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1、 GCS2322数字式低压保护测控装置GCS2322数字式低压保护测控装置说明书版本号：2.0南京国辰电气控制有限公司3目 录一 概述1二 技术参数12.1额定参数12.2 主要技术性能22.3 绝缘性能22.4 抗电磁干扰性能32.5 机械性能3三 装置功能4四 装置硬件44.1 保护CPU 模块54.2 人机对话模块54.3 开入开出模块54.4 电源模块5五. 保护原理及整定说明65.1 短路保护65.2 过载反时限保护65.3 三相不平衡保护75.4 低电压保护85.5 过电压保护85.6 漏电闭锁保护85.7 选择性漏电保护（分开关）95.8 漏电保护(总开关)105.9 瓦斯保护1
2、05.10 风电闭锁保护11六 试验功能11七 用户接线说明12八 人机接口系统的使用方法138.1 实时循环显示菜单说明138.2 主菜单操作说明158.3子菜单操作说明15九各部件安装尺寸21十典型接线原理图24一 概述GCS2322数字式低压保护测控装置是在多年实践应用和运行经验的基础上，采用32位高速DSP数字处理技术，为各系列矿用隔爆型低压配电柜研制推出的新一代专门设计的集保护、测控、通信一体化装置，广泛适用于电力、煤矿、水利、石油、化工等行业3300V及以下电压等级的含有爆炸性气体(甲烷)和煤尘、粉尘等特殊环境，是实现煤矿井下电力自动化控制的终端设备，具有CAN及RS485双通信接
3、口，以实现供电系统的各种保护功能及自动化控制功能。开放的通信平台，方便与各种通信分站连网，可以真正的实现煤矿井下电力自动化控制要求。装置能与380V、660V、1140V、3300V额定电压等级，额定电流可至1000A 的各种型号的馈电开关配套使用，可替代传统各型模拟保护器和微电脑保护器，也可用于老开关的更新、改造。二 技术参数2.1额定参数2.1.1 工作电源额定电压：交流100V、50Hz，来自电压变压器的输出电压供电。该装置在交流电压70V150V范围内变化时能正常工作。2.1.2 额定交流数据a) 交流电压 ：380V、660V、1140V、3300Vb) 交流电流：1000A c)
4、额定频率：50Hz2.1.3 功率消耗a) 直流回路：正常工作时不大于20W，装置动作时不大于25W。b) 交流电压回路：每相不大于0.5VAc) 交流电流回路：每相不大于1.0VA；2.2 主要技术性能2.2.1 采样回路精确工作范围及误差见表1表1 采样回路精确工作范围及误差电量保护回路测量范围额定误差三相电压0V1500V5%三相电流3A8000A8%零序电压0V50V5%零序电流0mA-100mA5mA测量回路的基准值为额定值时的误差为额定误差。2.2.2 过载能力交流电流回路：2倍额定电流，连续工作； 10倍额定电流，允许10秒； 交流电压回路：1.2倍的额定电压，连续工作。2.2.
5、3 接点容量出口触点容量：5A/250VAC 5A/30VDC 2.2.4 各类元件定值误差电流元件定值误差：5%电压元件定值误差：5%时间元件:50ms方向元件角度误差：5度2.2.5 整组动作时间(包括继电器固有时间)速动段的固有动作时间：1.2倍整定值时，误差不大于50ms2.3 绝缘性能2.3.1 绝缘电阻装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下各等级的各回路绝缘电阻不小于20M。2.3.2 介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz 、电压2000V 历时1 分钟的工频耐压试验而无击穿
6、闪络及元件损坏现象。试验过程中任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。2.3.3 冲击电压在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间能承受1.2/50s 的标准雷电波的短时冲击。电压试验开路试验电压5kV。2.3.4 耐湿热性能装置应能承受GB/T 2423.9 规定的恒定湿热试验。试验温度402、相对湿度93%3%、试验时间为48h，在试验结束前2小时内根据2.3.1 的要求测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻，绝缘电阻不小于1.5M。介质耐压强度不低于2.3.2 规定的介质强度试验电压幅值的75%。2
7、.4 抗电磁干扰性能2.4.1 脉冲干扰装置能承受GB/T 14598.13-1998规定的干扰试验。试验电压频率为100kHz 和1MHz，试验电压为共模2500V、差模1000V的衰减振荡波。试验时给被试装置预先施加电源。按GB/T14598.13 第3.1.1 的表所列临界条件叠加干扰试验电压装置不误动不拒动。2.4.2 快速瞬变干扰装置能承受GB/T 14598.10-1996 标准规定的IV 级4kV快速瞬变干扰试验。2.4.3 静电放电装置能承受GB/T 14598.14-1998 标准规定的IV 级空间放电15kV 、接触放电8kV 静电放电试验。2.4.4 辐射电磁场干扰装置应
8、能承受GB/T 14598.9-1995 标准规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰试验。2.4.5 浪涌通过GB/T 17626.5 1999 标准规定的浪涌冲击抗扰度III级干扰试验(共模2000V、差模1000V)。2.5 机械性能2.5.1 振动装置能承受GB/T 7261-2000继电器及装置基本试验方法 中16.2.3 规定的严酷等级为1 级的振动响应试验；装置能承受GB/T 7261-2000 中16.2.3 规定的严酷等级为1 级的振动耐久试验。2.5.2 冲击装置能承受GB/T 7261-2000 中17.4.1.1 规定的严酷等级为1 级的冲击响应试验；装置能承受GB/T
9、 7261-2000 中17.5.1 规定的严酷等级为1 级的冲击耐久试验。2.5.3 碰撞装置能承受GB/T 7261-2000 中18.4 规定的严酷等级为1级的冲击碰撞试验。2.5.4 环境条件a) 环境温度工作温度：-25- +55贮存温度：40 - +85b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90% 同时该月的月平均最低温度为25且表面无凝露最高温度为+40时,平均最大相对湿度不超过50%c) 大气压力：66kPa110kPa 。三 装置功能保护功能监控功能其他功能通信功能短路保护过载保护三相不平衡保护断相保护漏电保护漏电闭锁选择性漏电保护低电压保护过电压保护瓦斯保护风电闭锁遥
10、测：三相电流、三相电压、系统电压、零序电压、零序电流、有功、功率因数、漏电电阻、瓦斯浓度、温度等。遥信：开关位置、远控闭锁、瓦斯、风电闭锁等。遥脉：计算电度、电表电度等。遥控：本馈电开关遥控合闸和分闸。与主站对时远方修改保护定值保护事件存储开关量事件存储SOE事件存储电度量存储远方信号复归现场模拟试验功能CAN：1路RS485：1路四 装置硬件 装置的硬件部分采用模块化设计，主要有保护CPU模块、人机对话模块、开入开出模块、电源模块四部分组成，各模块之间连接可靠，性能稳定，根据各厂家馈电开关的不同，人机对话模块可分开安装，也可一体安装，使用非常灵活，方便与不同的低压馈电开关配套。4.1 保护C
11、PU 模块保护CPU模块采用32位DSP+CPLD核心高速数据处理器。可以实现每秒80兆次浮点运算，64K x 16位片内RAM存贮器；64K x 16位EPROM存贮器，存贮固化程序，1024 x8位存储定值安全可靠。保护CPU 模块采用的数据采集部分由高可靠性的高精度的A/D转换器及硬件加软件数字滤波回路组成。A/D 转换芯片具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点。本装置的采样回路可通过软件调节采样精度具备高度的可靠性。保护CPU 模块采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧、结构紧凑、大大提高装置的可靠性及抗电磁干扰能力。4.2 人机对话模块显示模块是基于CPU开发的人机界
12、面，它可以提供128X64的宽温液晶（液晶的背光节电设计），中文汉化显示，通俗易懂，支持6个LED位置显示灯分别显示当前运行状态。可与主机一体装配，也可独立分开装配，显示模件可用于设备的人机交互, 完成键盘处理、液晶显示等功能。插件上的显示窗口采用3行16汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂，同时还配置了丰富的灯光指示信息使本装置的运行信息更为直观。RS485通信接口采用屏蔽双绞线。人机对话模块与保护CPU模块之间的通信连接件采用专用接插件，使装置运行更加可靠。4.3 开入开出模块开入部分包括电压、电流输入和开关量输入两个部分。开出部分包括分励脱扣的保护动作出口、用于失压脱扣的出口、用于遥控跳闸
13、的跳闸控制出口、用于遥控合闸的合闸控制出口、用于模拟试验的试验出口以及信号出口等。4.4 电源模块装置供电由电压变压器供电，根据需要，电源模块可采用带有失压延时功能的高可靠性开关电源，具有失压延时功能。在电网失电时，开关电源的电压输出的延时时间大于3秒，保证保护装置在短时失电时能正常工作，并启动失压保护和记录电网失电的故障信息。本开关电源模块有效的解决了以往因交流供电而当电网失电保护即不能正常工作的缺点！五. 保护原理及整定说明5.1 短路保护5.1.1 保护原理对开关负载侧任一相出现的短路故障，本装置设置短路保护，当出现短路故障时瞬时跳闸。短路保护原理可选择鉴幅或相敏保护原理。5.1.2定值
14、单及整定说明1短路保护的定值单如下:定值定值范围步长短路保护投退投/退/保护原理鉴幅/相敏/短路倍数定值1-8倍1倍短路保护延时0.00s-99.99s0.01S2整定说明短路电流的整定值一般设为线路额定电流的5-8倍，时间整定为0秒。鉴幅式：某相电流幅值超过短路电流（额定电流短路倍数）时动作。相敏式：当任意两相电流幅值超过短路电流且功率因数0.82 时动作，如果有任何一相电流超过10 倍额定电流，那么直接跳短路故障，以检测近端短路。5.2 过载反时限保护5.2.1 保护原理过载动作时间采用反时限实时计算，具有热记忆特性，动作时间表如下：过载保护在1.2倍额定电流时启动，反时限特性公式如下：式中：k=负荷电流/额定电流，tp 为过载常数。Kx为过载系数。过载保护利用热积累实现断续过载情况下的过载保护，当负荷电流小于额定电流时，热积累能量开始散热。5.2.2定值单及整定说明1过载保护的定值单如下： 定值定值范围步长过载保护投/退/过载电流1-9999A1A2整定说明过载保护具有能量累积释放功能，过载电流一般按照线路实际的额定电流整定，
