PSIU600系列智能操作箱说明书.doc

国 电 南 自 PSIU600系列 智 能 操 作 箱 说 明 书国电南京自动化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTD版本声明 V1.0版* 技术支持 电话：（025）83537292 传真：（025）83537200* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符* 2008年11月 第1版 第1次印刷* 国电南自技术部监制目 次1 概述 12 性能参数 23 结构型式 44 主要回路及原理说明 75 跳合闸电流的选用原则 86 订货须知 87 附图 91613PSIU600系列智能操作箱1. 概述1.1 适用范围PSIU 600系列智能操作箱（或智能终端）是PS 6000+变电站自动化系统的一个组成部分，能给传统断路器或变压器等提供数字化变电站接口并具有就地操作箱功能。PSIU 600系列智能终端的环境及电磁兼容指标均按照IEC 61850-3进行设计，可就地安装在智能终端柜中并视作传统断路器或变压器的智能化附件。PSIU 600系列智能操作箱分别适用于分相断路器、三相断路器、主变本体等，在高电压等级场合可按要求使用两台装置实现完全的双重化。其中主变本体智能操作箱具有变压器本体瓦斯保护和油温档位等测控功能，本体保护跳闸可选择经CPU或不经CPU由继电器回路直接跳闸。PSIU 600系列智能操作箱适用于10kV500kV等级断路器或主变压器等一次设备。 1.2 设计原则1.2.1 本操作箱直跳回路原理接线符合高压线路继电保护装置统一设计工作组提出的操作箱统一设计说明的有关规定。1.2.2 本操作箱符合IEC61850标准 COMMUNICATION NETWORKS AND SYSTEMS IN SUBSTATIONS的相关规定。1.2.3 本操作箱的回路接线符合电力系统反事故措施的规定。1.2.4 本操作箱具有部分测控功能，能就地完成对断路器和隔离刀闸的遥控。1.3 装置特点1.3.1 GOOSE通信：具备双光纤100M以太网口，能将开入量转化为GOOSE输出，或接收网络GOOSE输入转化为接点开出。GOOSE的单双网模式可选，所有参数可配置，并支持GOOSE管理报文、中断告警以及输入输出压板控制功能。1.3.2 跳合闸控制：分相或三相跳合闸控制，继电器防跳回路可通过跳线选用或解除，自适应跳合闸电流，并保留手跳和其它保护跳闸的接点输入。1.3.3 IEC 61850建模及通信：内嵌SCL解析器实现IEC 61850建模。工程化可定制逻辑图：输入输出信号可根据工程需要任意定义组合或时序逻辑。1.3.4 变压器本体保护和测控：可选择经过或不经过CPU实现变压器本体非电量保护功能，并能对主变档位、刀闸、风扇等信号实现监视和控制。1.3.5 双CPU、启动和出口“与”逻辑防误功能：装置具备单独的小CPU和主CPU实现相互监视，2个CPU自检或互检出告警时切断24V继电器电源以防误出口。小CPU还接收主CPU串行通信传递的启动命令输出单独的启动接点，和主CPU的跳合闸开出形成“与”关系出口。1.3.6 对时及录波：装置能接受光纤GPS输入（分秒脉冲及IRIG-B）或SNTP网络对时，并具备SOE记录和动作行为录波的功能，可保存最近500次的动作报告。1.3.7 一流的抗干扰设计，选用日本松下公司DK或ST继电器，继电器动作时间不大于10ms(正常大气条件下，额定电压时)。直流电压在80%110%额定电压范围内变化内，装置正常工作。2. 性能参数2.1 工作环境条件2.1.1 环境温度工作环境温度：4070。2.1.2 相对湿度相对湿度：595。 2.1.3 大气压力大气压力：86kpa106kpa（海拔高度2500m以下）。2.1.4 额定电压直流电压：220V或110V。2.1.5 功率消耗CPU系统正常工作时， 不大于10W，装置动作时，不大于12W。操作回路正常工作时， 不大于5W（不含跳合闸时的功率消耗）。2.1.6 继电器回路技术要求 当直流电源电压在80%110%范围内变化时，装置能正常工作。 HBJ、TBJ的电流启动值为额定值的0.30.5倍。SHJ、KKJ、ZHJ、STJ、TJQ、TJR的电压启动值为额定值的0.50.7倍。2.2 GOOSE处理能力软件延时：1ms极限吞吐率：50帧/10msT1重传时间：可配置，最小1ms2.3 逻辑图配置最小扫描周期： 417us（50Hz，每周波48次）最多元件数： 1000个执行延时： 200逻辑门情况下2ms2.4 开入开出开入80个，开出36个开入特性：220v或110v强电输入，大于70Un可靠动作，小于55Un可靠不动作开出特性： DC 220V 5A（闭合容量），或DC 220V 60W（阻性负载切换容量）2.5 绝缘性能绝缘电阻、介质强度、冲击电压均满足电力行业标准DL/T 478-2001的要求。2.6 电磁兼容性能静电放电抗干扰度通过GB/T 14598.141998（idt IEC 60255-22-2: 1996）标准规定的4级试验辐射电磁场抗扰度通过GB/T 14598.92002（idt IEC 60255-22-3: 2000）标准规定的3级试验快速瞬变脉冲群抗扰度通过GB/T 14598.101996（idt IEC 60255-22-4: 1992）标准规定的4级试验1MHZ脉冲群干扰试验通过GB/T 14598.131998（idt IEC 60255-22-1: 1988）标准规定的4级试验浪涌（冲击）抗扰度通过GB/T 17626.5（idt IEC61000-4-5:1995）标准规定的4级试验射频场感应的传导骚扰抗扰度通过GB/T 17626.61998（idt IEC61000-4-6:1996）标准规定的3级试验工频磁场抗扰度通过GB/T 17626.81998（idt IEC61000-4-8:1993）标准规定的4级试验脉冲磁场抗扰度通过GB/T 17626.91998（idt IEC61000-4-9:1993）标准规定的4级试验3. 结构型式本装置采用标准4U 19英寸或19/2英寸机箱，各功能模件采用背后插拔方式，完全支持模块化的设计方案。机箱面板按照工艺美学设计，使用方便。背插式结构即插件从装置的背后插拔，各插座间的连线在整母板上，母板位于机箱的前部。打开装置前面板，可看到母板的型号。该结构具有以下优点：1) 各插件自带可插拔端子，增强装置的抗干扰能力，提高其可靠性和安全性。2) 母板连线按总线方式布置，使装置在功能配置上具有很强的灵活性，可以根据现场的需要扩充或更改装置的功能。4. 主要回路及原理说明4.1 传统继电器回路为兼顾到不同的使用习惯且增加可靠性，智能操作箱仍然保留了经典传统继电器回路，不依靠CPU系统仍然可以方便的实现跳闸合闸操作等。JJ 控制电源监视继电器ZHJ 重合闸继电器SHJ 手动合闸继电器STJ 手动跳闸继电器KKJ KK开关重动固定继电器TJQ 三相跳闸（启动失灵，不闭锁重合闸）继电器TJR 三相跳闸（启动失灵， 闭锁重合闸）继电器TJF 三相跳闸（不启动失灵，闭锁重合闸）继电器1YJJ 压力监视继电器（压力降低到不允许跳合闸操作时返回）3YJJ 压力监视继电器（压力降低到不允许合闸操作时返回）TBJ 跳闸保持继电器TBJV 断路器跳跃闭锁继电器HBJ 合闸保持继电器TWJ 跳闸位置继电器HWJ 合闸位置继电器4.2 电源监视回路（JJ）本回路采用松下DK1A1B-DC48V继电器，并接于控制电源回路，达到失电告警的功能。回路中串接5W功率水泥电阻，确保回路长期带电情况下可靠散热。4.3 操作开关状态继电器（KKJ）KKJ的作用是反映操作开关的状态，KKJ为双位置继电器，在KK开关合闸时启动，分闸时返回。KKJ 的两对接点经端子引出，由CPU以GOOSE逻辑节点的形式发出。4.4 手动合闸继电器回路（SHJ）SHJ动作后，它的三对常开接点分别接至A相、B相、C相合闸回路实现手动合闸；手动合闸回路受压力闭锁的回路的制约，当压力降低到禁止合闸程度，合闸回路断开，手动合闸无效。 4.5 重合闸继电器回路（ZHJ）ZHJ由保护装置或重合闸装置中重合闸GOOSE报文启动，ZHJ的三对常开接点分别接至A相、B相、C相合闸回路实现重合闸4.6 手动跳闸继电器（STJ）STJ由控制开关KK的跳闸接点启动，其接点分别接入跳闸回路的A相、B相、C相，完成手动跳闸，同时送出必要的配合接点。 4.7 三相跳闸继电器（TJQ、TJR、TJF）TJQ由传统Q端子接入的保护（保护跳闸后允许进行自动重合闸）启动，其接点分别接入跳闸回路的A相、B相、C相，完成三相跳闸，同时送出必要的配合接点。TJR由R端子接入的保护（保护跳闸后不允许进行自动重合闸）启动，其接点分别接入跳闸回路的A相、B相、C相，完成三相跳闸，同时送出必要的配合接点。TJF由F端子接入的保护（保护跳闸后不允许进行自动重合闸,也不启动失灵）启动，其接点分别接入跳闸回路的A相、B相、C相，完成三相跳闸，同时送出必要的配合接点。4.8 合闸回路（HBJa、HBJb、HBJc）断路器合闸可由SHJ或ZHJ接点启动，合闸启动后可由合闸保持继电器HBJ接点保持。合闸回路中增加HBJ后为了防止断路器跳跃，在合闸回路中串接TBJ常开接点、并和TBJ电压线圈与其接点的串联回路并联，保证断路器在跳闸未完成前不会进行合闸。4.9 跳闸回路（1TBJa、1TBJb、1TBJc）每一相跳闸回路均串接一个TBJ的电流启动线圈，当跳闸回路启动时，其接点对跳闸接点自保持，保证断路器完成跳闸；TBJ的另一个作用是防止断路器跳跃，当断路器跳闸未完成前，接入合闸回路TBJ常开接点闭合，此时，合闸回路不可能启动，从而达到断路器跳跃闭锁的目的。4.10 压力（气、液压）监视继电器（1YJJ、3YJJ）压力闭锁回路按正常不励磁工作方式接线，避免了正常励磁工作方式继电器过热的不良后果，延长了继电器的寿命。1 YJJ和3YJJ的常闭接点分别接入合闸回路和跳闸回路。当断路器压力正常时，输入的压力监视接点断开，压力闭锁回路不动作， 1YJJ和3YJJ的接点保持闭合，保证了合闸回路和跳闸回路正常的合闸和跳闸，当断路器压力不正常时，输入的压力监视接点闭合，相对应的压力闭锁回路动作，从而实现对断路器合闸或跳闸的闭锁；同时提供接点送至开入回路。4.11 跳合位置监视继电器（TWJ、HWJ）跳合位置监视继电器主要起回路监视作用，监视跳闸回路、合闸回路的完好性，提示控制回路断线情况的发生。4.12 开入开出回路（DI、DO）PSIU600系列操作箱另外还提供了较多的开入和开出回路，以实现较多信息的采集功能，并实现较多的智能开出功能。PSIU601至少能提供60个独立的开入量，PSIU621至少能提供40个独立的开入量，PSIU602至少能提供50个独立的开入，以上均可方便的通过更换插件实现更多的开入。PSIU601、PSIU621至少能提供对4副隔离刀闸，3副地刀的遥控功能，完全适应常规的双母线接线方式。PSIU602能完成对主变中性点刀闸的遥控等功能。针对于变压器使用环境，可提供包括有档位遥调升降停、中性点刀闸遥控、闭锁调压和启动风扇等多种形式的开出。其中开入插件额定直流开入电压220V、110V，开入电压50额定电压可靠不动作；开入电压70额定电压可靠动作。4.13 测量功能（TDC）针对于断路器环境，智能操作箱可提供一路测量环境温度环境湿度的接口，方便的和温度或湿度传感器接驳。针对于变压器环境，智能操作箱可模块化的扩充TDC插件，完成对变压器的温度、档位的测量功能。TDC 插件可直接接驳热电阻传感器、220V、110V、5V、20mA、1mA 的电压、(2 路Cu50 、Cu100 、Pt100ba2 或Pt100 热电阻；4 路0300V、0150V、06V、424mA、 01.2mA、16V 或024mA 范围的电压和电流)。5. 跳合闸电流的选用原则 本操作箱中的HBJ TBJ是电流型继电器。各种规格的继电器的电流电阻值为其额定值的0.30.5倍。按电力部反事故措施和有关规程规定，这类继电器线圈两端的压降应小于断路器操作电压的5，回路设计为自适应跳闸合闸电流方式，当断路器电流小于0.25A或大于8A时，按特殊设计处理。6. 订货须知订货时须提供以下数据：a) 直流额定电压b) 断路器跳闸电流c) 断路器合闸电流d) 主变压器的测控要求等e) 对时方式如有其它特殊要求，须在订货是明确提出。7. 附图16PSIU600系列智能操作箱7.1 PSIU601分相智能操作箱适用于双跳圈双合圈（或单合圈）且分相动作的断路器，可通过配置两台PSIU601智能操作箱来对应于双重化要求。 CPU系统最多可支持80路开入、35路开出、1路温湿度测量。 操作回路具有分相跳闸、分相合闸、压力闭锁、回路监视等功能。 7.2 PSIU621三相智能操作箱适用于三相联动的断路器，可通过扩充DI、DO插件，实现较多的开入和开出功能。如对开入开出没有过多的要求，也可以4U半层机箱实现功能。操作回路具有三相跳闸、三相合闸、压力闭锁、回路监视等功能7.3 PSIU602主变本体