三遙型饋線(罩式)終端

1. 特點

終端以高性能32位微處理器為硬件開發平臺,以高效嵌入式實時操作為軟件開發平臺。其具有以下鮮明的技術特點:

1.1. 平臺化核心模塊設計

平臺:統一的嵌入式軟硬件組合平臺(CPU采用自主開發的32位主板,主頻可達到180MHz信息處理容量大的硬件平臺和嵌入式多任務實時操作系統的軟件平臺),支持高速以太網總線以及CAN總線,接口容量大。

存儲:大容量的FALSH及RAM,可以記錄位置、事故遙信變位SOE等事件順序記錄、極值記錄數據當地存儲,時間不小于1個月,支持歷史數據補充上傳。

1.2. 通信方式、通信規約多樣化配置

接口類型

數量

接口參數

支持的通信規約

RS232/RS485接口

1個

波特率:300~115200bps可調

每個串口可以靈活配置通信參數以及通信規約

101

DNP3.0

MODBUS等

以太網網絡接口

2個

10/100M自適應,自動極性識別

104等

?

硬件配置:獨立通信管理模塊,硬件配置支持主備互換,冗余設計。

軟件配置:支持多種通信方式和多種通信規約,可同時與多個不同級別的主站通信。

1.3. 智能化電源管理

  • 電源實時監視,交流失電及電池欠壓告警。

  • 電池在線管理,支持手動、自動及遠方活化。

  • 電池充放電保護,低于放電關斷點時自動切斷電池供電。

  • 可為終端、通信設備、遙信、遙控提供多種工作電源,有輸出短路保護。

  • 支持接入鉛酸蓄電池、鋰電池。

1.4. 維護方便多樣

  • 預留WEB接口,可隨時使用WEB瀏覽器進行工況顯示和簡單數據定制。

  • 提供各種指示燈指示運行狀態。

  • 提供遠程和本地維護接口,運行人員可在本地或主站等遠方對其進行維護。

  • 支持手持無線維護,可以方便的進行調試。

1.5. 環境適應能力強

適應嚴酷環境,工作溫度-40℃~+70℃,防磁、防震、防潮。

電磁兼容可以達到4級及以上要求,可適應強電磁環境。

2.主要技術指標

2.1. 機械及環境參數

2.1.1. 環境參數

?? 溫度:-40℃~+70℃保證正常工作;

?? 環境溫度最大變化率:1℃/min;

?? 濕度:5%~lOO%;

?? 最大絕對濕度:35g/m

?? 大氣壓力:70~106kPa;

?? 海拔高度:不大于2000米;

2.1.2. 機械性能

?? 機箱防護性能:防護等級不低于GB/T4208規定的IP65級要求;

?? 工業級產品:溫度范圍(-40℃~+70℃),防磁、防震、防潮、防雷、防塵、防腐蝕;

2.2. 電氣參數

2.2.1 額定數據

?? 直流電壓:?????? 24V;

?? 交流電壓:?????? 220V;

?? 頻??? 率:?????? 50Hz。

2.2.2 功率消耗

?? 交流電壓:?????? <0.5VA/相;

?? 交流電流:?????? <0.5VA/相;

2.2.3 過載能力

?? 交流電壓:?????? 2倍額定電壓:連續工作;

?? 交流電流:?????? 2倍額定電流:連續工作;

10倍額定電流:10秒。

20倍額定電流:允許1秒。

2.3. 主要技術指標

2.3.1. 交流采樣

?? 電壓輸入標稱值:220V/100V? 50Hz。

?? 電流輸入標稱值:5A 。

?? 交流電壓電流采樣精度: 0.5級。

?? 有功功率、無功功率、功率因數采樣精度: 1.0級。

?? 在標稱輸入值時,每一回路的功率消耗小于0.5VA。

?? 在所規定的標稱值范圍內,線性誤差不超過±0.5%。

?? 短期過量交流輸入電流施加標稱值的2000%(標稱值為5A),持續時間小于1s,系統工作正常。

?? 短期過量交流輸入電壓施加標稱值的200%(標稱值為100V),持續時間小于1s,系統工作正常。

?? 故障電流的輸入范圍為10IN(IN為額定輸入電流)線性范圍,故障電流的總誤差不大于±3%。

2.3.2. 遙信開入

?? 信號輸入方式:無源接點。

?? 輸入回路采用光電隔離。

?? 接點電壓:DC24V。

?? SOE分辨率小于2毫秒。

?? 事故時遙信變位傳送時間小于1秒。

?? 軟件防抖動時間0-60000毫秒可設。

2.3.3. 遙控輸出

?? 輸出方式:繼電器輸出有源接點。。

?? 接點容量:DC24V,8A。

2.3.4. 電源

?? 配電自動化終端主電源:交流220V,允許偏差-20%~+20%;具備雙路交流電源自動切換功能;

?? 終端備用電源:鋰電池(DC24V,電池容量≥14Ah);交流失電后維持正常工作14小時以上;

?? 開關操作電源輸出電壓/功率:+24V,短時450W(負載接開關3~5s內);

?? 終端整機功耗<30W。

2.3.5. 可靠性

?? 終端的快速瞬變干擾試驗、高頻干擾試驗、浪涌試驗、靜電放電干擾試驗、輻射電磁場干擾試驗均、絕緣耐壓滿足DL/T721-2000《配電網自動化系統遠方終端》規定中的4級要求;

?? 平均無故障時間不小于50000小時。

3. 功能

3.1. 遙控、遙測、遙信功能

3.1.1. 遙控功能

可以正常的遙控跳閘、合閘。

l? 終端接受并執行來自主站或子站的遙控命令,完成開關的分、合閘操作;

l? 具有遠方/本地轉換開關:同時轉換2組開關控制權限,可就地實現開關的分、合閘操作;

l? 分別記錄并保存主站及當地遙控記錄;

l? 軟硬件防誤動措施,保證控制操作的可靠性;

l? 每個遙控接點可以單獨設置動作保持時間。

遙控控制流程:

l? 終端接收到主站下發的遙控預置命令后,終端檢驗遙控命令的正確性;

l? 遙控命令正確時,終端合上控制對象繼電器,檢測對象繼電器動作是否正確;

l? 對象繼電器正確動作后,終端向主站發送遙控正確返校應答;

l? 主站接收到遙控正確返校應答后,下發遙控執行或遙控撤銷命令;

l? 終端接收到遙控執行命令后,合上執行繼電器,經設置的遙控持續時間后,斷開執行繼電器及對象繼電器,同時斷開輸出繼電器電源。

遙控保護措施:

l? 軟件保護:只有接收到正確的遙控預置命令及遙控執行命令才動作;

l? 出口繼電器平時沒有工作電源,只有接收到遙控預置命令后才上電;

l? 軟硬件結合的控制閉鎖,保證終端運行不正常時控制不出口;

l? 對象繼電器的硬件返校,確保對象繼電器誤動時控制不動作;

l? 電源控制繼電器、對象繼電器、執行繼電器順序動作時,才有控制出口,加大了控制的可靠性。

3.1.2. 遙測功能

遙測量(YC)采集:包括Ua,Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、F、P、Q、S、COS、I0、U0等模擬量。通過積分計算得出有功電度、無功電度,所有這些量都在當地實時計算,實時累加。

采集蓄電池電壓等直流量、電流電壓的諧波分量等。

遙測量通過PT/CT將二次側的電壓/電流量轉換成相應的弱電壓信號后,進入16位A/D轉換芯片,?? 現場標準二次電壓(100V)和電流(5A或1A)經高精度小PT、CT隔離變換成弱信號,經模數轉換器(A/D)送入DSP處理模塊進行計算處理。

計算得到下列遙測量:

l? 三相電壓、三相電流;

l? 總及三相有功功率;

l? 總及三相無功功率;

l? 總及三相功率因數;

l? 頻率;

l? 電流電壓相位;

l? 電流、電壓的2~19次諧波;

l? 零序電壓(U0)和零序電流(I0)等。

3.1.3. 遙信功能

遙信量(YX)采集:采集遙信變位,事故遙信并可向主站或子站發送狀態量。有事件順序記錄(SOE),遙信分辨率小于2ms。遙信輸入信號以空接點的方式經光電隔離器后送入遙信采集模塊進行處理。經硬件濾波、軟件濾波,得到遙信輸入信號的分合狀態。

軟件濾波時間可設,從而確保穩定的遙信動作時才產生遙信變位,減少遙信的誤報。

l? 采集開關合、分狀態量信息;

l? 采集終端電源狀態信息;

l? 采集終端故障、異常信息等虛擬遙信;

l? 遙測速斷、過流、接地等虛擬遙信;

l? 采集柜門開閉狀態信息;

l? 采集開關儲能狀態。

3.2. 參數設置功能

終端具有參數遠方設置功能和當地設置功能,具備以下指示及設定內容:

l? 接收主站或子站的參數設置及定值修改,子站或主站可隨時召喚終端的當前整定值;

l? 設置電源、自檢、閉鎖等指示終端運行狀態的指示燈;

l? 設置終端運行狀態、通信狀態指示燈;

l? 設置故障告警指示燈,并可通過復歸按鈕消除告警指示;

l? 設置定值整定撥碼或按鍵,操作可靠、顯示直觀,可設置如下參數:

1)單相接地保護動作零序電流定值、零序電壓定值、保護動作時限;

2)過負荷保護動作電流定值、保護動作時限;

3)短路保護動作電流定值、保護動作時限

l? 設置保護功能的投退按鍵或撥碼

3.3. 電源失電保護功能

終端電源失電時,終端的實時信息在內部掉電保護的存儲器(SRAM)中保存。

3.4. 對時功能

終端具備主站及終端自身對時功能。可以通過維護軟件或者主站對時命令對終端進行對時。

3.5. 自診斷功能

配電自動化饋線終端具備自診斷功能。終端在正常運行時定時自檢,自檢的對象包括CPU、設定值、開出回路、采樣通道、E2PROM等各部分。自檢異常時,發出告警報告,點亮告警指示燈,并且閉鎖分、合閘回路。

3.6. 歷史記錄及上報功能

終端具有線路故障記錄SOE,可反映故障發生時的故障性質(如單相接地、過負荷、短路)、故障發生時間、故障時的電流值以及當時終端的整定值;

記錄系統真實遙信信息及故障發生、系統運行狀態信息。

l? 告警記錄,主要對三相過電流、U0過壓、I0過流、三相過負荷進行檢測,并上報;

l? 遙控信息,記錄遙控發生的時刻、狀態及類型,并上報;

l? 遙信變位記錄,記錄遙信變位的時間及狀態,并上報。

3.7. 故障檢測

3.7.1. 故障檢測功能:

l? 零序過流檢測;

l? 線路過負荷檢測;

l? 線路三相過電流檢測;

l? 線路三相電壓檢測。

3.7.2. 故障判別功能:

終端根據采集的電流大小及設置的定值,能夠判別故障電流、快速計算故障電流大小,進行比較,并將故障信息及性質主動上報給主站或子站(狀態變位優先傳送),以便進行故障隔離。

3.7.3. 遙測越限檢測功能

l? 電流越限檢測;

l? 電壓越限檢測;

l? 零序電壓越限檢測。

3.7.4. 遙測越限判別功能

終端根據采集的電流大小及設置的定值,能夠判別線路電壓、電流及零序電壓電流、快速計算電壓、電流及零序電壓電流大小,進行比較,越限信息將以遙信形式產生SOE記錄,主動上報給主站或子站。

3.7.5. 故障識別策略

l? 故障類型、故障信號的識別由FTU完成;FTU采取高速采樣原理,采樣電流瞬時值,作為故障判別的依據。故障采樣頻率為32點/周波。

l? 當線路中發生相間短路的情況下, FTU會采樣到電流的瞬變,此時電流超過限值,以此判斷出故障的發生。在故障發生的20ms(一個周波),即可判斷出故障。

l? 單相接地故障判斷,必須依據零序分量才能有效。單相接地點的零序功率分量,與正常運行時的零序功率分量在相位上是相反的,且非故障相電壓比故障相電壓升高1.5倍以上,根據這一特征,能判斷出單相接地故障的發生。

l? 由于我國配電網多是中性點不接地或經消弧線圈接地,零序分量幅值相當小,因此,單相接地故障判斷的準確性比較低。

l? 由于單相接地故障準確性低,因此,可以采用拉合開關的排除法找出單相接地故障。這一功能可以主站在程序設計上完成,使之具有開關操作序列提示的功能,以保證操作的正確性。

3.8. 通信功能

終端配套GPRS/CDMA通信模塊與主站或相關人員的手機進行通信。具有遙測、遙信、遙控的功能,可檢測及傳送開關狀態、終端工作狀態、線路兩側電源狀態、線路電壓、線路電流等數據信息。

通信配置包括以太網口和串行通信口:

l? 基本配置2個以太網口,支持10/100BASE-T自適應以太網絡通信;

l? 基本配置2個維護口,3個串行通信口,支持RS-485/RS-232通信。

終端支持多種類型的通信方式:

l? 支持基于光纖的網絡通信方式;

l? 支持電力載波通信方式;

l? 支持無線通信(GPRS/CDMA);

l? 支持藍牙通信。

終端支持通信口多種規約靈活配置:

l? 多個通信口實現與多個主站和子站進行通信;

l? 支持IEC608-70-5-101(2002版)、IEC60870-5-104、DNP3.0等多種通信規約與主站和子站進行通信。IEC608-70-5-101(2002版)、DNP3.0支持平衡式、非平衡式通信模式。支持廣東電網DL/T631.5101-2002實施細則,廣東電網DL/T634.5104-2002實施細則。

3.9. 本地地調試功能

l? 終端有專用調試接口RS232,供便攜機當地調試使用;

l? 具備藍牙無線手持維護調試功能;

l? 終端面板上配有各種運行指示燈,如電源運行指示燈、線路故障指示燈、遙信運行指示燈等。

3.10. 高級故障處理功能(配網核心)

配電網饋線自動化作為配網自動化系統中的關鍵和重要任務,是配電系統自動化的主要功能之一。隨著我國國民經濟的高速發展和改革開放的深入,人們對電力的需求日益增長,同時對供電可靠性和供電質量提出了更高的要求。電力部頒布的“九五”指標,要求供電系統可靠性達到99.9%,根據目前國內配電網的現狀,若不采取有效的技術措施,是不可能達到此要求的。饋線自動化系統(FA)可以提高城區配電網的運行水平,減少故障停電次數和停電時間,自動實現故障隔離,減少停電范圍,實現非故障區域的恢復供電,提高供電的可靠性。

饋線自動化系統的故障檢測、定位、隔離與恢復控制分為三個層次:

l? 一是以配電終端為基礎的故障檢測;

l? 二是以配電子站為輻射中心的低層區域控制

l? 三是以主站為管理中心的高層全局控制。

站端、子站、主站分別承擔不同的任務。在配網發生故障時,配電終端監測到故障電流或線路失壓過壓信息,形成故障信息報告,配電子站或主站,根據一定時間段內多個故障信息報告與網絡拓撲分析結合,對故障發生的位置進行定位;配電主站或子站根據故障定位結果,對故障兩側的開關進行分閘操作把故障區域與非故障區域隔離開來;配電主站根據故障隔離的情況和各種恢復方式下潮流計算的結果,給出各種恢復方案供調度員參考或自動根據一定約束目標下的最優方式進行自動遙控操作完成對非故障區域的供電恢復。

3.10.1. 故障處理能力

l? 過流跳閘功能(三段式保護):支持三段式電流過流跳閘功能,支持零序過流上報及過流跳閘功能;

l? 重合閘功能:重合閘次數可以設置(最多可設置3次重合閘);

l? 雙電源備用電源自動投入切換功能;

l? FA故障處理功能:具有專門的FA配置界面,可以根據不同的要求實現不同的FA保護策略的設置;

l? 支持網絡保護(面保護、對等通信),在沒有主站情況下迅速查找和隔離故障;

l? 支持看門狗功能,迅速切除用戶分支線故障;

l? 帶重合功能的設備安裝在變電站出口第一個開關替代出口開關,避免出口開關頻繁跳閘

3.10.2. 保護設定內容

表 1:參數列表

序號

功能

范圍

保護功能

1

速斷電流定值

0-49.5A(0為退出)

速斷保護

2

過流電流定值

0-49.5A(0為退出)

過流保護

3

過流延時時間

0-9900 ms

4

零序電流定值

0 -10.0A(0:退出)

零序定值

5

零序延時時間

0-6000.0S (65535:告警)

6

時間間隔

0-9S(0:退出)

重合間隔

7

重合次數

0-9次(0:退出)

重合次數

?

速斷電流定值:速斷過流整定定值

過流電流定值:過流整定定值

過流延時時間:過流的整定時間。

零序電流定值:零序過流整定定值。

零序延時時間:零序過流整定時間。

時間間隔:設定重合閘的間隔時間。

重合次數:設定重合閘的次數。

FA指示燈:線路發生故障則指示燈點亮;

速斷指示燈:線路發生速斷故障則指示燈點亮;

過流指示燈:線路發生過流故障則指示燈點亮;

接地指示燈:線路發生接地故障則指示燈點亮;

運行指示燈:終端正常運行則指示燈點亮;

COM1指示燈:終端串口通訊則指示燈點亮;

NET指示燈:終端網絡通訊則指示燈點亮;

重合閘指示燈:線路發生重合保護則指示燈點亮;

后備電源投入:蓄電池投入

后備電源切除:蓄電池切除

遠方:遙控處于遠方控制狀態

自鎖:遙控處于自鎖狀態

本地:遙控處于本地控制狀態

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