配电终端DTU介绍.doc

杭州华立电力系统工程有限公司PS-6700配电监控终端装置(DTU)技术说明书上海华立软件系统有限公司二零一一年二月1. 概述 PS6700DTU网络型配电监控终端装置是一种分布式多CPU多功能的网络型测量控制装置。它吸收了现代流行的分布式系统结构的设计思想，装置内含有以太网络接口，采用标准的TCP/IP协议，10/100M通信速率；装置内部总线采用CAN现场总线网络实现各模块之间的通讯。主模块采用ARM9 EP9315 软件基于实时多任务操作系统Linux RTOS，结合高级语言的软件开发使系32位高性能MCU；采集控制模块采用高性能的TMS320 F2812 DSP MCU。应用统的性能和可靠性得到极大的提高。装置配有基于终端配置软件的串行口，可以方便地对整个装置的运行状态进行有效的监控。装置有个2以太网口、4个串行口（可扩展到7个），满足不同场合通讯要求。PS6700网络型配电监控终端装置具有交流采样、直流遥测、遥控、遥信、录波、时钟同步、事件顺序记录、多串口通信、多种通信规约、分布式网络通信、当地或远方在线装载或更新应用软件、设置参数、远程诊断维护等功能并且可以保存大容量数据，是新一代测控终端装置。PS6700网络型配电监控终端装置是针对目前城市电网中应用越来越广泛的环网柜、小型开闭所，而开发的监控终端产品，同时也可以灵活的用在农村供电电网智能化系统作为智能终端使用，它可与配电网自动化主站和子站系统配合，实现多条线路的电量的采集和控制，检测故障、故障区域定位、隔离及非故障区域恢复供电，提高供电可靠性。PS6700网络型配电监控终端适用于:l 电力系统各级变电站中实时数据采集与监控l 铁路电力及电气化系统中实时数据采集与监控l 其它工业控制领域中动力网的实时数据采集与监控PS6700 1/2 19机笼配置，主要用于DTU/STU/网隔监控，图片： PS6700 19机笼配置，主要用于箱变监控，配电所监控，图片： PS6700网络型配电监控终端装置整体机械结构形式为双层机箱式，外层挂箱箱体一次成型防雨防尘，内层采用模件机箱，安装方便，结构清晰，外箱尺寸为800mm500mm300mm，内箱采用标准6U机箱（如在某些有条件的开闭所，可以直接使用内箱嵌装在机柜上。）。2. 产品特点 1) 充分吸收国外先进技术，总结我们多年来调度自动化产品设计经验，结合我国电网建设与改造的特点，采用网络通讯技术、高性能单片机等现代数字电子技术，达到装置性能可靠，使用灵活方便。2) 结构设计上，采用通用国际标准以功能模块为单元的结构，有效地提高了装置的绝缘性能及抗干扰能力。既可分散安装，也可集中组屏，从而可灵活的运用于各种场合。3) 强大的网络通信功能。装置采用标准的TCP/IP协议，100M通信速率。含有2个通信速度极高、具备通用性接口的以太网络芯片，用于组成互为备用的站内通信网络。 4) 富余的通讯接口。装置含有多达四个串行口，(RS485或 RS232可选)满足不同场合的通讯要求。5) 采用无破坏优先级仲裁的双CAN-BUS网络作为模块间的通讯网络。CAN-BUS网络采用多主方式工作，任一子模块均可主动发起信息传输，以此来保证重要事件信息传输的实时性和可靠性。6) 软件设计采用开放的实时多任务操作系统Linux RTOS，用于实现各个采集控制等任务的调度管理，不仅提高了软件的运行可靠性，也具有更好的扩展性。软件走标准化、可重用化的道路。7) 软件编程以C语言为主。装置上统一使用自编的RTOS，CAN网络通讯的驱动模块进行统一的标准化开发。8) 严密的抗干扰设计，精湛的制造工艺，提高了可靠性。采用国际标准的工业级品牌部件，芯片为SO封装，确保装置的可靠性。9) 领先的可维护性、可扩展性设计。在调度中心，通过远动通道，在调度中心可以直接对主控装置、各测控装置的软件进行在线升级及修改。模块间采用CAN-BUS总线通讯，硬件上可根据工程需要，配置不同数量不同类型的子模块。3. 主要功能 PS6700网络型配电监控终端装置具有以下功能： l 收集线路故障信息，完成故障识别。 l 执行遥控命令实现故障隔离和恢复供电的功能。 l 实现多条线路电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率或者谐波值的测量、采集直流量并向上级装置传送。 l 接收并执行上级装置的遥控命令及返送校核。l 接收并执行对时命令。 l 具有程序自恢复和设备自诊断功能。 l 具有通道监视功能。 l 可接入多路电源，并可在主电源失电时自动无缝投入。 l 可与变电站内其他系统通信，进行信息交换。 l 具有接收和执行复归命令的功能。 l 具有蓄电池智能维护功能。 l 具有与两个及以上主站通信的功能。 l 支持电话拨号、无线、光纤、以太网、RS232/485等多种通信方式。 l 通信规约丰富，支持目前流行的所有规约（如101、104、CDT、MODBUS 其中主要功能介绍如下；3.1. 事故曲线 事故曲线包括越限故障曲线和开关跳闸故障曲线。PS6700监控单元测量四回路的所有三相交流电参量。测量值与用户对各测量参数的设定值进行比较，将发生越限时刻点前后各100个点（点与点的间隔为20毫秒）的遥测数据进行记录，并能以文件的方式上传给主站系统，同时支持当地读取。越限故障包括：过压、欠压、过流。各个条件分别设有两个门限值，各个门限值均有相对应的延时值。对于所有的门限值和延时值都支持远方或当地读取、修改。故障曲线功能可在当地和调度进行允许和禁止。故障曲线支持主动上传和手动招取，可由调度软件设定。3.2. 录波功能 录波功能包括手动录波和故障录波。手动录波可录正常波，故障录波支持过流跳闸和速断跳闸录波，事件记录会将触发的时刻、事件类型、相关参数、状态一并记录存储，波形记录会将触发时刻、触发点前5周波，以及后5周波的波形真实地记录下来，每个周波采集32个点，以文件的方式上传调度，录波功能可在当地和调度进行允许和禁止。可以将开关动作、参数越限设定为触发条件，一旦某一个条件成立，将会触发事件记录或波形记录。当地存有24小时实时曲线，时间间隔为1 分钟，以文件方式支持调度和当地读取。故障录波支持主动上传和手动招取，可由调度软件设定。3.3. 遥测传送 每隔20ms采集一次测量值，提供带阀值的实时遥测数据和带时标的遥测数据给调度读取。实时数据和带时标数据的阀值，在当地和调度都可以读取和修改，数据读取传输遵循先带时标的遥测数据再实时遥测数据。当地和调度都可以查看实时曲线。 3.4. 遥控、遥信 遥控执行由调度员下发遥控操作命令，遥控开关的分、合作。返回与DO(遥控)相关联的带时标的DI(遥信)变化。可以遥控操作48路继电器控制输出，实现远动控制，输出接点可以独立使用，也可以组成合/分闸对使用，内带的SBO功能确保控制输出可靠无误。PS6700有48路（可扩展）开关量输入（遥信）用于监视高低压开关的状态；配置方式灵活使其既适合无源干接点、也适合有源湿接点输入，软件可程控，去抖时间适合各种类型的触点。SOE的分辨率为1ms，能提供精确的开关顺序记录，为故障分析、事故追忆创造了良好的条件。3.5. 基本功能 n 交流采样：采集多线路三相交流电压、电流，实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率的测量； n 直流采样：采集直流量，实现直流电压的测量； n 故障识别：采集并识别馈线故障电流并向子站或主站传送； n 遥信：采集并向远方发送状态量信息，状态变位优先传送； u 遥控：接受并执行遥控命令或当地控制命令；n 采集并监视装置运行状况及后备电源的状态，具有故障报警功能； n 交流失电后，能够对开关进行不少于分、合各一次操作； n 程序自恢复功能； n 能与主站通信，并具有接受主站校时功能； n 能当地和远方进行参数设置； n 具有与两个主站的通信功能； n 采集事件的顺序记录并向远方传送； n 采集电能表脉冲或多功能电能表的数据，并能进行分时段电能累计； n 装置自诊断功能； u 谐波分析功能。4. 主要技术指标 4.1. 电源 l 输入输入电源：单/双路AC/DC220V，双路输入时，实现自动无间隔切换后备电源：24V蓄电池组，4AH，保证交流失电后装置正常工作8小时以上。具有当地/远程电池活化功能。l 输出 直流输出：27V，带隔离24Vl 功率： =45Wl 保护功能：短路保护及过载保护，故障消失后自动恢复4.2. 交流采集（遥测）模数转换精度： 采用16位A/D芯片AD7656，A/D转换精度不低于0.01%。通道数： 72路（19”机箱）；24路（1/2 19”机箱）输入方式： 互感器隔离方式，2500V隔离电压电压输入标称值：200V/100V 电流输入标称值：5A 频率范围： 4555Hz精度： 电压：0.5级 电流：0.5级频率采样精度：0.2级有功功率、无功功率、功率因数采样精度：0.5级在所规定的标称值范围内，交流工频电量每一电流输入回路的功率消耗应不大于0.25VA，每一电压输入回路的功率消耗应不大于0.25VA； 在所规定的标称值范围内，线性误差不超过0.5% 短期过量交流输入电流施加标称值的2000%（标称值为5A），持续时间小于1s，系统工作正常 短期过量交流输入电压施加标称值的200%（标称值为100V），持续时间小于1s，系统工作正常具有自动频率跟踪、自动温度补偿功能机内测温精度： 1，用于自动精度温度补偿负荷： CT0.5VA PT0.5VA输入阻抗： 电压通道1MW测量参数： 相/线电流、零线电流 相/线电压、有功功率、无功功率 功因、电度、频率、相序等波形记录： 自动记录触发点前后不小于5周的波形数据，可手动触发和事故触发。故障曲线： 记录越限或开关跳闸时刻点前后各100个点（点与点的间隔为20毫秒）的遥测数据 采样频率： 各通道均为16-128点/周波过 载 能 力： 交流电流回路： 2 倍额定电流，连续工作 20 倍额定电流，允许 1S 交流电压回路： 2 倍额定电压，连续工作故障电流的输入范围为10 IN（IN为额定输入电流）线性范围； 故障电流的总误差应不大于3%。4.3. 直流采集（遥测） 通道数： 12路（19”机箱）；4路（1/2 19”机箱）；输入方式： 05V 或010V 或 0-20mA ,420mA信号允许基本误差极限和等级指标 误差极限为0.2%，等级指标为0.2级； 线性范围：在所规定的标称值范围内，线性误差不超过0.2%；可作为温湿度、压力等非电量的测量数据更新： =100ms 精度： 优于0.5% FS4.4. 开关量采集（遥信） DI通道数： 32/64路光电隔离开关量输入（干/湿接点）隔离电压： 2500Vdc供电方式： 内部24V或外部供电（最大电流20mA）去抖时间： 10ms（软件可设定）工作方式： 状态输入、SOE记录或脉冲计数SOE分辨率： 1ms 4.5. 开关量输出（遥控） DO通道数： 16/48路继电器输出触点特性： 8A240Vac,5A30Vdc工作方式： 开关量输出或合/分闸控制对，内带的SBO确保控制输出可靠无误。 脉冲方式（脉冲宽度可设定）4.6. 通讯 l 网络通讯接口双10/100M以太网及双CAN BUS现场总线l 串行通讯接口本装置备有4个串行通讯口，可以实现多主站通讯或与其他自动装置交换信息。l 通讯协议适用多种标准通信规约如IEC60850-5-101、IEC60850-5-104、MODBUS等.4.7. 绝缘强度u 绝缘电阻输入、输出回路对地和各回路之间的绝缘电阻不低于20M（正常条件下测试）和1.0M（恒定湿热条件下测试）。u 绝缘强度电源回路、交流遥测回路、信号输出触点对地及交流遥测电压回路对电流回路之间能承受额定频率为50Hz、有效值为2.0kV，时间为1分钟的交流电压试验，无击穿与闪络现象。4.8. 电源输入、输出回路对地和各回路之间能承受1kV标准雷电波的短时冲击电压检验。4.8.1. 冲击电压在交流信号输入端口施加5kV，1.2/50S标准雷电波，冲击后工作正常。4.8.2. 高频干扰信号端口差模干扰，满足国标GB/T 15153.1-1998，4级：1.25kV。信号端口共模干扰，满足国标GB/T 15153.1-1998，4级：2. 5kV。电源端口差模干扰，满足国标GB/T 15153.1-1998，4级：1. 25kV。电源端口共模干扰，满足国标GB/T 15153.1-1998，4级：2. 5kV。4.8.3. 电快速瞬变脉冲群干扰信号端口电快速瞬变脉冲群干扰，满足GB/T 17626.4-1998，4级：2. 0kV。电源端口电快速瞬变脉冲群干扰，满足GB/T 17626.4-1998，4级：4. 0kV。4.8.4. 静电放电干扰满足GB/T 15153.1-1998， 4级：接触放电8. 0kV，空气放电15. 0kV。4.8.5. 工频磁场干扰满足GB/T 15153.1-1998， 4级；满足GB/T 17626.8-1998，5级。磁场强度：100A/m。4.8.6. 脉冲磁场干扰满足GB/T 17626.9-1998，5级。磁场强度：1000A/m。4.8.7. 阻尼振荡脉冲磁场干扰满足GB/T 15153.1-1998， 4级及 GB/T 17626.10-1998，5级要求。磁场强度：100A/m。4.8.8. 浪涌干扰浪涌干扰满足GB/T 15153.1-1998， 4级：4.0kV。4.8.9. 电源电压突降和中断干扰满足GB/T 15153.1-1998，2级：U100%，t0.5s4.9. 环境条件装置工作环境如下：u 存储温度：-4085u 工作温度范围：-40+70u 相对湿度：393无凝露u 大气压力：70kPa106kPa4.10. 机械条件u 频率2Hz9Hz，振幅0.3mm； u 频率9Hz500Hz，加速度1m/s2；u 在三个互相垂直的轴线上依次进行扫频；u 每轴线扫频循环20次。5. 用户调试大纲 5.1操作流程 5.1.1运行前检查 l 检查装置的型号及扩充组件是否与定货清单一致。 l 逐个检查装置各组成部分的锁紧机构是否松动、脱落，有无机械损伤及连接线断开等现象。 l 检查交流电源输入端有无短路现象；将电源开关闭合，检查电源模块输出端有无短路现象。 l 检查信号输入端接线是否正确。 l 检查装置机箱接地是否良好。 5.1.2 确认电压等级并投入运行 投入运行前，应对装置进行常规的安全检查。确定装置正常后，将交流电源输入端子的插头拔出，将一次连接电缆按正确关系连接，测量交流电源输入端电压是否符合要求。一切正常后，将插头插入原位置，装置接入交流电源。将电源开关置于“ON”位置，投入交流电源，此时装置电源指示灯被点亮，运行指示灯周期闪烁，装置进入运行状态。 5.1.3系统检测 装置运行后，用标准9针串行电缆将装置的维护口与维护计算机连接，运行维护软件，对装置进行系统检测，或通过MMI人机接口，对装置进行系统检测。具体操作详见维护指南。 5.2注意事项 l 装置运行中，不允许随意按动面板上的按键。 l 在安装接线时，要确保柜子前面的空气开关处于断开状态。 l 户外互感器应安装在变压器出口后, 装置引入电力线接点的前边，即保证电流互感器所测电流为变压器补偿后的出线电流。 l 电流互感器信号线时，应特别注意信号线与电流接线端子一一对应，不得接错。否则，会导致电流互感器开路，产生高压，对人身及仪器造成不必要的伤害。 l 下空气开关前，应先检查电容插件到熔断器的接线没有松动、滑落以及碎落的线头，以防短路。 l 开柜体后门后，注意不要碰上面的铜牌及裸露线，以防触电。 l 进行维修时，应先扳下空气开关，还应注意，这时空气开关到电力线接点还带电。如果进行大的操作，应断开变压器电源。 l 注意机柜接地标志处是否接入系统大地。 l 系统配置参数不应随意改动。 l 现场测试时，应谨防电压回路短路及电流回路开路等事故发生。 l 装置通电情况下，不允许拆卸各组件。 5.3使用和维护 5.3.1开箱检查 货物运抵后，首先清点货物数量是否与您的需要及装箱清单一致。然后将机柜移动到需要的位置上，安放在槽钢上，使底座的前后两边正好跨落在两根槽钢上，并注意前后与两边的机柜或屏面平齐。 机柜放置完毕，按以下条款检查： 外观检查 打开机柜前后门，检查机柜及机箱等部件有无磕碰、损坏，各紧固螺钉有无松动。 接地线检查 检查机柜应该通过槽钢或接地螺丝是否良好接地，电源模块的地线是否良好接地。 机柜端子接线检查 检查机柜后面的端子排，检查所有接线端子是否因运输有松动，将松动的紧固好。 插件检查 检查插件上的集成电路是否因运输有松动，保证芯片的良好接触。 通信接线检查 检查通信模块与主站、站端DTU 及其它智能设备连接是否正确。 电源线检查 检查所有电源线的连接是否正确。断开电源输出端子，使其不给设备供电，然后给主电源输入交流220V/直流220V电压，用万用表检测主电源的输出是否正确。5.3.2现场接线 一次回路接线工作 a. 安装 将PS6700通过安装组件固定到电力线杆上，设备大约距地3-4米。 b. 系统接地 在机箱一侧有个螺栓，上面带有接地标志，应在此处用电力线与系统的大地相接。 c. 通信连线 根据用户需求按通信线安装规范接入通信线，装置根据用户通信方式不同在出线端子排上配备通信出线端子，用清晰的标志注明。 二次回路的连线 二次回路的连线是指从现场二次回路或是变送器等接至机箱端子排，所有电缆进机箱后可根据情况从端子排正面或侧面走线并捆扎整齐。PS6700机箱的现场接线主要有：交流电源、交流采样、遥信、遥控、通信等的接线。 1. 220V交流电源接线： 将220V交流电源直接接到标有AC-L和AC-N套管印字对应的端子上即可，注意接线完毕后检查一下端子上的保险管是否损坏，如果损坏应予以更换。 2. 交流采样端子接线 交流采样的电流输入直接串接在现场的CT回路中，电压输入直接并接在现场的PT输出端。其采样方式分为两表法和三表法两种。 两表法接线：接入IAI、IAO、ICI、ICO四根电流进出线，IBI、IBO在端子上短路；接入UA、UB、UC三根电压线，并将UB、UN在端子上短接。三表法接线：接入IAI、IAO、IBI、IBO、ICI、ICO六根电流进出线，接入UA、UB、UC、UN四根电压线。 接线时一定要注意电流的进出关系，保证相序的正确，否则会导致功率等计算的错误。 3. 遥信端子接线 如果接点为无源接点，从现场开关状态的辅助接点来的信号线，其接点的一端应该接至开入开出插件YX输入端，接点的另一端与其他接点的一端连接在一起接至遥信电源的24V(+)输出端。 如果接点为有源接点，该接点的“GND”应该接至遥信端子的“24V(-)”端，有源接点的V+