MFC2000-3A-D技术说明书V1[1].3.doc

mfc2000-3a型型 微微机机厂厂用用电电快快速速切切换换装装置置 技技 术术 说说 明明 书书 江江苏苏金智科技股份有限公司金智科技股份有限公司 南京南京东东大金智大金智电电气自气自动动化有限公司化有限公司 二二九年三月九年三月 mfc2000-3a-d v1.3版版 本说明书不作为设计依据，本公司保留对产品更改的权利，实际以出厂图纸为准。本说明书不作为设计依据，本公司保留对产品更改的权利，实际以出厂图纸为准。 版权所有，请勿翻印、复印版权所有，请勿翻印、复印 本版本发布时间：本版本发布时间：2009年年3月月 目目 录录 1概述概述 .1 2装置特点及主要技术规范装置特点及主要技术规范 .2 2.1主要技术特点2 2.2主要技术指标3 2.2.1工作环境条件.3 2.2.2装置工作电源.3 2.2.3额定交流输入.3 2.2.4精确工作范围.4 2.2.5测量精度.4 2.2.6开关量输入.4 2.2.7跳合闸出口.4 2.2.8信号输出.4 2.2.9切换时间.4 2.2.10主要硬件指标.4 2.2.11录波指标.5 2.2.12负载和功耗.5 2.2.13过载能力.5 2.2.14抗干扰性能.5 2.2.15绝缘性能.6 2.2.16机械性能.6 2.2.17外形尺寸.6 2.2.18重量.6 3装置硬件、软件简介装置硬件、软件简介 .7 3.1装置硬件7 3.1.1机箱结构.7 3.1.2电源模件.7 3.1.3交流模件.7 3.1.4开入模件.7 3.1.5主cpu模件.7 3.1.6从cpu模件.8 3.1.7出口模件.8 3.1.8信号模件.8 3.1.9调试试验模件.8 3.1.10接口.8 3.2装置软件10 4切换功能切换功能 .12 4.1切换方式12 4.1.1正常切换.13 4.1.2事故切换.13 4.1.3不正常情况切换.14 4.2去耦合14 4.3切换投/退、闭锁/解除15 4.3.1切换功能的投入/退出15 4.3.2装置自行闭锁切换功能.15 4.3.3闭锁解除.17 5单操功能单操功能 .17 5.1单合开关17 5.2单跳开关17 5.3单操投入/退出、闭锁/解除17 5.3.1单操功能的投/退17 5.3.2装置自行闭锁单操功能.18 5.3.3单操闭锁解除.18 5.4单操和切换间的相互关系18 6低压减载功能低压减载功能 .19 7启动后加速保护功能启动后加速保护功能 .19 8其它功能其它功能 .19 8.1监测显示19 8.1.1模拟量测量显示.19 8.1.2开关量测量显示.19 8.1.3定值、软压板状态显示.19 8.1.4录波信息显示.20 8.2事件追忆、录波20 8.2.1追忆和录波总量.20 8.2.2事件追忆的内容.20 8.2.3录波内容.21 8.3通信21 8.4gps对时 21 8.5打印21 8.6系统管理软件支持21 9设计说明设计说明 .21 9.1装置配置、组屏21 9.2输入输出端子说明22 9.3设计参考用图25 10定值一览表定值一览表.30 10.1整定定值30 10.2控制字、软压板31 11附件一：切换方式原理说明附件一：切换方式原理说明.32 11.1切换方式32 11.1.1按开关动作顺序分类（动作顺序以工作电源切向备用电源为例）.32 11.1.2按启动原因分类.32 11.1.3按切换速度或合闸条件分类.32 11.2快速切换、同期捕捉切换、残压切换、长延时切换32 11.2.1快速切换.32 11.2.2同期捕捉切换.35 11.2.3残压切换.36 11.2.4长延时切换.37 12附件二：几个问题的澄清附件二：几个问题的澄清.38 12.1厂用电快速切换与发电机自动准同期38 12.2关于正常并联切换38 12.3关于实切过程中安全区域的控制39 12.4关于励磁涌流抑制41 12.5关于快速切换时间41 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 1 1产品概述产品概述 mfc2000 系列微机厂用电快速切换装置，适用于大、中、小型发电厂厂用电切换，或其它 工业用户，如化工、冶金、煤炭等有较多高低压电动机负荷场合的电源切换。这些场合由于有较 大的感性负载，切换过程中母线电压由于反馈电势的存在而衰减较慢，切换时必须考虑反馈电压 与备用电源电压间的压差引起的电流电压冲击问题，避免造成电源跳闸、设备损坏或寿命缩短等 后果。 厂用电快速切换装置是发电厂厂用电气系统的一个重要设备，与发变组保护、励磁调节器、 同期装置一起，被合称为发电厂电气系统安全保障的“四大法宝”，对发电厂乃至整个电力系统 的安全稳定运行有着重大影响。对厂用电切换的基本要求是安全可靠，其安全性体现为切换过程 中不能造成设备损坏或人身伤害，而可靠性则体现为保障切换成功，避免保护跳闸、重要辅机跳 闸等造成机炉停运的事故。 1997年8月5日，mfc2000型微机厂用电快速切换装置在南京通过了由原能源部华东电力集团 公司主持的鉴定，标志着我国自行研发的第一台微机型发电厂厂用电快速切换装置的诞生。该装 置由东南大学东大集团电力自动化研究所（现江苏金智科技股份有限公司的前身）研发完成。 mfc2000型微机厂用电快速切换装置突破了此前由国外学者和asea、abb、三菱等公司技术人 员主导的厂用电切换原理，开创性地提出了厂用电切换的“同期捕捉”原理，通过对厂用电频率、 相位和幅值的实时测量和动态跟踪、预测，实现了厂用电切换的“快速切换”、“同期捕捉切换” 。 第一台mfc2000型快切装置于1997年1月在江苏望亭电厂11机组（300mw）首次成功投运； 1997年4月，由华东电力试验研究院主持进行了望亭发电厂11机组mfc2000型快切装置实切试验， 在机组带负荷情况下，先后进行快速切换、同期捕捉切换试验，试验取得完全成功，所有切换指 标达到设计和运行要求；至1997年6月，装置在望亭电厂11机动作9次，成功率100。 1998年度，mfc2000型微机厂用电快切装置荣获能源部电力科技进步三等奖、华东电力集团 科技进步二等奖。 2000年，mfc2000升级为mfc2000-2型，为了便于区别，将mfc2000型更名为mfc2000-1型。 秉承mfc2000-1型的原理， mfc2000-2型快切装置总结了三年多来的运行经验和存在的问题，进 行了全面的升级和完善，如：采用了多cpu硬件架构，将测量和逻辑处理分开，进一步提高了装 置的实时性能；采用大屏幕液晶显示和中文菜单操作，方便了用户使用。 2006年，随着用户对装置功能、性能及运行管理需求的进一步提高，mfc2000-2再次升级为 mfc2000-3a。mfc2000-3a补充了长延时切换、手动串联切换等功能；在切换功能的基础上，增加 了检同期单合开关功能；大大加强了装置录波、状态和事件记录、在线试验、网络通信等功能； 采用32位cpudsp的高端平台，进一步提高了切换速度、可靠性等多项性能指标。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 2 2007年1月6日，对mfc2000-3a型微机厂用电快切装置重新作了鉴定，由中国电力企业联合 会组织，杨奇逊教授领衔的专家委员会一致认为： mfc2000-3amfc2000-3a微机厂用电快切装置，设计合理、微机厂用电快切装置，设计合理、 功能完备、性能优异、切换速度快。装置整体功能、性能达到国内领先水平。功能完备、性能优异、切换速度快。装置整体功能、性能达到国内领先水平。 mfc2000系列微机厂用电快切装置自1997年投入市场以来，彻底解决了以往发电厂厂用电切 换速度慢、切换成功率低或根本无法实现快速切换等问题，并在实际工程中不断得到创新和完善， 先后解决了正常切换时工作电源与备用电源间相位差大的问题；备用电源高压侧开关采用油开关 的问题；两个差频电源间的正常切换和事故切换问题；备用电源采用冷备用方式问题等各种大大 小小的问题，填补了国内空白。其可靠性、可用性获得了用户的高度认可，至今已有近5000套装 置运行在全国各省市的约70以上的大中型发电机组中，包括单机最大的百万机组工程：华能玉 环、华电邹县、外高桥、北仑等。 此外，2002年以来，近百套mfc2000系列快切装置陆续出口至印度、伊朗、巴基斯坦、土耳 其、越南等国，深得国外用户的好评。 mfc2000系列快切装置在核电工程中同样得到了成功应用，如秦山核电站、巴基斯坦恰希玛 核电站等。 2装置特点及主要技术装置特点及主要技术规范规范 2.1 主要技术特点主要技术特点 mfc20003a型微机快切装置，在功能、性能上较mfc20002型装置有较大的补充、改 进和提高，这些补充和改进，无一例外来自于用户的需求和现场的反馈。 主要特点如下： 实用完备的切换功能。实用完备的切换功能。手动切换兼有并联切换、同时切换和串联切换功能；并联切换 具有并联自动和并联半自动功能；自动切换包含事故切换和不正常情况切换两种，并 兼有串联和同时切换功能；切换实现方式兼有快速切换、同期捕捉、残压切换和长延 时切换功能，其中同期捕捉切换可选恒定越前时间和恒定越前相角两种方法。 具有单操功能。具有单操功能。具有同期或无压单合厂用电源开关的功能。 适用于冷、热备用电源方式。适用于冷、热备用电源方式。能适应备用电源采用冷、热备用运行方式下的厂用电切 换。 先进的多先进的多cpu结构。结构。多cpu协同工作，在增加更多功能的同时，进一步提高逻辑判断、 冗余等可靠性指标。 先进的先进的dsp技术。技术。高速dsp、高性能14位a/d转换器，实现自动频率跟踪采样计算，幅 值、相位、频率测量快速准确。 调试方便。调试方便。交流量测量精度调整、装置的整定和调试、以及开入/开出量试验等均可通 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 3 过操作专用调试软件菜单、观察面板显示及背板专用调试指示灯闭环完成，整个装置 的使用调试十分简便。 更友善的人机界面。更友善的人机界面。320240大屏幕液晶，采用图形界面显示，菜单等显示画面丰富： 能显示与现场一致的接线图，可显示切换过程录波瞬时值曲线，显示动作过程记录等。 强大、完善的事件记录和录波功能。强大、完善的事件记录和录波功能。多达252组事件记录，75秒采样录波，可以为事 故或异常情况分析提供客观、充分的依据。所有记录信息均可以掉电保持。波形以标 准comtrade格式存储，可以用通用分析软件进行录波分析。 双网通信功能。双网通信功能。支持双网通信，支持modbus等多种协议，可方便接入dcs系统及 ecs系统。 gps对时功能。对时功能。兼有硬（脉冲）和软（通信）对时功能。 先进的硬件工艺。先进的硬件工艺。主要模件采用大规模可编程逻辑器件，简化电路设计。smt表贴工 艺，多层印制板。 先进的机箱结构。先进的机箱结构。采用背插式、母板联结结构，强弱电分离，提高整体抗干扰能力。 外观工艺更加美观。外观工艺更加美观。 强大的强大的pc系统管理软件。系统管理软件。装置配有pc辅助软件，主要功能包括：装置画面组态、波形 读取及comtrade录波分析、定值读取修改、各种事件记录读取、打印等。 2.2 主要技术指标主要技术指标 2.2.1 工作环境条件工作环境条件 正常工作温度： -10+55。 极限工作温度： -25+70。 湿度： 5%90%，（无凝结）。 大气压力： 80kpa110kpa。 高度： 海拔4000m以下。 2.2.2 装置工作电源装置工作电源 额定电压： dc220v/dc110v，或ac220v。 允许偏差： -20%+10%。 纹波系数： 不大于5%。 2.2.3 额定交流输入额定交流输入 交流电流： 5a。 交流电压： 100 v 或 57.7 v。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 4 频率： 50hz。 2.2.4 精确工作范围精确工作范围 电流： 0.2a20a。 电压： 1.0v130v（线电压）。 频率： 30hz60hz。 相角： -180+180。 2.2.5 测量精度测量精度 电压： 0.5级。 电流： 0.5级。 频率： 0.02hz。 相角： 0.2。 gps对时： 1ms。 2.2.6 开关量输入开关量输入 开关量形式：空接点。 内部信号电平：24vdc。 2.2.7 跳合闸出口跳合闸出口 出口形式：空接点，电流自保持，出口有正负极性之分。 接点容量： dc220（110）v、8a（接通）。 2.2.8 信号输出信号输出 输出形式：空接点。 接点容量：dc220（110）v、5a（接通）。 2.2.9 切换时间切换时间 事故同时切换最小时间： 10 ms用户设定延时备用开关合闸时间（外部保护起动 接点闭合至备用开关合上） 事故串联切换最小时间： 10 ms工作开关跳开时间备用开关合闸时间（外部保护 起动接点闭合至备用开关合上） 2.2.10主要硬件指标主要硬件指标 cpu数量： 2 cpu位数：32位 dsp数量：1 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 5 a/d采样位数：14位 ai：9 di：14 do（出口）：12 do（信号）：20 通信接口：双网，485，modbus等协议 gps：1路对时脉冲 液晶显示屏：320240 2.2.11录波指标录波指标 切换或单操动作事件：36组。 开关量变位事件：72组。 pt断线等异常事件：72组。 运行事件：72组。 带采样数据录波的切换或单操动作记录：7组。 每组采样数据录波的长度：5秒。 2.2.12负载和功耗负载和功耗 交流电压回路：每相不大于0.5va。 交流电流回路：每相不大于0.5va。 装置工作电源：正常运行时，总功耗不大于50w，切换动作时，总功耗不大于60w。 2.2.13过载能力过载能力 交流电流回路：2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10s；40倍额定电流， 允许1s。 交流电压回路：1.5倍额定电压，连续工作。 直流电源回路：80%115%额定电压，连续工作。 2.2.14抗干扰性能抗干扰性能 能承受gb/t14598.14标准规定的严酷等级的静电放电试验。 能承受gb/t14598.9标准规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验。 能承受gb/t14598.13标准规定的严酷等级的1mhz脉冲群干扰试验。 能承受gb/t14598.10标准规定的严酷等级的快速瞬变干扰试验。 2.2.15绝缘性能绝缘性能 能承受gb7261第19章规定的介质强度试验。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 6 能承受gb7261第19章规定的绝缘电阻试验。 能承受gb7261第21章规定的湿热试验。 2.2.16机械性能机械性能 振动：能承受gb7261中16.3规定的严酷等级为i级的振动耐久性能试验。 冲击：能承受gb7261中7.5规定的严酷等级为i级的冲击耐久性能试验。 碰撞：能承受gb7261中第18章规定的严酷等级为i级的碰撞耐久性能试验。 2.2.17外形尺寸外形尺寸 标准4u插箱：442（w）177.8（h）300（d）mm。 2.2.18重量重量 约15kg。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 7 3装置硬件装置硬件、软件简介、软件简介 3.1 装置硬件装置硬件 mfc20003a型快切装置采用2片32位单片机加高速浮点dsp结构，主从cpu间通过通信交 换数据。装置采用了先进的总线隔离技术，cpu板总线不外引，模件之间的连接采用强弱电分离 的方案，大大提高了装置的抗干扰能力。 3.1.1 机箱结构机箱结构 本装置外形结构为19英寸4u标准机箱，采用整面板、背插式结构： 装置前面板包括320240大屏幕液晶显示器、常规功能键及快捷方式键、信号指示灯、调试 通信接口等，运行、操作、试验、巡视可通过前面板进行。 装置内部模件从装置背后插入机箱，通过母板联结各模件。模件前端为针式接插件，后端为 接线端子、信号指示灯等。这种背插式结构能使母板上只有弱电连接，而强电集中于外部端子， 使强弱电完全分开，大大减少电磁干扰，增强装置的抗干扰能力，提高其可靠性和安全性。 本装置主要模件有：电源模件，交流模件，开入模件，主cpu模件，从cpu模件，出口模件， 信号模件，调试试验模件等。见图3.1所示。 3.1.2 电源模件电源模件 采用先进的模块化电源。输入220v/110v直流/交流电源，输出5v、15v、24v装置内 部工作电源。 3.1.3 交流模件交流模件 将现场ct、pt来的电流、电压信号通过装置内的高精度ct、pt进行二次隔离、滤波、变换， 转换为小电流、小电压信号。本模件具有5路pt输入、4路ct输入电路。 3.1.4 开入模件开入模件 将外部各种开关量输入信号（di）通过内部光电隔离、变换，转换为cpu可测量的电平信 号。本模件具有最多14路di输入电路。 3.1.5 主主cpu模件模件 对变换后的模拟量及开关量进行检测、计算、逻辑运算等处理，完成装置的各种判断、计算、 分析、逻辑组合、输出等功能。其中dsp对输入的交流量信号进行硬件高速处理，直接转换为数 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 8 字信号，并传送给主cpu。本模件含32位微处理器、dsp及其他外围芯片。 3.1.6 从从cpu模件模件 完成人机交互界面，显示各种模拟量、开关状态量、信号量、动作信息、事件信息等，并完 成装置对外的通讯功能。本模件含1片32位微处理器及其他外围芯片。 3.1.7 出口模件出口模件 将cpu发出的各种跳合闸指令转换为出口继电器空接点输出。本模件含最多12路出口。注意：注意： 出口出口“合工作合工作”、“跳工作跳工作”、 “预留出口预留出口1”、“预留出口预留出口2”、“合备用低合备用低”、“跳备用跳备用”、 “合备用高合备用高”和和“（保护出口）（保护出口）”有正负极性之分。若接反，则可能造成开关不能正确跳闸或合有正负极性之分。若接反，则可能造成开关不能正确跳闸或合 闸。闸。 3.1.8 信号模件信号模件 将cpu发出的各种信号转换为信号继电器空接点输出。本模件含最多20路do信号。 3.1.9 调试试验模件调试试验模件 为了用户调试试验的方便，装置设计了专用的调试试验模件，模件中包括模拟断路器、控制 按钮、信号指示灯等器件，可以不实际操作厂用电源开关试验装置内部输入输出回路及动作逻辑 的完好性。该模件设置了专用的硬件开关，在正常运行时可将试验回路切断，在试验时将试验回 路接通。 3.1.10接口接口 本装置提供的主要接口有： 一个标准并行打印接口。 两个rs485对外通信接口，最大通信速率115.2kbps。通信规约采用modbus规约，或 本公司的mfc通讯规约。 1个gps对时信号接口，要求外部接入24v秒脉冲信号。 两个调试接口。一个主cpu调试口，一个从cpu调试口。用于加载程序、调试维护等。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 9 图 3.1 硬件系统构成示意图 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 10 3.2 装置软件装置软件 mfc20003a型快切装置采用双cpu系统，其软件有两大部分，分别由主cpu和从cpu完 成。 主cpu的软件包括开关量输入检测、切换动作、出口、信号、试验、自检等模块，及dsp电 流电压采样计算、频率相角计算等程序。 从cpu软件包括液晶显示、打印、通信、gps对时等模块。 主、从cpu软件结构示意图见图3.2。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 11 图3.2 主、从cpu软件结构示意图 上电 冷起动 全面初始化初始化 上电自检 出错或有动作但未复归？ 检查开关量输入 循环自检 有异常？ 主从cpu交换数据 置信号子程序 模拟量计算判断 有异常？ 满足起动条件？ 相应的动作程序 等待复归状态 （无动作程序） yes yes no no yes no no yes 主主c cp pu u流流程程图图 从从c cp pu u流流程程图图 上电 初始化 测量显示 键盘扫描 232或485通信 主从cpu交换数据 置led灯 根据键值完成： 定值修改 打印 事件追忆 试验 等功能 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 12 4切换功能切换功能 4.1 切换切换方式方式 本装置的各种切换方式和功能以简图方式表示如下： 手动、双向自动、单向自动、单向 正常切换事故切换不正常切换 低压启动工作误跳 启 动 方 式 切 换 方 式 切 换 工 作 过 程 实 现 方 式 手动启动，满 足快切条件 时，先合备 用，经整定延 时后跳工作 手动启动，满 足快切条件 时，装置自动 合备用，并等 待手动跳工作 先跳工作，经 整定延时后， 在条件满足时 合备用 跳工作并确 认，在条件满 足时合备用 在条件满足时 合备用 1、快速切换 2、同期捕捉切换 3、残压切换 4、长延时切换 并联串联串联串联模式同时 自动半自动 1、快速切换 同时 图4.1 装置切换功能简图 装置共有三种启动方式，即正常切换方式，事故切换方式及不正常切换方式（包含低压启 动及工作开关误跳启动），其中正常切换为双向，可以由工作切换到备用，也可由备用切换到工 作。 启动后，视不同的设定，装置可以有三种切换方式，即串联、并联、同时。该方式是以工 作开关动作先后顺序来划分的。串联方式下，必须确认开关跳开后，再合后备开关；并联方式下， 装置先合后备，然后自动或等待人工干预跳工作或备用。同时方式是跳工作及合备用命令同时发 出，其中发合命令前有一人工设定的延时，这种切换方式可以使断电时间尽量少。 除并联切换一定是以快速切换方式实现外，其余切换方式均以快速、同捕或残压、长延时 中的一种方式实现。mfc20003a型装置提供长延时切换功能，当启动后达到设定的长延时， 发合跳闸命令。长延时一般为数秒，以保证相关负载已切除，检修变的负载能力能满足剩余负载 的自启动要求。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 13 4.1.1 正常切换正常切换 正常切换由手动启动，在控制台、dcs系统或装置面板上均可进行，根据远方/就地控制信 号进行控制。正常切换是双向的，可以由工作电源切向备用电源，也可以由备用电源切向工作电 源。正常切换有以下几种方式： 4.1.1.1 并联切换并联切换 并联自动：手动启动，若并联切换条件满足，装置将先合备用（工作）开关，经一定 延时后再自动跳开工作（备用）开关，如在这段延时内，刚合上的备用（工作）开关 被跳开（如保护动作跳闸），则装置不再自动跳工作（备用），以免厂用电失电。若 启动后并联切换条件不满足，装置将闭锁发信，并进入等待人工复归状态。 并联半自动：手动启动，若并联切换条件满足，合上备用（工作）开关，而跳开工作 （备用）开关的操作由人工完成。若在设定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用） ，装置将发出告警信号，以免两电源长期并列。若启动后并联切换条件不满足，装置 将闭锁发信，并进入等待人工复归状态。 并联切换方式适用于同频系统间且固有相位差不大的两个电源切换，此种方式下只有一种 实现方式：快速切换。 4.1.1.2 正常串联切换正常串联切换 正常串联切换由手动启动，先发跳工作（备用）开关命令，在确认工作（备用）开关已跳 开且切换条件满足时，合上备用（工作）电源。正常串联切换适用于差频系统间或同频系统固有 相位差很大的两个电源切换，此种方式下可有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。 快切不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。 4.1.1.3 正常同时切换正常同时切换 正常同时切换由手动启动，跳工作及合备用命令同时发出，因通常固有合闸时间比分闸时 间长，在发合命令前可有一人工设定的延时，以使分闸先于合闸完成。同时切换适用于同频、差 频系统间的电源切换，可有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。快切不成功时可自 动转入同期捕捉、残压、长延时。 4.1.2 事故切换事故切换 事故切换由保护出口启动，单向，只能由工作电源切向备用电源。事故切换有两种方式： 4.1.2.1 事故串联切换事故串联切换 保护启动，先跳工作电源开关，在确认工作开关已跳开且切换条件满足时，合上备用电源。 串联切换有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时，快切不成功时可自动转入同期捕捉、 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 14 残压、长延时。 4.1.2.2 事故同时切换事故同时切换 保护启动，先发跳工作电源开关命令，在切换条件满足时同时（或经设定延时）发合备用 电源开关命令。事故同时切换也有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时，快切不成功 时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。 4.1.3 不正常情况切换不正常情况切换 不正常情况切换由装置检测到不正常情况后自行启动，单向，只能由工作电源切向备用电 源。不正常情况指以下两种情况： 4.1.3.1 厂用母线失压厂用母线失压 当厂用母线三相电压均低于整定值且电流小于等于无流定值，时间超过整定延时，则装置 根据选择方式进行串联或同时切换。切换实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。起动判据 如下。图中，umax表示母线电压最大值；igz表示工作分支电流；d_usyqd表示定值“失压起动 电压幅值”；d_tsy表示定值“失压起动延时”；d_iwl表示定值“无流判据整定值”。 & umax d_iwl & umax60% (umax-umin)/umax 30% 三相断线 不平衡断线 4.3.2.5 后备电源失电后备电源失电闭锁闭锁 此处“后备电源”指工作向备用切换时的备用电源或备用向工作切换时的工作电源。后备 电源真实失电时，切换显然毫无意义。因此，当后备电源失电时装置应闭锁切换。 但是，如果因为pt检修等原因，使装置检测不到正常的后备电源电压，而此时实际上可以 进行切换。 考虑到上述需求，本装置设计了“后备失电闭锁切换”投退功能，该功能投入时，只要装 置检测不到后备电源，即行闭锁切换。该功能退出时，即使检测到后备失电，装置仍将启动切换， 只是此时只能实现残压切换和长延时切换了。 4.3.2.6 装置自检异常装置自检异常 装置投入后即始终对重要部件如cpu、ram、eeprom、双口ram、ad等进行自检，如 自检时发现异常情况，装置将闭锁切换。当然，最严重的情况下，cpu系统本身完全故障，自检 都将无法完成，也就无法实现闭锁。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 17 4.3.3 闭锁解除闭锁解除 除后备失电闭锁外，所有装置自行闭锁情况发生时，必须待异常情况消除，且经人工复归 告警信号后，方能解除闭锁。 对于后备失电闭锁，即“后备失电闭锁切换”功能投入时若检测到后备电压失电，装置将 闭锁切换，但当后备电压恢复时，装置不必经人工复归即可解除闭锁。 5单操功能单操功能 “单操”指针对厂用电源开关进行单独合闸或分闸操作，而不涉及切换联动。单操可以通 过控制台开关、dcs、或装置就地进行，受就地/远方控制信号控制。 通过控制台开关、dcs单操只能进行单独的合闸操作，即通过开入信号“单合工作”和“单 合备低”来向工作电源开关和备用电源低压开关发出合闸指令。就地单操通过菜单在装置上直接 进行。就地单操可以对工作电源开关和备用电源低压开关进行单合和单跳的操作。 5.1 单合开关单合开关 单合有两种实现方式，即无压合和同期合，可以分别投退。装置对单操合闸设置了独立的 投退和闭锁控制，当退出或闭锁时，单操合闸命令无效。 无压合条件是：工作开关（备低开关）的任意一侧电压小于等于定值单中“单操无压整定 值”，可以实现无压合。 同期合条件是：工作开关（备低开关）两侧的压差、相差和频差分别小于等于定值单中的 “单操同期合压差”、“单操同期合相差”和“单操同期合频差” ，可以实现同期合。 5.2 单跳开关单跳开关 为了调试的方便，本装置设计了就地单跳开关的功能。当“就地/远方”控制字为“就地” 时，操作单跳菜单，可跳开工作电源开关或备用电源低压开关。装置对单操跳闸设置了独立的退 出和闭锁控制，当退出或闭锁时，单操跳闸命令无效。此外，为了防止误跳开关，对装置进行任 何操作必须使用密码。 5.3 单操投入单操投入/退出、闭锁退出、闭锁/解除解除 5.3.1 单操功能的投单操功能的投/退退 同切换功能的投/退一样，单操的投退也是指由人为操作进行的投/退，当状态为“单操投入” 时，单操功能投入，状态为“单操退出”时，单操功能退出。投退之间的转换勿需通过“复归” 生效。可以通过控制台开关/dcs系统或装置面板操作软压板进行投退： 控制台开关/dcs接点输出“单操投入/退出”接点信号，相当于单操功能投退的硬压板。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 18 装置软件菜单中 “单操投入/退出” 相当于单操投退的软压板。 当软件菜单中所有单操功能同期、无压软压板均置于“退出”状态时，无论远方还是 就地，单操合功能均退出。 5.3.2 装置自行闭锁单操功能装置自行闭锁单操功能 装置自行闭锁单操功能指装置检测到异常情况后将装置置于单操闭锁状态，装置处于单操闭 锁状态时，将不响应任何单操命令。以下情况下将引起装置闭锁单操功能： 有来自外部的“保护闭锁”信号：闭锁单合。 厂用母线pt隔离开关在断开位置：闭锁单合。 厂用母线pt发生断线：闭锁单合。 装置自检异常。 5.3.3 单操闭锁解除单操闭锁解除 所有自行闭锁情况发生时，必须待异常情况消除，且经人工复归告警信号后，方能解除单 操闭锁。 5.4 单操和切换间的相互关系单操和切换间的相互关系 单操可能会造成切换闭锁，如单操后使得工作电源开关和备用电源开关全分或全合， 将使切换不能进行。 切换闭锁时，仍能进行单操。单操是否能进行取决于上述闭锁条件，而与是否能切换 无关。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 19 6低压减载功能低压减载功能 切换过程中的短时断电将使厂用母线电压和电动机转速下降，备用电源合上后电动机成组 自启动成功与否将主要取决于备用变压器容量、备用电源投入时的母线电压以及参加自启动的负 载数量和容量。在不能保证全部负载整组自启动的情况下，切除一些不必须参加自启动的负载， 将对其他重要辅机的自启动起到直接的帮助。 本装置有两段低压减载出口，两段可分别设定低压和延时，以备用电源开关合上为延时起 始时间。 本装置的低压减载功能只在本装置进行切换时才会起作用。 7启动后加速保护功能启动后加速保护功能 为防止切换时将备用电源投入故障从而引起事故扩大，应同时将备用分支后加速保护投入， 以便瞬时切除故障。本装置在启动任何切换时，将同时输出一个短时闭合的接点信号，供分支保 护投入后加速。 8其它功能其它功能 8.1 监测显示监测显示 液晶显示屏可显示以下运行参数或状态： 8.1.1 模拟量测量显示模拟量测量显示 厂用母线三相电压ua、ub、uc或uab，ubc，uca。 工作电源电压ugz，厂变低压分支或高压侧相电压或线电压。 备用电源电压uby，备用变压器低压或高压侧相电压或线电压。 厂用母线ua（或uab）和后备电源电压（ugz或uby）的频率。 厂用母线ua（或uab）和后备电源电压（ugz或uby）间的频率差。 厂用母线ua（或uab）和后备电源电压（ugz或uby）间的相位差。 工作分支电流igz（任一相电流或线电流）。 备用分支三相电流iba，ibb，ibc。 8.1.2 开关量测量显示开关量测量显示 装置所有开入量状态（含工作、备用开关及厂用母线pt隔离开关分合闸状态等）。 8.1.3 定值、软压板状态显示定值、软压板状态显示 所有整定参数。 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 20 所有外部投退或内部软压板投退状态。 8.1.4 录波录波信息显示信息显示 显示所有录波信息。 8.2 事件追忆、录波事件追忆、录波 本装置提供完整的事件追忆和切换过程（残压曲线）录波功能。 8.2.1 追忆和录波总量追忆和录波总量 36组切换动作或单操动作信息，其中7组切换动作带有5秒采样录波。 72组开入变位记录。记录变位时刻及变位开入量名称。 72组异常事件显示 异常事件包括：上电时开关全分、上电时开关全合、运行时合工作造成全合、 运行时 合备用造成全合、运行时分备用造成全分、单操时开关全分、单操时开关全合、pt隔离开 关分、pt断线、工作假分、后备失电、后备失电恢复、装置故障、异常启动。 所谓工作假分是指：装置检测到工作辅接点分开，但是同时发现工作分支的电流大于 无流整定值。 72组运行记录显示 运行记录包括：装置上电、装置复归、远方复归、通信复归、定值修改、外部切换投 入、外部切换退出、装置切换投入、装置切换退出、所有切换退出、所有切换退出解除、 精度系数修改、外部单操投入、外部单操退出、装置单操投入、装置单操退出。 8.2.2 事件追忆事件追忆的内容的内容 事件追忆有以下内容，可通过液晶读出或接打印机打印出： 动作时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒） 本次切换中所有整定值 所有功能投退状态（如：低压启动投/退，快速切换投/退等） 启动原因（保护、手动、开关误跳等） 选择的切换方式（串联、同时、并联） 装置发出了哪些跳合闸命令 合闸时满足的条件（快速、同期捕捉、残压、长延时） 闭锁和故障情况 装置启动时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流 发跳闸命令时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 21 跳闸完成时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流 发合闸命令时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流 合闸完成时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流 装置可保存动作的事件追忆信息，并不因掉电或复归而丢失。 8.2.3 录波录波内容内容 共7组波形，每组录波时间为5s。 提供有效值录波和瞬时值录波： 对母线三相电压、工作电源电压、备用电源电压，以及分支电流的录波方式为：动作 前100ms至动作后200ms进行每周波24点录波；对动作后200ms至2.2s采用每周波12点录 波；其后2.7s录波采用10ms的有效值录波。期间共录取5s的波形。 对母线a相电压幅值、频差、相差以及母线频率全部采取每隔10ms的有效值录波，录 取动作前100ms起共5s的波形。 装置波形可以用mfc20003a的系统管理软件召唤到pc机上存储成标准comtrade 格式。系统管理软件还提供comtrade录波分析功能供分析使用。 8.3 通信通信 装置有两路对外通信接口：rs485接口，双线制，用于接入dcs系统及ecs系统，默认规约 为mfc，支持modbus，默认通信速率9600bps。两路485可以双网方式或两个不同速率和通讯 协议的单网方式工作。 8.4 gps对时对时 要求外部接入24v秒脉冲信号。 8.5 打印打印 装置可将所有的动作记录、异常记录、运行记录、开入变位记录、统计记录打印出来，供 事故分析、研究、存档。 8.6 系统管理软件支持系统管理软件支持 装置可选配mfc20003a系统管理软件实现定值整定、录波数据上传、录波分析等功能。 9设计说明设计说明 9.1 装置配置装置配置、组屏、组屏 每台机组每一个厂用分支须配置一套独立的快切装置，正常手动切换为双向，事故自动切 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 22 换为单向，只能从工作切向备用。手动切换和自动切换可动作于一个工作电源开关和一个备用电 源开关，或一个工作电源开关和两个（高、低）备用电源开关。 起/备变平时可以热备用，也可以冷备用。在冷备用情况下，切换时，装置可同时合高低压 两侧开关。但要想实现快速切换，高低压开关最好均为快速开关（合闸时间小于0.1s），当使用 慢速开关时，不能保证快速切换，但可实现同期捕捉切换。 每个标准屏（柜）最多可安装4套快切装置、1台打印机、1个打印机共享器、4排压板（每 排8个），一般情况下，以安装2套或3套装置为宜。 9.2 输入输出端子说明输入输出端子说明 分类端子代号功能使用说明所在模件 xp-1 直流电源 xp-2 直流电源 直流220v/110v，或交流220v均可。 装置 工作 电源 xp-3 接地接入接地网 mpw-400 电源模件 xa1-1 厂用母线电压ua xa2-1 厂用母线电压ub xa1-2 厂用母线电压uc xa2-2 厂用母线电压un 母线线电压。 xa1-3 工作电源电压ugz xa2-3 工作电源电压ugz* 可取高厂变分支pt电压或发电机端电压， 线电压或相电压。建议与备用电源电压同 相位。 xa1-4 备用电源电压uby xa2-4 备用电源电压uby* 可取备用段pt、高备变分支pt、或高备变 高压侧母线pt电压，线电压或相电压。建 议与工作电源电压同相位。 xa1-5 预留电压输入urs1 xa2-5 预留电压输入urs1* xa1-6 预留电压输入urs2 交流 电压 输入 xa2-6 预留电压输入urs2* 预留。 xa1-7 工作分支电流igz xa2-7 工作分支电流igz* 用于pt断线、失压起动等逻辑，必须接入。 xa1-8 备用分支a相电流iba xa2-8 备用分支a相电流iba* xa1-9 备用分支b相电流ibb xa2-9 备用分支b相电流ibb* xa1-10 备用分支c相电流ibc 交流 电流 输入 xa2-10 备用分支c相电流ibc* 用于pt断线、失压起动等逻辑，必须接入。 mai-400 交流模件 xc-1 保护启动 并接发电机、变压器或发-变组保护出口接 点。闭合短脉冲。 xc-2 保护闭锁 并接母线保护（若有的话）、高厂变后备 保护、工作电源分支保护等保护的出口接 点。闭合短脉冲。 xc-3 工作开关辅接点厂高变分支电源开关辅助常开接点。 xc-4 备用开关辅接点备用分支电源开关辅助常开接点。 xc-5 pt隔离开关辅接点 厂用母线pt隔离开关辅助常开接点或抽屉 开关插头。 开关 量输 入 xc-6 手动切换启动 接控制台控制开关或dcs系统do输出。接通 方式为不小于50ms闭合短脉冲。“就地/远 方”控制字为“远方”时，该信号才有效。 mdi-400 开关量输入 模件 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 23 分类端子代号功能使用说明所在模件 xc-7 手动切换方式选择 接控制台控制开关或dcs系统do输出。接通 方式为长期保持，断开为并联方式，并联 自动或并联半自动由装置内部控制字决定； 接通时对应为“同时”或“串联”，由装 置内控制字决定。“就地/远方”控制字为 “远方”时，该信号才有效。 xc-8 切换投退 接控制台控制开关或dcs系统do输出。人工 投入/退出装置切换功能的接点。接通方式 为长期保持，断开为投入，接通为退出。 对应的反馈信号为“切换投退”。 xc-9 预留扩展预留它用。 xc-10 复归。 接控制台复归按钮或dcs系统do输出。在装 置切换动作后或装置检测到故障、异常情 况自行闭锁后，应先排除故障或异常情况， 然后按复归解除闭锁并清信号后方可进行 下一次切换。接通方式为不小于50ms的闭 合短脉冲。 xc-11 单操投退 接控制台控制开关或dcs系统do输出。人工 投入/退出装置单操功能的接点。接通方式 为长期保持，断开为退出，接通为投入。 xc-12 单合工作 接控制台控制开关或dcs系统do输出。远方 操作合工作电源开关命令。接通方式为不 小于50ms的闭合短脉冲。只有当装置控制 方式设定为“远方”时，该信号才有效。 xc-13 单合备低 接控制台控制开关或dcs系统do输出。远方 操作合备用电源低压开关命令。接通方式 为不小于50ms的闭合短脉冲。“就地/远方” 控制字为“远方”时，该信号才有效。 xc-14 预留扩展预留。 xc-15 24v电源。装置调试用。 xc-16 开关量输入公共端 接以上所有外部输入开关量的公共端，上 述外部输入开关量均应为无源接点。 xf1-1/xf1-2 远方/就地 状态反馈信号，表明当前的控制字状态为 远方还是就地。断开为“远方”，闭合为 “就地”。该信号根据需要可接可不接。 xf1-3/xf1-4 并联/同时或并联/串 联 状态反馈信号，断开时，表示当前远方切 换方式是并联；接通时为“同时”或“串 联”，由装置内部控制字决定。根据需要 可接可不接。 xf1-5/xf1-6 预留扩展预留。 xf1-7/xf1-8 预留扩展预留。 xf1-9/xf1-10 装置失电同xg1-9、xg1-10。 xf2-1/xf2-2 单合允许 单合操作的总信号。闭合时，允许单合， 断开时单合命令无效，可能因人为退出或 装置自行闭锁。 xf2-3/xf2-4 预留扩展预留。 xf2-5/xf2-6 预留扩展预留。 xf2-7/xf2-8 预留扩展预留。 xf2-9/xf2-10 预留扩展预留。 mso-400 信号模件 xg1-1/xg1-2 切换完毕装置切换成功。建议单独接出。 xg1-3/xg1-4 切换异常 装置已启动切换，但未能完成切换，原因 可能有切换条件不满足、开关拒动等多种。 建议单独接出。 中控 信号 输出 xg1-5/xg1-6 切换闭锁 这是不能切换的总信号，包括装置切换功 能被人为退出，或被装置自行闭锁。必须 mso-401 信号模件 mfc2000-3a型微机厂用电快速切换装置 技术说明书 24 分类端子代号功能使用说明所在模件 单独接出。 xg1-7/xg1-8 切换退出 装置切换功能处于人为退出状态。可来自 于外部控制开关、dcs输出、装置软压板等。 建议单独接出。 xg1-9/xg1-10 装置失电独立于cpu，常闭接点。必须单独接出。 xg2-1/xg2-2开关位置异常已包含在“切换闭锁”中，可接可不接。 xg2-3/xg2-4 后备失电闭锁 “后备失电闭锁切换功能”投入时有效。 虽已含在“切换闭锁”中，但由于其可自 复归，建议单独接出。 xg2-5/xg2-6 pt断线已包含在“切换闭锁”中，可接可不接。 xg2-7/xg2-8 装置异常 已包含在“切换闭锁”中，建议单独接出。 xg2-9/xg2-10 后加速投入 可作为投入分支保护之后加速保护的控制 信号。建议单独接出。 xe1-1/xe1-2 合工作 工作电源开关合闸出口。本出口有正负极本出口有正负极 性之分切勿接错！性之分切勿接错！xe1-1xe1-1接正端，接正端，xe1-2xe1-2接接 负端。负端。 xe1-3/xe1-4 跳工作 工作电源开关