WZJ-21微机直流绝缘监测装置使用说明书

项目
技术 指 标
LCD 显示 3.5 英寸 (320×240) 彩色液晶显示器
人 屏幕保护
机 界
绿色 LED
面 红色 LED
屏幕保护的时间可以在 1 ～ 10 分钟之间任意设置 “运行”指示 “告警”指示
黄色 LED “通信”指示
外形尺寸 2U 高 19 英寸机箱（448mm×298mm×88.2mm）
WZJ-21 装置采用 ARM920T 作为内核，主频 200MHz ，速度快， 提高了系统的运行 效率。主电路以 CPU 为核芯，扩展了各种存储器，包括 32M SDRAM、2M NOR FLASH、 64M NAND FLASH 以分别存储各种数据，进行数据备份。多种存储器提高了数据的存储 能力，保证了系统运行的数据可靠性。
WZJ-21 装置提供 RS-232、RS-485 多种通讯方式与上位机进行通讯，用户可根 据需要选择任何一种通讯方式与后台通讯。大大方便了设备的维护管理。
整个 WZJ-21 装置采用硬件看门狗监视系统软件的运行，同时软件在设计上采用 了软件陷阱、运行数据多级单元存储等多种技术，保证了系统在运行的可靠性和存储 数据的不丢失 , 并且本身具备在线诊断和自恢复的能力。
2
2.8
装置软件设计
2
2.9
软件功能特点
2
2.10
WZJ-21 的特殊功能
2
3
工作原理简介
3
4
装置使用说明
3
5
装置结构
5
5.1
装置结构
5
5.2
装置端口定义
5
6
系统配置
9
6.1
主机
9
6.2
分机
9
6.3
配置图示例
10
7
人机对话及操作说明
10
7.1
主界面信息
10
7.2
主菜单信息
11
7.3
历史记录页面
12
7.4
☆ WZJ-21 装置作为主机能够实时采集并显示两段母线的电压信息和绝缘信息，出 现异常能够立即告警。电压告警门限和绝缘告警门限值可自由设定，灵活可靠。
☆ 能够存储大量的告警记录信息和事件记录信息，便于对系统故障原因进行排查。
系统采用模块化结构设计思想，每部分承担相对独立的工作，不影响其它部分的 工作，一方面提高了系统的可靠性，另一方面也使得系统更便于维护管理。
2.2 模块化设计 思想
2.3 核心电路部分
2.4 开 关量 输 入 单元
2.5 开关量输出 单元
2.6 人机接口界面
2.7 通讯功能 2.8 装置软件设计
2.9 软件功能特点
2.10 WZJ-21 的 特殊功能
2
☆ 所使用的智能互感器与 WZJ-21 装置之间进行数字化通讯，系统接线简洁，抗干 扰能力强。
25
11
随机文件
26
12
保修服务
26
1 概述
1.1 适用范围
1.2 型号说明
概述
直流绝缘监测装置在直流系统中起到了极其重要的作用。运行实践证明，直流系 统接地的危害不仅使继电保护装置误动、拒动，甚至会造成采用直流控制的一次设备 误动、拒动，严重危及电力系统安全稳定运行。所以，必须实时在线监测直流系统的 对地绝缘状况，出现接地时要及时排除故障。
可靠性 绝缘性能
介质强度
装置预期平均无故障工作时间（MTBF）不小于 100 kh
装置中除通信回路外的所有带电回路分别对地之间， 用开路电压为 500 V 的测试仪器检验其绝缘电阻不 小于 100MΩ
开入、开出回路对地之间应能承受 DC 3000 V（有 效值），历时 1 min 的检验，无绝缘击穿或闪络现 象出现；装置中其它回路对地之间，应能承受 DC 500 V，历时 1 min 的检验，无绝缘击穿或闪络现 象出现
4
37.8
298 35
88.2
83.9
5 装置结构
5. 1 装置结构
5.1.1 装置外形框图 前视面板图
后视面板图
上视面板图
482
图2
473.5 图3
448
装置结构
5.2 装置端口定义
图4 WZJ-21 装置的背板端子如图 5 所示。
图5 WZJ-21 装置的背板有六个接线端子插座，包括辅助电源、开关量输入、通信接 口、开关量输出，母线电压检测，FCT-23 校正与通讯端口。各接口端子的定义如下 表所示。
结合我公司 WZJ-11 系列微机直流绝缘监测装置在电力系统内多年的运行经验， 开发了 WZJ-21 型微机直流绝缘监测装置 ( 以下简称为 WZJ-21 装置 )，它可以实时 在线监测直流母线及支路的绝缘状况，在出现直流接地时可以迅速查找并确定接地的 母线或支路，并发出告警信号；绝缘报警信息还可通过 RS485 通讯上传至上位机 。 WZJ-21 装置采用平衡桥及不平衡桥相结合的原理，检测母线对地绝缘状态，不向直 流系统注入信号，不受直流馈线对地电容影响。该装置能够适用电厂、变电站等场所 使用的多种复杂的直流系统。
大气压力 80 kpa ～ 110 kpa
WZJ-21 绝缘监测装置技术指标中与母线和支路的电压，电阻相关的数据如表 2
所示：
表2
项目
技 术指 标
母线电压检测精度
＜ 1%
母线电压检测范围
0 ～ 300V
对地电阻监测范围
0 ～ 999.9kΩ
对地电阻检测精度 (0 ～ 5kΩ)
±1kΩ
对地电阻检测精度 (5kΩ ～ 50kΩ)
☆ 在出现正负母线和支路平衡接地时，系统可以准确监测到接地支路和绝缘电阻。 ☆ 可监测正负母线绝缘等值下降及多条支路同时发生一点接地或平衡接地故障。 ☆ 支路巡检速度基本与支路数量无关。
工作原理简介
3 工作原理简介
☆ 如果环路的负载阻抗大于 3kΩ，在对环路进行提前设置后，能准确检测环路的绝 缘信息，消除环路存在对绝缘监测造成的不良影响。
事件记录
12
7.5
系统信息
12
WZJ-21 型微机直流绝缘监测装置
C目录 ontents
7.6
支路信息
13
7.7
绝缘降低
13
7.8
系统维护
13
7.9
串口信息
14
7.10
开入监视菜单
14
7.11
其它设备菜单
15
7.12
检测设置
15
7.13
告警设置
16
7.14
通信设置
16
7.15
端口配置
17
7.16
其他操作
±12V 电源 输出
6
24V＋ 直流正极 开入驱动电源，与 ±12V
电源共地，二路额定负
7
24V－ 直流负极 载总功率 48W。
8
＋12V 直流正极 取 ±12V 可作为开入驱
9
AGND 电源地 动电源使用。推荐使用
10
－12V 直流负极 0.75mm2 软线
±10%
对地电阻检测精度 (50kΩ ～ 999.9kΩ) ±20%
同时监测母线段数
1～2段
接 FCT-23 (12V 0.14W）数目
＜ 160 路
接 FLR-23 (12V 2W ) 数目
＜ 16 台
主机带分机数目
每段最多带 15 台分机，两段 母线最多带 30 台分机
注：绝缘监测（主机或分机）总共可支持的 CT 数为 544（自带CT 和 FLR-23所带 CT 总数）。装置自带电源输出不超过 24W,如果所带设备超过 24W 应加外接电源。
WZJ — 21
设计序号
微机直流绝缘监测装置
2 装置性能特点
2.1 系统设计特点
1.2.1 附件说明 WZJ-21 装置用以监测支路的附件分为两种：1) FCT-23 (24) 智能互感器；2) FLR-23
漏电流信号采集模块和与其配合使用的 FCT-23 智能互感器。 FCT-23 (24) 采用磁调制原理，应用自稳零电路，能够可靠地将直流系统馈线
工作温度 －10℃～＋55 ℃，24 h 平均温度不超过 35 ℃。
贮存温度 工 作 运输温度 环 境
相对湿度
－25℃～＋55℃，在极限下不施加激励量产品不出现不 可逆化，恢复后，产品应能正常工作
－40℃～＋70℃，在极限下不施加激励量产品不出现不 可逆化，恢复后，产品应能正常工作
最湿月的平均最大相对湿度为 90%，同时该月平均最 低温度为 25℃，且表面无凝露
通过电子开关的切换，本装置可同时监测 I 段控母，II 控母及母线所带支路对地 的绝缘情况。支路采用智能互感器采集系统漏电流，采样精度高，抗干扰能力强，抗 直流系统对地大电容的影响，是电厂、变电站比较理想的绝缘监测装置。
I段母线
II段母线
电子开关
4 技术数据
负载 负载
检测电桥 A/D
负载 负载
报警输出
支路漏电流模拟信号转换成数字量，通过 RS485 接口上送给上级装置。具有不易受 环境温度影响，不对直流系统产生不良影响的优势，可单独应用于馈线支路较少的直 流系统。
FLR-23 可以同时采集 24 路 FCT-23 的漏电流信息，然后通过 RS485 接口上送 至上级装置。FLR-23 配合 FCT-23 使用，可以应用于馈线支路较多的直流系统。
CPU
通讯
图 1 系统原理图
WZJ-21 装置的技术指标如表 1 所示。 表 1 WZJ-21 微机直流绝缘监测装置技术指标
项目
技术 指 标
额定工作电压 工作电压范围 辅助电源输出 通信串口 开关量输入 开关量输出
220 (110、48、24) V
160V～300V（80V～150V，35V～60V，18V～30V）
许继电源有限公司
WZJ-21 微机直流绝缘监测装置
使用说明书(V1.1)
2011.09
C目录 ontents
1
概述
1
1.1
适用范围
1
1.2
型号说明
1
2
装置性能特点
1
2.1
系统设计特点
1
2.2
模块化设计思想
2
2.3
核心电路部分
2
2.4
开关量输入单元
2
2.5
开关量输出单元
2
2.6
人机接口界面
2
2.7
通讯功能
24V / 1.5A 1 个 RS485 / RS232，5 个 RS485；通信速率在 1200， 2400，4800，9600bps 之间可设；连接设备数量≤ 32 15 路，驱动电压 24V
7NO,1NC；5A / 250VAC（COSΦ=1）;1A / 220VDC （T=0）
3
WZJ-21 型微机直流绝缘监测装置
开关输入单元集成在 WZJ-21 装置内部，共 15 路，24V 电源驱动。对事件处理 迅速、实时、准确，增强了系统的可靠性并便于维护管理。
开关量输出单元集成在 WZJ-21 装置内部，共 7 路，大容量 DC 24V 继电器，确 保驱动能力，可直接进行控制 DC 220V 直流量。
新型人机接口界面，大屏幕点阵式真彩色液晶显示器，全汉字显示，分辨率 320×240， 窗口式界面，界面简洁美观，操作方便；触摸屏输入及菜单式设计，并具有强大的在 线帮助功能和组态功能，用户使用无后顾之忧，极大地方便了操作和维护。
5
WZJ-21 型微机直流绝缘监测装置
表 3 WZJ-21 装置辅助电源接口端子 A 定义
接口名称 端子号 代 号 定 义
备注
1
P＋ 直流正极 装置的工作电源，连接
工作
到直流母线上，推荐使
电源
2
P－ 直流负极 用 0.5mm2 的软线。
输入
通过接地端子连接到系
4
PE
保护地
统保护接地母线
24V 电源 输出
☆ 整个直流系统采用分散测量，集中管理的集散模式，这种设计思想使系统组成层 次分明，扩容方便、灵活。
☆ 监测绝缘信息无须向直流系统中注入任何信号，对直流系统无不良影响。 ☆ 能够抵抗直流系统对地大电容所造成的不良影响。 ☆ 所使用的智能互感器能够抗剩磁影响，可以长期可靠运行。
1
WZJ-21 型微机直流绝缘监测装置
18
7.17
时钟设定
18
7.18
密码修改
Hale Waihona Puke 197.19工厂设置
19
7.20
系统设置
20
7.21
馈电设置
21
7.22
馈线配置
22
7.23
CT 地址
23
7.24
支路调试
23
7.25
环路设置
24
7.26
校正测试
24
7.27
坐标修正
25
8
安装调试
25
8.1
通电前检查
25
8.2
在线查看
25
9
运输贮存
25
10
开箱及检查
☆ 具有 GPS 校时功能，B 码校时功能。
根据用户设定，本装置采用非平衡电桥或者平衡电桥原理进行检测。平衡电桥原 理根据直流智能互感器监测系统的漏电流，根据欧姆定律算出对地的电阻值。非平衡 电桥的原理是，切换电桥的状态，系统模拟平衡和非平衡两个状态，依据平衡状态的 正负母线对地电压和漏电流，非平衡状态的正负母线对地电压和漏电流，按照解算二 元一次方程组，计算出母线的正负对地电阻。系统默认工作在非平衡电桥模式下，如 图 1 所示。
WZJ-21 装置软件系统在综合了多年来直流系统的使用经验，加入了数据输入有 效性检查、浮动菜单的实现以及人性化的提示帮助功能。这些功能可以防止系统出现 令人难以预料的错误，在一定程度上减少用户的误操作，并帮助用户及时发现解决问 题。
☆ 在某些支路出现绝缘降低 ( 绝缘电阻值未达到用户所设定的告警门限值 )，但此时 母线由于多条支路并联引起绝缘告警，系统可以动态的显示绝缘降低支路的正负 母线对地电压信息和绝缘信息，便于用户及时进行排查，早日解除隐患。