KY-8100微机保护测控装置综述

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01 概述

KY-8100系列微机保护测控装置针对于35KV及其以下电压等级配电网用电系统、工矿企业用电系统、厂用电系统而设计，具备完善的保护、测量、控制与监视功能，为配电网系统、工矿企业用电系统、厂用电系统的供电安全及其自动化提供完整的解决方案，可有力的保证它们的安全稳定运行。

KY-8100系列微机保护测控装置按分布式原则、在间隔层按对象进行设计，可集中组屏安装，也可分散安装在开关柜上或者就地安装于户外开关场；可使用在变电站、发电厂、开关站、用户变的新建与改造工程，也可用在城市电网、楼宇等供电系统。

KY-8100系列微机保护测控装置包括以下装置种类： 对象 线路 型 号 名 称 适 用 范 围 说 明 35KV及以下电压等级小电流接地系统进线、出线和母联 35KV及以下电压等级备自投 KY-8120 线路保护测控装置 备自投 KY-8130 备自投装置 电容器 KY-8150 电容器保护测控装置 35KV及以下电压等级单Y型、双Y型、△型接线电容器 电动机 KY-8160 电动机保护测控装置 10KV及以下电压等级大中型异步电动机 变压器 KY-8180 变压器保护测控装置 35KV及以下电压等级配电变、所用变、接地变、整流变 PT KY-8190 电压保护测控装置 10KV及以下电压等级母线PT 02 主要特点

A．高标准的通用硬、软件平台：

采用TI公司150MIPS、8条流水线技术的高性能32位DSP处理器，配置大容量的RAM和Flash Memory，使产品具有强大的数据处理能力和记忆能力，重要信息掉电不丢失；专业的嵌入式操作系统保证装置安全、稳定、可靠运行。 B． 高精度测量表计系统

高精度数据采集系统，专业的模拟量采集调理电路，1600Hz的高采样率，结合高性能的数字滤波器和数据处理算法，使装置具有较强的精度性能，测量计及13次谐波。 C． 强大的通讯处理能力

RS485和eCAN现场总线接口，集成IEC103、CAN2.0等标准远动传输规约，支持双网结构，专门的通讯防雷技术，大大增强网络连接的可靠性和抗干扰性。 D． 友好的人机界面

大屏幕全汉化液晶显示器，操作简单方便，丰富的指示灯指示装置不同的工作状态。 E． 完善、可靠的诊断、测试功能

软硬件自动检测和监视，确保装置运行的高可靠性；完善的测试命令来实现对装置功能的测试。 F． 高标准的电磁兼容性能

对电磁兼容给予了极大的关注，从各个独立环节以及整体上进行电磁兼容设计，采用4U背插式机箱和特殊的屏蔽措施，通过国家9项电磁兼容试验，装置具有高可靠性。 G．现场免维护概念

精心的电气设计，整机无可调器件，软件自动修正装置的系统误差。 H．独立的操作防跳回路

根据用户的需要可以选择是否配置操作防跳回路，具有较好的灵活性和适应性。

03 技术指标

3.1 性能指标

环境 条件 工作环境温度：-10℃～＋55℃； 相对湿度： 月平均最大相对湿度为 90％，月平均最低温度为25℃且表面无凝露； 大气压力： 80kPa～110kPa。 西安开元电力自动化有限公司

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电气 绝缘 性能 机械 性能 电磁 兼容 性能 绝缘电阻： 用开路电压为500V遥表测定装置绝缘电阻值不小于100MΩ； 介质强度： 承受GB/T 14598.3-2006规定交流电压强电回路2kV、弱电回路1000V的介质强度试验； 冲击电压： 承受GB/T 14598.3-2006规定峰值强电回路5KV，弱电回路1KV的标准雷电波冲击电压试验。 振动： GB/T 11287-2000规定I级振动耐久能力实验和I级振动响应能力试验； 冲击： GB/T 14537－1993中4.2.1规定I级冲击响应试验，4.2.2规定I级冲击耐久试验； 碰撞： GB/T 14537-1993中4.3规定I级碰撞试验。 振荡波抗扰度： GB/T 14598.13-1998 / III级； 静电放电抗扰度： GB/T 14598.14-1998 / Ⅳ级； 射频电磁场辐射抗扰度： GB/T 14598.9-2002 /III级； 电快速瞬变脉冲群抗扰度： GB/T 14598.10-2007 / IV（A）级； 浪涌抗扰度： GB/T 14598.18-2007/ III级； 射频场感应传导骚扰抗扰度： GB/T 14598.17-2005/III级； 工频抗扰度： GB/T 14598.19-2007 / IV级； 传导发射限值： 符合GB/T 14598.16-2002规定传导发射限值要求； 辐射发射限值： 符合GB/T 14598.16-2002规定辐射发射限值要求。 3.2 技术参数

额定 参数 功率 消耗 电源电压： 交流电压： 交流电流： 频率： AC220V/DC220V； 100V或57.74V； 5A或1A（按订货要求）； 50Hz。 测量 精度 保护动作不大于20W； 交流电流回路：In=5A时不大于1.0 VA/相， In=1A时不大于0.5 VA/相； 交流电压回路：额定电压下不大于0.5 VA/相。 过载 能力 跳、合 闸电流 整定 范围 交流电流回路：2.0In连续工作，10In允许10s； 交流电压回路：1.2Un连续工作，1.4Un允许10s； 电源回路： 跳闸电流： 合闸电流： 电流范围： 电压范围： 低频范围： 80—110%额定电压连续工作。 0.5A ～ 8A自适应； 0.5A ～ 8A自适应。 0.1In～14In； 3.0V～120.0V； 45.0Hz～49.5Hz； 精工 范围 状态量电平 电压： 电流： 3.0V～120V； 0.1In～14In。 通信 端口 动作 误差 电流误差： ≤±5％或0.1A； 电压误差： ≤±5％； 延时误差： ≤±50ms或3％； 角度误差： ≤ 5.0°。 电压、电流： 0.2级； 功率： 0.5级； ≤±1％； ≤±1.0s/24h； 功率因数： 时钟精度： 电源回路： 正常工作不大于15W， 频率： ≤±0.01Hz。 RS485端口： 屏蔽双绞线； CAN端口： 屏蔽双绞线。 开入电平 +24V（+18 V～+30V）； GPS电平 +24V（+18 V～+30V）； 遥脉电平 +24V（+18 V～+30V）； 输出电平 +24V（+18 V～+30V）。 短时间范围： 0.0～30.00S 长时间范围： 0.0～100S。 04 系统结构

KY-8100系列微机保护装置采用CAN BUS和RS485现场总线作为对外通讯接口，现场总线具有通讯连接简单可靠、通讯速度快（CAN可达1Mbps、RS485可达19200bps）、通讯距离远（CAN最远可达10km）、通讯可靠性高、抗干扰强等优点。CAN BUS和RS485现场总线的通讯介质均为屏蔽双绞线，设备互相连接时采用手拉手方式，通讯线不能交叉分支，起始节点和终端节点应接入120欧姆匹配电阻，以减少终端匹配反射。

4.1适用于变电站/发电厂综合自动化系统典型结构图

变电站/发电厂综合自动化系统一般需要配置专用的通讯管理机，对通讯要求比较高的场合应该考虑配置双通讯管理机双机切换冗余的方式。

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电气操作员站电气工程师站五防工作站...调度中心100M以太网GPS变电站层通讯管理机ACAN BUS总线双机切换通讯管理机BRS485总线通讯层KY-8100保护测控装置KY-8100保护测控装置KY-8100保护测控装置KY-8100保护测控装置第三方智能设备间隔层 适用于变电站/发电厂系统结构图4.2适用于工矿企业系统典型结构图 工矿企业用电系统、厂用电系统一般采用工控机直接连接保护测控装置的方式，实现当地监控或

工业监控，如果系统中接有采用别的智能设备，可以考虑配置通讯管理机的方式。

当地监控工业监控监控层通讯管理机CAN BUS总线RS485总线KY-8100保护测控装置KY-8100保护测控装置KY-8100保护测控装置KY-8100保护测控装置第三方智能设备间隔层 05 功能描述 5.1 保护功能

适用于工矿企业系统结构图保护功能按对象设计，不同装置配以完善全面的保护、自动装置功能，具体详见各种类型装置。

5.2 测量表计功能

实时运行数据包括电流（Ia、Ib、Ic），电压（Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca），功率（ PQ、cos），频率（F）等，测量计及13次谐波，符合对RTU的要求。

、

5.3 遥信、控制功能

10路外部24V无源遥信、6路内部遥信、多路软遥信采集。

正常断路器遥控分闸、合闸操作，断路器的分合操作可以通过通信端口、保护屏柜上的KK操作手

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柄来执行，装置提供防止误操作的间隔闭锁功能，“远方信号”开入高电平时允许遥控，低电平时闭锁遥控，就地操作功能不受此开入影响。

提供4组定值管理功能，支持定值的修改、定值区的切换和拷贝功能，定值掉电不丢失，用户可通过通信端口或装置操作界面在线修改保护定值。

5.4通讯功能

提供RS485和eCAN现场总线通讯接口，最高通讯速度可以达到1Mbps，最远通讯距离可达10km，装置内部集成IEC103、CAN2.0、MODBUS等远动传输规约，支持双网结构，提高网络连接的可靠性，为用户提供完善的组网方案；专门的通讯防雷技术和通讯抗干扰技术使得装置通讯具有较强的安全性能和抗干扰性能。

5.5 事故记录分析和监视报告功能

装置操作监视记录、故障记录、事件顺序记录（SOE）；装置上电自诊断、装置运行自监视、虚拟测试功能、运行统计信息。 1）故障记录

装置在驱动跳闸出口接点、点亮面板相应指示灯，驱动事故信号接点以及发送故障报告的同时，记录故障时刻有重要参考价值的数据以便于故障分析。事故发生时，这些记录信息自动显示在装置界面，同时可通过通信端口实时传递。装置可保存最近32 次的故障记录（掉电不丢失），可通过装置操作界面或通信端口调阅，故障记录包含的主要信息有：

时标（ 日期、时间）、动作事件表（动作元件、动作时间）、运行数据（电流、电压、频率、相角）、运行定值、切换方式及保护元件压板等。 2）事件顺序记录（SOE）

装置实时监视记录动作事件、告警事件、开关输入、开关输出和保护投退压板的状态变化，记录事件发生的时标、原因和当前状态，可保存最近32次的SOE事件记录，可通过装置操作界面或调试工具软件调出浏览。 3）操作记录

装置记录最近16次对装置重要运行参数的修改操作和遥控跳合闸操作，记录装置操作的操作对象、发生的时间、数据的修改情况或操作原因，为事故追溯提供依据。 4）诊断功能

装置通过上电自诊断和运行自监视来实现装置的软硬件自检和监视，以确保装置运行的高可靠性。自检对象包括硬件关键部件（如模拟量采集回路、开关量输出回路、RAM、ROM）、硬件辅助部件（如后备电池、通信接口）和重要运行参数（如定值、软投退压板）等，当装置检测到任何异常状况时，将记录相应异常事件并驱动相关信号节点和 LED 指示灯，对于关键异常状况，装置将闭锁保护功能和重要开出回路，防止装置误动作。用户也可以通过装置提供的装置测试命令来检查装置的重要硬件回路，如交流回路、开入回路、开出回路等。

06 装置硬件

6.1 机箱结构

装置采用19/3英寸、4U标准机箱，整面板、背插式结构。整面板上包括大屏幕汉化液晶显示器、信号指示灯和操作键盘等。背板插件包括交流AC插件、CPU插件、操作防跳回路插件、电源及出口插件，液晶显示插件。

采用该结构具有以下优点：

1）各个插件模块功能独立，母板上只有5V和24V弱电连线，强弱电完全分开，全密封整机箱结构，大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰性能，提高装置可靠性和安全性。 2）装置在功能配置上具有很强的灵活性，方便根据需要更换或增加部分模件，便于扩充、生产、

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6.2 AC交流插件

具有8路完全相同的模拟数据采样通道，用于获取电压、电流信息。电压输入元件由电压变换器（TV）构成，电流输入元件由电流变换器（TA）构成。

6.3 CPU插件

CPU插件主要包括以下几个方面： A．CPU系统

高性能的32位DSP处理器，配以大容量RAM及Flash，具有极强的数据处理记忆能力。设置专门的E2PROM存储器保存装置运行参数，重要信息掉电不丢失。 B．数据采集

8路模拟采样回路，各个模拟通道实现完全同时采样保持，完整的保存各模拟输入信号的幅值和相角信息，具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点；本装置的采样回路无可调整元件，具备高度的可靠性。 C．开关量输入与输出

10路24V外部开入量采集回路，同时具有5路内部开关量采集回路，开入量采集回路经过专门的滤波抗干扰电路处理，大大提高了可靠性和抗干扰性能。

4路或6路空接点输出，开出信号经过逻辑电路编程给出，特意回避一个出口由一个信号控制，保证出口信号的绝对稳定可靠。 D．通信部分

RS485和eCAN通信接口，采用屏蔽双绞线作为通讯介质，支持双网，提高通讯的可靠性。通讯规约采用电力系统标准的103规约、CAN2.0规约。通信接口采用了专业的通信防雷电路。 E．时钟回路

装置内置硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持；装置支持网络对时。

6.4 电源出口插件

出口插件主要由继电器构成，提供4路或6路继电器空接点输出。继电器接点输出可以根据用户需要设置成是否经过启动继电器接点闭锁；每一组接点输出采用严格的多重化逻辑控制，保证接点输出信号的绝对可靠。出口的功能配置用户可以根据需要灵活配置。

电源模件采用交直流逆变电源，交直流220V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直流电压。

6．5操作回路插件

操作回路用于通过装置直接实现断路器的分、合闸，主要包括跳闸保持继电器（TBJ）、合闸保持继电器（HBJ）、防跳继电器（TBJV）。跳、合闸保持电流在0.5A~5.0A之间自适应。操作回路自带防跳功能，通过监视断路器位置实现对控制回路的监视；操作回路可选用交直流220V。

ZK开关接点图表角度1-23-45-67-8远方90--X--X就地0X--X--KK开关接点图表角度1-23-45-67-8分45--XX--0--------合45X----X

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AL/KM+3X01AN/KM-HBJTBJI-13X02合闸1LP合闸线圈手合ZK12KK123X03HBJ-1TBJ3X04跳闸手跳ZK122LPKK343X053X06TBJ-1跳闸线圈TBJI3X07TBJ-2TBJI-2

交直流220V通用操作回路

07 引用标准

KY-8100系列微机保护测控装置均按下列标准和规定进行设计、制造、检验和安装，所用标准均为最新版IEC和中国GB标准及国际单位SI制。

IEC255-5 《绝缘电压、冲击耐压测试》 IEC255-6 《高频干扰电压测试》 IEC529 《防护等级》

IEC255-22-2 《静电放电试验》

GB14285-93 《继电保护和安全自动装置技术条件》

GB50171-92 《电气装置安装工作盘、柜及二次回路施工及验收规范》 GB/T13729-92 《远动终端通用技术条件》 IEC255-22-4 《快速瞬变干扰试验》

GB/T14537-93 《量度继电器和保护装置》

GB6162 《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》

GB2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程A 低温试验》 GB2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程A 高温试验》 GB2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程A 温热试验方法》 NDGJ8-89 《火力发电厂、变电所二次接线技术规定》 DL5003-91 《电力系统调度自动化设计规程》 DL516-93 《电网调度自动化运行管理规程》

DL/T634-1997 《运动设备及系统 第五部分 传输规约 第101 篇 基本远动任务配套标准》 DL/T578-1995 《计算机监控系统基本技术条件》

DL/T478-1995 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》 GB50062-1992 《电力装置的继电器及继电保护和自动装置规范》 SD276-88 《静态比率差动保护装置技术条件》

电安生[1994]191 《电力系统继电保护及安全自动装置及事故措施要点》 DL/T587-1996 《微机继电器保护装置运行管理规程》 DL5002-91 《地区电网电力调度自动化设计技术规程》

GB/T13730—92 《地区电网数据采集与监控系统通用 技术条件》 GB-2889-98 《计算机站场地技术条件》 IEC255-21-1 《振动试验标准》

IEC255-21-2 《冲击和碰撞试验标准》 DL/451－91 《循环式远动规约》

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交直流220V通用操作回路

07 引用标准

KY-8100系列微机保护测控装置均按下列标准和规定进行设计、制造、检验和安装，所用标准均为最新版IEC和中国GB标准及国际单位SI制。

IEC255-5 《绝缘电压、冲击耐压测试》 IEC255-6 《高频干扰电压测试》 IEC529 《防护等级》

IEC255-22-2 《静电放电试验》

GB14285-93 《继电保护和安全自动装置技术条件》

GB50171-92 《电气装置安装工作盘、柜及二次回路施工及验收规范》 GB/T13729-92 《远动终端通用技术条件》 IEC255-22-4 《快速瞬变干扰试验》

GB/T14537-93 《量度继电器和保护装置》

GB6162 《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》

GB2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程A 低温试验》 GB2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程A 高温试验》 GB2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程A 温热试验方法》 NDGJ8-89 《火力发电厂、变电所二次接线技术规定》 DL5003-91 《电力系统调度自动化设计规程》 DL516-93 《电网调度自动化运行管理规程》

DL/T634-1997 《运动设备及系统 第五部分 传输规约 第101 篇 基本远动任务配套标准》 DL/T578-1995 《计算机监控系统基本技术条件》

DL/T478-1995 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》 GB50062-1992 《电力装置的继电器及继电保护和自动装置规范》 SD276-88 《静态比率差动保护装置技术条件》

电安生[1994]191 《电力系统继电保护及安全自动装置及事故措施要点》 DL/T587-1996 《微机继电器保护装置运行管理规程》 DL5002-91 《地区电网电力调度自动化设计技术规程》

GB/T13730—92 《地区电网数据采集与监控系统通用 技术条件》 GB-2889-98 《计算机站场地技术条件》 IEC255-21-1 《振动试验标准》

IEC255-21-2 《冲击和碰撞试验标准》 DL/451－91 《循环式远动规约》

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