1、概述
中性点不接地以及经消弧线圈接地或高阻接地方式的电力系统,国内大部分66kV 及以下电网都采用这种接地方式。JSE-QDY全电压监测装置是我公司针对电力系统中各类故障研制的一种智能综合型控制器。
JSE-QDY全电压监测装置可装设在3~35kV变电所各级母线上,通过对电压互感器、电流互感器的二次信号进行采样、分析,快速准确地识别电网各种故障状态,并发出相应的控制、报警、闭锁指令。用以对电网常见的容易引起跳闸事故的电压越限、PT断线、单相接地、铁磁谐振、雷击或操作过电压、系统谐波等故障进行识别和控制处理,同时针对故障波形分析,并能对系统正常运行的相电压和线电压进行实时监测。
JSE-QDY全电压监测装置控制器采用的双核DSP处理器,同时要求具备上电自检功能。内置SD卡,具备高速AD及FPGA采样和功能强大的数字信号处理能力、快速浮点数运算能力以及大数据存储功能,装置采样信号取自于宽频电压传感器,其频宽达到100MHz,具有很好的频率响应特性,能够采集到电网电压的高频分量,利用DSP高速浮点运算实现信号的快速傅里叶分析,以及我公司独创的电压快速算法,快速计算与分析电力系统的电压信号,及时准确地对电网各种故障状态进行分析,并采取相应的动作报警,达到快速保护电力系统的目的。
JSE-QDY全电压监测装置配备高清7寸触摸屏可实现人机交互界面进行查询和各种定值的设置。最多可以记录200条动作记录。控制器还具备有远程通信和掉电数据保护等功能。
2、适用范围
本装置适用于3KV-66KV各种电压等级,各种出线方式的中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地、母线上装有消弧装置(消弧柜)系统,可应用在PT柜、抑制柜、限谐柜、低残压柜、消弧柜及进线柜上,对电力系统常见故障实时监测处理并分析。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、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。
3、工作原理
本装置由电源模块,模拟信号采集模块,数字信号输入模块,继电器信号输出模块,开关量采集模块,主处理器模块,协处理器模块,通信模块,SD卡存储模块等部分组成。
控制器采集系统电压电流信号、外部反馈信号以及其他装置的反馈信号,实时监测电力系统以及装置本身的运行状况,并且实时显示到用户界面上。当系统发生各类故障时,快速分析计算系统的零序电压以及三相电压,来确定故障发生的类型及属性,再根据判定结果做出相应的处理。

信号灯说明:
运行:正常运行指示灯,闪烁频率1Hz;
接地:当发生接地故障时闪烁;
报警:当系统电压出现异常时故障指示;
通讯:当收到正确报文并返回报文时闪烁;
USB接口:用于升级程序;
4、功能及特点
4.1 产品功能
① 运行监测功能
实时对电压互感器送来的A、B、C三相电压、开口三角电压以及电流互感器二次侧的电流信号进行采集、计算。面板上显示系统运行相电压、线电压及电流的有效值,取代常规的PT柜监测仪表。
② 越限报警功能
当系统运行的线电压超过或低于预先设定的限值(默认为超过80V或低于40V)时可及时报警,面板显示故障类型和故障时的电压,并输出接点信号,用户可以用作信号报警或跳闸。
③ PT断线报警功能
当开口三角电压越限(大约30V左右)而且非故障相电压正常时,根据相电压是否低于限值来判断出PT断线。一旦系统发生断线故障,面板上显示断线相别和三相电压,并输出接点信号。
④ 接地报警功能
当开口三角电压越限(大约45V左右)而且有二相电压接近或超过线电压时,本装置根据故障相对地电压的变化判断是单相弧光接地还是单相金属接地故障,并输出接点信号。
⑤ 消除谐振功能
当开口三角电压越限后,本装置立即进行开口三角电压幅值的运算和傅里叶级数分析,根据开口三角电压的幅值和频率判断出铁磁谐振的类型。若判断为铁磁谐振故障,系统立即启动微机消谐功能投入相应的阻尼电阻,同时记录故障时的数据。记录的故障数据包括故障时间、谐振类型、开口三角电压和各相电压。
当谐振故障消失后,显示屏返回到正常电压监测界面。
⑥ 系统谐波监测功能
基于快速傅里叶变换原理,运算结果快速准确。能够实时监测和分析电网中母线及线路的电压的基波及2~21次谐波,可对谐波越限给出报警。
⑦ 数据远传功能
本装置配置了RS485通讯接口,可按照给定的通讯规约(MODBUS通讯规约)实现与后台监控系统的数据远传,用户可以在监控中心实时监测系统运行电压电流,调阅故障类型、故障状态及故障时的电气参数。
⑧ 事件记录及故障报警功能
无论显示屏界面在哪一级,一旦出现故障立即弹出故障界面,显示故障类型、故障时间、故障参数等,同时系统自动记录200次的故障信息并输出报警接点。
⑨ 波形查看功能
针对二次电压查看实时波形。
⑩ 控制一次消谐器投退功能(PTK)
在系统铁磁谐振故障后,微机消谐功能投入阻尼电阻实现二次消谐。同时通过继电器控制一次消谐器投入工作,这样消除铁磁谐振的效果更好。在谐振消除后退出一次消谐器,让PT二次绕组中性点直接接地。
4.2 产品特点
模块化设计,结构紧凑,技术先进,双高速DSP核处理器使运算实时性和动作准确性得以保证;
实时监控系统状态,对出现的异常运行状态(电压越限、谐振、接地、PT断线、谐波分量等)做出准确判断,并作出及时动作;
工业标准的RS485通讯接口,可以向上位机传送系统的运行状态;
故障追忆功能,显示最近200次历史运行记录;
实时查看波形变化;
具有良好的电磁兼容性,适合在强电磁干扰的复杂环境中应用;
双硬件看门狗电路确保软件运行的可靠性;
中文7寸高清触摸屏液晶显示界面,运行状态清晰,菜单式操作,方便易用;
后期程序升级不用更换插件,可通过插入U盘升级。可方便客户后期增加功能而升级程序;
可通过人机界面模拟开关量输入、继电器输出、发故障报文从而解决了现场无继电保护测试仪加模拟量的难题;
本常规控制器适用于频率为50HZ的电力系统中。
5、技术指标
①工作电源:AC/DC 110-220V,±10%;
②装置功耗:<20W;
③母线PT二次电压输入范围:额定电压≤交流5V;
④CT最大二次电流:额定电流≤交流10A,峰值电流≤交流50A;
⑤装置动作启动开口电压:交流1—100V可调(默认设置交流15V);
⑥继电器接点允许电流:≤10A/AC250V;
⑦波形时间长度:400ms;
⑧同RTU和综自站通信方式:硬节点、RS485;
⑨环境温度:-20℃~+70℃;
⑪境湿度:≤90%;
⑫海拔高度:小于 2000m,特殊情况下可达 4000m;