1.概述

　　ZJJ-101C主從式系統為復雜的、多回路、多饋出柜的直流母線系統而設計，為母線和支路的絕緣狀況的實時在線監測提供完善的解決方案。

　　多饋出回路、多饋出柜的系統中，單主機所帶檢測回路數或者數量有限，或者導致屏間聯線過于繁復。ZJJ-101C系統采用分布式檢測，通過485串行總線連接各從機模塊同步工作，使系統接線簡單，工作可靠，并降低了總成本。

　　由于主機自身也帶有32回路檢測，也可單機使 用。全部模塊包括配套電源均使用導軌安裝。體積更小，適用性更強。

　　由于采用直流平衡電阻的檢測方法，不對母線產生任何交流或直流干擾信號，不會造成人為絕緣電阻下降，正常運行也不會導致母線對地電壓的人為躍變，因此適用于任意電壓等級的發電廠、變電站。

　　ZJJ-101C具有微型點陣液晶，重新設計了軟件功能，新的操作系統使人機界面極為豐富，操作使用更加方便。

　　針對雙段母線多饋出柜多回路系統，回路管理采用了創新的模塊分組管理方式，使用一個從機可以檢測一套饋出柜上的2段獨立母線的饋出回路，模塊現場設置和使用極為方便。

　　2.特點

　　模塊化標準工業控制器結構, 所有主機、從機、電源均導軌安裝，安裝維護簡便；

　　全漢字顯示介面，易操作，所有主要參數均可查閱；

　　ZJJ-101C主機自帶32回路監測，可獨立工作；ZJJ-101D從機帶32回路，主機最

　　多可外接251個從機，擴展至8064個回路。

　　直流平衡電阻檢測法, 無母線干擾；

　　支路快速檢測，所有從機同步檢測，巡檢時間短；

　　測量結果不受母線分布電容影響；

　　雙段母線過、欠壓單獨設定，更適用于同時監測控制母線和動力母線；

　　可自動/手動巡檢支路；

　　雙段母線混合分組的饋出回路管理系統，可現場將任意檢測回路定義至任一母線；

　　可自行配套及增減直流漏電流傳感器，配置靈活方便；

　　雙通訊接口全隔離，MODBUS/艾默生通信協議全兼容；

　　工業級工作溫度范圍。

　　3.功能

　　監測顯示  

　　雙段母線電壓值；

　　雙段母線正負端對地電壓值；

　　雙段母線正負端對地電阻值；

　　所有支路號,絕緣電阻值；

　　報警項    

　　母線絕緣報警；

　　支路接地報警；

　　母線過、欠壓報警；

　　從機通信狀態

　　母線巡檢提示

　　4.工作原理

　　本裝置采用直流平衡電阻探測法，原理見下圖。正常狀態下的平衡電阻是電壓檢測分壓電阻，這時正、負母線對地電壓V+和V-相等。當有接地電阻RL+、RL-存在時，只要V+和V-之差大于設定值，裝置自動接入兩個150K平衡電阻，這將矯正偏離的平衡電壓，測量取得此時的V+’和V-’；根據V+、V-、V+’、V-’，即可求出正負母線的絕緣電阻RL+、RL-。這種檢測方法不破壞母線對地的平衡狀態，不影響母線的任何運行狀態和性能，而且可以實現快速的測量。

　　當母線絕緣電阻小于設定值而報警后，裝置延時后自動進入支路巡檢狀態。并同時進入支路顯示界面。

　　支路檢測原理：先檢測電流傳感器的零漂電流I，然后K1閉合接入阻值更小的平衡電阻R+、R-，只要RL+和RL-不相等，漏電流便有變化而得電流值I’，兩者之差與實際漏電流成正比。根據平衡電壓的變化值，檢測出每個回路的漏電流值，可求出支路絕緣電阻RL+，RL-。這種原理可以避免漏電流傳感器零漂的影響。

　　檢測控制策略上采用累進積分式判定法，即當母線對地電壓失衡后，對母線和支路的檢測只進行一次，只有當接地狀況進一步變化，或者恢復，引起電壓繼續變化時，才喚起第二次檢測，以避免頻繁接入電阻，影響母線運行。

　　當母線接地從故障中恢復后，裝置會自動運行一次支路巡檢，用以恢復故障報警的支路。

　　由于擁有完善詳盡的運行策略，裝置完全可以在無人干預下全自動運行。現場人員在母線維修的全過程中不必對其進行任何操作，同時自帶顯示界面可以為維修過程提供完善的數據參考。

　　5.技術參數表

        

參 數	符號	測試條件	最 小	典  型	最 大	單 位
輸入電壓等級	Vin			24,48,110,220		V
輸入電壓范圍	Vf		80%Vin		140%Vin	V
電壓測量精度		Vin=Vf			±0.5%
母線電阻范圍	Rm	Vin=Vf	0		999	KΩ
母線電阻精度					±5%
支路電阻范圍	Rz	Vin=Vf	0.0		100.0	KΩ
支路電阻精度					±5%
主機/從機支路數量	N		0		32
額定功耗主機/從機	Po			2/1		W
工作溫度范圍	Tj		-10		50	℃
報警觸點容量	Pf	直流無感			220V0.2A

　　6.系統結構

　　作為復雜檢測系統，本裝置使系統的總體結構設計趨于最簡化。理解此結構有助于更好的了解如何布線和操作。結構圖如下

　　主機本身自帶點陣液晶顯示和操作鍵盤，可以獨立工作。從機不帶顯示單元，只帶有工作狀態指示燈。在上圖顯示了一個一只主機和3個從機組成的典型系統，由此可以衍生出其他組合：例如單主機系統，單母線系統，最多252個從機的巨系統等，都可在此基礎上刪減而成，系統連接完畢后，只需在主機上通過鍵盤設定即可。

　　主機上自帶32個漏電流傳感器輸入回路，即可以檢測32個饋出回路；每個從機上也帶32回路。對于主機或者任意從機而言，可以在32個回路以內任意設置有效回路，在同一個模塊上，可以指定某些回路用于1段母線，其余回路用于2段母線。但回路順序必須連續。例如2號饋出柜有1段母線的8個饋出回路，2段母線的9個饋出回路，則設置此從機的1段母線有效順序號為1-8，二段母線有效順序號9-17,其余饋出回路將不被檢測和顯示。

　　母線的有效順序號也可設置成“無”，此主機或從機將完全用于另一段母線的饋出回路檢測。有完善和易于理解的設置界面完成這些設置功能。在支路數據顯示時，設置無效的支路將被忽略。支路數據顯示按照從機地址號分組，可以輕松地定位故障回路。

　　在主機上錯誤的饋出回路軟件設置可能導致漏檢，但通常情況下不會導致嚴重的誤報警。

　　7.操作面板說明

　　1.主機面板，如下圖

　　主機上有LCD顯示屏和3個按鍵，以及8個指示燈。

　　LCD是微型高精度點陣寬溫液晶，藍色背光。

　　按鍵分別是“上”“下”“支路/設定”，相應功能在操作說明中詳解。

　　上電則電源指示綠燈亮。任何異常參數如果被設定允許報警，報警指示紅燈亮。如果蜂鳴器被設置打開，同時發出斷續訊響信號。報警繼電器觸點閉合。

　　6個綠色通信狀態指示燈用于監測上位機和從機2個通信口的狀態。這些指示燈接于硬件級別，不受本機CPU控制。當本機接收串口數據時，接收指示燈閃爍；當本機CPU發送數據時，允許和發送指示燈閃亮。接線錯誤也可能導致接收指示燈常亮，這樣便于掌握通信口的接線和查找故障。

　　面板上標示出接線端子號，端子接線定義見后面章節。

　　2．從機面板，沒有按鍵和顯示，如下圖：

　　面板上只有3個指示燈，分別表示工作狀態、通信的接收、發送指示，都是綠燈。

　　主機在每個循環依次尋呼所有從機，確定從機的工作狀態，這時接收指示燈閃爍。被選中的從機依次啟動發送數據，相應發送指示燈閃爍。在主機屏幕上給出故障從機號的提示。也可以在“從機狀態”界面讀出所有從機的通信狀態，參見工程附件文檔。

　　狀態指示燈有3種閃爍頻率：最慢、中速、高速。

　　最慢的閃爍表示所有外接傳感器正常，并且本身工作者正常；也對應所有端子沒有外接傳器的情況

　　中速閃爍表示有外接傳感器的零漂電流超差，大于1mA;由于系統可以自校準，這未必代表傳感器故障，只是一種提示，有可能是由未精調或者現場的磁場影響所致。

　　可以在主機的“支路測試”界面監測并讀出所有傳感器的零漂電流，參見工程附件文檔。

　　當從機收到主機的巡檢指令，開始檢測所接傳感器的偏移電流時，狀態指示燈高速閃爍，并只維持10秒左右。

　　地址標記欄用于標記出廠時的從機地址，從1開始遞增。左邊的2進制標記欄給出從機內部撥碼開關的相應位置，用于參照。用戶也可以自行改變撥碼設置。卸掉從機上罩，從左到右按從高位到低位的順序讀出或改變撥碼盤。

　　同一系統的任何2個從機的地址不能相同，否則將產生通信沖突，產生檢測錯誤。

　　面板直接標示出端子號和接線定義，也可以參照后面章節的詳解。

　　7.操作說明

　　本機有“上”、“下”“設定/支路”3個按鍵，所有功能和設置均可通過此3個按鍵完成。

　　按鍵功能分常態監測和設置兩部分，以下分別描述：

　　1．常態主監測界面

　　按“上”“下”按鍵在1段/2段主參數顯示之間切換。如下圖

　　按“設定/支路”按鍵在支路電阻數據界面和主監測界面之間切換，支路電阻數據每頁顯示某模塊的16個支路，屏幕最左邊有模塊地址號的提示碼。這個界面如果無鍵操作，將自動在2分鐘后返回主監測界面。

　　下圖是一個有1個從機的系統的例子

　　進入顯示支路電阻界面后，按“上”“下”順序顯示主機和各個從機的支路電阻。

　　在任何情況下，再次按“設定/支路”，返回主監控界面。

　　在多從機時，可以按住“上”“下”鍵，來加速翻頁。

　　超過報警設定值的參數被反黑顯示，以明確提示。

　　2.設定界面

　　如下圖示操作界面，長按“設定/支路”鍵，可進入參數設定界面；在任何設定界面，長按“設定/支路”鍵，將會返回主監測界面。

　　如果2分鐘內無操作,設定界面也會自動返回主監測界面。

　　進入設定（1）界面后，接著按“支路/設定”按鍵，注意不是長按，只需點擊，即可切換激活的設定項，激活的設定項被反黑顯示。本頁全部選項切換完畢后，會自動翻頁進入下一個設定界面，并依次循環。

　　按“上”“下”可改變激活項的設定值。長按“上”“下”可以加速數值的變化。

　　如果選中相應的功能或者進入下一級菜單，也用“上”或“下”鍵來執行。

　　有關設定界面和選項的解釋：

　　設定（1）界面：

　　雙段母線的過欠壓值是分別單獨設定的，這樣不僅適用于雙控制母線隔離的系統，也適用于分別監測控制母線和動力母線的單母線系統，而且可以對控制母線和動力母線的饋出回路分別單獨檢測和計算，精度更高。

　　依顯示的對應關系分別可設定1段和2段的過、欠壓數值。

　　母線電阻是母線接地的報警閾值，單位千歐。系統在監測到母線對低電壓失衡后，自動檢測母線接地電阻。如果接地電阻沒有變化，那么檢測只進行一次。

　　監測到的接地電阻小于此設定值后，報警將在延時后發出，延時時間可在工程菜單里設定。出廠默認延時時間在1分鐘左右。這個用來區分偶發的瞬間接地，避免誤報。

　　設定（2）界面：

　　“支路下限”單位也是千歐。當檢測到母線電阻低于設定的報警母線電阻值，并且延時、報警后，再延時設定的時間，才進入支路巡檢。即使針對最多的支路數量，由于全部模塊進行并行工作，檢測時間也不多于1分鐘。

　　如果檢測到任一支路的接地電阻值小于此支路設定值，系統立刻報警。

　　支路和母線報警值分別單獨設定，可以避免誤報并提高監測的敏感度，并避免頻繁檢測對母線運行的影響。

　　“外接模塊”設定用于確定外接從機的數量。主機從地址1開始循環掃描各個從機，外接模塊的設定決定了掃描從機的總數。

　　如果從機的通信連接斷開或者掉電等，會導致從機無應答，主監控界面會反黑顯示故障的從機地址號，提示操作人員檢修，但不會啟動報警。多個從機的故障則循環顯示，直至故障恢復，提示將自動消失。如下圖，提示3號從機故障。

　　“雙段有效”可在“雙段有效”、“1段有效”、“二段有效”之間切換。這3個設置分別對應3種母線的巡檢方式。可以單獨設定1段和2段有效，使用靈活性很強。

　　“支路設置”具有下一級菜單，是個表格式菜單，可以查看和定義所有從機的有效支路數量和1、2段支路的分配。如下圖：

　　在這個界面，按“支路/設定”鍵可以向下切換翻閱并反黑各個設定值，每頁顯示3個從機模塊的支路號設定。例如在這個圖示例子中，主機和從機都是在1段分配1-16號支路漏電傳感器，2段分配剩下的17-32號傳感器。

　　按住“支路/設定”按鍵，可以反向切換選擇設定項。

　　按“上”“下”按鍵，改變設定值。

　　按住“上”“下”按鍵，返回主監控界面。

　　1分鐘內無鍵操作，自動返回主監控界面。

　　可以任意設置主機和所有251個從機模塊的支路分配,但只有在“外接模塊”中，設置有效的模塊才會在支路巡檢中有效。同時，如果只設置了1段母線有效，那么所有的2段支路設置也不會起作用；同理，當設置2段母線有效時，被設置的1段支路也不會被檢測。

　　“電壓監測”可選擇開或關，關閉電壓監測，系統將不會發出任何被測電壓的過欠壓報警，也即電壓監測功能失效。但屏幕上仍然反黑顯示母線過壓或欠壓，只是報警燈和蜂鳴器，以及輸出繼電器，都不會因電壓異常而動作。

　　設定（3）界面：

　　“蜂音”開關出廠默認關閉，打開后，報警時發出斷續急促類似莫爾斯碼的蜂音。

　　地址、速率定義了主機的外接上位機串口。默認96，即60H，速率9600。奇、偶、無檢驗對應不同的上位機設定。還可設成“華為兼容”，用以兼容其它廠家的主機RTU。

　　“屏幕對比度”分20級可調，直接按“上”“下”鍵改變設定值的同時即可觀察對比度效果。一般用出廠設定值10即可應付大多數溫度狀況。

　　設定（4）界面：

　　“巡檢”選中后，按“上”“下”可進入支路巡檢過程，這與同時按下“上”“支路/設定”鍵效果是一樣，即手動巡檢。巡檢完畢停留于支路電阻界面，如長時間無操作，再自動返回主監測界面。

　　這個界面的余下選項都是用于工程設定和系統工作狀態和參數的監視，對通常用戶意義不大。可以參見后附的工程師手冊，有對全部參數意義的解釋。

　　3.巡檢

　　同時按“上”、“設定/支路”按鍵可在稍作延時后，巡檢并顯示所有支路電阻。

　　巡檢過程有系統的動作提示，這是個全自動的過程，具有極好的魯棒性。如下圖：

　　巡檢結束后，疊加在顯示界面上的提示會自動消失。

　　如果在巡檢的通信過程中有從機發生無應答故障，會有相應的提示，如下圖：

　　上圖提示3號模塊巡檢中通信故障。故障模塊的全部支路電阻將自動被當作999K，也就是忽略其檢測結果，以免引起誤報警。

　　由于采用了多線程的軟件控制技術，支路巡檢過程中也可以進行其它的鍵盤操作、設定等，但巡檢的提示將一直存在，直至巡檢結束自動消失。

　　7.機械特性

　　主機外殼尺寸：長X寬X高 =155X112X60mm 標準35MM導軌安裝，最短安裝導軌長度：150MM

　　從機外殼尺寸：長X寬X高 =145X95X40mm 標準35MM導軌安裝，最短安裝導軌長度：140MM

　　9.接線說明

　　1.主機的接線端子圖和定義

　　2.從機的接線端子圖和定義

　　10.漏電流傳感器和電源模塊

　　1.漏電流傳感器

　　本系統使用直流漏電流傳感器，默認變比10mA/5V,按主回路線徑要求決定穿孔直徑。正負母線同時穿過電流傳感器，母線的穿向按傳感器外殼標示，箭頭所指應為負載方向，也即正向的漏電流使傳感器輸出為正，穿向裝反會導致無法系統檢出此漏電阻。

　　按此規格可選擇任何廠商的漏電流傳感器，選擇其它的變比則需要訂貨前聲明。本公司也提供相應的配套。

　　必須使用外附電源變換器為電流傳感器供電，主機和從機本身無法提供傳感器的電源。本公司提供相應的電源變換器，也可自行配套此傳感器的電源。

　　一般情況下，傳感器供電電壓是±12V。電源變換器-電流傳感器-主機接線如下圖：

　　2.電源變換器

　　本公司提供的電源變換器如下圖示，標準導軌安裝，全金屬屏蔽外殼。

　　外形尺寸：120X73X40mm，最短安裝導軌長度：70mm。

　　電源輸入范圍：AC/DC110/220V/265V

　　輸出負載能力：±12V 0.5A 15W

　　一般廠商的漏電流傳感器電流消耗約10mA，一般情況下最少可滿足40個傳感器的電流需要，每個主機和從機的最大傳感器數量是32，因此可每個配套安裝一個電源變換器。

　　如果自行配套的漏電流傳感器，請參閱其靜態電流決定電源變換器的數量。

　　工程手冊：

　　有關工程選項的說明

　　工程顯示用于對系統工作狀況的監視和設定，了解這些內容有助于分析異常的系統狀態。

　　1. 支路測試

　　下圖示例2個支路測試界面,分別表示主機的所有漏電流傳感器數值。

　　按“上”“下”鍵翻頁，每頁顯示16個支路漏電流傳感器的數值。

　　按住“上”“下”鍵，則一次可以翻過10頁，即加速翻頁。

　　按“支路/設定”鍵返回主監測界面。

　　這個界面不會自動返回，調試結束必須通過按鍵返回主監測界面。

　　 在這個狀態下，主機持續掃描自身和設定有效的從機的所有支路傳感器數值，并在屏幕上顯示。在通常情況下，這是所有傳感器的實時靜態零漂數值。可以對每一路傳感器人為制造接地電流，用以觀察傳感器以及本系統電路是否正常。

　　電流的單位是mA，傳感器按照從主機1-32號回路，1號從機33-64號回路，2號從機65-96號回路統一編址。

　　能觀察到所有傳感器，直到8064號傳感器的數值，但只有被設定有效的從機的數值才被掃描。如果某從機通信中斷，或未被設定有效，則其所有傳感器數值被初始化為0。

　　某個傳感器的零漂過大，未必表示其工作失常，可能是由環境磁場或未被校準而引起。可以在此界面，通過改變其穿孔漏電流來觀察其輸出變化，確定其好壞。

　　1. 工程

　　這是一個內部參數設置界面，放置了一些重要的設置參數，包括一些預留參數。不建

　　議修改出廠設置，除非有需要并且讀過以下內容明確這些參數的定義。

　　界面圖：

　　所有灰色標示的參數可以通過按“支路/設定”鍵依次反黑選擇，然后用“上”“下”鍵改變數值或者進入功能。長按“支路/設定”或者選擇“返回”可以返回主監測界面。

　　1分鐘左右無鍵操作，會自動返回主監測界面。

　　理解這些參數必須明確系統的工作過程。

　　系統不斷檢測雙段母線的對地電壓，當此電壓失衡后，延時并確認一段時間，投入平衡電阻，檢測母線總接地電阻。從電壓不平衡到投入電阻檢測的延時時間由“失衡”系數確定。在目前的設計中，延時被固定為1個軟件周期，這個參數被忽略。

　　如果檢測到母線接地電阻小于設定閾值，延時一定時間，以確認接地后，系統才開始巡檢支路。這個延時時間由“巡檢”這個參數確定。

　　同上，如果檢測到母線接地電阻小于設定閾值，相應的報警也要延時一段時間用以確認故障，這個延時時間在“接地”參數里設置。

　　巡檢支路結束后，如果發現有支路的接地電阻小于支路報警閾值，系統將立刻報警。如果報警后，接地被檢修并修復，平衡電壓將進一步變化，或者母線對地電壓恢復平衡。針對平衡電壓的繼續變化，系統視為接地阻值的變化，將啟動另一次母線電阻-支路電阻的巡檢過程；但如果母線對電壓恢復平衡，系統將經過延時后自動啟動一次支路巡檢過程，將所有支路的接地阻值刷新。這個延時參數在“恢復”參數中被設置。

　　在目前的軟件設計中，“恢復”參數被忽略，延時參數被固定為1。

　　“電壓”參數用于確定從母線總電壓超過或低于設定窗口值后，系統報警的延時時間。同時“電壓監測”選項必須設置為“開”，否則不會報警。

　　“ERAM”是系統的擴展RAM，系統在具有ERAM時，最多能連接251個從機，否則只能連接12個從機。這個選項通常取決于訂貨的要求。如果系統主機板上沒有ERAM，而連接了12個以上的從機，并設置了“ERAM”選項為“有”，則地址超過12的從機無法得到正確的監測結果。

　　所有的延時參數都是以軟件的循環周期為單位，一般情況下約3秒鐘。

　　3.從機狀態

　　界面如下圖示：

　　每個頁面顯示16個從機的通信狀態。0000號代表主機自身的支路檢測模塊，以下0001-0251分別代表1-251號從機。AA代表此從機模塊通信正常，并在其后跟以對號；其他數值都表示通信異常，并用問號跟隨。圖示表示只有1號從機模塊通信正常。

　　用“上”“下”鍵翻頁，按“支路/設定”返回。

　　這個界面在1分鐘無操作后返回。

　　1. 支路數據

　　在支路數據界面可以查看得出所有支路電阻數據的計算依據，也可用于查看系統巡檢

　　的數據結果。

　　如下圖示，第一個界面顯示所有的電壓數據。這些數據是用來計算支路電阻的共用數據。

　　V1+:1段正母線靜態對地電壓；  V1-:1段負母線靜態對地電壓

　　V1++:1段正母線對地偏移電壓  V1--:1段負母線對地偏移電壓

　　V2+:2段正母線靜態對地電壓    V2-:2段負母線靜態對地電壓

　　V2++:2段正母線對地偏移電壓  V2--:2段負母線對地偏移電壓

　　在此界面按“上”“下”鍵翻頁，可以瀏覽所有支路數據。按“支路/設定”鍵返回主監測界面。按住“上”“下”鍵則一次可以翻過20頁數據。

　　支路數據如下圖：

　　每頁顯示8個支路數據。所有支路從主機開始，再按從機的地址號統一編址。以第一行數據舉例：0001代表主機上第一個支路，999是此支路的接地電阻值，-00.2是此傳感器的靜態漏電流數據，-00.1是此傳感器的偏移電流數據，最后的00是此支路的故障標志，00表示無接地報警，第二行的01代表此支路的阻值已經超出閾值而報警。

　　可以查看所有支路的數據，支路數和母線的設定情況不會影響顯示。

 

　　此界面在1分鐘無操作后自動返回主監測界面。