產(chǎn)品詳情
一、系統(tǒng)概述
HRS-2000 系統(tǒng)是應(yīng)用于變電站、電廠自動化系統(tǒng)和集中控制主站系統(tǒng)的開放式應(yīng)用軟件平
臺。運行于 WindowsXP/2000/NT/98 環(huán)境。HRS-2000 系統(tǒng)為電力二次設(shè)備生產(chǎn)廠家進行系統(tǒng)集成提
供了強大的工具，同時也適用于各級電力企業(yè)的保護及調(diào)度部門實施集中控制主站系統(tǒng)。
HRS-2000 系統(tǒng)不僅具備基本的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能，還包括微機保護設(shè)備的監(jiān)視、
信息采集及分析管理功能，并且具備與管理信息系統(tǒng)（MIS）互聯(lián)，構(gòu)成更大規(guī)模的信息系統(tǒng)的能
力。
HRS-2000 系統(tǒng)是集我們在 SCADA 系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)及保護信息管理系統(tǒng)方面的研究和
開發(fā)經(jīng)驗，并參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品，建立在最新軟硬件技術(shù)基礎(chǔ)上的綜合多功能的系統(tǒng)平臺，因
此可廣泛適用于各種電壓等級變電站、電廠自動化系統(tǒng)，并滿足不同管理部門對于信息的要求。
HRS-2000 系統(tǒng)在整體技術(shù)指標、可移植性、可擴展性、數(shù)據(jù)一致性、安全性、實時性等方面
都突破了以往同類系統(tǒng)的局限，在易操作、易維護及人機界面友好上也充分發(fā)揮了現(xiàn)代計算機技
術(shù)帶來的方便，其設(shè)計視野寬廣，因此可以滿足用戶多方面的需求。
HRS-2000 系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)分成管理控制層、通訊層和間隔層。管理
控制層提供廠站電氣運行的人機聯(lián)系界面，實現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備的功能，形成廠站電氣設(shè)備
的監(jiān)控、管理中心，并可與調(diào)度設(shè)備實現(xiàn)通信；通訊層實現(xiàn)在管理層和間隔層間及時、準確傳遞
數(shù)據(jù)，為確保系統(tǒng)安全、可靠，通訊網(wǎng)絡(luò)一般采用雙網(wǎng)方式，并設(shè)置專用通訊處理機；間隔層由
監(jiān)控、保護等設(shè)備構(gòu)成，在網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，間隔層設(shè)備能獨立完成對設(shè)備的監(jiān)控及保護功能。
1HRS-210D
數(shù)字式線路保護測控裝置
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二、主要特點
2.1 裝置采用多 CPU 結(jié)構(gòu)，保護模塊選用高性能 32 位 CPU，人機對話模塊選用專用 CPU，
增強了
可靠性，充分保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和運算速度。
2.2 保護模塊采用 16 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，測量模塊采用專用的 A/D 轉(zhuǎn)換器、精度高達 24 位，各項測
量計算指標輕松達到要求。
2.3 配置大容量的 RAM 和 Flash Memory，數(shù)據(jù)處理功能強大，可記錄 50 個錄波報告，具有掉電保持
功能。
2.4 保護功能由圖形化的邏輯編程實現(xiàn)，功能的變化不用修改系統(tǒng)程序，保護原理透明、可靠，裝
置的靈活性、穩(wěn)定性、可靠性大大加強。
2.5 面板配置 RS232 串行接口，可以進行邏輯編程也可聯(lián)接至計算機進行調(diào)試和分析。
2.6 獨立整定 32 套保護定值，定值切換安全方便。
2.7 高精度的時鐘芯片，并配置有 GPS 硬件對時電路，便于全系統(tǒng)時鐘同步。
2.8 高速串口通信接口，并集成了 MODBUS 標準通信規(guī)約。
2.9 精心的電氣設(shè)計，整機無可調(diào)節(jié)器件，實現(xiàn)了免調(diào)試概念設(shè)計。
2.10 完善的自檢功能，自檢定位至芯片。
2.11 強弱電隔離布置、獨立模塊設(shè)計，使裝置具有優(yōu)異的抗干擾性能，組屏或安裝于開關(guān)柜時不需
其它抗干擾模件。
2.12 完善的自診斷功能
2.13 防潮、防塵、抗振動的機箱設(shè)計
2.14 裝置采用背插式結(jié)構(gòu)，強弱電分離，所有強電回路可以直接接入裝置。
2.15 裝置采用全封閉結(jié)構(gòu)，采用低功耗 SMT 工藝，不僅適用于電力系統(tǒng)，還可以適應(yīng)化工、煤礦等
特殊行業(yè)。
2.16 跳合閘電流 0.5～5A 自適應(yīng)，對開關(guān)柜沒有特殊要求。
2.17 對于交流操作電源的場合，裝置通過內(nèi)部 24V 電源進行開關(guān)位置監(jiān)視，并配有完善的操作回路，
徹底解決交流操作問題。
三、技術(shù)參數(shù)
3.1 額定參數(shù)
3.1.1 額定直流電壓： 220V 或 110V（訂貨注明）
3.1.2 額定交流數(shù)據(jù)：
a)
相電壓
100 / 3 V
b)
線路抽取電壓
100 V 或 100 / 3 V
c)
交流電流
5A 或 1A（訂貨注明）
d)
額定頻率
50Hz
3.1.3 功率消耗：
a)
直流回路
正常工作時：不大于 15W
動作時：
不大于 25W
b)
交流電壓回路
每相不大于 0.5VA
c)
交流電流回路
額定電流為 5A 時：每相不大于 1VAHRS-210D 數(shù)字式線路保護測控裝置
3
額定電流為 1A 時：每相不大于 0.5VA
3.1.4 狀態(tài)量電平：
CPU 及通信接口模件的輸入狀態(tài)量電平
24V（18 V～30V）
GPS 對時脈沖輸入電平
24V（18 V～30V）
CPU 輸出狀態(tài)量（光耦輸出）允許電平
24V（18 V～30V）
3.2 主要技術(shù)性能
3.2.1 采樣回路精確工作范圍（10％誤差）
電壓：0.4 V～120V
電流：0.08In－20In
3.2.2 接點容量
信號回路接點載流容量
400VA
信號回路接點斷弧容量
60VA
3.2.3 跳合閘電流：本裝置跳合閘電流采用自適應(yīng)模式，無需選擇。
3.2.4 各類元件定值精度
電流元件：
< ?5%
電壓元件：
< ?5%
檢同期角度：< ?1?
時間元件：
0s-1s 時，誤差不超過 40ms；
1s 以上時，誤差不超過<±2.5％；
頻率偏差：
< ?0.02Hz
滑差定值：
< ?5%
3.2.5 整組動作時間(包括繼電器固有時間)
速動段的固有動作時間：1.2 倍整定值時測量，不大于 40ms
3.2.6 暫態(tài)超越
不大于 5%
2.2.7
模擬量測量回路精度
裝設(shè)專用測量子模件的測控裝置：
電流、電壓：0.2 級
功率、電度：0.5 級
3.3 絕緣性能
3.3.1 絕緣電阻
裝置的帶電部分和非帶電部分及外殼之間以及電氣上無聯(lián)系的各電路之間用開路電壓 500V 的
兆歐表測量其絕緣電阻值，正常試驗大氣條件下，各等級的各回路絕緣電阻不小于 100MΩ。
3.3.2 介質(zhì)強度
在正常試驗大氣條件下，裝置能承受頻率為 50Hz，電壓 2000V 歷時 1 分鐘的工頻耐壓試驗而無
擊穿閃爍及元件損壞現(xiàn)象。試驗過程中，任一被試回路施加電壓時，其余回路等電位互聯(lián)接地。
3.3.3 沖擊電壓
在正常試驗大氣條件下，裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點回路對地，以及回路
之間，能承受 1.2/50μs 的標準雷電波的短時沖擊電壓試驗，開路試驗電壓 5kV。
3.3.4 耐濕熱性能
裝置能承受 GB7261 第 21 章規(guī)定的濕熱試驗。試驗溫度+40℃、最大濕度 95％，試驗時間HRS-210D 數(shù)字式線路保護測控裝置
為 48 小時，每一周期歷時 24 小時的交變濕熱試驗，在試驗結(jié)束前 2 小時內(nèi)根據(jù) 2.3.1 的要求，測
量各導電電路對外露非帶電金屬部分及外殼之間、電氣上不聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻不小于
1.5MΩ，介質(zhì)耐壓強度不低于 2.3.2 規(guī)定的介質(zhì)強度試驗電壓幅值的 75％。
3.4 電磁兼容性能
3.4.1 靜電放電抗干擾度
通過 GB/T 17626.2－1998 標準、靜電放電抗干擾Ⅳ級試驗。
3.4.2 射頻電磁場輻射抗干擾度
通過 GB/T 17626.3－1998 標準、射頻電磁場輻射抗干擾度 3 級試驗。
3.4.3 電快速瞬變脈沖群抗干擾度
通過 GB/T 17626.4－1998 標準、電快速瞬變脈沖群抗干擾度Ⅳ級試驗。
3.4.4 浪涌（沖擊）抗干擾度
通過 GB/T 17626.5－1999 標準、浪涌（沖擊）抗干擾度 3 級試驗。
3.4.5 射頻場感應(yīng)的傳導干擾度
通過 GB/T 17626.6－1998 標準、射頻場感應(yīng)的傳導干擾度 3 級試驗
3.4.6 工頻磁場抗干擾度
通過 GB/T 17626.8－1998 標準、工頻磁場抗干擾度 5 級試驗
3.4.7 脈沖磁場抗干擾度
通過 GB/T 17626.9－1998 標準、脈沖磁場抗干擾度 5 級試驗。
3.4.8 阻尼振蕩磁場抗干擾度
通過 GB/T 17626.10－1998 標準、阻尼振蕩磁場抗干擾度 5 級試驗。
3.4.9 振蕩波抗干擾度
通過 GB/T 17626.12－1998 標準、振蕩波抗干擾度 4 級試驗。
3.5 機械性能
3.5.1 振動
裝置能承受 GB7261 中 16.3 規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的振動耐久能力試驗。
3.5.2 沖擊
裝置能承受 GB7261 中 17.5 規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的沖擊耐久能力試驗。
3.5.3 碰撞
裝置能承受 GB7261 第 18 章規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的沖擊耐久能力試驗。
3.6 環(huán)境條件
3.6.1 環(huán)境溫度：
工作：-10℃～?55℃。
貯存：?25℃～+85℃,在極限值下不施加激勵量,裝置不出現(xiàn)不可逆的變化,溫度恢復(fù)后,裝置應(yīng)
能正常工作。
3.6.2 相對濕度：
最濕月的月平均最大相對濕度為 90%,同時該月的月平均溫度為 25 ℃且表面無凝露。
溫度為+40℃時,平均最大相對濕度不超過 50%。
3.6.3 大氣壓力：86～106kPa（相對海拔高度 2km 以下）
4HRS-210D 數(shù)字式線路保護測控裝置
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四、工作原理說明
4.1 機箱結(jié)構(gòu)
裝置采用整面板形式、全密閉、防潮、防塵、抗振動的設(shè)計，確保裝置安裝于條件惡劣的現(xiàn)場
時仍具備高可靠性。機箱外形尺寸及開孔尺寸參見附圖。
4.2 交流插件
交流插件包括電壓輸入和保護電流輸入、測量電流輸入，不同型號的裝置配置電壓和電流輸入
元件的數(shù)目可能不同。交流輸入最大容量為 12 路。
4.3
CPU 插件
CPU 插件原理簡圖如下：
圖 3－1 CPU 模件原理示意圖
CPU 插件主要由以下幾部分構(gòu)成：
1) CPU 系統(tǒng)
CPU 系統(tǒng)由高性能的微處理器 CPU（32 位）、大容量的 ROM（512K 字節(jié)）、RAM（1M 字節(jié)）、
Flash Memory（1M 字節(jié)）等構(gòu)成，使該 CPU 模件具有極強的數(shù)據(jù)處理及記錄能力，可以實現(xiàn)各種
復(fù)雜的故障處理方案和記錄大量的故障數(shù)據(jù)。Flash Memory 中記錄的錄波報告、事件及保護定值等
運行配置信息在裝置掉電后均不會丟失。
2) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
本裝置的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由兩部分組成。
保護系統(tǒng)由高可靠性的 16 位精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器、多路開關(guān)及濾波回路組成模擬量采集系統(tǒng)，
A/D 轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)部具有采樣保持及同步電路，轉(zhuǎn)換速度快、采樣偏差小、功耗小及穩(wěn)定性好等特點，
本裝置的模擬量采樣回路無可調(diào)整元件，也不需要在現(xiàn)場作調(diào)整，具備高度的可靠性。
主機
CPU
串 口
控制器
隨機
存儲器
時鐘
系統(tǒng)
程序
存儲器
PC 機接口
人機對話
系統(tǒng) CPU
專用測量
轉(zhuǎn)換器
事件錄波
存儲器
輸入輸出接口
RS232
SPI
A/D 轉(zhuǎn)換
控制器
內(nèi)總線
端
子
信
號
母
板
信
號
出
口
信
號
、
告
警
輸
出HRS-210D 數(shù)字式線路保護測控裝置
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圖 3－2 A/D 系統(tǒng)原理示意圖
測量系統(tǒng)由專用測量芯片實現(xiàn)實現(xiàn)模擬量采集，測量精度高達 24 位，采用硬件技術(shù)解決因頻
率誤差而導致測量誤差增大的問題。測量系統(tǒng)具備測量精度單次調(diào)整后自動記憶的功能，在現(xiàn)場無
需再作調(diào)整。
3）開關(guān)量輸入及輸出部分
本裝置提供外部輸入的開關(guān)量 18 路，其中 11 路均為 220V 強電輸入，其余開關(guān)量由裝置專用
開入 24V 電源供電； GPS 對時用開入 1 路，該路輸入量可由內(nèi)部或?qū)Ｓ?24V 電源供電；所有開入經(jīng)
光電耦合器件接入系統(tǒng)。
本裝置提供的開出，一類是用于驅(qū)動出口及信號繼電器的，此種開出的+24 伏電源都是經(jīng)過本
裝置邏輯插件告警繼電器常閉接點閉鎖的；另一類用于驅(qū)動告警、呼喚及信號復(fù)歸等繼電器，其+24
伏電源是不經(jīng)過閉鎖的。本裝置本地告警信號及中央告警信號由兩種方式驅(qū)動：告警和呼喚，告警
用于檢測到必須閉鎖本 CPU 開出的致命異常狀況時，呼喚則用于不需閉鎖開出的情況，例如“PT 斷
線”等異常工況時。詳見邏輯繼電器插件說明。
4) 通信部分
本插件內(nèi)含通信速度極高、具備通用性接口的 RS485 芯片，RS485 為本裝置接入系統(tǒng)的主要通
信接口。
本裝置還配置了一個 SPI 接口用于與人機對話插件（MMI）通信，一個 SCI（標準 RS232 串行
接口）用于連接 PC 機，可以借助 PC 機的強大功能及配置的專用調(diào)試軟件包對裝置進行各種測試。
5) 時鐘回路
插件內(nèi)設(shè)置了硬件時鐘回路,采用的時鐘芯片精度高,并配有電池以掉電保持。本裝置還考慮了
硬件對時電路，接收 GPS 的脈沖對時信號。
另外，CPU 插件采用了多層印制板及表面封裝工藝，外觀小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，大大提高了裝置的
可靠性及抗電磁干擾能力。
4.4 電源插件
本插件為直流逆變電源插件。直流 220V 或 110V 電壓輸入經(jīng)抗干擾濾波回路后,利用逆變原理
輸出本裝置需要的直流電壓, 有 5V,＋12V,-12V,24V(1)和 24V(2)，2 組 24V 與＋5V(+12V,-12V)電
壓均不共地,且采用浮地方式,同外殼不相連。
a) +5V(+12V,-12V) 為用于 CPU 的工作電源
b) 24V(1) 為用于驅(qū)動繼電器的電源
c) 24V(2) 為用于外部開入的電源
為增強電源模件的抗干擾能力，本模件的直流輸入及引出端子的 24V 電源皆裝設(shè)濾波器。電源
模件電原理圖見附圖。
運放
低通濾波
A/D
轉(zhuǎn)換
微處理器
交流變
換模件
多
路
切
換HRS-210D 數(shù)字式線路保護測控裝置
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圖 3－3 電源模件原理示意圖
4.5 邏輯及跳閘插件
本插件內(nèi)包括邏輯繼電器及跳閘繼電器兩類。
1） 邏輯繼電器
邏輯繼電器由 CPU 插件經(jīng)光耦器件直接驅(qū)動，包括：出口回路開放繼電器 QDJ、跳閘繼電
器 TZJ、合閘繼電器 HZJ、遙控跳閘繼電器 CKJ1、遙控合閘繼電器 CKJ2、出口中間繼電器
CKJ4~CKJ7、信號繼電器 CKJ3、裝置異常告警及閉鎖繼電器 GJ、告警或呼喚信號繼電器 GJX、
信號復(fù)歸繼電器 FGJ 等。
QDJ 為出口回路總開放繼電器，本裝置內(nèi)用于跳合閘的出口中間繼電器，其負電源均經(jīng)該
繼電器閉鎖，該繼電器的設(shè)置可有效防止某路開出損壞時保護的誤動作。
告警繼電器驅(qū)動方式: GJ 繼電器為 CPU 自檢發(fā)現(xiàn)有嚴重異常情況，必須立即切斷本保護
出口電源的，驅(qū)動該繼電器。GJ 起動后一方面經(jīng)過其常開接點自保持，另一方面由其常閉接點
切斷 CPU 插件的 24 伏跳閘正電源，驅(qū)動 GJ 的同時也將驅(qū)動一個磁保持的信號繼電器 GJX，其接
點 GJX-1 用以點亮面板上本地告警信號燈，GJX-2 用于中央信號。
信號繼電器驅(qū)動方式:該類信號不需要切斷保護跳閘正 24 伏電源，直接驅(qū)動 GJX，由 GJX
繼電器的觸點分別給出當?shù)丶爸醒胄盘枴?
2）跳閘繼電器
跳閘繼電器主要由各種操作回路繼電器構(gòu)成，包括跳閘位置繼電器（TWJ）、合閘位置繼電
器（HWJ）、手動跳閘繼電器 STJ、跳閘保持繼電器 TBJ、合閘保持繼電器 HBJ 等。
跳閘、合閘保持電流的調(diào)整通過并聯(lián)于相應(yīng)繼電器線圈的二極管自動分流，達到跳、合閘
電流自適應(yīng)。本裝置考慮了棄用裝置內(nèi)部防跳回路而改用斷路器自身防跳回路的方式，只需分
別短接 TBJV 線圈和 TBJV 接點 5～6 即可。
開關(guān)電源
濾波器
直流輸入
＋5V
＋12V
－12V
＋24V（1）
＋24V（2） 外部開入用
裝置 CPU
工作電源
內(nèi)部開出用
TZJ
HZJ
CKJ
XJ
＋24V
24G
GJ
QDJHRS-210D 數(shù)字式線路保護測控裝置
4.6 人機對話（MMI）插件
人機對話（MMI）插件的核心為一高性能單片機，其主要功能是顯示保護 CPU 輸出的信息，掃
描面板上的鍵盤狀態(tài)并實時傳送給保護 CPU。對保護 CPU 而言，人機對話插件相當于是它的一個外
設(shè)。保護 CPU 與 MMI 之間通過 SPI 接口進行通信，其通信速率高達 2Mbps，且具有高度的可靠性。
采用此種配置方式，既避免了保護 CPU 大量的總線外引，提高了保護裝置的可靠性，提升了裝置的
性能價格比。
