GB/T14598.14-1998( idt IEC60255-22-2:1996)中规定的严酷等级为IV级,即接触放电试验电压为8kV、允许偏差±5%,空气放电试验电压为15kV、允许偏差±5%的静电放电干扰试验。

h) 快速瞬变干扰

装置能按GB/T14598.10-1996( idt IEC60255-22-4:1992)中规定的严酷等级为IV级快速瞬变干扰试验,即试验电压为4kV,允许偏差±10%。

6.2.2 自然环境

a) 环境温度：工作：-25℃～+70℃,24小时内平均温度不超过35℃。

贮存：-25℃～+70℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆化,温度恢复后,装置应能正常工作。

b) 相对湿度：5%～95%（不凝露）

c) 大气压力： 80kPa～110kPa。

6.2.3 机械环境

a) 工作条件：能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应、冲击响应；

b) 运输条件：能承受严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久、碰撞。

7．使用说明SAFE9100系列微机保护测控装置使用160*160分辨率液晶显示器，液晶在正常运行时压板、测量值、保护值、开入值等滚动显示。

当有事件发生（如保护动作、保护告警、装置异常等）时背景灯自动点亮，并显示报告。7.1 键盘“确认”键：用于操作确认或保存数据或进入下一级菜单。

“取消”键：用于取消错误操作或返回上一级菜单。

“◄”键：表示光标左移键。

“►”键：表示光标右移键。

“▲”键：表示光标上移键。

“▼”键：表示光标下移键。

“复位”键：装置复位。

“复归”键：用于对灯和保护动作信号的复归

对装置的大部分操作如：初始化设置以及在运行中查阅定值、故障报文、装置自检等操作都通过键盘来完成。因此用户在使用BSR9100系列装置之前应着重了解上述装置键盘的含义和使用。7.2信号灯“运行”灯：装置正常运行时，该灯闪烁；灯长亮或长灭表示装置不能正常工作。压板投入时运行灯闪烁快，压板全部退出时运行灯闪烁慢。

“动作”灯：装置正常运行时，该灯熄灭；当发生需出口跳闸的保护功能动作时该灯点亮；只有人工（远方或调度）复归后，灯才灭。

“告警”灯：装置正常运行时，该灯熄灭；当发生不需出口跳闸的保护功能动作时该灯点亮；故障消除后，该灯自动熄灭。

“跳位”灯：装置跳闸位置信号指示灯。

“合位”灯：装置合闸位置信号指示灯。

“故障”灯：当系统自检出现故障时此指示灯常亮。

“通信”灯：当系统通信时指示灯常亮。

“远方”灯：当系统处于远方位置，节点有信号接入时指示灯常亮。

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