微机消弧控制单元使用说明书

一． 概述
在我国3~35KV 供电系统中，大部分为中性点不接地系统，这种系统在发生
单相接地时，电网仍可带故障运行，这就大大降低了运行成本，提高了供电系统的可靠性，但这种供电方式在单相接地电流较大时容易产生弧光接地过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害。

以前的解决办法是在中性点加装消弧线圈补偿电容电流来抑制故障点弧光发生的机率。

很显然，这种方法的目的是为了消除弧光，但由于消弧线圈的自身的诸多特点，很难对电容电流进行有效补偿，特别是高频分量部分对供电设备造成的危害无法克服。

智能消弧装置，该装置在出现弧光接地时，通过一组可以分相控制的真空接触器，使故障相接地，达到彻底消除弧光的目的。

微机消弧控制单元，是消弧及过电压保护装置的一个重要组成部分。

该控制单元通过PT 互感器检测出故障相，然后发出控制信号给故障的接地开关，使弧光接地变成金属性接地。

二．
功能及特点
1． 本控制单元结构紧凑，技术先进。

控制单元的核心采用ARM 单片机和一些外围器件构成信号采集、数据处理系统。

2． 根据信号采集、数据处理结果，发出相应的信号。

如：PT 断线、金属性接地、弧光接地、熔丝熔断等。

当系统出现弧光接地时，消弧控制单元作出判断同时发出动作信号，让接触器动作，使系统对应相转变为金属性接地。

也可根据客户要求，当系统出现金属性接地时，消弧控制单元作出判断同时发出动作信号，让接触器动作。

3． 可以查询最近30次的历史故障记录。

4． 控制单元具有485通讯口，上位机可以通过此通讯口对控制单元进行访问，控制单元给出应答信号，从而获得此刻消弧及过电压保护装置的运行状态。

三．
原理
单片机综合控制单元是基于PT 提供的0A V ，0B V ，0C V ，V △
的电压信号
而设计的产品。

根据线路发生故障时，中性点对地绝缘的供电系统会出现零序电压，将零序电压作为启动信号开始计算，然后再根据发生故障时每相电压的情况进行逻辑分析计算，判定接地故障发生的相别及接地属性，再根据判定结果做出相应处理。

四．面板及菜单操作说明
微机消弧消谐控制单元，采用汉化菜单，液晶显示，人机界面友好；传动试验、故障报告、时间调整、接触器状态等均可以在面板上完成，使调试、运行、维护方便。

装置面板如图一所示，由显示器、指示灯、按钮组成，各部分功能描述如下：
图一
1．显示器：由一个液晶显示屏构成。

是装置实现人机交互的窗口，当消弧控制器发出信号时，我们可以通过显示器来获得装置的状态信息。

2．指示灯：面板上指示灯由10个发光二极管构成。

3．面板上有八个按键，分别为
与液晶显示屏一起实现人机交互。

3．1
移动光标，向前、向后查询故障记录，在需要修改时间时能完成数值的加减。

3．2“确认”：
菜单选择确认，或时间修改确认。

3．3“取消”：
取消当前操作，或退出本级菜单，返回上一级菜单。

3．4“复归”：
接触器动作后复归控制单元。

3．4“复位”： 对控制单元进行初始化。

4．液晶显示菜单详解：
4．1待机界面：装置上电运行后，自动进入主待机界面，如下所示（图二）。

此时，按“确认 ”键即会进入主菜单（图四）。

4．2“传动实验”一级子菜单
在当前的传动实验子菜单中，显示如图三，通过键来选定所要测试的类型，
然后按“确认”键，即得到测试结果；按“取消”键返回。

隔离刀合时，不能进行传动试验，同时菜单闭锁。

4．3“故障记录”一级子菜单
进入当前的故障记录子菜单中，显示如图四，通过键来查看历史故
障记录，故障记录显示从当前发生的故障记录至之前共30依次倒序显示，按“返回”键返回。

返回
确定
主菜单 参 数 设 置 故 障 记 录 传 动 实 验
图二
图三
A 相 分
B 相 分
C 相 分 分 闸
停 运 08-10-18 15:18
停 运 08-10-18
15:18
主菜单
传动试验 待机界面
返回
确定
主菜单
参 数 设 置 故 障 记 录 故 障 记 录 显 示 清 除
停 运 08-10-18
进入清除记录子菜单中，显示如图五，可以通过键来选中清除记录，按
“确认”键后消除以往的故障记录。

4．4“参数设置”一级子菜单
参数设置界面下，可对系统的时间和地址进行设置，并且可以清除当前的故障记录。

进入通讯设置子菜单中，显示如图六，通过
键来设置该台消弧控制单元
的地址，按“确认”键后，从而实现远程通信。

如下图
进入当前的时钟校准子菜单中，显示如图七；按“确认”键后，通过
键
来更改当前数值，设置完毕按“确认”跳至下一数值进行设置，依次设置完成一遍，即完成设置；在完成设置前按“返回”键取消设置并返回上以级菜单。

日期时间显示顺序先是年、月、日，然后是时、分。

如下图：
图四
主菜单
故障记录 待机界面
返回
确定
主菜单
参 数 设 置 故 障 记 录 传 动 实 验
参数设置 通讯设置 时钟校准 报警输出
通讯设置 上位机地址： 000 本机地址： 001 波特率： 9600
主菜单
通讯设置
通讯设置
返回
确定
主菜单 参 数 设 置 故 障 记 录 传 动 实 验
参数设置 通讯设置 时钟校准 报警输出
停 运 08-10-18
15:18
图六
返回
确定
主菜单 参 数 设 置 故 障 记 录 传 动 实 验
故 障 记 录 显 示 清 除
停 运 08-10-18
15:18
主菜单
故障记录
待机界面
主菜单参数设置待机界面
图七
5．1检测刀闸信息
刀闸合上时，通过手柄上的小拉杆拉动辅助开关，使辅助开关上的常闭节点打开，检测到节点打开后，显示屏上将显示“投运”。

在这种情况下，将屏蔽“传动试验”菜单，防止在投运后的误操作使接触器动作而导致接地。

5．2检测熔断器熔断报警信号
当熔断器熔断时，它的一端会弹出一个撞棒，撞击微动开关，控制单元检测到熔断信号后会发出报警信号，并显示相应的故障相。

检测时用手拉动微动开关，控制单元就显示相应的故障相，如A相熔断，显示：
图八
当系统出现弧光接地时，消弧控制单元作出判断同时发出动作信号，让接触器动作，使系统对应相转变为金属性接地。

此时，控制单元面板上显示接地相，如果A相接地则控制单元面板上显示：控制单元作出判断同时发出动作信号，同时发出报警信号。

图九
系统发生金属性接地，控制单元将只给中央控制室发出报警信号，而不会使接触器动作。

面板上显示发生金属接地相别。

如果A相金属接地，则控制单元面板显示如下：
图十
同样，系统发生PT断线时，控制单元也将只给中央控制室发出报警信号，而不会使接触器动作。

面板上显示断线相别。

如果A相PT断线，则控制单元显示如下：
五． 使用环境
1、 海拔高度：2000米以下
2、 工作环境温度：C 00 ~ C 0
40
3、 空气相对湿度：90%（C 025）、50%（C 0
40） 4、 污秽等级：不超过Ⅱ级。

5、 安装地点：母线高压室内。

6、 使用地点不得有腐蚀性气体、蒸汽、导电尘埃，不得有爆炸性气体和破坏绝缘性气体。

六．控制单元的后面板示意图
控制单元的后面板其位置与作用如图十三所示。

端子N O 3是信号输出端子，提供三对常开、常闭无源触点以及接触器控制信号。

端子N O 4是信号输入端子，包括熔断器、接触器及刀闸状态，通讯口（为485通讯口），PT 信号输入端。

端子N O 1为电源输入端。

图十一
图十三七．控制单元外形尺寸
控制单元采用插箱具体尺寸见下图：
图十四
MCU-MODBUS 通讯规约
一、数据格式
数据格式 位数 起始位 1 数据位 8
校验位 1(奇／偶)／0（无）
停止位
1
二、通讯接口： RS485
三、通讯速率：2400、4800、9600、19200 四、报文格式
下行报文格式（监控向装置下发报文）
0EBH 同步头
90H 0EBH 90H 目的地址 装置地址 源地址 上位机地址 状态量（00H ） 故障特征码 LEN=02H 报文长度 CODE=55H
命令码 57H 校验码 55H 结束码 AAH
上行报文格式（装置向监控上发报文）
（1） 无故障报文
0EBH 同步头
90H 0EBH
90H 目的地址 上位机地址 源地址 装置地址 状态量 输入开关量状态
相电压 A 相 相电压 B 相 相电压 C 相 线电压 Uab 线电压 Uac 线电压 Ubc LEN=02H 报文长度 CODE=50H
命令码 52H 校验码 55H 结束码
AAH
（2）故障报文
0EBH 同步头
90H 0EBH 90H 目的地址 上位机地址 源地址 装置地址 状态量
故障特征码 开关量状态
输入开关量状态
年 信息段
月 日
时 分 秒
LEN=09H 报文长度
CODE=50H 命令码
低位
代码和
高位
55H
结束符
AAH
注：（1）报文长度指故障特征码、故障母线段号、报文长度和报文内容长度之和。

（2）代码和指故障特征码、故障母线段号、报文长度、报文内容长度和命令码之和的低16位值。

（3）故障类型：
11H表示谐振
22H表示过压
33H表示过A熔丝断
44H表示过B熔丝断
55H表示过C熔丝断
66H表示过A PT断
77H表示过B PT断
88H表示过C PT断
99H表示过A 金属接地
AAH表示过B 金属接地
BBH表示过C 金属接
CCH表示过A 弧光接地
DDH表示过B 弧光接地
EEH表示过C 弧光接地
(4)输入开关量状态
0 1 C熔丝
状态B熔丝
状态
A熔丝
状态
C接触
器状态
B接触
器状态
A接触器
状态
0 0
最高两位：01投运
00 停运
（5）校验码是指故障特征码、报文长度和命令码之和的低8位。