9719 风电场箱变测控装置
9719 风电场箱变测控装置

9719风电场箱变测控装置应用于风电场箱式变压器高、低压侧全部信息的监测、控制及事件信息上传。可采集风电场升压变压器的模拟量采集、非电量保护、远方控制;高压侧开关的远方控制、信号采集;辅助变压器的远方控制、信号采集和通讯功能。实现升压站对风电场的远程管理和自动化监控,满足风电场箱变的“无人值班,少人值守”的运行管理方式。
如果接入保护CT,可含有差动保护、过流保护等所需要的保护功能。
9719样品图9719样品图
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保护功能(低压侧):

1.电流保护:
速断;    
限时速断;
过电流;  
过负荷; 
2.电压保护:
过电压;
低电压;
PT断线;
PT失压; 
3.非电量保护:
重瓦斯跳闸、轻瓦斯告警;
温度超高跳闸、高温告警;
油位高告警、油位低告警;
压力释放(跳闸、告警可选);
压力异常告警;
4.装置自检:
装置自检出现故障时,故障继电器有出口,同时红色故障指示灯点亮。

 

开入量采集:

 装置有32路遥信开入,开入量公共端电压24V由装置自供。
 1.非电量开入:
重瓦斯跳闸、轻瓦斯告警;
温度超高跳闸、高温告警;
油位高告警、油位低告警;
压力释放(跳闸、告警可选);
压力异常告警;
2.一般遥信:
一般遥信为23路,图纸上大部分已经定义好了,也可以在后台监控主机上重新定义。

 

模拟量采集:

1.模拟量采集:
高压侧:IAh、IBh、ICh、Uah、Ubh、Uch;
低压侧:IAL、IBL、ICL、UaL、UbL、UcL。

 

2.模拟量计算量:
Uab1、Ubc1、Uca1;   Uab2、Ubc2、Uca2;
P1、Q1、COSΦ1、F1; P2、Q2、COSΦ2、F2 ;
PA1、PB1、PC1、COSA1、COSB1、COSC1;(1#变压器单相计算量)
PA2、PB2、PC2、COSA2、COSB2、COSC2;(低压侧压器单相计算量)
两组正向有功电度、正向无功电度、反向有功电度、反向无功电度。
说明:1-为高压侧对应量;2-低压侧对应量。

3.直流量采集:
 两路温度传感器(PT100)输入测量功能(也可以做为DC:4~20mA采集);
 一路DC:4~20mA采集;
二路DC:4~20mA备用采集;
二路DC:4~20mA备用输出(正常输出为I,P)

继电器出口:

1.遥控继电器(8路):
 高压侧开关遥控分合各1路(要求均是电动的开关);
 低压侧开关遥控分合各1路(要求均是电动的开关);
 辅助变低压开关遥控分合(要求均是电动的开关);
2.保护继电器(4路):
高/低压侧的电流保护出口、非电量保护出口各2路;
3.信号继电器(4路):
  告警继电器1路;
  事故继电器1路;
  装置故障继电器1路;
  装置失电继电器1路。
4.备用继电器(1路);

 

装置电源:

1.工作电源:AC/DC 85~265范围内,均可正常工作。
2.控制电源:继电器出口为无源接点,可直接加入分合闸线圈对应的电源。
3.开入电源:开入量电源24V由装置直接供应,开入量输入一定接无源接点。
  说明:若开入量需要DC220V,订货时请说明即可。

 

装置通讯:

1.通讯接口:
2路以太网口。
1路485口。
2.通讯规约:IEC60870-5-103通讯规约。

 

装置指示灯:

  装置面板上共有8个指示灯,从左到右依次为:
灯1-运行(绿色)、 
灯2-电源(绿色)、 
灯3-高合(高压侧开关合位、红色)
灯4-高合(高压侧开关分位、绿色)
灯5-低合(低压侧开关分位、红色)
灯6-告警(告警事件,红色)
灯7-事故(跳闸事件,红色)
灯8-故障(装置故障,红色) 
 

 

装置特点

1.加强型单元机箱,按抗强振动、强干扰设计,特别适应于恶劣环境,适用于风电场-40℃~70℃的宽温工作环境。
2.装置的集成电路全部采用工业品或军工品,使装置有很高的稳定性和可靠性。满足风电场关门运行的要求。
3.装置采集变压器高/低压侧两组各侧的三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度用于综自系统的遥测。
4. 装置采用液晶,中文显示,菜单式人机交互,可实时显示各种运行状态及数据,信息详细直观,操作、调试便捷。
5.可独立整定多套定值,定值区切换安全方便,可以满足风电场电不同时期的定值需求。
6.大容量的信息记录:可保存四组共80 个最近发生的历史报告,动作信息记录、告警信息记录、开关量变化记录、操作记录,可带动作参数,掉电保持。
7.装置结构按箱变开关柜要求设计,安装方式简单,配线方便。实时多任务操作系统,模块化编程;实时性好,可靠性高。
8.多套保护定值,定值区切换安全方便。
9.标准103通信规约,方便与微机监控或保护管理机联网通讯。
10.双以太网接口,1路485接口,保证快速通信的可靠性。

 

保护原理说明

速断
1.速断-“投”;
2.保护电流ia、ib、ic任何一相≧ 电流速断定值;
满足以上条件,保护立即出口,同时驱动事故信号继电器,面板事故灯亮。
限时速断
1.限时速断-“投”;
2.保护电流ia、ib、ic任何一相≧ 限时速断定值;
3.加入电流时间≧限时速断延时;
满足以上条件,保护立即出口,同时驱动事故信号继电器,面板事故灯亮。
过电流
1.过电流-“投”;
2.保护电流ia、ib、ic任何一相≧过电流定值;
3.加入电流时间≧过电流延时;
满足以上条件,保护立即出口,同时驱动事故信号继电器,面板事故灯亮。
过负荷
1.过负荷-“投”;
2.保护电流ia、ib、ic任何一相 ≧ 过负荷定值;
3.加入电流时间≧过负荷延时;
满足以上条件,告警,并驱动告警信号继电器,面板告警灯亮。
过电压
1.过电压-“投”;
2.任何两相线电压Uab、Ubc、Uca采样值之一≧ 过电压定值;
3.过电压采样延时时间≧过电压延时;
满足以上条件,保护立即出口,同时驱动事故信号继电器,面板事故灯亮。
低电压
1.低电压-“投”;
2.两相线电压Uab、Ubc、Uca采样值同时≦ 低电压定值;
3.低电压采样延时时间≧低电压延时;
4. 两相线电压均≧30V;
    满足以上条件,保护立即出口,同时驱动事故信号继电器,面板事故灯亮。
PT断线
1. PT断线-“投”;
2.一相线电压采样值 ≧ PT断线电压定值,另一相线电压采样值 < PT断线电压定值;
  满足以上条件,装置延时10s发生PT断线保护,并驱动告警信号继电器,面板告警灯亮。
PT失压
1. PT失压-“投”;
2.两相线电压都小于PT失压定值;
3.保护电流ia、ib、ic任何一相 ≧ 0.3A;
  满足以上条件,装置延时10s发生PT失压保护,并驱动告警信号继电器,面板告警灯亮。

 

装置接线

1.开入量接线
  开入量采集板分为1R、2R,开入量采集板1R定义如下:
1R1 –高侧合位信号,接高压侧开关的无源常开接点;
1R2 –高侧分位信号,接高压侧开关的无源常闭接点;
1R3 –高侧储能信号,接高侧储能电机开关的无源接点;
1R4 –高侧手跳信号,接高压侧转换开关的无源常开接点;
1R5 - 高侧遥控允许,接高压侧转换开关的无源常开接点;
1R6 - 高侧遥控允许,接高压侧转换开关的无源常开接点;

1R7 –低侧合位信号,接低压侧开关的无源常开接点;
1R8 –低侧分位信号,接低压侧开关的无源常闭接点;
1R9 –低侧储能信号,接低侧储能电机开关的无源接点;
1R10–低侧手跳信号,接低压侧转换开关的无源常开接点;
1R11- 低侧遥控允许,接低压侧转换开关的无源常开接点;
1R12- 低侧遥控允许,接低压侧转换开关的无源常开接点;
1R13- 出线刀闸合位信号;
1R14- 出线地刀合位信号;
1R15- 开关地刀合位信号
1R16- 备用开入量;
1R17- 开入量公共端(电源-24V由装置自供)。

2R1 –轻瓦斯,  接变压器本体瓦斯继电器的无源常开接点;干变则不接。
2R2 –重瓦斯,  接变压器本体瓦斯继电器的无源常开接点;干变则不接。
2R3 –变压器高温,接变压器本体油温变送器的无源常开接点;告警信号
2R4 –变压器超高温,接变压器本体油温变送器的无源乘客接点;跳闸信号
2R5 –高压室门闭合,接高压变压器网门行程开关的无源常开接点。
2R6 –油位高,  接变压器本体油位变送器的无源储能接点;告警信号
2R7  -油位低,  接变压器本体油位变送器的无源储能接点;告警信号
2R8 –压力释放,接变压器本体气阀变送器的无源储能接点;告警/跳闸可选。
2R9 –压力异常,高压侧选用SF6开关,接气压继电器无源常开接点;告警信号
2R10- 低压室门闭合,接低压变压器网门行程开关的无源常开接点。
2R11-高压操作室门闭合,信号量啊输入。
2R12-备用信号告警(备用开入量);
2R13-备用非电量跳闸(备用开入量);
2R14-备用开入量,接端子上没有定义的备用元件无源常开接点;
2R15-备用开入量,接端子上没有定义的备用元件无源常开接点
2R16-备用开入量,接端子上没有定义的备用元件无源常开接点;
2R17-开入量公共端(电源-24V由装置自供)。

2.直流量采集接线
  在风电场中,测量变压器本体温度、箱变中的室温通常采用三线制Pt100铂电阻信号采集。
若采集三线制Pt100铂电阻信号:可接
端子:D1/D2/D3 采集第一路Pt100铂电阻信号;
端子:D6/D7/D8 采集第二路Pt100铂电阻信号;
若不采集电阻信号,可采集4~20mA信号:可接
端子:D4/D5   采集第一路直流信号;
端子:D9/D10  采集第二路直流信号;
端子:D11/D12 采集第三路直流信号(备用采集回路);
说明:风电场中,主要采集变压器本体温度、箱变室温。若需要输出直流信号,可扩展接
端子:D13/D14 输出第一路直流信号;
端子:D15/D16 输出第二路直流信号;

3.继电器出口
  继电器出口板分为1C、2C,出口继电器均为无源点接出,对应定义如下:
1C1/1C2  —高压侧遥控合闸、  1C3/1C4  —高压侧遥控分闸;
1C5/1C6  —备用出口、        1C7/1C8  —非电量跳闸高压侧;
1C9/1C10 —低压侧遥控合闸、  1C11/1C12—低压侧遥控分闸;
1C13/1C14—备用出口、        1C15/1C16—非电量跳闸低压侧;

2C1/2C2  —备用出口、        2C3/2C4  —备用出口、
2C5/2C6  —备用出口、        2C7/2C8  —备用出口;
2C9/2C10 —备用出口、        2C11/2C12—装置故障发信号;
2C13/2C14—告警信号、        2C15/2C16—事故信号;
 P15/P16—装置失电信号。

4.工作电源:
 P1/P2—装置工作电源,直流电P1接+,P2接-;交流电不分。
工作范围:AC/DC:85~265V。
 备注:P3-装置接地。

5.防跳回路(控制高压侧):
P4-防跳负电源、P5-自保持正电;
P6-合闸回路、  P7-合闸线圈;
P8-跳闸回路、  P9-跳闸线圈;
P10-TWJ至HQ(分位灯采集)

6.交流量采集:
 Z1/Z2/Z3—对应接Ua1/Ub1/Uc1输入端,F1/F2/F3短接后为Un1(接中心点或者直接接地),为高压侧母线电压,直接采样AC:0-120V。
Z4/Z5/Z6—对应接Ua2/Ub2/Uc2输入端,F4/F5/F6短接后为Un2(接中心点或者直接接地),为低压侧母线电压,可直接采样AC:0-120V,也可直接采集490V。
Z8/Z9/Z10  —对应接Ia1/Ib1/Ic1输入端,为高压侧二次测量或保护电流。
F8/F9/F10  —对应接Ia1/Ib1/Ic1输出端,为高压侧测量或保护公共端In1。
Z11/Z12/Z13  —对应接Ia2/Ib2/Ic2输入端,为低压侧二次测量或保护电流。
F11/F12/F13  —对应接Ia2/Ib2/Ic2输出端,为低压侧二次测量或保护公共端In1。

6.通讯接口:
 1R18/1R19/1R20—对应接485A/485B/485地。
 以太网口2路,使用网线接。

技术指标

1.额定数据
a. 额定电源电压: AC/DC: 85~265
b. 额定交流数据:交流电压: 0~480V
交流电流: 5A 或1A (装置自适应)
额定频率: 50Hz
c. 热稳定性:
交流电压回路:长期运行1.2Un
交流电流回路:长期运行2In
2.装置功耗
a. 交流电压回路: 每相不大于0.5VA;
b. 交流电流回路: In=5A 时每相不大于1VA;
In=1A 时每相不大于0.5VA;
c. 保护电源回路: 正常工作时,不大于10W;
保护动作时,不大于15W。
3.环境条件
a. 环境温度:
工作: -40℃~+70℃。
储存: -40℃~+85℃,相对湿度不大于80%,周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆转的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
b. 相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时,平均最大湿度不超过50%。
c. 大气压力:80kPa~110kPa(相对海拔高度2km 以下)。
4.抗干扰性能
a. 脉冲群干扰试验:能承受GB/T14598.13-1998 规定的频率为1MHz 及100kHz 衰减振荡波(第一半波电压幅值共模为2.5kV,差模为1kV)脉冲群干扰试验。
b. 快速瞬变干扰试验:能承受GB/T14598.10-2007 第四章规定的严酷等级为A 级的快速瞬变干扰试验。
c. 辐射电磁场干扰试验:能承受GB/T14598.9-2002 第四章规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验。
d. 静电放电试验:能承受GB/T14598.14-1998 中4.1 规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。
e. 电磁发射试验:能承受GB/T14598.16-2002 中4.1 规定的传导发射限值及4.2 规定的辐射发射限值的电磁发射试验。
f. 工频磁场抗扰度试验:能承受GB/T17626.8-2006 第5 章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。
g. 脉冲磁场抗扰度试验:能承受GB/T17626.9-1998 第5 章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。
h. 阻尼振荡磁场抗扰度试验:能承受GB/T17626.10-1998 第5 章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。
i. 浪涌抗扰度试验:能承受IEC 60255-22-5:2002 第4 章规定的严酷等级的浪涌抗扰度试验。
j. 传导骚扰的抗扰度试验:能承受IEC 60255-22-6:2001 第4 章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。
k. 工频抗扰度试验:能承受IEC 60255-22-7:2003 第4 章规定的工频抗扰度试验。
5.绝缘性能
a. 绝缘电阻:各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。
b. 介质强度:装置通信回路和24V 等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V(有效值)的交流电压,历时1min 的检验无击穿或闪络现象;其余各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受50Hz、2800V 的直流电压,历时1min 的检验无击穿或闪络现象。
c. 冲击电压:装置通信回路和24V 等弱电输入输出端子对地,能承受1kV(峰值)的标准雷电波冲击检验;其余各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。
6.机械性能
a. 振动响应:装置能承受GB/T 11287-2000 中4.2.1 规定的严酷等级为I 级振动响应检验。
b. 冲击响应:装置能承受GB/T 14537-1993 中4.2.1 规定的严酷等级为I 级冲击响应检验。
c. 振动耐久:装置能承受GB/T 11287-2000 中4.2.2 规定的严酷等级为I 级振动耐久检验。
d. 冲击耐久:装置能承受GB/T 14537-1993 中4.2.2 规定的严酷等级为I 级冲击耐久检验。
e. 碰撞:装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。
7.测量精度
a. 各模拟量的测量误差不超过额定值的±0.5%;
b. 功率测量误差不超过额定值的±1%;
c. 开关量输入分辨率不大于2ms;
8.触点容量
a. 在电压不大于250V,电流不大于1A,时间常数为5ms±0.75ms 的直流有感负荷电路中,触点断开容量为50W,长期允许通过电流不大于5A。
b. 在电压不大于250V,电流不大于2A 的交流回路(cosφ=0.4±0.1)中触点断开容量为250VA,长期允许通过电流不大于5A。
四.装置硬件
装置采用加强型单元机箱,按抗强振动、强干扰设计;确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。不论组屏或分散安装均不需加设交、直流输入抗干扰模块。面板上包括液晶显示器、信号指示灯、操作键盘等。
装置主要插件:CPU 插件1R、开入插件2R,直流插件D、继电器出口插件1C、继电器出口拓展插件2C、操作回路插件P、交流插件Z/F以及人机对话插件(总线及液晶)。
1.CPU 插件(板件编号:1R)
本插件集成了数据采样处理,双以太网通信、1路485通讯以及保护功能,CPU板自身带16路开入量采集。插件采用多层印制板和表面贴装工艺,采取了多种抗干扰措施,大大提高了抗干扰性能。
2.开入插件(板件编号:2R)
考虑到光伏变保护的特殊性,特增加了开入插件板,共有16路24V开入输入接点(特殊需要可以更改为强电开入)。
3.直流插件(板件编号:D)
可采集2路Pt100铂电阻信号(也可作为2路DC4~20mA、或0-5V信号采集),1路DC4~20mA(或0-5V)信号,可延伸拓展2路DC4~20mA(或0-5V)信号。在用户需求的情况下,可输出2路DC4~20mA
4.继电器出口插件(板件编号:1C)
   本板件有8路继电器输出,可完全保护控制升压变两侧2个开关。
5.继电器出口拓展插件(板件编号:2C)
   考虑到负荷开关、辅助变压器的控制以及信号出口,特增加了此拓展插件,共有8路继电器输出。
6. 操作回路插件(板件编号:P)
   本插件含有:装置工作电源、高压侧开关的操作回路、防跳回路(需电动开关才可)、装置失电信号功能。
7. 交流回路插件(板件编号:Z/F)
  交流插件分Z/F两个回路,Z回路采集分裂变低压侧1#、F回路采集分裂变低压侧2#。交流变换部分包括电流变换器TA 和电压变换器TV,用于将系统TA、TV 的二次侧电流、电压信号转换为弱电信号,供CPU 插件转换,并起强弱电隔离作用。
本插件包括6 个电流变换器TA、6 个电压变换器TV。
6 个TA 分别变换测量电流IA1、IB1、IC1、IA2、IB2、IC2 共6 个电流量;
6 个TV 分别变换测量电压UA1、UB1、UC1、UA2、UB2、UC2 共6 个电压量。
说明:1-为高压侧对应量,2-为低压侧对应量。
8. 总线回路插件(板件编号:ZX)
   总线回路插件作为以上7个板件和液晶板的连接器。
9.人机对话插件—液晶显示及按键操作(板件编号:YJ)
人机对话插件安装于装置面板上,是装置与外界进行信息交互的主要部件,采用大屏幕液晶显示屏,全中文菜单方式显示(操作),主要功能为:键盘操作、液晶显示、信号灯指示。

 

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