最新7厂用快切装置Word格式.docx
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可设置软件密码,防止误修改己设置的参数。
N双路输出:
每一跳合闸出口都有两副快速继电器接点输出,以满足不同备用方式〔热备或冷备〕的切换要求。
7.1.3功能
采用快速切换就是在母线残压还没有下降之前,投上备用电源。
为了防止母线电压与备用电压相位差过大时进行切换的危险,装置具有在切换过程中非同期闭锁的功能,当不满足同期时,闭锁快速切换,转而进行同期捕捉,即在母线电压还未大幅下跌之前,通过对母线相位的实时计算分析,并根据合闸所需时间,捕捉合闸时机,使得合闸完成时备用电源电压与母线电压的相位差接近零度,这样既减小了对厂用设备的冲击电流,又利于设备的自起动。
经残压检定的慢速切换作为快速切换和同期捕捉的后备切换,以提高切换的成功率。
装置主要具有以下功能:
a)检测、显示功能
·
并联切换
控制台切换方式选择开关置于并联位置。
由反映工作电源故障的保护出口起动装置发出工作电源跳闸命令,如此时同期条件满足,装置同时发出备用电源合闸命令。
备用电源合闸命令也可经设置的延时后再发出,这样可以防止由于工作电源跳闸时间长于备用电源合闸时间,造成备用电源投在故障回路而跳闸,致使切换失败,事故范围扩大。
同期捕捉及慢速切换
上述切换过程中,如不满足所设定的同期条件,而不能进行快速切换,但频差又小于7Hz时,装置自动转入同期捕捉状态,根据母线电压相位变化速率及断路器固有合闸时间,连续实时计算相位差,在频差允许范围内,捕捉合闸时机,使得合闸完成时相位差接近零度。
如果同期捕捉不成功,装置再自动转入慢速切换状态,待母线残压下降到设定值,最终合上备用电源。
同期捕捉功能可由用户设置为投入或退出。
如设置为退出,当同期条件不满足时,装置直接转入慢速切换状态。
本项功能同样适用于下述不正常切换。
3〕不正常切换
不正常切换是由母线非故障性低压引起的切换,它是单向的,只能由工作电源切换至备用电源。
不正常切换分为以下两种情况:
母线三相电压持续低于设置值的时间超过所设定的延时,装置自动跳开工作电源,投入备用电源。
由于工作电源断路器误跳,装置自动投入备用电源。
所谓“误跳〞是指在装置没有发跳闸命令的情况下,工作电源断路器跳开。
这有两种可能:
一种是工作电源断路器受控跳闸,另一种是真正意义的误动跳闸。
不正常切换也有串联和并联两种方式,它们的选择方法及切换过程和事故切换相同。
c)低压减载功能
当母线三相电压持续低于设定值时,为利于重要辅机自起动、装置分三个出口发出跳次要辅机命令,每个出口的延时值可分别设置。
此功能可以由用户自行投入或退出。
d)闭锁报警、故障处理及自检功能
l〕保护闭锁
为防止备用电源投入故障母线,可以将反映这一故障的保护〔如母线差动保护、分支过流保护〕出口,引入装置的“保护闭锁〞入口。
当这些保护动作时,装置就会立即关闭所有跳合闸出口,同时发出“保护闭锁〞灯光信号和“闭锁报警〞接点信号。
2〕闭锁快速切换
快速切换的闭锁方法有两种,一种是同期条件不满足时装置自动闭锁;
另一种是从外部引入信号,经设置的延时后闭锁。
快速切换被闭锁时,同期捕捉和慢速切换仍有效。
3〕去耦合及耦合闭锁
并联自动切换时,如果由于某种原因使应跳开的断路器未跳开,就可能造成两路电源长时间并列运行。
当两电源并列时间超过100ms,装置自动跳开后合上的电源,这一过程叫做去耦合;
然后关闭所有跳合闸出口,并发出“耦合闭锁〞灯光信号和“闭锁报警〞接点信号,这一过程称为耦合闭锁。
4〕断线报警
母线电压互感器低压侧一相或两相电压低于10%Un〔额定值〕时,装置判定为母线电压回路断线,发出“断线报警〞接点信号。
当工作电源电压或备用电源电压低于设定的正常值时,〔可能是一次电压低,也可能是断线〕,装置也发出“断线报警〞接点信号。
母线断线报警信号存在时,装置不会自行起动切换。
5〕故障报警
当装置中的CPU1、CPU2、EPROM、RAM、直流电源、装置跳合闸出口以及断路器位置异常时,装置都将发出故障报警信号,具体故障原因可通过屏幕显示或打印输出。
断路器位置异常是指没有发生切换,而工作电源和备用电源断路器辅助接点均处于闭合状态,或切换方向为备用至工作,而工作电源和备用电源断路器辅助接点均处于断开状态。
6〕装置自检
装置自动巡检内部电路、所设参数和跳合闸继电器出口,发现故障立即报警,并可显示或打印故障原因。
7〕复位
装置采用手动方式复位。
每次切换完毕或装置出现故障,都发出“等待复位〞信号,提醒运行人员及时检查、复位,以备下一次切换。
e)打印、录波、通讯功能
1〕打印功能:
切换完毕后,通过打印切换记录,可以知道以下内容:
本次切换中所有参数设置值;
起动原因〔保护、手动、低电压起动或开关误跳〕;
切换前状态以及当前状态〔包括:
切换方向、工作和备用断路器状态、串联或并联方式、自动或半自动方式、有无快切闭锁和保护闭锁〕;
装置发出了哪些跳合闸命令;
本次最终实现的切换〔快速、同期捕捉或慢速〕:
故障情况;
装置的起动时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差;
装置发出跳闸〔合闸〕命令的时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差;
跳闸〔合闸〕完成的时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差;
切换完毕时的时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差。
2〕录波功能;
从起动切换开始至切换完毕,每10ms采样一次,最长可连续采样4.2s,对切换过程中母线的电压、频差和相差进行数字录波,并可打印输出,以便分析切换过程中母线残压的变化情况。
复位后,切换过程数据仍然保存在RAM中,以备打印分析,只有在下一次切换时才被刷新。
3〕通讯功能:
装置具有RS232C和RS422/485通讯接口,可与上位机进行通讯。
可以利用人机对话窗口设置所有参数,了解切换信息;
通过上位机控制装置进行正常切换。
7.1.4技术参数
直流电源:
DC220V±
20%或DC110V±
20%
输入工频电压信号:
AC57V或AC100V
输入接点信号容量:
不小于DC24V、10mA
跳合闸出口接点容量:
DC220V、3A或者DC110V、5A
跳合闸出口接点动作闭合时间:
0.5S
其他输出信号接点容量;
DC220V、1A
事故最快切换时间:
并联方式3ms+用户设置延时+备用电源合闸时间
串联方式6ms+工作电源跳闸时间+备用电源合闸时间
工作正常:
80%~100%Un步长l%
备用正常:
80%~100%Un步长1%
频差:
9.95Hz步长0.05Hz
相差:
0~60°
步长1°
残压:
20%~50%Un步长1%
母线低压动作值:
20%~80%Un步长1%
母线低压延时:
0~10S步长10ms
外部闭锁快速切换延时:
0~500mS步长1ms
并联切换合备用电源延时:
0~l50ms步长lms
低压减载三路延时:
0~10S步长100ms
预置初始相位:
0~+359°
合闸回路时间常数:
0~300mS步长lms
测量误差:
时间<lms
电压<1%
相位<0.5°
频率<0.02Hz
整机功耗:
静态功耗<30W
动态功耗<40W
工作环境:
温度-10~+60°
C
相对湿度≤85%
抗干扰性能符合国标:
GB6162
绝缘耐压满足部标:
DL478
外形尺寸:
装置尺寸482.6〔宽〕×
177〔高〕×
300〔深〕,为国际标准19英寸机箱,可直接上19英寸标准机柜。
机柜尺寸800〔宽〕×
2260〔高〕×
600〔深〕,颜色可由用户指定。
净重:
装置10kg
机柜95kg
7.1.5接口
装置通过反面的端子与外部联系。
各端子具体连线说明如下:
X1:
机箱外壳接地端。
X2:
空端子。
X3、X4:
接母线三相电压互感器隔离开关常开辅助接点,闭合表示母线PT投入。
X5、X6:
保护起动信号入口。
接反映工作电源故障的保护,或是需要跳开工作电源断路器的其它保护。
这些保护的总出口作为保护起动信号。
保护起动接点信号的闭合时间应长于50mS。
X7、X8:
保护闭锁信号人口。
接能反映厂用母线故障的保护,如厂用母差、分支过流等。
信号接点闭合时,装置被闭锁并自保持;
接点断开后,须由手动复位解除闭锁。
X9、X10:
外部闭锁快速切换的信号入口。
X11、X12:
接工作电源断路器常开辅助接点,闭合表示工作电源投入。
X13、X14:
接备用电源断路器常开辅助接点,闭合表示备用电源投入。
X15、X16:
接控制台复位开关。
此开关应能自动返回,闭合时有效。
X17、X18:
接控制台手动起动切换开关。
X19、X20:
接控制台切换方式选择开关,通为并联方式,断为串联方式。
X21、X22:
接控制台关闭装置切换出口的开关。
通时装置出口被关闭,断时出口被翻开。
以上输入信号都是接点信号,因此,X4、X6、X8、X10、X12、X14、X16、X18、X20和X22端子已在装置内部连在一起作为公共端。
如果输入的信号是有方向的接点,那么接点的负端应连于公共端上。
X23、X24:
接工作电源AN或AB相,也可接其它相,用来与母线电压比同期。
X25:
接母线电压A相。
X26:
接母线电压B相。
X27:
接母线电压C相。
X28:
接母线电压中性点N。
X29、X30:
接备用电源AN或AB相,也可接其它相,用来与母线电压比同期。
以上电压都来自相应的电压互感器。
如工作和备用电源电压信号为相电压〔57V〕或线电压〔100〕,那么装置内与工作或备用电源比同期的母线电压相序固定为AN或AB相。
这样,所取工作电源和备用电源的电压信号应与之同相位,如相位不同,可通过预置初始相位消除相位差。
X31、X32:
合工作电源出口1,快速继电器接点信号,无方向。
X33、X34:
合工作电源出口2,快速继电器接点信号,无方向。
X35、X36:
跳工作电源出口l,快速继电器接点信号,无方向。
X37、X38:
跳工作电源出口2,快速继电器接点信号,无方向。
X39、X40:
合备用电源出口1,快速继电器接点信号,无方向。
X41、X42:
合备用电源出口2,快速继电器接点信号,无方向。
X43、X44:
跳备用电源出口1,快速继电器接点信号,无方向。
X45、X46:
跳备用电源出口2,快速继电器接点信号,无方向。
如需要同时合高压侧和低压侧断路器,可将出口1接高压侧断路器,出口2接低压侧断路器,因为出口2可以设置0~60mS延时输出。
X47、X48:
跳辅机出口1,可设置延时0~10s。
经中间继电器跳一局部辅助电机。
X49、X50:
跳辅机出口2,可设置延时0~10s。
X51、X52:
跳辅机出口3,可设置延时0~10s。
X53、X54:
切换完毕信号出口。
此信号出现,说明装置完成了一次切换控制任务。
X55、X56:
闭锁报警信号出口。
此信号出现,表示装置正处于保护闭锁或耦合闭锁状态。
X57、X58:
断线报警信号出口。
此信号出现,表示母线、工作电源或备用电源有断线。
X59、X60:
故障报警出口。
此信号出现,表示装置内部发生故障、直流电源中断或断路器位置异常。
具体故障原因可通过屏幕显示或打印输出。
X61、X62:
直流电源,X61为正端。
X63、X64:
等待复位信号,提醒运行人员〔排除故障后〕及时进行复位操作,以备下次切换。
X66~X68:
RS232C通讯接口,接串行口打印机,X66为信号地,X67为TXD,X68为RXD信号。
X69~X71;
RS232C通讯接口,用于连接上位机。
X69为信号地,X70为TXD,X71为RXD信号。
X72~X75:
RS422/485接口,用于连接上位机。
其中X72为TX+,X73为TX-,X74为RX+,X75为RX-信号。
RS232C接口和RS422/485接口均为通讯接口,用户可根据需要选择其一。
X76~X80:
备用端子。
7.1.6功能选择与参数设置
a)功能选择
并联或串联切换方式
由控制台切换方式选择开关确定,通位为并联,断位为串联。
切换方式应在切换前确定。
正常并联切换时自动与半自动选择
将装置面板上的选择开关拨至“自动〞位置,在正常并联切换时,手动起动后,装置自动完成切换全过程。
开关在“半自动〞位置时,手动起动后,只合上工作〔备用〕电源,跳开各用〔工作〕电源的工作由人工来完成。
此功能在其它情况下无效。
低压减载功能
通过液晶显示屏和薄膜键盘设置,“l〞表示投入,“0〞表示退出。
再同期捕捉功能
通过液晶显示屏和薄膜键盘设置,“1〞表示投入,“0〞表示退出。
关闭出口
将装置面板上的选择开关拨至“关闭出口〞位置或控制台关闭出口控制开关闭合时,所有跳合闸出口均被关闭。
b)参数设置
工作正常、备用正常、允许最大频差、允许最大相差等所有参数都可通过液晶显示屏和薄膜键盘设置。
具体设置方法请见7.2节PZH-1A型微机厂用电快速切换装置使用说明。
7.1.7软件、硬件框图
a)硬件局部原理框图〔下页〕
硬件框图说明:
装置采用双CPU〔80C196〕结构。
模拟量信号经过变压器隔离后,一局部经过零比拟器进入CPU1的高速输入口HSI,进行频差和相差测量,在12MHz主频下,HSI口的分辨率为l.33us,可高速高精度地跟踪测量相差和频差;
另一局部进入CPU1的A/D转换器,完成对各种电压幅值的采样处理。
电压幅值与相差和频差的处理相对独立。
CPU2处理输入的开关量。
两个CPU分别同时处理各种数据,并通过双口RAM到达信息共享。
所有输入信号均采用光电隔离或变压器隔离,所有输出信号均为继电器接点方式,装置内电路与外部电气线路完全隔离。
B软件局部原理框图〔下页〕
软件框图说明:
相差、频差计算模块:
装置采用CPU的高速输入口HIS跟踪测量工作电源电压、备用电源电压及母线三相电压。
根据各路电源电压的过零时刻,实时准确高速地计算出相差与频差。
同期捕捉计算模块:
软件连续分析多点的相差、频差值,计算出相差与频差的变化率,同时依据合闸回路所需时间,推算出使工作或备用电源合闸完成时,相位差在零度附近的时刻。
电压检测模块:
利用CPU片内A/D转换器,对工作电源电压、备用电源电压及母线三相电压定时采样,与所设置值进行比拟,实现低压起动、残压允许、低压减载、断线报警等功能。
逻辑控制模块:
随时响应外部开关量信号,进行逻辑分析,完成相应的操作功能。
自检模块:
对设置的多数、断路器的开关状态、装置的跳合闸出口、CPU1、CPU2、RAM、EPROM等进行自检,发现故障立即报警,并可通过显示或打印指出具体故障原因。
信息打印模块:
所有设置参数、自检信息、切换方式及切换过程状态和录波数据全中文打印输出。
通讯模块:
提供RS232C和RS422/485的通讯协议及软件接口。
图三CPU2程序主循环框图
7.2PZH-1A装置使用说明
7.2.1简介
本装置选用INTEL96系列16位CPU芯片,为提高信号处理能力和实现全面功能,采用了双CPU结构。
CPU1处理模拟信号,其高速输入HSI的分辨率为1.33us,数据处理能力强大,使相差、频差的跟踪计算快速准确,完全满足厂用电同期检定和快速切换的要求;
开关量及逻辑功能由CPU2处理,双CPU同时工作,可以保证立即响应外部信号,可靠进行切换和故障处理,实现切换的零等待。
本装置是PZH-l型厂用电源快速切换装置的换代产品,通过微机化,得到全面更新,参数设置直观方便,切换更为可靠,且功能齐全,可提供装置面板、控制台和上位机三种控制操作方式,便于实现微机化管理。
7.2.2使用方法
7.2.2.l操作方式
a)利用装置面板上的按键、开关和液晶显示屏,可以设置参数、显示参数、选择切换方式〔自动/半自动、串联/并联〕、打印切换记录和起动正常切换;
发光二极管显示信号输入情况,并自保持显示〔“复位〞前〕相应跳合闸出口命令。
b)通过控制台可以选择切换方式〔串联/并联〕和起动正常切换;
关闭或开放出口及对装置进行复位。
c)通过上位机的计算机标准窗口界面设置参数、显示参数、实时监控、打印切换记录和起动正常切换。
7.2.2.2面板操作
a)功能选择
1〕并联或串联方式
端子X19、X20短接为并联,断开为串联。
正常切换前,先选择好所要的切换方式〔串联/并联〕。
切换完毕后再转到事故切换所需的切换方式,以备事故切换。
2〕正常并联切换时全自动与半自动选择
“信号输出〞插件开关拨在“全自动〞位置,在正常并联切换时,手动起动后,装置自动完成切换全过程,开关拨在“半自动〞位置,装置起动后,只合上一个电源,跳开另外一个电源的工作由人工来完成。
3〕低压减载功能
通过液晶显示屏和薄膜键盘设置,允许低压减载设置为“l〞,禁止低压减载设置为“0〞。
4〕同期捕捉功能
通过液晶显示屏和薄膜键盘设置,允许同期捕捉设置为“l〞,禁止同期捕捉设置为“0〞。
5〕关闭出口
“信号输出〞插件上开关拨在“关闭出口〞位置,切换出口〔出口1和出口2〕被关闭。
短接端子X21、X22,切换出口〔出口1和出口2〕也被关闭。
b)自检
CHECK:
RAMOK
EPROMOK
CPU1OK
PARAMETEROK
UworkOK
UbackOK
CPU2ERROR
装置通电后,自动巡检内部电路、所设置参数和跳合闸出口继电器,出现异常立即报警,并可按“显示〞键显示或“打印〞键打印出故障具体原因,右图是液晶显示屏显示的自检信息。
故障原因有:
工作电压异常、备用电压异常、参数不对应、断路器位置异常、跳合闸回路异常、PT未投、CPU1、CPU2、EPROM1、EPROM2、RAM故障。
故障名称及原因见表7-2-1说明。
表7-2-1故障名称及原因
名称
故障原因
故障报警
等待复位
切换功能
RAM
3号插件芯片N7出错
√
禁止
EPROM
3号插件芯片N4出错
CPU1
3号插件芯片N3出错
PARAMETER
设定参数就丧失
×
Uwork
工作电压低于设定值
见注
Uback
备用电压低于设定值
CPU2
3号插件芯片N1出错
3号插件芯片N6出错
断路器位置异常
PT未投
跳合闸回路异常
注:
在故障报警和等待复位栏中,“√〞表示有此信号输出,“×
〞表示无此信号输出。
Uwork、Uback中,仅当此电源作为切换的目标电源,且电压低于设定值时,装置将发出“等待复位〞信号并禁止切换。
假设装置检测到某项故障,那么显示“ERROR〞,否那么显示“OK〞。
RUN:
99:
05:
21
Uwork=102v
Uback=103v
Ua=102v
Ub=102v
Uc=102v
△φ=1°
△f=0.02Hz
c)监控状态
自检后,进入监控状态。
通过液晶显示屏实时显示工作电源电压、备用电源电压、母线A、B、C三根电压、相差、频差六项参数,如右图所示。
在显示屏右上角用数字显示装置的内部时间,格式为:
年/月/日。
d)参数设置
在参数设置过程中,装置不响应切换命令,并发出“等待复位〞信号。
用户根据需要,可通过液晶显示屏和键盘设置参数。
装置处于监控状态时,按“设置〞按钮,输入用户密码“888〞后,再按“设置〞按钮,即可进入参数设置模块。
SETUP:
母线电压100V
工作电压100V
备用电压100V
利用“↑〞和“↓〞键选择参数值,选定后按“确认〞键保存。
参数顺序设定,并有汉字提示,简单直观,可防止错输漏输。
典型设置画面如右图。
具体步骤如下:
〔l〕在装置处于监控状态时,按“设置〞按钮,显示屏提示“password〞,请输入用户密码,通过“↑〞、“↓〞键选择密码“888〞,按“确认〞键完成密码输入。
〔2〕正确输入密码后,再按“设置〞按钮,即进行参数设置。
〔3〕用“↑〞、“↓〞键选择所需参数,当前被选参数名称反显,按“↑〞键选择上一个参数,按“↓〞键选择下一个参数。
每屏显示三种参数,程序自动翻屏。
选择所需参数后,可按“确认〞键修改参数值,按〔↑〕键使参数增加一个设定步长,按“↓〞键使参数值减小一个设定步长,选定参数值后按“确认〞键保存。
〔4〕重复