目次11212.122.2主CPU22.332.4通口模32.542.64353.153.253.35464.164.264.364.474.574.67585.185.2867裝置隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展電網(wǎng)規(guī)模越來越大單機容量及網(wǎng)壓水平也逐步提高這些進(jìn)展使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題日趨嚴(yán)重本系列裝置是根據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制導(dǎo)則的要求在電力運行部門的需求配合下為提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性而研制解列功能 監(jiān)測功能本裝置可以作為區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)的就地單元為穩(wěn)定控制決策單元提供 如U IP Q等并能執(zhí)行決策單元下發(fā)的控制命令擴展功 如切機本系列裝置除了具有以上功 還有以下一些特裝置的主處理器為32位微處理器 整面板240128大屏幕液晶顯示器 預(yù)留RS-232RS-485/422CAN雙以太網(wǎng)或光纖接口 A/D轉(zhuǎn)換精度高 調(diào)試功能全面 為了在一套硬件系統(tǒng)上完成上述多種功能同時考慮該裝置的靈活性和適應(yīng)性我們對該裝置進(jìn)行了模塊化設(shè)計該裝置由以下一些模塊組成交流輸入變換模件交流輸入變換模件CAN通 SPI通 圖2- SSD540系列裝置硬件簡交流輸入模 AC裝有3個電流變換器及8個電壓變換器將提供給本裝置的電壓及電流變換成A/D轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)雙回線方案設(shè)計雙回路的各相電流經(jīng)過裝置的內(nèi)部TA求和后進(jìn)入濾波并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入CPU電壓計算時取自母線1電壓或母線2電壓或自動選用任一電壓由用戶選擇,當(dāng)發(fā)生TV斷線時方式0時母線1TV和母線2TV同時斷線:方式1指TA1斷線,方式2指TV2斷線主CPU模 CPU主處理模件CPU用于轉(zhuǎn)換并處理來自于BAC模件的交流輸入量計算出功率有功及無功相角的變化規(guī)律 主處理模件CPU由A/D轉(zhuǎn)換 狀態(tài)量輸出用于跳合閘脈沖輸出 信號輸出閉鎖繼電器的開放及其它信號輸出微處理器CPURAMROMFLASHRAMEEPROM 高性能的微處理器CPU32位大容量的ROM256K字節(jié)RAM256K字節(jié)及FLASHRAM1M字節(jié)使得該CPU模件具有極強的數(shù)據(jù)處理及記錄能力可以實現(xiàn)各種復(fù)雜 C語言編制的程序 各種與CPU有關(guān)的器件集中于一塊插件上各輸入輸出狀態(tài)量皆經(jīng)光耦當(dāng)本模件有器件出現(xiàn)異常主處理器驅(qū)動閉鎖繼電器切斷狀態(tài)量輸出光耦輸出側(cè)的工作電源當(dāng)主處理器工作異常輔助處理器驅(qū)動上述閉鎖繼電器閉鎖繼電器的需掉電方能復(fù)歸雙處理器相互監(jiān) 確保了裝置工作的可靠 SPI通 SPI通信號告警輸出A/D2

CPU模件的端子主要用于接入該CPU所需的壓板及輸入輸出信號位置信號模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D采用14位高精度高穩(wěn)定性高速度多通道并行轉(zhuǎn)換器件精確工作電0.04In0.2V提高測量精度及速度各模擬量經(jīng)低通濾波可有效濾除高次諧波而對基波量的衰減不到1且各通道模擬量的衰減率及相移皆能達(dá)到很好人機接口模件MMI人機模件MMI安裝于裝置整面板后該模件包括微處理器32位大容量ROM512K字節(jié)RAM1M字節(jié)FLASHRAM1M字節(jié)EEPROM狀態(tài)量輸入輸出通信制器件時鐘大屏幕液晶顯示器240128全屏幕操作鍵盤信號指示燈本模件主要用于人機界面管理主要功能為鍵盤操作管理液晶顯示打印信號燈指示與調(diào)試計算機變電站系統(tǒng)或遠(yuǎn)方安全自動化裝置通信GPS對時分/秒脈沖對時以及與主CPU交換信息與各CPU的通信采用CAN網(wǎng)速率為100kbps突破了裝置內(nèi)部通信的瓶頸提高裝置對外通信有三個端口一個設(shè)置在面板上兩個設(shè)置在通口模件的背板上在面板上的為RS232串口用于和PC機連接在通口模件的背板上的通信端口可根據(jù)需要設(shè)置當(dāng)本裝置接入變電站自動化系統(tǒng)時在通口模件的背板上的端口2可設(shè)置成RS422或485接口CAN網(wǎng)絡(luò)接口LONWORK網(wǎng)絡(luò)接口及光纖接口等可以滿足不同的自動化系統(tǒng)需要背板上的端口1可設(shè)置成RS232接口用于驅(qū)動串行或RS422/485接口用于通信規(guī)約采用IEC8705103人機模 MMI電原理示意圖見圖 CPU模

CPU控制等信號告警輸23MMI通訊接口模件通訊接口模件(COM)主要有兩種功能本裝置各CPU所需公共輸入狀態(tài)量(包括GPS脈沖輸入)由此模件經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后接入裝置母板供各CPU模件共享;另一主要功能為MMI模件上的通信功能經(jīng)本模件接出或轉(zhuǎn)換為相應(yīng)物理接口輸出用于系統(tǒng)通信和打印通信1)雙以太網(wǎng)接口10MHzRS485/422和RS485/422和CANRS485/4225)光纖接口RS232/485輸出及信號模件SIG&OUT本模件提供裝置動作及告警信號這些信號可以送至面板上的信號燈也可送至信號裝置同時該裝置還提供多路開關(guān)量輸入本模件提供3路輸出輸出接點可送至 輸出閉鎖信號來自主CPU模件電源模件POW 路5V 24V電壓

24V(2-4 技術(shù)環(huán)境溫 - +40-1055(根據(jù)合同要求相對濕 產(chǎn)品內(nèi)部既不應(yīng)凝 也不應(yīng)結(jié)冰工作電源:220/110Vd.c.,約10W,波動范圍:-20%+10%;輸入回路 每點24Vd.c.輸出接點容量 交流250V1100VA不斷弧 直流220V 信號回路接點負(fù) 直流220V出口時 裝置交流電壓回路在額定參數(shù)時每相0.2VA;裝置交流電流回路在額定參數(shù)時每相0.3VA;裝置動作時間 出口接點閉合時間為2s; 相位角測量誤差1;阻抗測量誤差5%;絕緣裝置的外引端子帶電部分和外露非帶電金屬部分及外殼之間以及電氣上無聯(lián)系的各電路之間根據(jù)被測試回路額定電壓等級分別用開路電壓250V或500V的兆歐表測量其絕緣 Ui Ui (M602020 裝置應(yīng)能承受頻率為50Hz歷時1min的工頻耐壓試驗而無2表壓試驗電 地地地地地60試驗過程 任一被試回路施加電壓時其余回路等電位互聯(lián)接 回路之 應(yīng)能承受1.2/50μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時沖擊電壓試 當(dāng)額定絕緣電壓大于時開路試驗電壓為5kV當(dāng)額定絕緣電壓小于60V時開路試驗電壓為1kV試驗后裝置裝置應(yīng)能承受GB/T2423.9規(guī)定的恒定濕熱試驗試驗溫度為+402相對濕度為(933)試驗時間為48h在試驗結(jié)束前2h內(nèi)根據(jù)技術(shù)條件的要求測量各導(dǎo)電電路對外露導(dǎo)電金屬部分及外殼之間電氣上不聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻應(yīng)不小于1.5M介質(zhì)耐壓強度不低于規(guī)定的介質(zhì)強度試驗電壓幅值的75裝置能承受GB/T14598.13規(guī)定的干擾試驗試驗電源頻率為100kHz和1MHz試驗電2500V差模1000V的衰減振蕩波試驗時給被試裝置預(yù)先施加電源按GB/T14598的表所列臨界條件疊加干擾試驗電壓裝置不誤動不拒動GB/T14598.10-1996規(guī)定的嚴(yán)酷等級為IV級即試驗電壓為4kV允許偏差為10的快速瞬變干擾試驗試驗期間裝置應(yīng)無誤動或拒動現(xiàn)象GB/T14598.14-1998IV8kV允許偏差為15空氣放電試驗電壓為15kV允許偏差為15的靜電放電干擾試驗試驗GB/T11287-20003.2.2規(guī)定嚴(yán)酷等級為IGB/T145371993中4.2.2規(guī)定的嚴(yán)酷等級為IGB/T14537-19934.3規(guī)定的嚴(yán)酷等級為IP=N

Nk

(uAiAuBiBuCiC)Q=1

i

i iNNk

NA(k)

NB(k)

NCC(k)

Z=U UI幅值采用付氏算法求Z=U

Q算出當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩 可以測出的最小阻抗值代表振蕩中心至安裝處的距失步振蕩判 失步振蕩過程中相位角的變化規(guī).iAMBiAMB

圖5- 兩機等值系統(tǒng)1振蕩中心在安裝處的正方向即MB之間當(dāng)M點處于送端時在失步過程中相位角從0增加到180即在 象限內(nèi)周期變化當(dāng)M點處于受端時在失步過程中相位角從180減小到0即在象限內(nèi)周期變化2振蕩中心在安裝處的反方向 AM之間當(dāng)M點處于送端時在失步過程中相 從360 減小到180 即在象限內(nèi)周期變化 當(dāng)M點處于受端時 即在象限內(nèi)周期變化振蕩中心恰好在安裝處附近 相位 兩個狀態(tài)之間來回翻根據(jù)系統(tǒng)振蕩時相位角的變化規(guī) 將4個象限內(nèi)的相位 劃分為6個 之間為 290之間為 3之間為 4之間為 270之間為區(qū) 1之間為區(qū) 系統(tǒng)正常情況下一般運行在區(qū)或區(qū) 把作為正方向判別區(qū) 作為反方向判別區(qū) 把作為振蕩中心判別320 320 (a)正方向判別 (b)反方向判別5-2

(c) 從區(qū)開始按順序經(jīng)區(qū)區(qū) 從區(qū)開始按順序經(jīng)區(qū)區(qū)區(qū) 5.2.3.21正常運行在區(qū) 從區(qū)開始按順序經(jīng)區(qū)區(qū) 2正常運行在區(qū)時 從區(qū)開始按順序經(jīng)過5.2.3.3區(qū)區(qū)區(qū) 1電壓必須出現(xiàn)很低數(shù) 例 檢測到電壓有效值低于2正常運行在區(qū) 從區(qū)開始變化到區(qū)再回到 作為一個振蕩周3正常運行在區(qū) 從區(qū)開始變化到區(qū)再回到 12 13 對于失步振蕩解列裝置來說其動作區(qū)是指系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩時振蕩中心落在該區(qū)范圍內(nèi)裝置應(yīng)能動作換言之振蕩中心不在預(yù)定的動作范圍內(nèi)時裝置應(yīng)不動作確定動作范圍時需要考慮的因素是1是否與同一系統(tǒng)內(nèi)的其它解列裝置相配合其它解列裝置應(yīng)劃分各裝置的動作范振蕩中心處包絡(luò)線的最低值為零離振蕩中心越遠(yuǎn)包絡(luò)線的最低電壓值也就越高對一個具體的系統(tǒng)來說振蕩中心確定了系統(tǒng)各點的最低電壓值是可以計算出來的我們假定振蕩中心落在動作區(qū)的邊界上時可以求出解列裝置安裝點處的最低電壓值考慮到運行方式的某些變化后乘以一定的可靠系數(shù)就可以確定出最低電壓的定值UlsUls定值時就可判斷出振蕩中心落在動作區(qū)范圍之內(nèi)包絡(luò)線最低電壓12

振蕩周期時 先完成這個電壓的檢 再完成失步振蕩周期的判 檢測包絡(luò) 情況 可選用測定安裝處至振蕩中心的阻抗值來確定動作 設(shè)Zml為振蕩過程中測到 Zls為設(shè)定的動作范圍定 Zml=Ux0方程式的特性在R-X平面上以零點為中心的Zls為半徑的一個圓圓內(nèi)為動作區(qū)如果選擇了振蕩中心位置的方向性則動作區(qū)范圍見圖ZC為振蕩中心在安裝點附近時無方向000 無方向 有方向5-3Ns是一個重要參數(shù)Ns選定為N則表示為滿足N個振蕩周期時就發(fā)出解列命令需要快速解列時Ns選為1為了與相鄰線的解列裝置取得配合在相鄰線路的解列裝置不動作之后才能動作此時Ns可選為3或4如果在失步振蕩之后希望通過采取措施使失步的系統(tǒng)再拉入同步只有經(jīng)過規(guī)定的振蕩周期次數(shù)以后仍不能拉入同期時才進(jìn)行解列這種情況下Ns可取510總之Ns的選擇應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實際情況及解列裝某些電網(wǎng)希望在判出失步時盡快將電網(wǎng)解列在這種情況下需要采用快速解列判據(jù)裝置只要判出相位角按順序穿到第三區(qū)對應(yīng)兩側(cè)等值發(fā)電機的功角已擺過180就發(fā)出解列命令為了保證安全性快速解列方式選用時應(yīng)謹(jǐn)慎 低頻自動減 或解列低電壓閉 當(dāng)電壓低于一定 退出低頻判 閉鎖出 當(dāng)|dfdt|大于定值 當(dāng)頻率超出正常范圍時f>55Hz或f<45Hz 認(rèn)為頻率異 閉鎖低頻出 低壓自動減 或解列短路故障閉鎖低壓判據(jù)并閉鎖出 當(dāng)短路恢復(fù)后低壓判據(jù)重新投 當(dāng)|dudt|