MPM100AIIMPM100AII 线路保护装置线路保护装置技技 术术 说说 明明 书书目 录第一章概述1第二章技术参数2第三章装置结构4第四章系统功能及配置7第五章 人机界面操作说明16第六章安装说明33第七章用户调试34附录 定值一览表MPM100AII 线路保护管理装置说明书- 1 -第一章第一章概述概述一、装置简介一、装置简介MPM100AII 型线路保护管理装置是针对线路保护设计开发的保护测控一体化装置，能完成回路的保护、测量、控制、谐波分析、故障录波和联网通信远动功能。具备最优的性能价格比，结构简单、实用、功能强大，运行安全可靠。可集中组屏，也可分散安装在开关柜上，适用于 66KV 及以下电压等级的双侧有源线路或馈线回路。二、总体特点二、总体特点(1)独特的多 CPU 系统：高速 32 位浮点 DSP 芯片负责保护算法，高性能 32 位定点 ARM 芯片负责各种人机接口，16 位 MCU 负责扩展功能。(2)人性化的人机接口：160128 的大屏幕点阵液晶显示图形化菜单界面，配备旋转开关及多功能按钮，LED 灯报警指示。(3)支持 ISP 功能，所有程序（保护算法，显示界面等）均可现场下载，整个系统具有极大的扩展性，兼容性和开放性。(4)维护更换方便简洁：采用模块化设计背插式结构，各个模块可以很方便抽出。(5)可靠性高：装置的主要器件（开关电源、IC、液晶、TVS 管等）均为工业级器件，PCB 板经过了计算机铜孔测试，采用了先进的电磁兼容性（EMC）设计技术、新型抗电磁和尖脉冲干扰器件、PC 器件，结构和工艺上均优先保证可靠性和抗干扰能力，软件上采用了冗余、容错、数字滤波等技术，从而保证了产品的高可靠性，能在强干扰和恶劣环境下（2065）长期稳定工作。(6)精度高，免校检：装置内无任何可调元件，精度均由软件调整，并带自校验，全数字化处理，从根本上消除了零点漂移、量程变化、线性变化等因素，使装置每年精度漂移小于 0.1%。因此精度不需定期校验（十年校核一次即可） 。(7)智能化程度高，自适应能力强：通过面板或软件可设置和修改 PT、CT 变比、量程、接线方式、保护定值等参数，所有保护功能均设有软压板，可根据现场需要投退。出口继电器均为可编程输出，所有设置及参数掉电后可保存十年。高智能化使装置能通过现场设置修改适应现场要求，且便于互换，可最大限度地减少现场装置种类和备件数量。(8)开放性好：产品具有良好的通讯接口（标准 RS232 调试口，2 路 RS485 口，1 路以太网端口） ，接MPM100AII 线路保护管理装置说明书- 2 -口均向用户和其他厂家开放，因此，产品可方便地接入其他系统。第二章第二章 技术参数技术参数一、额定参数一、额定参数装置电源：100250VDC 或 85276VAC输入电流： 5A 或 1A（订货注明）输入电压： 100V额定频率： 50Hz二、主要技术性能二、主要技术性能1、 功耗：交流电压回路： 不大于 0.5VA/相交流电流回路：不大于 1VA/相 （In=5A 时）不大于 0.5VA/相 （In=1A 时）2、 采样回路精确工作范围：电压： 1120V（相电压）保护电流：0.120In测量电流：0.011.2In3、 出口继电器接点容量：DO0DO3：250V 10A（闭合） ；250VDC、0.3A 或 250VAC、3A（断开）DO4DO7：250V 5A（闭合） ；250VDC、0.15A 或 250VAC、1.5A（断开）5、精度：保护精度：不超过3%测量精度电流、电压：0.2 级功率：0.5 级频率：不超过0.02HzMPM100AII 线路保护管理装置说明书- 3 -积分电度：1.0 级三、绝缘性能三、绝缘性能绝缘电阻： 参照 IEC255-5，4 级标准介质强度： 参照 IEC255-5&ANSI/IEEEC37.90，CT 输入、PT 输入、电源、开关量输入、继电器输出对地安全接地系统，4 级标准湿热性能： 参照 IEC60068-2-30，4 级标准四、抗电磁干扰性能四、抗电磁干扰性能群脉冲干扰：参照 IEC255-22-1，4 级标准快速瞬变干扰：参照 IEC255-22-4，4 级标准静电放电：参照 IEC255-22-2，4 级标准电磁场辐射：参照 IEC255-22-3，4 级标准五、机械性能五、机械性能振动： 装置能承受 IEC 规定的严酷等级为 I 级的振动耐久能力试验冲击： 装置能承受 IEC 规定的严酷等级为 I 级的冲击耐久能力试验碰撞： 装置能承受 IEC 规定的严酷等级为 I 级的碰撞耐久能力试验六、环境条件六、环境条件环境温度：工作温度：-20+65，24 小时内平均温度不超过 35贮存温度： -35+70，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置能正常工作。相对湿度： 最湿月的月平均最大相对湿度为 95%，同时该月的月平均最低温度为 25且表面无凝露。最高温度为 40时，平均最大相对湿度不超过 50%。大气压力：86106kPa（海拔高度 2000m 以下）第三章第三章 装置结构装置结构MPM100AII 线路保护管理装置说明书- 4 -装置机箱按照全密封、防尘、抗振动的原则设计，以确保安装于条件较为恶劣的环境时仍具备高可靠性。装置采用整面板形式，面板上包括汉化液晶显示器、操作按键、信号指示灯。装置内部由 CPU 模块、交流模块、电源模块、人机对话模块构成。一、一、CPU 模块模块CPU 模块原理简图如下：开入量信号、告警输出出口图 31 CPU 模块原理示意图CPU 模块主要由以下几部分构成：1、CPU 系统系统CPU 系统由微处理器 CPU、NVRAM、EPROM、串行 E2PROM、CPLD 等构成，其中事件记录数据存放在非易失性 NVRAM 中，大容量 EPROM 用于存放程序代码，各种整定值则存放于串行 E2PROM。大规模复杂可编程逻辑器件 CPLD 大幅度减少了印制线路板的面积和接插件，缩短连线。四层板工艺使抗干扰性能大大增强。2、数据采集系统、数据采集系统数据采集系统由滤波回路、多路模拟开关、A/D 转换器组成。由于 A/D 转换器件内部包含了采样保持及同步电路，具有转换速度快、采样偏差小、功耗低及稳定性好等特点，故装置采样回路无可调元件。数据采集系统原理示意图如下：NVRAMEPROMCPLD数据采集人机对话串行 E2PROM硬件时钟DSPRS485-1/RS485-2 /RS232 通信以太网口I/O低通滤波 1低通滤波 2交流变换模块MUXA/DCPUARMMPM100AII 线路保护管理装置说明书- 5 -. . . . . . . . . . .图 32 数据采集系统原理示意图3、开关量输入及输出、开关量输入及输出本装置设有供外部输入的 12 路开关量、4 路电度脉冲输入。除 4 路电度脉冲输入可选为无源（装置内部提供专用 24VDC）或有源的方式，其余均为无源输入。装置开出量全部可以自由组态，按容量分为两类，DO0DO3 为大容量继电器，建议用于跳闸，DO4DO7 为小容量继电器，建议用于报警。4、通信部分、通信部分装置前面板设有供调试用的 RS232 通信口，背板提供两个可同时工作的 RS485 通信接口，两个RS485 通信接口的通信地址、波特率、通信协议均可分别设置。装置提供标准的 MODBUS-RTU 通信协议。装置提供 1 路以太网通信接口（可选） 。5、时钟回路部分、时钟回路部分装置模块内设置了硬件实时时钟，采用高精度的时钟芯片，不受装置掉电影响。二、交流模块二、交流模块交流模块包括电压输入（测量与保护共用） 、零序电压输入、测量电流输入、保护电流输入、和零序电流输入。电压变换器线性范围为： 1.00 120V（相电压）保护电流变换器线性范围为：0.120In零序电流变换器线性范围为：0.020 1.000A ；小电流接地0.120In ；非小电流接地测量电流测量范围为：0.011.2In交流模块接线原理参见附图。三、电源模块三、电源模块装置电源为高频开关电源，100250VDC 或 85276VAC 输入。模块输出三组直流电压，即+5V、12V、+24V。1、+5V 为 CPU 等数字电路的工作电源；2、12V 为 AD 采样电路工作电源；3、24V 为 DI、DO 工作电源。四、人机对话模块四、人机对话模块MPM100AII 线路保护管理装置说明书- 6 -本模块主要功能是显示 CPU 系统的输出信息，同时扫描面板上的按键状态并实时传送给 CPU 系统。显示模块采用 160128 大屏幕液晶，人机界面清晰易懂。配置按键和旋转飞梭，使得人机对话操作方便、简单。同时考虑到实际运行情况，在本模块还配置了 LED 灯指示相关信息，使装置运行更为直观。第四章第四章 系统功能及配置系统功能及配置MPM100AII 线路保护管理装置说明书- 7 -MPM100AII 线路保护管理装置以过流保护、电压保护、零序保护、三相一次重合闸及后加速等保护为基本配置，适用于 66KV 及以下电压等级的双侧有源线路或馈线。一、保护功能及原理一、保护功能及原理保护采用相电流突变量启动和辅助启动两种方式。1) 相电流突变启动方式相电流突变采用周/周比较，其特点是不受负荷电流影响且快速灵敏同时具有较强的抗干扰能力，表达式为：| i(k)-i(k-n)| - | i(k-n)-i(k-2n)| 其中：n 为每工频周期采样点，k 为当前采样点。当任一相电流突变量大于启动值，保护启动进入故障处理程序进行故障计算判别。2) 稳态量启动方式保护还采用每相差电流的有效值作为辅助启动判别量，以便在没有明显突变量的情况下保护能可靠启动。装置的保护功能主要包括：三段式电流保护（可选方向或低压闭锁）反时限过流（一般反时限、强反时限、极强反时限、长反时限）过负荷保护纯过流保护三相一次重合闸（可选检无压或检同期）后加速保护零序保护低周减载（可选低压或滑差闭锁）过压保护低压保护非电量保护1、三段式电流保护、三段式电流保护线路保护装置的三段过流保护包括电流速断、限时速断和定时限过流，可选低电压或者方向闭锁。（1）闭锁元件三段式电流保护可以选择投入低压或者方向闭锁。方向元件的算法采用 90接线，方向元件的最大灵敏角为 45或 30可选，其正方向、动作方程MPM100AII 线路保护管理装置说明书- 8 -（以 IA，UBC为例）为：0090arg90BCj A UeI 即为：，其中 为 45或 30可选，Re 表示取向量的实部。过流保护的 I 段、0/ BCj AeUeIRII 段、III 段采用同一个方向元件，为防止线路近距离故障时电压过低失去方向性，采用记忆电压消除方向元件的电压死区。装置在执行复压过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：1) Imax IZD ；Imax为 A、B、C 最大相电流；IZD为电流定值2) T TZD ；TZD为延时时间定值3) 闭锁条件满足(若投入)2、反时限过流、反时限过流反时限曲线可以选用基于BS 142.1966和IEC 255-4标准的四条反时限曲线，分别为标准反时限、强反时限、极端反时限、长反时限，其通用表达式如下式:1)(op