biuc-821技术说明书

1、BIUC-821电容器间隔智能单元技术说明书(Version 1.00)许继电气股份有限公司XJ ELECTRIC CO.,LTD.许继电气股份有限公司版权所有（Ver 1.00）本版本说明书适用于 BIUT-821/R1 Verl.OO版本及以上程序。许继电气股份公司保留对本说明书进行修改的权利，当产品与说明书不符时，请以实际产品为准。、八前1. 关于智能变电站传统变电站面临诸如常规互感器的动态量测范围存在局限性、缺乏统一的信息模型和信息交换模型而使电网信息共享难以实现、 智能设备之间缺乏互操作、 大量二次电缆对可靠性 的不利影响等问题。随着新型光电互感器技术的成熟、光通信技术和以太网智能交

2、换技术的发展，以及IEC61850系列国际标准的颁布实施，为解决以上问题的解决提供了技术支撑，同时为智能 变电站的推广应用奠定了基础。智能变电站是变电站技术的发展方向，是坚强智能电网的建设基础和重要组成部分。许继符合IEC61850标准体系的智能变电站自动化系统正是在上述背景下应运而生的。IEC61850标准体系给变电站自动化技术的发展提供了有效的支撑，主要体现在建模的标准化，支持网络通信方式实现智能电子设备之间的信息交互，实现不同设备之间的互操作等。需求的推动和技术的发展使变电站向着全数字化的方向发展，符合IEC61850的全智能变电站是发展的潮流。许继的智能变电站产品基于成熟的软、硬件平台

3、，信息模型和信息交换模型完全遵循IEC 61850的规范，支持互操作，其突出的特点如下：（1）数据采集数字化，采用非常规互感器提高了动态量测水平和测量精度， 降低了绝缘要求，在高压系统采用节约成本效用明显；（2） 一次设备智能化，IEC61850把变电站分为站控层、间隔层和过程层，过程层的智能接 口可以看作是一次设备的延伸和在二次系统中的映射，便于实施精确跳合闸控制和开展设备的状态检修；（3）二次设备网络化，大量的控制电缆被数字通信网络取代，装置冗余被信息冗余取代，降低了工程造价，提高了可靠性；（4）系统建模标准化，统一的信息模型和信息交换模型解决了互操作问题，实现了信息共享，简化了系统维护、

4、工程配置和工程实施。与传统相比智能变电站技术给间隔层设备带来哪些影响呢？间隔层设备的功能模块按照IEC 61850标准进行建模，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块，不再出现功能重复的I/O接口；间隔层设备具备符合 IEC 61850的过程层接口和站控层接口，通过高速以太网进行信息交互，实现信息共享；统一的信息模型和信息交换模型使得设备间满足互操作性；在支持互操作性的基础上，自动化功能可以在间隔层设备自由分布。IEC61850标准的实施、新型光电互感器的应用以及智能断路器技术的成熟将逐步推进 智能变电站的建设，变电站自动化技术将进入全面数字化的新时代。2. 产品应用范围BIUC-821电容器间隔

5、智能单元实现中性点经消弧线圈接地（含小电阻接地）或不接地 中低压系统中装设的并联电容器的保护和测控功能，主要用于智能变电站 10kV电压等级的并联电容器的保护和测控。3. 产品特点逻辑开发可视化保护功能实现可视化逻辑编程，保护源代码完全由软件机器人自动生成，正确率达到100%，杜绝了人为原因产生软件Bug。所有的保护逻辑由基本的元件和组件组成。Status N< - -S.Gtrl N ”Status NStatus N|Status N- - -S.Ctrl MStatus MStatus N . - S.Ctrl NStatus NStatus -NStatus -NrLogicLo

6、gicstate47Kl&1-1-D>lv一 n&t /r事故分析透明化通过分层、模块化、元件化的设计，装置内部实现了元件级、模块级、总线级三级监视点，可以监视装置内部任一个点的数据，发生事故后通过透明化事故分析工具，可以对故障进行快速准确的定位。总线监视组件组故障波形回放:工程应用柔性化采用功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组, 功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。人机界面人性化XJ-GUI和现场调试向导的成功应用，降低了现场维护和运行人员的工作强度，使运行 维护工作变得轻松。借助XJ-GUI

7、界面设计工具，实现操作界面的灵活定制及人性化设计;主接线图及丰富的实时数据显示;类 WINDOWS运行状态诜设査 皆即本试肓卽尸 报打版调逋吋用菜单，通过菜单提示，可完成装置的全部操作。1 概述 11.1 应用范围及保护配置 11.2 产品特点 22 技术指标 32.1 基本电气参数 32.2 主要技术指标 32.3 环境条件 72.4 通信接口 73 保护原理介绍 73.1 三段过流保护 83.2 反时限过流保护 83.3 过电压保护 93.4 低电压保护 93.5 不平衡电压保护 1.03.6 不平衡电流保护 1.03.7 零序过流保护 1.13.8 非电量保护 1.13.9 联切电容器保

8、护 1.11.23.10 闭锁投切 1.23.11 辅助元件.3.12遥测、遥信及遥控功能.133.13录波.133.14GPS对时1.3.3.15网络通信1.3.4 装置硬件介绍 1.4.4.1 结构与安装 1.4.4.2 装置插件介绍 1.4.4.3装置端子图20.4.4 装置网络信息配置20.5 BIUC-821定值清单及整定说明 21.5.1 投退控制字21.5.2 功能控制字 22.6 订货须知26.7 附图26.1 概述1.1应用范围及保护配置BIUC-821电容器间隔智能单元实现中性点经消弧线圈接地电阻接地或不接地中低压系 统中装设的并联电容器的保护和测控功能，主要用于智能变电电

9、压等级的并联电容器的保 护和测控。装置配置龛个与智能一次设备接口的过程层以太网口EC61850-9-或IEC61850-9-2 通讯规约；配置有个与站控层通信的以太网口，支持6185通讯规约。具体保护配置详见表1。表1-1BIUC-821/R装置的保护配置功能名称保护功能三段过流保护过电压保护低电压保护不平衡电压保护不平衡电流保护零序电流保护4路非电量保护联切电容器闭锁投切控制回路异常告警弹簧未储能告警测控遥信开入米集、装置遥信变位、事故遥信功能正常断路器遥控分合模拟量的遥测1.2 产品特点硬件特点：采用专业、成熟的硬件平台，保证了硬件的可靠性，并实现了不同电压等级保护装置的硬 件共享，降低了

10、装置购买成本和备件储备成本；硬件回路的全面自检，实现了装置的免维护；配置大容量存储空间，可存储条事件报告记录和0条动作报告记录，为事故分析提 供充足信息；配置2个与站控层通信的以太网口，支C6185通讯规约。软件特点：分层化、模块化、元件化的软件设计，实现了不同产品软件的最大限度公用，保证了软件 的可靠性；许继独立产权的VLD'可视化工具，实现了业界在高、中、低电压等级都采用继电保护语言开发软件的梦想；独特的“日志系统”设立总线级、模块级、元件级共三级检测点，并具备离线的逻辑仿真 功能，实现了事故分析“透明化”消除不明原因事故；采用“功能自描述” “数据自描述”专利技术开发的客户定制工

11、具，取代了靠修改源程 序以满足不同用户对产品需求的方式，实现了软件“柔性化用户对软件版本的统 一管理。123界面特点:采用类Win dows图形界面设计，菜单简洁、操作方便，实现了用户使用；免学习”许继独立产权的XJ-GU”界面设计工具，实现了操作界面的灵活定制及人性化设计; 大液晶可自动显示美观的主接线图和丰富的实时数据。2 技术指标2.1 基本电气参数2.1.1 额定交流数据输入方式：模拟量额定交流电压n： 4/ 3 V ；额定交流电流：保护0.2V测量4V;额定频率n： 50 Hz。2.1.2 额定直流数据220 V或 110 V 允许变化范围80%115%。2.1.3 功率消耗不大于5

12、0 W；2.2主要技术指标保护定值整定范围及误差定值整定范围交流电压:2V160V；交流电流：0.04In-20I n；延时：Os 1OOs定值误差电流：< ±2.5%或=0.01In电压：< ±2.5%或=0.25V延时误差：定时限延时平均误差不超过整定值的或±Oms；222测量精度电流精度：±2%;电压精度：±2%;频率精度±0.02 Hz功率测量有功功率、无功功翠、视在功率、功率因数；测量精度为0.5%。遥信开入：输入方式）C220V DC11OV或DC48V俞入，带光电隔离；事件顺序记录站内分辨率：2ms记录容量及

13、定值区容量故障录波内容和故障事件报告容量记录故障前个周波、故障后个周波所有电流电压波形；保护装置可循环记录故 障事件报告。正常波形记录容量正常时保护可记荊个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。异常记录容量可循环记录0次事件记录和装置自检报告。事件记录包括软压板投退、开关量变位等；装 置自检报告包括硬件自检出错报警等。装置提使2套定值区224对时方式智能变电靖NTP寸时命令；IRIG-B码对时；GPS永冲对时（分脉冲或秒脉冲）绝缘性能绝缘电阻装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准试验条件下，不小于。介质强度装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交H；电压2 kV有效值，历时1 min试验，而无

14、绝缘击穿或闪络现象。冲击电压装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为 5 kV的标准雷电波短时冲击检验。机械性能工作条件能承受国家或行业标准规定的严酷等级为I级的振动和冲击响应检验。运输条件能承受国家或行业标准规定的严酷等级为I级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。抗电气干扰性能抗辐射电磁场骚扰能力：能承受T 14598.9-2002第4章规定的严酷等级为川级的辐射电磁场骚扰；抗快速瞬变干扰能力：能承B/T 14598.10-199第4章规定的严酷等级为W级的快速瞬变干扰；抗衰减振荡波脉冲群干扰能能承受GB/T 14598.13-199第3章和第4章规定的

15、严酷等级为川级的脉冲群干扰试验抗静电放电干扰能力：能承B/T 14598.14-199第4章规定的严酷等级为川级的的静电放电干扰；射频传导发射干扰能:符合GB/T 14598.16-200第4章规定的传导发射限值。抗工频磁场干扰能力：能承受/T 17626.8-1998第 5章规定的严酷等级为W级的工频磁场干扰抗脉冲磁场干扰能力：能承受/T 17626.9-1998第 5章规定的严酷等级为W级的脉冲磁场干扰。抗阻尼振荡磁场干扰能力按GB/T 17626.10-199第5章规定的严酷等级为W级的阻 尼振荡磁场干扰。抗浪涌骚扰能力：能承® 60255-22-5:200第4章规定的浪涌骚扰

16、。抗射频场感应的传导骚扰能力承受EC 60255-22-6:200第4章规定的射频场感应的 传导骚扰。抗工频干扰能力：能承EC 60255-22-7:20（第4章规定的工频干扰。2.3 环境条件工作环境温度：W C455 C, 24 h内平均温度不超过35 C储运环境温度：25 C470 C,在极限值下不加激励量，装置不出现不可逆变化，温 度恢复后装置应能正常工作。相对湿度最湿月的平均最大相对湿度0%,同时该月的月平均最低温度为C且表面无凝露。最高温度为0PC时，平均最大相对湿度不大于%。大气压力：80 kP110 kPa2.4 通信接口过程层通讯配置：光以太网口，传输介质为光纤，采C 618

17、5规约。电以太网口1个，传输介质为通信电缆，采用6185规约。网络通信配置：以太网通讯个，采用EC-6185规约，传输介质为通信电缆。GPS寸时通讯接口 1个，可迦S-485或RS-232GPS寸时脉冲接口 1个。调试接口：个，USB口。3 保护原理介绍本装置的保护功能设计，基于许继公司开发的可视化逻辑开发环境（时采用分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分。3.1三段过流保护装置设三段过流保护，各段电流及时间定值独立整定，可通过各自的投退控制字对这三段保护分别进行投退。过流保护原理框图如图图3-1 :三段过流保护原理框图3.2反时限过流保护装置

18、设有反时限过流保护，可由保护投退控制字和软压板进行投退。本装置共集成了 的反时限过流保护，用户可根据需要选择任何一种特性的反时限保护。特性1、2、3采用了国际电工委员会标准C255-4和英国标准规范BS142.196）规定 的三个标准特性方程，分别对应延时方式的分别列举如下：(I Ip)0.02 1 p0.1413J *Tp(I Ip) 1特性1 （一般反时限）802*Tp(I Ip)2 1特性2 （非常反时限）特性3 （极端反时限）以上三个方程式中为保护电流t为动作时间；为电流基准值，取反时限过流保护基准值Ifdz；邛为时间常数，取反时限过流保护时间I常数反时限过流保护原理框图如下图所示。反

19、时限过流投入跳闸反时限过流动作显示、远传保护跳闸图3-2反时限过流保护原理框图3.3过电压保护过电压保护可选择动作于跳闸或告警。过电压保护经跳位闭锁，原理框图如图图3-3过电压保护原理框图3.4低电压保护为防止系统故障后线路断开引起电容器组失去线路重合又使母线带电电容器组因电压累积而过电压损坏，设置低电压保护。为避断线引起低电压误动，保护设有流闭锁条件（该闭锁条件可投退）低电压保护设有软压板控制投退，原理框图如图3.5不平衡电压保护不平衡电压保护主要反映电容器组内部故障。不平衡电压保护原理框图如图图3-5不平衡电压保护原理框图3.6不平衡电流保护不平衡电流保护主要反映电容器组内部故障。不平衡电

20、流保护原理框图如图图3-6不平衡电流保护原理框图3.7零序过流保护装置应用于经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，可以采用直接跳闸方法。装置设一 段零序过流保护“零序过流跳闸”控制字整定为时只告警，整定为“时跳闸。在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序过流继电器直接跳闸方式 零序过流保护原理框图如图零序过流告警3-7零序过流保护原理框图3.8 非电量保护装置设有四路非电量保护，出口时间可以整定。非电量可以通过控制字及软压板选择动作于跳闸或告警。原理框图如3图所示。非电量n告警图3-8非电量保护原理框图3.9 联切电容器保护装置设置75路联切电容IGOOS开入。当装置通

21、过过程层接口接收到任OOS开入时, 瞬时联切电容器，发联切电容器报文并上送后台。3.10闭锁投切装置设置了闭锁投切控制字。当闭锁投切控制字投入，装置检测到有闭锁投切开入或保护跳闸 （过电压、低电压及联切电容器保护跳闸除则启动闭锁投切出口。闭锁投切出口在复归后返回。3.11辅助元件模拟量通道自检TV异常检测可以用控制字进行投退。当过流保护启动时，异常检测。TV异常判据为1） U1小于30V且合位或有流2） 3U2大于18V;满足上述任一条件则延时10s,报TV异常，展宽0s。光纤通道自检过程层通道自检异常后，发告警并闭锁电容器联切保护。控制回路异常告警装置采集断路器的跳位和合位，当电源正常、断路

22、器位置辅助接点正常时，必然有一个跳位或 合位，否则，经S延时报“控制回路异常”告警信号，但不闭锁保护。弹簧未储能告警装置设有弹簧未储能开入，为适应不同弹簧机构储能延时的情况带有延时定值，装置收到开入 后经延时报弹簧未储能告警信号，同时闭锁遥控合闸。跳位异常告警装置采集断路器的跳位和合位，当断路器处于跳闸位置时如果任一相有电流延珈经“跳位异常”告警。装置故障告警保护装置的硬件发生故障（包括定值出错，定值区号出错，开出回路出错，通讯设置出错，出 口配置出错，装置参数出，错装置的LCD显示故障信息，并闭锁保护的开出回路，同时发中央信 号。3.12遥测、遥信及遥控功能遥测：测量a、lb、lc、Ua U

23、b、Uc、Uab Ubc、Uca P、Q、f、S、COSZ;遥信：各种保护动作信号及断路器位置遥信、开入遥信等；遥控：远方控制跳、合闸，压板投退、修改定值等。3.13录波装置记录保护跳闸前周波，跳闸后周波的采样数据，保护跳闸后上送变电站自动化主站； 或者由独立的故障分析软件，分析故障和装置的跳闸行为。录波数据顺序依次为：各保护电流电压 （la、lb、lc、Ua、Ub、Uc、Ubp、Ibp），合位、跳位、各种保护动作状态及四个非电量开入。3.14 GPS对时装置通过与变电站自动化主站通信，得到年月日时分秒的信息，并配S对时开入，连 接到站内GPSS收器的秒脉冲输出，实现毫秒的对时，对时精度小于3

24、.15网络通信装置具有孤S-485通信接口，可以直接与微机监控或保护管理规通信用EC-61850 规约。4 装置硬件介绍4.1 结构与安装装置采用标准U半宽机箱用嵌入式安装于屏机箱结构和屏面开孔尺寸分别见图4-1。图4-1装置机箱外形尺寸装置的安装尺寸如482所示。图4-2装置机箱安装尺寸4.2 装置插件介绍插件配置装置的插件配置如图3所示。其中1#为交流插件2#为CPU插件,3#为扩展插件或空插件，4#为操作插件5#为稳压电源插件5#4#3#2#1#电 源 插 件操 作 插 件扩 展 插 件 或 空 面 板CPU插 件交 流 插 件图4-3装置插件配置422交流插件本插件将系统电压互感器、电

25、流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用HK-1HK-2HK-33HK-42 4HK-5交流插件图4-4交流插件端子定义图HK-1为A相模拟量输入端子。其HK-1-1、HK-1-2、HK-1-3分别为Ua la、CIa的极性端,HK-1-4为A相模拟量公共端;HK-2为B相模拟量输入端子。其中-2-1、HK-2-2、HK-2-3分别为Jb、lb、CIb的极性端,HK-2-4为B相模拟量公共端；HK-3为C相模拟量输入端子。其HK-3-1、HK-3-2 HK-3-3分别为Uc、lc、Clc的 极性端,HK-3-4为C相模拟量公共端。HK-4为不平衡模拟量输入端其中H

26、K-4-1、HK-4-2分别为Jbphc、Ibph的极性端,HK-4-4为不平衡模拟量公共端。扩展插件扩展插件 ©Ioan ElCHIlffll&F1V1EILU-LJLI301公共端302手车分303公共端304手车合305公共端306地刀分307公共端308地刀合309公共端310备用1-1 311备用1-2312公共端313备用2-1314备用2-2315公共端316备用3-1317备用3-2318公共端319备用牛1320备用4-2321公共端322闭锁手车323324公共端325闭锁地刀326327公共端328备用5-1325 备用5-2326公共端327备用6-1

27、328备用6-2图4-5扩展插件端子图操作插件本插件作为断路器的操作回路及电源监视回路，适用于及以下电压等级系统。除完成断 路器跳合闸操作并正确反映分合情况外，还设有防止断路器跳跃的防跳回路。401 为 +KM;402为跳位监视输入端子；403为其它保护合闸入口；404、406分别接断路器合闸线圈、断路器跳闸线圈；405为合位监视；408 接-KM (-220V或-110V);操作插件 Ln '-1j *口 -r r i匚，<D401+KM操作回路402跳位监视403合闸入口404合闸机构405合位监视406跳闸机构407跳闸入口408-KM409备用出口 7410411备用出口

28、 8412413414415416+220V/+110V-220V/-110V417手车试验位置418手车工作位置419地刀合位 420弹黄未储能r 421遥信1422遥信2423非电量1424非电量2425非电量3426非电量4427428429430431| 432开入负电源图4-6信号插件端子图425 CPU插件CPU插件是在分析和借鉴了国内外同类产品基础上，从技术和开发手段的先进性，软硬件资源 的通用性，系统的可靠性等方面出发，开发研owerp（型保护插件。作为基本的软硬件平台， 在单块PCB板上完成数据米集、保护及控制功能等。426稳压电源插件501+24V502-24V503 :5

29、04505506507508509510511512 ：失电告警513514电源+515 1电源-516大地图4-11稳压电源插件端子定义本插件为直流逆变电源插件。直流V或110 V电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压j,V即±5 V及 24 乂电源插件具有失电告警功能。501 为+24V。502 为-24U512513为失电告警接点，保护正常运行时此接点断开，保护装置失电后，接点闭合。用于对 保护装置工作电源的监视。514为装置工作电源正极性端515为装置工作电源负极性端，该装置可外接或110V直流工作电源。516为装置屏蔽地，应将此接点直接连到接地

30、铜排。4.3装置端子图电源插件插件）操作插件4#插牛）扩展插件3#插件）CP插件（2插件）交流插件1#插件）上1+24V2-24V3456789101112失电告警-113失电告警-214电源+15电源-16大地上1+KM2跳位监视操3合闸入口作4合闸机构5合位监视回6跳闸机构路7跳闸入口8-KM910备用出口工12备用出口8131415301302手车分303304手车合C：305306地刀分C2307308地刀合309310311备用出口E312313314备用出口E315316备用出口上1RXD/485+通讯2TXD/485-30V4485+5485-60V7B码+B码对时8酹HK-2H

31、K-31Ua+2Ia+3CIa+4AGND1Ub+2Ib+CIb+AGND1Uc+ 12Ic+3.CIc+4AGND下1手车试验位置2手车工作位置3地刀合位4弹簧未储能强5遥信1电6遥信27非电量开8非电量2入9非电量310'非电量1111213141516开入负317备用出口31/318319320备用出口4E321322323闭锁手车E324325326闭锁地刀327328329备用出口5330331332备用出口5E下1真空度监测扌弱电开入2触头温度检测3调理单元失电4遥信35遥信46遥信57遥信68遥信79遥信810遥信911开入负一12遥信0弱电 开入13闭锁投切14开入负二

32、15GPS+对时16GPS-HK-411Ubph+ I2lbph+1 4AGND4.4装置网络信息配置本装置用到BGOOS输入信息通过网络交换GOOSES入信息表如下:GOOSE俞入信息表序号名称备注1联切电容器2联切电容器3联切电容器4联切电容器5联切电容器5 BIUC-821定值清单及整定说明装置可存储32套定值，对应的定值区号为31。整定时，未使用的保护功能应退出压板, 使用的保护功能投入压板，并对相关的控制字、电流、电压及时限定值进行整定。BIUC-821定值范围见表-5:5.1投退控制字表5-1投退控制字定义序号名称代号说明1保护投退控制字TTKZ每位对应一个控制位的定义参见表2表5

33、-2保护投退控制字位定义位序号定值名称定值范围说明备注0过流I段投010:退出1:投入投退1过流U段投010:退出1:投入投退2过流川段投010:退出1:投入投退3反时限过流投010:退出1:投入投退4过电压投010:退出1:投入投退5低电压投010:退出1:投入投退6不平衡电压投010:退出1:投入投退7不平衡电流投010:退出1:投入投退8零序过流投010:退出1:投入投退9非电量1跳闸010:退出1:投入投退10非电量2跳闸010:退出1:投入投退11非电量3跳闸010:退出1:投入投退12非电量4跳闸13闭锁投切投010:退出1:投入投退14TV异常投010:退出1:投入投退注 1、弹簧未储能告警固定投入，不设投退控制5.2功能控制字表5-3功能控制字序号名称代号说明1保护功能控制字GNKZ每位对应一个控制位的定义参见表4表5-4功能控制字位定义位序号名称代号范围rH x.步长说明0控制回路检测投KZHLTR0111/0:投入退出1过电压跳闸GYTZ0111/0:投入退出2低压有流闭锁投DYYL0111/0:投入退出3零序过流跳闸FDL1TZ0111/0:投入退出521保护定值表5-5保护定值in为5A)序号名