FSA3152A備用電源自投裝置VIP

1、第一章 FSA-3000系列分散式微機保護測控綜述 1 FSA-3000系列分散式保護測控裝置的典型設備與配置 FSA-3000系列分散式低壓保護測控裝置是將保護功能及遠動功能綜合在一個裝置中，該裝置即“四合一”保護（保護、遙測、遙控、遙信）測控裝置。針對中低壓變電站中不同的保護測控對象，F(xiàn)SA-3000系列的裝置型號及功能如下： FSA-3111用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的饋電線路保護測控裝置。 FSA-3112用于35KV或66KV電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的線路保護測控裝置。 FSA-3113 用于35KV或66KV電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接

2、地系統(tǒng)中短線路保護測控裝置。 FSA-3121用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的接地變壓器/站用變壓器保護測控裝置。FSA-3131適用于10KV及以下電壓等級的中性點經(jīng)消弧線圈接地或不接地中低壓系統(tǒng)中單Y、雙Y、型接線的并聯(lián)電容器組保護測控裝置。 FSA-3132適用于10KV及以下電壓等級的中性點經(jīng)消弧線圈接地或不接地中低壓系統(tǒng)中橋形接線并聯(lián)電容器組的保護測控裝置。FSA-3141用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的高壓電動機保護測控裝置。 FSA-3151用于低壓母線分段開關的自投裝置，并具備對分段開關的保護與控制功能。FSA-3152用于進

3、線開關或內(nèi)橋開關的自投裝置。以上九種保護測控裝置可就地分散安裝在開關柜上，也可集中組屏。 2 FSA-3000系列分散式保護測控裝置的主要特點： 2.1 由FSA-3000系列分散式保護測控裝置構(gòu)成的綜合自動化系統(tǒng)是一個分層分布式系統(tǒng)，它按一個元件（一個間隔）一套裝置分布式原則設計配置，可直接就地分散安裝在高壓開關柜上，各間隔功能獨立，各裝置之間僅通過網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)，信息共享，這樣整個系統(tǒng)靈活性很強，且任一裝置故障僅影響一個元件，其可靠性也得到了很大提高。 2.2 由于信息的傳遞由網(wǎng)絡系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)互聯(lián)而實現(xiàn)，取消了常規(guī)的二次信號控制電纜，因而站內(nèi)二次電纜大大簡化，不僅節(jié)省了大量投資，而且減輕了CT

4、、PT負荷，減少了施工難度及維護工作量，節(jié)省了大量的人力物力。 2.3 保護測控裝置中的保護功能獨立，具體體現(xiàn)在以下幾個方面： 保護功能完全不依賴通訊網(wǎng)，網(wǎng)絡癱瘓不影響保護正常運行。 2.3.2 裝置仍舊保留了傳統(tǒng)微機保護所具有的獨立輸入輸出回路及操作回路。 軟件設計上，保護模塊與其它模塊完全分開，且先保護后測量，保護模塊具有獨立性。 2.4 提高系統(tǒng)可靠性的措施： 采用分層分布式系統(tǒng)是提高全站工作可靠性的重要因素，特別是功能獨立于通訊網(wǎng)的各種保護及自動裝置在各間隔的獨立配置，它是變電站安全穩(wěn)定運行的先決條件。 裝置的背板端子定義仍舊沿用了傳統(tǒng)模式，它兼容了傳統(tǒng)的操作控制功能，保證在極限工作條

5、件下變電站的運行與控制。 通訊網(wǎng)絡具有二種通訊接口（485、CAN），裝置能適應多種通訊媒介，如光纖，網(wǎng)絡雙絞線等。通信規(guī)約采用LFP規(guī)約并支持電力行業(yè)標準DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）。 裝置結(jié)構(gòu)采用全密封設計，精心設計了抗干擾組件，使抗振動能力，抗電磁干擾能力有很大提高。 2.5 人性化友好的人機界面： 裝置采用大屏幕液晶顯示器，主接線圖參數(shù)顯示，漢化樹形菜單，跳閘報告，告警報告，定值整定等都在液晶上有明確顯示，不需對照任何技術資料，現(xiàn)場運行調(diào)試人員使用方便。 裝置內(nèi)部的任何狀態(tài)變化都能在液晶顯示器顯示，包括開入，電壓電流的有效值、相位、功率、電度等。 2.5.

6、3 采用五鍵組合鍵盤，對裝置操控自如、易學易用。 2.6 由于采用了高性能處理器，結(jié)合一些特殊編程手段使它具備了一些同類裝置不具備的優(yōu)點： 裝置采用了高速、高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)每周波24點采樣。結(jié)合專用的測量CT，及數(shù)字信號處理器（DSP）進行計算保證了遙測量的高精度及響應速度。同時能在當?shù)貙崟r完成有功功率、無功功率、功率因素等的計算。 在不增加硬件開銷的前提下完成對低壓系統(tǒng)的分散故障錄波，并能實現(xiàn)故障波形的遠傳。 將保護動作信號在當?shù)亻g隔層就地轉(zhuǎn)換為遙信信號上傳，減少保護動作報告向調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)的時間，使其故障報告?zhèn)鬏斔俣扰c變位遙信等同，便于與調(diào)度系統(tǒng)接口，調(diào)度端不需另作事件解釋程序。 2

7、.7 本裝置具有完善的自檢能力及自校驗功能，基本實現(xiàn)免調(diào)校。 3 FSA-3000系列分散式保護測控裝置的主要技術數(shù)據(jù) 3.1 額定數(shù)據(jù) 直流電源： 220V或110V 交流電壓： 100/ V， 100V 交流電流： 5A，1A 頻 率： 50Hz3.2 功率消耗： 直流回路： 10W 交流電壓回路： < 0.5VA/相 交流電流回路： < 1VA/相 (IN =5A) < 0.5VA/相 (IN =1A) 3.3 精確工作范圍： 電流： 0.05In20In 電壓： 0V199.99V 頻率： 45Hz50Hz df/dt： 0.5Hz/s10Hz/s 時間： 099.9

8、9s3.4 定值誤差： 電流及電壓定值誤差：<±5 整定值 頻率定值誤差：< 0.01Hz 時間定值誤差：<±1 整定時間+35ms；3.5 沖擊電壓 各輸入輸出端子對地，交流回路與直流回路間，交流電流與交流電壓間能承受5KV(峰值)標準雷電沖擊波。 3.6 抗干擾性能 能承受頻率為1MHz及200KHz振蕩波(差模，共模)脈沖干擾。 能承受IEC255-22-4標準規(guī)定的IV級(4KV±10)快速瞬變干擾。 3.7機械性能 能承受嚴酷等級為級的振動響應，沖擊響應。 3.8工作環(huán)境 溫度：-25+60 保證正常工作 濕度、壓力符合DL478-92

9、 靜態(tài)繼電保護及安全自動化裝置通用技術條件 3.9遙測量計量等級： 電壓、電流、頻率： 0.2級 其它： 0.5級 遙信分辯率： 小于2ms 信號輸入方式： 無源接點 4 FSA-3000系列分散式保護測控裝置的通信接口 FSA-3000系列分散式保護測控裝置具有RS485的標準通信接口和CAN標準通信接口，兩路獨立的通信接口標準都采用LFP規(guī)約并支持電力行業(yè)標準DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）規(guī)約，其常用通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線。這兩路通信接口的信息完全獨立，且信息完整。 雙絞線參數(shù)： 建議裝置使用的雙絞線型號為：美國 BELDEN 公司的 1419A 屏蔽雙絞線。 推

10、薦傳輸距離小于1200米。 光纖參數(shù)： 光纖聯(lián)接器： ST 光纖方式： 多模 （50/125um，62.5/125um） 光纖工作波長: 0.85um 推薦傳輸距離小于 2000米 5 FSA-3000系列分散式保護測控裝置的對時方式 FSA-3000系列分散式保護測控裝置的對時有兩種方式，一種為通過通信軟件進行對時，對時精度為5ms左右。另一種為通過接收GPS硬件對時脈沖方式進行對時，對時精度為1ms，所有裝置公用一個對時總線，以差分信號輸入，對時總線介質(zhì)用屏蔽雙絞線，可用通信電纜中剩余的一對雙絞線。上述兩種對時方式可綜合使用。 6 FSA-3000系列分散式保護測控裝置相互間的二次接線說明

11、 6.1各單元開關柜間隔采用保護測控功能四合一裝置時二次電纜的聯(lián)結(jié) 當各單元開關柜間隔采用四合一裝置時，由于高性能現(xiàn)場總線的使用，在裝置正常運行情況下，各單元間隔層的遙測、遙控、遙信、保護等信號均可通過通信網(wǎng)實時傳輸（只有在裝置故障情況下例外）。一般地，將同一母線段上的裝置故障信號并接在一起后作為一個獨立的遙信量用電纜送至變電站層的綜合測控裝置。其優(yōu)點是能節(jié)省電纜及遙信數(shù)量，但這種方法的缺點是不能區(qū)分具體是那一臺裝置故障，當然最好是將每一個間隔的裝置故障信號單獨用電纜送至綜合測控裝置。 6.2各單元開關柜間隔采用保護測控裝置獨立配置時相互間的二次電纜聯(lián)結(jié) 當各單元開關柜間隔采用保護測控裝置獨立

12、配置時，雖然保護裝置除保護功能外也具有保護事件上送功能，但由于該配置的出發(fā)點是強調(diào)保護與遠動功能的明確分工與獨立性，因此，在一般情況下，一些反映保護裝置基本運行狀態(tài)的量如：保護裝置故障，控制回路斷線等信號應送至測控裝置。測控裝置本身的裝置故障信號應如6.1所述處理。對通信網(wǎng)的處理應視具體情況可以保護裝置與測控裝置分別組網(wǎng)，也可以混合組一個網(wǎng)。 6.3保護測控裝置中裝置地通信口信號地與站內(nèi)接地網(wǎng)的連接FSA-3000系列分散式開關柜保護測控裝置的AC地、B28為裝置地，這兩個地聯(lián)接在一起后接變電站接地網(wǎng)。通訊口信號地只能選擇一點接地，否則通訊無法正常工作。 6.4 保護測控裝置中遙信開入接線。

13、各單元保護測控裝置的遙信開入進行了特殊化設計提高了抗干擾能力，原理接線見圖。 1）：公共端采用220V（+）后經(jīng)穩(wěn)壓管送入光藕正端，消除了直流系統(tǒng)（+）端噪聲對開入的影響。 2）：光藕負端通過穩(wěn)壓管接入開入空接點，減少直流系統(tǒng)端噪聲對開入的影響。 3）：綜合1）、2）后我們?nèi)∠顺Ｒ?guī)遙信回路的濾波電容，提高遙信影響速度，保證了遙信分合率。 4）：光藕上的電平保持與機箱等電位，提高抗干擾能力。7 FSA-3000系列保護測控裝置示意圖 7.1 FSA-3000系列保護測控裝置面板和背板布置見附圖。 7.2 FSA-3000系列保護測控裝置的結(jié)構(gòu)與安裝尺寸見附圖。 7.3 FSA-3000系列保護

14、測控裝置操作回路原理見附圖。7.4 FSA-3161非電量保護裝置操作回路原理見附圖。FSA-3152(A)備用電源自投裝置1基本配置及規(guī)格1.1基本配置FSA-3152為用于進線開關和/或內(nèi)橋開關自投裝置，適用于如下圖所示的主接線系統(tǒng)。IAIBICUab1、Ubc1、Uca11DL3DL1#進線2#進線I1I21#PTUx1Ux22DL2#PTUab2、Ubc2、Uca2保護方面的主要功能有：1） 兩種方式的進線自投功能；2） 兩種方式的橋開關自投功能。測控方面的主要功能有：1） 6路遙信開入采集、裝置遙信變位、事故遙信；2） 1組橋開關遙控分合；3） 1組母聯(lián)電流遙測 ；4） 事件SOE等

15、。 注： FSA-3152A與FSA-3152的主要區(qū)別在于FSA-3152A裝置中設置了母聯(lián)充電保護原FSA - 3152中的母聯(lián)遙測電流輸入改為母聯(lián)保護電流輸入，母聯(lián)保護遙測量取自 保護CT，兩種保護菜單統(tǒng)一1.2 技術數(shù)據(jù) 1.2.1 額定數(shù)據(jù) 直流電源： 220V或110V 允許偏差 +15, -20 交流電壓： 100V 交流電流： 5A, 1A 頻 率： 50Hz 1.2.2 功耗： 交流電壓： < 0.5VA/相 交流電流： < 1VA/相 (In =5A) < 0.5VA/相 (In =1A) 直流： 正常 < 10W 跳閘 < 15W 1.2.3

16、 主要技術指標： 自投時間：010S 定值誤差：< 5 無流進線：0.02In，母聯(lián)：0.06In 遙測量計量等級： 0.5級 遙信分辨率： <2ms 信號輸入方式： 無源接點2 裝置原理 2.1硬件配置及邏輯框圖見附圖FSA-3152 2.2模擬量輸入 外部電流及電壓經(jīng)隔離互感器隔離變換后輸入，經(jīng)低通濾波器輸入至模數(shù)變換器，CPU采樣后對數(shù)字進行處理，構(gòu)成各種保護繼電器，并計算各種遙測量。UA1、UB1、UC1為母電壓，角結(jié)輸入；UA2、UB2、UC2為母電壓，角結(jié)輸入。UJx1、UJx2為兩進線線路PT的相間電壓輸入。IJX1、IJX2為兩進線一相電流，用于防止PT斷線時裝置誤

17、起動。IAC、IBC、ICC為專用測量CT輸入。 2.3 軟件說明：裝置引入兩段母線電壓（Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2），用于有壓、無壓判別。引入兩段進線電壓（Ux1、Ux2）作為自投準備及動作的輔助判據(jù)，可經(jīng)控制字選擇是否使用。每個進線開關各引入一相電流（I1、I2），是為了防止PT三相斷線后造成橋開關誤投，也是為了更好的確認進線開關已跳開。裝置引入1DL、2DL、3DL開關位置接點（TWJ），作為系統(tǒng)運行方式判別，自投準備及選擇自投方式。引入了1DL、2DL、3DL開關的合后位置信號（從開關操作回路引來），作為各種運行情況下自投的閉鎖。另外還分別引入了閉鎖方式

18、1自投，閉鎖方式2自投，閉鎖方式3、4自投三個輸入。裝置輸出接點有跳1DL、2DL，3DL合1DL、2DL、3DL各一付接點，一組遙控跳合輸出。信號輸出分別為：裝置閉鎖（可監(jiān)視直流失電，常閉接點），裝置報警，保護動作各一付接點。 線路備自投（方式1）#1進線運行，#2進線備用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。當#1進線電源因故障或其它原因被斷開后，#2進線備用電源應能自動投入，且只允許動作一次。為了滿足這個要求，設計了類似于線路自動重合閘的充電過程，只有在充電完成后才允許自投。充電條件：a)母、母均三相有壓，當#2線路電壓檢查控制字投入時，#2線路有壓（Ux2） b) 1DL、3DL在合

19、位, 2DL在分位 經(jīng)15秒后充電完成。 放電條件：a) 當#2線路電壓檢查控制字投入時，#2線路無壓（Ux2） b) 2DL合上 c) 手跳1DL或3DL d) 其它外部閉鎖信號 e）整定控制字不允許#2進線開關自投 動作過程：當充電完成后,母、母均無壓，Ux2有壓，I1無流，延時Tb1跳開1DL，確認1DL跳開后，合2DL。線路備自投（方式2）方式2過程同方式1。#2線路運行，1#線路備用。充電條件：a) 母、母均三相有壓，當#1線路電壓檢查控制字投入時，#1線路有壓（Ux1）； b) 2DL、3DL在合位,1DL在分位。 經(jīng)15秒后充電完成。 放電條件：a) 當#1線路電壓檢查控制字投入

20、時，#1線路無壓（Ux1）； b) 1DL合上； c) 手跳2DL或3DL； d) 其它外部閉鎖信號； e）整定控制字不允許#1進線開關自投。 動作過程：當充電完成后,母、母均無壓，Ux1有壓，I2無流，延時Tb2跳開2DL，確認2DL跳開后，合1DL。 橋開關備自投（方式3、方式4）當兩段母線分列運行時，裝置選擇橋開關自投方案。充電條件：a) 母、母均三相有壓； b) 1DL、2DL在合位,3DL在分位。 經(jīng)15秒后充電完成。 放電條件：a) 3DL在合位； b) 母、母均三相無壓； c) 手跳1DL或2DL； d) 其它外部閉鎖信號，如變壓器內(nèi)部故障等。 動作過程： 當充電完成后 a）方式

21、3：母無壓、#1進線無流，母有壓，方式3自投整定控制字允許，則經(jīng)Tb3延時后，跳1DL，確認1DL跳開后合3DL。 b）方式4：母無壓、#2進線無流，母有壓，方式4自投整定控制字允許，則經(jīng)Tb4延時后，跳2DL，確認2DL跳開后合3DL。 2.3.4 母聯(lián)充電保護 裝置專門設置一段三相過電流保護和一段零序過流保護用于母線充電保護，在母聯(lián)開關合上500ms內(nèi)自動投入，母聯(lián)充電保護可用壓板投退。 PT斷線 母PT斷線判別：a)正序電壓小于30V時，I1大于0.06In或1DL在跳位、3DL在合位I2大于0.06In；b)負序電壓大于8V。滿足以上任一條件延時2.5秒報母PT斷線，斷線消失后延時10

22、秒返回。母PT斷線判據(jù)與母類同。 線路PT斷線判別：整定控制字要求檢查線路電壓，若線路電壓Ux1（Ux2）小于0.3Un（Un=100V）且I1（I2）大于0.06In，經(jīng)2.5秒報#1（#2）線路PT斷線，斷線消失后延時10秒返回。 裝置告警 當CPU檢測到本身硬件故障時，發(fā)出裝置報警信號同時閉鎖整套保護。硬件故障包括：FLASHROM、RAM，定值出錯。 當CPU 檢測到下列故障時，發(fā)出運行異常報警：a) 開關有電流（I1、I2、IA或IB或IC）而相應的TWJ（1DL、2DL、3DL）為“1”，經(jīng)10秒延時報相應的TWJ異常，并閉鎖備用電源自投；b) 母、母PT斷線、線路PT斷線。 遙測

23、，遙信，遙控功能 遙測量主要有：IA、IB、IC。 遙信量主要有：6路遙信開入、變位遙信及事故遙信，并作事件順序記錄，遙信分辨率小于2ms。遙控：本裝置共有一組遙控輸出可用于橋開關或分段開關的分合。 對時功能 裝置具備網(wǎng)絡軟件校時與硬件脈沖對時功能。 3裝置背板端子及說明 3.1裝置背板端子見FSA-3152背板端子端子A01，A03為跳進線1開關的繼電器跳閘輸出。端子A02，A03為合進線1開關的繼電器合閘輸出。端子A04，A06為跳進線2開關的繼電器跳閘輸出。端子A05，A06為合進線2開關的繼電器合閘輸出。端子A07A10為遠動信號，當保護單元與監(jiān)控單元獨立配置時，需與監(jiān)控單元的遙信輸入

24、端相接口，用來反映保護裝置的基本運行情況，分別為：裝置故障（包括直流消失），保護動作（TXJ），控制回路斷線。端子A11A13為位置信號輸出。端子A14為遙控電源輸入，可經(jīng)“遠方就地壓板”接至控制直流電源正端子A15A16為裝置事故總信號（推事故畫面）。端子A17為控制直流電源正，端子A27為控制直流電源負 。端子A19為保護跳閘出口，出口繼電器的另一端已固定聯(lián)結(jié)控制電源220V+（110V+）。（A19與A22之間供用戶設置跳閘壓板）端子A20為保護合閘出口，出口繼電器的另一端已固定聯(lián)結(jié)控制電源220V+（110V+）。（A20與A23之間供用戶設置合閘壓板）端子A21為手動跳閘輸入，端子A

25、22為保護跳閘輸入，且跳閘操作回路中帶保持繼電器。端子A23為合閘輸入，在本裝置中，手動合閘與保護合閘合并為一個合閘輸入且合閘操作回路中帶保持繼電器。端子A24接斷路器跳閘線圈。端子A25接斷路器合閘線圈。端子A26為跳位繼電器負端。在本裝置的操作回路中未考慮彈簧或氣壓閉鎖節(jié)點，我們推薦優(yōu)先采用開關本身的閉鎖回路，若開關不具備閉鎖功能，則可將閉鎖節(jié)點串聯(lián)至合閘線圈回路和跳閘線圈回路中實現(xiàn)。另外，裝置中具備防跳回路。端子B01B06為遙信量開入節(jié)點，采用220V-（110V-）輸入，其公共端為B14該端子應外接220V（110V）信號電源的正端。端子B01-B06為遙信量開入節(jié)點。端子B07為母聯(lián)充電保護投入壓板。端子B08為閉鎖方式1。端子B09為閉鎖方式2。 端子B10為閉鎖方式3、4。端子B11為橋開關跳位。端子B12 為橋開關合合后位置端子B13為信號復歸。端子B16為進線跳位。端子B17為進線跳位。端子B18為進線合合后位置。端子B19為進線合合后位置。 端子B20、B21為系統(tǒng)對時總線接口，差分輸入，裝置內(nèi)部也可軟件對時。端子B22、B23為RS485串口1。端子B24、B25為CAN串口2。