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1、11 1TH-21TH-21系列数字式线路保护测控装置简介系列数字式线路保护测控装置简介TH-20系列保护装置是由北京清大继保电力技术有限公司自主研发生产的新一代数字保护 测控装置，产品采用国际先进的 CPU 和表面贴装技术，工艺成熟可靠，适用于 110KV 及以下电压等 级变电站的保护。1.11.1 装置主要特点：装置主要特点：先进的设计理念保证了装置的优良性能；采用 CPU 和串行的双 14 位 A/D 同步采样技术；软硬件设计标准化、模块化，便于现场维护和装置功能的升级；灵活的通讯方式：可选的现场总线（CAN-BUS）或以太网通讯方式。1.21.2 技术指标技术指标1.2.11.2.1
2、额定工作电源额定工作电源DC 220 V 或 DC110V。1.2.21.2.2 额定交流数据额定交流数据额定交流电流 In：5A 或 1A；频率 fn：50Hz。1.2.31.2.3 交流回路过载能力交流回路过载能力施加 2In 装置可持续工作；施加 10In 持续 10 s；施加 40In 持续s 后无绝缘损坏。1.2.41.2.4 功率消耗功率消耗直流回路不大于 15； 交流回路不大于 0.5VA相。1.2.51.2.5 出口触点出口触点在电压不超过 250，电流不超过 0.5A，时间常数为 50.75ms 的直流有感回路中，装置输出 触点的断开容量为 50W，长期允许接通电流不超过 5
3、。1.2.61.2.6 绝缘性能绝缘性能 1.2.6.1 绝缘电阻2装置所有电路与外壳之间绝缘电阻在标准实验条件下，不小于 100M。1.2.6.2 介质强度装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流 50Hz，电压 2KV(有效值)，历时 1min 试验， 而无绝缘击穿或闪络现象。当复查介质强度时，试验电压值为规定值的 75%。1.2.71.2.7 冲击电压冲击电压装置的导电部分对外露的非导电金属部分及外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐 受幅值为 5KV 的标准雷电波短时冲击检验。1.2.81.2.8 抗干扰能力抗干扰能力装置能承受 GB/T14598.13 规定的频率为 1MHz 及 10
4、0KHz 衰减振荡波（第一个半波电压 幅值共模为 2.5KV，差模为 1KV）脉冲干扰试验；装置能承受 GB/T14598.14 规定的严酷等级为 IV 级的静电放电干扰试验；装置能承受 GB/T14598.9 规定的严酷等级为 III 级的辐射电磁场干扰试验；装置能承受 GB/T14598.10 规定的严酷等级为 IV 级的快速瞬变干扰试验。1.2.91.2.9 机械性能机械性能工作条件：装置能承受严酷等级为级的振动响应、冲击响应检验；运输条件：装置能承受严酷等级为级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。1.2.101.2.10 环境条件环境条件环境温度工作：10 50；贮存：25 70 在极限值
5、下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度 恢复后装置应能正常工作；大气压力：86106ka（相当于海拨高度 2km 及以下） ；相对湿度：不大于 95%，无凝露；其它条件：装置周围的空气中不应含有带酸、碱、腐蚀或爆炸性的物质。31.31.3 装置结构装置结构本装置采用插件式结构，外壳封闭；机箱采用嵌入式安装方式，箱后接线。外形及开孔请见下 图，端子具体定义请看附图 4。图 1 装置外形尺寸图 1.41.4 装置硬件装置硬件1.4.11.4.1 装置重量装置重量装置净重 5 千克。1.4.21.4.2 硬件说明硬件说明本装置包括 5 个功能插件，从左到右依次为交流插件、CPU 插件、电源插件、
6、继电器出口插件、 本体保护插件，另外有人机对话的 MMI 板和背板。交流插件交流插件上共有 6 个模拟量输入变换器，用于将二次交流电流信号隔离变换为小电压信号，然 后在 CPU 插件上经调整输入到 A/D 中去，交流插件的原理图如附图 1 所示。CPU 插件CPU 插件采用 40MIPS 的嵌入式数字信号处理器（CPU）构成简洁高效的数据采集和处理系统， 独特的设计和先进的表面贴安装工艺大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力；硬件具有两级看门 狗保证系统在异常时能及时复位； 完善的软硬件自检还能使系统在运行时保证各种参数完好无损； 用具有多重写闭锁功能的串行 E2PROM 保存定值、系数和配置，确
7、保这些参数不被误修改；模数转 换采用转换精度为 14 位，转换时间约 5s，除 2 个通道用于电压自检，其余 14 个通道用 于对外部输入量的模数转换；有 16 路开关量输入（引到外部 13 个）和 14 路输出（包括告警、 复归、启动和 11 个出口继电器） ；CPU 通过 RS232 口与液晶 MMI 板通讯，并通过 CAN-BUS 与 THM 数字变电站管理系统交换数据。出口插件 出口插件接收 CPU 下发的命令并完成控制命令的输出，该插件共有十一个独立的命令输出，其1781024-6.32422252424中有二个配有信号继电器，完成信号灯指示和信号输出。装置故障或失电时该插件装置故障
8、继电器 返回发出装置故障信号，详见附图 2 所示。电源插件电源插件采用 220V 交直流两用的开关电源，可输出+5V/3A、12V/0.2A、+24V/0.2A。其中 +5V 用于 CPU 系统、12V 用于 A/D 采集部分、24V 用于开入量和开出量部分的继电器及光耦。操作回路插件该插件接收来自出口插件的控制命令，完成操作机构的跳闸、合闸操作及防跳跃功能；实现压 力异常告警及压力降低闭锁跳合闸功能；控制回路断线后，发控制回路断线信号。原理图见附图 4 所示。人机对话板（MMI 板）使用说明本装置设计了便捷的键盘操作和 12864 汉化液晶显示，为用户提供了友好的使用界面。借助 该界面可以很
9、方便地浏览测量数据、修改定值及系数、进行传动实验。除此之外，系统还提供了详 尽的故障告警信息和追忆 SOE 的功能，帮助用户及时准确地处理问题。键盘功能键：命令菜单选择，显示光标上移或数字 “加” ，以下简称“上移”键；键：命令菜单选择，显示光标下移或数字 “减” ，以下简称“下移”键；键：显示光标左移，以下简称 “左移”键；键：显示光标右移，以下简称 “右移”键；退出退出 键：命令退出，返回上级菜单，以下简称 “退出”键；确认确认 键：命令菜单或数据确认，以下简称 “确认”键。静态工作界面1)模块上电后即进入静态工作界面，在没有用户操作也没有故障告警情况下画面保持 23 分 钟，然后熄灭液晶
10、灯，过上 23 分钟，转入屏幕保护状态。屏保为黑屏。 2)静态工作界面循环显示电流、软压板等信息，每屏显示 23 秒，切换下一屏。控制字中选 择“角度显示” ，静态工作界面即循环显示二屏角度信息。注：具体显示测量数据、告警、故障状态等信息详见装置的 测量功能和附录说明。3)按任意键可由该界面进入用户操作界面；或有故障出现而 从该界面进入故障告警界面。用户操作界面主菜单见图 2-0。用户操作界面1)用户操作界面是一个多级菜单结构，从静态工作界面按任意键首先进入主菜单；在主菜单 按“退出”键或一分钟无操作，便可从用户操作界面回到静态工作界面。2)主菜单有七个选项，可通过按“上移”键、 “下移”键、
11、 “左移”键或“右移”键在其中做 循环选择，黑色条块和“手形图标”标示了所选的项；选好项后按“确认”键便进入相应项的下 级内容。3)测量数据包括电流、遥信状态、系统故障、告警状态、装置故障和软压板状态等六项内容，1.测量值 5.打印 2.软压板 6.报告 3.设置 7.版本 4.传动2-05可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；对于电流还可通过按“左移”键或“右移”键选择 显示其一次值（）或二次值（） ；也可按“退出”键退回到主菜单。注：其中系统故障、告警状态、装置故障、软压板状态和遥信状态五个开关量信号（见图 2-1-12-1-5）的 L1H8 位对应的意义见附录。其中测量数据的电流等分多
12、屏显示。4)软压板菜单：软压板菜单是用来在装置上操作软压板的投退，软压板密码必须与配置中的 一致才能进行操作。密码由四位十进制数字组成，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按 “左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变。输 入结束后按“确认”键确认，只有密码正确方可进行软压板操作，否则除重新输入密码外只能按 “退出”键回到主菜单（见图 2-2-1） 。密码验证通过后便进入软压板操作界面（图 2-2-2） ，黑 色条块标注了选择的实验项目， 为软压板在退出状态，为软压板在投入状态，实验项 目可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；按“确认”对所选项进行投退
13、。投退成功在相应 位置显示 OK，同时压板状态翻转，失败则显示 ER（见图 2-2-3） 。实验完毕按“退出”键回到主 菜单。软压板具体内容及顺序详见附录。5)设置可用于阅读和修改时间、定值、系数、配置、电度等数据。只有设置密码输入正确，才 能进行设置项中的写操作，否则只能读取数据，设置密码分二极权限密码。一级权限密码，能够进 行设置中全部项内容修改；二级权限密码，能够修改除系数、配置外的其他内容，二级权限设置密 码为配置中设置的密码。 设置菜单如2-3所示，共有六个选项，可通过按 “上移”键或“下移”键在其 中做循环选择，黑色条块标示了所选的项；选好项后按“确认”键便进入相应项的下级工作内容
14、；按系统故障L 1 2 3 4 5 6 7 8 H 1 2 3 4 5 6 7 8 2-1-1告警状态L 1 2 3 4 5 6 7 8 H 1 2 3 4 5 6 7 8 2-1-2装置故障L 1 2 3 4 5 6 7 8 H 1 2 3 4 5 6 7 8 开关状态： 系统故障： 告警状态： 装置故障：2-1-3遥信状态L 1 2 3 4 5 6 7 8 H 1 2 3 4 5 6 7 8 开关状态： 系统故障： 告警状态： 装置故障：2-1-5软压板状态L 1 2 3 4 5 6 7 8 H 1 2 3 4 5 6 7 8 2-1-4软压板密码：00002-2-1过流一段压板 过流二段
15、压板 过流三段压板 零流压板 2-2-2过流一段压板 ok 过流二段压板 ok 过流三段压板 ok 零流压板 er2-2-36“退出”键回到主菜单。6)读内存：在设置菜单中选择了第一项“内存”便进入画面 2-3-1，用户可输入读取内存段 的起始地址和数据长度（一个字含两个字节） ，输入方法如下：用下划线“_”标注编辑位，编辑 位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移” 键改变。输入结束后按“确认”键确认。内存地址和字数输入确认后便进入画面 2-3-2 这是从 8888H 开始 5 个字长度的内存， ADDR 表示黑块所标数据的地址，按“上移”键或“下移”键黑块顺次移动，其地址也相应 改变，按“退出”键回到上级菜单。7)读写时间：在设置菜单中选择了第二项“时间”便进入画面 2-3-3，黑块指示了要编辑的 项，按“上移”键或“下移”键黑块顺次循环移动，按“确认”键后便进入相应项的编辑状态： 黑块消失，
