2731B转子接地..docVIP

1 概述 1.1 用途 ARAS2731B数字式转子接地保护装置（以下简称装置）主要用于发电机励磁回路一点接地和两点接地故障的保护。 1.2 产品使用环境 工作温度：0℃～+45℃；-20℃～+60℃（加强型）。 相对湿度：不大于90%，不凝露。 大气压力：80kPa～110kPa。 1.3 采用标准情况 装置非等效采用IEC 60255-6（1998）《多输入激励量量度继电器和保护装置》。 2 构成及工作原理 2.1 装置的构成和硬件说明 装置由直流接口插件、保护主板、电源插件、逻辑出口插件及人机接口等组成。插件布置和插件之间连接关系分别见图1和图2。 图1 插件布置图 图2 插件连接关系图 2.1.1 励磁电压变换外附件 该外附件主要由两分压电阻组成(见图6)，它安装在装置的主体部分5U机箱之外。 2.1.2 直流接口插件 将励磁电压变换外附件输出的直流电压引到一个带有电子开关的电阻分压回路中，再把分压电阻两端的电压通过霍尔元件隔离变换，供转子一点接地和两点接地保护计算使用。 2.1.3 CPU插件 本插件是装置的核心部分，用于完成数据采集、计算、逻辑判断、通讯及出口跳闸等功能；同时还完成该装置所有电量的计算功能，包括电阻、电压等参数。 CPU采用INTEL公司的16位单片机80C196KC，外接晶振为16MHz，程序存储器采用27C256，数据存储器采用62256，定值存放在串行EEPROM（X84641），该串行EEPROM具有写保护功能，且具有多种防范措施，避免其中的内容因干扰而遭到破坏。模拟开关选用16选1的多路开关ADG506，A/D转换采用AD公司的12位A/D转换器AD1674。 本插件通过RS-422口与人机接口板通讯，接口芯片为MAXIM公司的MAX489。 另外本插件还包括上电复位及硬件看门狗电路，由MAXIM公司的MAX705芯片完成。当CPU不能正常工作时，该芯片输出高电平，驱动告警继电器动作，发出装置故障信号。 2.1.4 电源插件 本插件为直流逆变电源插件，直流电源电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压，即5V、±15V及24V，三组电压回路相互独立。电源故障有接点告警输出。 +5V用于各CPU，包括保护CPU和人机接口板的CPU； ±15V用于A/D转换电路； c) +24V用于驱动继电器的正电源。 2.1.5 逻辑插件 本插件由松下继电器构成信号等逻辑，其中（U2-3和U2-6）为转子一点接地信号接点，（U2-5和U2-6）为转子两点接地信号接点，（U2-6）为信号公共端。 2.1.6 跳闸插件 本插件由跳闸继电器构成，正常状态下，由于保护不启动，继电器K1不动作，其触点切断跳闸继电器的电源，当保护跳闸时，首先使K1动作，将电源施加到跳闸继电器上，然后跳闸继电器动作，这样增加跳闸的可靠性。其中（U2-7和U2-8）、（U2-9和U2-10）为转子一点接地跳闸接点，（U2-11和U2-12）、（U2-13和U2-14）、（U2-15和U2-16）、（U2-17和U2-18）为转子两点接地跳闸接点。 2.1.7 人机接口板 人机接口板主要完成键盘响应、菜单操作、液晶显示、与保护CPU通讯、与网络主站通讯、信号指示及复归操作等功能。 CPU采用PHILIPS公司的80C592，其内含CAN（Control Area Network）控制器，外接晶振为12MHz，程序存储器采用27C512，数据存储器采用62256。时钟芯片采用DALLAS公司的DS1283，在+5V掉电的情况下由备用电池（3.6V6mAh）供电，保证时钟信息不丢失。液晶显示采用大屏幕汉字显示，点阵为128×64，每屏可显示32个汉字。 本板通过RS-422口与保护CPU插件通讯，接口芯片为MAXIM公司的MAX488。其与网络主站通讯采用CAN网，接口芯片为82C250，通过光电隔离与外部连接，最高通讯速率达到1Mbit/s。 另外本板还包括上电复位及硬件看门狗电路，由MAXIM公司的MAX705芯片完成。当CPU不能正常工作时，该芯片输出高电平，驱动告警继电器动作，发出装置故障信号。 2.2 保护原理 发电机励磁回路一点接地故障(转子绕组绝缘损坏)对发电机并不会造成危害，所以动作于信号，但应尽快转移负荷，停机检修，避免发生两点接地故障，造成严重后果。发电机励磁回路发生一点接地后，若另外一点又发生接地，即出现两点接地故障，保护计算出的接地电阻会减小，因此，可以利用一点接地后接地电阻又减小某一数值，作为励磁回路两点接地保护的判据。 本装置采用切换采样原理(乒乓式变电桥原理)测量接地电阻大小。原理接线如图3所示。其中：S1、S2为两