SZ2000系列综合微机保护装置说明书

目录

一、概述

1.1 应用范围

1.2 主要特点

1.3 装置功能配置

1.4 装置开孔尺寸及端子定义图

二、技术参数

2.1 环境条件

2.2 额定数据

2.3 功率消耗

2.4 过载能力

2.5 绝缘耐压性能

2.6 电磁兼容性能

2.7 机械性能

三、基本操作及使用

3.1 面板功能区介绍

3.1.1 状态指示灯

3.1.2 操作键盘

3.2菜单界面介绍

3.2.1 显示主界面

3.2.2 事故告警自动弹界面

3.2.3“实时数据”子菜单界面显示

3.2.4“开关量状态”子菜单界面显示

3.2.5“复归信息”子菜单界面显示

3.2.6“保护定值”子菜单界面显示

3.2.7 “传动调试”子菜单界面显示

3.2.8 “事件记录”子菜单界面显示

3.2.9 “时间设置”子菜单界面显示

3.2.10“开关量设置”子菜单界面显示

3.2.11 “一次测量数据”子菜单界面显示

四、保护功能

4.1 保护元件清单

4.2 保护逻辑图

4.2.1定时限过电流

4.2.2一般反时限过电流

4.2.3负序过电流

4.2.4 定时限零序过电流

4.2.5 电机起动过程过电流保护

4.2.6 定时限低电压保护

4.2.7 定时限零序过过电压保护

4.2.8 电机过热保护

4.2.9 三相一次重合闸

4.2.10 TV自动并列功能

4.2.11 备自投保护（限于SZ3000BT）

五、注意事项：

5.1 通电前检查

5.2 投运检查及说明

5.3 常见问题解决

六、典型原理接线图

一、概述

SZ2000数字式微机保护装置适用于35kV 及以下小电流/小电阻接地系统，集保护、控制、通信、监视等功能。装置运用元件可编程设计思想减少了维护工作量和备品备件，其能灵活地满足多种应用场合需求,是传统电磁式继电保护理想的替代产品。与SZ100类列微机保护装置相比，SZ2000类列微机保护装置的硬件设计和算法处理均有了更高的性能提升：对数据的采集精度更高，采样速度更快，点数更多，数据处理速度更快更准，采用128点FFT同步采样，更适合对计量，保护，要求高的中置柜场合。

1.1 应用范围

SZ2000综合微机保护装置：

■进（馈）线保护■母联分段保护

■变压器保护■电动机保护

■电容器保护

SZ2000BT微机保护装置：

■进线备自投保护■母联备自投保护

1.2 主要特点

Ø 采用高性能32位数字信号处理器（DSP），提供强大的运算处理能力，电路设计精洁，配备工业级元件，保障装置稳定可靠运行。

Ø 特有的元件级-工程级-用户级三级编程模式，元件类型现场可设定。开关量输入、继电器输出可编程。

Ø 高速、高精度交流信号测量，采样频率达1600Hz。在毫秒级完成多个交流信号FFT计算。取样数值有数字化校正，并能有效抑制噪声与偏移。

Ø 强大的矢量化计算方法，可得到多种派生交流信号特征，包括正、负、零序，相-线变换，角度，阻抗，功率等。

Ø 能够连续记录 30 次事件，具有故障时间、类型、峰值的保护动作全事件记录。

Ø 采用图形液晶显示屏（128x64），图形、图标和全中文显示。

Ø 主要信号回路配有电磁干扰吸收元件，可满足恶劣电磁环境下的工作环境。

Ø 增强的MODBUS通信接口，除正常数据之外，还可传输实时波形、矢量数据等。

Ø 完善的自检功能，包括整定参数，记录，操作回路，电流、电压回路等异常监视。

Ø 全封闭薄型金属机箱，防水、防尘，并具有很强的抗静电、电磁干扰能力；即可分布式就地安装在开关柜上，也可集中组屏。

Ø 表面贴工艺，重要器件（如电源模块、互感器、继电器、液晶显示器、接线端子等）

均采用国内外企业的成熟产品，保证装置平均无故障时间大于100,000 小时。

1.3装置功能配置

注1：√表示有此功能 ×表示没有

注2: SZ2000-I    无零序电压,无零序电流,无通讯

SZ2000-II    有零序电压,有零序电流,无通讯

SZ2000-III    有零序电压,零序电流,有通讯

注3: 电流测量功能是通过保护CT取得，测量部分和保护部分内部的信号是分开处理的

注1：√表示有此功能 ×表示没有

注2: SZ2000BT-I    无零序电压,无零序电流,无通讯

SZ2000BT-II    有零序电压,有零序电流,无通讯

SZ2000BT-III    有零序电压,零序电流,有通讯

注3: 电流测量功能是通过保护CT取得，测量部分和保护部分内部的信号是分开处理的

装置开孔尺寸及端子定义图

外观及尺寸：222mm（H）/150mm（W）/ 105mm（D）（厚度含面板，含接线端子）

开孔尺寸：147mm宽*200mm高

  SZ2000端子定义图

二、技术参数

2.1 环境条件

正常温度：    -10℃～55℃

极限温度：    -30℃～70℃

存储温度：    -40℃～85℃

相对湿度：≦95% 不凝露

大气压力：    80Kpa～110Kpa

2.2 额定数据

装置电源：DC220V/AC220V

交流回路：电流5安，1A

电压100V

频率50HZ

直流回路：DC220V

2.3 功率消耗

交流电流回路Ie=5安          每相不大于0.5VA

交流电压回路U=100V        每相不大于0.8VA

直流电源回路正常工作不大于5W

保护动作不大于5W

2.4 过载能力

交流电流回路2倍额定电流连续工作

10倍额定电流允许工作10S

40倍额定电流允许工作1S

交流电压回路1.2倍额定电压连续工作

电源回路80%~110%额定电压连续工作

2.5 绝缘耐压性能

交流输入对地大于500兆欧

直流输入对地大于500兆欧

信号及输出触点对地大于500兆欧

开入回路对地大于500兆欧

各回路之间大于500兆欧

能承受2KV、持续1分钟的工频耐压及5KV的冲击电压

2.6 电磁兼容性能

能承受GB/T14598.14-1998(idt IEC255-22-2)标准规定的严酷等级III的静电放电试验。

能承受GB/T14598. 9-1995(idt IEC255-22-2)标准规定的严酷等级III的辐射电磁场干扰试验。

能承受GB/T14598. 9-1995(idt IEC255-22-2)标准规定的严酷等级III的1MHz脉冲群干扰试验。

能承受GB/T14598.13-1995(idt IEC255-22-3)标准规定的严酷等级III的快速瞬变干扰试验。

能承受IEC61000-4-5标准III级,开路试验电压2KV的雷击浪涌干扰试验。

2.7 机械性能

能承受GB/T7261中16.3规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久能力试验

能承受GB/T7261中17.5规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击耐久能力试验

能承受GB/T7261中第18章规定的严酷等级为Ⅰ级的碰撞试验

三、基本操作及使用

3.1 面板功能区介绍

SZ2000系列微机保护装置面板由三部分组成，1块128*64图形点阵液晶、5个指示灯及6个操作按纽组成。

3.1.1 状态指示灯

状态指示灯由5个指示灯组成，各灯功能如下：

3.1.2 操作键盘

键盘由6 个键组成，各键功能如下：

3.2菜单界面介绍

3.2.1 显示主界面

主菜单内容如下：

1. 实时数据

2. 开关量状态

3. 复归信息

4. 保护定值

5. 传动调试

6. 事件记录

7. 时间设置

8. 一次数据

9. 开关量设置

进入各子菜单的操作方法：用‘▲’ ‘▼’键上下移动光标，按“确认”键进入子菜单界面。

3.2.2 事故告警自动弹界面

在发生事故或者告警时，自动显示告警提示界面，按返回键退出

解释：A10表示：外端子A-10

8#表示：“保护设置”菜单里的第8号保护元件，为低电压保护。

3.2.3 “实时数据”子菜单界面显示

进入“实时数据”菜单项，界面如图所示。

该菜单项共有3个子页面，依次显示二次值有：保护电流（Ipa，Ipb，Ipc）、相电压（Ua，Ub，Uc）、线电压（Uab，Ubc，Uca）、零序电流（Io）、零序电压（Uo）、有功功率（P）、无功功率（Q）、功率因数（PF）、计算零序电压（Uoz）、正序电压（U1），负序电压（U2）、计算零序电流（Ioz）、正序电流（I1），负序电流（I2）。

3.2.4“开关量状态”子菜单界面显示

装置共有8路开入量，

分别对应A4-A11，如下图所示：

[ON] 表示对应的开入量闭合

[OFF] 表示对应开的入量断开

如果需要对开入量的名称进行修改，可进入“开关量设置”菜单，进入菜单后输入正确密码即可修改，修改完成后需保存。

A8-A11四路开入量可进行告警或跳闸关联设置，具体设置可进入“保护定值”子菜单的13-16屏，界面如图所示：

图中各参数意义如下：

非电量保护：保护名称

[告警]：关联的动作

外接端子：A8所对应的开入量

开入延时：延时动作时间

3.2.5“复归信息”子菜单界面显示

当面板上的“告警”或“事故”灯亮起时，依照以下步骤查找告警源并做相应处理：

参看一个界面是否有[异常]，如果异常项为3、4、5项，再下翻至下一页查看为哪一个保护元件动作，如下面右图所示，P0-P14对应保护设置中的15个保护元件，指示为“1”表示为动作元件：

3.2.6 “保护定值”子菜单界面显示

在该菜单顶共设有19子界面，其中前18（0-17为保护元件，后一项为装置的通讯参数设置。

【注意】该界面是保护装置重要信息，须谨慎设定！！！

3.2.6.1.元件选择：

位于界面的左上角的数字为元件序号，取值为 0-14，当光标停留在该数字上时，可用‘▲’ ‘▼’键来改变序号选择所需编辑的元件，光标可用‘◄’ ‘►’键来移动。

0-12       交流保护元件，有过流保护等保护类型。

13-16 　非电量保护，可实现开入量关联跳闸，告警信号。

18         通讯参数，用于通讯地址、波特率、校验位、停止位等参数设置。

3.2.6.2. 定值设置：

当选择好元件后，可移动光标到需修改的子项上，用‘▲’ ‘▼’ 键进行修改，当全部参数修改完成后，按“确定”键并输入密码进行保存。

注意：保护元件不采用的须将右上角的动作选项设为 “退出”。

3.2.6.3. 基本参数设置

基本参数设置位于本菜单的一项，各参数设置方法同上，各参数的意义如下：

“CT变比”：输入电流互感器的一次额定值，如100/5的互感器，输入100。

“PT变比”：输入电压互感器一次额定值，如10KV/100V的互感器，输入10。

“装置密码”：在未输入正确密码时本项数字被＊＊＊＊掩盖，出现有效数字，表明口令输入正确，出厂口令为“0”。注：在修改设置参数时，只需要一次输入密码即可。推出设置模式后，再一次进入设置，需重新输入密码。

3.2.7 “传动调试”子菜单界面显示

操作方法：本界面须输入口令后方能进入，用‘▲’ ‘▼’键移动光标到需测试的继电器上，按“确认”键，弹出密码输入框，如果密码正确，继电器动作并且返回调试菜单。

3.2.8 “事件记录”子菜单界面显示

事件记录包括时间、序号、事件类型和详情信息

用‘▲’ ‘▼’ 键键查看各事件记录，序号越小，事件发生的时间越近，0号为近的一次事件。

3.2.9 “时间设置”子菜单界面显示

操作方法：用‘◄’ ‘►’键移动光标到需修改项上，用‘▲’ ‘▼’键进行修改，确认无误后按“确定”键返回，修改的时间生效。

操作方法：用‘◄’ ‘►’键移动光标到需修改项上，用‘▲’ ‘▼’键进行名称修改，修改完成后按“确定”键并输入口令进行保存。

3.2.11 “一次测量数据”子菜单界面显示

进入“一次测量数据”菜单项，界面如图所示。分别依次显示一次测量电流（Ia，Ic）、线电压（Uab，Ubc）、有功功率（P）、无功功率（Q）和功率因数。

注意：正确显示一次电气量的前提条件是须正确设置电流互感器与电压互感器的变比。（变比在保护定值菜单中设置）。

四、保护功能

4.1 保护元件清单

4.2 保护逻辑图

4.2.1定时限过电流

工作原理：

任一相电流大于整定值时，经过给定的时限延时后保护跳闸或告警。将三个定时限过电流保护元件设置成不同的时限就可构成三段式过电流保护，时限设为0时构成电流速断保护。如果与告警信号继电器进行关联，在满足动作条件后，报警继电器出口同时动作。

4.2.2一般反时限过电流

工作原理：

该保护主要用于变压器和电机，当任一相电流大于

额定工作电流时，保护启动，经Tfs延时后动作，其中Tfs

为标准反时限曲线，公式为：

t=0.14τ/[（I/Ie）0.02-1]

t：保护动作时间；

τ：反时间常数

Ie：额定工作电流，为了使电机或变压器有一定的过载能力，Ie设定可适当提高，如设为1.05倍的额定电流。

I：回路实际电流值。

2）动作逻辑

4.2.3负序过电流

工作原理：

该保护主要用于电动机保护，当电动机电流不对称时，会出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2倍的工频电流，使转子发热大大增加，危及电动机的安全运行。在保护出口投入时，当电动机三相电流有较大不对称，出现负序电流高于整定负序电流并且超过整定时，保护出口动作。带比例调整的定时限负序过流保护可作为匝间短路、反相、断相等故障的主保护，还可作为不对称短路时的后备。

      K1：基波电流系数；  K2：负序电流系数Izd-动作电流值；  T-动作时限

4.2.4 定时限零序过电流

工作原理

该保护准对中性点不接地系统（经消弧线圈接地），零序电流回路额定电流为1A；

Izd-动作电流整定值；     T-保护动作时限

4.2.5 电机起动过程过电流保护

工作原理

电动机启动时有较大的启动电流，为了更可靠的保护电动机，特设了参数1（启动时间）和参数2（启动中的上调倍数）用来躲过电动机的正常启动电流，电动机启动时，参数1（启动时间）计时开始，启动时间内的保护电流等于整定电流值乘以参数2（启动中的上调倍数），超过启动时间后自动恢复到定时限过流保护（I >）；这样，既可有效防止启动过程中因启动电流过大引起的误动作，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏度。电动机启动超过启动时间后任一相电流没有超过整定电流值为正常启动。

Izd-电流动作值； T-保护动作时限；t1-电动机启动时间；K1-启动电流倍数

4.2.6 定时限低电压保护

工作原理

当三相电压中任意一线电压低于设定动作电压（Uzd）时，且断路器处于合闸位置时，经设定时限（T）动作跳闸。

Uzd-动作电压值；  T-动作时限

4.2.7 定时限零序过过电压保护

保护原理

适用于小电流接地系统的接地保护，零序电压取自三相五柱式电压互感器二次侧开口三角电压；

Uzd-动作电压值；  T-动作时限

4.2.8 电机过热保护

1）工作原理

电机过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电机的运行过热提供保护。该保护还可作为电机起动时间过长、堵转、匝间短路等后备保护。

过热保护计算公式如下：

t=τ/[K1（I1/Ie）2+K2（I2/Ie）2-1.05]

t: 保护动作延时时间；

τ: 电动机的发热时间常数，对应电机的过热（过负荷）承受能力；

I1：电机正序电流；

I2：电机的负序电流；

Ie: 电机的额定电流（二次值）；

K1：正序电流电流系数，冷起动时自动取0.5，正常起动后自动取1；

K2：负序电流发热系数，建议取6。

根据上述公式，在电机出现不正常状态时，装置开始计算电机的热积累值：

H=Σ[K1（I1/Ie）2+K2（I2/Ie）2-1.05]×△t

当热积累值达到所设定的跳闸热时间常数时，装置跳闸。当热积累值在跳闸值的50%以上可设置发报警信号，电机恢复正常，热累积值下降低于报警设定值时，报警信号复归。

4.2.9 三相一次重合闸

本重合闸方式采用保护启动方式，在每个跳闸保护元件中均有“重合”设置选项；当检测到投入的保护动作后且已选择启动重合闸，重合闸自动投入计时开始，在设定的时限内未出现异常后，进行重合。当重合于故障线路时，如果启动重合闸的保护为合闸后加速保护，则瞬时跳闸；其它保护启动的重合闸则按其所整定的时限跳闸。

4.2.10 TV自动并列功能

本装置具备TV自动并列允许/闭锁控制功能，当TV自动并列允许连片投入时，在外部条件满足情况下，自动实现两段电压小母线并列运行；当TV自动并列允许连片断开时，可手动控制两段电压小母线并列运行或解列运行。

1. 工作原理当装置监测到一段TV处于投入位置且任一线电压大于60V，另一段TV处于退出位置且母联断路器处于合位置时，合上小母线并列继电器。

4.2.11 备自投保护（限于SZ2000BT）

对于双电源供电系统，利用该保护可以实现双路电源自动快速互投，典型应用于进线备自投或母分备自投。备自投动作过程为，当检测到本侧电源失压，备自投保护启动跳本侧开关，确认本册开关跳开后，合备用电源开关。备自投保护须在充电完成后才能动作。

备投充电条件

(1) 备自投保护投入

(2) 本侧断路器在合位

(3) 本侧线电压均大于有压定值Uon

(4) 备用侧断路器在分位

(5) 备用侧线电压Ux大于有压定值Uon

具备以上条件，经20S备自投充电完成。

备投动作条件

(1) 备投充电完成

(2) 本侧电源失电（无压、无流）；

(3) 备用线电压(Ux)大于有压定值Uon；

逻辑框图

五、注意事项：

5.1 通电前检查

1) 核对保护装置背面的产品铭牌中的工作电压、控制电源、交流电流、电压额定值等参数是否与订货单一致，如果不一致请与本公司联系。

2) 装置的接地线须可靠接入开关柜的接地线，不允许将开关柜前面板与柜体的连接轴作为接地连接，并且接地线须满足低阻抗要求（小于1欧姆）。

5.2 投运检查及说明

1) 检查装置各电缆及背后端子是否连接固定可靠。

2) 通电后液晶和指示灯显示是否正常。

3) 开入量输入检查：进入“开关量状态”菜单、按设计图纸对实际接入的开关量逐一进行变位试验，检查画面显示与实际状态是否一致。

4) 开出量、模拟量输入检查：从开关柜（PK屏）的交流电流（5安）、电压（57.7V）输入端加入额定值，在“二次电气量”进入“开关量状态”菜单、按设计图纸对实际接入的开关量逐一进行变位试验，检查画面显示与实际状态是否一致。

6) 一次运行产品时，须进行相关定值整定才能确保保护装置正常运行。

7) 保护定值按电力调度定值整定通知单整定，定值单所有保护定值整定好后，核对无误后存档。（未要求的保护项目设定退出）。

8）分合闸时间微机输出控制信号持续时间为1.5秒，如果断路器线圈1.5秒还不能分/合，则认为开关拒动，并记录事件。

5.3 常见问题解决

问题1：断路器已经合上闸，微机面板仍显示分位。

答：微机分合位指示灯与开入量1（A4）有关。

1、确认断路器辅助开接点一端接A-4，另外一端接-KM。

2、断路器在合位时，用万用表测量A4跟A12正常有AC/DC220的电压。

3、直接在A-4跟A-12上加AC/DC220，微机指示灯显示合位。

问题2：保护装置发生故障跳闸或者告警时如何查看。

答：可在“事件记录”屏中查询故障或者告警信息，30条事件记录，第0条为新记录，第29条为旧，每条记录都详细记录了时间、故障类型、故障值。

问题3：保护装置发生故障跳闸或者告警时如何复归。

答：操作进入“复归信息”菜单，查询哪个保护动作或告警，从“复归信息”中退出主菜单即可复归故障信息。

问题4：保护装置出厂密码是多少。

保护装置出厂密码为“0”，用户如对保护装置密码进行修改，应妥善保管，以免遗忘。

六、典型原理接线图

SZ2000XL系列接线原理图（线路保护）

SZ2000BY系列接线原理图（变压器保护）

SZ2000DR系列接线原理图（电容器保护）

SZ2000DJ系列接线原理图（电动机保护）

SZ2000系列接线原理图（母联保护）

SZ2000BT接线原理图（进线备自投保护）

SZ2000BT接线原理图（母联备自投保护）

申明：

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