1．概述

EP系統是一個能執行保護功能的全范圍數字保護裝置。根據模式也可以帶就地控制、遠方控制、電氣參數測量、自動化等功能，滿足當前和未來對變電和配電站自動化、控制及保護的需要。

本設備用于環網系統柜，集成于斷路器和熔斷器保護柜中使用。相對于傳統系統，本系統為集成式開關柜設計，帶來以下優點：

·避免電子設備使用額外的控制箱。

·在安裝開關柜時可減少中間連接環節，連接高壓電纜。

·無需配置直流屏及外部供電設備。

·允許工廠安裝、調整和測試整個保護設備，在安裝前每個單元進行完整的單元檢查，在交貨之前可對集成于開關柜中的設備進行后的系統試驗。

·同一模式寬范圍對功率等級實現保護。

EP保護、測量和控制系統設計滿足系統各自部分的國際標準及指導方針的要求：IEC 60255，IEC 61000-4，IEC 60298，IEC 60068，IEC 60044。

1.1特點概述

EP系統保護裝置，均具有一個微處理器來處理來自電流互感器的信號。微處理器經過去除瞬態變量的影響來處理電流測量值，同時計算執行保護功能須的測量值，從而確定來自設備參數瞬態值的電氣測量參數值。

保護裝置根據模式選擇，有常規的帶系統就地顯示、設置和操作按鍵的EPS-L，EPS-W ，EPS-S(根據安裝尺寸選擇)。有適用于戶外低溫環境，利用撥碼控制的EPS-B。兩種類型均預留就地和遠程通訊端口，用戶需求時需訂貨說明。

保護裝置使用具有高變比的電流傳感元件測量電流，因此可用同一設備寬范圍地保護功率定值。這些電流互感器或電流傳感元件，在各自功率范圍內具有同樣的等級。該系統配備記錄器用來儲存保護功能執行的后的脫扣信息。另外，操作的次數以及各種系統設置也被記錄。                                                                         

1.2系統部分

EP系統包括以下部分：電子繼電器，電流互感器，供電用電路和電源（依據模式）和脫扣裝置（包括單穩態脫扣裝置和雙穩態脫扣裝置）。

1.2.1 保護裝置

保護裝置按照模式可分為兩種類型。

一種為帶顯示類型，如EPS-L，EPS-S，EPH-W，此類型保護裝置配備一個顯示器和一個小鍵盤，用來顯示和修改保護、測量和控制設置。本保護裝置在“SET”按鍵設有，設置一旦確定就不被進一步改變，除非被解開。當發生分閘故障時，分閘原因，故障電流，分閘時間及發生的日期和時間一同記錄在顯示器上。系統錯誤如斷路器故障、溫控器連接錯誤，也會在保護裝置顯示，直到它們被重新設置。

一種為不帶顯示類型，如EPS-B。此類型適用于戶外低溫環境，保護功能的參數值均由DIP開關組來設定，同時配備LED指示燈來監測裝置是否工作正常。當裝置由外部電源或自供電源互感器供電時，LED指示燈點亮。在這種情況下，系統準備執行保護功能。    

兩種類型的保護裝置均預留正面RS-232通訊接口，側面RS-485接口。標準類型產品均只帶RS-232接口，用戶若需RS-485接口時，訂貨時需注明。型號的標準通訊協議為MODBUS，但其他協議也可實現。

1.2.2 電流互感器

電流互感器為高壓上使用的電流互感器，用戶可在以下兩種互感器選擇一種使用：一種為我司互感器具有保護和供電功能；另外一種可根據用戶自己選擇標準的5A或1A互感器。

用戶訂貨時需提供互感器的型號，電流比，準確級和額定負載。

1.2.3自供電電路和電源

自供電電路處理來自供電用電流互感器的信號，并把該信號轉變成DC信號以便地給設備供電。當電流在15A到630A范圍內時，互感器能持續給電路提供電源。另外，當發生至20kA的短路時，回路裝備有從互感器吸收出能量的保護功能。

裝置同時適用于外部電源，具有AC220V，DC24-48V電源輸入和10kV緣水平，因此回路能直接連接到變電站的低壓柜上以提供輸入。同時它也具有保護跳閘回路，以及用以在維護和檢查操作時注入電流進行功能試驗的連接端子。

1.2.4脫扣裝置

雙穩態脫扣裝置：該能量以12V的振幅、30ms的脈沖形式供給。在故障的情況下，這些脈沖以100ms的間隔重復以斷路器分閘。

單穩態脫扣裝置：包含DC24V，D8V，DC110V，DC220V脫扣裝置。

用戶訂貨時，需根據實際的脫扣線圈來選擇型號。 

2．保護功能

2.1過電流保護

保護裝置具有一個三相過電流保護單元(3×50-51)和一個接地保護單元(50N-51N)。執行的保護曲線由IEC60255參數規定。

保護裝置執行的過電流保護功能如下：

   ·相過流保護功能（51）

   ·序過流保護功能（51N）

   ·相速斷保護（50）

   ·序速斷保護（50N）

相間故障設置的曲線參數有以下意義：

   t(s) ≡脫扣時間

   I≡流經相的實際電流

   In.A≡額定電流設定

   I>≡容許的過載系數

   K≡曲線因數

   I>>≡短路（瞬時）電流因數

   T>>≡短路（瞬時）延遲時間

·NI，VI，和EI曲線的門檻電流值=1.1×In .A× I>

·DT曲線的門檻電流值=1.0×In.A× I>

·瞬時門檻電流值=In.A× I>×I>>

在相接地設置時，參數近似于相間故障設置。每個參數詳細如下:

To(s) ≡脫扣時間

Io≡序電流

In.A≡相額定電流設定

Io>≡容許的涉及相電流的相接地漏電因素

Ko≡曲線因數

Io>>≡短路（瞬時）電流因數

To>>≡短路（瞬時）延遲時間

·NI，VI和EI曲線的門檻電流值=1.1× In.A × Io>

·DT曲線的門檻電流值=1.0×In.A ×Io>

·瞬時門檻電流值=In.A× Io>×Io>> 

2.2溫度保護（外部脫扣）

設備具有一個數字式無源接點輸入以跳閘斷路器。

當無源接點接通至少200ms時，斷路器才脫扣。這樣就能避免了因為外部干擾而引發的脫扣。此項功能主要用在變壓器的過熱保護。

脫扣輸入與一個測量電力變壓器油溫的溫控器觸點連接。當設置點時，相應觸點閉合，從而使斷路器脫扣。相比傳統的線圈，具有無需連接到低壓電源的優點。傳統的線圈易導致控制回路過電壓的發生。

這種脫扣輸入也能連接到輸出接點，用于遠方終端控制、報警和輔助保護裝置的跳閘。

2.3 序保護

序保護是過電流保護的一種形式。它主要用于具有中性點緣或補償的電力系統，系統中相接地故障電流值取決于系統電纜的電容和故障發生點。總的來說，短電纜運行的中壓用戶設備確定一個保護裝置脫扣的小序電流門檻值，高于此值，保護裝置脫扣。

用覆蓋三相的環形鐵芯電流互感器探測相接地電流，不取決于各相電流的測量，了各測量互感器的誤差。作為規則，在任何接地電流設置小于額定相電流的10%的情況下，須使用此項保護（例如 400A額定相電流而相接地故障小于40A）。

但是，在長電纜運行（線路的一般運行情況）時，故障須根據電流方向（有方向的）來辨別。如果不考慮序電流的方向，電容電流可能引發非故障線路的跳閘。

提供的曲線有NI（一般反時限曲線），VI（甚反時限曲線），EI（反時限曲線）和DT（定時限）。參數設置同相接地故障過電流功能（2.1 過電流）設置一樣，但需把Io>系數Ig用安培直接設置的值替代。因此，這個于相間故障電流設置的參數，能調整到低的接地電流值。

·NI，VI和EI曲線門檻電流值=1.1 × Ig

·DT曲線門檻電流值=Ig

·瞬時門檻電流值=Ig × Io>>

3．測量功能

3.1 電流

EP系統測量所得的電流值對應于每一相電流值：I1，I2和I3。半個波中使用八個采樣點及五個連續半波的計算平均值。系統每秒更新測量數據。從5A到電流互感器額定功率范圍120%的測量均為1級。序電流的測量方式和相電流相同。

·電流測量：I1，I2，I3和Io

4. 應用

4.1變壓器保護

配電變壓器要求不同的保護功能。這些功能主要取決于額定功率和設備的性水平。一般來說，保護額定容量50kVA～2000kVA的配電變壓器，

應有以下保護功能：

·50≡相過流保護

保護回路中的相間短路或二次側端頭相間短路。當保護柜中沒有斷路器時，保護功能由熔斷器執行。

·51≡速斷保護

保護損壞變壓器的過載越限或線圈的匝間短路。

·50N≡序過流

保護相接地故障或相對二次線圈短路。

·51N≡序速斷

保護對地或對二次線圈的小接地電流故障。

·49T≡溫度保護

保護變壓器的油過熱。

上述保護系統功能如下：

4.2總線保護

用戶電力設備需要總線保護，發生故障時，將系統從正在運行的網絡中隔離。這樣，已運行的線路就不會跳閘，也不會影響其它用戶的電力供給。同樣當發生故障時，將用戶設備從有故障的電力網絡隔離開，從而保護用戶設備。

在此類保護中，能在變電站中檢測到的故障須在變電站中被檢測到，這樣故障能在線路跳閘前被清除。

·50≡過流保護                                            

·51≡速斷保護

·50N≡序過流

·51N≡序速斷

4.3 線路保護

線路保護是指當線路發生故障時將該線路從中隔離，而不影響其他線路。一般來說，它處理發生在主變電站或變電站和終端用戶間的故障。發生在電力系統這些區域的故障類型主要與線路的性質、電纜或架空線路及中性點接地類型有關。在架空線電力系統中，大多數的故障是暫時現象，因此多數線路發生重合閘。另一方面，這些架空線路在接地電阻大而序電流小的地方可能發生相接地故障。在這些情況下，須使用序中性電流檢測。這里不包括非暫時故障的地下電纜。此外，電纜有帶接地電容的缺點，接地電容意味單相接地故障含有容性電流。

l        50≡過流保護

l        51≡速斷保護

l        50N≡序過流保護

l        51N≡序速斷保護

5．電流互感器

EP系統可適用于標準的5A或1A電流互感器(穿芯式，澆注式，開啟式均可)。用戶訂貨時，提供電流互感器的型號，電流比，準確級和額定負載即可。

6．技術數據

6.1額定值

輸入電源        AC              220VAC±30%

                DC              24VDC…60DC±30%

        自供電源，I       >5A（雙穩態線圈）  

                          >15A（單穩態線圈）

        負載              <1VA

電流輸入       相電流        5A…630A（根據模式）

         接地電流          0.5A…50A（根據模式）

               熱/動穩定I        20kA/50kA

               回路電阻           0.1Ω 

度         時間設定          1%（小：20ms）

        測量/保護         1級/5P20

頻率           50Hz；60Hz   

輸出接點       電壓              380VAC，230VDC

        電流              16A（交流）

        開關電源          500VAC（電阻性負載）

溫度           工作              液晶：-10oC … +80oC

                                 撥碼：-40oC … +80oC

儲存              液晶：-25oC … +80oC

               撥碼：-40oC … +80oC

通訊裝置       正面DB9接口           RS232

           背面RJ45接口           RS485（5kV）

6.2緣試驗

IEC 60255-5      緣電阻              500VDC：>0.7Ω

緣試驗              2kVAC；50Hz;1min

電壓脈沖：普通        5kV;1.2/50μs;0.5J

/微調模式             1kV;1.2/50μs;0.5J

6.3 電磁兼容性

IEC60255-11      中斷                  200ms

                 波動                  12%

IEC60255-22-2    靜電放電              8kV

（IEC61000-4-2，IV級）

IEC60255-22-3    電磁輻射場            10V/m

（IEC6100-4-3，III級）

IEC60255-22-4    快速瞬時干擾          2kV

              （IEC61000-4-4）

IEC61000-4-5     浪涌試驗              4kV；2kV

IEC61000-4-6     無線電感應頻率        150kHz…80MHz

                 信號（EN50082-2）

IEC61000-4-8       磁場                 30A/m；50Hz

（EN50082-2）

EN50081-2/55011    輻射發射             150kHz…30MHz

           一類，

6.4氣候試驗

IEC60068-2-1    緩慢溫度變化　低溫   　-10oC；120min

                                        -25oC;960min

IEC60068-2-2    緩慢溫度變化  干燥   　+60oC；120min

                              高溫      +70oC;960min

IEC60068-2-3    濕熱循環                +40oC；92%；5760min

6.5機械試驗

IEC60255-21-1  振動試驗（正弦曲線）    10-150Hz；1g反應                 

振動試驗 （正弦曲線）   10-150Hz；2g強度

IEC60255-21-2      沖擊試驗 反應           11ms;5g

沖擊試驗 強度           11ms;15g

撞擊試驗 強度           16ms;10g

7．EP 保護，測量和控制模式

7.1模式及功能的描述

EPR保護裝置安裝在負荷開關熔斷器開關組合保護柜內。的保護功能由電子系統執行，但變壓器側的大電流相間短路例外。

EPS保護裝置設計用于進線保護及變壓器保護，它安裝在斷路器保護柜上，保護功能都有它來實現。

單個裝置能保護環網系統柜中50kVA到2000kVA的額定容量變壓器。

OP-可選

 7.2選擇和訂貨數據

 例如：對于帶有自供電源EP保護裝置，有曲線保護，速斷保護功能的真空斷路器柜，分閘線圈為DC24V，帶232通訊口和臥式柜門安裝，該訂貨數據是：EPS-S10A124.

 7.3試驗和維護

EP保護，測量和控制系統為運行時可以進行要的操作試驗和維護試驗而設計。在幾個試驗等級之間存在差別，使不中斷設備運行和進入開關柜的高壓電纜室成為可能。

· 電流試驗。這種情況即在設備退出運行時進行試驗，因為它包括了操作負荷開關和出線電纜接地。這時，輸入電流流經高壓電流互感器，以校驗在預置的時間內保護裝置分閘負荷開關。另外，查看顯示的脫扣信息和儲存的記錄。

執行該檢查的步驟如下：

-         分閘開關柜中負荷開關，然后將出線電纜接地

-         進入電纜室，然后將試驗電纜穿過電流互感器

-         連接試驗電纜到試驗電流輸入設備

-         分閘接地開關，操作至合閘位置，將彈簧儲能，取下操作手柄，開關柜準備分閘

-         接入試驗電流，檢查脫扣時間是否正確。查看出現的脫扣是否正確顯示

的電流互感器須做脫扣試驗以檢查完整系統的運行。