第四章 DCAP-3220电容器保护测控装置
1. 基本配置
DCAP-3220电容器保护测控装置（以下简称装置）适用于110KV以下电压等级的非直接接地系统或经消弧线圈接地（含小电阻接地）系统中的并联电容器组的保护和测控。
保护功能：
两段定时限过流保护 过电压保护 低电压保护 不平衡电压保护 不平衡电流保护 开口三角电压保护 零序过流保护 电压越限自动投切 PT断线检测 CT断线检测 控制回路断线检测 独立的操作回路和防跳回路 故障录波 测控功能：
10路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信 正常断路器遥控分合闸
遥测：UA、UB、UC、IA、IB、IC、P、Q、COSΦ、F、3U0、3I0、UAB、UBC、UCA 2路脉冲输入 通讯功能：
智能通讯卡：常规配置高速RS485现场总线，通讯速率可达115.2Kbps，并支持双网。也
可选配工业以太网。
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2. 保护原理
2.1
两段定时限过流保护
在两段式过流保护中，各段过流保护的动作电流和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字分别控制各段过流保护的投退。
保护逻辑框图见图4.1 两段定时限过流保护逻辑框图。
Ia＞I1zdIb＞I1zdIc＞I1zdIa＞I2zdIb＞I2zdIc＞I2zdGL1≥1t1BTGL2≥1t2BTACTACT过流一段保护过流二段保护 图4.1 两段定时限过流保护逻辑框图
2.2
过电压保护
为防止系统稳态过电压造成电容器损坏，装置设计了过电压保护。
在过电压保护中，动作电压和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字控制过电压保护的投退。控制字选择“投信”时只发告警信号；选择“投跳”时跳闸，并且发动作信号。
投电压保护压板（开入9）为“1”时，才投入过电压保护。 保护逻辑框图见图4.2 过电压保护逻辑框图。
Uab＞UgyzdUbc＞UgyzdUca＞UgyzdVCCTWJ=0GY：投跳tgy＆GY：投信tgyWARN1BTACT过电压保护≥1投电压保护 图4.2 过电压保护逻辑框图
2.3
低电压保护
为防止系统故障后线路断开引起电容器组失去电源，而线路重合又使母线带电，使电容器组承受合闸过电压而损坏，装置设计了低电压保护，并有电流闭锁功能，以防止因PT断线造成低电压保护误动。
在低电压保护中，动作电压和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字分别控制低电压保护的投退和电流闭锁功能的投退。
投电压保护压板（开入9）为“1”时，才投入低电压保护。 保护逻辑框图见图4.3 低电压保护逻辑框图。
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Uab＜UdyzdUbc＜UdyzdUca＜UdyzdIa＜IbszdIb＜IbszdIc＜IbszdVCCTWJ=0＆LB＆投电压保护＆DYtdyACTBT低电压保护 图4.3 低电压保护逻辑框图
2.4 不平衡电压保护
为反应电容器组中电容器的内部短路，装置设计了不平衡电压保护。
在不平衡电压保护中，动作电压和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字控制不平
衡电压保护的投退。
保护逻辑框图见图4.4 不平衡电压保护逻辑框图。
BPHDYU0u＞U0uzdt0uBTACT不平衡电压保护 图4.4 不平衡电压保护逻辑框图
2.5
不平衡电流保护
为反应电容器组中电容器的内部短路，装置设计了不平衡电流保护。
在不平衡电流保护中，动作电流和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字控制不平衡电流保护的投退。控制字选择“投信”时发告警信号；选择“投跳”时跳闸，并且发动作信号。
保护逻辑框图见图4.5 不平衡电流保护逻辑框图。
BPHDL：投跳I0u＞I0uzdBPHDL：投信t0IWARN1t0IBTACT不平衡电流保护 图4.5 不平衡电流保护逻辑框图
2.6
开口三角电压保护
在开口三角电压保护中，动作电压和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字控制开口三角电压保护的投退。
保护逻辑框图见图4.6 开口三角电压保护逻辑框图。
KKSJDY3U0＞U0zdtu0WARN1开口三角电压保护 图4.6 开口三角电压保护逻辑框图
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2.7 零序过流保护
在零序过流保护中，动作电流和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字控制零序过
流保护的投退。控制字选择“投信”时只发告警信号；选择“投跳”时跳闸，并且发动作信号。
保护逻辑框图见图4.7 零序过流保护逻辑框图。
LXGL：投跳3I0＞I0zdLXGL：投信t0WARN1t0BTACT零序过流保护 图4.7 零序过流保护逻辑框图
2.8
电压越限自动投切
电容器自动投切是一种反应母线电压偏高时自动切除电容器组，偏低时自动投入电容器组的母线电压调节方式。
在电压自投和自切保护中，动作电压和动作时间的定值均可独立整定，并可通过控制字分别控制电压自投和自切保护的投退。
自动投切闭锁压板（开入7）为“0”时，才投入电压自投和自切保护。 保护逻辑框图见图4.8 电压自投和自切保护逻辑框图。
Umax＞Uzqzd自动投切闭锁VCCTWJ=0Umax＜UztzdTWJUmax＞1.1Uztzd弹簧未储能自动投切闭锁＆10min＆ZQtzqBTACT电压自切保护ZT＆tztACTBCH电压自投保护≥1 图4.8 电压自投和自切保护逻辑框图
2.9
PT断线检测
装置还具有PT断线检测功能，并可通过控制字控制PT断线检测功能的投退。在满足判据： 正序电压小于30％UN，而任一相电流大于0.3A 负序电压大于8％UN
两个条件之一，延时10S，报PT断线告警。额定电压UN 取57.7V。 保护逻辑框图见图4.9 PT断线检测逻辑框图。
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U1＜30％UNIa＞0.3AIb＞0.3AIc＞0.3AU2＞8％UN＆≥1≥1PTDX10sWARN1PT断线检测 图4.9 PT断线检测逻辑框图
2.10 CT断线检测
装置还具有CT断线检测功能，并可通过控制字控制CT断线检测功能的投退。 当两相电流值相差大于75％，延时10S，报CT断线告警。 保护逻辑框图见图4.10 CT断线检测逻辑框图。
Imax-Imin＞0.75ImaxIa＞0.5AIb＞0.5AIc＞0.5ATWJ=0CTDX≥1＆10sWARN1CT断线检测 图4.10 CT断线检测逻辑框图
2.11 控制回路断线检测
装置还具有控制回路断线检测功能。
当TWJ=0且HWJ=0，或TWJ=1且HWJ=1时，延时5S，报控制回路断线告警。 保护逻辑框图见图4.11 控制回路断线检测逻辑框图。
HWJTWJ＆≥1＆5sWARN1控制回路断线检测 图4.11 控制回路断线检测逻辑框图
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3. 参数设定
3.1
系统参数整定 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 3.2
名称 装置地址 密码 屏保时间 网络N1通讯 接口设置 调试口通讯 录波调试时间 录波信息上送 单位 S 范围 1～99 0～9999 0～1800 退出/投入 退出/网络N2通讯 /模拟量输出 退出/投入 0.20～5.00s 退出/投入 两表法/三表法 缺省值 99 1233 30 退出 退出 投入 0.20s 投入 三表法 备注 9 功率测量算法 保护定值整定 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 名称 一段过流定值 过流一段时间 二段过流定值 过流二段时间 低电压定值 低压电流闭锁定值 低电压时间 过电压定值 过电压时间 电压自切定值 电压自切时间 电压自投定值 电压自投时间 开口三角电压保护 开口三角电压时间 不平衡电压定值 不平衡电压时间 不平衡电流定值 不平衡电流时间 零序电流定值 零序过流时间 过流一段保护 过流二段保护 低电压保护 低电压电流闭锁 过电压保护 自切保护 自投保护 开口三角电压保护 单位 整定范围 整定步长 I1zd 0.5～100A 0.01A t1 0.00～99.99S 0.01S I2zd 0.5～100A 0.01A t2 0.00～99.99S 0.01S Udyzd 2～100V 0.01V Ibszd 0.5～100A 0.01A tdy 0.00～99.99S 0.01S Ugyzd 100～160V 0.01V tgy 0.00～99.99S 0.01S Uzqzd 100～115V 0.01V tzq 0.00～99.99S 0.01S Uztzd 85～100V 0.01V tzt 0.00～99.99S 0.01S U0zd 2～180V 0.01V tu0 0.00～99.99S 0.01S U0uzd 2～20V 0.01V t0u 0.00～99.99S 0.01S I0uzd 0.5～10A 0.01A t0I 0.00～99.99S 0.01S I0zd 0.02A～12A 0.01A t0 0.00～99.99S 0.01S GL1 退出/投入 GL2 退出/投入 DY 退出/投入 LB 退出/投入 GY 退出/投信/投入 ZQ 退出/投入 ZT 退出/投入 KKSJDY 退出/投信/投入 4 - 6
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30 31 32 33 34 3.3
精度调整 不平衡电压保护 不平衡电流保护 零序过流保护投入 PT断线监测 CT断线监测 BPHDY BPHDL LXGL PTDX CTDX 退出/投入 退出/投信/投入 退出/投信/投入 退出/投入 退出 /保护三相投入 /保护两相投入 3.3.1 测量精度系数调整 序号 名称 1 Ua 2 Ub 3 Uc 4 Ia 5 Ib 6 Ic 7 3U0 8 3I0 9 P 10 Q 3.3.2 保护精度系数调整 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 Ua Ub Uc 3U0 Ia Ib Ic 3I0 U0u I0u 范围 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 范围 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 0.500～2.000 步长 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 步长 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 备注 备注 4 - 7
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4. 背板端子
操作回路原理参见图2.11 DCAP-3200系列保护测控装置操作回路原理图。 背板端子定义参见图4.12 DCAP-3220电容器保护测控装置背板端子排布及定义图。 4.1
背板信号指示灯
名称 定义 5V灯（红） 装置内部5V正常时常亮 24V灯（红） 装置内部24V正常时常亮 动作灯（黄） 保护跳闸时常亮 故障灯（绿） 装置故障及24V失压时常亮 工作和操作电源 端子号 XA1-1 XA1-2 XA1-3 XC1-16 XC2-1 4.3
开入接点 端子号 XA2-6 XA2-7 XA2-8 XA2-9 XA2-10 XA2-11 XA2-12 XA2-13 XA2-14 XA2-15 XA2-16 XC2-2 XC2-3 XC2-4 XC2-5 XC2-6 XC2-7 XC2-11 信号输出接点 端子定义 开入1 开入2 开入3 开入4 开入5 开入6 禁投切 未储能 投电压 检修态 公共端 远方 合压力 分压力 压力异常 手跳 手合 备注 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入 24V开入公共端 远方位置开入 短接时，远方位置为1 合压力异常输入（接＋KM），禁止合闸 分压力异常输入（接＋KM），禁止分闸 压力异常输入（接＋KM），禁止分、合闸 手跳输入（接＋KM） 手合输入（接＋KM） 端子定义 工作电源＋ 工作电源－ 大地 ＋KM －KM 名称 定义 RUN灯（红） CPU正常时一秒闪一次 NUL灯（红） 未使用 TXD灯（黄） 调试口通讯发送灯 RXD灯（绿） 调试口通讯接收灯 备注 工作电源正 工作电源负 大地 操作电源＋ 操作电源－ 4.2
4.4
4.4.1 中央信号输出
端子号 XA2-1 XA2-2 端子定义 动作 故障 备注 保护跳闸时接点闭合； 保护返回且信号复归后接点返回 装置自检故障或24V失压时接点闭合； 故障消失且信号复归后接点返回 4 - 8
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XA2-3 XA2-4 XC2-15 XC2-16 4.4.2 现场总线 端子号 XB-1 XB-2 XB-3 XB-4 4.4.3 时钟同步信号 端子号 XB-11 XB-12 遥跳／遥合 端子号 XC1-13 XC1-14 XC1-15 交流量输入定义 端子号 XDL-1 XDR-1 XDL-2 XDR-2 XDL-3 XDR-3 XDL-4 XDR-4 XDL-5 XDR-5 XDL-6 XDR-6 XDL-7 XDR-7 XDL-8 XDR-8 XDL-9 XDR-9 XDL-10 XDR-10 XDL-11 XDR-11 XDL-12 XDR-12 4.7
调试口 告警 公共 控制断线 保护告警时接点闭合； 保护返回且信号复归后接点返回 中央信号公共端 控制回路断线时接点闭合 端子定义 N1-A N1-B N2-A N2-B 端子定义 时钟同步 备注 网络N1 网络N2 备注 4.5
端子定义 遥合 遥分 公共 端子定义 Ua Ub Uc Un 3U0 3U0’ U0 U0’ Ia Ia’ Ib Ib’ Ic Ic’ 3I0 3I0’ I0 I0’ Iam Iam’ Ibm Ibm’ Icm Icm’ 备注 通讯遥合 通讯遥跳 公共端 备注 A相电压输入 B相电压输入 C相电压输入 电压公共端 开口三角电压输入 不平衡电压输入 A相保护电流输入 B相保护电流输入 C相保护电流输入 零序电流输入 不平衡电流输入 A相测量电流输入 B相测量电流输入 C相测量电流输入 4.6
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通过调试口，可以更新程序。 4.8
以太网接口 10M工业以太网接口。
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图4.12 DCAP-3220电容器保护测控装置背板端子排布及定义图
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