SJ-12D双微机手自动同期装置技术及使用.doc

S SJ J 1 12 2D D 双双微微机机手手自自动动同同期期装装置置 技技术术及及使使用用 说说明明书书 国网 南 京自动化研究院 南京南瑞自动控制有限公司 二零零七年九月 目目 录录 1 概述 1 2 装置特点 1 3 技术参数 2 3 1 额定参数 2 3 2 主要技术性能 3 3 3 绝缘性能 4 3 4 电磁兼容性 4 3 5 环境条件 5 3 6 机械性能 5 4 装置硬件说明 6 4 1 硬件框图 6 4 2 机箱结构 6 4 3 装置安装及接线 7 5 装置使用说明 10 5 1 面板显示和键盘操作 10 5 1 1 装置面板布置图 10 5 1 2 信号灯及液晶说明 10 5 1 3 相位表说明 10 5 1 4 按键说明 11 5 1 5 串行接口 11 5 2 菜单系统 11 5 2 1 菜单结构 11 5 2 2 测值显示 12 5 2 3 信息查询 12 5 2 4 参数修改 16 5 2 5 装置操作 17 5 3 系统标定 17 5 4 同期试验 19 5 4 1 安全措施 19 5 4 2 自动同期试验 19 5 4 3 手动同期试验 22 6 装置组态软件使用说明 23 6 1 概述 23 6 2 界面说明 23 6 3 主站配置 27 6 4 参数下载与上载 27 6 5 文件存盘读取 28 附录 29 1 1 概述 概述 SJ 12D 双微机手自动同期装置是在 SJ 12A SJ 12B SJ 12C 后开发的第 四代微机同期装置 在总结前几代产品运行经验的基础上 对硬件和软件设计 作了较大的改进 除了保留原有产品的优点外 还增加了同期相位表 录波功 能及与上位机通讯的功能 装置采用本公司新一代基于 DSP 和超大规模集成在线可编程技术的硬件平 台 整体大面板 全封闭机箱 硬件电路采用后插拔式的插件式结构 强弱电 分离 CPU 电路板和 MMI 电路板采用四层板 表面贴装技术 提高了装置的可 靠性 装置采用频率跟踪交流采样技术 不断监测发电机和系统的电压 频率 并可根据频差 压差大小发出宽窄不同的调节脉冲 直到频差 压差满足要求 在压差 频差满足要求的情况下 不断监测发电机电压和系统电压的相位差 准确预测断路器的合闸时刻 实现快速无冲击合闸 SJ 12D 双微机手自动同期装置适用于各种类型的水电厂 火电厂 对于变 电站同样适用 可充分满足电厂 变电站实现并网自动化的要求 2 装置特点 装置特点 1 装置采用双CPU设计 先进的数字信号处理器 DSP 和单片机并行处理 充分 发挥两者的优势 保证系统具有强大的数据处理能力 灵活的功能可扩充性 双CPU之间相互独立 因而装置具备很高的可靠性 与同类装置相比较 本装置 具备高集成度 高可靠性 元器件少 性能完善的特点 2 DSP内置12位高精度A D 自动跟踪频率同步控制交流采样技术 模拟量通道 的自动校正技术等保证系统数据采集 处理的精确性和准确性 3 调节发电机电压和频率快速 平稳地满足并网条件 并不失时机地捕捉到第 一次出现的零相角差时机 在软件及硬件上对合闸输出采用了多重冗余闭锁 误合闸概率接近于零 4 装置最多可用于16个同期对象 每个对象可以设置为机组型的开关对象或输 电线路型的开关对象 2 5 可以对断路器两侧电压进行相角补偿和幅值补偿 6 前置RS 232串口可以进行参数的设置以及录波输出 后置RS 485串口可以实 现装置与上位机的通讯 以实现同期装置的远程监视 7 人机界面友好 面板配有液晶屏显示 采用菜单式工作方式 具有丰富直观 的数据分析处理能力 按键操作简单 方便 同时设有电子式相位表 结合面 板上直观的指示灯 使运行状态一目了然 十分方便运行人员的监视 8 自检及自恢复功能 具备软件和硬件看门狗 受到干扰时 都能使系统复位 避免死机 9 装置运行状态分为工作态和调试态 同期操作只能在工作态时进行 而参数 修改 标定及装置测试则只能在调试态时进行 10 增加手动闭锁功能 类似于传统手动同期功能中通过闭锁继电器对相角差 进行闭锁 采用该装置的手动方式 可以在范围内设定闭锁角度 并根据需要 自动对电压频率等进行调节 3 技术参数 技术参数 3 3 1 额定参数 3 1 1 工作电源 a 额定电压 AC220V 或 DC220V b 允许偏差 20 20 3 1 2 交流输入 a 额定电压 100V 或V 3 100 b 额定频率 50Hz 或 60Hz 3 1 3 功率消耗 a 交流电压回路 额定电压时 每相不大于 0 5VA b 直流电源回路 20W 3 1 4 开入信号 a 对象选择输入 空接点输入 需保持到 启动 信号有效 b 无压使能输入 空接点输入 需保持到 启动 信号有效 c 启动信号输入 空接点输入 闭合时间需 1s d 辅助节点信号 空接点输入 用于断路器合闸导前时间的测量 3 上述 a b c d 项输入信号的内部信号电平为 24VDC 3 2 主要技术性能 3 2 1 交流过载能力 交流电压回路 1 2 倍额定电压连续工作 3 2 2 输出接点容量 输出信号包括 加速信号 减速信号 V 升压信号 V 降压信号 ERR 同期失败信号 CLO 合闸输出信号 FLT 故障开出信号 a 输出信号均以继电器接点输出 b 合闸输出接点容量 8A 250V AC 8A 30V DC c 其它输出接点容量 5A 250V AC 5A 30V DC 3 2 3 模拟量测量范围 a 交流电压 0V 120V b 频率 45Hz 65Hz 3 2 4 模拟量回路测量精度 a 交流电压 0 5 b 频率 0 01Hz 3 2 5 允许频率差 f 0 5Hz 可以通过面板显示菜单或通信口整定 3 2 6 允许电压差 U 15 Us Us 为系统电压 可以通过面板显示菜单或通信口整定 3 2 7 调频 调压为脉冲输出 脉冲序列的间隔可整定 脉冲宽度由 PID 调节 规律计算得出 PID 参数可整定 调频 调压输出回路可以根据需要投入 或切除 不影响频差闭锁 压差闭锁及其它功能 3 2 8 当同频不同相时同期装置发出一系列增速脉冲及时消除这种状态 便于 快速并网 对于线路型断路器 允许电网环并 环并合闸角可整定 4 3 2 9 考虑机组频率及系统频率波动会造成频差变化 因此只允许在频差一阶 导数 df dt 0 3Hz s 二阶导数 d2f dt2 0 1Hz s2范围内并网 3 2 10 同期误差 当频差 0 3Hz 时 合闸相角差误差 1 5 3 3 绝缘性能 3 3 1 绝缘电阻 装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用 开路电压500V 的兆欧表测量其绝缘电阻值 正常试验大气条件下 各等级的各 回路绝缘电阻不小于20M 3 3 2 介质强度 在正常试验大气条件下 装置能承受频率为 50Hz 电压 2000V 历时 1 分钟 的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象 试验过程中 任一被试回路施 加电压时其余回路等电位互联接地 3 3 3 耐湿热性能 装置能承受 GB T7261 规定的交变湿热试验 试验温度为 40 2 相对 湿度 93 3 试验时间为 48h 在试验结束前 2 小时内根据要求 测量各导 电电路对外露非带电金属部分及外壳之间 电气上不联系的各回路之间的绝缘 电阻不小于 1 5M 介质耐压强度不低于规定的介质强度试验电压幅值的 75 3 4 电磁兼容性 3 4 1 静电放电抗扰度 装置能承受 GB T 17626 2 1998 中规定的试验严酷等级为 4 级的静电放电 干扰试验 3 4 2 辐射电磁场抗扰度 装置能承受 GB T 17626 3 1998 中规定的试验严酷等级为 3 级的辐射电磁 场干扰试验 3 4 3 快速瞬变脉冲群抗扰度 装置能承受 GB T 17626 4 1998 规定的试验严酷等级为 4 级的快速瞬变抗 扰试验 5 3 4 4 1MHz 脉冲群抗扰度 装置能承受 GB T 17626 12 1999 中规定的试验严酷等级为 3 级 共模 2 5kV 差模 2kV 的 1MHz 和 100kHz 脉冲群干扰试验 3 5 环境条件 a 环境温度 10 60 b 相对湿度 5 90 无凝结 c 大气压力 80kPa 110kPa 3 6 机械性能 3 6 1 振动 装置能承受 GB T 11287 2000 中的严酷等级为 I 级的振动耐久能力试验和 振动响应能力试验 3 6 2 冲击 装置能承受 GB T 14537 1993 中的严酷等级为 I 级的冲击耐久试验和冲击 响应试验 3 6 3 碰撞 装置能承受 GB T 14537 1993 中规定的严酷等级为 I 级的碰撞试验 6 4 装置硬件说明 装置硬件说明 本装置在总体设计及各模件设计上均充分考虑了可靠性的要求 在程序执 行 通信等方面均给予了详尽的考虑 4 1 硬件框图 MMI 板按键 液晶 LED 背 板 电 源 板 交 流 板 开 出 板 CPU 板 开 入 板 图 4 1 装置硬件框图 装置由 CPU 板 MMI 板 电源板 交流板 开出板 开入板 背板等组成 1 CPU 板是装置的核心处理单元 主要完成对象开入的识别 电压 频率 相 角差的测量 捕捉同期点 完成相应开出信号并提供输出指示灯 2 MMI 板完成人机接口的任务和相角闭锁 通过串行通讯接口和 CPU 板进行数 据交换 接收键盘输入信息 相位表及液晶显示 3 交流板将输入的 PT 信号转换为 DSP 内置 A D 可以接受的模拟量信号 0 3V 以及用于频率和相角差测量的方波信号 4 开出板将 CPU 板的控制输出转换为继电器的控制输出 主要有合闸 主辅两 个 升压 降压 增速 减速 失败 故障 5 开入板主要用于 16 个对象的选择 6 电源板提供装置各插件所需的 24V 15V 及 5V 电源 7 背板为各插件间提供信号传递 7 4 2 机箱结构 装置采用全封闭 4U 1 2 的 19 英寸标准机箱 嵌入式安装于屏 柜 上 插 件为后插导轨式 插紧后上下有锁紧螺丝 机箱外形尺寸和安装开孔尺寸图如 下 4 3 装置安装及接线 4 3 14 3 1 安装安装 SJ 12D 的面板上有 LCD 液晶显示屏和相位表以及操作键盘 所以一般应将 装置安装在方便观看和操作的地方 4 3 24 3 2 接线接线 装置背板有 6 个插座 其插头是可卸的 应严格按照表 4 1 的定义分别接 线 表 4 1 装置背板端子定义表 端子号端子号 J1J1J2J2J3J3J4J4J5J5J6J6 1L Us W START DI1 2N Us WcomENOV DI2 3EUg W DLON DI3 4 Ug V DIcom DI4 5 Vcom DI5 6 V 485ADI6 7 ERR 485BDI7 8 ERR DI8 8 9 FLT DIcom 10 FLT DI9 11 NC DI10 12 CLO DI11 13 CLO DI12 14 NC DI13 15 CLO DI14 16 CLO DI15 17 U DI16 18 U DIcom J1 接入可靠的 AC DC220V 其中 L 火线 和 N 零线 不可接反 E 端应与现场的接地网可靠相连 J2 对于机组型开关对象 分别接入系统侧 PT 电压和机组侧 PT s U g U 电压 对于线路型开关对象 分别接入线路侧 PT 电压和母线侧 PT 电 s U g U 压 应注意它们的同名端需一致 通常 2 个 PT 接入的都是它们所对应的 AB 相 线电压 AC100V 否则应在设置同期参数时对其设置相角或电压补偿值 接线 示意图见图 4 3 1 J3 控制输出和录波输出 接线示意图见图 4 3 3 控制输出包括加速 W 减速 W 升压 V 降压 V 同期失败 ERR 装置故障 FLT 和合闸开出 CLO J3 15 J3 16 J3 17 J3 18 为合闸输出接 点 CLO 和脉振电压 U 用于同期过程录波 其中 J3 12 J3 13 和 J3 15 J3 16 均为合闸开出接点 但建议 J3 12 J3 13 用于断路器合闸 J3 15 J3 16 用于录波输出 J3 11 J3 14 为空端子 NC 装置运行在手动状态装置运行在手动状态 时 合闸开出节点应与手动合闸开关串连 时 合闸开出节点应与手动合闸开关串连 J4 控制输入 接线示意图见图 4 3 2 Us Us Ug Ug J2 1 J2 2 J2 3 J2 4 SJ 12D ACM START ENOV DLON DIcom J4 1 J4 2 J4 3 J4 4 SJ 12D CPU 图 4 3 1 交流输入接线示意图 图 4 3 2 控制输入接线示意图 控制输入包括启动 START 无压使能 ENOV 断路器辅助接点 DLON 和控 制输入公共端 DIcom 其中启动信号为脉冲输入 脉冲宽度应 1 秒 无压使 9 能信号为稳定信号 应保持至启动信号有效 断路器辅助接点信号用于合闸导 前时间的测量 根据需要接入 装置运行在手动状态 装置运行在手动状态 J4J4 1 1 定义为手动启动定义为手动启动 信号 该信号为保持型 一般通过手动自动切换把手进行控制 信号 该信号为保持型 一般通过手动自动切换把手进行控制 J6 对象输入 接线示意图见图 4 3 4 该板用于同期对象的切换 每次只允许有一个同期对象进行同期操作 否 则装置会报 对象重选 或 对象漏选 信息 J6 9 为对象 1 至对象 8 的公共 端 J6 18 为对象 9 至对象 16 的公共端 这两个公共端与 J4 4 可以短接在一 起 W Wcom W V Vcom V ERR ERR FLT FLT CLO CLO CLO CLO U U J3 1 J3 2 J3 3 J3 4 J3 5 J3 6 J3 7 J3 8 J3 9 J3 10 J3 11 J3 12 J3 13 J3 14 J3 15 J3 16 J3 17 J3 18 SJ 12D DOM NC NC 对象1 对象2 对象3 对象4 对象5 对象6 对象7 对象8 对象9 对象10 对象11 对象12 对象13 对象14 对象15 对象16 J6 1 J6 2 J6 3 J6 4 J6 5 J6 6 J6 7 J6 8 J6 9 J6 10 J6 11 J6 12 J6 13 J6 14 J6 15 J6 16 J6 17 J6 18 SJ 12D DIM 图 4 3 3 控制开出接线示意图 图 4 3 4 对象 1 16 输入接线示意图 关于关于 J3J3 J4J4 J6J6 接线说明 接线说明 SJ 12D 最多可支持 16 个同期对象 按实际使用对象接线 不用的不需 要接线 当同期对象中确有无压同期要求时 应接入 ENOV 无压使能开入信号 若没有无压同期要求 则 无压使能 输入信号可以不接 在实际应用中若装置的同期对象多于 1 个时 用户应对背板上的 J2 同期对象两侧的 PT 输入 J3 控制输出 J6 对象输入 这 3 个插头 的出线需增加外部切换逻辑 使之切换到与同期对象相对应的输入 输出回路上 同期失败 ERR 是脉冲型开出 脉宽固定为 1s 该信号表示同期失败 失败的原因可以从装置的事件记录或后台软件查询 装置故障 FLT 为保持型开出 一旦检测到装置故障 将不能执行同期合闸 10 操作 合闸开出 CLO 的脉宽不小于 300ms 不大于 1000ms 在此范围内合闸脉宽为 合闸导前时间的两倍 5 装置使用说明 装置使用说明 5 1 面板显示和键盘操作 5 1 1 装置面板布置图 为了便于使用 装置配备了功能强大的 操作灵活的人机接口系统 装置 的正面板布置如图 5 1 所示 图 5 1 面板布置图 5 1 2 信号灯及液晶说明 面板上设置了 8 个 LED 指示灯和相位表显示灯 其定义如下 11 运行 灯为绿色 装置正常运行时以每秒一次的速率闪烁 故障 灯为红色 装置自检出现异常或故障时点亮 加速 升压 合闸 灯为绿色 减速 降压 失败 灯为红 色 装置配备了 128 64 点阵的蓝色液晶屏 此液晶自带背光 当长时间无键 盘操作时 背光自动熄灭 液晶关闭 一旦有键盘操作 背光自动点亮 5 1 3 相位表说明 在装置输入交流量信号并启动同期后 相位表可以形象的显示相角差的变 化规律 当待并侧的频率 fl 大于系统侧的频率 fg 时 相位灯顺时针方向旋转 当待并侧的频率 fl 小于系统侧的频率 fg 时 相位灯逆时针方向旋转 如果准同期装置内部经过了转角补偿 则此相位表也经过了转角 合闸 和 失败 信号灯置于其中 分别指示合闸成功和同期失败 5 1 4 按键说明 面板上有九个按键 控制键包括 确认 和 退出 内容更改键包括 和 光标移动键包括 还有一个专 门用于复位装置的复位按键 其功能分述如下 确认 键 用于对某项操作的确认或进入下级菜单 也可对某项操作进行确 认 退出 键 用于对所作操作的撤消或返回上级菜单 也可对某项操作进行取 消 键 具有修改功能 包括数值的增加和减少 或不同类型的选择 键 完成光标的移动 复位 键 复位程序 5 1 5 串行接口 装置面板上的串行口是一个 DB9 的孔式插座 其定义如下 表 5 1 串行口插孔定义 插孔号定义 2RXD 3TXD 5GND 12 5 2 菜单系统 5 2 1 菜单结构 主菜单 测值显示 信息查询 参数修改 装置操作 参数显示 装置信息 事件记录 合闸时间记录 同期参数 通讯参数 标定 实验启动 装置测试 设置缺省参数 同期参数 通讯参数 标定参数 自动手动 自动手动 图 5 2 菜单结构 5 2 2 测值显示 该画面完成同期测量相关数值的显示 参见图 5 3 所示 图 5 3 测值显示画面 5 2 3 信息查询 在该级菜单中可以查询参数 事件记录 装置信息以及合闸导前时间 其 中参数查询包括同期参数 通讯参数和标定参数 同期参数 用于显示同期对象的参数 对象 1 的同期参数如图 5 4 所示 其意义见表 5 2 通讯参数 用于显示 RS485 的通信参数配置 其中站地址范围为 1 至 255 波特率为 2400 4800 9600 19200 中的一种 Ul 100 0V Ug 100 2V fl 49 98Hz fg 49 98Hz 00 U 0 2V f 0 00Hz 13 标定参数 用于显示标定参数 其中 kul kug 分别为主 CPU 对系统侧和 待并侧电压有效值的补偿 mfai 为主 CPU 对相角差的补偿 sfai 为辅 CPU 对相角 差的补偿 自动手动 用于显示装置状态是自动还是手动 事件记录 用于显示事件记录信息 例如合闸成功 同期失败等 装置信息 主要显示主辅 CPU 的版本号 调试态或工作态以及装置的一 些其他硬件信息 合闸时间记录 根据断路器辅助节点开入信号计算断路器实际合闸导前 时间 该合闸时间记录为合闸导前时间的设定提供参考 每个对象可记录 8 次 没有测值时则默认为 0ms 最大值为 999ms 最新产 生的值放在第 1 点 其余已存在的值依次后移 Object 1 Type Gen Fs 50Hz NoV type1 PreT 100ms hbfai 250 bsfai 400 图 5 4 对象同期参数画面 表表 5 25 2 同期参数意义一览表同期参数意义一览表 序 号 符号意 义 可取值 范围 基本增量 减量单位 缺省值说 明 1Type 开关类型 Gen LineGen 机组 线路两种类型 2fs 系统频率 50Hz 60Hz50Hz 50Hz 或 60Hz 任选 3NoV 无压合类型 type1 type2 off type1 type1 Us 50V 且 Ug 80V 50Hz 或 Ug 65V 60Hz Type2 Us 50V 或 Ug 50V Off 禁止无压合 4PreT 合闸导前时间 20 990ms10ms100ms 5hbfai 允许环并合闸角0 40 0 1 25 开关类型为 Gen 时无效 6bsfai 辅 CPU 闭锁角度10 50 1 40 uh 5 0V ul 5 0V fh 0 25Hz fl 0 25Hz KUl1 1 000 KUg1 1 000 00 Tf 7S Kpf 40 Kif 0 Kdf 0 Tv 5S Kpv 20 Kiv 0 Kdv 0 14 7 uh 允许压差高限 15V0 1V5V 8 ul 允许压差低限 15V0 1V 5V 允许压差 Ug Us 范围 Ul Ug Us Uh 9 fh 允许频差高限 0 5Hz0 010 25Hz 10 fl 允许频差低限 0 5Hz0 01 0 25Hz 允许频差 fg fs 范围 fl fg fs fh 11KUl1 系统电压补偿因子 0 5 2 00 0011 000 需要转角时系统电压补偿 12KUg1 待并电压补偿因子 0 5 2 00 0011 000 需要转角时待并电压补偿 13 相角差补偿 60 60 0 1 0 需要转角时的角度 系统侧电压 超前待并侧电压为正 滞后为负 14Tf 调速周期1 15S 17 推荐值 7S 15Kpf 调速比例项因子1 100 140 推荐值 40 50 16Kif 调速积分项因子0 100 10 推荐值 0 17Kdf 调速微分项因子0 100 10 推荐值 0 18TV 调压周期1 15S 15 推荐值 5S 19Kpv 调压比例项因子1 100 120 推荐值 20 30 20Kiv 调压积分项因子0 100 10 推荐值 0 21Kdv 调压微分项因子0 100 10 推荐值 0 在准同期装置中每个同期对象都有一组独立的且意义一样的同期定值表 在准同期装置投入实际运行前 必须对每个使用到的同期对象定值进行正确设 置 没有使用到的同期对象其定值可以不用设置 1 开关类型 Type 开关类型有两种取值 Gen Line 分别表示机组型开关和线路型开关 用 于发电机的出口断路器一般设为机组型 除发电机出口断路器以外的一般设为 线路型 2 系统频率 fs fs 只有两种取值 50Hz 或 60Hz 此值根据电网频率确定 3 无压合类型 NoV 无压合类型有三种取值 type1 type2 和 off 分别表示无压合类型 1 无压合类型 2 以及禁止无压合 type1 Us 50V 且 Ug 80V 50Hz 或 Ug 65V 60Hz type2 Us 50V 或 Ug 50V 一般机组型开关无压合类型设为 type1 线路型开关无压合类型设为 type2 对于机组型开关其无压合类型也可设为 type2 此时为防止对机组倒送 电 当 Us 50V 且 Ug 50V 禁止机组无压合 15 4 合闸导前时间 PreT 在准同期装置中 合闸导前时间 PreT 除了考虑断路器的合闸时间外 还要 考虑合闸操作回路的动作时间 5 允许合闸环并角 hbfai 当开关类型为线路型时 若断路器两侧为同一系统 此时两端无频差 只 有一固定相角差 当固定相角差小于允许合闸环并角 缺省值为 25 时 直接 合闸 否则同期超时 此参数对于机组型开关无意义 6 辅 CPU 闭锁角度 bsfai 在准同期装置中辅 CPU 除了人机接口显示外 还起到闭锁合闸的功能 当 测到的相角差小于闭锁角度时 开放合闸出口 反之闭锁合闸出口 7 允许压差高限 uh 和允许压差低限 ul 只有当 ul Ug Us uh 时 装置才认为满足了压差条件 否则进行调压 8 允许频差高限 fh 和允许频差低限 fl 只有当 fl fg fs fh 时 装置才认为满足了频差条件 否则进行调频 9 电压补偿因子 KUl1 KUg1 接入准同期装置的电压一般为 100V 也允许接入 100V 57 74V 3 如果输入的是 100V 取电压补偿因子 1 如果输入的是 57 74V 取电压补偿因子 1 732 由于装置是以 100V 的电压值进行同期过程 所以如果 Us Ug 都是 57 74V 则电压补偿因子都必须设置为 1 732 10 相角差补偿 本同期装置支持自动转角补偿功能 实际应用中在断路器两侧之间有变压 器 而变压器原副边接线方式可能不一致 这就存在相角补偿问题 准同期装置的相角补偿值可以从 60 60 不需要转角时 取 0 当系统侧电压超前待并侧电压时相角差补偿取正 当系统侧电压滞后待并侧电 压时相角差补偿取负 16 11 调速 调压定值 对于机组型断路器 当频差或压差超出设定的允许高限或低限时 准同期 装置将根据频差 压差大小发出宽窄不同的调节脉冲 直到频差 压差满足要 求 进而实现发电机的同期并列 无论是调速还是调压 准同期装置均采用 定频调宽 的方式发出调节脉 冲 也就是说 每经过一个设定的周期 装置根据调节模型计算一次调节输出 脉宽 并发出这个输出脉冲 本同期装置中的调速 调压采用 PID 调节控制模型 0 10 1 10 1 10 1 n n i in eKdeKieKpnU 式中 en为 n 时刻的偏差值 电压 频率调节的参数模型是一致的 若 Kif Kiv Kdf Kdv 均为 0 仅考虑 Kpf 和 Kpv 因子与输出的调节脉 宽之间的当量关系 Kpf 设调速输出的脉宽为 当前的待并侧频率测值与系统侧频率测值的差为 f y f 即 f fg fs 则 Kpf f 10 f y 其中 f 单位 0 01Hz 单位 10ms f y 0 时 发 脉冲 0 时 发 脉冲 f y f y 举例 若 f fg fs 0 5Hz Kpf 设定为 40 则 Kpf f 40 200 10ms 2000ms 2s f y 10 1 10 1 01 0 5 0 装置应发出 2 秒宽度的 脉冲 Kpv 设调压输出的脉宽为 当前的待并侧电压测值与系统侧电压测值的差为 v y u 即 u Ug Us 则 Kpv u v y 10 1 其中 u 单位 0 1V 单位 10ms v y 当 0 时 发 V 脉冲 0 时 发 V 脉冲 v y v y 举例 若 u Ug Us 5V Kpv 设定为 30 则 Kpv u 30 150 10ms 1500ms 1 5s v y 10 1 10 1 1 0 5 17 装置应发出 1 5 秒宽度的 V 脉冲 需要说明的是 在某些特殊情况下 装置的频率调节可能不再遵守上述规 律 当 fs fg 即 f 0 时 装置会发出加速脉冲 以便发电机尽快出现同期 点 加快同期并列过程 5 2 4 参数修改 在该级菜单中可以进行同期参数 通讯参数的修改 同期参数 用于同期对象参数的修改 通讯参数 用于 RS485 的通信参数配置的修改 自动手动 用于装置自动手动状态的修改 在本装置中 所有用到同期对象的参数必须逐项设置 并认真审核无误后 在本装置中 所有用到同期对象的参数必须逐项设置 并认真审核无误后 装置才能投入运行 否则可能会危害同期的质量 装置才能投入运行 否则可能会危害同期的质量 1 打开面板 将 MMI 板上 J1 的跳线帽移到右边 此时装置处于调试态 2 从主菜单的 参数修改 中进入 按下确认键 将会推出对象选择画 面 通过 键选择欲选对象 按下确认键后 屏幕会推出相应对 象的各参数修改画面 3 通过 键使光标选定到欲修改的参数上 再通过 键可以使该参 数在表 5 2 规定的范围内修改 该参数修改好后 用同样方法修改另一个参数 直至所有参数修改完毕 4 用 键逐项查看各参数修改的正确性 如有遗漏或不正确仍采用 前述方法修改正确 5 所有参数修改全部正确后 按下确认键并稍停大约 15 秒钟后 修改 即全部生效 在按下确认键前 按下退出键 可以使先前的修改 仅限于本对 象的参数修改 作废 仍保持原有的参数值 6 重复 1 5 直至所有对象的参数修改全部正确并确认后 稍停大约 15 秒钟 将 MMI 板上 J1 的跳线帽移到左边 此时装置处于运行态 5 2 5 装置操作 在该级菜单中可以进行标定 实验启动 装置测试和缺省参数的设置 实 18 验启动只能在工作态时进行 而标定 装置测试以及缺省参数的设置则只能在 调试态时进行 装置测试包括开入测试和开出测试 开入测试包括对象开入测试和控制开 入测试 进行对象开入测试时依次将 16 个对象开入端子与开入公共端 DIcom 短 接 可以在液晶上看到 obj16 obj1 相应的位由 0 变为 1 控制开入包括启动 无压使能 断路器辅助节点的测试同对象开入测试 开出测试用于测试装置各个开出量是否正确 需用万用表配合测量相应接 点是否导通 开出传动对象包括 加速 减速 升压 降压 合闸和失败 开 出传动时相应的灯点亮 继电器动作 继电器动作输出时间保持 1S 请在进行请在进行 开出测试时一定要确认相应的隔离开关已经拉开 开出测试时一定要确认相应的隔离开关已经拉开 5 3 系统标定 系统标定是用来补偿装置内部的相角测量误差和电压测量误差 电压信号 输入到装置后 需分别经过装置的降压 滤波 放大 整形等回路 经过这些 电路后 它们的相移 放大倍数等很难保证一致 多少会存在一些差异 本装置内部无可调节部件 而是采用数字标定来补偿内部的相角测量误差 和电压测量误差 装置在出厂前已标定好 因此 不提倡经常或定期进行标定 但是如果更换了装置中的某些插件 则需进行重新标定 SJ 12D ACM J2 AC100V 图 5 5 系统标定接线示意图 5 3 1 标定准备 1 按图 5 5 所示将 ACM 板上 J2 端子两路电压 Us Ug 并联 接入相 同交流 50Hz 100V 电压 以保证两路电压输入相位相同 2 打开面板 将 MMI 板上 J1 的跳线帽移到右边 此时装置处于调试态 5 3 2 标定操作 19 1 按下退出键 使装置显示主菜单 如已处于主菜单状态 则可跳过此 步 2 从主菜单的 装置操作 中进入 通过 键 使光标处于 标定 位置 并按下确认键 此时装置将推出标定菜单 如图 5 6 所示 3 通过 键使光标移至 OK 或 ESC 并按下确认键确认 说明 OK 位置确认 表明标定开始 ESC 位置确认 表明取消标定命令 标定吗 OK ESC 图 5 6 标定菜单画面 4 如果在 OK 位置确认 数秒后 屏幕上会自动推出标定信息画面 此时系统会同时记录下相角和电压测量的补偿误差 装置还将对这两项补偿误 差进行正确性检查 如果在正常范围内 装置会显示 标定成功 否则会显 示 标定失败 5 如果出现标定失败 此时应仔细检查接入信号是否正确 可靠 如果 未检查出问题 可以认为装置本身有问题 应更换主板 并重新进行标定过程 6 标定成功后 将 MMI 板上 J1 的跳线帽移到左边 此时装置处于运行 态 7 恢复 Us Ug 接线 5 4 同期试验 在所有用到的同期对象参数全部设置好以后 可以进入同期试验过程 所 谓同期试验 就是拉开与同期开关相关的隔离刀闸 使同期开关无电流合闸 亦即 假并网 过程 5 4 1 安全措施 拉开待并开关两侧隔离刀闸 当装置用于机组开关的同期时 为避免其它监控系统因假并网可能造成 20 调速 励磁装置的异常调节 应先将监控系统对该机组的功率调节退出 例如拔除功率调节的输出继电器 有条件时应接入光线示波器 5 4 2 自动同期试验 按 4 3 2 节要求接线 其中 启动 信号除了图 4 3 2 所示的接点启动方式外 还可以通过装置 面板上的 实验启动 菜单进行启动 在试验时 对象 输入信号和 ENOV 无压使能信号可以由别的控制系统 控制 也可以人为地按图 4 3 2 和图 4 3 4 示意的接线预先将相关接点短接好 启动同期 观察合闸效果 由面板菜单启动或由外部亦已接线的接点启动 接点启动时 接点闭合时 间需保持 1 秒钟以上 后 应注意观察同期过程中的调节输出效果和合闸输出 效果 启动同期后 装置面板的 运行 灯应立即从每秒闪烁 1 次改为每秒闪烁 2 次 LCD 显示屏上应立即推出同期显示画面 相位表根据当前测得的相角差点 亮相应的指示灯 根据转速和电压调节输出的效果 可以改变调速和调压的 PID 参数 注意参 数修改只能在调试态进行 使调节过程获得较为满意的效果 特别应该注意的是 应通过整步表或光线示波器所拍摄的波形观察分析合 闸角度是否在允许的技术指标范围内 每次合闸结束后 可以在后台软件启动录波 观察同期试验效果 同期录 波波形示意图如图 5 7 所示 波形包括 脉振电压 Ux 合闸输出信号 CLO 断路器辅助节点信号 DLON 21 CLO DLON Ux 图 5 7 同期录波波形示意图 如果合闸角度出现异常 应检查 PT 接线 包括检查相序 同名端 以及同 期参数 特别是合闸导前时间 的设置是否正确 需要说明的是 在有转角的场合 同期点与装置入口的滑差波形所指示的 理论同期点存在一个恒定的转角差 转角差在同期参数菜单中设置 这是正确 的 如果不存在转角差则反而是错误的 SJ 12D 准同期装置增加了合闸导前时间测量功能 如果条件允许 接入断 路器辅助节点信号 内部 24V 开入 每次合闸成功后 同期装置将根据断路器 辅助节点信号自动记录合闸导前时间 该合闸导前时间可以通过面板菜单查询 特别声明 所有用到的同期对象 均应重复上述过程 逐个对象试验 特别声明 所有用到的同期对象 均应重复上述过程 逐个对象试验 同期装置投入运行及同期失败原因排除 当所有同期对象完成了同期试验 并证明试验结果正确后 拆除试验接线 恢复各同期开关为断开位置 相关隔离刀闸为合位置 并恢复运行情况下的接 线 就可以正式投入运行了 当装置同期时 如果同期成功 显示屏上会显示 合闸成功 信息 如果 同期失败 相应地显示屏上会详细显示同期失败的原因 详见表 5 3 可以根 据显示的同期失败原因 检查并排除故障 在同期失败时 装置的同期失败继电器会动作 22 表表 5 5 3 3 同期信息一览表同期信息一览表 事件代码意义事件代码意义 0 31 禁止无压合 1 标定条件不满足 32 2 同期条件不满足 33 3 34 4 35 5 36 6 同期超时 37 7 38 8 压差过大 39 禁止参数修改 9 频差过大 40 10 待并侧频率过低 41 11 待并侧频率过高 42 12 系统侧频率过低 43 合闸成功 13 系统侧频率过高 44 无压合成功 14 45 15 46 标定成功 16 47 标定失败 17 48 18 对象漏选 49 19 对象重选 50 断路器已合闸 20 双机通讯故障 51 21 机组转速升不上 52 22 机组转速降不下 53 无压合成功 23 机组电压升不上 54 24 机组电压降不下 55 同频合闸成功 25 56 参数设置成功 26 待并侧电压过高 57 27 待并侧电压过低 58 28 系统侧电压过高 59 29 系统侧电压过低 60 30 无压合条件不满足 61 23 5 4 3 手动同期试验 按 4 3 2 节要求接线 其中 启动 信号应接至手动自动切换把手 在试验时 对象 输入信号和 ENOV 无压使能信号可以由别的控制系统 控制 也可以人为地按图 4 3 2 和图 4 3 4 示意的接线预先将相关接点短接好 合闸开出接点应串接手动合闸把手 共同控制断路器同期合闸 启动手动同期 观察装置效果 由外部已接线的接点启动 接点一般应为手动自动切换开关 应注意观察 同期过程中的调节输出效果 启动同期后 装置面板的 运行 灯应立即从每秒闪烁 1 次改为每秒闪烁 2 次 LCD 显示屏上应立即推出同期显示画面 相位表根据当前测得的相角差点 亮相应的指示灯 若手动信号消除或者断路器辅助节点动作 则装置退出手动 同期 相角差指示灯灭 并退出同期画面推出测值画面 根据转速和电压调节输出的效果 可以改变调速和调压的 PID 参数 注意参 数修改只能在调试态进行 使调节过程获得较为满意的效果 如果合闸角度出现异常 应检查 PT 接线 包括检查相序 同名端 以及同 期参数的设置是否正确 需要说明的是 在有转角的场合 同期点与装置入口的滑差波形所指示的 理论同期点存在一个恒定的转角差 转角差在同期参数菜单中设置 这是正确 的 如果不存在转角差则反而是错误的 特别声明 所有用到的同期对象 均应重复上述过程 逐个对象试验 特别声明 所有用到的同期对象 均应重复上述过程 逐个对象试验 24 6 装置组态软件使用说明 装置组态软件使用说明 6 1 概述 本软件用于对 SJ 12D 装置的各种参数进行查看 修改 设置 也可查看装 置的当前测值 以及上传 显示同期合闸前后的波形 6 1 1 运行环境及安装方法 需要在 windows 2000 或 windows xp 环境下运行 软件组成 主要由 SJ12D exe 与其它一些 dll 文件组成 软件安装 安装只需将整个文件夹拷贝即可 6 1 2 与 SJ 12D 装置的连接 组态软件可以离线运行 此时各种参数与录波数据可以从计算机的硬盘中 读取 也可以与 SJ 12D 装置连接在一起在线运行 组态软件与装置通过 RS 232 串口相连 连接电缆要求使用屏蔽电缆 连接方式如图 6 1 所示 计算机串口 SJ 12D 前置串口 RxD TxD GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RxD TxD GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图 6 1 RS 232 连接方式 6 2 界面说明 6 2 1 主界面 运行 SJ12D exe 后 屏幕上将出现主界面 主界面由菜单 工具栏 树形 目录窗口 参数与录波显示窗口及报文与事件显示窗口组成 如图 6 2 所示 工具条从左至右分别为 下载参数 恢复通讯 参数修改 串口配置 25 录波开始 波形横向放大 波形横向缩小 波形纵向放大 波形纵向缩小 打开文件 保存文件 窗口介绍 图 6 2 主界面 6 2 2 树形目录窗口 树形目录窗口 该窗口位于整个界面的