SAI-718D数字式防孤岛保护装置适用于35kV以下电压等级的光伏发电的防孤岛保护装置,可组屏安装,也可在开关柜就地安装。
二、主要特点
2.1装置采用多CPU结构,保护模块选用32位CPU,人机对话模块选用CPU, 增强了可靠性,充分了产品的稳定性和运算速度。
2.2保护模块采用16位的A/D转换器,测量模块采用的A/D转换器、精度高达24位,各项测量计算指标轻松达到要求。
2.3配置大容量的RAM和Flash Memory,数据处理功能强大,可记录50个录波报告,具有掉电保持功能。
2.4保护功能由图形化的逻辑编程实现,功能的变化不用修改系统程序,保护原理透明、可靠,装置的灵活性、稳定性、可靠性大大加强。
2.5面板配置RS232串行接口,可以进行逻辑编程也可联接至计算机进行调试和分析。
2.6整定32套保护定值,定值切换安全方便。
2.7的时钟芯片,并配置有GPS硬件对时电路,便于全系统时钟同步。
2.8高速串口通信接口,并集成了MODBUS 标准通信规约。
2.9精心的电气设计,整机无可调节器件,实现了免调试概念设计。
2.10完善的自检功能,自检定位至芯片。
2.11强弱电隔离布置、模块设计,使装置具有的抗干扰性能,组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件。
2.12完善的自诊断功能
2.13防潮、防尘、抗振动的机箱设计
2.14装置采用背插式结构,强弱电分离,所有强电回路可以直接接入装置。
2.15装置采用全封闭结构,采用低功耗SMT工艺,不仅适用于电力系统,还可以适应化工、煤矿等特殊行业。
2.16跳合闸电流0.5~5A自适应,对开关柜没有特殊要求。
2.17对于交流操作电源的场合,装置通过内部24V电源进行开关位置监视,并配有完善的操作回路,解决交流操作问题。
11 高周解列Ⅰ段定值 HFzd1 50~55Hz 0.01Hz
12 高周解列Ⅱ段定值 HFzd2 50~55Hz 0.01Hz
13 零序过压解列Ⅰ段时间 Tgy1 0.1~100S 0.01S
14 零序过压解列Ⅱ段时间 Tgy2 0.1~100S 0.01S
15 低压解列Ⅰ段时间 Tlv1 0.1~100S 0.01S
16 低压解列Ⅱ段时间 Tlv2 0.1~100S 0.01S
17 低周解列Ⅰ段时间 Tlf1 0.1~100S 0.01S
18 低周解列Ⅱ段时间 Tlf2 0.1~100S 0.01S
19 母线过压解列Ⅰ段时间 Tgy1 0.1~100S 0.01S
20 母线过压解列Ⅱ段时间 Tgy2 0.1~100S 0.01S
21 高周解列Ⅰ段时间 Thf1 0.1~100S 0.01S
22 高周解列Ⅱ段时间 Thf2 0.1~100S 0.01S
23 逆功率保护定值 Ngl 0~9999W 0.1W
24 逆功率保护时间 Tgl 0.1~100S 0.01S
25 PT变比 0.01~10.00
人机对话(MMI)插件
人机对话(MMI)插件的核心为一单片机,其主要功能是显示保护CPU输出的信息,扫描面板上的键盘状态并实时传送给保护CPU。对保护CPU而言,人机对话插件相当于是它的一个外设。保护CPU与MMI之间通过SPI接口进行通信,其通信速率高达2Mbps,且具有高度的可靠性。采用此种配置方式,既避免了保护CPU大量的总线外引,提高了保护装置的可靠性,提升了装置的性能价格比。
五、保护功能
保护功能配置
二段零序过压解列保护
二段低压解列保护
二段低周解列
二段过压解列保护
二段高周解列
逆功率保护
PT 断线闭锁
的操作回路及故障录波
测控功能配置
11路强电遥信开入采集
装置失电告警,装置事故信号,装置告警信号
模拟量遥测: Ua、Ub、Uc、F
电磁兼容性能
3.4.1静电放电抗干扰度
通过GB/T 17626.2-1998标准、静电放电抗干扰Ⅳ级试验。
3.4.2射频电磁场辐射抗干扰度
通过GB/T 17626.3-1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。
3.4.3电快速瞬变脉冲群抗干扰度
通过GB/T 17626.4-1998标准、电快速瞬变脉冲群抗干扰度Ⅳ级试验。
3.4.4浪涌(冲击)抗干扰度
通过GB/T 17626.5-1999标准、浪涌(冲击)抗干扰度3级试验。
3.4.5射频场感应的传导干扰度
通过GB/T 17626.6-1998标准、射频场感应的传导干扰度3级试验
3.4.6工频磁场抗干扰度
通过GB/T 17626.8-1998标准、工频磁场抗干扰度5级试验
3.4.7脉冲磁场抗干扰度
通过GB/T 17626.9-1998标准、脉冲磁场抗干扰度5级试验。
3.4.8阻尼振荡磁场抗干扰度
通过GB/T 17626.10-1998标准、阻尼振荡磁场抗干扰度5级试验。
3.4.9振荡波抗干扰度
通过GB/T 17626.12-1998标准、振荡波抗干扰度4级试验。
数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成。
保护系统由高可靠性的16位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统, A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路,转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点,本装置的模拟量采样回路无可调整元件,也不需要在现场作调整,具备高度的可靠性。
测量系统由测量芯片实现实现模拟量采集,测量精度高达24位,采用硬件技术解决因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能,在现场无需再作调整。
3)开关量输入及输出部分
本装置提供外部输入的开关量18路,其中11路均为220V强电输入,其余开关量由装置开入24V电源供电; GPS对时用开入1路,该路输入量可由内部或24V电源供电;所有开入经光电耦合器件接入系统。
本装置提供的开出,一类是用于驱动出口及信号继电器的,此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的;另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器,其+24伏电源是不经过闭锁的。本装置本地告警信号及告警信号由两种方式驱动:告警和呼唤,告于检测到闭锁本CPU开出的致命异常状况时,呼唤则用于不需闭锁开出的情况,例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。
4) 通信部分
本插件内含通信速度、具备通用性接口的RS485芯片,RS485为本装置接入系统的主要通信接口。
本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件(MMI)通信,一个SCI(标准RS232串行接口)用于连接PC机,可以借助PC机的强大功能及配置的调试软件包对装置进行各种测试。
5) 时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。本装置还考虑了硬件对时电路,接收GPS的脉冲对时信号。
另外,CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺,外观小巧,结构紧凑,大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
主要技术性能
3.2.1采样回路工作范围(10%误差)
电压:0.4 V~120V
电流:0.08In-20In
3.2.2接点容量
信号回路接点载流容量 400VA
信号回路接点断弧容量 60VA
3.2.3跳合闸电流:本装置跳合闸电流采用自适应模式,无需选择。
3.2.4各类元件定值精度
电流元件: < 5%
电压元件: < 5%
检同期角度:< 1
时间元件: 0s-1s时,误差不超过40ms;
1s以上时,误差不超过<±2.5%;
频率偏差: < 0.02Hz
滑差定值: < 5%
3.2.5 整组动作时间(包括继电器固有时间)
速动段的固有动作时间:1.2倍整定值时测量,不大于40ms
3.2.6 暂态 不大于5%
2.2.7 模拟量测量回路精度
装设测量子模件的测控装置:
电流、电压:0.2级
功率、电度:0.5级
3.3 绝缘性能
3.3.1绝缘电阻
装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值,正常试验大气条件下,各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。
3.3.2介质强度
在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz,电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪烁及元件损坏现象。试验过程中,任一被试回路施加电压时,其余回路等电位互联接地。
3.3.3冲击电压
在正常试验大气条件下,装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地,以及回路之间,能承受1.2/50s的标准雷电波的短时冲击电压试验,开路试验电压5kV。
3.3.4耐湿热性能
装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。高试验温度+40℃、大湿度95%,试验时间为48小时,每一周期历时24小时的交变湿热试验,在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求,测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ,介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。
保护原理说明
6.1 高周解列
本装置设两段高周解列,各段高周及时间定值可整定,分别设置整定控制字控制这两段保护的投退。
本装置高周功能用于故障原因引起系统高频时的解列要求,经固定低电压闭锁。当高周元件投入工作时频率低于高周定值。
6.2 母线过压解列
本装置设两段母线过压解列,各段电压及时间定值可整定,分别设置整定控制字控制这两段保护的投退。
6.3 低周解列
本装置设两段低周解列,各段低周及时间定值可整定,分别设置整定控制字控制这两段保护的投退。
本装置低周功能用于故障原因引起系统低频时的解列要求,经固定低电压闭锁。系统频率曾经在低周定值以上,低周元件方能投入工作。
6.4 低压解列
本装置设两段低压保护,用于故障原因引起系统低压时的解列要求,各段电压及时间定值可整定,分别设置整定控制字控制这两段保护的投退。低压元件动作要经曾经有压判别;低压元件返回后,也要曾经有压,才能再次动作。低压解列配有PT断线闭锁功能,可经控制字投退。当选择PT断线闭锁低压解列时,需特别注意PT断线的判别。
低压解列的方式:三个线电压中任意一个小于低压定值,均可使得低压解列动作,可经电流闭锁:即任一线电压小于低压解列定值同时任一相电流大于“电流开放低压定值”时,低压解列动作(“过流开放低压”控制字投入);或为任一线电压小于低压定值同时三相电流均小于电流定值时低压解列动作(“低流开放低压”控制字投入);当 “过流开放低压”、“低流开放低压”控制字均投入时,低压解列与电流无关,均不投入时,低压解列退出不动作。
6.5 逆功率保护
当功率反向且大于定值时,保护出口
6.6 零序过压解列
本装置设两段零序过压解列,各段电压及时间定值可整定,分别设置整定控制字控制这两段保护的投退。
零序过压解列可经母线自产零序电压闭锁,设相应控制字投退。
CPU插件主要由以下几部分构成:
1)CPU系统
CPU系统由的微处理器CPU(32位)、大容量的ROM(512K字节)、RAM(1M字节)、Flash Memory(1M字节)等构成,使该CPU模件具有的数据处理及记录能力,可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中记录的录波报告、事件及保护定值等运行配置信息在装置掉电后均不会丢失。
2) 数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成。
保护系统由高可靠性的16位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统, A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路,转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点,本装置的模拟量采样回路无可调整元件,也不需要在现场作调整,具备高度的可靠性。
本插件为直流逆变电源插件。直流220V或110V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直流电压, 有5V,+12V,-12V,24V(1)和24V(2),2组24V与+5V(+12V,-12V)电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。
a) +5V(+12V,-12V) 为用于CPU的工作电源
b) 24V(1) 为用于驱动继电器的电源
c) 24V(2) 为用于外部开入的电源
为增强电源模件的抗干扰能力,本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器。电源模件电原理图见附图。
图3-3 电源模件原理示意图
4.5 逻辑及跳闸插件
本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类。
1)逻辑继电器
逻辑继电器由CPU插件经光耦器件直接驱动,包括:出口回路开放继电器QDJ、跳闸继电器TZJ、合闸继电器HZJ、遥控跳闸继电器CKJ1、遥控合闸继电器CKJ2、出口中间继电器CKJ4~CKJ7、信号继电器CKJ3、装置异常告警及闭锁继电器GJ、告警或呼唤信号继电器GJX、信号复归继电器FGJ等。
QDJ为出口回路总开放继电器,本装置内用于跳合闸的出口中间继电器,其负电源均经该继电器闭锁,该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。
告警继电器驱动方式: GJ继电器为CPU自检发现有严重异常情况,立即切断本保护出口电源的,驱动该继电器。GJ起动后一方面经过其常开接点自保持,另一方面由其常闭接点切断CPU插件的24伏跳闸正电源,驱动GJ的同时也将驱动一个磁保持的信号继电器GJX,其接点GJX-1用以点亮面板上本地告警信号灯,GJX-2用于信号。
信号继电器驱动方式:该类信号不需要切断保护跳闸正24伏电源,直接驱动GJX,由GJX继电器的触点分别给出当地及信号。
2)跳闸继电器
跳闸继电器主要由各种操作回路继电器构成,包括跳闸位置继电器(TWJ)、合闸位置继电器(HWJ)、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器TBJ、合闸保持继电器HBJ等。
跳闸、合闸保持电流的调整通过并联于相应继电器线圈的二极管自动分流,达到跳、合闸电流自适应。本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式,只需分别短接TBJV线圈和TBJV接点5~6即可。
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