一 、 產品概述

1. 概述

我國的中壓電網絕大多數是小電流接地係統（也即中性點非有效接地係統） ，當發生單相接地故障時 ，規程雖允許帶故障運行2小時 ，但由於過電壓危害絕緣 ，仍可能引發事故 。供配電係統故障統計表明 ，單相接地故障發生的概率占66％以上 ，因此迅速確定單相接地時的接地位置對供配電係統的安全運行意義重大 。

隨著電力係統規模和容量的擴大 ，中壓電網逐步采用了中性點經消弧線圈接地的運行模式 ，且一般又運行於過補償方式 ，由此也導致了單相接地故障選線的困難 。近年來 ，一些基於傳統算法的接地選線裝置相繼問世 ，但在實際應用中選線正確率仍然不高 。目前 ，這一問題正成為改善電能質量 、提高供電可靠性的主要困難之一 。

正是在這種背景之下 ，經過多年跟大學實驗室聯合實驗和分析研究 ，我公司找到了以往選線方法正確率低的原因 ，提出了新的算法 ，並運用新一代采樣和處理技術 ，推出了最新一代產品——FTWJ係列小電流接地選線裝置 。

本裝置采用先進的軟硬件設計方法 ，以暫態過渡過程為分析基礎 ，通過判斷小接地電流來實現選線 。硬件方麵 ，應用超大規模邏輯電路 ，實現數據采集完全硬件化 ；應用同步采樣技術 ，保證了分析數據的精準 。裝置還運用其它多種算法同時分析 ，以動態權值處理多條回路多個算法的判別打分 ，使選線運算更加可靠 、穩定 。裝置技術性能指標符合DL/T 478-2001《靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》、DL/T871-2004《電力係統繼電保護產品動模試驗》 、DL/T 872-2004《小接地電流係統單相接地保護裝置》等有關行業標準的規定 。

2. 功能及特點

l 模塊化設計 ，結構緊湊 ，技術先進 ，高速32位ARM內核處理器使運算實時性和動作準確性得以保證 。

l 實時監控係統狀態 ，實時運算 ，根據信號采集 、數據處理結果 ，發出相應的信號 。

l 工業標準的RS-485通訊接口 ，可以實時向上位機傳送係統的運行狀態 ，上位機也可以通過此通訊口對消弧控製器發出指令 。

l 故障追憶功能 ，大容量Flash存儲器保存最近32次曆史故障記錄 。

l 具有良好的電磁兼容性 ，適合在強電磁幹擾的複雜環境中應用 。整機符合IEC61000-4-4標準 。

l 雙硬件看門狗電路確保軟件運行的可靠性 。

l 中文液晶顯示 ，運行狀態清晰 ，菜單式操作 ，方便易用 。

3. 裝置正麵效果圖

按鍵說明 ：

l 1/+  ：根據液晶屏所顯示的菜單項標號選擇相應的功能；所要調整的參數值加1 。

l 2/-  ：根據液晶屏所顯示的菜單項標號選擇相應的功能 ；所要調整的參數值減1 。

l  3  、 4  ：根據液晶屏所顯示的菜單項標號選擇相應的功能 。

l OK ：確認更改設置 ；返回上一級菜單 。

4. 工作原理

本機在啟動工作後 ，當係統發生接地故障時 ，零序電壓會觸發本機進入采集狀態采集各回路零序電流 ，取出數據後進行第一階段運算 。如1 、2 、3、4 號線的電流分別為-15A 、+4A 、+5A 、+6A 。此時消弧設備判斷接地類型 ，如果是金屬接地 ，消弧設備不動作 ；如果是弧光接地 ，消弧設備把弧光接地強行變為金屬接地 ，本機再進行采集狀態采集各回路零序電流 ，根據本次數據進行第二階段運算  。如果是金屬接地 ，此時接地1 、2 、3 、4 號線的電流將可能約為-15A 、+4A 、+5A 、+6A ，故障線（1號線）電流與非故障線電流相反且至較大 ，故可直接判斷選線 。如果是弧光接地 ，此時接地1 、2 、3 、4 號線的電流方向一致，可能約為+5A 、+4A 、+5A 、+6A ，此時四條線路電流分別與第一階段的-15A 、+4A 、+5A 、+6A 分別相減的增量差為20A 、0A 、0A 、0A ，故障線（1號線）的增量為20A ，是增量最大的一路線 ，即可選出故障線 。然後把所選出的接地信息在液晶顯示屏上顯示 ，並閉合相應的跳閘口 ，若接地現象消失 、排除 ，本機返回工作狀態 ，跳閘口斷開 。

下麵是原理框圖 ：

二 、 操作說明

1. 裝置通電開機後液晶屏顯示如下圖界麵 ，界麵顯示本台裝置最大輸入電流路數 ，時鍾逐秒跳動表示裝置正在運行 。如果顯示的並不是當前日期和時間 ，請參考下麵提及的步驟進行設置 。

2. 在裝置顯示開機界麵時 ，按下麵板上的OK鍵 ，進入主菜單 ，如上圖 。主菜單由兩個界麵顯示組成 ，可以使用按鍵1和按鍵4在兩個主菜單界麵間切換顯示 ，再按一次OK鍵即可返回開機界麵 。在主菜單顯示界麵 ，按菜單項前數字對應的按鍵 ，即可進入相應菜單項 。比如想進入“時間設置”重新設定日期和時間 ，則可按裝置麵板上的4鍵 。

3. 故障記錄追憶 ：本裝置內部Flash存儲器可以記下最近發生的32次故障記錄 ，可顯示發生接地故障線路的母線段號和線號 ，及日期和時間 。在主菜單界麵上 ，按裝置麵板上的1/+鍵 ，進入“故障記錄” ，如下圖 。然後再按1/+鍵可進行下翻頁 ，按2/-鍵進行上翻頁 ，逐條查詢記錄 。按OK鍵可返回主菜單 。注意 ：裝置出廠前所做的模擬實驗的記錄也會保留在Flash存儲器裏 ，這些記錄用戶無需關注 。

4. 零序電流顯示及裝置調零 ：在主菜單界麵 ，按2/-鍵選擇“電流顯示”功能 。當有零序電流進入選線裝置時 ，液晶屏上將顯示該電流值及其輸入的通道，單位為安培 。在電流顯示界麵 ，按3 鍵進入裝置調零界麵 ，按照界麵上顯示的要求完成後 ，按4 鍵進行裝置調零 ，按OK鍵返回主菜單 。注意 ：調零開始前需要把裝置後的電流和電壓信號輸入全部拔出 。

5. 線路設置 ：在主菜單上 ，按3 鍵選擇“線路設置”功能 ，設置各個線路的變比 ，母線號及跳閘口 。進入設置界麵 ，按3 鍵設置本線 ，按1/+鍵和2/-鍵可設置*符號對應的項 。如果現場所有出線的零序CT 或三相式CT 變比都一致 ，則不須設置 ，但如果CT 變比有一個不同就必須設置 。設置完成後 ，按OK鍵保存所做的設置 ，按1/+鍵進行下翻頁 ，開始下一線路的設置。按OK鍵返回主菜單 。

注意 ：對於沒有投運的線路把此線路對應的接線端子短接 。如要把1 段母線和2 段母線並聯使用 ，則要把所有母線號為2 的線路母線號改為1  。如要把1 段母線和2 段母線再分開使用 ，則要把前麵母線號改為1的線路編號改回母線號為2 。同理 ：如要現場把1 段母線和3 段母線並聯使用 ，則要把所有母線號為的線路母線號改為1  。如要現場把2段母線和3段母線並聯使用 ，則要把所有母線號為3的線路母線號改為2  。如要現場把1 段母線 、2 段母線 、3 段母線並聯使用 ，則要所有母線號為2 和3 的線路母線號改為1 。

6. 啟動電壓設置 ：按4 鍵進入下一主菜單顯示界麵 ，按2/-鍵選擇“啟動電壓”功能 。進入如下圖的設置界麵 ，可以根據現場實際情況 ，合理的調高或調低開口啟動電壓 。當係統開口電壓高於設定值時 ，裝置開始選線運算 。按OK鍵保存所做的設置並返回主界麵 。

7. 通信站號設置 ：裝置出廠默認站號為01 。如需更改 ，在主菜單界麵上 ，按裝置麵板上的3鍵 ，進入如下圖的設置界麵 。每按一次1/+鍵 ，站號加1 ，每按一次2/-鍵 ，站號減1 ，設置完畢後按OK鍵保存並返回主菜單 。注意 ：在通信過程中請勿更改站號 。

8. 日期時間設置 ：如需更改裝置日期時間 ，在主菜單界麵上選擇“時間設置”功能 ，進入如下圖的設置界麵 。首先進行年份設置 ，每按一次1/+鍵 ，年份加1 ，每按一次2/-鍵 ，年份減1 。

年份設置完畢後 ，按3鍵進入月份設置 ，如下圖 ，同樣按1/+鍵和2/-鍵增減月份 。類似的 ，再按3鍵依次進入日 、時 、分、秒等的設置 。全部設置完畢後 ，按OK鍵保存並返回主菜單 ，或者按4鍵取消設置並返回主菜單 。

三 、 技術指標及使用環境

1. 使用條件

環境溫度 ：0℃～40℃ ；

大氣壓力 ：80～110Kpa ；

空氣相對濕度 ：90%（25℃） 、50%（40℃） ；

適用範圍 ：3kV―35kV係統 ；

使用地點不能有爆炸危險的介質 ，周圍介質中不能含有腐蝕和破壞絕緣的導電介質或氣體 ，不允許環境充滿蒸汽及含有較嚴重黴菌存在 ；

安裝地點應具防禦風 、雨 、沙和防塵設施 。

2. 輸入量額定值

零序電壓（U0）<<>100V，電壓測量精度：1% ；

零序電流（I1～I40） <2a>且>20mA ，電流測量精度 ：0.5% ；

電源電壓 ：AC220V±10% ，DC220V±10% ；

功耗 ：<100 w=""> ；

零序電流回路輸入路數 ：有8路 、24路 、40路不同規格 （三母線段） 。

3. 輸出量額定值

共可輸出常開接點數 ：2對（可選購外置跳閘模塊） ；

接點容量 ： AC 240V/10A ，DC 30V/10A ；

所有繼電器輸出接點均可接報警輸出 。

4. 通訊接口

RS485@9600bps 。

四 、 裝置端子接線圖

五 、 安裝尺寸

開孔圖如上 。安裝螺絲開孔 ：直徑6~7mm 。

機箱深度 ：180mm 。

一 、 通訊規約

本裝置采用MODBUS（RTU模式）通訊規約 ，RS-485通信方式, 波特率為9600bps ，1位起始位,8位數據位 ，無校驗 ，1位停止位 ，即1字節數據共10比特位 。裝置出廠時站號設置為01 ，用戶可根據現場情況重新設置 。

1 、 主站查詢裝置故障記錄

說明 ：故障記錄編號為01H~20H ，即第1條到第32條故障記錄 。如果主站發送不在01H到20H的數據 ，裝置不予回複 。

說明 ：數據內容代表這條故障發生的時間和段號 、線號 。年用兩位數字表示 ，09代表2009年 。

2 、 主站遠程校時

說明 ：年用兩位數字表示 ，09代表2009年。不可發送不存在的時間 ，否則可能導致裝置軟件錯誤 。

3 、 查詢線路狀態

說明 ：數據內容共3個字節即24位 ，從低位到高位編號為1到24 ，每1位表示相應線路此刻是否發生故障 ，0代表正常狀態 ，1代表故障狀態 。

4 、 舉例（假設裝置站號設為01） ：

主站發送下列數據 ，用以查詢裝置第一條故障記錄 ，其中D5H CAH為CRC16校驗碼 ：

01H 03H 00H 01H 00H 01H D5H CAH

裝置回應下列數據 ，表示09年7月8日5點30分10秒1段母線第3號線發生接地故障 ，其中89H 8EH為CRC16校驗碼 ：

01H 03H 08H 09H 07H 08H 05H 1EH 0AH 01H 03H 89H 8EH

主站發送下列數據 ，用以設定裝置時間為09年5月8日15點20分0秒 ，其中35H FDH為CRC16校驗碼 ：

01H 04H 09H 05H 08H 0FH 14H 00H 35H FDH

5、 注意事項

l 建議主站向本裝置發送數據請求的時間間隔大於3秒 。

l 若要更改裝置站號 ，建議先停止後台通信 。

l 裝置上電前 ，建議先停止後台通信 ，待上電後再開始後台通信 。

附錄 跳閘模塊使用說明

本模塊為了滿足ZDX型小電流接地選線裝置的跳閘口擴充需求而研製 ，采用標準導軌安裝方式在櫃內加裝 。本模塊有22個跳閘繼電器 ，均為常開接點 ，編號為3~24 。模塊尺寸為 ：長300mm 、寬110mm 、高110mm 。

模塊端子說明如下 ：

說明 ：本模塊的數據線B 、數據線A分別跟選線裝置的B11 、B12端子連接 。