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BDZS-601架空型接地短路故障指示器(四遥)

简介

BDZS–601是适用于50KV以下架空线路的一款具有四遥功能的接地短路故障指示器,通过实时测量电缆电流,根据电流变化来判断电力线路?#31995;?#30701;路故障,接地故障,并将故障状态、实时电流、电池电压等信息上传至远程服务器,为快速诊断、定位架空线路的各种类型故障提供可靠数据。

BDZS–601在使用过程中可以通过手持PDA (BDZS-603)或通信终端BDZS-602远程对其进行灵活配置,并通过改变各种参数和配置来满足架空环?#36710;?#30417;测需求。

相对于传统二遥型架空线路故障指示器,BDZS–601具有以下几个特点:

l  每个周波的电流实时采样;      

l  超低功耗的实时采样;

l  毫秒级的时间同步(传感器与传感器之间);

l  精确合成零序电流;

l  通过零序电流变化准确判断接地故障;

l  闸值、增量、百分比多种故障判断方式;

l  传感器出厂采用自动校准,保证一致性;

l  智能电机控?#21697;?#29260;;

l  支持遥信、遥测、遥控、遥调;

l  便捷更换电池结构设计;

术语与缩写

最小故障电流:    判断产生线路故障时的电流最小值;

智能故障判断:    由传感器根据线路的电流值自动计算故障电流;

电流过载百分比:  故障电流与当前电流的比值;

短路电流增量:    发生故障时电流的突变量;

响应延迟:        该值对应于故障电流的?#20013;?#26102;间;

故障最长时间:       故障电流?#20013;?#26102;间大于该值时,被认定为大负荷投切,不再是故障电流;

复位时间:        在产生故障标志?#35282;?#38500;标志的时间;

?#25351;?#20379;电复位:    在产生永久性故障后,线路?#25351;?#20379;电时对故障标志自动进行清除;

重合闸时间:      从断电到多次重合闸动作完成全部完成的时间;

临时性故障:         在允许重合闸的情况下产生的短路故障在重合闸后解除,认定为临时性故障;

永久性故障:         在没有重合闸的情况下产生的短路故障或在有重合闸的情况下,产生的短路故障导致重合闸失败的,认定为永久性故障;

瞬态故障:        故障电流?#20013;?#26102;间小于60ms,之后电流?#25351;?#27491;常范围;

单次闪烁周期:    LED灯亮10ms灭500ms为周期进行交替运行;

n次闪烁:        LED灯闪烁n次后,再灭2000ms再闪烁n次的进行循环;

终端地址:        传感器对应的通信终端的地址;

传感器地址:      传感器与对应通信终端通信时使用的地址;

功能特点

a.  实时测量三相在线电流(每个周期均进行采样);

b.  短路故障的检测判断;

a)   支持可设定的阀值故障电流短路故障的判断;

b)   支持可设定的突变增量电流的短路故障的判断;

c)   支持可设定的突变电流百分比的短路故障的判断;

d)   可区分永久性故障和临时性故障;

e)   支?#31181;?#21512;闸识别;

c.  接地故障的检测判断;

a)   小于一个周波的瞬态故障检测;

b)   支?#36136;?#38388;同步,同步时间误差<1ms;

c)   支?#33267;?#24207;电流合成,零序电流合成精度20A以下±1A,20A以上±3%;

d)   根据瞬态故障出现后,分析零序电流变化准确判断中性线不接地或通过消弧线圈高阻接地回路的接地故障;

d.  支?#25351;?#31867;非故障情况误判?#31995;?#35268;避;

a)   支持突合负载涌流的规避;

b)   支持非故障相重合闸的规避;

c)   支持人工投切大负荷的规避;

d)   支持最小故障电流;

e.  数据上送功能;

a)   定时上传实时的在线电流、零序电流、电池电压;

b)   实时上传故障状态、故障消除状态、故障电流值;

f.  参数设置

a)   可通过远程服务器BDZS-6000对其进行参数设置;

b)   可通过无线设置终端手持PDA(BDZS–603)对其进行参数设置;

c)   支持RS232端口进行参数修改与维护;

g.  支?#36136;?#25345;PDA(BDZS–603)

a)   可读取当前参数与修改设置参数;

b)   可实时读取BDZS–601的当前状态,实时电流,电池电?#25925;?#25454;;

c)   通过设置BDZS–601的参数,模拟各种故障发生时的状态;

h.  智能电机控?#21697;?#29260;;

i.  6个LED的故障指示灯;

j.  1个LED状态指示灯;

k.  支持电池的更换;

l.  支持在线自取电;

m.  支持定?#22791;?#20301;、上电自动复位、远程复位;

n.  可带电安装和摘卸;

o.  结构零件采用防锈防蚀材料;

p.  电池电压每1小时进行一次采样,在进入无线设置模式后为每秒进行一次采样;

q.  翻牌位置每15分钟进行一次自检;

r.  在无线设置状态下,3分钟内没有接收?#25509;行?#25253;文自动复位;

技术参数

适用线路电压                     50kV

电流测量范围                   5~1000A      (AC)

                        3-20A±1A、20-1000A±1%

短路故障上报条件         I1  0

a)       Δ I短故 (I短故:10A~1000A可设置,可选条件 b)

b)       I1 + Δ I1 * Per(Per 150% ~500% 可设置)

I1 + ΔI   I故最小(I故最小20A~1000A 可设置)

T延时 ≤Δ T大负荷(T延时,T大负荷40ms~2000ms可设置)

I2 = 0

单相接地故障检测条件

                            ΔI I地故(I地故 10A ~ 1000A 可设置)

                            T T地延时

注:(接地故障的判断是由BDZS-602进行的,故障检测的触发条件是由BDZS-601提供)

静态电流                                    8uA

工作电流                                    5uA(在线30A~99uA(无法取电)

最小取电电流:                               15A

短路最小故障电流I故最小                20A~1000A

短路故障电流百分比Per                  150% ~500%

短路故障电流增量I短故                   10A~1000A

短路故障电流?#20013;?#26368;小值T延时             40mS~2000mS

短路故障电流?#20013;?#26368;大值T大负荷    40mS~2000mS

接地故障电流I地故                                   3A~1000A

接地故障电流?#20013;?#26368;小值T地故        1s~ 7200s

适用导线直径                                   SF13D(8 ~ 30 mm)

工作频率                                           433.00 ~ 491.00MHz

调?#21697;?#24335;                                           FSK

频率稳定度                                       10PPM

发射功率                                        5mW

接收灵敏度                                       -114dBm

空中波特率                                       20Kbps

信号发射距离                                   >  50m

翻牌显示。可动作数                       > 5000 

连续闪光时间                                   > 4000 小时

闪光时间间隔                                   2S

运行环境温度                                   -40 ~ 80

电池规格                                      17500 大容量锂亚电池  3.6V 3500mAH;

电池寿命:                     静态寿命〉10年,20A以下> 5年,20A以上> 10年。

参数及ID设置

 参数设置

       BDZS–601的参数可以通过手持PDA (BDZS–601)或通信终端BDZS-602进行设置。

最小故障电流:     20A~1000A,用于智能判断-百分比模式下限定故障发生时的电流最小值;

跳闸电流:            20A~1000A,用于非智能判断模式下,故障电流的判断;

短路故障电流增量:10A~1000A,用于智能判断-增量模式?#20445;?#30005;流的突变量;

电流过载百分比: 150%~500%,用于智能判断-百分比模式,故障电流与当前电流的百分比

智能判断允许:      关闭时使用阀值进行判断; 

智能判断方式:      增量,百分比

        响应延迟:         40mS~2000mS,短路故障电流?#20013;?#26102;间应大于或等于该值;

短路故障电流?#20013;?#26368;大值: 40mS~2000mS,短路故障电流?#20013;?#26102;间应小于该值。大于或等于该值时被认定为大负荷的投切;

接地故障采样间隔:     1Min~1000Min,用于定时合成零序电流;

复位时间:                 30Min~720Min

?#25351;?#20379;电复位:             使能或禁止

    重合闸功能:               使能或禁止

重合闸时间:               0.2S~180S

临时性故障检测:  使能或禁止,当临时性故障检测被禁?#25925;保?#20020;时性故障被认定为永久性故障;

上传数据允许:             使能或禁止,禁止该功能?#20445;?#19981;再与BDZS–602进?#22411;?#20449;;

上传间隔时间:             1Min~1000Min;

终端地址:                 16~239;与传感器匹配的终端设备地址;

传感器地址:                 1~9?#24674;?#35835;,传感器地址出厂时固定并被印刷在外壳上;

设备ID号:            唯一码,只读;

  ID及传感器地址设置

BDZS–601  具有一个单独的身份ID。由12位组成;

A13041280091

由产品类型A+2位年+2位月+2位日+4位生产编号+1位传感器地址组成;

BDZS–601架空型接地短故障指示器最多可支持9个不同的地址。该地址印制在BDZS–601

外壳上且不能被更改。

注意:在订货时请确?#21414;?#20010;站点所需要的BDZS–601的个数。

典型故障判断与设置

 故障智能判断

BDZS–601 在智能判断允许?#20445;?#21487;通过设置“故障判断方式”为增量或百分比使传感器自动调整跳闸电流阈值。

不使能智能故障判断?#20445;?#36339;闸电流必须正确设置。

使能智能故障判断-百分比模式后,电流过载百分比和最小故障电流必须正确设置。

使能智能故障判断-增量模式后,短路电流增量必须正确设置。

智能判?#31995;?#24037;作原理:BDZS–601根据当前的测量电流和设置的百分比或短路电流增量不断自动调整跳闸电流值,(百分比模式下要与最小故障电流进行比较,如果计算出来的跳闸电流值小于最小故障电流,则用最小故障电流代替跳闸电流),BDZS–601连续测量电流并每隔10秒计算一个新的跳闸电流值。

注意:智能模式只能用在?#21387;?#30005;的电力线路上。也即,BDZS–601安装在线路上或更换电池后,至少需要10秒钟时间来自动调整跳闸电流。

 自动重合闸设置

在安装有自动重合器的电力线路上,BDZS–601可以根据其特性进行设置以优化故障判断。

永久性故障:导致供电线路关闭的故障,自动重合器无法重新?#25351;?#30005;力线路供电。

临时性故障:导致供电线路关闭的故障,但自动重合器通过自动执行开关操作后可重新?#25351;?#32447;路供电。

通过配置,BDZS–601可针对不同的故障进行不同的故障指示。BDZS–601在使能自动重合闸功能后,需设置自动重合闸最大时间。例如:在发生故障后,自动重合器会尝试进行几次开关操作,从开始动作到最后一次动作完成用去的时间为10秒,则BDZS–601故障指示器的重合闸最大时间设置为10秒即可。

在检测到一次故障后,BDZS–601 应根据重合闸时间分析电网状态并作出最终判断

 

注意:当自动重合闸功能使能?#20445;珺DZS–601检测到一个故障,并在自动重合闸时间超时后应指示故障。因为此时自动重合器未能重新使电网?#25351;?#20379;电。

 

 永久性故障判断

BDZS–601能够检测永久性故障(图4.1)。当检测到负载电流值超过跳闸电流?#39029;中?#26102;间超过响应延迟时间,随后负载电流又为零?#20445;?#21363;认定为是永久性故障。

当检测?#25509;?#20037;性故障后,6个LED故障指示灯开始闪烁1次,且指示板旋转至红色状态。


临时性故障

电力线路上产生一种电流故障,该故障可以在一定时间内自动?#25351;矗?#27492;故障即为临时性故障(图4.2)。当自动重合闸功能使能?#20445;珺DZS–601能够检测到临时性故障。

当使能临时性故障检测?#20445;?个LED故障指示灯闪烁3次用以指示线路上发生了临时性故障;如果该选项被禁止,则BDZS-601将忽略临时性故障,不对临时性故障进行故障指示(但内部故障标志位仍然置位)。

注意:当自动重合闸功能被禁?#25925;保珺DZS–601 会将临时性故障当做永久性故障处理。

 

 瞬态故障

瞬态故障是指超过跳闸电流值但?#20013;?#26102;间很短的电流脉冲(图4.3)。瞬态故障的负载电流值?#20013;?#26102;间通常小于60毫秒。


BDZS–601检测到瞬态电流后,将上传至BDZS–602,由BDZS–602进一步进行接地故障判断。

接地故障

接地故障的判断方法:使用瞬态故障加上零序电流的方法进行判断。

瞬态故障:接地故障发生时接地相会出现一个瞬间大电流,传感器能检测到该瞬间大电流,当瞬态故障发送至无线通信终端BDZS–602BDZS-602会判断瞬态电流是否只有一相,如果只有一相,可以判定有接地故障。

       零序电流:由传感器定时发送同周期的相电流有效值进行合成。使用矢量公式:

I2= (IaSIN30 + IcSIN30 – Ib)2 + (IaCOS30 – IcCOS30)2

       根据使用公式的特性:其各相同时间段连续多个周期的电流平均值亦满足上述关系。

       因架空电缆的特点:ABC三相的电流采集是独立,并因电池能源等方面的原因,使得BDZS-602不能得到连续各周期的三相电流值。要得到同一时间的电流值,BDZS–601BDZS-602之间使用同一毫秒级时钟源进行时?#27833;?#27493;校准。

       这些数据被实时传送至BDZS–602终端,由终端进行判断。在BDZS-602终端 将获得一个瞬态故障信号前后的零序电流进行比较,得到一个零序电流的增量值。

ΔI地故

 T地延时

确认该相发生接地故障。

指示灯定义

BDZS–601 架空型接地短路BDZS–6017LED指示灯和一个可旋转锥形红色翻牌,用来指示

BDZS–601的工作状态和线路故障状态,通过分布在指示器周边的六个LED故障指示灯,在夜晚很远的距离就能轻易发现线路故障。安装在指示器底部的一个LED状态指示灯可指示BDZS–601的工作状态,无线设置模式、错误状态以及紧急模式等,并通过不同的闪烁频率来指示BDZS–601的不同工作状态。

 

LED故障指示灯:

永久性故障:6LED故障指示灯每2秒闪烁1次,红色翻牌将同时进行指示。

接地故障:6LED故障指示灯每2秒闪烁2次,红色翻牌将同时进行指示。

临时性故障:6LED故障指示灯每2秒闪烁3次,红色翻牌将同时进行指示。

瞬态故障:用于接地故障的检测和判断,不做指示。

手动指示:6LED故障指示灯每2秒闪烁4次,红色翻牌将同时进行指示。

(手动指示可使用BDZS–603设置,或在远程设置,用于辅助人员现场定位)

 

LED状态指示灯:

电池电压超低:                            2秒闪烁1

电池电压偏低:                            2秒闪烁2

红色翻牌不在正常位置:            2秒闪烁3

无线设置状态:                     2秒闪烁4

手持PDA (BDZS–603)与架空型故障指示器BDZS–601之间的通信

手持PDA (BDZS–603)BDZS–601之间的通信过程如下:

第一步:唤醒所有范围内的BDZS–601进入设置模式

第二步:BDZS–603与传感器进行连接

 测量其中单个BDZS–601所处电缆当前电流

 读取其中单个BDZS–601的参数

第三步:设置其中单个BDZS–601的参数

唤醒信号由手持PDA?#20013;?#21457;出。为节省电池电量,BDZS–601每隔30秒检测一?#20301;?#37266;信号。根据手持PDABDZS–601之间的距离,BDZS–601有可能需要多于一个检测周期才能检测?#20132;?#37266;信号。

唤醒检测:每隔30秒检测一次(实际检测?#20132;?#37266;信?#35834;?#26102;间有可能超过一个检测周期)

设置模式退出:接收到最后一条命令3分钟后,或接收到复位命令

提示:  BDZS–601底部的LED指示灯每两秒闪烁4次,闪烁指示BDZS–601工作在设置模式。通过按下“取消按钮”可以?#25925;?#25345;PDA停止发?#31361;?#37266;信号。再按“连接键”进行连接。在接收到最后一条命令3分钟后,BDZS–601故障指示器退出设置模式并复位传感器。

重要提示:只有BDZS–601进入设置模式后,才能对其进行设置。

注意BDZS–601在设置模式?#20445;?#25925;障检测功能被禁止。    

测试和复位

进入主菜单选择设备测试,所有在通信范围内的BDZS–601都会进入测试模式,显现故障标志。进入测试模式后,复位定时器会被启动,?#22791;?#20301;定时器超时后BDZS–601复位。如果使能了“?#25351;?#20379;电复位”功能,当电力网路电压?#25351;?#21518;,BDZS–601同样会自动复位。

进入主菜单选择设备复位,手持PDA会发送复位指令给范围内的所有BDZS–601,处于故障指示状态的BDZS–601在收到该复位指令后会立马进行复位。另外,所有接收到复位指令的BDZS–601会马上退出设置模式。

编程设置

进入主菜单选择参数设置可对BDZS–601参数进行设置。在参数设置菜单下,跳闸电流、响应延迟、复位时间、复位模式、重合闸参数和瞬态电流故障检测可单独或同时进行设置。

设置完成重启:  传感器在接收到设置命令并完成设置后进行重启

上电复位:      当网路?#25351;?#20379;电后,传感器清除故障标识

复位时间:      传感器检测到故障后到自动复位故障所经过的时间值

重合闸判断:    网路上具有自动重合器?#20445;?#29992;以使能自动重合闸判断

重合闸时间:    自动重合器动作的最大时间

故障判断方式:  百分比和增量模式可根据当前电流自动调整故障电流阈值

最小故障电流:  判断电流故障时的故障电流阈值

电流过载百分比:故障智能判断时传感器调整故障电流阈值的比重值

响应延迟时间:  故障电流最小?#20013;?#26102;间

短路故障电流?#20013;?#26368;大值:当故障电流?#20013;?#26102;间超过该时间值?#20445;?#35748;为该电流为大负荷负载电流,不进行故障指示。

临时性故障检测:  使能临时性故障检测

接地故障采样间隔:接地故障判断间隔时间

上传数据允许:  使能后传感器将通过无线方式上传电流及故障信息

上传间隔:      使能数据上传?#20445;?#19978;传数据的时间间隔

所有参数的设置过程都是类似的。通过数字键及方向键选择需要更改的参数,然后按下“确认”键进行参数更改,再按下“设置”键后,设置数据会?#29615;?#36865;给所选IDBDZS–601。考虑到通信距离和干扰,所需的设置时间不同,但通常?#25442;?#36229;过10秒。设置命令可通过“取消按钮”停止。

当设置完一个BDZS–601后,通过身份ID可选择另外一个BDZS–601,然后以相同的参数对其进行设置。

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