CSC-825系列数字式准同期装置及选线器说明书(0SF.450.089)_V1.10

1、JB-04-4000000296（V8.0）CSC-825 系列 数字式准同期装置及选线器说明书CSC-825 系列数字式准同期装置及选线器说明书编制： 任小勇 连倩校核： 王晓峰 标准化审查： 李连昌 梁路辉 审 定： 奚志江出版号：V1.10文 件 代 号：0SF.450.089出 版 日 期：2011 年 11 月版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司 注：本公司保留对此说明书修改的权利。如果产品与说明书有不符之处，请以随机资料为准并及时与我公司联系，我们将竭诚为您服务。 技术支持电话真：录1 概述. 11.1 主要用途及适用范围

2、. 11.2 主要功能. 11.3 产品特点. 11.4 品种、规格. 11.5 型号的组成及代表意义. 21.6 执行标准. 22 安全使用注意事项 . 23 技术特性. 23.1 使用环境条件. 23.2 电气绝缘性能. 23.3 机械性能. 33.4 电磁兼容性. 33.5 安全性能. 33.6 热性能（过载能力）. 33.7 功率消耗. 33.8 输出触点容量. 43.9 装置功能. 43.10 装置主要技术参数. 44 结构特征与工作原理 . 74.1 概述. 74.2 主要功能插件介绍. 84.3 工作原理. 85 安装、调试. 135.1 开箱检查. 135.2 安装调试. 13

3、5.3 装置通电检查. 145.4 整定值输入. 145.5 软件版本号及 CRC 校验码检查 . 145.6 采样精度检查. 145.7 开入量检查. 145.8 开出传动试验. 145.9 同期试验. 146 使用、操作. 156.1 人机接口及操作. 156.2 菜单功能说明. 166.3 定值说明与整定. 176.4 装置接线及端子说明. 206.5 事件记录报文信息. 267 事件汇总及告警处理. 267.1 告警信息及处理. 267.2 动作信息. 287.3 运行信息. 288 运行及维护. 288.1 装置投运. 288.2 装置运行. 288.3 运行注意事项. 298.4

4、装置的维护. 298.5 更换插件. 298.6 运行环境. 299 运输、贮存. 2910 环保及其它. 2911 订货须知. 29CSC-825 系列数字式准同期装置及选线器说明书1概述1.1主要用途及适用范围CSC-825 系列数字式准同期装置及选线器主要用于发电机并网和线路的检同期合闸操作，适 用于电厂、变电站等需要同期并网操作的场合。1.2主要功能CSC-825 系列数字式准同期装置及选线器的主要功能配置如表 1 所示。表1CSC-825 系列装置主要功能配置规 格 型 号主要功能配置发电机并网线路同期电压、频率调节自动转角无压合闸测量断路器合闸时间以太网通信选线控制选线CSC-82

5、5ACSC-825BCSC-825X1.3产品特点a)具备发电机同期和线路同期功能，根据外部信号自动切换到相应的同期点；b)具有差频并网、同频并网和无压合闸功能；c)发电机同期时，采用 PID 控制方式调节电压和频率，快速、平稳地使压差、频差进入整 定范围，实现快速并网；如果出现同频状态，可自动调频，创造并网机会；d)可实现无逆功率并网；e)测量并记录合闸回路动作时间；f)电压类型可为线电压或相电压，可对同期点两侧电压进行相角补偿和幅值补偿；g)大容量录波功能，记录同期过程，便于用户分析；h)大容量事件存储，详细记录动作过程各个关键点的状态； i)完善的自检功能，运行过程实时自检，定位故障并报

6、警； j)采用通用的软硬件平台，运行稳定、可靠；k)采用高性能工业微处理器和嵌入式操作系统，低功耗设计。重要环节采用冗余设计，采 用多重隔离保护，可靠性高；l)全汉化界面，人机交互简单、方便。每个插件的输入输出信号配置有指示灯，方便现场 调试。1.4品种、规格CSC-825 系列装置的规格型号如表 2 所示。表2CSC-825 系列装置规格型号规 格 型 号主要技术参数CSC-825A8 同期点自动准同期装置，需要配套同期装置选线器CSC-825B单同期点自动准同期装置CSC-825X8 同期点数字式同期装置选线器-9-1.5型号的组成及代表意义CSC 为四方公司产品的统一代号，825 代表数

7、字式准同期装置系列。A、B、X 分别代表 8同期点自动准同期装置、单同期点自动准同期装置和 8 同期点数字式同期装置选线器。1.6执行标准Q/HDSFJ0059-2011 CSC-825 系列数字式准同期装置。2安全使用注意事项a)本设备有电击或烧伤的潜在威胁。只有经过充分训练和对设备充分熟悉的人员才能安 装、运行和维护设备；b)测试期间请隔离测试设备与被测设备，以防出现电气故障。若测试期间，测试设备不能 与被测试设备一起接地，请用防护罩遮蔽，以免造成触电伤害；c)所有接触电气部件的工具和设备需按照 IEC 标准绝缘或接地；d)安装过程中，应切断设备所有电源，以防电击；e)进行任何操作，与设备

8、电气部件或电线有身体接触前应将设备接地或放电；f)产品的使用环境应满足GB/T 2421 电工电子产品环境试验(idt IEC 60068-1)的要求， 至少不能超出本说明书规定的范围，周围不得有易燃、易爆、腐蚀性气体或物品；g)机箱外壳及接地端子一定要可靠接地，最好是直接与设备间专用的二次设备接地网相连（或通过屏柜的专用铜排），接地点应远离一次设备的接地点，特别是要远离避雷针（器） 的接地点；h)应使用合格的交流或直流工作电源供电；i)产品运行时不得随意触摸相关零部件及按键、按钮等，绝对禁止带电插拔插件！必要的 操作应由专业人员并按照规程进行；j)产品的某些端子带有高电压或大电流，正式投运前

9、一定要确认连接无误并拧紧端子；需 要测量时，千万要小心使用仪表和工具，避免出现短路、接地、开路等事故。3技术特性3.1使用环境条件装置在以下环境条件下可正常工作：a)环境温度：-10 +55；b)相对湿度：10%90%；c)大气压力：80 kPa110 kPa。3.2电气绝缘性能表3电气绝缘性能试验指标参考标准绝缘电阻500 V DC, >100 MGB/T 14598.3(IEC 60255-5)绝缘耐压2.0 kV AC, 1 minGB/T 14598.3(IEC 60255-5)冲击电压5 kV, 1.2/50 sGB/T 14598.3 (IEC 60255-5)3.3机械性能

10、3.3.1振动产品能承受 GB/T 11287 (idt IEC 60255-21-1)规定的 I 级振动形影和振动耐受试验。3.3.2冲击和碰撞产品能承受 GB/T 14537 (idt IEC 60255-21-2)规定的 I 级冲击响应和冲击耐受试验，以及 I级碰撞试验。3.4电磁兼容性表4抗扰度性能试验指标参考标准脉冲群抗扰度3 级GB/T 14598.13GB/T 17626.12静电放电抗扰度4 级 ， 8kVGB/T 14598.14GB/T 17626.2辐射电磁场抗扰度3 级GB/T 14598.9GB/T 17626.3工频磁场抗扰度5 级GB/T 17626.8电快速瞬变

11、抗扰度4 级， ±2 kVGB/T 14598.10GB/T 17626.4浪涌（冲击）抗扰度4 级， ±4 kVGB/T 14598.18GB/T 17626.5辅助电源跌落和中断2 级， 0%、0.5 sGB/T 17626.29GB/T 17626.11射频场感应的传到骚扰抗扰度3 级GB/T 14598.17GB/T 17626.63.5安全性能符合 GB 14598.27 规定。3.6热性能（过载能力）产品的热性能（过载能力）符合 DL/T 478 的以下规定：a)交流电压回路：在 1.2 倍额定电压下连续工作，1.4 倍额定电压下允许 10 s；b)直流电压回路

12、：在 80%115%额定电压下，连续工作。3.7功率消耗a)电源回路： 不大于 10 W；b)交流电压回路：在额定电压下不大于 0.5VA/相。3.8输出触点容量在电压不大于 250 V、电流不大于 1 A、时间常数 L/R=5±0.40 ms 的直流有感负荷回路中， 触点断开容量不小于 30 W，长期允许通过电流不大于 5 A。3.9装置功能a)同期点切换；b)输入量检测；c)单侧无压合闸，双侧无压合闸；d)差频并网；e)同频并网；f)调压，调频；g)录波及事件记录；h)通信；i)装置自检。3.10装置主要技术参数3.10.1额定参数a)直流电源：220 V 或 110 V，允许偏

13、差-20%+15%，波纹系数不大于 5%；b)交流电源：220 V，允许偏差-20%+15%，频率 50 Hz；c)交流电压：100V(100/ 3 )，范围：01.2 Un；d)频率：50 Hz。3.10.2模拟量测量范围a)交流电压0.4V120V（有效值）；b)频率：4555Hz；c)频率变化率（df/dt）：0.3Hz/s10Hz/s。3.10.3状态量、脉冲量电平a)输入电压：DC24V；b)脉冲宽度：>5ms。3.10.4模拟量测量精度a)交流电压：1.0 级；b)频率： 0.01 Hz。3.10.5事件顺序记录（SOE）分辨率1 ms。3.10.6通信端口规范两路电以太网端

14、口：RJ45 接口，支持四方公司内部 O-Net 规约。3.10.7主要同期指标a)允许最大频差： f 1.0Hz，缺省为±0.3Hz；b)允许最大压差： U ±20%，缺省为±10%；c)同频并网（合环）允许功角： 80°，缺省为 30°； d)合闸精确度： 在频差 0.3Hz 时，合闸相角差 1.0°； e)调频、调压输出：脉冲输出，调频脉冲宽度误差：10ms；调压脉冲宽度误差：10ms；脉冲序列的间隔可整定；脉冲宽度由 PID 调节规律计算得出，PID 参数可整定。f)频率变化允许范围：df/dt1.0Hz/s。3.10.8选线

15、器技术指标a)电源电压：DC24V；b)同期点数：8 个；c)通道长期导通电流 2A，瞬间（200ms）5A。3.11外形及安装尺寸CSC-825 系列装置采用符合 IEC60297-3 标准的高度为 4U、宽度为 19 英寸的机箱，整体面 板，带有锁紧的插拔式功能组件。装置的安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。装置的外形及 开孔尺寸如图 1图 6 所示：图1CSC-825A 装置外形图图2CSC-825B 装置外形图图3CSC-825X 装置外形图图4CSC-825A、CSC-825B 安装尺寸图图5CSC-825A、CSC-825B 安装尺寸图图6CSC-825A、CSC-825B、CSC

16、-825X 开孔示意图4结构特征与工作原理4.1概述装置采用功能模块化设计思想，不同的产品由相同的各功能组件按需要组合配置，实现了功 能模块的标准化。装置由交流插件、CPU 插件、开入插件、开出插件、电源插件和人机接口组件 构成。CSC-825A 插件组成如表 5，槽号 X2、X4、X7、X9、X12 为空面板。表5CSC-825A 插件组成槽号X1X3X5X6X8X10X11X13X14插件型号PW107CM103/CM104DI102TDI102TDM101T3DO103TDO103TAI155T类型电源CPUDIDIDI/DODODO交流CSC-825B 插件组成如表 6，槽号 X2、X

17、4、X6、X7、X9、X11、X12 为空面板。表6CSC-825B 插件组成槽号X1X3X5空X8X10空X13X14插件型号PW107CM103/CM104DI102TDM101T3DO103TAI155T类型电源CPUDIDI/DODO交流CSC-825X 插件组成如表 7，槽号 X10、X11、X12、X13 为空面板。表7CSC-825X 插件组成槽号X1X2X9X10X13X14插件型号DM103TDO107T1空DO107T24.2主要功能插件介绍4.2.1交流插件（AC）用于采集同期电压信号。4.2.2CPU 插件（CPU）CPU 插件是本装置的核心插件，采用专业嵌入式硬件结构

18、设计。CPU 硬件采用 PowerPC 嵌 入式双内核处理器，集成通信处理器，芯片处理能力强，低功耗，寿命长、高可靠性，适合严酷 的工作环境场合。CPU 插件直接提供 2 路 10M/100M 以太网口。4.2.3开入插件（DI）提供 16 路开关量输入通道，查询电压为 DC24V。 每路信号输入采用了限压处理、阀值电压控制、限流滤波电路和光电隔离。防抖动时间可设置。外部查询电压的有效范围为 75%120%。4.2.4开出插件（DO）开关量输出插件输出信号形式为机械式继电器的无源空接点，用于完成合闸、调速、调压等 各种操作，或用于发告警信号。4.2.5人机接口（MMI）与 CPU 插件数据交换

19、，提供对装置的本地操作接口，包括液晶显示、LED 指示、按键操作。4.2.6电源插件（POW）电源插件利用逆变原理将直流 220V/110V 输入转换为装置工作所需的三组直流电压，几组工 作电压均不共地且采用浮地方式，起到电气隔离的作用。为提高电源回路的抗干扰性能，插件在 内部其直流输入和引出的外部 24V 电源回路中均装设抗干扰滤波器件。插件还配备有完善的电源 保护功能（欠压、过压、过流、过功率等）以防止电源故障造成装置损坏。4.3工作原理4.3.1同期概念1)并网 通过断路器的合闸操作联接两个独立电源系统。SDL G图7两电源系统示意图在图 7 中，G、S 为两个独立的电源系统，设它们的表

20、达式分别为：通过断路器 DL 并网时，则 DL 的合闸时刻 t 理论上应满足下列条件才能使两电源系统受到 的冲击最小：，即 捕捉满足以上同期三要素的时刻 t 并使 DL 合闸的过程即为并网，满足同期三要素的点也称 为同期点。为加速并网过程，不应对压差和频差的整定限制太严格，在实际并列操作中，允许有一定的 差值，其并列合闸冲击电流较小，不危及电气设备。同期并列操作时须满足以下 3 个条件：a) 整定值b) 整定值c)2)并网分类 按系统分差频并网和同频并网，按对象分发电机和线路并网。发电机并网可调频调压，可实现差频并网和无压合闸，线路并网可实现同频并网和无压合闸。 a)差频并网 发电机与系统并网

21、和已解列两系统间联络线并网称为差频并网。差频并网时，同期装置通过特定控制算法发出加速、减速、降压、升压操作，调节机组频率、电压，快速实现并列点两侧的 频差与压差达到给定值，计算导前时间，发出合闸命令，在相角差为 0 时完成并网合闸操作。b)同频并网（或合环） 未解列两系统间联络线并网称为同频并网，两侧频率相同。并网时，如果并列点断路器两侧的压差及功角在给定值内时，同期装置发合闸命令。同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流 重新分布后不致引起继电保护动作，或导致并列点两侧系统失步。这种情况下不存在调频、调压、 导前时间的问题。c)无压合闸 在确认并列点一侧或两侧无压时完成合闸操作。3)同期切换（

22、选线） 利用同期切换装置使多个同期点共用一台同期控制器完成并网操作。在同期过程中，首先需要通过同期切换装置或其它切换设备，仅将待并网同期点两侧（待并侧和系统侧）的同期电压信 号连通到同期控制器，同时将同期控制器的控制出口（合闸、调频、调压接点）连通到待并网同 期点的控制回路。在同一时刻只能对 1 个同期点进行同期并网操作。同期选线器内部由多组继电 器组成，当选择某路同期点时，对应的一组继电器接点全部闭合，而其它组继电器全部断开，从 而达到切换目的。4)导前时间 由于断路器存在合闸时间，因此需要提前一个时间发出合闸命令，使得合闸完成时刻与同期点在同一时刻，此时压差、频差满足要求，角差达到 0，提

23、前的这段时间称为导前时间。导前时 间等于合闸回路的总动作时间，即装置内部软硬件出口时间、中间继电器动作时间及断路器动作 时间之和。图 8 是的波形，其包络线即滑差波形，为滑差周期，是以为周期的脉 振电压。 如下式：图8脉振电压波形图当、 符合限定条件后，显然 b 点为理想的合闸时刻。若合闸回路的动作时间为，则 应在 a 时刻发合闸命令，这样经过时间 后，恰好在 b 时刻，断路器的主触头才真正合上。5)同期点选择 一般设置于发电机出口、主变高低压侧、母联、分段或联络开关。对于小型电站多台发电机组可以共用一套多同期点同期装置；对于中、大型电站一般单台发电机组及其相关并列点共用一 台同期装置。4.3

24、.2同期启动过程同期启动方式包括：现场启动、远方启动的自准同期和手动同期 3 种方式。1)现场启动自准同期 在同期屏完成同期并网操作。a)复归同期装置（按 CSC-825A 或 CSC-825B 面板的“信号复归键”，以下相同）；b)将同期屏同期转换开关切至“自准”方式，选线器 CSC-825X 切至“自动”模式；c)选择待并网同期点：通过操作同期屏上配置的操作把手或按钮选择待操作同期点，同期 选线装置 CSC-825X 相应通道指示灯亮，装置 CSC-825A 液晶报“选择 N#同期点成功 或失败”；（操作按钮时保持时间大于 0.5s）d)在需要无压合闸时，检查同期点两侧电压，符合要求时，投

25、入无压确认按钮并保持，非 无压合闸时直接进入下一步；e)选择同期点成功后启动自准同期：操作同期屏启动同期把手或按钮到投入状态，同期装 置进入自动准同期过程；（操作按钮时保持时间大于 0.5s）f)同期成功或延时时间到同期失败，装置液晶弹出报告，同期装置进入闭锁状态。2)远方启动自准同期 通过监控系统完成同期并网操作。与现场启动自准同期过程类似，但是在监控后台画面发控制命令。a)复归同期装置（遥控命令驱动的 DO 接点，接 CSC-825A 或 CSC-825B 的 X5.1“信号复 归”开入）；b)将同期屏同期转换开关切至“自准”方式，选线器 CSC-825X 切至“自动”模式；c)选择待并网

26、同期点：通过监控系统监控画面发遥控命令，驱动 DO 接点（接 CSC-825A 的 X6.1X6.8），选择待操作同期点，同期装置反馈选线成功信号（X10.5X10.6）； 要求 DO 接点闭合时间大于等于 0.5s；d)在需要无压合闸时，检查同期点两侧电压，符合要求时，通过监控系统监控画面发遥控 命令进行无压确认；遥控命令驱动的 DO 接点接装置的 X5.3 或 X5.4，非无压合闸时直 接进入下一步；e)选择同期点成功后启动自准同期：通过监控系统监控画面发遥控命令启动同期，同期装 置进入自动准同期过程；遥控命令驱动的 DO 接点接装置的 X5.5，要求 DO 接点闭合时 间大于等于 0.5

27、s；f)同期成功或延时时间到同期失败，监控系统弹出动作事件，同期装置进入闭锁状态；3)手准同期 作为备用方式，利用同期选线装置、同步表和手动操作把手、按钮完成同期并网操作。 a)将同期屏同期转换开关切至“手准”方式，选线器 CSC-825X 切至“手动”模式；b)选择待并网同期点：通过操作同期装置选线器的钥匙开关选择待操作同期点，同期选线 装置相应通道指示灯亮；c)观察同步表，进行必要的调频、调压操作，在适当时机，通过同期屏把手或按钮合开关。4)无压合闸 如前所述，在自准同期需要无压合闸时，需要人工给装置持续保持的无压确认信号，通过投入同期屏上的无压确认按钮，或者通过监控后台发遥控命令驱动 D

28、O 接点实现。5)单点同期与上述多点同期操作相似，但不需要选线，不配选线器 CSC-825X。4.3.3同期条件在同时满足以下条件时，同期控制器发合闸命令，并网成功。1)差频并网a)同期点选择开入有且仅有 1 路高电平或高电平脉冲；b)启动同期开入高电平或高电平脉冲；c)单、双侧无压合闸开入低电平；-29-d) < 允许压差定值；e)低电压闭锁值 < < 过电压保护值，低电压闭锁值 <；f)频差 df< 允许频差定值, 滑差 df/dt 1Hz/s；g)角差趋向 0，；h)同期时间 < 装置允许同期时间定值；i)47 Hz << 52Hz，47H

29、z << 52Hz。2)同频并网a)同期点选择开入有且仅有 1 路高电平或高电平脉冲；b)启动同期开入高电平或高电平脉冲；c)单、双侧无压合闸开入低电平；d) < 允许压差定值；e) < 同频同期允许功角；f)同期时间 < 装置允许同期时间定值；g)低电压闭锁值 < < 过电压保护值，低电压闭锁值 <。3)无压合闸a)同期点选择开入有且仅有 1 路高电平或高电平脉冲；b)启动同期开入高电平或高电平脉冲；c)单侧或双侧无压合闸开入高电平；d)待并侧有压时， < 过电压保护值；e)电压满足单侧或双侧无压条件。4.3.4同期算法1)同期捕捉 差频

30、并网时，装置根据合闸导前时间计算相位变化值，结合当前相位差，选取最佳的时刻来发合闸命令。 装置中计算合闸导前时间内相位变化值的算法为： = 2fTdq + 1 2 df Tdq 22 dt其中： 为合闸导前时间两侧电压相位变化值；f 为两侧电压频率差；df dt为频差变化率；Tdq为合闸导前时间。2)调频调压控制算法 装置对发电机调压和调频的模块选用比例调节算法外加最大最小脉冲宽度限制来控制调节脉冲宽度。以系统电压或系统频率为目标，发电机实际输出为反馈，进行比例计算，得出调节量， 并生成调节脉冲来控制一次调节器，是闭环调节系统。4.3.5选线器工作原理CSC-825X 选线器主要功能是选择同期

31、点。 工程应用时，需要将每个同期点同期操作需要的信号线、控制线一一对应的接到 CSC-825X的 1#8#切换插件（X2X9），对应 8 个同期点。这些信号线、控制线包括：同期点两侧的交流 电压信号、同期点开关位置以及合闸、调速、调压控制线。选线器有 2 种切换模式：“自动”模式和“手动”模式，通过面板上的转换开关进行选择。 自动模式是指 CSC-825A 接收外部的同期点选择命令接点信号（接开入 X6.1X6.8），经逻辑判 别后通过插件 X11 的控选同期点输出（开出接点），接 CSC-825X 的插件 X1 的控选同期点输入（开入 X1.1X1.8），自动控制 CSC-825X 的切换。

32、手动模式是通过 CSC-825X 面板上每个通道 的钥匙开关进行选线切换。自动模式和手动模式是相互闭锁的，在自动模式时，面板上的钥匙开 关不起作用；手动模式时 CSC-825X 的 X1.1X1.8 控选 18#同期点输入不起作用。面板设有“运行”和“告警”的状态指示灯。设有 8 个通道切换状态指示灯，灯亮时表示此 路通道导通。当通过自动模式或手动模式切换（选通）1#8#中的第 n#路通道时，CSC-825X 面板 n#指示 灯点亮，同时在装置内部将 n#切换插件（1#8#切换插件分别对应 X2X9）的端子与 X14 插件 的端子 113 一一连通。然后将 X14 插件的端子与 CSC-825

33、A 的对应端子相连，或与手准同期配 套的设备（同步表等）相连，即可对 n#路同期点进行同期控制操作。手动模式时，应注意：同一时刻只切换一路通道，当重选时，选线器会告警并闭锁选线功能 直至重选消失。5安装、调试5.1开箱检查a)打开包装后，检查装置外观是否完好无损；b)检查装置的合格证明书、配套文件、附件、备品备件等是否与订货要求一致，是否与装 箱单描述的型号、名称、数量等一致；c)如有问题，请与制造厂及时联系。5.2安装调试5.2.1安装a)装置应牢固地在屏（柜）上固定，装置各连接螺钉应紧固；b)各装置地应与屏（柜）地用接地线与接地母排及系统大地可靠连接；c)装置接线应符合接线图的要求。5.2

34、.2通电前的检查a)先断开装置的电源输入开关，用开路电压 500 V 的万用表测量电源输入测的电压，查看 测量值是否满足装置供电的要求；b)拔出所有插件，逐一检查插件上的机械零件、元器件是否松动、脱落，检查各插件连接 器是否能插入到位、锁紧是否可靠；有无机械损伤，接线是否牢固；c)检查人机接口（MMI）和面板连接是否可靠。5.2.3绝缘电阻测量绝缘检查前，需要确保装置端子与现场二次回路无任何电气连接。分别短接交流电压回路、 交流电流回路、直流电源回路、开关/信号输入回路、开关/信号输出回路，用 500 V 摇表分别测 量各组回路对地及相互间的绝缘电阻，要求不小于 100 M。5.3装置通电检查装置通电后按照以下步骤检查是否正常：a)LCD 显示屏显示正常画面，无硬件和配置类告警信息；b)LED 指示灯显示正常状态；c)键盘应