三遥型馈线(罩式)终端

1. 特点

终端以高性能32位微处理器为硬件开发平台,以高效嵌入式实时操作为软件开发平台。其具有以下鲜明的技术特点:

1.1. 平台化核心模块设计

平台:统一的嵌入式软硬件组合平台(CPU采用自主开发的32位主板,主频可达到180MHz信息处理容量大的硬件平台和嵌入式多任务实时操作系统的软件平台),支持高速以太网总线以及CAN总线,接口容量大。

存储:大容量的FALSH及RAM,可以记录位置、事故遥信变位SOE等事件顺序记录、极值记录数据当地存储,时间不小于1个月,支持历史数据补充上传。

1.2. 通信方式、通信规约多样化配置

接口类型

数量

接口参数

支持的通信规约

RS232/RS485接口

1个

波特率:300~115200bps可调

每个串口可以灵活配置通信参数以及通信规约

101

DNP3.0

MODBUS等

以太网网络接口

2个

10/100M自适应,自动极性识别

104等

 

硬件配置:独立通信管理模块,硬件配置支持主备互换,冗余设计。

软件配置:支持多种通信方式和多种通信规约,可同时与多个不同级别的主站通信。

1.3. 智能化电源管理

  • 电源实时监视,交流失电及电池欠压告警。

  • 电池在线管理,支持手动、自动及远方活化。

  • 电池充放电保护,低于放电关断点时自动切断电池供电。

  • 可为终端、通信设备、遥信、遥控提供多种工作电源,有输出短路保护。

  • 支持接入铅酸蓄电池、锂电池。

1.4. 维护方便多样

  • 预留WEB接口,可随时使用WEB浏览器进行工况显示和简单数据定制。

  • 提供各种指示灯指示运行状态。

  • 提供远程和本地维护接口,运行人员可在本地或主站等远方对其进行维护。

  • 支持手持无线维护,可以方便的进行调试。

1.5. 环境适应能力强

适应严酷环境,工作温度-40℃~+70℃,防磁、防震、防潮。

电磁兼容可以达到4级及以上要求,可适应强电磁环境。

2.主要技术指标

2.1. 机械及环境参数

2.1.1. 环境参数

Ø  温度:-40℃~+70℃保证正常工作;

Ø  环境温度最大变化率:1℃/min;

Ø  湿度:5%~lOO%;

Ø  最大绝对湿度:35g/m

Ø  大气压力:70~106kPa;

Ø  海拔高度:不大于2000米;

2.1.2. 机械性能

Ø  机箱防护性能:防护等级不低于GB/T4208规定的IP65级要求;

Ø  工业级产品:温度范围(-40℃~+70℃),防磁、防震、防潮、防雷、防尘、防腐蚀;

2.2. 电气参数

2.2.1 额定数据

Ø  直流电压:       24V;

Ø  交流电压:       220V;

Ø  频    率:       50Hz。

2.2.2 功率消耗

Ø  交流电压:       <0.5VA/相;

Ø  交流电流:       <0.5VA/相;

2.2.3 过载能力

Ø  交流电压:       2倍额定电压:连续工作;

Ø  交流电流:       2倍额定电流:连续工作;

10倍额定电流:10秒。

20倍额定电流:允许1秒。

2.3. 主要技术指标

2.3.1. 交流采样

Ø  电压输入标称值:220V/100V  50Hz。

Ø  电流输入标称值:5A 。

Ø  交流电压电流采样精度: 0.5级。

Ø  有功功率、无功功率、功率因数采样精度: 1.0级。

Ø  在标称输入值时,每一回路的功率消耗小于0.5VA。

Ø  在所规定的标称值范围内,线性误差不超过±0.5%。

Ø  短期过量交流输入电流施加标称值的2000%(标称值为5A),持续时间小于1s,系统工作正常。

Ø  短期过量交流输入电压施加标称值的200%(标称值为100V),持续时间小于1s,系统工作正常。

Ø  故障电流的输入范围为10IN(IN为额定输入电流)线性范围,故障电流的总误差不大于±3%。

2.3.2. 遥信开入

Ø  信号输入方式:无源接点。

Ø  输入回路采用光电隔离。

Ø  接点电压:DC24V。

Ø  SOE分辨率小于2毫秒。

Ø  事故时遥信变位传送时间小于1秒。

Ø  软件防抖动时间0-60000毫秒可设。

2.3.3. 遥控输出

Ø  输出方式:继电器输出有源接点。。

Ø  接点容量:DC24V,8A。

2.3.4. 电源

Ø  配电自动化终端主电源:交流220V,允许偏差-20%~+20%;具备双路交流电源自动切换功能;

Ø  终端备用电源:锂电池(DC24V,电池容量≥14Ah);交流失电后维持正常工作14小时以上;

Ø  开关操作电源输出电压/功率:+24V,短时450W(负载接开关3~5s内);

Ø  终端整机功耗<30W。

2.3.5. 可靠性

Ø  终端的快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、浪涌试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干扰试验均、绝缘耐压满足DL/T721-2000《配电网自动化系统远方终端》规定中的4级要求;

Ø  平均无故障时间不小于50000小时。

3. 功能

3.1. 遥控、遥测、遥信功能

3.1.1. 遥控功能

可以正常的遥控跳闸、合闸。

l  终端接受并执行来自主站或子站的遥控命令,完成开关的分、合闸操作;

l  具有远方/本地转换开关:同时转换2组开关控制权限,可就地实现开关的分、合闸操作;

l  分别记录并保存主站及当地遥控记录;

l  软硬件防误动措施,保证控制操作的可靠性;

l  每个遥控接点可以单独设置动作保持时间。

遥控控制流程:

l  终端接收到主站下发的遥控预置命令后,终端检验遥控命令的正确性;

l  遥控命令正确时,终端合上控制对象继电器,检测对象继电器动作是否正确;

l  对象继电器正确动作后,终端向主站发送遥控正确返校应答;

l  主站接收到遥控正确返校应答后,下发遥控执行或遥控撤销命令;

l  终端接收到遥控执行命令后,合上执行继电器,经设置的遥控持续时间后,断开执行继电器及对象继电器,同时断开输出继电器电源。

遥控保护措施:

l  软件保护:只有接收到正确的遥控预置命令及遥控执行命令才动作;

l  出口继电器平时没有工作电源,只有接收到遥控预置命令后才上电;

l  软硬件结合的控制闭锁,保证终端运行不正常时控制不出口;

l  对象继电器的硬件返校,确保对象继电器误动时控制不动作;

l  电源控制继电器、对象继电器、执行继电器顺序动作时,才有控制出口,加大了控制的可靠性。

3.1.2. 遥测功能

遥测量(YC)采集:包括Ua,Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、F、P、Q、S、COS、I0、U0等模拟量。通过积分计算得出有功电度、无功电度,所有这些量都在当地实时计算,实时累加。

采集蓄电池电压等直流量、电流电压的谐波分量等。

遥测量通过PT/CT将二次侧的电压/电流量转换成相应的弱电压信号后,进入16位A/D转换芯片,   现场标准二次电压(100V)和电流(5A或1A)经高精度小PT、CT隔离变换成弱信号,经模数转换器(A/D)送入DSP处理模块进行计算处理。

计算得到下列遥测量:

l  三相电压、三相电流;

l  总及三相有功功率;

l  总及三相无功功率;

l  总及三相功率因数;

l  频率;

l  电流电压相位;

l  电流、电压的2~19次谐波;

l  零序电压(U0)和零序电流(I0)等。

3.1.3. 遥信功能

遥信量(YX)采集:采集遥信变位,事故遥信并可向主站或子站发送状态量。有事件顺序记录(SOE),遥信分辨率小于2ms。遥信输入信号以空接点的方式经光电隔离器后送入遥信采集模块进行处理。经硬件滤波、软件滤波,得到遥信输入信号的分合状态。

软件滤波时间可设,从而确保稳定的遥信动作时才产生遥信变位,减少遥信的误报。

l  采集开关合、分状态量信息;

l  采集终端电源状态信息;

l  采集终端故障、异常信息等虚拟遥信;

l  遥测速断、过流、接地等虚拟遥信;

l  采集柜门开闭状态信息;

l  采集开关储能状态。

3.2. 参数设置功能

终端具有参数远方设置功能和当地设置功能,具备以下指示及设定内容:

l  接收主站或子站的参数设置及定值修改,子站或主站可随时召唤终端的当前整定值;

l  设置电源、自检、闭锁等指示终端运行状态的指示灯;

l  设置终端运行状态、通信状态指示灯;

l  设置故障告警指示灯,并可通过复归按钮消除告警指示;

l  设置定值整定拨码或按键,操作可靠、显示直观,可设置如下参数:

1)单相接地保护动作零序电流定值、零序电压定值、保护动作时限;

2)过负荷保护动作电流定值、保护动作时限;

3)短路保护动作电流定值、保护动作时限

l  设置保护功能的投退按键或拨码

3.3. 电源失电保护功能

终端电源失电时,终端的实时信息在内部掉电保护的存储器(SRAM)中保存。

3.4. 对时功能

终端具备主站及终端自身对时功能。可以通过维护软件或者主站对时命令对终端进行对时。

3.5. 自诊断功能

配电自动化馈线终端具备自诊断功能。终端在正常运行时定时自检,自检的对象包括CPU、设定值、开出回路、采样通道、E²PROM等各部分。自检异常时,发出告警报告,点亮告警指示灯,并且闭锁分、合闸回路。

3.6. 历史记录及上报功能

终端具有线路故障记录SOE,可反映故障发生时的故障性质(如单相接地、过负荷、短路)、故障发生时间、故障时的电流值以及当时终端的整定值;

记录系统真实遥信信息及故障发生、系统运行状态信息。

l  告警记录,主要对三相过电流、U0过压、I0过流、三相过负荷进行检测,并上报;

l  遥控信息,记录遥控发生的时刻、状态及类型,并上报;

l  遥信变位记录,记录遥信变位的时间及状态,并上报。

3.7. 故障检测

3.7.1. 故障检测功能:

l  零序过流检测;

l  线路过负荷检测;

l  线路三相过电流检测;

l  线路三相电压检测。

3.7.2. 故障判别功能:

终端根据采集的电流大小及设置的定值,能够判别故障电流、快速计算故障电流大小,进行比较,并将故障信息及性质主动上报给主站或子站(状态变位优先传送),以便进行故障隔离。

3.7.3. 遥测越限检测功能

l  电流越限检测;

l  电压越限检测;

l  零序电压越限检测。

3.7.4. 遥测越限判别功能

终端根据采集的电流大小及设置的定值,能够判别线路电压、电流及零序电压电流、快速计算电压、电流及零序电压电流大小,进行比较,越限信息将以遥信形式产生SOE记录,主动上报给主站或子站。

3.7.5. 故障识别策略

l  故障类型、故障信号的识别由FTU完成;FTU采取高速采样原理,采样电流瞬时值,作为故障判别的依据。故障采样频率为32点/周波。

l  当线路中发生相间短路的情况下, FTU会采样到电流的瞬变,此时电流超过限值,以此判断出故障的发生。在故障发生的20ms(一个周波),即可判断出故障。

l  单相接地故障判断,必须依据零序分量才能有效。单相接地点的零序功率分量,与正常运行时的零序功率分量在相位上是相反的,且非故障相电压比故障相电压升高1.5倍以上,根据这一特征,能判断出单相接地故障的发生。

l  由于我国配电网多是中性点不接地或经消弧线圈接地,零序分量幅值相当小,因此,单相接地故障判断的准确性比较低。

l  由于单相接地故障准确性低,因此,可以采用拉合开关的排除法找出单相接地故障。这一功能可以主站在程序设计上完成,使之具有开关操作序列提示的功能,以保证操作的正确性。

3.8. 通信功能

终端配套GPRS/CDMA通信模块与主站或相关人员的手机进行通信。具有遥测、遥信、遥控的功能,可检测及传送开关状态、终端工作状态、线路两侧电源状态、线路电压、线路电流等数据信息。

通信配置包括以太网口和串行通信口:

l  基本配置2个以太网口,支持10/100BASE-T自适应以太网络通信;

l  基本配置2个维护口,3个串行通信口,支持RS-485/RS-232通信。

终端支持多种类型的通信方式:

l  支持基于光纤的网络通信方式;

l  支持电力载波通信方式;

l  支持无线通信(GPRS/CDMA);

l  支持蓝牙通信。

终端支持通信口多种规约灵活配置:

l  多个通信口实现与多个主站和子站进行通信;

l  支持IEC608-70-5-101(2002版)、IEC60870-5-104、DNP3.0等多种通信规约与主站和子站进行通信。IEC608-70-5-101(2002版)、DNP3.0支持平衡式、非平衡式通信模式。支持广东电网DL/T631.5101-2002实施细则,广东电网DL/T634.5104-2002实施细则。

3.9. 本地地调试功能

l  终端有专用调试接口RS232,供便携机当地调试使用;

l  具备蓝牙无线手持维护调试功能;

l  终端面板上配有各种运行指示灯,如电源运行指示灯、线路故障指示灯、遥信运行指示灯等。

3.10. 高级故障处理功能(配网核心)

配电网馈线自动化作为配网自动化系统中的关键和重要任务,是配电系统自动化的主要功能之一。随着我国国民经济的高速发展和改革开放的深入,人们对电力的需求日益增长,同时对供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。电力部颁布的“九五”指标,要求供电系统可靠性达到99.9%,根据目前国内配电网的现状,若不采取有效的技术措施,是不可能达到此要求的。馈线自动化系统(FA)可以提高城区配电网的运行水平,减少故障停电次数和停电时间,自动实现故障隔离,减少停电范围,实现非故障区域的恢复供电,提高供电的可靠性。

馈线自动化系统的故障检测、定位、隔离与恢复控制分为三个层次:

l  一是以配电终端为基础的故障检测;

l  二是以配电子站为辐射中心的低层区域控制

l  三是以主站为管理中心的高层全局控制。

站端、子站、主站分别承担不同的任务。在配网发生故障时,配电终端监测到故障电流或线路失压过压信息,形成故障信息报告,配电子站或主站,根据一定时间段内多个故障信息报告与网络拓扑分析结合,对故障发生的位置进行定位;配电主站或子站根据故障定位结果,对故障两侧的开关进行分闸操作把故障区域与非故障区域隔离开来;配电主站根据故障隔离的情况和各种恢复方式下潮流计算的结果,给出各种恢复方案供调度员参考或自动根据一定约束目标下的最优方式进行自动遥控操作完成对非故障区域的供电恢复。

3.10.1. 故障处理能力

l  过流跳闸功能(三段式保护):支持三段式电流过流跳闸功能,支持零序过流上报及过流跳闸功能;

l  重合闸功能:重合闸次数可以设置(最多可设置3次重合闸);

l  双电源备用电源自动投入切换功能;

l  FA故障处理功能:具有专门的FA配置界面,可以根据不同的要求实现不同的FA保护策略的设置;

l  支持网络保护(面保护、对等通信),在没有主站情况下迅速查找和隔离故障;

l  支持看门狗功能,迅速切除用户分支线故障;

l  带重合功能的设备安装在变电站出口第一个开关替代出口开关,避免出口开关频繁跳闸

3.10.2. 保护设定内容

表 1:参数列表

序号

功能

范围

保护功能

1

速断电流定值

0-49.5A(0为退出)

速断保护

2

过流电流定值

0-49.5A(0为退出)

过流保护

3

过流延时时间

0-9900 ms

4

零序电流定值

0 -10.0A(0:退出)

零序定值

5

零序延时时间

0-6000.0S (65535:告警)

6

时间间隔

0-9S(0:退出)

重合间隔

7

重合次数

0-9次(0:退出)

重合次数

 

速断电流定值:速断过流整定定值

过流电流定值:过流整定定值

过流延时时间:过流的整定时间。

零序电流定值:零序过流整定定值。

零序延时时间:零序过流整定时间。

时间间隔:设定重合闸的间隔时间。

重合次数:设定重合闸的次数。

FA指示灯:线路发生故障则指示灯点亮;

速断指示灯:线路发生速断故障则指示灯点亮;

过流指示灯:线路发生过流故障则指示灯点亮;

接地指示灯:线路发生接地故障则指示灯点亮;

运行指示灯:终端正常运行则指示灯点亮;

COM1指示灯:终端串口通讯则指示灯点亮;

NET指示灯:终端网络通讯则指示灯点亮;

重合闸指示灯:线路发生重合保护则指示灯点亮;

后备电源投入:蓄电池投入

后备电源切除:蓄电池切除

远方:遥控处于远方控制状态

自锁:遥控处于自锁状态

本地:遥控处于本地控制状态

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