SEPCOS-NG保护功能说明书.doc

最新一代SEPCOS-NG 微机牵引保护装置说明书1、 概述SEPCOS-NG 是新一代的高科技产品，能够满足直流输配电系统绝大多数安全需求。SEPCOS-NG控制和保护系统是基于多微处理器的功能齐全的系统。用于保护和控制变电所中的馈线柜和整流器。SEPCOS-NG保护的开发基于铁路安全标准EN50126、EN50128和EN50129等。升级版的SEPCOSNG，设计为一个通用单元，代替过去在许多领域证明有用和高效SEPCOS。SEPCOS-NG控制和保护系统是一个独立的、模块化的、可扩展的、可编程的系统。此外，它具有很好的开放性，支持以太网通讯与串行口维护（通过预置的串行RS232接口）。2、 SEPCOS-NG 相关执行标准l EMC 试验依据IEC60255-26 电压与绝缘耐受测试依据IEC60255-5 依据EN50128,EN50129 开发 IEC61131 PLC标准可编程l 环境试验 冷储存与冷测试依据IEC60068-2-1 热储存与热测试依据IEC60068-2-1 盐雾测试依据IEC60068-2-52l 震动试验 震动试验依据IEC60255-21-1 冲击试验依据IEC60255-21-23、技术参数l 工作环镜: 储存温度: -40/+85 工作温度: -25/+70 相对湿度:10%-95% 海拔高度: 不大于2000ml 工作电源: 24-48 VDC 60-125VDC 220 VDC4、 SEPCOS-NG 主要特点n 模块化PLC结构，输入/输出可扩展，最大54输入/30输出n 5.6寸图形化触摸屏显示n 完全符合铁路准EN50255-22n 高模拟量采样速率，保护的采样分辩率高达25微秒，故障录波采样分辩率达100微秒n 直接支持以太网通讯n 控制功能IEC61113 标准可编程断路器分合功能联跳功能自动重合闸功能防跳功能D型线路测试外部自动对时测量监控n 输入输出LED状态显示5、 开放的通讯接口与协议现场总线: MODBUS-RTU以太网: MOBUS-TCP 通讯速度10M通讯连接示意图如下所示；通讯连接示意图6、 SEPCOS-NG 保护应用构架基于SEPCOS的微机综合测控与保护系统主要由以下四部分组成：n SEPCOS型微机综合测控与保护装置n MIU10测量放大器和分流器n 触摸屏式显示操作单元n SEPCOS_I应用监控软件控制与保护系统的典型配置示意图6.1 SEPCOS-NG控制与保护装置的基本配置根据用途，SEPCOS型微机综合测控与保护装置由具有各种特定功能的模数化板组成，根据工程的实际需求，可灵活配置：1. PRO单元的通讯板2. PRO单元CPU 板3. PRO单元输入输出板4. 电源板5. PLC模块的输入输出板6. 通讯板7. PLC主板8. 存储器板9. 以太网通讯板10. 显示单元通讯板 SEPCOS-NG保护组件示意图SEPCOS-NG由SEPCOS-PLC控制功能板与SEPCOS-PRO保护功能板组成，控制功能与保护功能完全独立，在控制功能失效的情况下仍能保证保护功能的可靠执行，提高了系统的可靠性。SEPCOS-PLC（执行控制功能）主要技术指标如下：l 采用486DX2 ATLAS STPC处理器，工作频率120MHZl 实时多任务操作系统l PC-104 总线构架l 系统程序与应用程序串口下载，以太网远程维护SEPCOS-PRO（执行电量保护功能）主要技术指标如下：l 采用ATMEL 的ARM7 32位RISC 微处理器l 实时多任务操作系统l PC-104 总线构架l 系统程序与应用程序串口下载l 四模拟量输入与两模拟量输出。l 模拟量采样速度25 usl 快速输出接口（1ms）l 16位高精度A/D转换器6.2 MIU10测量放大器和分流器MIU10测量放大器和分流器配合使用，用于电流和电压值的测量。MIU10测量放大器输入和输出隔离，其绝缘水平可达10kV。信号在端子IN1和IN2处测量，然后通过一个拨位选择开关获得后放大（60，90，150mV）放大的信号经过转化为电压信号，最终经过放大和过滤后输出。 MIU10测量放大器电流测量： 电压测量：6.3 SEPCOS-NG显示单元SEPCOS显示操作单元采用1/4 VGA触摸显示屏，图形化操作。显示单元直接由保护装置供电无需外部电源。 SEPCOS 显示单元外观图u 集成的LED指示灯信号显示在显示单元右侧集成有8个LED指示灯，可配置显示开关柜的各种状态，如分合位置、故障、闭锁等。u 控制功能通过触摸屏控制断路器和隔离开关的分合，以及旁路线路测试等命令的操作。开关控制界面u 参数设定通过触摸屏可对保护装置所有参数设定。 参数设置界面u 事件记录通过显示单元，可直接读取SEPCOS内记录的所有事件。事件记录读取界面u 录波曲线显示读取最后一次电流保护跳闸的电流电压和di/dt曲线。电流曲线 电压曲线 di/dt曲线6.4 SEPCOS-I维护软件SEPCOS_I可以提供快捷准确的菜单支持的各种保护参数整定、事件查阅、故障分析等内容操作。以下为SEPCOS_I功能的相关描述：u 用户管理用户按操作权限对保护装置进行相应管理与维护u 参数设置 SEPCOS-I软件保护设置界面u 事件记录读取SEPCOS-I软件事件记录读取界面u 故障波形读取与存储 SEPCOS-I软件波形录波界面 7、 SEPCOS 保护特性7.1保护主要特点l 最后3次故障录波曲线的记录(2500采样点):-电流变化率-故障电流-故障电压-断路器输入输出状态的记录l 故障录波间隔: 100us-5sl 采样速率: 25 usl 1000条事件记录:1ms 时标7.2 保护功能描述1）DDL 保护应用场合：主要用于远距离或电阻型故障的检测，动作电流值小于断路器门限, 通过分析馈线电流增量Delta I 及时间 t 来判断故障。DDL保护分为DDL + Delta I 与DDL + Delta T 保护，保护功能可单独投退。主要参数设置表：名称设定范围单位保护设置说明E1-1000KA/S保护启动值F1-1000KA/S保护返回值Delta Imax1-12000ADDL + Delta I 保护设定值t Delta Imax0-65535msDDL + Delta I 保护延时时间Delta Imin0-12000ADDL + Delta T 保护设定值Tmax0-65535msDDL + Delta T 保护延时时间保护不断监测馈线电流 If 及电流变化率 di/dt。当电流变化率 di/dt 高于设定值 E，保护启动。（di/dt E），如果电流变化率 di/dt 低于 F 且未有跳闸出口，则DDL 保护停止。DDL + Delta I 保护如果测量到的电流增量 Delta I 高于参数设定 Delta Imax 的时间大于或等于参数t Delta Imax，DDL + Delta I 保护动作同时跳闸信号启动。若在保护出口动作前检测到电流变化率 di/dt 低于 F，整个保护复归，相关参数清零。DDL + Delta T 保护如果 Delta t 的测量值 高于参数 Tmax 同时 Delta I 的测量值 高于参数 Delta Imin，DDL + Delta T 保护动作同时跳闸信号启动。若在保护出口动作前检测到电流变化率 di/dt 低于 F，整个保护复归，相关参数清零。DDL + Delta I 保护与DDL + Delta T 保护的启动值与返回值为同一设置。DDL + Delta I 跳闸特性曲线DDL + Delta T 跳闸特性曲线2）热过负荷保护应用场合：该保护主要用于接触网或接触轨的热过负荷保护。描述：参数设置名称设定范围单位保护设置说明In 1-12000A热保护电流设定值Tau1-1000Min热保护时间常数ALARM 1-12000%热保护报警门限保护装置对当前馈线电流的持续监测。负荷的计算是设定值 In（I 额定值）与 设备的时间常数 的函数。热量计算公式：PLC 通电时的初始化值为：t0 = 98% 报警门限。当断路器处于合位时馈线断路器承受大电流，当报警设定值到达时，PLC发报警信号。如果负荷继续增加，当负荷达到门限值时，t 101%。PLC发跳闸信号使断路器分闸。冷却与加热过程具有相同的时间常数 。3）电流定时限保护 Imax+, Imax+应用场合：断路器本体大电流脱扣的后备保护，电流设定值一般小于断路器本体的定值，主要通过分析馈线电流识别故障。描述：参数设置： 名称设定范围单位保护设置说明Imax+ 1-12000A电流过负荷设定值T+ 1-65535ms电流过负荷设定时间Imax+ 1-12000A电流速断设定值T+ 1-65535ms电流速断设定时间保护装置不断监测当前正向电流最大值 Imax+。如电流大于设定值并超过设定时间T+，跳闸启动与相应输出激活。如电流小于设定值则保护返回。Imax + 跳闸特性曲线（正向）（4）低电压保护 应用：用于机车的正常工作电压保护 描述： 参数设定 名称设定范围单位保护设置说明UL Min 0-1000V电流过负荷设定值T UL Min 0-65535ms电流过负荷设定时间 保护装置不断检测馈线电压，如馈线电压低于Ul Min 且延时时间大于等于T UL Min，则保护出口。 低电压保护特征曲线（5）双边联跳保护描述：联跳功能（或转移联跳）主要对同一区段供电的断路器柜间的相互联锁控制，保证与故障（例如短路）线路的完全隔离。出于安全考虑，信号采用硬线连接。根据保护装置的工作模式，装置可发出脉冲或持续的联跳信号。只有在工作位置时保护装置才发送联跳信号。双边联跳方案：直流双边联跳保护，其功能是通过联跳电缆及两侧直流开关柜中配置的联跳继电器来实现的。双边联跳可通过开关或显示单元投退。 双边联跳示意图u 相邻变电所间双边联跳当本变电所一台断路器跳闸时，必须使相邻变电所内向同一区间供电的断路器同时跳闸；其功能可通过联跳电缆及两侧直流开关柜中的联跳继电器来实现，每条馈线SEPCOS数字式保护监控单元的联跳接收与发送采用独立的回路。其具体实现过程为：首先，由一个变电所的一台馈线柜内SEPCOS型微机综合测控与保护装置联跳发送回路发出联跳信号，然后，经联跳发送继电器及相邻变电所间的联跳电缆，将此联跳信号发送到相邻变电所的向同一区间供电的馈线柜内，最后，经该柜内联跳继电器进入SEPCOS型微机综合测控与保护装置，使其实现联跳断路器动作。u 越区供电时三个变电所间联跳当处于中间的变电所退出运行时，合越区隔离开关进行越区供电时，其相邻的两个变电所馈线断路器可以进行联跳信号转换。联跳发送继电器的输出信号通过联跳转换继电器传送给下一牵引变电所的相应馈线柜的联跳接收继电器。联跳转换只与本所馈线柜间接线有关，不需要任何外界连线。u 双边联跳控制逻辑对于框架保护电流元件动作与电流保护动作产生的联跳信号采用不同的节点输出（支持DC220V）。框架电流元件动作产生大于4S的联跳信号，联跳并闭锁邻站重合，邻站可就地或远方复归后试送。电流保护动作产生的联跳信号为2S 脉冲，邻所断路器与本所断路器各自经线路测试重合闸，具体联跳逻辑可在设计联络中确认。（6）线路测试功能描述：SEPCOS 在断路器合闸前进行线路测试，主要监测Ur 母线电压，馈线电压Uf。防止断路器合到故障线路上，进行的对馈出回路电阻的测试。参数设定：名称设定范围单位保护设置说明LTD T ON0-1000S线路测试接触器动作时间LTD N Test1-10线路测试次数LTD Delay10-120S线路测试延时时间LTD Uflow0-1000V线路最小工作电压LTD Uresidue0-1000V线路残压LTD Rmin300-10000毫欧线路最小电阻 线路测试的各种情况如下：l Ur Uresidue，且Uf Uflow ，直接合闸。l Ur Uflow，且Uf Uflow ，直接合闸。l Ur Uflow，且 Uf Uresidue，合线路测试接触器，若测量到的线路电阻R Rmin ，则断路器合闸，否则闭锁l 除ABC 以外的情况均闭锁断路器的合闸。( 7 ) 防跳功能应用：防止断路器持续的合到故障回路上。参数设定：名称设