FTU说明书v1.3.doc

ATFTU 低压监测保护装置 1 ATFTU 微机低压监测保护装置 技术说明书 使用说明书 武汉奥特科技有限公司 Wuhan Auto Technology Co Ltd ATFTU 低压监测保护装置 2 目目 录录 ATFTU 数字式保护测控装置 3 一 概述 3 1 1 装置主要特点 3 1 2 保护功能的主要配置 3 二 技术参数 4 2 1 额定参数 4 2 2 主要技术性能 5 2 3 绝缘性能 5 2 4 电磁兼容性能 6 2 5 机械性能 6 2 6 环境条件 7 三 工作原理说明 7 3 1 机箱结构 7 3 2 交流插件 7 3 3 CPU 插件 7 3 4 电源插件 9 3 5 逻辑及跳闸插件 9 四 保护原理说明 11 4 1 过电流元件 11 4 2 过电压元件 11 4 3 欠压保护元件 12 4 4 失压保护元件 13 五 装置的整定及事件信息 14 5 1 整定值清单及说明 14 5 2 事件信息一览表 15 附录1 面板图 20 附录2 背板端子图 21 ATFTU 低压监测保护装置 3 ATFTUATFTU 数字式保护测控装置数字式保护测控装置 一 概述一 概述 ATFTU 数字式电容器保护装置是以电流电压保护及不平衡电压保护为基本配置的成套电容器 保护装置 适用于 110kV 及以下电压等级的电容器组 可在开关柜就地安装 也可组屏安装于控 制室 应用范围覆盖电力 水利 交通 石油 化工 煤炭 冶金 铁路等行业 1 1 装置主要特点 装置采用双 CPU 结构 保护模块选用高性能 32 位 CPU 人机对话模块选用专用 CPU 使产品的稳定性和运算速度得到充分保证 保护模块采用 14 位的 A D 转换器 测量模块采用专用的 A D 转换器 精度高达 24 位 各项测量计算指标轻松达到要求 配置大容量的 RAM 和 Flash Memory 可记录 8 至 50 个录波报告 记录的事件数 不少于 1000 条 具有掉电保持功能 保护功能由图形化的逻辑编程实现 功能的变化不用修改系统程序 使保护实现原 理透明 可靠 装置的灵活性 稳定性 可靠性大大加强 配置专用的调试软件 可以进行逻辑灌装也可联接至计算机进行调试和分析 可独立整定 32 套保护定值 定值切换安全方便 高精度的时钟芯片 并配置有 GPS 硬件对时电路 便于全系统时钟同步 配备高速以太网络通信接口 并集成了 IEC870 5 103 标准通信规约 精心的电气设计 整机无可调节器件 实现了免调试概念设计 高等级 高品质保证的元器件选用 强弱电前后布置 独立模块设计 使装置具有优异的抗干扰性能 组屏或安装于开关 柜时不需其它抗干扰模件 完善的自诊断功能 防潮 防尘 抗振动的机箱设计 1 2 保护功能的主要配置 二段式相间过流保护 二段式过压保护 二段式欠压保护 ATFTU 低压监测保护装置 4 失压保护 测控功能配置 11 路遥信开入采集 装置失电告警 装置事故信号 装置告警信号 断路器遥控分合 接地选跳 模拟量遥测 Ia1 Ib1 Ic1 Ua1 Ub1 Uc1 Ia2 Ib2 Ic2 Ua2 Ub2 Uc2 P1 Q1 COS 1 P 2 Q2 COS 2 UAB1 UBC1 UCA1 UAB2 UBC2 UCA2 2 路脉冲输入 1 路 GPS 对时 二二 技术参数技术参数 2 1 额定参数 2 1 1 额定直流电压 220V 或 110V 订货注明 2 1 2 额定交流数据 a 相电压 V 3 380 b 交流电流75A 如需更改订货注明 c 额定频率50Hz 2 1 3 功率消耗 a 直流回路 正常工作时 不大于 15W 动作时 不大于 25W b 交流电压回路 每相不大于 0 5VA c 交流电流回路 额定电流为 75A 时 每相不大于 1VA 2 1 4 状态量电平 CPU 及通信接口模件的输入状态量电平 24V 18 V 30V GPS 对时脉冲输入电平 24V 18 V 30V CPU 输出状态量 光耦输出 允许电平 24V 18 V 30V ATFTU 低压监测保护装置 5 2 2 主要技术性能 2 2 1 采样回路精确工作范围 10 误差 电压 0 4 V 120V 电流 0 08In 20In 2 2 2 接点容量 信号回路接点载流容量400VA 信号回路接点断弧容量60VA 2 2 3 跳合闸电流 本装置跳合闸电流采用自适应模式 无需选择 2 2 4 各类元件定值精度 电流元件 5 电压元件 5 时间元件 0s 1s 时 误差不超过 40ms 1s 以上时 误差不超过 2 5 2 2 5 整组动作时间 包括继电器固有时间 速动段的固有动作时间 1 2 倍整定值时测量 不大于 50ms 2 2 6 暂态超越 不大于 5 2 2 7模拟量测量回路精度 装设专用测量子模件的测控装置 电流 电压 0 2 级 功率 电度 0 5 级 2 3 绝缘性能 2 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 100M 2 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 2 3 3 冲击电压 在正常试验大气条件下 装置的电源输入回路 交流输入回路 输出触点回路对地 以及回路 ATFTU 低压监测保护装置 6 之间 能承受 1 2 50 s 的标准雷电波的短时冲击电压试验 开路试验电压 5kV 2 3 4 耐湿热性能 装置能承受 GB7261 第 21 章规定的湿热试验 最高试验温度 40 最大湿度 95 试验时间 为 48 小时 每一周期历时 24 小时的交变湿热试验 在试验结束前 2 小时内根据 2 3 1 的要求 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 2 3 2 规定的介质强度试验电压幅值的 75 2 4 电磁兼容性能 2 4 1 静电放电抗干扰度 通过 GB T 17626 2 1998 标准 静电放电抗干扰 级试验 2 4 2 射频电磁场辐射抗干扰度 通过 GB T 17626 3 1998 标准 射频电磁场辐射抗干扰度 3 级试验 2 4 3 电快速瞬变脉冲群抗扰度 通过 GB T 17626 4 1998 标准 电快速瞬变脉冲群抗扰度 级试验 2 4 4 浪涌 冲击 抗扰度 通过 GB T 17626 5 1999 标准 浪涌 冲击 抗扰度 3 级试验 2 4 5 射频场感应的传导骚扰度 通过 GB T 17626 6 1998 标准 射频场感应的传导骚扰度 3 级试验 2 4 6 工频磁场抗扰度 通过 GB T 17626 8 1998 标准 工频磁场抗扰度 5 级试验 2 4 7 脉冲磁场抗扰度 通过 GB T 17626 9 1998 标准 脉冲磁场抗扰度 5 级试验 2 4 8 阻尼振荡磁场抗扰度 通过 GB T 17626 10 1998 标准 阻尼振荡磁场抗扰度 5 级试验 2 4 9 振荡波抗扰度 通过 GB T 17626 12 1998 标准 振荡波抗扰度 4 级试验 2 5 机械性能 2 5 1 振动 装置能承受 GB7261 中 16 3 规定的严酷等级为 I 级的振动耐久能力试验 2 5 2 冲击 ATFTU 低压监测保护装置 7 装置能承受 GB7261 中 17 5 规定的严酷等级为 I 级的冲击耐久能力试验 2 5 3 碰撞 装置能承受 GB7261 第 18 章规定的严酷等级为 I 级的冲击耐久能力试验 2 6 环境条件 a 环境温度 工作 10 55 贮存 25 85 在极限值下不施加激励量 装置不出现不可逆的变化 温度恢 复后 装置应能正常工作 b 相对湿度 最湿月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 且表面无 凝露 最高温度为 40 时 平均最大相对湿度不超过 50 c 大气压力 86 106kPa 相对海拔高度 2km 以下 三 工作原理说明三 工作原理说明 3 1 机箱结构 机箱外形尺寸及开孔尺寸参见附图 本装置机箱采用全密闭 防潮 防尘 抗振动的设计 确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具 备高可靠性 3 2 交流插件 交流插件包括电压输入和保护电流输入 交流输入最大容量为 12 3 3 CPU 插件 CPU 插件原理简图如下 主机 CPU 以太网 控制器 随机 存储器 时钟 系统 程序 存储器 电度表 人机对话 系统 CPU 专用测量 转换器 事件录波 存储器 输入输出接口 端子信号 母板信号 出口 信号 告警输出 RS485 SPI A D 转换 控制器 内总线 ATFTU 低压监测保护装置 8 图 3 1CPU 模件原理示意图 CPU 插件主要由以下几部分构成 1 CPU 系统 CPU 系统由高性能的微处理器 CPU 32 位 大容量的 ROM 512K 字节 RAM 1M 字节 Flash Memory 1M 字节 等构成 使该 CPU 模件具有极强的数据处理及记录能力 可以实现各种 复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据 Flash Memory 中记录的录波报告 事件及保护定值等 运行配置信息在装置掉电后均不会丢失 2 数据采集系统 本装置的数据采集系统由两部分组成 保护系统由高可靠性的 14 位精度的 A D 转换器 多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统 A D 转换芯片内部具有采样保持及同步电路 转换速度快 采样偏差小 功耗小及稳定性好等特点 本装置的模拟量采样回路无可调整元件 也不需要在现场作调整 具备高度的可靠性 图 3 2 A D 系统原理示意图 测量系统由专用测量芯片实现实现模拟量采集 测量精度高达 24 位 采用硬件技术解决因频 率误差而导致测量误差增大的问题 测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能 在现场无 需再作调整 3 开关量输入及输出部分 本装置提供外部输入的开关量 11 路 由装置专用开入 24V 电源供电 GPS 对时用开入 1 路 该路输入量可由内部或专用 24V 电源供电 所有开入经光电耦合器件接入系统 本装置提供开出 12 路 一类是用于驱动出口及信号继电器的 此种开出的 24 伏电源都是经 过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的 另一类用于驱动告警 呼唤及信号复归等继电器 其 24 伏电源是不经过闭锁的 本装置本地告警信号及中央告警信号由两种方式驱动 告警和呼唤 告警用于检测到必须闭锁本 CPU 开出的致命异常状况时 呼唤则用于不需闭锁开出的情况 例如 PT 断线 等异常工况时 详见逻辑继电器插件说明 运放 S H 低通滤波 多路切换 A D 转换 微处理器 交流变 换模件 ATFTU 低压监测保护装置 9 4 通信部分 本插件内含通信速度极高 具备通用性接口的以太网络芯片 以太网为本装置接入系统的主要 通信接口 装置提供 RJ45 通信接口 以 UTP5 线为通信介质 本插件选配一个标准 RS485 接口 可用于连接多功能电度表 或用于 RS485 组网 本装置还配置了一个 SPI 接口用于与人机对话插件 MMI 通信 与装置配套的专用调试软件包采用以太网与装置通信 对装置进行各种测试 5 时钟回路 插件内设置了硬件时钟回路 采用的时钟芯片精度高 并配有电池以掉电保持 本装置还考虑了 硬件对时电路 接收 GPS 的脉冲对时信号 另外 CPU 插件采用了多层印制板及表面封装工艺 外观小巧 结构紧凑 大大提高了装置的 可靠性及抗电磁干扰能力 3 4 电源插件 本插件为直流逆变电源插件 直流 220V 或 110V 电压输入经抗干扰滤波回路后 利用逆变原理 输出本装置需要的直流电压 有 5V 12V 12V 24V 1 和 24V 2 2 组 24V 与 5V 12V 12V 电 压均不共地 且采用浮地方式 同外壳不相连 a 5V 12V 12V 为用于 CPU 的工作电源 b 24V 1 为用于驱动继电器的电源 c 24V 2 为用于外部开入的电源 为增强电源模件的抗干扰能力 本模件的直流输入及引出端子的 24V 电源皆装设滤波器 电源 模件原理图见附图 图 3 3 电源模件原理示意图 3 5 逻辑及跳闸插件 本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类 开关电源 滤波器 直流输入 5V 12V 12V 24V 1 24V 2 外部开入用 装置 CPU 工作电源 内部开出用 ATFTU 低压监测保护装置 10 1 逻辑继电器 逻辑继电器由 CPU 插件经光耦器件直接驱动 包括 出口回路开放继电器 QDJ 跳闸继 电器 TJ 合闸继电器 HJ 遥控跳闸继电器 CKJ1 遥控合闸继电器 CKJ2 出口中间继电器 CKJ4 CKJ7 信号继电器 CKJ3 装置异常告警及闭锁继电器 GJ 告警或呼唤信号继电器 GJX 信号复归继电器 FGJ 等 QDJ 为出口回路总开放继电器 本装置内用于跳合闸的出口中间继电器 其负电源均经该 继电器闭锁 该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作 告警继电器驱动方式 GJ 继电器为 CPU 自检发现有严重异常情况 必须立即切断本保护 出口电源的 驱动该继电器 GJ 起动后一方面经过其常开接点自保持 另一方面由其常闭接点 切断 CPU 插件的 24 伏跳闸正电源 驱动 GJ 的同时也将驱动一个磁保持的信号继电器 GJX 其 接点 GJX 1 用以点亮面板上本地告警信号灯 GJX 2 用于中央信号 信号继电器驱动方式 该类信号不需要切断保护跳闸正 24 伏电源 直接驱动 GJX 由 GJX 继电器的触点分别给出当地及中央信号 2 跳闸继电器 跳闸继电器主要由各种操作回路继电器构成 包括跳闸位置继电器 TWJ 合闸位置继电 器 HWJ 手动跳闸继电器 STJ 跳闸保持继电器 TBJ 合闸保持继电器 HBJ 等 跳闸 合闸保持电流的调整通过并联于相应继电器线圈的二极管自动分流 达到跳 合闸 电流自适应 本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式 只需分 别短接 TBJV 线圈和 TBJV 接点 5 6 即可 TJ HJ CKJ XJ 24V24GGJQDJ ATFTU 低压监测保护装置 11 四 保护原理说明四 保护原理说明 由于采用了 32 位微处理器后运算性能极大提高 本装置采用实时计算各保护元件的方式 不 再设置专门的启动元件 所有元件均实时计算出 相对简化了保护逻辑 以利于提高保护装置的 整体可靠性 4 1 过电流元件 装置实时计算并进行二路过流判别 装置在执行二路过流判别时 各路判别逻辑一致 其中过流即报警也跳闸 路过流动作条件如下 1 三个相电流中的任意一个高于 路电流定值 2 延时时间到 3 开关在合位 其逻辑如下 其中 In 为 路电流定值 路电流动作条件如下 1 三个相电流中的任意一个高于 路电流定值 2 延时时间到 3 开关在合位 其逻辑如下 其中 In 为 路电流定值 4 2 过电压元件 装置实时计算并进行二路过压判别 ATFTU 低压监测保护装置 12 装置在执行二路过压判别时 各路判别逻辑一致 其中过压即报警也跳闸 路过压动作条件如下 1 三个相电压中的任一个电压高于 路过压整定值 2 断路器在合位 3 延时时间到 其逻辑如下 其中 UH 为 路过压定值 路过压动作条件如下 1 三个相电压中的任一个电压高于 路过压整定值 2 断路器在合位 3 延时时间到 其逻辑如下 其中 UH 为 路过压定值 4 3 欠压保护元件 装置实时计算并进行二路欠压判别 装置在执行二路欠压判别时 各路判别逻辑一致 其中欠压即报警也跳闸 路欠压动作条件如下 1 三个相电压均高于 10V 且低于 路欠压定值 2 延时时间到 3 断路器在合位且无控制回路断线信号 其逻辑如下 ATFTU 低压监测保护装置 13 其中 Un 为 路欠压定值 路欠压动作条件如下 1 三个相电压均高于 10V 且低于 路欠压定值 2 延时时间到 3 断路器在合位且无控制回路断线信号 其逻辑如下 其中 Un 为 路欠压定值 4 4 失压保护元件 路失压动作条件如下 1 三个相电压均低于 路失压定值 2 断路器在合位 3 延时时间到 其逻辑如下 其中 UL 为 路失压定值 路失压动作条件如下 1 三个相电压均低于 路失压定值 ATFTU 低压监测保护装置 14 2 断路器在合位 3 延时时间到 其逻辑如下 其中 UL 为 路失压定值 五 装置的整定五 装置的整定及事件信息及事件信息 5 1 整定值清单及说明 序号定值名称范围单位备注 1 控制字一0000 FFFF无CT 额定电流 5A 2 控制字二0000 FFFF无备用 3 路过流报警0 20 100 0 A 4 路过流报警时间0 000 100 0 A 5 路过流跳闸0 20 100 0 S 6 路过流跳闸时间 0 000 100 0 S 7 路过压报警0 000 300 0 A 8 路过压报警时间0 000 100 0 A 9 路过压跳闸0 000 300 0 S 10 路过压跳闸时间0 000 100 0 S 11 路欠压报警0 000 300 0 V 12 路欠压报警时间0 000 100 0 S 13 路欠压跳闸0 000 300 0 V 14 路欠压跳闸时间0 000 100 0 S 15 路失压跳闸0 000 300 0 V 16 路失压跳闸时间0 000 100 0 S ATFTU 低压监测保护装置 15 序号定值名称范围单位备注 17 路过流报警0 20 100 0 V 18 路过流报警时间0 000 100 0 S 19 路过流跳闸0 20 100 0 V 20 路过流跳闸时间 0 000 100 0 S 21 路过压报警0 000 300 0 V 22 路过压报警时间0 000 100 0 S 23 路过压跳闸0 000 300 0 V 24 路过压跳闸时间0 000 100 0 S 25 路欠压报警0 000 300 0 V 26 路欠压报警时间0 000 100 0 S 27 路欠压跳闸0 000 300 0 V 28 路欠压跳闸时间0 000 100 0 S 29 路失压跳闸0 000 300 0 V 30 路失压跳闸时间0 000 100 0 S 31 路 CT 变比 KA A 0 001 10 00无一次电流 二次电流 1000 32 路 PT 变比 KV V 0 001 10 00无一次电压 二次电压 1000 33 路 CT 变比 KA A 0 001 10 00 34 路 PT 变比 KV V 0 001 10 00 5 2 事件信息一览表 ATFTU 保护事件信息一览表 事件名称通信代码备注 路过流报警 01H 路过流动作 02H 路过流报警 03H ATFTU 低压监测保护装置 16 路过流动作 04H 路过压报警 05H 路过压动作 06H 路过压报警 07H 路过压动作 08H 路欠压报警 09H 路欠压动作 0AH 路欠压报警 0BH 路欠压动作 0CH 路失压动作 0DH 路失压动作 0EH ATFTU 保护告警事件信息一览表 告警 呼唤为相同的灯光信号 事件名称通信代码处理措施备注 装置上电 01H RAM 错误 02H 告警 闭锁保护停机检修 EPROM 错误 03H 告警 闭锁保护停机检修 闪存错误 04H 告警 闭锁保护停机检修 开出异常 05H 告警 闭锁保护停机检修 AD 错误 06H 告警 闭锁保护停机检修 零漂越限 07H 告警 闭锁保护停机检修 无效定值区 08H 告警 闭锁保护切换到有效定值区 无有效定值区则 输入正确定值 定值校验错误 09H 告警 闭锁保护重新输入正确定值 保护程序校验错误 0AH 输入正确逻辑定值 电池错误 15H 以太网初如化失败 1FH 路过流报警 20H 路过压报警 21H 路欠压报警 22H 路过流报警 23H 路过压报警 24H ATFTU 低压监测保护装置 17 路欠压报警 25H 路相序错报警 26B 路缺相报警 27B 路相序错报警 28B 路缺相报警 29B ATFTU 保护压板信息一览表 压板名称通信代码对应功能 路过流告警 01H 路过流告警保护功能投退 路过流跳闸 02H 路过流跳闸保护功能投退 路过压告警 03H 路过压告警保护功能投退 路过压跳闸 04H 路过压跳闸保护功能投退 路欠压告警 05H 路欠压告警保护功能投退 路欠压跳闸 06H 路欠压跳闸保护功能投退 路失压跳闸 07H 路失压跳闸保护功能投退 路过流告警 08H 路过流告警保护功能投退 路过流跳闸 09H 路过流跳闸保护功能投退 路过压告警 0AH 路过压告警保护功能投退 路过压跳闸 0BH 路过压跳闸保护功能投退 路欠压告警 OCH 路欠压告警保护功能投退 路欠压跳闸 ODH 路欠压跳闸保护功能投退 路失压跳闸 OEH 路失压跳闸保护功能投退 ATFTU 低压监测保护装置 18 ATFTU 交流采样信息一览表 遥测量名称通信代码满量程值 0XFFF 4095 备注 有效值 Ia1 01H75A 有效值 Ib1 02H75A 有效值 Ic1 03H75A 有效值 Ia2 04H75A 有效值 Ib2 05H75A 有效值 Ic2 06H75A 有效值 Ua1 07H300V 有效值 Ub1 08H 300V 有效值 Uc1 09H 300V 有效值 Ua2 0AH 300V 有效值 Ub2 0BH 300V 有效值 Uc2 0CH 300V 专用测量 P1 0DH3 6 120VA 专用测量 Q1 0EH3 6 120VA 专