HST-100快切技术说明书(V1.2)

HST 100 厂用电快速切换装置 技术说明书 V1 2 阿城继电器股份有限公司 哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司 2008 年 9 月 HST 100 厂用电快速切换装置 技术说明书 V1 2 编 制 芦红伟 审 核 由保贤 审 定 孙成发 版权所有 阿城继电器股份有限公司 哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司 本资料可能被修改 请注意最新版本资料 产品与此资料不符者 请以实际产品为准 技术支持 哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司 阿继电器科技中心 地址 哈尔滨市南岗区先锋路 326 号 电话 0451 82565818 8002 3 4 5 传真 0451 82565818 8001 电邮 reli0451 目 次 1 1 概述概述 1 1 1 1 特点 1 1 2 主要功能 1 1 3 通讯功能 1 2 2 技术数据技术数据 2 2 2 1 额定数据 2 2 2 功耗 2 2 3 测量误差 2 2 4 重量 2 2 5 绝缘性能 2 2 6 电磁兼容性能 3 2 7 触点性能 3 2 8 快速切换时间 3 2 9 机械稳定性 3 2 10 环境条件 3 3 3 装置硬件装置硬件 4 4 3 1 机箱结构 4 3 2 插件功能 5 4 4 装置功能装置功能 6 6 4 1 监测显示 6 4 2 切换功能 6 4 3 低压减载功能 8 4 4 故障处理功能 8 4 5 去耦合 9 4 6 可预置初始相位 9 4 7 起动后加速保护功能 9 4 8 事件追忆 录波 9 5 5 装置原理装置原理 1010 5 1 快速切换 10 5 2 同期捕捉切换 10 5 3 残压切换 11 5 4 长延时切换 11 6 6 程序流程图程序流程图 1111 6 1 手动切换的流程图 11 6 2 自动切换的流程图 12 7 7 装置整定装置整定 1414 7 1 装置参数整定 14 7 2 装置定值整定 15 7 3 控制字整定 15 8 8 订货须知订货须知 1616 8 1 订货时应指明 16 8 2 型号参数说明 16 附录附录 A A 装置信息装置信息 1717 A 1 装置动作 SOE 信息 17 A 2 装置运行告警信息 17 A 3 装置自检信息 18 A 4 装置开关变位信息 18 附录附录 B B 附图附图 1919 B 1 装置使用接线图 19 B 2 逻辑插件 H 原理图 20 B 3 逻辑插件 J 原理图 21 B 4 模拟断路器插件原理图 22 B 5 通信接口组合方式 22 附录附录 C C 交流电压接线说明交流电压接线说明 2323 1 概述 HST 100 厂用电快速切换装置 以下简称装置 适用于发电厂或一些用电负荷较大的厂矿企业厂 用电源的快速切换 装置具有正常情况下 备用电源与工作电源双向切换功能 事故或不正常情况下 工作电源向备用电源单向切换的功能 采用该装置能够提高厂用电切换的成功率和切换速度 避免非 同期切换对厂用设备的冲击损坏 简化切换操作并减少误操作 提高机组的安全运行和自动控制水平 一般每套装置可以对一段厂用母线的工作电源与备用电源进行切换控制 特殊情况可按用户要 求另行开发 1 1 特点 a 高性能的通用硬件平台 采用32位微处理器 高精度A D Flash Memory 大容量ROM 大容量RAM 具有完善的自诊断功 能 无可调节器件 现场免维护 b 模块化软件设计 采用 RTOS 实时操作系统 C 语言编程 功能稳定可靠 升级维护更方便 模块化程序设计使保 护功能配置灵活 可满足不同用户的个性化需求 c 友好的人机界面 大屏幕液晶显示屏 中文视窗界面 保护信息 操作信息一目了然 操作简单方便 面板 LED 指 示灯 清晰表明装置正常 异常及动作时的各种状态 d 运行过程准确记录 可记录SOE等类型事件达上万条 跳闸记录报告不少于2个 且存储的信息在掉电后不会丢失 便 于事后事故分析 杜绝原因不明的跳闸 事件报告采用国际标准COMTRADE格式存储 便于与其它分析 机接口 e 强大通信功能 嵌入式双网接口灵活配置 任一接口可配置成以太网 CANBUS RS485 支持 IEC60870 5 103 MODBUS 等通信规约 1 2 主要功能 装置的主要功能见表 1 1 3 通讯功能 可直接与当地监控通信 装置具有两个通信口 每个通信接口可选用 RS485 CAN 或以太网 共有 6 种组合方式 订货时指明 组合方式见附图 通信规约可采用 IEC60870 5 103 MODBUS 等通信规约 表 1 装置的主要功能 序号功 能控制字组合方式 并联自动切换控制方式 就地 手动切换方式开入置低电平 1 就地手动启动切换 同时切换控制方式 就地 手动切换方式开入置高电平 24V 并联自动切换控制方式 远方 远方并联切换方式 并联自动 2 远方并联启动切换 并联半自动切换控制方式 远方 远方并联切换方式 并联半自动 串联切换保护切换方式 串联 3 保护启动切换 同时切换保护切换方式 同时 串联切换失压启动 投入 失压切换方式 串联 4 失压启动切换 同时切换失压启动 投入 失压切换方式 同时 5 低压切辅机可选择 投入或退出 6 PT 断线可选择 投入或退出 7 目标电源失电 注 可选择 投入或退出 8 校时装置具有手动校时 网络校时和 GPS 校时功能 9 闭锁监测 装置具有保护闭锁 后备电源失电 PT 断线 开关位置异 常等自动闭锁功能 注 工作电源投入时 备用电源为目标电源 备用电源投入时 工作电源为目标电源 2 技术数据 2 1 额定数据 a 交流电流 In 5A b 交流电压 Un 100V 或 100 V 3 c 开入量回路电压 24V 10 可用本装置提供的 24V 或外接 24V d 交流额定频率 50Hz 2 2 功耗 a 交流电流 1VA 相 b 交流电压 0 5VA 相 c 直流电源 正常 45W 跳闸 50W d 开入回路 0 3VA 路 2 3 测量误差 电压电流 不大于 2 频率 不大于 0 05Hz 相角 不大于 0 5 延时 不大于 2ms 2 4 重量 装置总重量为 4kg 0 5kg 2 5 绝缘性能 2 5 1 绝缘电阻 在标准大气条件下 装置各电路与外露的导电部分之间以及各独立电路之间 用开路电压为 500V 的 测试仪器分别测定其绝缘电阻值 不小于 100M 2 5 2 介质强度 在标准大气压条件下 装置各电路 开入电路除外 与外露的导电部分之间以及各独立电路之间 能 承受交流 2kV 有效值 试验电压 历时 1min 无绝缘击穿或闪烁现象 装置的开入电路与外露的导电部分之间能承受交流 0 5kV 有效值 试验电压 历时 1min 无绝缘击 穿或闪烁现象 2 6 电磁兼容性能 a 振荡波抗扰度检验符合 IEC 60255 22 1 1988 的规定 III 级 b 静电放电抗扰度检验符合 IEC 60255 22 2 1996 的规定 III 级 c 射频电磁场辐射抗扰度检验符合 IEC 60255 22 3 1989 的规定 III 级 d 电快速瞬变脉冲群抗扰度检验符合 IEC 60255 22 4 1992 的规定 IV 级 e 浪涌抗扰度检验符合 IEC 60255 22 5 2002 的规定 III 级 f 射频传导抗扰度检验符合 IEC 60255 22 6 2001 的规定 III 级 g 工频抗扰度检验符合 IEC 60255 22 7 2003 的规定 A 级 h 工频磁场抗扰度检验符合 IEC 61000 4 8 1993 的规定 V 级 i 脉冲磁场抗扰度检验符合 IEC 61000 4 9 1993 的规定 IV 级 j 阻尼振荡磁场抗扰度检验符合 IEC 61000 4 10 1993 的规定 IV 级 k 谐波电流发射限值检验符合 IEC 61000 3 2 2001 的规定 A 级 l 电压波动和闪烁的限制检验符合 IEC 61000 3 3 1994 的规定 m 传导发射限值检验符合 IEC 60255 24 2000 的规定 2 7 触点性能 2 7 1 触点断开容量 交流 250VA 直流 30W 2 7 2 触点长期允许闭合电流 装置输出触点长期允许闭合电流为 5A 2 8 快速切换时间 a 事故同时切换 10ms 用户设定延时 备用开关合闸时间 外部保护启动接点闭合至备用开关 合上 b 事故串联切换 10ms 工作开关跳开时间 开入确认时间 备用开关合闸时间 外部保护启动接 点闭合至备用开关合上 2 9 机械稳定性 装置的抗振动检验符合 GB T 11287 2000 的规定 2 10 环境条件 a 环境温度 工作 25 55 贮存 25 C 70 C b 相对湿度 最湿月的月平均最大相对湿度为85 同时该月的月平均最低温度为 25 C 且表面无凝露最高温 度为 40 C 时 平均最大相对湿度不超过50 c 大气压力 86 kPa 106kPa 相对海拔高度2km 以下 3 装置硬件 本装置在总体设计 各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求 并在程序执行 信号指示 通信 等方面给予了详尽考虑 3 1 机箱结构 机箱高度为 4U 宽度为 19 英寸 机箱外形尺寸及开孔图尺寸见图 1 101 6 176 45 482 6 465 USB 复 位 R HST 100 厂用电快切装置 就 地 动 作 装置故障 预留 闭 锁 备 用 工 作 运 行 249 442 a 机箱外形尺寸 b 开孔尺寸图 图 1 机箱外形尺寸及开孔图尺寸 装置采用整面板形式 面板上包括大屏幕彩色汉字液晶 信号指示灯 操作按键等 装置背后接线端子图见图 2 装置使用接线图参见附录 B 图 B 1 1 E1 2 1 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 E2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 11 测试 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2121 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 运行 SW1 SW2 SW3 SW5 SW4 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 A M L B C D E F G H I J K 图 2 装置背后端子图 位置异常 测试插件 L 主板插件 D 备用电压 I2CI2CN U2ANU2A 工作电压U1ANU1A 厂用电快切装置 HST 100 I2AI2AN 开入公共端 24V 21 88 19 20 18 13 16 17 14 15 10 11 9 12 19 20 18 13 16 17 14 15 告警 失电10 11 9 12 4 6 5 7 1 3 2 4电 源 输 出 6 5 7 流 直 1 3 2 158 19 20 18 13 16 17 14 15 9 10 11 12 19 21 17 23 4 6 5 7 1 3 2 7 11 9 13 1 5 3 16 I2B 22 20 18 24 UAN UCN UBN 备用电流 UA UC UB 8 12 10 14 2 6 4 工作电源 V 工作电源 V 24V 24V 电源插件 M 逻辑插件 J 逻辑插件 H 交流插件 B 2121 母线电压 工作电流 I1A I1B I1C I1AN I1BN I1CN I2BN 保护闭锁 工作开关常开 备用开关常开 手动启动 PT常开 装置投退 手动启动方式 信号复归 开入量10 开入量11 开入量12 保护启动 切换失败 PT断线 失电闭锁 预留出口1 预留出口2 装置闭锁 出口闭锁 后加速 切辅机2 备用 切辅机1 合备用高 跳备用 合备用低 合工作 跳工作装置故障 切换成功 E以太网口 GPS GPS C2 C1 8 19 20 18 13 16 17 14 15 9 10 11 12 4 6 5 7 1 3 2 CANH 485B CANL 485A 开出插件 F 备用开关位置 工作开关位置 2 3 1 7 5 6 4 12 11 10 9 15 14 17 16 13 18 20 19 8 21 KM KM 机壳接地 KM KM KM KM KM SW6 运行 调试 SW4 SW5 SW3 SW2 SW1 跳工作入口 合工作入口 跳备用入口 合备用低入口 合备用高入口 注 CAN 与 RS485 公用一个口 图 3 装置背后接线端子图 3 2 插件功能 3 2 1 交流插件 B 该插件包括电流变换器 CT 和电压变换器 PT 用于将系统 CT PT 的二次侧电流 电压信号转换成 弱电信号 供 A D 转换用 并起强弱电隔离作用 本插件包括 11 个模拟量变换器 分别为母线电压 UA UB UC 进线 1 电压 U1A 进线 1 电流 I1A I1B I1C 进线 2 电压 U2A 进线 2 电流 I2A I2B I2C 3 2 2 主板插件 D 该插件采用了多层印制板及表面贴装工艺 采用了 32 位单片机及高精度 A D 具有转换速度快 采样偏差小 无可调整元件等特点 外部开入量的状态必须经光隔或继电器以 24V 高电平接入 3 2 3 逻辑插件 H 逻辑插件 C 主要提供对外输出中央信号 包括切换成功 切换失败 PT 断线 后备失电 开 关位置异常 出口闭锁 装置闭锁 装置故障等信号接点 除出口闭锁接点外均为磁保持接点 需手 动复归返回 具体参见附录 B 中的图 B 2 3 2 4 逻辑插件 J 逻辑插件 D 主要提供操作断路器出口接点 空接点方式输出 包括跳工作电源出口 合工作电 源出口 合备用电源低侧出口 合备用高侧出口 跳备用电源出口 切辅机 1 出口 切辅机 2 出口和 投入后加速保护出口 当带测试插件工作时 应外扩出口转换接点 以同时满足测试和运行需要 具 体参见附录 B 中的图 B 3 和图 B 1 3 2 5 试验插件 L 试验插件内置模拟断路器 模拟断路器跳合按钮 试验回路 接通 断开开关等 当开关置于调试 位置 并将逻辑插件的外扩接点接入 模拟回路导通 可模拟真正断路器实现各种快切操作功能测试 反之开关置于工作位置 模拟回路自动断开 其中 SW1 跳工作置位按钮 SW2 合工作置位按钮 SW3 跳备用置位按钮 SW4 合备用高置位按钮 SW5 合备用低置位按钮 具体参见附录B中的图B 4 3 2 6 电源插件 M 装置工作电源采用交 直流两用开关电源 利用逆变原理输出本装置需要的 4 组电源 有 5V 12V 24V 1 和 24V 2 四组电压均不共地 且采用浮地方式 同外壳不相连 其中 24V 2 供外部开入使用 电源插件的 M 19 M 20 M 21 两端子应与系统大地可靠连接 3 2 7 人机对话板 人机对话板的核心采用 16 位单片机 其主要功能是显示保护输出的信息 扫描面板上的键盘状态 该板通过通讯方式与主板进行通讯 本板采用汉字液晶显示 人机界面清晰易懂 操作简单 液晶显示具有屏幕保护功能 4 装置功能 4 1 监测显示 液晶显示屏显示以下运行参数或状态 a 厂用母线三相电压Ua m Ub m Uc m b 工作电源电压U1 G c 工作电源电流I1a G d 备用电源电压U2 B e 备用电源电流I2a B f 厂用母线Ua及进线电源电压U1a或U2a 的频率 Fm F1 G f2 B g 厂用母线Ua m与进线电源电压U1a G或U2a B 间的频率差 F h 厂用母线Ua m及进线电源电压U1a G或U2a B 间的相位差 相差U1Um 相差U2Um i 工作备用开关及厂用母线PT隔离开关分合闸状态 j 显示装置的自检状态及SOE事件 k 切换完毕可立即查看录波曲线和残压曲线 并生成切换报告供打印和保存 4 2 切换功能 4 2 1 正常切换 正常切换是指正常情况下进行的厂用电源切换 通过ECS DCS系统 控制台开关或触摸屏手动操作 起动装置 完成从工作电源到备用电源 或从备用电源到工作电源的双向切换 正常切换分为串联切 换和并联切换两种方式 其中通过ECS DCS系统 控制台开关或触摸屏操作手动起动装置为就地操作 通过面板或后台操作为远方操作 4 2 1 1 正常并联切换 并联切换又分为自动和半自动两种情况 a 并联自动 手动 远方 起动切换后 若并联切换条件满足 装置先合上备用 工作 电源开关 经指定延 时后 再自动跳开工作 备用 电源开关 如果在该段延时内 刚合上的备用 工作 电源开关被跳 开 则装置不再自动跳开工作 备用 电源开关 如果启动切换后 并联条件不满足 装置立即闭锁 且发闭锁信号 进入复归状态 b 并联半自动 远方起动切换后 若并联切换条件满足 装置只合上备用 工作 电源开关 而跳开工作 备用 电源开关的操作要由人工来完成 如果在规定的时间内 操作人员仍未跳开工作 备用 电源开关 装置将发告警信号 如果远方启动切换后 并联条件不满足 装置将立即闭锁且发闭锁信号 并进入 复归状态 提示 1 并联切换只有在两电源并联条件满足时才能实现 并联条件可在装置中整定 2 两电源并联条件满足是指 1 电源频率差小于整定值 2 两电源电压相角差小于整定值 3 工作 备用电源开关一个在合位 另一个在分位 4 目标电源电压大于所设定的电压值 工作电源投入时 备用电源为目标电源 备用电源投入时 工作电源 为目标电源 5 母线PT 正常 4 2 1 2 正常同时切换 手动起动切换后 先发跳工作 备用 电源开关命令 不等待开关辅助接点返回 在切换条件满 足时 发合备用 工作 开关命令 如开关合闸时间小于开关跳闸时间 自动在发合闸命令前加所整 定的延时以保证开关先分后合 正常同时切换有四种切换方式 快速切换 同期捕捉切换 残压切换及长延时切换 快速切换不 成功时 自动转入同期捕捉切换 残压切换及长延时切换 需要注意的一个问题 由于厂用工作变压器和起动 备用变压器引自不同的母线和电压等级 它们 之间往往有不同数值的阻抗及阻抗角 当变压器带上负荷时 两电源之间的电压将存在一定的相位差 此相位差通常称作 初始相角差 初始相角的存在 使手动并联切换时 两台变压器之间会产生环 流 如环流过大 对变压器是十分有害的 初始相角在20 时 环流的幅值大约等于变压器的额定电 流 因此当初始相角差超过20 时 慎用手动并联方式 此时可采用手动串联切换方式 4 2 2 事故切换 事故切换是指由于工作电源故障而引起的切换 通常由发变组 高压厂用变保护 或其它跳工作 电源开关的保护 通过外部开入接点启动 单向操作 只能由工作电源切向备用电源 事故切换分为 串联切换和同时切换两种方式 a 事故串联切换 由保护起动开入接点启动 切换装置先跳开工作电源开关 在确认工作电源开关已跳开后 如果 切换条件满足时 合上备用电源开关 事故串联切换有四种切换方式 快速切换 同期捕捉切换 残压切换及长延时切换 快速切换不 成功时 自动转入同期捕捉切换 残压切换及长延时切换 b 事故同时切换 由保护起动开入接点启动 先发出跳工作电源开关命令 不等待工作电源开关辅助接点变位 一 旦切换条件满足时 立即发合备用电源开关命令 或经整定的短延时 发合备用电源开关命令 整定的短延时是指 同时切换合闸延时 这样可以避免由于工作电源跳闸时间长于备用电源合 闸时间 造成备用电源投在故障回路而跳闸 致使切换失败 事故范围扩大 事故同时切换也有四种切换方式 快速切换 同期捕捉切换 残压切换及长延时切换 快速切换 不成功时 自动转入同期捕捉切换 残压切换及长延时切换 4 2 3 不正常工况切换 不正常工况切换由指装置检测到不正常运行情况后自行起动 单向操作 只能由工作电源切向备 用电源 不正常工况指以下两种情况 a 厂用电母线失电 当厂用电母线三相电压均低于整定值 且时间超过整定延时 则装置根据选择方式进行串联或同 时切换 b 工作电源开关误跳 因各种原因 包括人为误操作 造成工作电源开关误跳 装置根据选择方式进行串联或同时切换 所谓 误跳 是指在装置没有发跳闸命令的情况下 工作电源短路器跳开 这有两种可能 一种是 工作电源断路器受控跳闸 另一种是真正意义的误动跳闸 为了避免误动作 误跳的检测加入了对工作电源电流的检测 只有电流降到了0 5A以下 才算真 正误跳 4 3 低压减载功能 低压减载功能只在装置进行串联或同时切换时才会起作用 切换过程中的短时断电将使厂用电母 线电压和电动机转速下降 备用 工作 电源开关合上后 电动机自起动成功与否将主要取决于厂用 母线电压 此时为了保证重要辅机的自起动 从而切除部分不重要的辅机 本装置提供两段定时限低压减载出口功能 可分别设定延时 延时均以备用电源合上时为起始 4 4 故障处理功能 装置具有闭锁报警及故障处理功能 分为能够自复归和不能自复归的闭锁报警功能 能自复归的闭锁 出口闭锁 不能自复归的闭锁 a 位置异常 包括PT隔离开关分位 开关全合 开关全分 b 装置异常 内部自检异常 c 目标电源失电 d PT断线 e 保护闭锁 装置切换动作一次以后 或有闭锁报警条件时 面板的闭锁灯点亮 4 4 1 开关位置异常 装置在正常运行时 将不停地对工作和备用开关的状态进行检测 装置在正常运行时 工作 备 用开关应一个在合位 另一个在分位 如检测到开关位置异常 工作开关误跳除外 装置将闭锁出 口回路 发开关位置异常信号 并进入等待复归状态 等待人工复归 4 4 2 装置异常 装置投入运行时 始终对某些重要部件如CPU RAM EEPROM AD等进行实时自检 一旦 有故障将发装置异常报警 装置故障出口动作 闭锁所有的出口继电器 进入等待复归状态 等待运 行人员的处理 4 4 3 保护闭锁 保护闭锁为外接开入接地 某些判断为母线故障的保护动作时 如分支过流母差等 为防止备 用电源误投入故障母线 可由这些保护给出的空接点闭锁切换装置 一旦该接点闭合 装置将自动闭 锁出口回路 发保护闭锁信号 并进入等待复归状态 等待人工复归 4 4 4 PT断线 厂用母线一相或二相PT断线时 装置将自动闭锁低电压切换功能 发PT断线报警 并进入等待复 归状态 等待人工复归 该功能可通过控制字选择投退 4 4 5 目标电源失电监测 工作电源投入时 备用电源为目标电源 备用电源投入时 工作电源为目标电源 当目标电源电压低于整定值时 装置将自动闭锁切换功能 发失电闭锁报警 失电闭锁出口动作 并进入等待复归状态 等待人工复归 考虑备用段PT检修的情况 该功能可通过控制字选择投退 4 4 6 出口闭锁 装置投退开入量接点闭合时 接 24V高电平 装置处于运行状态允许切换操作 接点断开 装 置退出切换操作 不再进行切换条件的判断 并给出出口闭锁信号以警示运行人员 出口闭锁时装 置不进入等待复归状态 一旦接点闭合自动进入允许切换操作状态 4 4 7 装置闭锁 这是一个总的信号 在闭锁条件满足或进行了一次切换后装置将自行闭锁进入等待复归状态 在 此状态下将不响应任何外部操作及起动信号 只能手动复归解除 如闭锁或故障仍存在则复归后装置 仍旧进入闭锁等待复归状态 此状态是为了装置的可靠工作而设定的 4 4 8 等待复归状态 在以下几种情况下 需对装置进行复归操作 以备进行下一次操作 在进行了一次切换操作后 发出闭锁信号后 且为不可自恢复 发生装置故障情况后 装置电源消失除外 此时 装置将不响应任何外部操作及启动信号 只能手动复归解除 如故障或闭锁信号仍存在 需待故障或闭锁消除后才能复归 4 5 去耦合 切换过程中 如发现一定时间内该跳的开关未跳开或该合的开关未合上 装置将根据不同的切换 方式分别处理 并给出断路器拒动告警信号 如果同时切换或并联切换中该跳开的开关未能跳开 则 造成两电源并列运行 此时装置将执行去耦合功能跳开刚合上的开关 4 6 可预置初始相位 如工作和备用电源电压信号与母线电压信号所取相序不一致 而产生的固有相位差 可通过预置 初始相位予以消除 方向为工作或备用电源电压超前母线电压为正方向 4 7 起动后加速保护功能 装置在起动任何切换时都将同时输出一对空接点 用于投入分支保护装置的后加速保护功能 接 点闭合时间从切换完成后开始 时间可整定 4 8 事件追忆 录波 切换完成后本装置提供完整的事件追忆和切换过程残压曲线图 4 8 1 事件追忆 事件追忆有以下内容可通过液晶读出或接打印机打印 a 动作时间 年 月 日 时 分 秒 毫秒 b 起动原因 保护 手动 失压 开关误跳等 c 选择的切换方式 串联 同时 并联 d 装置发出了哪些跳合闸命令 e 合闸时满足的条件 快速 同期捕捉 残压 f 装置起动时刻的时间 频差 相差 工作电压 备用电压 母线三相电压及分支电流 g 跳闸完成时刻的时间 频差 相差 工作电压 备用电压 母线三相电压及分支电流 h 合闸完成时刻的时间 频差 相差 工作电压 备用电压 母线三相电压及分支电流 i 切换完毕时的时间 频差 相差 工作电压 备用电压 厂母三相电压及分支电流 4 8 2 录波 从切换起动开始前2周波至至切换结束后5周波 对切换过程中备用电压 母线电压 工作电流 备用电流 频差和相差进行数字录波 瞬时值 并绘出采样图形 4 8 3 残压曲线 以极坐标形式绘出的母线残压相量变化轨迹 该向量图不仅可以记录事件发生时的母线残压和相 角变化情况 当满足同期捕捉合闸时还可给出合闸启动时刻标志和合闸成功时刻标志 4 8 4 打印功能 装置可通过后台或打印接口装置实现打印切换报告 录波曲线 残压矢量曲线 SOE记录功能 5 装置原理 5 1 快速切换 如图 4 所示的厂用电系统 工作电源由发电机端经厂用高压工作变压器引入 备用电源由电厂高 压母线或由系统经起动 备用变引入 正常运行时 厂用母线由工作电源供电 当工作电源侧发生故 障时 必须跳开工作电源开关 1DL 此时厂用母线失电 由于厂用负荷多为异步电动机 电动机将惰 行 母线电压为众多电动机的合成反馈电压 称其为残压 残压的频率和幅值将逐渐衰减 DL DL DL DL Vd V Vs 图 4 厂用电一次系统简图 图 5 母线残压特性示意图 以极坐标形式绘出的某 300MW 机组 6KV 母线残压相量变化轨迹 残压衰减较慢的情况 如图 5 所示 图中 Vd 为母线残压 Vs 为备用电源电压 U 为备用电源电压与母线残压间的差拍电压 合上备用电 源后 电动机承受的电压 Um 为 Um Xm Xs Xm U 式中 Xm 母线上电动机组和低压负荷折算到高压厂用电压后的等值电抗 Xs 电源的等值电抗 令K Xm Xs十Xm 则 Um K U 为保证电动机安全自起动 Um 应小于电动机的允许起动电压 设为 1 1 倍额定电压 UDe 则有 K U 1 1UDe U 1 1 K 设 K 0 83 则 U 1 31 图 2 中 以 A 为圆心 以 1 31 为半径绘出弧线 A A 则 A A 的右侧为备用电源允许合闸的安全区域 左侧则为不安全区域 若取 K 0 95 则 U 500ms 否 否 是 自动 半自动 闭锁等待复归 是 切换失败 装置闭锁 自动 半自动 跳工作 启动T2 工作已跳开T2 500ms 否 否 是 闭锁等待复归 是 切换失败 装置闭锁 闭锁等待复归 切换成功 装置闭锁 启动T3 工作已跳开 是 是 闭锁等待复归 切换成功 装置闭锁 T2 500ms 是 是 并联 同时方式 并联 图 6 手动切换流程图 6 2 自动切换的流程图 自动 包括手动同时 切换的流程图见图 7 合备用 自动启动 串联 同时串联 启动T1 备用已合上T1 500ms 否 否 是 闭锁等待复归 是 切换失败 装置闭锁 工作已跳开T2 500ms 否 否 是 闭锁等待复归 是 切换失败 装置闭锁 闭锁等待复归 切换成功 装置闭锁 跳工作 启动T1 工作已跳开T1 500ms 否 否是 闭锁等待复归 是 切换失败 装置闭锁 快切投入 同时 合备用延时 是 满足快切条件 否 同期捕捉投入 否 满足同捕条件 是 是 是 满足残压条件 否 否 是 是 启动T2 去耦 跳备用低压减载 误跳启动 图 7 自动切换流程图 7 装置整定 本装置整定共包含下述3种 均可通过远方修改 a 装置参数整定 装置参数根据具体运行情况进行整定 b 装置定值整定 实际定值的具体值 c 控制字整定 用于各切换方式相关条件的选择 7 1 装置参数整定 7 1 1 装置参数 表 2 装置参数表 序号 名称整定范围备注 1 工程名称不超过9个字符缺省 0000 2继保维护密码0 9999缺省 0000 3 运行操作密码0 9999缺省 0000 4 保护启动确认时间 2 30 1 缺省 10 ms 5 保护闭锁确认时间 10 50 1 缺省 25 ms 6 工作开关确认时间 2 30 1 缺省 10 ms 7 备用开关确认时间 2 30 1 缺省 10 ms 8 PT开关确认时间 50 500 1 缺省 50 ms 9 手动启动确认时间 50 500 1 缺省 50 ms 10 手动启动方式确认时间 50 500 1 缺省 50 ms 11 装置投退确认时间 50 500 1 缺省 50 ms 12 信号复归确认时间 50 500 1 缺省 50 ms 13 开入量10确认时间 10 9999 1 缺省 20 ms 14 开入量11确认时间 10 9999 1 缺省 20 ms 15 开入量12确认时间 10 9999 1 缺省 20 ms 16 CT 额定一次值1A 9999A缺省 100A 17 CT 额定二次值 In 1A 5A缺省 5A 18 工作PT 额定一次值0 01kV 500kV缺省 6 6kV 19 工作PT 额定二次值1V 999V缺省 100V 20 母线PT 额定一次值0 01kV 500kV缺省 6 6kV 21 母线PT 额定二次值1V 999V缺省 100V 22 备用PT 额定一次值0 01kV 500kV缺省 6 6kV 23 备用PT 额定二次值1V 999V缺省 100V 7 1 2 装置参数表说明 a 口 内显示 含义为相应项被选中 b 工程名称 可输入工程编号 c 继保维护密码 人机界面中进入继保维护菜单时的密码 d 运行操作密码 人机界面中进入运行操作菜单时的密码 e 4 15 条的确认时间为开入去抖时间 用户可根据实际情况整定 f CT 额定一 二次值 本项参数需要用户根据保护 CT 的实际情况整定 二次值作为装置的额定 电流参数 In g 工作 PT 额定一 二次值 本项参数需要用户根据母线 PT 的实际情况整定 h 母线 PT 额定一 二次值 本项参数需要用户根据母线 PT 的实际情况整定 i 备用 PT 额定一 二次值 本项参数需要用户根据备用 PT 的实际情况整定 注 当某些参数实际不存在时 选缺省值 7 2 装置定值整定 表 3 装置定值表 序号名称定值整定范围整定步长备注 1 正常并联切换频差0 02 0 50Hz 0 02 2 正常并联切换相差0 5 20 0 0 5 3 正常并联跳闸延时0 01 5 0s 0 01 4 快速切换频差0 1 2 0 Hz 0 1 5 快速切换相差0 5 60 0 0 5 6 同捕切换频差0 1 5 0 Hz 0 1 7 同捕恒定越前时间1 150ms 1 8 残压切换电压幅值 20 60 Um 0 01 见注 2 9 失压起动电压幅值 20 90 Um 0 01 见注 2 10 失压起动延时0 1 5 0s 0 01 11 失电闭锁电压幅值 20 90 Ub 0 01 见注 2 12 低压切辅机电压幅值 20 80 Um 0 01 见注 2 13 切辅机一段延时0 20s 0 1 14 切辅机二段延时0 20s 0 1 15 同时切换合闸延时1 500ms 1 16 备用高低压合闸延时0 120ms 1 见注 3 17 工作初始相角0 360 1 见注 1 18 备用初始相角0 360 1 见注 1 19 后加速时间0 20s 0 1 20 长延时切换时间2 7s 0 1 20 切换过程最大延时3 7s 0 1 注1 若母线电压与工作电源同侧 电压不同相时 应通过调整备用初始相角使其相同 反之若母线电压 A相 与 备用电源同侧 电压不同相时 应通过调整工作初始相角使其相同 整定定值方向为 工作 备用电源减去母线电压 A相 相角 若为负值应加360度 转换为正值 详情见附录C 注2 Um为母线二次额定电压 Ub为备用电源二次额定电压 注3 备用高低压合闸延时 根据高压侧开关的合闸时间来设置 主要是为了确保高压侧合闸成功后 低压侧再合 闸 如果不需要本装置操作高压侧开关合闸时 该定值设置为0 7 3 控制字整定 控制字整定 口 内显示 含义为相应功能投入且每个控制字只能选择其中的一个 表 4 装置控制字 序号名称功能选择 1控制方式口远方 口就地 2保护切换方式口串联 口同时 3失压切换方式口串联 口同时 4远方并联切换方式口自动 口半自动 5失压起动口退出 口投入 6快速切换口退出 口投入 7残压切换口退出 口投入 8同捕越前时间口退出 口投入 9 低压切辅机口退出 口投入 10失电闭锁口退出 口投入 11PT断线闭锁口退出 口投入 12误跳启动电流闭锁口退出 口投入 13长延时切换方式口退出 口投入 14启动后加速保护口退出 口投入 8 订货须知 8 1 订货时应指明 a 产品型号 名称及数量 b 工作电源 c 额定电流 d 操作电源 e 通信方式 f 配套性产品 配套产品代号 名称 数量等 g 订货单位及到货地点 8 2 型号参数说明 厂用电快速切换装置 装置序号 工作电源 1 DC 110V 2 DC 220V 额定电流 1 1A 5 5A 操作电源 1 DC110V 2 DC220V 3 无 通讯方式 R RS485 C CAN E 以太网 HST 例如 HST 100 253C 表示 产品型号 HST 100 名称 厂用电快速切换装置 直流电源 DC220V 额定电流 5A 操作电源 无 通信方式 CAN 通信 附录 A 装置信息 A 1 装置动作 SOE 信息 表A 1 装置动作SOE信息 序号名称序号名称 1 切换方向U1 U2 2 切换方向U2 U1 3 发跳备用 4 发合备用 5 跳工作完成 6 合工作完成 7 跳备用完成 8 合备用完成 9 切换失败 10 切换成功 11 跳工作断路器拒动 12 合工作断路器拒动 13 跳备用断路器拒动 14 合备用断路器拒动 15 同捕切换 16 残压切换 17 长延时切换 18 快速切换 19 并联切换 20 同时切换 21 就地启动 22 失压启动 23 远方启动 24 误跳启动 25 保护启动 26 备用被跳开 27 工作被跳开 28 失压启动时装置闭锁 29 录波完成 30 就地启动时装置闭锁 31 远方启动时装置闭锁 32 误跳启动时装置闭锁 33 保护启动时装置闭锁 34 有启动时装置被退出 35 后加速接点 36 切辅机1出口 37 切辅机2出口 A 2 装置运行告警信息 表 A 2 装置运行告警信息 序号名称序号名称 1 需要手动跳备用 2 需要手动跳工作 3 装置闭锁 4 装置退出运行状态 5 失电闭锁 6 开关位置异常 7 手动切换方式改变 8 保护闭锁 9 母线PT断线告警 10 PT断线解除 11 控制字被修改 12 软压板被修改 13 参数被修改 14 定值区号被修改 15 定值被修改 16 信号复归 17 装置重新启动 18 装置异常 19 工作PT断线告警 20 备用PT断线告警 21 装置位于运行状态 22 后备失电闭锁解除 23 开关位置异常解除 24 保护闭锁告警解除 25 保护开入抖动 超时 26 母线在备侧启动无效 27 母线工作侧启动无效 28 就地投入 远方无效 29 远方投入 就地无效 A 3 装置自检信息 表 A 3 装置自检信息 序号名称序号名称 1 RAM自检故障 2 EEPROM自检故障 3 A D自检故障 4 交流量通道异常 5 保护定值出错 6 保护控制字出错 7 保护压板出错 8 定值区号出错 9 装置参数出错 10 内部ROM故障 11 内部RAM故障 12 外部RAM故障 13 硬时钟异常 14 通信通道故障 15 开出回路故障 16 外部FLASH故障 17 网络参数出错 A 4 装置开关变位信息 表 A 4 装置开关变位信息 序号名称序号名称 1 保护启动 2 保护闭锁 3 工作分支开关常开 4 备用分支开关常开 5 PT开关常开 6 手动切换启动 7 手动切换方式选择 8 装置投退 9 信号复归 10 开入量10开入 11 开入量11开入 12 开入量12开入 附录B 附图 B 1 装置使用接线图 装置故障 以太网接口E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 24V 24V 工作电源V 工作电源V 机壳接地 电 源 输 入 电 源 输 出 失电 告警 M I2c U2a I2a I2b I2c B 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 I2a 6 I2b 5 U1a 4 母线电压 Uc 3Ub 2 Ua1 H 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 21 装置闭锁 出口闭锁 预留2 预留1 位置异常 失电闭锁 PT断线 切换成功 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J 21 HST 100 厂用电快切装置 保护启动 接CAN通讯线 接GPS CAN L 485A CAN H 485B C2 C1 D GPS GPS V 开 入 量 输 入 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 V V I2cN I2bN I2aN U2aN I2cN I2bN I2aN U1aN UcN UbN UaN 保护闭锁 工作开关位置 备用开关位置 母线PT刀闸位置 手动启动 手动方式选择 装置投退 信号复归 开入10 开入11 开入12 切换失败 工作电压 工作电流 备用电压 备用电流 母线电压工作电压备用电压工作电流备用电流 后加速 备用 切辅机2 切辅机1 合备用高 合备用低 跳备用 合工作 跳工作 工作开关 跳工作入口 L 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 21 KM KM 合工作入口 跳备用入口 合备用低入口 合备用高入口 位置 位置 备用开关 合备用高 Com KM 合备用低 跳备用 合工作 跳工作 24 公共端 24v 至插件D 开入24V 来自插件L 21 来自插件L 19 须经光隔或继电器引入 24 开入公共端 24v 至插件D 须经快速继电器 7ms 引入 24 220V 220V 图B 1 装置使用接线图 B 2 逻辑插件H原理图 D16 KC10 BSZTLED D18 D17 116 K158K14 1215 K13 129K13 2 116 K14 129 K14 2 116 K13 116 K12 58K12 1 129 K12 2 R5 GZX XM KC9 KC1 ALARM 24V24V24GND 58K1 1 58K2 1 58K11 1 D19 116 K2 KC2 116 K4 116 K5 116 K6 D1 D2 D6 D7 D8 D12 116 K7 116 K8 116 K9 D9 D10 D11 切换成功 KC3 KC4 KC5 KC6 KC7 KC8 切换失败 PT断线 后备失电 开关位置异常 预留输出1 装置闭锁 预留输出2 出口闭锁 复归继电器 58K7 1 切换成功 切换失败 PT断线 后备失电 开关位置异常 预留输出1 预留输出2 出口闭锁 装置故障信号 CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK9 CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK9 中央信号 中央信号公共端 装置异常 本地灯光信号 号 58K8 1 129 K10 2 CK8CK8 装置闭锁 129 K9 2 215 K8 装置动作信号 复 归 信 58K10 1 58K4 1 58K5 1 58K6 1 215 K7 215 K6 215 K5 215 K4 215 K3 215 K2 215 K1 58K9 1 24VC QHDZLED58K3 1 LED5 LED4 LED3 GZLED58K13 1 R3 R4 116 K3 D5 D4D3 116 K11 D15 D14D13 闭锁状态指示 切换动作指示 215 K11 215 K10 116 K10 215 K9 图 B 2 HST 100 逻辑插件 H 原理图 B 3 逻辑插件 J 原理图 24GND A1 1 B1 2 A2 3 B2 4 A3 5 B3 6 A4 7 B4 8 A5 9 B5 10 A6 11 B6 12 A7 13 B7 14 A8 15 B8 16 A9 17 B9 18 A10 19 B10 20 A11 21 B11 22 A12 23 B12 24 A13 25 B13 26 A14 27 B14 28 A15 29 B15 30 A16 31 B16 32 A17 33 B17 34 A18 35 B18 36 A19 37 B19 38 A20 39 B20 40 A21 41 B21 42 A22 43 B22 44 A23 45 B23 46 A24 47 B24 48 A25 49 B25 50 A26 51 B26 52 A27 53 B27 54 A28 55 B28 56 A29 57 B29 58 A30 59 B30 60 A31 61 B31 62 A32 63 B32 64 X1 CON64 KC0 KC1 KC2 KC3 KC4 KC5 KC6 KC7 KC8 KC9 D11 116 K1 116 K11 58K11 1 129K11 2 KC0 KC9 KC1 24VV 58K1 1 129K1 2 58K2 1 129K2 2 58K3 1 129K3 2 58K4 1 129K4 2 58K5 1 129K5 2 58K6 1 129K6 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 X2 FH21 KC10 116 K2 KC2 116 K3 116 K4 116 K5 D1 D2 D3 D4 D5 D9 116