SID-8BT说明书(2.2)版.doc

我们致力推动世界电力技术的科技进步！SID-8BT多微机快切装置说明书（V 2.2版）2010年1 我们致力推动世界电力技术的科技进步！目 录1 SID-8BT多微机快切装置的特点及设计依据11.1 特点11.2 设计依据22 切换方式的选择32.1 切换过程的特殊描述32.2 对各种切换方式的评价52.3 合理的切换方式63 SID-8BT 多微机快切装置功能93.1 厂用电断路器的正常“合备用”操作103.2 厂用电断路器的正常“合工作”操作103.3 厂用电断路器的“起动正常切换”操作103.4 厂用电断路器的“事故切换”操作113.5 厂用母线“低压切换”113.6 厂用电工作分支断路器误跳后起动合备用113.7 起备变高压侧断路器“冷备用”状态自动投入123.9 自动存贮切换操作记录123.10 自动打印切换操作记录123.11 事故前后厂用母线电压及备用分支电流自动录波和自学习123.12 与上位机的通讯功能123.13 接受全球定位系统（GPS）对时功能124 技术指标135 结构145.1 面板布置145.2 背板布置156端子及接线157 整定参数207.1 快切参数共207.2 公共参数227.3 通讯参数228 快切装置的操作228.1 快切参数整定238.2 公共参数整定248.3 通讯参数整定248.4 测试和试验248.5 切换记录268.6 电量标定278.7 装置参数整定288.8 打印快参数289 参数整定范围：2910 多微机快切装置的配置3011 安装尺寸3112 订货需知31附录132附录2 SID-8BT快切装置对外联接示意图33附录3 SID-8BT型多微机快切装置与上位机及被控对象的联接图34附录4 SID-8BT-P 快切屏设备布置图35（V 2.2版）2010年2月35 1 SID-8BT多微机备用电源快速切换装置的特点及设计依据（以下简称快切装置）1.1 特点1.1.1 为每段厂用工作母线配置的快切装置可实现图1-1工作分支及备用分支断路器的正常切换、非正常切换和事故切换。A段快切装置控制对象： 4DL、5DL、11DLB段快切装置控制对象： 6DL、7DL、11DLC段快切装置控制对象： 8DL、9DL或10DL、11DL1.1.2 支持起备变冷备用。与本公司的涌流抑制器配套使用，将自动抑制涌流，保证空投一次成功。1.1.3 独特的快切算法，确保捕捉最佳的快切时机。1.1.4 高速分、合闸控制执行电路。由于快速的算法和装置内部快速继电器，实现快速分、合闸控制命令输出。1.1.5 自动识别同期点的同期性质。识别后分别按差频同期或同频同期（合环）规则实现正常切换操作，当被控断路器识别为差频同期时，装置可对发电机实施自动调频和自动调压控制。图1-1 大机组厂用电接线图1.2 设计依据厂用电快速切换装置实质是在正常或特殊工况下执行工作及备用电源的互换操作，事故情况下要求装置能在厂用母线电源消失后快速实现备用电源的自动投入，以保证电力生产过程得以连续进行，这就是通常称之为“事故切换”的功能。装置还担负着厂用电工作分支和备用分支断路器根据运行方式要求进行切换，这就是通常称之为“正常切换”的功能。此外，在厂用母线电压出现较大下降，或误跳工作分支，也要求快速投入备用电源，这称之为“非正常切换”功能。“事故切换”面对的是厂用机械电动机群在失去电源后进入异步发电状态出现的反馈电压与备用电源的互联操作，其不同于正常同期操作，是与电压及频率在不断下降甚至突变的电动机群的残压（反馈电压）互联的操作。因此，需要使用计及互联点（即备用分支断路器）两侧电压差及频率差变化规律的快速算法来捕捉投入备用电源的时机。这个时机不是正常同期操作的压差、频差较小且相位差为0的时机，而是一个压差、频差及相角差值都能确保备用电源快速安全投入的时机，即不伤害厂用电动机、起备变及断路器，又保证失电的电动机能顺利的完成自起动过程。显然，这个最理想的时机只有一次。因此，装置的事故切换在算法上必须确保实现捕捉到这次时机，除非出现了不可控的情况，例如备用电源电压与工作母线电压间在某些系统运行方式时，出现了较大的初始功角，或备用分支断路器的合闸时间太长，这时只得允许快切装置进入退而求其次的切换。但我们不赞同国内外其他同类产品采用的捕捉同期切换、残压切换和延时切换方式的套路，因为这些切换方式是以恶化电动机群自起动条件及使众多厂用机械被低压保护切除为代价的。基于厂用母线失去电源后大量异步电动机进入异步发电状态，它与正常有原动机拖动和有励磁电源的发电机不同，是一种无动力源及无励磁源支持的发电状态，因此用捕捉电动机耐受电压的准则投入备用电源，比用捕捉同期的准则要合理得多，因前者可实现不切除任何厂用负荷就能恢复厂用电的目的。“正常切换”则是地道的同期操作，不论是工作分支断路器或是备用分支断路器都有可能在切换过程中碰上差频同期或同频同期（合环），因此，装置应能自动识别同期性质，并严格地按同期操作数学模型控制切换过程。而当前流行的快切装置要么无依据的一概排斥合环操作，搞什么串联切换或同时切换。要么就是沿用几十年前按固定闭锁角的“检同期”方式进行并联切换。前者实质上是制造厂用母线短暂失电，并要冒原来的工作电源切除后而后投入电源的断路器拒动导致停电的风险。后者则是完全忽视合环操作应由潮流计算来确定闭锁角（允许功角）的数值，而不是一个固定的角度定值。当出现差频同期时应严格按同期操作准则捕捉相角差为零时投入待投入的电源。当出现同频同期时如压差或功角超出整定值，为尽快实现切换，应自动转为串联或同时切换，即先断开原来的工作电源，再投入备用电源。我们积累了二十余年研制和使用微机同期装置的丰富经验，并成功地在大量大型发电机组厂用电气系统中实现了正常同期切换。通过理论分析及大容量机组厂用电正常及事故切换的实测数据，并建立了求解动态的残压与备用电源频差、压差及相角差算法的数学模型，使捕捉厂用电事故切换最佳时机的速度及精度大幅度提高，确保全部（而不是部份）厂用负荷都能及时恢复供电，这是快切装置品质最根本的保证。捕捉事故切换的最佳切换时机不仅与算法及编程技巧有关，而且在极大程度上取决于执行速度，例如软件执行时间、快切装置的出口分合闸继电器动作时间、外部的分合闸中间继电器及断路器的动作时间等因素。断路器应选择快速断路器，例如永磁式真空断路器等，快切装置则应将出口继电器及中间继电器的动作时间减到最小。SID-8BT多微机快切装置使用了深圳市智能设备开发有限公司与日本松下电工株式会社耗时两年多共同研制的高可靠、高速光隔离大容量MOSFET继电器，已将继电器动作时间减到1毫秒之内，在1000VDC工作电压下容许断弧电流6安，直接驱动断路器分、合闸回路，这为万无一失捕捉最佳切换时机奠定了硬件基础。厂用起动/备用变压器以往都为热备用状态，这将产生可观的空载损耗，与SID-8BT快切装置配合使用的涌流抑制器装置以独有的计及变压器剩磁影响的变压器励磁涌流抑制专利技术，彻底杜绝了空投变压器因励磁涌流导致变压器保护误动而跳闸的现象，从而实现快切装置完全支持起备变冷备用的运行方式，这不仅大大降低了厂用电消耗，而且解决了长期困惑运行人员的一个难题空投变压器导致跳闸无法确认是励磁涌流引起的，还是变压器内部故障。应该指出，在起备变冷备用时，低压厂用电的备用变压器电源就不能接到高压起备变的次级，而应该从高压厂用变次级的工作母线或其他可靠电源取电。2 切换方式的选择2.1 切换过程的特殊描述多微机快切装置的厂用分支控制对象是两个或三个断路器，如图1-1中的厂用工作分支断路器4DL和备用分支断路器5DL，或8DL和9DL、10DL。控制目的对正常切换而言可归结为两个，其一是使厂用母线的电源由厂用工作变提供，其二是使厂用母线的电源由起备变提供。而事故切换则仅是用起备变取代原先运行的工作变对厂用母线供电，即断开4DL，合上5DL，或断开8DL，合上9DL或10DL。不论是正常切换、非正常切换，或是事故切换，断路器两侧往往都存在电源，因此，就必定存在两电源的同期问题。而同期性质则可能是差频同期，也可能是同频同期（合环操作），事故切换是一种在特殊工况下的差频同期，即厂用工作母线上的电动机群因失电靠惯性及转子剩磁进入异步发电状态产生电压、频率不断在下降的残压，与电压、频率正常的备用电源进行同期。如图2.1所示，图中UG为母线电压，U为UG与备用电源电压UB的电压相量差，即G-B。假设母线断电前的电压UG与备用电压之初相角差（功角）为某一个初始相角，断电后，UG的频率及电压不断下降，UG开始向滞后UB方向（顺时针）旋转，即相继出现UG1、UG2、UG3、UG4、UG5、UG6（UG与UB的同相点），与之对应的压差为U1、U2、U3、U4、U5、U6，相角差为1、2、3、4、5、6。如经过计算在U2时投入备用电源时施加到电动机群上的电压恰为其允许的耐受值（一般为电动机额定电压的1.11.2倍），则以U2为半径，UB的始端A点为圆心画出的圆弧右侧区域为投入备用电源的安全区。显然，进入弧线左侧的U3则在不允许合备用电源的非安全区。不论是何种性质的切换，都应确保厂用电系统设备的安全和不间断运行，即应不导致切除辅机、不损坏辅机、不恶化自起动条件、不破坏机炉工作流程、不伤害起备变等。图2.1中U4=U2，在C点U2是安全切换电压，在E点同样数值的U4则不一定是安全切换电压，因此时残压的频率及电压较C点下降更多，电动机自起动条件更恶劣，因此安全切换点应再往E 点之后捕捉。显然，只是在快速切换条件（即在ABC段内）不满足时才进入E点以后的时段进行切换。为了避免因残压降低导致厂用电动机被切除，SID-8BT尽量避免采用捕捉同期切换、残压切换及延时切换，在当今大量使用高速断路器的情况下，几乎不可能会用到这些切换方式。在一些特殊情况下，如断路器动作时间很长，残压衰减速度很快等，装置仍保留残压切换。有时在断路器一侧有电源，而另一侧无电源时要进行合闸操作，这种切换则属单侧无压合闸性质。应该指出，由于起备变的高压侧电源不是取自发电机出口，而是取自系统，这样在图1.1中不难看到，当厂用工作变通过4DL给厂用机炉负荷供电时，尽管5DL在断开状态，其一侧的备用电源电压UB和另一侧的工作母线电压UGO相位不同， 如图2-1所示，它们的相位差0是和500KV及220KV系统运行方式及厂用起备变承担的公用负荷大小有关，这个相位差实质上是厂用母线和厂用备用电源间的功角。因此，一旦厂用工作母线失电（4DL跳开），由工作母线上电动机群形成的反馈电压UG将从初始相角0开始增大对UB间的相角差，即图2-1中的1、2、。显然，投入备用电源5DL时要考虑初始相角0的影响，它关系到电压差U的大小，及是否能捕捉到最佳快切时机。应该指出0的正负取决于正常运行时潮流的流向，即UGO可以超前UB，也可以落后UB，这也是关系到是否能捕捉到最佳快切时机的另一因素。2.2 对各种切换方式的评价在我们对SID-8BT的命名中明确地表明了我们的观点，即厂用电的正常及事故切换本质上是两电源间的同期操作，即厂用母线电源与厂用备用电源间的同期操作。厂用母线电源有两种形态，即正常形态和事故形态，正常形态是电压及频率值为正常水平，事故形态是电压及频率值按一定规律下降，这也就是前述的电动机群的残压。因此，不论是正常切换，还是事故切换都要精确地捕捉第一次出现的安全切换时机，也就是要做到“快速”、“准确”、“安全”。当今市场上的国内外厂用电快切装置无一例外地罗列出了名目繁多的切换方式。例如并联切换、串联切换、同时切换、快速切换、捕捉同期切换、残压切换、短延时切换、长延时切换不一而足。把它们概括起来，实质上就是一种切换，即回避同期的切换。“并联切换”本来就是地道的同期操作，可这些装置既不鉴别是差频同期还是同频同期，更不去捕捉速度最快、冲击最小的切换时机，盲目的设定一个闭锁角，不管频差和压差大小将两个电源硬接在一起，冲击电流大小全靠碰运气。“串联切换”则是典型的回避同期切换，是一种惹不起但躲得起的策略，认为这样可以避免环流，对同期视而不见，害怕两个电源正面“冲突”。“同时切换”是较快的串联切换，但同样是回避两电源的同期问题，又想切换快，又害怕两个电源“冲突” 。“延时切换”是装置错过最佳切换时机后的无奈之举。“捕捉同期切换”不是真正意义的同期切换，它同样是在错过最佳切换时机后的一种自慰之举，好像捕捉到相角差为0的时机，冲击电流小，实际上此时因为厂用母线上的电压及频率已下降很多，不少重要电动机已被低压保护切除，投入备用电源因相角差小引起冲击尽管较小，但自起动电流却很大，已无助于厂用机械运行的正常恢复。“残压切换”更是没有救活几个辅机，相反恶化了残存电动机的自起动条件。为加速正常切换过程，当两电压间的功角大于允许功角定值时，装置自动转为串联切换。应特别强调快切装置事故切换“快速性”是首要指标，只有快速才能保证安全，所以盲目追求捕捉理想的同期时机是错误的，而是应该捕捉在电动机群能容忍的冲击电压到来之前的那个时机进行切换，因此时大量甚至全部电动机还未被低压保护切除，自起动条件也较好，厂用电恢复正常运行就有更大的保证。所以不论是“快切”或是“慢切”都应捕捉电动机群耐受电压的时机进行事故切换。图2.1中C点以前为“快切”，E点以后则为“慢切”。图2-2 感应电动机静态电压特性图2-2是按典型参数绘制的大型感应电动机的静态电压特性曲线，可以看出，当施加在感应电动机上的电压低于K点（约0.62Ue）时电动机的有功功率和无功功率发生跳跃性变化，即转矩急剧下降至停转，且大量吸取无功功率导致电源电压大幅下降。因此，厂用电快切装置绝不应为追求第一个同期点，而让厂用母线电压下降到K点以下。这一点正是SID-8BT不同于当前其他快切装置的一个特点，投入备用电源的时间必须在残压降到K点之前。不针对感应电动机的特性是设计不好快切装置的。为进一步减小事故切换时的冲击电流，SID-8BT除了使用捕捉电动机耐受电压的控制准则外，还控制投入备用电源瞬间的最佳合闸相位角，使在投电源的暂态过程中的冲击电流最小。2.3 合理的切换方式2.3.1 正常切换厂用电的正常切换有以下几种情况，如图2-3。 2.3.1.1 开机前切换开机前UF=0，需由起备变或电力系统经主变向高厂变提供起动电源，如由起备变供电，此时的操作应是先断开1DL，再合上2DL。对2DL的合闸操作是一次单侧无压合闸，没有同期问题。如发电机出口装有断路器5DL（GCB），由系统经主变供电，此时的操作是先断开5DL及2DL，再合上1DL，这也是一次单侧无压合闸。2.3.1.2 正常运行切换开机成功，发电机通过5DL、6DL、7DL并入系统。如原来由2DL供电，此时应转由厂用工作变带厂用负荷，切换时应该先检测1DL当前是同频同期，还是差频同期，然后按同期规则对1DL进行同期合闸。紧接着再断开2DL，完成工作电源置换备用电源的切换。如1DL合上后因操作回路或断路器出现故障而无法断开2DL时，装置将会自动断开1DL，即通常所说的“去耦合”。应特别指出，不允许1DL和2DL长期都处在合状态，是因在系统故障且相应保护拒动时会导致1DL和2DL因遮断容量不够而烧毁。如检测1DL当前是同频同期，且压差或功角超过定值，为加速切换过程，装置自动转为先断开2DL，再立即用串联切换或同时切换方式合上1DL。如开机时厂用电由主变经1DL提供，则此时无需切换。2.3.1.3 停机前切换因停机过程及停机后仍有一段时间需要厂用电源,故停机前先应由厂用备用电源取代发电机提供的厂用工作电源.故切换步骤是在2DL进行同期合闸，再立即断开1DL,完成电源倒换。同样，在2DL合闸前其两端的功角或压差超过定值时，装置自动转为先断开1DL，再立即合上2DL的串行切换或同时切换。在2DL合上后而无法断开1DL时，装置也应自动断开2DL，实现去耦合。前述两种正常切换时，如先合的断路器面临同频同期，且功角或压差超出整定值，装置则自动转为串联切换，即先切断供电的断路器，再投入待投的断路器。2.3.1.4 停机过程结束断开2DL即可。“快速”、“准确”、和“安全”是厂用电快切装置的设计准则，只有严格地按同期规则设计才能实现这一目标。因此SID-8BT的正常切换以“同期切换”为主，不推荐使用其他方式进行厂用电的正常切换，尽管我们提供了选择其他切换方式的条件，但这些切换方式更多的是服务于对厂用电系统进行人工操作及试验的目的。为了避免厂用电工作分支断路器和备用分支断路器长期都处在合状态，在完成同期切换后立即自动断开原先供电的支路。2.3.2 事故切换前已述及事故切换过程与正常切换不同之点是正常切换为1DL和2DL的双向切换，而事故切换仅仅是用备用电源取代已经断电的工作电源，即在图2.3中进行断开1DL，投入2DL的操作。图2.1给出了这样的提示：如工作电源失电时的初始相角o=1，则最佳投入备用电源的时机应在BC段内完成。如果装置的运算速度及外部断路器的合闸时间无法满足，则次佳时机应在E点稍后完成备用电源投入。如装置的运算速度及外部断路器仍不能满足要求，则应捕捉最靠近E点的某处如F点实现备用电源投入，F 点是装置运算速度和断路器恰好能满足要求的投入点。前已述及所谓的捕捉同期的G点不能把它看成是最理想的时机，我们应该从残压与备用电源电压间的频差、压差和相角差三方面综合考虑备用电源的最佳投入时机，仅从相角差考虑是片面的，因频差和压差的增大不仅会使很多厂用电动机被低压保护切除，而且剩下的电动机自起动条件也被恶化了，SID-8BT的设计充分考虑了这一因素。前已述及，U2在数值上虽然等于U4，但并不表示在U2和U4时投入备用电源的冲击效果相同，而是在E点投入比在C点投入所引起的扰动要大得多，因E点的频差比C点大，且电动机端电压也低，电动机自起动电流更大。所以安全区仅以AC即U2为半径的圆弧来确定是不科学的，而应该是比U2更小的电压差为半径所画出的安全区，这里面计及了频差更大及端电压更低时增大电动机自起动电流的影响。2.3.3 切换方式准则2.3.3.1 正常切换准则严格按差频或同频的自动同期准则进行正常切换，称之为同期切换，即在断路器两侧为两个不同频电源时，确保在频差及压差满足给定值的前提下捕捉到第一次出现的相角差为0的同期时机完成合闸操作。当断路器两侧为同一频率的电源时，应确保合环操作时的功角在潮流计算允许分流负荷的定值内，压差也应满足要求。如超出允许定值，为加速切换过程，装置自动将先合后切的同期方式转为先切后合的串行切换或同时切换方式。正常切换和事故切换不同，它不存在实现切换操作的紧迫性，理应严格地从容执行自动同期操作。因此快切装置应具备自动识别差频或同频同期方式的同期切换能力，为适应不同运行方式下的切换，装置的允许功角定值在必要时应具备可遥控整定的功能。正常切换时还应遵循两条规则：即 合上前一断路器后如另一断路器无法断开，应立即执行“去耦合”，即断开先合的断路器。 当先合断路器为同频同期时功角或压差超出整定值，则应自动转为串联切换或同时切换，即先断开原来工作的断路器，再合上待投入的断路器。再次强调，同期切换是严格按照同期条件的切换，不同于一些其他产品使用的并联切换，那种只按固定相角差闭锁的并联切换是可能制造非同期并列或切换失败的切换。导致短暂失电的串联切换本质上是人为制造一次事故切换，如后合的断路器拒动将导致厂用电全停。只有在同频同期无法进行时才允许进行串联切换，这是为尽可能降低厂用电全停的概率。2.3.3.2 事故切换准则事故切换是一种特殊工况下的差频同期操作，其首要目标是在保证辅机及起备变安全的前提下尽可能的快捷，因只有这样才能实现成功切换。影响快捷性的因素包括：事故切换时装置运算的精度和速度；同期快切装置的执行速度；合闸回路中间环节的动作速度；断路器的分、合闸时间等。据此原则按以下从快到慢的顺序由快切装置随具体事故切换环境自动进行取舍。仍以图2-1及2-3为例.首选切换时机:在初始功角及执行合闸环节的时间满足要求的前提下，应在ABC时段内尽快完成2DL的合闸操作。次选切换时机：这是指因初始功角及执行合闸环节的速度不满足条件时的选择，要求在E 点后完成2DL的合闸操作，合闸点越靠近E点越好。CE段U超过电动机的耐受值，为禁止投入区。必须实现切换的最后时机：即在厂用母线残压下降到临界电压前（图2-2的K点）完成切换操作。之所以提出这是最后时机，是因为在K点之后厂用母线残压的数值及频率将急剧下降，电动机自起动条件恶化，且重要电动机已相继被低压保护切除，投入备用电源后不仅母线电压恢复缓慢，而且因大量辅机停运，严重威胁机炉安全运行。所以SID-8BT不追求捕捉同期点，因大多数情况下同期点出现时厂用母线电压已下降到K点以下。正确的做法是在电动机能耐受的U到来前投入备用电源。由于除初始功角不受控外，执行合闸环节的时间及断路器的合闸时间是可以在设计时创造条件予以满足的，即选择快速的中间继电器及断路器。在有些情况下，如无法实现按耐受电压进行切换时，装置将自动转到允许切换的底线方式，即残压切换。SID-8BT多微机快切装置即是按前述顺序执行事故切换的，在算法上做到绝不会放过在当时工况下的最佳切换时机。3 SID-8BT 多微机快切装置功能多微机快切装置主要功能如下：厂用电断路器的“正常合备用”操作；厂用电断路器的“正常合工作”操作；厂用电断路器的“起动正常切换”操作；厂用电断路器的“事故切换”；起备变高压侧断路器冷备用状态按抑制励磁涌流方式自动投入；事故前后厂用母线电压及备用分支电流自动录波和自学习；自动存贮切换操作记录；自动打印切换操作记录；与上位机（DCS）通讯。按受全球定位系统（GPS）对时功能。3.1 厂用电断路器的正常“合备用”操作该操作是在发电机开机前，为了提供起动电源所要进行的操作。该操作为单侧无压合闸操作。在操作前，备用电源正常，工作分支和厂用母线均不带电，备用断路器和工作断路器均断开。如果工作断路器已在合状态，则装置先断开工作断路器，然后再将备用断路器合上。如选择起备变按“冷备用”方式运行，“合备用”操作执行时是先经涌流抑制器自动合起备变高压侧断路器，待确认合上后，紧接着合低压侧备用分支断路器。如有两个备用分支，则“合备用”操作是针对DCS选定的那个备用分支进行操作。启动方式：由DCS或手动开关提供的开关量信号（由接口通讯插件JK6的#2端子输入）启动，该信号为短信号。3.2 厂用电断路器的正常“合工作”操作该操作属单侧无压合闸操作。在操作前，工作分支和备用分支断路器均断开，工作分支电压正常。当装置接收到“合工作”命令后，若满足条件，则合工作分支断路器。本项操作由DCS或手动开关提供的开关量信号（由接口通讯插件JK6的#1端子输入）启动，该信号为短信号。由于对工作分支和备用分支断路器的“分”操作没有特殊条件限制，因此SID-8BT未设正常的“分”操作，这一操作可由DCS或人工操作来实现。3.3 厂用电断路器的“起动正常切换”操作是发电机准备开机或停机时，将厂用母线电源由工作分支转换到备用分支，或由备用分支转换到工作分支所要进行的一项操作。操作前工作分支断路器与备用分支断路器的状态为互非状态，即一个在合状态，另一个在分状态。先合上原来在分状态的断路器，再断开原来在合状态的断路器，故属同期合闸操作。在操作前，工作分支、厂用母线和备用分支电压均应正常，当快切装置接收到“起动正常切换”命令后，首先识别同期性质，若满足同期条件，则使两个分支断路器状态互换。如后断开的断路器拒动，则自动断开先合上的断路器，确保两断路器的稳态是互非的，即一个在“合” 状态，另一个在“分”状态。如先合断路器面临同频同期工况，且同期条件不合格，则自动转串联切换，即先分后合。 “起动正常切换”操作如为合备用切工作，如选择起备变“冷备用”运行方式，起备变高压侧断路器为断开状态，则装置先经涌流抑制器自动合起备变高压侧断路器，合上后随即合低压侧备用分支断路器。如进行合工作切备用操作，则装置只切起备变低压侧备用分支断路器。本项操作由DCS或手动开关提供的开关量信号（由接口通讯插件JK6的#3端子输入）启动。该信号为短信号。考虑到主变及起备变因接线组别的问题，装置可对工作分支TV二次电压及起备变高压侧TV二次电压进行转角设置，转角范围为-60+60，步距1。3.4 厂用电断路器的“事故切换”操作装置在上电或复位前如无其他切换操作指令，则上电或复位后立即进入准备“事故切换”操作状态，该操作用于在事故发生时自动断开工作分支断路器，合上备用分支断路器，即投入备用电源。该过程是全自动的，不需人为介入。如选择起备变为“冷备用”运行方式时，在事故切换过程中的合备用是在确认起备变高压侧断路器在断开位置后先经涌流抑制器发出合起备变高压侧断路器命令，再经一定延时发合低压侧备用分支断路器命令。事故切换由继电保护启动（由接口通讯插件JK6的#15端子输入）。事故切换有2种方式：即同时切换和串行切换，在“快切参数”中加以选择。同时切换是指在继电保护切工作分支断路器尚未完成时，如符合快切条件，则装置随即发出合备用命令。串行切换是指在工作分支断路器被继电保护断开后，装置才发合备用分支命令。显然，前者较后者快。如备用分支断路器在事故切换时投到故障母线上，则备用分支保护可经由装置提供的后加速接点跳闸。当选择“同时切换”方式时，如工作分支断路器拒动，未被继电保护装置断开，而备用分支断路器又合上了，装置将自动切断刚才合上的备用分支断路器。3.5 厂用母线“低压切换”该切换为非正常情况下的自动切换。切换前，工作分支断路器在合状态，备用分支断路器在分状态。当装置检测到厂用母线电压低于整定的“低压切换起动电压”且超过“母线低压切换延时”整定值时，装置自动切工作分支断路器，合备用分支断路器。该切换也可分二种方式：同时切换和串行切换,由现场根据需要自行整定。如备用分支断路器投到故障母线上，则备用分支保护可经由装置提供的后加速接点跳闸。应指出，在TV二次断线时将闭锁“低压切换”功能。3.6 厂用电工作分支断路器误跳后起动合备用 该切换为非正常情况下的自动切换。切换前，工作分支、厂用母线和备用分支电压应正常，工作分支断路器在合状态，备用分支断路器在分状态。当工作分支断路器因误跳由“合”变为“分”状态时，且工作分支电流小于0.1倍额定电流（即无流），装置根据快切的条件，立即合上备用分支断路器。装置通过工作分支断路器的辅助接点及工作分支电流双重判据确认断路器状态。3.7 起备变高压侧断路器“冷备用”状态自动投入厂用电的传统运行方式为起备变在热备用状态，其原因有二：一是起备变带有正常运行的公用负荷，二是起备变高压侧断路器如正常断开进行事故切换时，因励磁涌流出现不能保证一次投入成功，起备变的继电保护可能误跳闸。然而起备变的热备用方式将因变压器空载损耗会增加厂用电消耗，特别是实行厂网分离体制后，发电厂将额外向电网公司支付一笔不小的费用。因此，实行起备变冷备用就显得非常必要。SID-8BT采用了我们独有的励磁涌流抑制专利技术，一改数十年来识别励磁涌流特征的传统思路为抑制涌流，进而实现支持起备变冷备用，并确保事故切换时备用电源一次投入成功，这使厂用电快切装置步入了更高水平。励磁涌流抑制器作为独立的附件安装在快切屏内，其输入来自合起备变高压侧的切换继电器插件的JK3-13、14接点，输出接起备变高压侧断路器的三相合闸控制回路，涌流抑制器可将三相励磁涌流抑制到不引起继电保护装置误动的水平。3.8 自动存贮切换操作记录装置自动存贮每一次切换记录，最多能存贮8次切换记录。用户可以随时查看或打印这些记录。记录的显示格式见第8.4节切换记录。3.9 自动打印切换操作记录装置每进行一次事故切换后，自动进行打印。进行正常切换后是否打印可预先设置。打印格式见附录1。3.10 事故前后厂用母线电压及备用分支电流自动录波和自学习厂用母线因事故断电后厂用母线上电动机群反馈电压的变化过程，及备用电源投入时冲击电流的大小及变化都直接影响快切的质量。然而这些变化与发电机负荷、厂用辅机负荷、投入厂用辅机的负荷性质及失电持续时间等有密切关系。因此，实时记录事故前后厂用母线电压及备用分支电流的变化是非常必要的，SID-8BT在事故前后以1000点/秒的采样速度进行录波，并通过自学习软件对录波结果进行分析，并将该次切换过程的偏差进行修正，以备往后更精确地实施事故切换。SID-8BT因此会越“老”越“精”。3.11 与上位机的通讯功能装置具备与上位机（DCS）的通讯接口，RS-232及RS-485串行口为标准的MODBUS协议。3.12 对时功能装置进行各种操作的准确时刻对分析事故有重要作用，SID-8BT可接受来自全厂公用的GPS对时信号，使装置的时间始终保持与GPS同步。4 技术指标41 环境条件4.1.1 设备运行：IEC75（sec）55.31/1-85 3k3/322/3B2/3C2/3S2/3M44.1.2 绝缘测试:1EC 255-4=2.0kv.50HZ.1min4.1.3 冲击电压测试:IEC 255-4 CL3=5.0KV,1.2/50s.0.5J4.1.4 静电放电测试:GB/T 14598.14-1998.4级4.1.5 快速瞬变干扰测试:GB/T 14598.10-1996.3级4.2 电源220V或110V交直流电源均可,允许偏差20%,功耗小于50VA4.3 互感器二次电压及电流4.3.1 电压:100V或100V/4.3.2 电流:5A或1A4.3.3 频率:50HZ4.3.4 功耗:小于0.5伏安/相（TV）或1.0伏安/相（TA）4.4 测量精度及过载特性4.4.1 电流:1级，2Ie持续运行，10Ie运行10秒，40Ie运行1秒4.4.2 电压:1级，1.5Ue持续运行4.4.3 频率:小于0.01HZ4.4.4 相角:小于0.54.5 出口接点容量4.5.1 合闸出口:1000V DC.6A4.5.2 调速、调压、信号：220VDC 0.5A5 结构5.1 面板布置SID-8BT为标准19嵌入式机箱结构，面板布置如图5-1图5-1 面板布置图面板右侧布置了操作键盘及串行通讯接口，中部为液晶显示屏，左侧为智能同步表兼功角表、工况指示灯。左侧工况指示灯分电源电压指示和合/分控制信号指示，电源灯亮表示电压正常，控制信号为“合”时发红光，“分”时发绿光。右侧为信号及断路器状态，灯亮表示该信号有效或断路器在合状态，反之，灯熄。显示屏采用240128宽温液晶显示屏，与操作键盘配合可实现参数设置、测值显示、工况显示、报警显示、切换记录查询和打印、电量标定等功能。九个操作键定义如下：上、下键用以选择菜单项左、右键用以选择整定参数位加、减键用以增减整定参数值退出键用以退出当前菜单确认键用以确认当前选定的菜单项或存贮整定的参数值复位键用以对装置内各CPU进行复位操作，清除原有显示信号，从头开始执行程序。装置当前工作方式及工况在液晶屏上显示。同步表以灯光实时显示当前工作母线及备用母线电压的相角差及频差方向，提供更为直观的厂用电切换或同期过程状态。同步表的显示状态及液晶屏的显示内容均可通过RS-485现场总线或以太网提供给上位机，还可提供同步表视频输出信号，直接接入中控室大屏幕视频输入端。 电源指示灯提供装置内部各级工作电源的状态。面板上的通讯口为装置对外的RS-232接口，可供用笔记本电脑测试装置之用。5.2 背板布置背板布置如图5-2图5-2 背板布置如图背板共有6个插件，分别为电源插件、切换MOSFET继电器插件、控制继电器插件、电压互感器及电流互感器插件、输入开关量接口及通讯插件、CPU插件。各插件通过内部总线板互联，装置与外部的连线从各插件的端子排及相应插座引入。输入到装置的开关量都为空接点，它们的一端分别连接到不同的开关量输入端，而另一端则连在一起并引到装置内的专用开入量220VDC驱动电源。开入量使用较高电压的220V直流电源，较之通常使用的24V直流电源具有更高的抗干扰能力。6 端子及接线61 电源插件JK1端子：工作电源和开关量输入信号端子号信号说明信号性质JK1-1起备变高压侧断路器辅助接点开入量JK1-2备用分支1.2选择开入量JK1-3待用开入量JK1-4待用开入量JK1-5待用开入量JK1-6待用开入量JK1-7待用开入量JK1-8待用开入量JK1-9开入用电源220V-JK1-10电源输入110-220V AC/DCJK1-11电源输入110-220V AC/DC每段厂用母线最多可有2个备用电源分支。备用分支选择用于选择使用哪个备用分支，开关闭合表示选择备用2，断开选择备用1。6.2 切换继电器插件JK3端子：MOSFET继电器输出，直接操作厂用电断路器分、合端子号信号定义信号性质JK3-1合工作+JK3-2合工作-JK3-3分工作+JK3-4分工作-JK3-5合备用1+JK3-6合备用1-JK3-7分备用1+JK3-8分备用1-JK3-9合备用2+JK3-10合备用2-JK3-11分备用2+JK3-12分备用2-JK3-13合起备变高压侧三相+JK3-14合起备变高压侧三相-JK3-15备用分支保护后加速+JK3-16备用分支保护后加速-JK3-17待用JK3-18待用JK3-19分起备变高压侧三相JK3-20分起备变高压侧三相所有信号均为MOSFET继电器输出。合备用2、分备用2用于一段厂用母线有2个备用电源分支时。起备变高压侧断路器如需具备抑制励磁涌流功能，则合起备变高压侧信号送到屏内的励磁涌流抑制器，再由抑制器控制断路器三相合闸。装置提供在事故切换合备用分支断路器后的后加速保护功能，使备用分支断路器合到故障母线上时，在有效的时段内加速保护再次切断断路器。“备用分支保护后加速”这对空接点在SID-8BT发出“合备用”控制信号后即自行闭合，准备实现保护后加速，该接点与保护装置的联接方式由用户根据具体情况决定。继电器输出容量为1000VDC，6A，可直接驱动断路器，不需外加中间继电器，请注意联接电源的极性。接点可通过和切断6A直流电流，如大于6A则应外加大于6A的中间继电器。63 控制继电器插件JK2端子：开关量输出，密封电磁继电器空接点，接点容量220VDC. 0.5A或220VAC.5A端子号信号说明信号形式应用场合JK2-1降压发变组自动同期JK2-2JK2-3升压发变组自动同期JK2-4JK2-5减速发变组自动同期JK2-6JK2-7增速发变组自动同期JK2-8JK2-9待并侧电压高发变组同期及厂用电正常切换JK2-10JK2-11待并侧电压低发变组同期及厂用电正常切换JK2-12JK2-13待并侧频率高发变组同期及厂用电正常切换JK2-14JK2-15待并侧频率低发变组同期及厂用电正常切换JK2-16JK2-17同频发变组同期及厂用电正常切换JK2-18JK2-19功角越限发变组同期及厂用电正常切换JK2-20JK2-21报警发变组同期及厂用电快切JK2-22JK2-23切换完毕厂用电快切JK2-24JK2-25电源失压发变组同期及厂用电快切JK2-26JK2-27切换失败厂用电快切JK2-28JK2-29装置闭锁厂用电快切JK2-30JK2-31低压减载1厂用电事故切换JK2-32JK2-33低压减载2厂用电事故切换JK2-34 其中的降压、升压、减速、增速和低压减载1、低压减载2用于控制。其它信号用于装置状态指示。在事故切换过程中，当厂用母线电压低于“低压减载起动电压”并超过“母线低压切换延时”，装置发低压减载命令,切除相应的厂用负荷。厂用电断路器正常切换过程中，如果断路器两侧压差、频差不满足条件，将发出待并侧电压高、待并侧电压低、待并侧频率高、待并侧频率低、同频（频差小于0.02Hz）、功角越限等指示信息。在同频并网时不会发同频、频率高、频率低信号。在差频并网时不会发功角越限信号。厂用电断路器的待并侧指靠近发电机一侧，系统侧为远离发电机一侧。快切过程中，如果装置检测出装置本身有故障，或外部的TV输入信号以及断路器状态异常，则发报警信号。厂用电断路器成功完成一次切换（正常和事故切换）则发“切换完毕”信号，如切换不成功，发“切换失败”信号。当厂用母线TV二次断线时装置报警并且被闭锁，断线信号消失后装置自动复归。64 电压及电流互感器插件JK5端子：TV、TA信号输入。端子号信号说明信号性质备注JK5-1工作分支TV UGA交流电压可设置60转角，步距1JK5-2工作分支TV UGN交流电压JK5-3备用分支1TV UB1A交流电压JK5-4备用分支1TV UB1N交流电压JK5-5起备变高压侧TV UQA交流电压可设置60转角，步距1JK5-6起备变高压侧TV UQB交流电压JK5-7备用分支2TV UB2A交流电压JK5-8备用分支2TV UB2N交流电压JK5-9厂用母线TV UA交流电压JK5-10厂用母线TV UB交流电压JK5-11厂用母线TV Uc交流电压JK5-12厂用母线TV UN交流电压JK5-13备用分支TA Ia*交流电流JK5-14备用分支TA Ia交流电流JK5-15工作分支TA Ib*交流电流JK5-16工作分支TA Ib交流电流JK5-17备用分支TA Ic*交流电流JK5-18备用分支TA Ic交流电流*装置快切功能取用的信号电压为工作分支TV二次电压和备用分支TV二次电压均为单相电压，而厂用母线TV二次电压因录波需要使用三相电压。为保证正确进行厂用电切换，要求工作分支、备用分支及厂用母线用作切换信号的TV二次电压三者相位一致。如起备变为冷备用方式，取用其高压侧TV二次电压也应与前述电压相位一致。装置提供对工作分支及起备变高压侧TV二次电压的转角功能，所以在取用TV二次电压时应考虑这一因素。6.5 输入开关量接口及通讯插件JK6端子用于数字量输入；RJ45插座为以太网接口，九针D型插座GPS接口（RS-232标准）端子号信号项信号性质JK6-1合工作开入量JK6-2合备用开入量JK6-3起动正常切换开入量JK6-4待用开入量JK6-5保护闭锁开入量JK6-6待用开入量JK6-7备用2断路器辅助接点开入量JK6-8备用分支断路器辅助接点开入量JK6-9GPS-JK6-10远方复位开入量JK6-11RS485-现场总线JK6-12待用开入量JK6-13待用开入量JK6-14工作母线TV投入开入量JK6-15保护启动开入量JK6-16闭锁快切开入量JK6-17待用开入量JK6-18工作分支断路器辅助接点开入量JK6-19GPS+JK6-20开入用电源220V-JK6-21RS485+现场总线JK6-22开入用电源220V+合工作：该开入信号用以启动正常切换的合工作操作。由DCS或手动按钮产生，短信号。合备用：该开入信号用以启动正常切换的合备用操作。由DCS或手动按钮产生，短信号。起动正常切换：来自DCS或手动开关。短信号，操作成功后，装置自动复归，进入待命状态。操作失败时装置闭锁，需人工复归。保护闭锁：来自继电保护装置输出的开关量。合状态为闭锁快切。用于厂用变故障或厂用母线故障时闭锁快切装置动作。当保护闭锁信号解除后，需人工复位装置才能重新进入工作。远方复位：此开入信号用以从远方复位装置，由DCS或控制台上的一个按钮实现，短信号。工作母线TV投入：该开入信号用以反映工作母线TV投入状况，合状态为工作母线TV投入，即TV二次电压信号可用。如此信号断开时将引起装置闭锁，需人工复位才能重新进入工作。保护启动：该开入信号由继电保护装置发来，用于启动事故切换。闭锁快切：该开入量用在装置在“事故切换”方式下人工操作厂用电断路器时，事先闭锁事故