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一•  概述

LON-3001H微机后备测控保护装置具有面向用户的开放式软硬件系统 、分布式安装等特点;突出解决了微机保护装置在恶劣环境下(如低温、潮湿、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)长期可靠运行问题和常规控制、测量与信号的兼容性问题;解决了发电厂变电站综合自动化系统中通讯网络的可靠性、快速性和多种规约的兼容性问题。使发电厂变电站设计、调试、运行更快速、简单、智能化。既可用于新建发电厂、变电站中构成综合自动化系统,又可用于老发电厂变电站替代常规保护,并很容易同电厂及变电站已有监控系统相连。

1.1、用途

● LON-3001H微机型变压器后备保护装置配置有复合电压启动的过电流保护、过电流保护、过负荷保护及非电量保护,非电量保护有:重瓦斯保护、机构欠压力保护、轻瓦斯保护、过温保护等,并具有变压器的测量、控制等功能。

1.2、主要特点

分散式系统

按每个功能单元对应于一个小机箱设计,装置可直接安装在开关柜的屏面上,又可以集中组屏安装在主控制室内,与主机之间由 CAN总线通讯电缆连络。

硬件标准化

机箱内由四块小插件组成,插件硬件通用,不需任何调节就可互换到该系列产品不同用途的机箱中,更换后测量精度不受影响,便于系统快速修复。

先进高速的通讯网络

采用高可靠 CAN总线工业控制现场网络,网上任意设备间均可直接进行数据交换,接口芯片自动完成网络协议和校验。

高可靠性

所有元件采用 CMOS工业级芯片,抗干扰能力强,故障率极低,独特的布线设计、电磁屏蔽、瞬态抑制使装置具有高抗干扰能力,任一元件损坏均能保证自动进行及时有效的处理,不影响正常工作。工艺上采用了先进的表面贴封装技术,使其在可靠性方面进一步提高.

全密封钢结构防振机箱

由于功耗极低无须考虑散热,机箱采用全密封结构后,使灰尘 、潮湿、有害气体的影响大大降低,再加上宽温度工作范围,使装置适合于安装在控制现场,改变了以往微机监控保护装置必须安装在主控室,以及要求加空调和室内密封的传统做法。

开关量使用DC220V电压输入

以往的微机监控保护使用 24V作为开入量电源,由于变电站强磁场信号干扰,使误报现象时有发生,本装置直接使用直流220V作开入电源,既消除信号误报现象,又简化了接线。

遥控投切遥控复归信号,保护定值远方修改

各保护功能均可实现远方投切,保护信号可实现远方复归,保护定值远方修改。

输出传动

在调试状况下,可检查装置各出口继电器动作状况是否正常工作。

完整电气防跳及控制回路

装置内部具有开关的防跳继电器和常规控制回路接口。

装置故障报警

当装置自检发现有不可恢复的错误时发出报警信号。

控制回路断线报警

当采用断路器控制时,控制电源保险熔断或跳合闸回路断线均发控制回路断线报警信号。

时钟及报告掉电保持功能

装置时钟在掉电状态下能正确工作,每次开机时无须重新对时,并能保存 127个带时间信息的保护动作事件记录,且具有掉电保持功能。

人机界面采用液晶显示

人机界面采用液晶显示,十进制定值在线整定,实时运行参数幅值显示,信息详细直观,操作,调试方便。

保护录波功能

装置具有保护动作时启动录波功能,可保存保护动作前 4个周波和保护动作后4个周波(共8个周波)的采样数据,并将录波数据传送给监控后台,可用于判断保护动作行为;

1.3、保护装置与监控系统的通信

保护装置单元管理机可与厂、站综合自动化监控系统联接,并通过其监控系统实现对保护的管理。

1.4、后台机主要功能

a、监视管理各保护单元运行状况,实现四遥功能;

b、接收对时信号,完成时钟校对;

c、保护定值的查看、修改、打印功能;

d、保护动作信息查阅功能;

e、录波功能;

二、通用技术数据

2.1、 基本数据

2.1.1额定交流数据

a、额定交流电流In:5A、1A;

b、额定交流电压Un:100V;

c、额定频率fn:50Hz,允许偏差±0.5HZ;

2.1.2、 打印机辅助交流电源:

220V,0.7A,50Hz/60Hz,允许变化范围80% ~ 110 % ;

2.1.3、 微机保护在工频状态下采样频率: 800Hz

2.1.4、 系统频率跟随范围 : 40Hz ~ 66Hz

2.2、 功率消耗

2.2.1、交流电压回路不大于1VA/相(额定电压下)

2.2.2、交流电流回路不大于1VA/相(额定电流下)

2.2.3、直流回路功率消耗:

正常工作时,不大于6W

保护动作时,不大于10W

2.2.4、过载能力:

a 、交流测量电流回路: 2倍额定电流,连续工作;

b 、交流保护电流回路: 2倍额定电流,连续工作;

20倍额定电流,允许1S;

c 、交流电压回路: 1.2倍额定电压,连续工作;

d 、直流回路: 80% ~ 115 %额定电压,连续工作;

2.3、 触点性能:

可断开电压 250V,时间常数为5+0.75mS,容量为50W的直流有感负荷电路,动作次数连续可达1000次;动作速率为720次/小时。

2.4、 绝缘性能:

2.4.1 、绝缘电阻:装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下,不小于 200MΩ 。

2.4.2、介质强度:装置弱电开入量与外壳之间的介质强度能耐受交流50Hz,电压1KV(有效值),历时1min试验,交流电压回路对外壳之间的介质强度能耐受交流50Hz,电压1.5KV(有效值),历时1min试验,其它电路与外壳之间的介质能耐受交流50Hz,电压2KV(有效值),历时1min试验,而无绝缘击穿或闪络现象。

2.5、 冲击电压:

在规定的试验大气条件下,能承受 1.2/50μS,幅度为5KV的标准雷电波的冲击检验。

2.6、 耐湿热性能:

装置能承受最高温度为 50℃,最大湿度为95%,试验时间2天,每一周历时24小时的交变湿热试验。

2.7、寿命 :

2.7.1.电寿命:装置输出触点电路在电压不超过250V,电流不超过0.5A,时间常数为5±0.75mS的负荷条件下,产品能可靠动作及返回1000次。

2.7.2.机械寿命:装置输出触点不接负荷,能可靠动作和返回10000次。

2.8、 机械性能:

2.8.1.工作条件:能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应,冲击响应检验。

2.8.2.运输条件:能承受严酷等级为Ⅰ级的振动耐久,冲击碰撞检验。

2.9、 环境条件:

2.9.1.环境温度:

工作: -15 ~ 50℃;

贮存: -25℃~70℃在极限值下不施加激励量,不出现不可逆变化,温度恢复后,装置能正常工作。

2.9.2.大气压力:80 ~ 110KPa(相当于海拔2Km及以下)。

2.9.3.相对湿度最湿热的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25 ℃时表面无凝露。

2.10、 抗干扰性能:

2.10.1、抗电气干扰能力:能承受频率为1MHz及100KHz的衰减振荡波脉冲群(第一个半波电压幅值共模为2.5KV,差模为1KV)干扰检验。

2.10.2、抗静电放电干扰能力:能承受严酷等级为Ⅲ级的静电放电干扰。

2.10.3、抗幅射电磁场干扰能力:能承受严酷等级为Ⅲ级的幅射电磁场干扰。

2.10.4、抗快速瞬变干扰能力:能承受(GB/T14598.10规定)的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰。

2.11、 监控范围及测量精度:

2.11.1、三相测量电压及零序电压:

1 ~ 15V 误差不大于±0.2V

15~100V 误差不大于±1%

并可在线计算出:正序电压、负序电压

2.11.2、三相测量电流及零序电流:

0.1~1A 误差不大于±0.01A

1~6A 误差不大于±1%

并可在线计算出:正序电流、负序电流

2.11.3、三相保护电流:

1~20A 误差不大于±0.1A

20~100A 误差不大于±1%

2.11.4、有功功率P:

COSΦ=1时 误差不大于 ±1.5%

2.11.5、无功功率Q:

COSΦ=0时 误差不大于 ±1.5%

2.11.6、有功电度Wh: 误差不大于±1.5%

2.11.7、无功电度Varh: 误差不大于±2%

2.11.8、功率因数COSΦ:

0.5~ 1时 误差不大于±2%

2.11.9、频率F:

40~66Hz 时 误差不大于±0.01Hz

2.12、 辅助激励量中断性能:

当辅助激励量中断 100mS时,装置不会以错误的方式改变其输出状态。

 

三、装置的测量、保护、控制功能

3.1、 测量部分:电流(正序、负序)、电压(正序、负序)、频率、有功、无功功率、功率因数、有功、无功电度。

3.2、后备保护装置配置有复合电压启动的过电流保护、过电流保护、过负荷保护及非电量保护,非电量保护有:重瓦斯保护、机构欠压力保护、轻瓦斯保护、过温保护等。

3.3、控制部分:保护跳合闸、遥控跳合闸、手动跳合闸等,且装置内设防跳回路。

3.4、 监视部分配有装置故障报警、定值保护不合理报警、控制回路断线报警、 PT断线报警、装置自检故障报警以及每种保护动作的独立信号。

3.5、事件记录部分能自动记录最近127个事件发生时间、事件类型、电气参数、开关状态等。

3.6、 CAN总线网络控制部分能实现装置同网络上其它设备间进行实时的数据交换,完成遥测、遥信、遥控、遥调及远方修改保护定值,远方信号复归等功能、直接构成发电厂、变电站综合自动化系统。

3.7、 开出配置为 :保护跳、控制合、控制跳、保护动作信号、告警信号、装置掉电信号、启动风扇、I段t1出口、II段t1出口、联跳低压侧断路器等。

3.8、装置配有录波功能,录波数据可上送监控系统,且录波启动后同时对各保护动作状态及时间进行记录,对保护的动作行为进行监视。

四、装置控制部分二次原理图

五、开入量、开出量接线图

六、模拟量输入接线图及通讯回路图

七、 LON-3001H变压器后备保护原理

主变后备保护配置有:两段复合电压启动的过电流保护,过电流保护,过负荷保护,零序过电压保护,非电量保护配置有:重瓦斯保护、机构欠压力保护、轻瓦斯保护、过温保护等。并设置有机构失灵、 PT 断线告警、跳合闸回路断线告警、辅助接点故障报警等功能。

7.1 、二段复合电流启动过流保护

这种保护是低电压启动过流保护的发展,对于不对称短路故障,其灵敏度更高,可作为变压器及相邻元件的后备保护,过电流启动值可按需要配置若干段,每段可配不同的时限。由于要取用故障电流,故过流元件应装设于电源侧,电压元件可取于变压器低压侧。

7.1.1 、复合电压启动过流保护原理框图

◆复合电压 I 段过流保护:

◆复合电压 II 段过流保护:

其中, I MAX 为三相保护电流中的最大值。 U MIN 为三个线电压中的最小值。

U FVXU 为负序电压值。

7.1.2 、保护动作判据

a 、复合电压元件:

复合电压元件由负序电压和低电压两部分组成。

当发生各种不对称短路时,由于出现负序电压经一定延时作用于跳闸,提高了不对称短路的灵敏度。而在三相对称短路的开始瞬间,也会有负序电压输出,但经过一段很短时限负序电压会消失。但只要短路存在,则由低电压启动过流保护动作,切除故障。

b 、动作判据:

•  负序电压元件: U 2 >U 2Zd

U 2 Zd 为负序电压整定值,可按躲开正常运行方式下负序电压过滤器的最大不平衡电压来整定。

根据运行经验:

U 2Zd = ( 0.06-0.12 ) U n

U n 为额定电压

•  低电压元件: U<U Zd 时电压元件动作(三个线电压中最小的一个),

U Zd 为低电压元件动作整定值。

•  过电流元件: I>I Zd 时电流元件动作(三个相电流中的任意一个满足时),

I Zd 为过电流元件动作整定值。

7.1.3 、主要技术指标

a 、负序电压整定范围: 2~30V 误差不超过 + 3 %

b 、低电压整定范围: 5~80V 误差不超过 + 3 %

c 、动作电流整定范围: 2~30A 误差不超过 + 3 %

d 、延时整定范围: 0.1~10S 误差不超过 + 1 %

* 延时元件:因作后备保护需经一定的延时,

延时时段 t1 可先跳开分段或母联开关;

t2 时段:当故障仍未消除时再跳开主变两侧断路器。

如无需跳分段及母联可只延时一段跳开主变两侧断路器。

另外, t1 、 t2 及跳闸出口还可根据用户的要求灵活配置。

特别说明:在 8.1.1 复合电压启动的过电流保护原理框图中,只要将复合负序电压软压板退出,就构成了低电压启动的过流保护,主要反映对称三相短路故障,可作为变压器及相邻设备的后备保护。有关动作判据和技术指标不变。(仅去掉负序电压一项即可)。

7.2 、过负荷保护

用来保护变压器的对称过负荷,保护启动后,经一定延时动作,可以作用于跳闸、发信及启动风扇。应装设于电源一侧,一般应检测三相电流中的最大值是否大于整定值。

7.2.1 、过负荷保护逻辑框图

7.2.2 、过负荷保护动作判据

I>I Zd , t>t Zd

其中 I 为三相电流中最大值, I Zd 为过负荷保护动作整定值, t 为过负荷保护动作延时时间, t Zd 为过负荷保护延时动作整定值。

7.2.3 、主要技术指标

a 、动作电流整定范围: 2~20A 误差不大于 + 3 %

b 、延时整定范围: 0.1~10S 误差不大于 + 1 %

7.3 、过电流保护

当 A 、 B 、 C 三相中任何一相电流幅值大于整定值时,相应定时器启动。当定时器时限大于整定时间时,保护动作。

过流判据: I d >I Zd 式中 I Zd 为电流保护整定值。

t >t Zd 式中 t Zd 为电流保护时限整定值。

7.3.1 、工作原理逻辑框图

其中, I MAX 为三相保护中的最大值。

7.3.2 、主要技术指标

定时限过流保护动作范围: 1 - 20A 误差不大于± 3%

保护动作时限范围: 0.1-10S

0.1 - 2S 误差不大于 25ms

2 - 10S 误差不大于± 1.5%

7.4、机构失灵

A、保护原理:

当装置执行跳闸 (合闸)命令后,判断断路器的位置状态是否与之相符,不相符时则启动软件定时器, 当定时器大于固定时间2S时则保护动作发出机构失灵的告警信号。

B、保护原理逻辑图:

7.5、辅助接点故障

A、保护原理:

当判断一对常开或常闭接点处于相同状态时 ,则启动软件定时器, 定时器大于固定时间2S则保护动作发出辅助接点故障的告警信号。

B、保护原理逻辑图:

7.6、跳合闸回路断线

A、保护原理:

断路器处于合闸状态下时 ,装置判断跳闸回路是否完好,否则发出跳闸回路断线信号.

断路器处于跳闸状态下时 ,装置判断合闸回路是否完好,否则发出合闸回路断线信号.

B、保护原理逻辑图:

7.7、PT断线保护

A、保护原理:

当装置检测到 PT断线告警状态下,可根据控制字,退出带方向元件、电压元件的各段保护,或者退出方向、电压元件.

PT断线的条件成立时, 则启动软件定时器, 定时器时间大于0.5S, 装置将发出PT断线的告警信号.

B、保护原理逻辑图:

7.8、欠压力保护

A、保护原理:

本保护设有相应开关输入量输入端子 ,以便通过本装置发送本地及中央信号,保护根据该开关量信号进行判断.动作时,发出告警信号.

B、保护原理逻辑图:

7.9、过温

A、保护原理:

本保护设有相应开关输入量输入端子 ,以便通过本装置发送本地及中央信号,保护根据该开关量信号进行判断.动作时,发出告警信号.

B、保护原理逻辑图:

7.10、重瓦斯

A、保护原理:

本保护设有相应开关输入量输入端子 ,以便通过本装置发送本地及中央信号,保护根据该开关量信号进行判断.动作时,发出跳闸或告警信号.

B、保护原理逻辑图:

7.11、轻瓦斯

A、保护原理:

本保护设有相应开关输入量输入端子 ,以便通过本装置发送本地及中央信号,保护根据该开关量信号进行判断.动作时,发出告警信号.

B、保护原理逻辑图:

7.12、装置故障告警

A、保护原理:

保护装置硬件发生故障时 ,LCD显示故障信息,并驱动告警继电器。

7.13、定值范围及动作信息表:

★表 1:定值范围及说明:

定值种类

定值项目

整定范围

1.复合I段过流保护

复合 I段过流保护投退控制

投入 /退出

复合电压 I段电流整定值

0~100A

复合电压 I段时限1整定值

0.1~10S

复合电压 I段时限2整定值

0.1 ~ 10S

I段复合低电压投退控制

投入退出

低电压整定值

5 ~ 80V

I段复合复序电压投退控制

投入 /退出

负序电压整定值

2 ~ 50V

2.复合II段过流保护

复合 II段过流保护投退控制

投入 /退出

复合电压 II段电流整定值

0~100A

复合电压 II段时限1整定值

0.1~10S

复合电压 II段时限2整定值

0.1 ~ 10S

II段复合低电压投退控制

投入退出

低电压整定值

5 ~ 80V

II段复合复序电压投退控制

投入 /退出

负序电压整定值

2 ~ 50V

3.过电流保护

过电流保护配置属性

保护 /告警/退出

过电流保护电流定值

0.2 In — 20 In

过电流保护时限

0.1S — 10S

4.主变过负荷保护

过负荷保护配置属性

保护 /告警/退出

过负荷保护电流定值

0.2 In — 20 In

过负荷保护时限

0.1S — 30S

5.零序过电压保护

零序过电压保护配置属性

保护 /告警/退出

零序过电压保护电压定值

10V — 100V

零序过电压保护时限

0.5S — 10S

6.PT断线告警

(备注1)

PT断线告警配置属性

告警 /退出

PT状态配置

工作 /维护

零序电压定值

1V — 70V

7.机构失灵

机构失灵配置属性

告警 /退出

8.辅助接点故障

辅助接点故障配置属性

告警 /退出

9.跳合闸回路断线

跳合闸回路断线配置属性

告警 /退出

10.开入量

欠压力配置属性

告警 /退出

过温配置属性

告警 /退出

轻瓦斯配置属性

告警 /退出

重瓦斯配置属性

保护 /告警/退出

11.波特率

CAN总线(Kbps)

80(Kbps)

485总线 (bps)

4800(bps)(调试)

★ 表 2 :保护动作信息

保护运行中发生跳闸动作或告警时 ,将动作信息显示于LCD,同时上传到通信管理机.动作信号记录保护动作发生时间 、电流、电压、频率、开入量信号等参数 .

TJ表示跳闸继电器

HDJ表示启动风扇继电器

BXJ表示保护动作信号继电器

GXJ表示告警信号继电器

SDJ表示装置失电继电器

T1J表示I段时限1出口继电器

T2J表示II段时限1出口继电器

LTJ表示联跳低压侧继电器

保护动作信息

显示内容

动作继电器

复合电压 I段过流时限1动作

T1J,BXJ

复合电压 I段过流时限2动作

TJ,LTJ,BXJ

复合电压 II段过流时限1动作

T2J,BXJ

复合电压 II段过流时限2动作

TJ,LTJ,BXJ

过流保护跳闸 (告警)动作

TJ,BXJ(GXJ)

主变过负荷保护跳闸 (告警)动作

TJ,BXJ(GXJ)

主变过负荷保护启动风扇

HDJ,BXJ

零序过电压保护跳闸 (告警)动作

TJ,BXJ(GXJ)

PT断线告警保护动作

GXJ

机构失灵保护动作

GXJ

辅助接点故障保护动作

GXJ

跳合闸回路断线动作

GXJ

欠压力保护动作

GXJ

过温保护动作

GXJ

轻瓦斯保护动作

GXJ

重瓦斯保护跳闸动作

TJ,BXJ

重瓦斯保护告警动作

GXJ

下位机自检故障

SDJ,闭锁出口

24V电压断线告警

GXJ

动作信号的清除 ,在进行此操作之前,必须在确认装置所存储的事件报告已经失去保留价值时,才执行该操作.具体操作步骤详见面液晶面板操作说明.

★ 输出传动 :

装置处于调试状态下才可执行此菜单命令。用于检测各出口继电器是否能可靠动作及继电器回路是否正确可靠连结。

编号

控制输出

说明

1

保护动作信号

保护动作信号继电器动作

2

告警信号

告警信号继电器动作

3

控制合闸

控制合闸继电器动作

4

启动风扇

启动风扇继电器动作

5

控制跳闸

控制跳闸继电器动作

6

保护跳闸 1

保护跳闸 1继电器动作

7

保护跳闸 2(备用)

保护跳闸 2(备用)继电器动作

8

I段时限1出口

I段时限1出口继电器动作

9

II段时限1出口

II段时限1出口继电器动作

10

联跳低压侧

联跳低压侧继电器动作

★ 事件报文信息表说明:

序号

内容

说明

1

IA

A相保护电流

2

IB

B相保护电流

3

IC

C相保护电流

4

I0

零序电流

5

VA

A相保护电压

6

VB

B相保护电压

7

VC

C相保护电压

8

V0

零序电流

9

FREQENCY

频率

10

INPUT

开关量输入; K15—K0

八、 LON-3001系列综合自动化系统结构图

九、系统监控软件说明

上位机监控系统软件运行于 Windows2000/WindowsNT4.0,使之更加稳定可靠、更加安全,易于管理。同时基于大型数据库SQL Server2000,使Windows2000服务器与数据库SQL Server2000结合成为最佳配合搭档。

电力监控系统分为前台软件和后台软件,两者协调配合,实现对现场的各种设备进行管理、监控,具体功能分工如下:

9.1、后台软件主要功能

a、按要求定时采集现场各个测量点的数据,各开关状态信息、下位机自检、数据、测控单元自检数据、电能表数据、SOE事件;

b、将所需的实时测量数据、各开关状态信息实时传输至前台软件;

c、定时将测量数据保存至数据库,同时将数据库新增数据同步上传到中心服务器;

d、始终处于监听状态,真实地将前台软件的各种命令传递给底层接口,并将底层执行命令的结果立即返回给前台软件。

9.2、前台软件的主要功能

a、自动装载由界面设计工具设计的任意运行界面,并且能够灵活配置需要实时显示的测量点、各种开关及小开头,而不需要对源程序做任何修改;

b、基于大型数据库SQL Server2000,具有强大的系统管理功能,能将所有测控单元、开关设备等系统所需的信息管理到数据库,提供方便的增加、修改、删除功能;

c、灵活的整定值配置,不但支持已有19种整定值配置管理,还支持任意的自定义整定值配置管理,并具有支持整定值的下传和上传功能;

d、远程控制功能,能够将各种控制命令发送到后台软件,并正确接收命令执行结果;

e、实时监测功能,能够实时从后台软件获取所需要的实时测量点数据、各开关状态信息,并实时显示的运行界面上;

f、实时SOE报警,实时显示最新的SOE事件,并提供清除功能;

g、各种报表打印功能;

h、提供各种数据曲线图;

i、历史数据清除功能;

9.3、优越性

a、前、后台软件、底层接口分层设计思想,使得增加新设备或更换其他设备时,只需要的底层接口上实现对新设备的支持,其他软件不需要做任何修改,增强了软件的通用性与兼容性;

b、这两种分层设计思想从根本上解决了以前经常发生的因为新设备、或者设备与原来设计不符、或增加设备而必须修改源程序,甚至重新开发的缺陷;

c、界面设计与运行分离的思想能够提升电力监控软件的通用性、灵活性与兼容性,只需要用界面设计工具设计修改新的运行界面,就可以实现对新的系支持;

d、由于现的是一个多功能的网络版本,即可以的一台上位机上独立运行,同时又可以基于网络在多台机器上同时进行监控,可进一步开发成一个系列软件,满足不同用户的需求;

e、系统运行界面采用全数字化矢量信息,能够尽可能高的提高系统的操作性能;各种数据库的操作采用数据库的存储过程和触发器的系统的后台进程中执行,大大的提高系统的综合性能;

f、自定义整定值配置设计能够充分兼容新的保护功能需要,增强系统的兼容性;

g、全数据库的系统管理(系统配置、整定值配置、历史数据清除等),只需要的第一次进行配置以后,以后运行维护简单轻松,减轻了维护人员的负担;

h、数据库支持text字段数据类型,最大长度能存储2,147,483,647字节,能有效存储录波数据。

9.4、网络连接示意图

十、硬件结构及说明:

10.1 、LON-3001H 装置及外形尺寸及开孔尺寸图:

10.2 、 装置插件位置示意图:

面板为整板形式 ,内部插件为插拔式,具有锁紧机构可靠的特点.装置的安装方式为嵌入式,端子全部安排在背板上,采用后接线方式.本装置机箱内共有4块插件,从左至右依次为电源及传感器板、继电器板、CPU板、CAN网络通信板,如图下示:

10.3 、 装置整体硬件结构框图

10.4 、 电源及传感器板

a 、 电源模块的作用是将外部引入的 220V的交(直)流电源,经过滤波和抗干扰处理,引入AC-DC模块,从而得到相互隔离的两组直流电源5V和24V,作为装置正常工作的内部电源.装置内部采用悬浮地,与外面隔离。

b 、 传感器模块的作用是将系统电压互感器、电流互感器的二次电压、电流信号转换为 CPU板中A/D转换所能接受的弱电信号(0~5V),同时加以低通滤波,去除各种高频干扰.交流输入回经隔离互感器引入装置,保护和测量用隔离互感器分别获取.保护用互感器设计容量为40倍额定电流不饱和,测量用互感器的非线性度小于0.1%,角度误差小于1°,充分满足了测量精度和对保护动作范围的要求.原理图如下:

10.5 、 CPU板

a 、 CPU板采用双层板工艺,合理优化的硬件布局,采用先进表面贴封装技术,能十分有效的防止外部干扰。

b 、 CPU采用INTEL公司的高性能工业级单片机80C196KC芯片。

c 、 装置采用了高速高密度同步采样技术,采样频率为 800Hz/s,使装置的测量精度得到充分保证。

d 、 采用高速 A/D转换芯片对12路来自传感器的交流模拟信号采集,模拟信号的每个周波获取16个采样点。

e 、 来自外部 +220V的16路开入量信号经过光隔、滤波处理,送到CPU。

f 、 外围电路采用 ALTEAR公司的EMP7032系列的可编程逻辑芯片,简化了硬件电路,提高了系统的可靠性,具有在系统编程的功能。

开入量内部原理图如下:

10.6 、 继电器板

a 、 继电器板采用合理优化的硬件布局 ,强弱电信号之间采用光电隔离,抑制强电信号对弱电信号的干扰。

b 、 所有的出口继电器都设有两级逻辑锁 ,提高抗干扰性,防止开机、关机、装置出故障时出口的误动现象。

c 、 当装置本身发生故障时,将关闭 3-8译码器的出口逻辑锁,从而闭锁所有出口通道,并从装置失电告警出口发出信号。

d 、 继电器板上设有防跳继电器 ,使本装置具有防跳功能。

e 、 采用可靠的 3-8译码器和启动信号作为继电器出口逻辑锁. 原理图如下图:

f 、 装置在正常运行时 ,不停检测来自本身的运行工况.当装置运行不正常时,

自检告警 ,告警继电器动作.出口继电器正常不带电,只有当装置检测到线路运行于不正常状态,打开对应的启动信号,且装置本身工作正常时,才打3-8译码器的逻辑锁,当满足此条件时,才发出跳合闸脉冲及各种动作信号。

10.7 、 通信板(LON-3001H)

采用非智能 CAN网络通信卡,直接与CPU80C196KC进行数据交换,通过高速光电隔离器件与外界总线网络相连接.原理框图如下:

通讯板原理图

10.8 、 底板 (LON-3001H)

a、装置内4个插件通过底板连成一个整体。

b、底板采用WONBOND公司的高性能51系列兼容单片机78E516B完成液晶屏显示和按键操作功能,通过双端口RAM,实现与CPU80C196KC之间的数据交换。

c、设有独立的看门狗芯片,使其具有自恢复功能。

10.9 、 外部接线背板

各种开入、开出及模拟量输入都是通过背板上的端子进出装置的 ,如图:

十一、抗干扰措施:

11.1、从机箱结构、布线、屏蔽、接地、电磁兼容滤波等方面采取积极有效措施切断干扰源 .

11.2、采用抗干扰能力强,门限电平高的元器件.

11.3、优化电路原理设计,科学布线减少印制板走线,减少元件引脚数目.采用先进表面贴封装技术.

11.4、对输入、输出口采用有效的电气隔离如光电隔离等抗干扰措施.

11.5、对外部输入的开入量信号使用+220V电压输入.在强磁场干扰环境中消除了信号误报的现象.

11.6、采用看门狗技术,监视软件运行.

11.7、对电源供电进行抗干扰处理.

11.8、选用抗干扰、稳定性好、耐过载的传感器对信号进行隔离.

11.9、对输入模拟信号作抗混叠滤波,采用高速AD转换器和采样频率,减少采样误差.

11.10、对通讯接口采用复合抗雷保护电路.

11.11、机箱采用全密封钢结构防振机箱,在结构上采用全金属分板,分块设计,减少污染信号与干净信号之间的相互耦合.

11.12、设备内部连接件采用德国魏德米勒等公司的高性能产品,根除接触不可靠等隐患.

十二、 供应成套性

12. 1 、随同产品一起供应的文件

a 、产品合格证或合格证明书一份;

b 、技术说明书一份;

c 、装箱单一份;

12. 2 、 随同产品一起供应的附件

按产品结构规定的数量供应安装附件。

十三、 订货须知

订货时应有我公司与用户签定的技术协议书并应指明:

13 . 1 、产品型号、名称、订货数量;

13 . 2 、交流电流、电压及频率额定值;

13 . 3 、直流额定电压;

13 . 4 、电站主接线图应写明所有线路、变压器名称及代号 , 断路器编号 , 刀闸与手车编号 , 并标注各互感器的型号、准确度及用途;

13 . 5 、各电压等级线路断路器的跳闸、合闸电压、电流;

13 . 6 、特殊的功能要求及备品备件;

13 . 7 、供货地址及时间;

13 . 8 、组屏要求及屏的尺寸和颜色。

 
     

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