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 　　1.概述

　　ZJJ-101A直流系统接地监测装置用于对直流母线和支路的绝缘状况进行实时在线监测。此装置采用直流平衡电阻的检测方法，不对母线产生任何交流或直流干扰信号，不会造成人为绝缘电阻下降，适用于任意等级的发电厂、变电站。

　　本装置使用标准工业控制电脑结构和10英寸VGA液晶显示，全软件功能控制，完善的人机界面，操作运行过程有全程屏幕提示,操作运维人员可以轻松掌握。

　　2.特点

　　10英寸标准工业控制器结构, 体积小重量轻,安装维护方便；

　　直流平衡电阻检测法, 无母线干扰；

　　RS232打印机和RS232/485/RS422通讯接口；

　　可自动/手动巡检支路。

　　3.功能

　　3.1监测显示

　　双段母线电压值；

　　双段母HJ线正负端对地电压值；

　　双段母线正负端对地电阻值；

　　所有支路号,漏电流值,绝缘电阻值；

　　最后发生的44次故障；

　　每次故障的类型、接地支路号、数据、时间。

　　3.2报警项

　　瞬间接地报警；

　　母线绝缘报警；

　　支路接地报警；

　　母线过、欠压报警。

　　3.3参数设定

　　过欠压、母线绝缘、支路接地报警门限值；

　　报警延迟时间；

　　串口速率和方式；时钟设置。

　　4.工作原理

　　4.1 母线绝缘电阻的检测方法  

　　传统的直流系统绝缘探测方法是电桥平衡法，如ZJJ-1绝缘监察继电器，其局限是不能检测正负母线绝缘电阻同时下降的情况。交流和变频探测的方法因对母线的干扰和不能应付大的分布电容而应用受到限制。

　　近年发展了一种人为介入探测电阻的直流不平衡电桥法，实际使用中发现，为了探测正负侧同时存在的接地电阻，需不断的接入单侧探测接地电阻，导致正负母线对地电压不断变化，使运行人员因无法依据传统手测电压方式检察母线状况而无所适从，甚至有因对其工作原理不了解而误判为故障的现象发生。

　　在本装置的设计中，对直流不平衡电桥法进行了修正。在不平衡电桥探测方法中，为了探测可能的同时接地，不断接入单侧探测电阻，实际上等效于一种人为的扰动。这种可能的同时接地需要满足两个条件：1.双侧接地电阻必须相等;  2.漏电必须同时发生。这两种情况同时发生实际上极为罕见。

　　基于以上分析，在正常运行中，本装置运用的是直流平衡电阻探测法，原理见下图。正常状态下只接入经精确调整的两个检测分压用1M电阻，正、负母线对地电压V+和V-应相等。当有接地电阻RL+、RL-存在时，只要V+和V-之差大于设定值，装置自动接入经精确校准的两个100K平衡电阻，这将矫正偏离的平衡电压，测量并取得此时的V+’和V-’；根据V+、V-、V+’、V-’，求解简单的二元一次方程，即可求出正负母线的绝缘电阻RL+、RL-。这种检测方法不破坏母线对地的平衡状态，无论从原理上和实际运行中都可被广泛接受。

　　母线和支路检测等效原理图

　　4.2支路接地电阻的检测方法

　　只有检测到的母线绝缘电阻小于设定值而报警后，本装置才进入支路巡检状态，在一次支路检测中完成所有的支路扫描，但只对设定有效的支路进行故障判定。并且在一次母线接地故障中，支路只被巡检一次。母线绝缘报警复归后，支路接地报警同时复归。

　　检测原理见上图，断开K，先检测电流传感器的零漂电流I1，然后K1闭合接入阻值更小的平衡电阻R+、R-，只要RL+和RL-不绝对相等，便有漏电流流过电流传感器而得测量电流值I1’，两者之差与实际漏电流成正比。根据漏电流和因此导致的平衡电压变化可求出支路绝缘电阻RL+，RL-的并联值，根据母线的绝缘状况即可判断出支路正负母线的绝缘状态。

　　4.3特殊情况  

　　如果检测出的正负母线绝缘电阻值近似相等，装置将启动不平衡电桥的检测方式，可求解更精确的母线和支路绝缘电阻值。这种工作方式在有关文章和厂家的产品中已有说明，这里不再单独介绍。

　　在控制母线和合闸母线分离系统中，两种母线可能共正极或共负极，通常合闸母线的电压高于控制母线，当其高端的正极或低端的负极接地时，计算所依据的母线变动电压将发生失准。此时所得的绝缘电阻值可能小于实际绝缘电阻值，误差则正比于两种母线的电压差，装置将提前绝缘报警。

　　5.技术参数表

 

参 数	符号	测试条件	最 小	典  型	最 大	单 位
输入电压等级	Vin			24,48,110,220		V
输入电压范围	Vf		80%Vin		140%Vin	V
电压测量精度		Vin=Vf			±0.5%
母线电阻范围	Rm	Vin=Vf	0.0		999.9	KΩ
母线电阻精度					±5%
支路电阻范围	Rz	Vin=Vf	0.0		100.0	KΩ
支路电阻精度					±5%
每段支路数	n		0		32
额定功耗	Po			30		W
工作温度范围	Tj		-10		50	℃
报警触点容量	Pf	直流无感			220V0.3A

　　6.操作说明

　　6.1操作要点

　　本机设有5个显示页面，所有参数和其设置均可在此五个页面中显示。开机显示主页面，欲显示其它页面，必须先按照键提示返回主页面。自动或手动进入巡检支路时，键功能将失效直到巡检完毕。

　　除了主页面和模拟显示页面，其它任何页面在10分钟以内若无键操作都将返回主页面。每一个页面屏幕下端都有相应的键功能提示，每一步操作都在屏幕下端有相应的汉字提示。

　　6.2 页面显示图

　　7. 使用说明

　　7.1电源

　　装置从所接被测母线获取工作电源。1段、2段母线并联供电。并允许直接在输入端子上将1、2段母线端接，把单母线虚拟成双母线运行。此时每段母线都将对方视为已存在正负1M的平衡的接地电阻。由于阻抗足够高，不会影响正常的检测和报警。

　　7.2默认设置状态

　　装置出厂时所有设置置于默认值，通常可以满足所适用的直流系统运行要求。如果有强干扰或其他异常导致设置值丢失或不在正常范围，装置在上电开机时将检查设置值并将之重新置于默认值。

　　7.3蜂鸣音控制

　　装置本身的报警蜂鸣音可通过参数设置永久关闭。报警时按消音键可使装置暂时消音10分钟左右。无报警时按此键不会屏蔽故障时的蜂鸣音。蜂鸣音以2秒为周期断续。

　　7.4背光控制

　　以下情况可点亮背光：上电开机  B.任何键操作   C.出现任意故障

　　背光延续十分种左右重新变暗，处于半亮度状态。故障状态下背光常亮。故障消失后背光延续十分种左右变暗。背光的亮度与背光射线管的温度相关，因此在刚点亮时背光可能稍暗，等候1至2分钟后可达到额定亮度。

　　7.5通讯

　　装置同时具备隔离RS232/485/422串口，可按设定通讯规约工作。如无特殊要求可按附录规约与本装置通讯。

　　8.机械特性

　　装置外壳尺寸  宽×高×深 = 295 × 220 × 80mm

　　面板安装开孔尺寸     285 × 192 mm

　　9.接线说明

　　9.1端子图

　　9.2端子功能表

 

端子号	名    称	功          能
1，18，   19，36	COM 传感器共地端	电流传感器的共地端，所有传感器的地端必须接到此4个端子中之一。
2-17，   20-35，   38-53，   56-71	IN  传感器输入端	接电流传感器的输出端，应按照回路顺序号接入。
37，54，	+12V传感器正电源	接传感器+12V电源端，为其提供工作电流
55，72	-12V传感器负电源	接传感器-12V电源端，为其提供工作电流
73-84	1段母线报警触点	1段母线报警输出触点，具体定义见图示。
85-96	2段母线报警触点	2段母线报警输出触点，定义顺序与1段相同。
97	1段+KM	1段母线正极输入
98	2段+KM	2段母线正极输入
99，100	GND	接地线，应接至柜体或大地，亦为整机共地端。
101	2段-KM	2段母线负极输入
102	1段-KM	1段母线负极输入

　　10.电流传感器

　　电流传感器是高灵敏漏电流专用直流传感器，采用磁调制原理，有磁屏蔽。

　　电流传感器分两种, Ф20mm和Ф40mm。请按现场要求在定货时提出。若无特殊要求按Ф20mm提供。母线的穿向按照传感器外壳标示，箭头所指应为负载方向。

　　两种传感器外形和端子定义参考下图：

　　11.端口

　　打印机使用3线RS232接口与本装置通讯，接口不隔离。必须给打印机提供单独的5V隔离电源。打印机型号TpuP-40。

　　通讯接口提供全隔离的3线普通RS232串口、2线RS485、4线RS422接口。三者同时有效。不必经任何跳线或开关选择。但同时只能选用一种方式与外部一个终端通信。

　　附件3：MC-101A通信协议

　　1通讯格式

 

起始符	目的站	源站	字节数	命令码	信息段	校验码	结束码
4字节	1字节	1字节	2字节	1字节		1字节	2字节

　　起始符：EB，90，EB，90

　　本装置站号：  50-5FH，单机为50H

　　字节数：从命令码到校验码的字节数，包含校验码

　　校验码：信息段之代数和。信息段长度为0时，校验码为0

　　结束码：90，EB

　　2通讯方式

　　1BIT起始位，8BIT数据位，1BIT停止位，异步，无奇偶校验，半双工，波特率由设定页面设定，设定完毕立即生效。

　　3上位机下传命令

　　取母线数据  C1

　　下传格式：EB,90,EB,90,目的站,源站,00,02,C1,00,90,EB

　　取支路电阻 C3

　　下传格式：EB,90,EB,90,目的站,源站,00,02,C3,00,90,EB

　　4回送上传格式

　　回送母线数据格式: EB,90,EB,90,目的站,源站,字节数,C2,信息,校验码,90,EB

　　回送支路数据格式: EB,90,EB,90,目的站,源站,字节数,C4,信息,校验码,90,EB

　　5信息段格式

　　母线数据: A.1段母线电压；B.1段正对地电压 ；C.1段负对地电压；D.1段正对地电阻；E.1段负对地电阻；F.2段母线电压；G.2段正对地电压；H.2段负对地电压；I.2段正对地电阻；J.2段负对地电阻。

　　支路数据: 每组数据3字节。第一字节是支路号；第二字节，第三字节是电阻数据，只上传小于100.0K的绝缘下降支路；2段母线支路号从32-64.

　　支路号用单字节HEX码表示；所有数据用双字节压缩BCD码表示，取1位小数。

　　例:母线电压220.8V: 22H,08H

　　2段母线12号支路电阻值是89.1K:2CH,08H,91H