SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 1 概述 1 1 應用范圍 SD 8091 綜合測控裝置 以下簡稱裝置 作為 SD8000 變電站綜合自動化系統的配套裝置 可實現以 下功能 a 模擬量采集 其中包括交流量和直流量采集功能 b 開關量輸入 可用作開關量或電度脈沖采集 c 開關量輸出 可完成開關分合控制 1 2 功能配置表 功能 SD 8091 交流12 路電壓量 12 路電流量0 450V 0 5A 模擬量 直流4 路0 5V 4 20MA 開關量18 路 6 路 數字開入量 脈沖量6 路有 無 源接點 空接點6 組分合 3 路空接點 數字開出量 保持型6 組保持輸出接點 3 路空接點 1 3 型號及含義 1 4 使用環境 a 環境溫度 15 55 24 小時內平均溫度不超過 35 40 70 可由用戶指定選擇 b 貯存溫度 25 70 在極限值下不施加激勵量 裝置不出現不可逆變化 溫度恢復后 裝置應能正常工作 c 相對濕度 最濕月的月平均最大相對濕度為 90 同時該月的月平均最低溫度 25 且表面無 凝露最高溫度為 40 時 平均最大相對濕度不超過 50 d 大氣壓力 80 110kPa 相對海拔高度 2km 以下 e 工作位置 偏離基準位置不超過 5 f 使用地點不允許有爆炸危險的介質 周圍介質中不應含有腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體及導電介 質 不允許充滿水蒸汽及有較嚴重的霉菌存在 g 使用地點應具有防御雨 雪 風 沙 灰的設施 1 5 裝置特點 一體化的設計 兼有遙測 遙信功能 人性化設計 a 產品采用全漢化液晶顯示 人機界面清晰易懂 b 實時顯示及傳送各種運行狀態及數據 便于當地及遠方巡檢 2 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 高可靠性 a 產品具有優異的抗干擾性能 順利通過IEC 60255 22 4 標準規定的IV 級 4kV 10 快速瞬變 干擾試驗 IEC 60255 22 2 標準規定的IV級 空間放電15kV 接觸放電8kV 靜電放電試驗 b 組屏或安裝于開關柜時不需其它抗干擾模件 c 電路板采用多層表面貼裝技術 減少了電路體積 減少發熱 提高了裝置可靠性 d 裝置采用整體面板 全封閉機箱 強弱電嚴格分開 取消傳統背板配線方式 同時在軟件設計 上也采取相應的抗干擾措施 裝置的抗干擾能力大大提高 對外的電磁輻射也滿足相關標準 硬件免調試概念 a 在采樣回路中 選用高精度 高穩定的器件 保證正常運行的高精度 避免因環境改變或長期 運行而造成采樣誤差增大 b 產品中無可調節元件 無需在現場調整采樣精度 大大提高運行穩定性 2 技術參數 2 1 機械及環境參數 機箱結構尺寸 465mm 177mm 嵌入式安裝 詳見附圖 2 2 額定電氣參數 工作電源 DC 220V 110V AC 220V 允許偏差 15 20 訂貨時說明 交流電壓 V 100V3 100 頻 率 50Hz 過載能力 電壓回路 1 2 倍額定電壓 連續工作 電流回路 2 倍額定電流 連續工作 10 倍額定電流 允許 10S 40 倍額定電流 允許 1S 功率消耗 交流電流 1VA 相 In 5A 0 5VA 相 In 1A 交流電壓 0 5VA 相 直 流 正常時 25W 跳閘時 30W 2 3 主要技術指標 1 測量精度 SOE 分辨率 2ms 2 接點容量 輸出觸點長期容許接通電流為 10A 3 開關量輸入 SD 8091 可完成 20 路遙信信號的采集 4 通信接口 一個 RS 485 通信接口 可選光纖或雙絞線接口 通信規約可選擇為電行業標準 DL T634 1999 idt IEC60870 5 101 規約或內部規約 通信速率可整定 本裝置上還可配置以太網 接口 可通過 TCP IP 標準協議與數據服務器通訊 使全站構成以太網的通訊方式 一個用于調試 的 RS 232 接口 前面板 2 4 絕緣性能 1 絕緣電阻 裝置的帶電部分和非帶電部分及外殼之間以及電氣上無聯系的各電路之間用開路電壓 500V 的兆歐表測量其絕緣電阻值 正常試驗大氣條件下 各等級的各回路絕緣電阻不小于 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 3 100M 2 介質強度 在正常試驗大氣條件下 裝置能承受頻率為50Hz 電壓 2000V 歷時 1 分鐘的工頻耐壓試 驗而無擊穿閃絡及元件損壞現象 試驗過程中任一被試回路施加電壓時其余回路等電位互聯接地 3 沖擊電壓 在正常試驗大氣條件下 裝置的電源輸入回路 交流輸入回路 輸出觸點回路對地能承 受 1 2 50 s 的標準雷電波的短時沖擊電壓試驗 開路試驗電壓 5kV 4 耐濕熱性能 裝置能承受 GB T 7261 第 20 章規定的濕熱試驗 最高試驗溫度 40 最大濕度 95 試驗時間為 48 小時 每一周期歷時 24 小時的交變濕熱試驗 在試驗結束前 2 小時內根據 2 3 中 1 的要求 測量各導電電路對外露非帶電金屬部分及外殼之間 電氣上不聯系的各回路之間的絕緣電 阻不小于 1 5M 介質耐壓強度不低于 2 3 中 2 規定的介質強度試驗電壓幅值的 75 2 5 電磁兼容性能 1 靜電放電抗干擾度 通過 GB T 17626 2 1998 標準靜電放電抗干擾 4 級試驗 2 射頻電磁場輻射抗干擾度 通過 GB T 17626 3 1998 標準射頻電磁場輻射抗干擾度 3 級試驗 3 電快速瞬變脈沖群抗干擾度 通過 GB T 17626 4 1998 標準電快速瞬變脈沖群抗擾度 4 級試驗 4 浪涌 沖擊 抗干擾度 通過 GB T 17626 5 1999 標準浪涌沖擊抗擾度 3 級試驗 5 射頻場感應的傳導騷擾度 通過GB T 17626 6 1998 標準射頻場感應的傳導騷擾度3 級試驗 6 工頻磁場抗擾度 通過GB T 17626 8 1998 標準工頻磁場抗擾度5 級試驗 7 脈沖磁場抗擾度 通過GB T 17626 9 1998 標準脈沖磁場抗擾度5 級試驗 8 阻尼震蕩磁場抗擾度 通過GB T 17626 10 1998 標準阻尼振蕩磁場抗擾度5 級試驗 9 振蕩波抗擾度 通過GB T 17626 12 1998 標準振蕩波抗擾度4 級試驗 10 輻射發射限值試驗 通過GB 9254 1998 標準輻射發射限值A 類試驗 2 6 機械性能 1 振動 裝置能承受 GB T 7261 中 16 2 規定的嚴酷等級為 I 級的振動響應試驗 2 沖擊 裝置能承受 GB T 7261 中 17 4 規定的嚴酷等級為 I 級的沖擊響應試驗 3 碰撞 裝置能承受 GB T 7261 第 18 章規定的嚴酷等級為 I 級的碰撞試驗 2 72 7 裝置重量裝置重量 裝置的總重量不大于 15kg 3 裝置硬件 本裝置在總體設計及各模塊設計上均充分考慮了可靠性的要求 在程序執行 信號指示 通信等方 面均給予了詳盡的考慮 經試驗在本裝置上實施4kV 瞬變干擾脈沖 在裝置任何部位實施15kV 空間靜電 放電干擾或8kV 接觸靜電放電干擾 本裝置未出現CPU 復位 未出現異常信號 保護不拒動 不誤動 由于本裝置在抗干擾能力上有充分的考慮 故本裝置組屏或安裝于開關柜上時不需安裝另外的交直 流輸入抗干擾模件 3 1 機箱結構 機箱外形尺寸及開孔尺寸參見說明書后的附圖 裝置采用整面板形式 前母板 后插式結構 后部接 線方式 裝置采用整面板形式 面板上包括漢化液晶顯示器 信號指示燈 操作鍵盤等 本裝置的機箱 4 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 采用全封閉 防塵 抗振動的設計 確保裝置安裝于條件惡劣的現場時仍具備高可靠性 3 2 CPU 插件 CPU 插件主要由以下幾部分構成 a CPU 系統 CPU 系統由微處理器 CPU RAM ROM 等構成 高性能的微處理器 CPU 大容量的 ROM RAM 使得該 CPU 模件具有較強的數據處理及記錄能力 可以實現各種復雜的故障處理方 案和記錄大量的故障數據及錄波報告 保護定值等運行配置信息 b 數據采集系統 本裝置的數據采集系統由兩部分組成 本裝置采用的數據采集系統由高可靠性 高精度的 A D 轉換器及濾波回路組成 最新技術的 A D 轉換芯片內部包含了采樣保持及同步電 路 具有轉換速度快采樣偏差小 超小功耗及穩定性好等特點 本裝置的采樣回路無可調整元 件 也不需要在現場作調整 具備高度的可靠性 可有最大 16 路模擬輸入通道 c 開關量輸入及輸出部分 本裝置 CPU 插件內共設置了 20 路開入量 所有開入量均采用 DC220V 引入繼電器及光藕進行二級隔離的方式 保證了遙信的準確性 開出共 8 路 主要用于一類是 用于驅動出口跳閘繼電器和遙控斷路器使用 所有開出均采用雙光藕編碼控出的方式 具備高 度的可靠性 堵絕了誤出口的可能性 d 通信部分 本裝置上設有高速串行 485 接口 該接口采用光藕隔離的方式 用于和通訊管理機 通訊 本裝置上還設有以太網接口 可通過 TCP IP 標準協議與數據服務器通訊 使全站構成以 太網的通訊方式 本裝置還配置了一個標準 RS232 接口 用于與人機對話插件 MMI 通信 還可 以用于連接 PC 機 可以借助 PC 機的強大功能及配置的專用調試軟件包對裝置進行各種測試 另外 CPU 插件采用了多層印制板及表面封裝工藝 外觀小巧 結構緊湊 大大提高了裝置的可 靠性及抗電磁干擾能力 CPU插件的原理可參見附圖 3 3 電源插件 本插件為直流逆變電源插件 采用直流220V 或110V 電壓輸入 經抗干擾濾波回路后 利用逆變原 理輸出本裝置需要的五組直流電壓 即5V 24V 1 24V 2 12V 其中五組電壓均不共地 且采用浮 地方式 同外殼不相連 a 5V 為 CPU 及其外圍芯片提供工作電源 b 12V 為模擬輸入回路運放提供工作電源 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 5 c 24V1 為開出 開入回路提供電源 d 24V2 為備用電源 可用做主變測溫電源 變壓器分接頭檔位監視電源 為增強電源模件的抗干擾能力 本模件的直流輸入及引出端子的24V 電源皆裝設濾波器 電源模件 電原理圖見附圖 3 4 出口插件 本插件內包括邏輯繼電器及信號繼電器兩類 邏輯繼電器由CPU 插件直接驅動做為出口執行回路 信號繼電器用于開入量的轉接 對于所有引入CPU插件的開入量 均加裝浪涌抑制器件和高頻抑制器件 3 5 人機對話 MMI 插件 人機對話MMI 插件的核心為一總線不出芯片的單片機 其主要功能是顯示保護CPU 輸出的信息 掃 描面板上的鍵盤狀態 并實時傳送給保護CPU 故對保護CPU 而言 人機對話插件相當于是它的一個外 設 保護CPU 與MMI 之間通過RS232標準接口進行通信 其通信速率高達9600 s 且具有高度的可靠性 采用此種配置方式 既避免了保護CPU 大量的總線外引 提高了保護裝置的可靠性 又幾乎不增加產品成 本 提升了裝置的性能價格比 本插件上的顯示窗口采用每屏四行 每行八個漢字的液晶顯示器 人機界面清晰易懂 配置通用的鍵 盤 使得人機對話操作方便簡單 同時考慮到低壓保護運行的特點 在本插件上還配置了豐富的燈光指示 信息 使本裝置的運行信息更為直觀 本裝置人機界面及面板簡易操作回路的設置 將大大豐富現場運行 方式的選擇 4 使用說明 4 1 人機對話 1 按鍵說明 本裝置內部有監控插件 可以完成對本裝置的運行管理工作 該監控插件帶有液晶顯示 和鍵盤接口 裝置面板上有一個 128 64 點陣式液晶 六個功能鍵和七個信號指示燈 各鍵功能如 下 為方向鍵 向上 增加 為方向鍵 向下 減少 為方向鍵 向左 為方向鍵 向右 確認 取消 用于確認或取消所進行的操作 2 菜單操作 SD 8091 裝置的鍵盤操作和液晶顯示界面 采用對話框 菜單相結合的操作方式 3 功能簡介 a 參數 定值查詢 查詢顯示定值區的整定值 定值修改 修改及整定定值 定值投入 固化定值 只有投入才能使定值真正投入運行 6 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 修改密碼 修改操作密碼和定值修改密碼 系統默認密碼為 1111 b 開入 十六路開入量檢查 c 事件 SOE 事件記錄查詢 d 復歸 信號復歸 用于復歸動作信號 e 版本 裝置軟件版本信息及裝置地址的查詢 4 3 操作說明 1 主菜單 按任意鍵進入主菜單 此時液晶背光燈亮 2 開入 選擇光標 進入開入量查詢界面 可以實時查詢 16 路開入量的狀態 其界面如下 3 事件 選擇光標 進入 SOE 事件查詢界面 按確認鍵可以查詢最多 16 個最近發生的 SOE 事件 4 版本 選擇光標 可進入版本信息查詢界面 按確認鍵返回主菜單 5 復歸 選擇光標 指向 復歸 項 可以復歸面板指示燈和主 CPU 板保護 告警信號 5 結構和安裝 SD 8091 采用標準 4U 機箱 嵌入式屏上安裝 5 1 裝置的面板布置 裝置采用整面板結構 面板布置見圖 5 1 所示 SD 8091 公用測控裝置 電壓越限予 告 控 出 通 信 電流越限 運 行事 故 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 7 圖 5 1 5 2 裝置接線端子 SD 8091 背后接線端子定義參見附錄 5 3 裝置內部插件位置 SD 8091 裝置共有 11 個插件 裝置內部插件布置見圖 5 2 空 插 件 40 交 流 插 件 3 40 交 流 插 件 4 40 出 口 插 件 3 30 C P U 插 件 2 35 出 口 插 件 2 30 出 口 插 件 1 30 C P U 插 件 1 35 直 流 插 件 25 交 流 接 口 2 40 交 流 接 口 1 40 電 源 插 件 1 40 圖 5 2 1 1 交流插件交流插件 遙測插件可滿足交流模擬量采集的需要 采用專用的測量 PT 和 CT 測量精度高 回路 功耗小 交流插件上裝有 3 個 PT 遙測插件 PT 輸入額定值為 450 150 V 3 個 CT 可完成一路全電 量測量 交流插件原理圖如下圖所示 2 2 CPUCPU 插件插件 本插件采用先進的工業級微處理器 具有卓越的數據處理能力和強大的外圍子系統 采 用高速 多通道采樣保持 并行 12 位 A D 轉換芯片 大大提高了轉換速度和采樣精度 CPU 插件 上還設有高速隔離串行 485 接口 用于和通信管理裝置通信 CPU 插件簡化原理圖如下圖所示 8 SD 8091 綜合測控裝置使用技術說明書 6 用戶安裝調試說明 6 1 通電前檢查 a 檢查裝置的型號及各電量參數是否與訂貨一致 b 拔出所有插件 逐個檢查各插件上的元器件是否松動 脫落 有無機械損傷及連線有無被扯斷 等現象 c 檢查各插件與插座之間的插入深度是否到位 鎖緊機構能否鎖緊 6 2 裝置通電檢查 在通電檢查時請注意 a 停電后才允許拔插件 b 電源接線正確 監控插件 出口插件及保護插件與面板之間相連的扁平電纜接線方向正確 才允 許通電 1 1 整機通電檢查整機通電檢查 按圖 5 2 順序插入裝置的全部插件 接通直流工作電源 檢查裝置是否正常工作 正常工作表現為 a 面板上只有運行燈和通訊燈閃爍 其它指示燈滅 b 液晶顯示菜單無異常報警信息 則基本上可確定裝置已處于正常工作狀態 2 2 開入量檢查開入量檢查 給各開入量輸入端子分別加 220V 電源 此時應有對應開入量變化的報告輸出 利用 面板上的人機對話功能也可查詢相應開入狀態 如有錯誤應檢查相應開入電路或光隔芯片 3 3 交流采樣檢查交流采樣檢查 交流采樣的電流輸入直接串接在現場 CT 回路中 電壓輸入直接并接在現場的 PT 輸 出端 若要采集一條線路的交流電量 必須接入該線路 IA IB IC UA UB UC 或 Uab Ucb Ia Ic 接線時一定注意電流的進出關系及相位不能顛倒 否則會導致功率等量的計算 錯誤 檢查裝置的交流顯示應與實際值一致 否則應排除故障 故障現象 電壓電流不對 方法 首先查看 實時 中工頻顯示是否正確 若工頻值不正確 可能是裝置內部插件異常 若工頻正確 可能是對應線路接錯 或檢查參數項 100V 或 380V 是否與交流插件一致 故障現象 電壓電流正常 功率不正常 方法 檢查電流進 出線是否接反或電流相序是否顛倒 電壓相序是否顛倒 4 4 脈沖量檢查脈