PSS300智能信号箱变监控装置说明书317Word格式文档下载.docx
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●贯通高压、自闭高压总共60路电压、电流交流信号的采集
●16路脉冲电度采集
●128个开关量输入
●三路温度（CU50，PT100等可选），三路直流采集（4~20MA，0~5V，0~300VDC可选）
输出：
●24路开关跳合输出（48个出口）
通讯和显示：
●大屏幕液晶显示器，可以察看数据，操作开关，修改参数等操作
●具有两个RS485（或CAN）通信接口：
波特率38.4Kbit，可以形成双总线
●具有标准RS232口，用于现场维护
●具有2个10M以太网接口，可采用光接口或电接口，支持WEB功能
●指示灯提示装置工作以及报警状态
1．6技术特点
本装置集监控、保护、通信于一体，技术特点如下：
●采用自主研发的SunCOS嵌入式实时多任务操作系统，主CPU基于ARM内核的32位处理器，充分保证了系统的实时性、稳定性和可移植性。
●装置内部各个单元模块按照最严酷电磁兼容水平设计，各插件间的电气完全隔离，互不影响，具有很强的抗共模、差模、辐射电磁场、静电等干扰。
●记录电压、电流的异常曲线、波形，通过时标数据描述系统电流、电压的波动情况。
对于高压线路故障，可以实现短路和接地故障的自动隔离，并具备故障测距功能。
●遥测量的采样方式是交流采样，采用的是多路高精度A/D芯片，硬件上采用差分电路，保证了电流电压采样的同步、精确、抗干扰性能。
●具有很强的数据通信和处理能力，可以满足与多个主站和其他设备通信的需要。
支持拨号、光纤、以太网、现场总线等多种通信方式，具有丰富的通讯规约库，
●提供了良好的人机界面，采用大液晶、全汉化、菜单式操作方式，便于用户现场维护。
●为防止误操作，控制采用独立的选择、返校、执行继电器，CPU自检异常闭锁出口。
●具有很强的扩充性，最多可以完成60路交流量，96个开关量，16个脉冲量等采集，以及48路开关的控制。
●具有当地/远方维护调试功能，提供当地/远程维护借口，使维护人员可在主站等远方轻松完成一切设备维护。
2．技术参数
2.1运行环境
2.1.1正常工作的大气条件（符合DL/T721-2000——Ｃ３－３Ｋ７级环境条件）
a.额定的环境温度：
-40～+７0℃
b.相对湿度：
≤95％
c.大气压力：
70～106kPa
2.1.2基准的标准大气条件
a.环境温度202℃；
b.相对湿度45%～75%；
c.大气压力86～106kPa.
2.1.3周围环境要求
a.无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌存在，无剧烈振动冲击源；
b.铁路信号箱变监控装置接地网络的接地电阻应小于４欧姆。
2.2电源
2.2.1交流电源
2.2.1.1交流电源频率为50HZ，允许偏差为额定值的5%。
2.2.1.2交流电源波形为正弦波，谐波含量小于10％
2.2.1.3交流电源电压为单相220V±
20%
2.2.1.４交流电源电压标称值为单相220V或110V（100V）
2.2.2.直流电源
2.2.2.1配置UPS电源装置和后备蓄电池组。
2.2.2.2本装置支持控制放电，以激活电池活性（光耦控制信号）。
2.3额定参数
2.3.1额定电压：
AC220V（260V~160V）
直流额定电压：
24V
2.3.2额定频率：
工频交流额定频率为50HZ。
2.3.3交流功耗：
电流回路：
通入额定电流时每相不大于0.75VA。
电压回路：
通入额定电流时每相不大于0.2VA。
2.3.4装置功耗：
＜25VA（在蓄电池组充电时≤35VA）
2.4过载能力
2.4.1.交流电压回路：
小于或等于2倍额定电压时允许长期运行。
2.4.2.交流电流回路
小于或等于2倍额定电流时允许长期运行。
40倍额定电流时允许运行1秒钟。
2.5输入和输出
2.5.1测量量输入
电流额定电流Inom：
5AAC
每相额定功耗：
<
1VA（在Inom时）
工作范围：
0～20A
测量精度：
0.5%
电压额定电压Vnom：
220VAC
0.5VA（在Vnom时）
0～300V
频率额定频率：
50Hz
可工作范围：
45～55Hz
2.5.2开关量输入（继电器方式）
输入电压额定范围：
24VDC
输入端电流消耗：
（<
10mA，共有128个〉
2.5.3输出
继电器48路跳合继电器输出
2．6主要技术性能指标
2．7测量元件
a）电压测量范围:
0.2Ue～1.3Ue
b）电流测量范围:
0.2In～4In
c）直接测量误差:
≤±
0.2%
d）计算误差:
3．性能指标
3．1模拟量
3．1．1交流工频电量输入
a）允许基本误差极限为±
0.5％，等级指数为0.5级。
b）交流工频电量输入标称值、参比条件、输入回路要求及基影响量应符合DL/T630-1997中的有关规定。
3．2状态量
A）对用机械触点＂闭合＂和＂断开＂表示状态量，以无源空触点接入方式；
B）输入回路有电气隔离，采用软件滤波回路，防抖动时间为32ms；
C）可以采用用一位码（单遥信）也可以采用两位码（双遥信）表示
单遥信：
闭合对应二进制码＂1＂，断开对应二进制码＂0＂；
闭合对应二进制码＂10＂，断开对应二进制码＂01＂，其他状态非法；
遥信状态可以通过定义接点性质取反状态。
D）事件记录站内分辨率≤2ms.
3．3脉冲量
A）输入回路采用光电隔离；
B）脉宽≥32ms；
C）接口电平：
5~24V。
3．4信息通道
A）传输速率：
31.25kbit/s或38.4kbit/s，网络方式下采用的是10M；
B）比特差错率不大于10-5（信噪比S／N不大于17dB，观察时间大于15min）；
C）适用于点对点和多点共线等网络结构。
工作方式为全双工或者半双工；
D）能适应光纤、无线、专线通道和电话通道等多种通信方式。
3．5故障识别，故障隔离、故障清除和非故障段恢复供电时间
A）能自动识别故障并清除故障，其时间是由继电保护整定和动作时间决定。
B）一般馈线回路远方终端的故障识别时间包括馈线回路远方终端的故障电流检测及传送到主站的时间和馈线监控单元（主站）的判断时间。
这一时间还与馈线回路上的远方终端数目，以及开关是否有重合闸功能等有关。
3．6传输规约（应采用如下标准）
A）对于点对点全双工通道结构（非配电线载波通道）采用DL／T634.5-101-1997中点对点通信规约的规定。
B）对于多点共线通道结构（非配电线载波通道）采用DL/T634.5-101-1997中快速一校验一过程通信规约两规定。
C）对于网络通道（TCP/IP协议）采用IEC870－5－104中规定。
3．7遥控输出触点容量
直流30V/10A，交流220V/10A。
3．8绝缘电阻
3．8．1在正常大气条件下绝缘电阻的要求≥5ＭΩ（用500Ｖ兆欧表）
3．8．2湿热条件：
温度（40±
2）℃，相对湿度90％～95％，大气压力为86kPa～106kl2a下绝缘电阻的要求≥1ＭΩ（用500Ｖ兆欧表）。
3．9绝缘强度
在正常试验大气条件下，设备的被试端口（不含通讯端口）应能承受2500V的50Ｈz交流电压1min的绝缘强度试验，无击穿与无闪络现象。
试验部位为非电气连接的两个独立回路之间，各带电回路与金属外壳之间。
对于交流工频电量输入端子与金属外壳之间，电压输入与电流输入的端子组之间都满足施加50Hz，2KV电压，持续时间为1min的要求。
在进行各项的绝缘测试时，同组端子应并接后对金属外壳（大地）进行测试。
3．10突降和电压中断适应能力
按GB/Tl5153．1中的有关规定执行。
智能信号箱变监控终端直接和公用电网或工厂及电厂的低压供电网连接时，在电压突降ΔU为100%，电压中断为0.1s的条件下能正常工作，各项性能指标满足基本性能要求。
3．11高频干扰适应能力
按GB/Tl5153。
1中的有关规定执行。
在正常工作大气条件下设备处于工作状态时，在信号输人回路和交流电源回路，施加以下所规定的高频干扰，由电子逻辑电路组成的回路及软件程序应能正常工作，其远方终端的性能指标应满足基本性能的要求。
高频干扰波特性
彼形：
衰减振荡波，包络线在3～6周期衰减到峰值的50％；
频率：
（1±
0．1）MHz；
重复率：
400次/s；
高频干扰电压值如表7的规定。
3．12抗快速瞬变脉冲群干扰的能力
按GB/Tl7626．4中的有关规定执行。
在施加如表1规定的快速瞬变脉冲群干扰电压的情况下，智能信号箱变监控终端应能正常工作，其性能指标应符合基本性能的要求。
3．13抗浪涌干扰的能力
按GB／T15153.1中的有关规定执行。
在施加如表1规定的浪涌干扰电压和1．2／50us波形的情况下，智能信号箱变监控终端应能正常工作，其性能指标符合基本性能的要求。
表1高频干扰、快速瞬变和浪涌试验的主要参数
试验项目
级别
共模试验值
试验回路
高频干扰
4
2.5KVP
信号、控制回呼和电源回路
快速瞬变
2.0KVP
信号输入输出回路、控制回路
4.0KVP
电源回路
浪涌
信号、控制回路和电源回路
3．14抗静电放电的能力
按GB／T15153．1中的有关规定执行。
智能信号箱变监控终端应能承受如表2规定的静电放电电压值。
在正常工作条件下，在操作人员通常可接触到的外壳和操作点上，按规定施加静电放电电压，正负极性放电各10次，每次放电间隔至少1s。
在静电放电情况下设备的各性能指标均应符合4.5条的要求：
表2静电放电试验的主要参数
试验值
静电放电
8ＫＶ（接触放电）
工频磁场
100/30（连续正弦波A/m）
阻尼振荡磁场
100/30（衰减振荡波A/m）
3．15抗工频磁场和阻尼振荡磁场干扰的能力
智能信号箱变监控终端在如表2规定的工频磁场和阻尼振荡磁场条件下应能正常工作，而且各项性能指标满足基本性能的要求。
对于使用无线电收发信机进行通信的远方终端，应具有抗辐射电磁场干扰的能力。
试验的主要参数按GB/Tl5153．1一1998中的规定。
3．16耐冲击电压能力
以5kV试验电压，1．2／50us冲击波形，按正负两个方向，施加间隔不小于5s；
用三个正脉冲和三个负脉冲，以下述方式施加于交流工频电量输人回路和装置的电源回路。
a）接地端和所有连在一起的其他接线端子之间。
b）依次对每个输入线路端子之间，其他端子接地。
c）电源的输入和大地之间。
冲击试验后，交流工频电量测量的基本误差应满足其等级指数要求。
3．17连续通电的稳定性
设备完成调试后，在出厂前进行不少于72h连续稳定的通电试验，交直流电压为额定值，各项功能和性能均应符合各项技术要求。
3．18机械振动性能
智能信号箱变监控终端能承受频率f为（2～9）HZ，振幅为0．3mm及f为9Hz～500Hz，加速度为1m/S2屠的振动。
对常规运输条件下的振动，远方终端不应发生损坏和零部件受振动脱落现象。
3．19可靠性
平均无故障工作时间（MIBF）不低于8760h。
4．结构特性与工作原理
铁路信号箱变监控装置采用分布式设计，可集中组屏或分散安装，监控容量可灵活配置，不用特殊设计即可满足用户的特殊需求。
模块之间是通过现场总线构成回路，支持热插拔功能。
能够支持10M双以太网络通讯，可配置成为以太网络通讯的一个节点，具备WEB浏览功能。
4．1系统接线图
监控终端内通常由一个PSS300主控单元、电源单元、5块交流输入单元、4块控制单元、一块直流扩展采集单元构成，分别监控双侧高压、低压多路开关的运行情况。
对高压监控时，完成两路母线三相电压，六路高压开关电流的监测，同时通过监测各开关的故障电流，由主站完成故障区间的自动隔离功能。
在故障报文中同时记录故障点的故障性质和故障距离，方便故障点的查询及排除。
对低压监控时，分别完成双路低压开关以及六路出线开关的监控。
对于双侧低压信号电源电流及电压的数据进行实时监控，实时监测电流电压的波动，对异常情况（过流，过压，低压，缺相，失压等）进行报警，并记录瞬时电流、电压的波动上传至调度入库，并通过图形曲线的方式描述出来。
另外对故障情况下的波形和曲线保存在装置内，方便随时读取。
图1系统运行方式下的监控对象
4．2基本构成与工作原理
铁路信号箱变监控装置采用屏柜式结构主要由以下核心模块组成：
●电源管理单元
●PSS300-CPU主控单元
●PSS300-RA/YX遥信采集扩展单元
●PSS300-DC直流采集扩展单元
●GPS卫星钟单元
●PSS300-LCD-COMM液晶显示及通讯管理单元
4．2．1电源管理单元
电源单元提供监控装置，通讯设备，开关控制等工作电源，保证在外部双路供电同时失电情况下监控系统的正常工作。
可以接入交、直流两种工作电源，并具备双电源冗余热备份功能。
外部电源首先通过双电源切换回路完成两路交流供电的自动切换，再经过转换变成直流220V，24V等，提供给装置其他单元用电。
电源管理单元支持热插拔功能。
另外可以支持16路脉冲采集。
4．2．2PSS300主控单元
PSS300主控单元主要完成各种交流输入量、开关量、脉冲量的采集，并完成48路出口控制。
主控单元通过交流信号的监测，和预设报警参数比较，对故障（包括过流、过压、低压、失压、缺相、相序异常等）进行报警，并实时记录故障情况下的波形和曲线数据。
4．2．2．1过流报警、跳闸
装置对测量电流进行监测，当测量电流大于定值，并达到设定延时，立即报警，可以选择跳闸方式。
报警应用于系统的负荷监测，另外作为相邻通讯方式下的短路故障区段隔离的判别依据。
设置了两组定值，通常一段过流定值要大于二段定值，一段的延时小于二段的延时，从而实现电流越高报警越快的反时限效应。
报警复归值是二段定值的15/16。
当作为高压监控设备使用时，装置上报FA信息，信息内容包括故障性质和故障时间，以及故障点的距离。
上位机通过沿线各开关上传的信息确定故障点。
定值设定范围
过流一段定值
0.5～18A（级差0.01A）
过流一段延时
0.05～60.00S（级差0.01S）
过流二段定值
过流二段延时
公差
电流
≤±
2%
返回系数
不小于0.9
延时动作时间（1.2倍定值）
2%或±
50ms
4．2．2．2过电压报警、跳闸
装置对电压进行监测，当电压大于定值，并达到设定延时，立即报警，可以选择跳闸方式。
设置了两组定值，通常一段过压定值要大于二段定值，一段的延时小于二段的延时，从而实现电压越高报警越快的反时限效应，其中报警复归值是二段定值减2V。
过压一段定值
10～130Ue%（级差1%）
过压一段延时
过压二段定值
过压二段延时
电压
4．2．2．3低电压、失压报警和跳闸，缺相只有报警
装置对电压进行监测，当电压小于定值，并达到设定延时，立即报警，可以选择跳闸方式。
设置了两组定值，通常一段过压定值要小于二段定值，一段的延时小于二段的延时，从而实现电压越低报警越快的反时限效应，其中报警复归值是二段定值加2V。
当电压低于低压一段定值的一半时，若只有一相或者两相报缺相报警，若三相同时则报失压。
若先低压、缺相、再有失压后复归条件独立。
当先产生失压报警后随即屏蔽低压和缺相报警。
低压一段定值
10～90Ue%（级差1%）
低压一段延时
低压二段定值
低压二段延时
4．2．2．4零序过电流报警、跳闸
当系统接入零序CT时，需要对零序电流进行监测，报警只有一段，当零序电流大于设定值时，满足时间设定立即报警，可以选择跳闸方式。
复归值是定值的15/16。
零序过流定值
延时
零序电流
4．2．2．5零序过电压报警、跳闸
当系统接入零序PT时，需要对零序电压进行监测，报警只有一段，当零序电压大于设定值时，满足时间设定立即报警，可以选择跳闸方式。
复归值是定值减2V。
零序过压定值
过压延时
零序电压
4．2．2．6相序异常报警
在系统安装时，电压的相序接错时，将使系统无法正常运行。
装置开机且三相电压全大于60V，并延时两秒钟，将计算的负序电压和零序电压进行判断得到初始的相序（如果计算3U0小于20V且计算3U2也小于20V为正序，如果计算3U0小于20V且计算3U2大于40V为负序。
3U0大于20V不判断），以后将实时计算负序及零序电压，判断相序是否改变，若改变则持续10秒报警。
4．2．2．7开关异常变位报警
对于重要开关（高压进线开关、出线开关、低压总开关、SE接点等）状态，要求接入前八路遥信，当这些遥信发生跳开（由合变分），装置自动报警，并记录故障曲线及录波数据。
判断依据是前八路遥信位置由合变分，并且前15秒内未接收到控制命令或者启动其他报警。
4．2．2．8PT断线和CT断线报警
装置运行时，实时监测PT的工作情况，在PT断线时，装置发出报警信号，通知运行人员注意。
装置在同时满足下列条件时，延时10秒发出报警信号：
1.计算零序电压大于0.8倍额定电压
2.三个母线线电压中有两个或三个小于0.8倍额定电压
在计算零序电压小于0.5倍额定电压时，装置复归PT断线信号。
当监测到任意两相电流大于1A，另一相电流小于0.5A，延时10秒，报CT断线报警，三相电流同时大于1A后，维持1秒后报警复归。
误差要求：
PT断线电压误差
0.5V
CT断线电流误差
0.1A
报警时间
≤1S
4．2．2．9接地报警功能
当接地产生后必定零序电压升高，当突变量大于20V时，启动接地故障判断，当零序电压大于定值时，计算突变点的U0与I0的夹角，来实现接地故障的判断和故障方向的判断。
接地报警产生后，装置会自动产生FA信息，信息中包括故障性质和故障时间，以及零序电流的方向。
上位机通过沿线各开关上传的零序电流的方向确定故障点，后台上位机软件判别故障点的依据变为根据队列中故障角度的变化（方向由正变为负，或者方向由负变正），将变化点两侧的开关视为需要隔离的故障区域。
我们采用根据零序电压的突然变化找出故障的点。
正常时零序电压只有不平衡输出，当零序电压突变后，判别为系统发生接地故障，再得出此时刻的电流增量，计算两者的故障方向。
由于比较的是电压、电流的故障变化量所以克服了稳态时不平衡的影响。
这个故障判别元件的输出，是瞬时性的，只在故障初瞬（电压电流有突变时）有输出，动作后可以用零序电压作为自保持条件，零序电压消失后复归。
4．2．2．10有压合闸功能
相邻通讯方式时，当故障点已经被隔离开，通过有压合闸，自动恢复供电。
有压合闸时间的设置需要根据系统故障隔离的时间相配合。
合闸起动条件只是根据开关无压转为有压，合闸后判断合闸延时内再次失压，立即闭锁下次的有压合闸。
只闭锁下一次的有压合闸，当再次失压后自动解除闭锁，可以启动下次的有压合闸。
有压电压定值
4．2．2．11重合闸和后加速跳闸
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