SID2CT说明书V61051.docx
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SID2CT说明书V61051
目录
一、概述1
1主要功能1
2技术指标1
二、工作原理2
1电力系统并网的两种情况2
2差频并网合闸角的数学模型2
三、结构与接线3
1外形尺寸3
2面板说明3
3后面板说明4
四、使用说明7
1参数整定7
2工作10
3测试11
4测试模块的使用14
五、SID-2CT型同期装置与上位机的联机15
1硬件连接15
2同期装置设置15
3上位机监控软件15
六、SID-2CT微机同期装置端子接线表17
七、SID-2CT微机同期装置二次线设计示例18
附录1参数整定范围和步长19
附录Ⅱ通讯协议，可提供电子版20
附录Ⅲ同期二次线设计要点20
附录Ⅳ（SID-2CT安装尺寸图）22
附录Ⅴ同步表视频模块23
（V6。
051版）
一、概述
SID-2C是深圳市智能设备开发有限公司继SID-1、SID-2、SID-2V、SID-2T、SID-2VT后开发的微机准同期控制器的第八代产品，在总结前七代产品运行经验的基础上，在硬件设计及软件设计上作了较大的改进。
除了保留原有产品的精确性及快速性的优点外，还增加了全汉字显示及与上位机进行通讯的功能。
这为电站分布式控制系统（DCS、ECS、NCS）增加了一个重要的智能终端。
不仅使运行人员在准同期控制器的安装现场可以看到有关并网过程中的各种信息，还能在远方的集控站对并网过程了如指掌。
SID-2C系列微机准同期控制器有二类产品:
SID-2CT适用于1～12条线路并网用，SID-2CM适用于1～12台、条发电机或线路并网复用。
各类产品均备有内置试验检测单元，毋需借助其它仪器设备即可进行控制器的例行试验、故障检测及外电路正确性校核等工作。
SID-2C系列微机准同期控制器的突出特点是确保以最短的时间和良好的控制品质促成同期条件的实现，并不失时机的捕捉到第一次出现的并网机会。
对于发电机来讲实质上相当于具有自同期的并网速度和准同期的并网精度。
1主要功能：
1）SID-2CT有12个通道可供1~12条线路并网用，可自动识别是差频并网抑或是同频并网；
2）设置参数有：
断路器合闸时间、允许压差、允许频差、允许功角、并列点两侧TV二次电压实际额定值、系统侧TV转角、并列点两侧低压闭锁值、单侧无压合闸、无压空合闸等。
3）控制器以精确严密的数学模型，确保差频并网（发电机对系统或两解列系统的线路并网）时捕捉第一次出现的零相差，进行无冲击并网。
4）控制器在进行线路同频并网时，如并列点两侧功角及压差小于整定值将立即实施并网操作，否则就进入等待状态，并发出信号。
5）控制器运行过程中定时自检，如出错，将报警，并文字提示。
6）在并列点两侧TV信号接入后而控制器失去电源时将报警。
TV三相二次断线时也报警，并闭锁同期操作及无压合闸。
7）控制器完成差频并网操作后将自动显示断路器合闸回路实测时间，及每个通道保留最近的8次实侧值，以供校核断路器合闸时间整定值的精确性。
8）控制器提供与上位机的通讯接口（RS-232、RS-485），并提供通讯协议，以满足将准同期控制器纳入DCS系统的需要。
9）控制器采用了全封闭和严密的电磁及光电隔离措施，能适应恶劣的工作环境。
10）控制器供电电源为交直流两用型，能自动适应110V、220V交直流电源供电。
11）控制器输出继电器提供小型电磁继电器，合闸输出还可提供特制高速、高抗扰光隔离无触点大功率MOS继电器两类选择，后者动作时间不大于2毫秒，长期工作电压直流1000V，容量直流6安。
在容量许可的情况下，可直接驱动断路器，省去外加中间继电器。
（该继电器为选购件）。
12）控制器内置调试、检测、校验用试验模块。
13）可接受上位机指令实施并列点单侧无压合闸、双侧无压合闸，也可通过面板操作执行双侧无压合闸。
14）在需要时可作为智能同步表使用。
15）控制器在进行差频或同频并网时，提供“功角大”、“频差大”、“压差大”和“同频”的遥信信号，以通知上级调度采取措施，促成实现并网条件。
16）控制器提供同步表视频转换器可选件，将同步表的相位、压差、频差及合闸信息通过视频电缆传送到控制室大屏幕的视频输入端。
2技术指标
1）输入待并断路器两侧的TV二次电压为100伏或100/
伏或一侧为线电压，另一侧为相电压。
各并列点均可分别对系统侧TV二次电压进行转角设置，故不需隔离变压器和转角变压器。
2）全部输入开关量（并列点选择、远方复位、断路器辅助接点、确认单侧无压操作、确认双侧无压空合闸等）均为常开空接点。
3）输出开关量（合闸、报警、失电、功角大、压差大、频差大、同频等）控制信号在使用小型电磁继电器时为常开空接点（“失电”为常闭）,接点容量220VDC，0.5A。
在合闸回路使用无触点继电器时为常开大功率场效应管，接通电阻0.3,关断漏电流10微安，接点容量1000VDC，6A。
4）RS-232及RS-485通讯接口各一个。
5）工作电源110～220伏交直流电源均可，功耗不大于20伏安。
6）绝缘强度：
弱电回路对地：
500伏50赫1分钟
强电回路对地：
1000伏50赫1分钟
强弱电回路间：
1000伏50赫1分钟
7）工作环境：
工作温度：
0C～50C
贮存温度：
-20Ｃ～70Ｃ
相对湿度：
不大于90%
二、工作原理
1电力系统并网的两种情况
1）差频并网：
发电机与系统并网和已解列两系统间通过联络线并网都属差频并网。
按准同期条件并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近时在相差为0度时完成并网操作。
2）同频并网：
未解列两系统间联络线并网属同频并网。
这是因并列点两侧频率相同。
但两侧会出现一个功角，的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。
这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。
并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。
因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起继电保护误动，或导致并列点两侧系统失步。
2差频并网合闸角的数学模型
准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相差角为零时完成并网。
压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换，不论是发电机对系统，或系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。
因此，并网过程中为了实现快速并网，不必对压差和频差的整定值限制太严，以免影响并网速度。
但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤，甚至会诱发后果更为严重的次同步谐振（扭振）。
因此一个好的同期装置应确保在相差为零时完成并网。
在差频并网时，特别是发电机对系统并网时，发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化，因此发电机对系统的频差不是常数，而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。
加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk，同期装置必须在零相差出现前的tk时发出合闸命令，才能确保在=0时实现并网。
或者说同期装置应在=0到来前提前一个角度k发出合闸命令，k与断路器合闸时间tk、频差s、频差的一阶导数
及频差的二阶导数
等有关。
其数学表达式为：
同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程，获取当前的理想提前合闸角k。
并不断快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差，当=k时装置发出合闸命令，实现精确的零相差并网。
不难看出获得精确的断路器合闸时间tk（含中间继电器）是非常重要的，因此SID-2C系列准同期控制器具有实测tk的功能。
同时也不难看出计算机对k的计算和对的测量都不是连续进行的，而是离散进行的。
从而使得我们不一定能恰好捕获k=的时机。
这就会导致并网的快速性受到极大的影响。
本控制器用另一微分方程实现对合闸时机的预测，可靠实现了达到极值的并网速度。
三、结构与接线
1外形尺寸
SID-2CT型控制器采用仪表盘嵌装式结构，安装尺寸见附录Ⅳ
2面板说明
面板如下图
远方复位
►
◄
确认
P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12
UGL
UGφ
USφ
USL
辅助接点
▼
退出
○○○
TV二次电压选择
并列点选择
●
TV二次断线试验开关
VS
VG
VG
VS
测试电源
降压升压减速加速合闸报警闭锁
▲
○○○○○○○
液晶显示器
SFSASBSCGFGAGBGC
F
S
0
电源
功角
-90
90
О
О
压差
频差
合闸
合闸
○
复位
（功角大）（压差大）（同频）（频差大）
ESPN
CMOV
工作测试设置
○○○○○○○○
方式选择
RS-232
180
深圳市智能设备开发有限公司
面板的左上方为一个12864点阵带背光的液晶显示器，用于显示菜单及设置参数，显示并列点代号、系统频率、系统电压、发电机频率、发电机电压、断路器合闸时间及其它信息。
左下方为发光管构成的同步指示器，指示待并侧与系统侧电压在并网过程中的相位差。
“频差、功角”及“压差”指示灯在差频并网时越上限为绿色，越下限为红色，同频时频差灯也为红色，不越限时熄灭。
同频并网时如果功角或压差越限，指示灯为橙色。
“合闸”指示灯在控制器发出合闸命令期间点亮（红色）。
面板右方有一向下可打开的盖板，打开盖板后可见到左面有工作方式选择开关及工作方式指示灯，用于设置控制器的三种工作方式，即“工作”、“测试”及“设置”方式。
工作方式选择开关上方的工作（红色）、测试（绿色）、设置（黄色）指示灯分别与之对应。
“工作”方式用于发电机或线路并网；“测试”方式用于现场试验或对控制器本身的硬件测试；“设置”方式用于整定参数和数据查询。
在工作方式选择开关上方有7个按键，左键、右键、上键、下键、确认键、退出键、复位键。
左、右键用于选择待设置参数，上、下键用于选择菜单项或改变参数值，“确认”键用于选择功能或存贮参数，“退出”键用于退出目前操作程序，“复位”键用于使程序复位。
面板右方为测试模块的操作及指示部件，测试模块用于产生待并点两侧的TV电压、模拟有关的输入开关量信号，和指示控制器输出有关控制信号的状态。
“远方复位”键用于模拟来自控制台的远方复位命令，引起控制器程序复位。
“辅助接点”键用于模拟并列点断路器的辅助接点，反映断路器是否已合上,及测量断路器合闸回路时间。
面板中部的12个并列点选择开关及其对应的指示灯，用以模拟12个并列点的同期开关状态，开关拨向上方表明该并列点选中，EC、SM、NV分别为空合闸确认、同步表、单侧无压合闸确认信号输入，拨向上方有效。
PO为备用开入，无定义。
面板下方的8个开关用以模拟待并点断路器两侧TV二次断线GF、GA、GB、GC为待并侧熔丝（或空开）前及三相断线试验开关，SF、SA、SB、SC为系统侧熔丝（或空开）前及三相断线试验开关，开关拨向上方为断线。
VS、VG电位器用于在检测控制器时调整输入代表系统侧和待并侧的TV二次电压，电压值可用交流电压表在VS、VG及公共端测试柱上测出。
面板左下方有RS-232串行通讯接口，为9针D型插座，用于就地与笔记本电脑的RS-232通讯接口联接。
也可用背板的RS-485接口与远方的上位机通讯。
面板上方有7个继电器状态指示灯，用以显示相应继电器状态，即功角大信号继电器（绿色）、压差大信号继电器（红色）、同频信号继电器（绿色）、频差大信号继电器（红色）、合闸继电器（红色）、报警继电器（黄色）、合闸闭锁继电器（黄色）。
控制器工作在“设置”方式时通过SL合闸闭锁继电器自动断开合闸输出回路，因此控制器可在现场进行参数设置，不会发生误合闸。
3后面板说明
后面板主要装有控制器的对外联线插座，如下图所示，各引脚定义
在相应表格中给出。
JK1-JK6六个航空插头型号各不相同，因此没有误插的可能。
我们设计SID-2CT同期控制器可最多纳入12个并列点，其目的不仅是为适应中、小电站集中同期方式的需要，也为实现电站多台同期装置互为备用的需要。
每台同期装置可存入12个并列点的同期参数，使得12台同期装置不需要重新整定参数就可互换。
选用航空插头作为对外的连接器也是出于方便互换的目的。
535455
49505152
42434445464748
3435363738394041
252627282930313233
123
1718192021222324
10111213141516
456789
1314
101112
6789
345
12
JK5JK4JK3JK2JK1
○
34
12
深圳市智能设备开发有限公司
电源
110~220V
（AC或DC）
1~12并列点复位
辅助接点RS-485串口
34
12
2021222324
141516171819
8910111213
34567
12
2526
13141516
89101112
171819
4567
123
系统侧待并侧电源
TVTV
录波输出
测试电源
220VAC
熔断器熔断器熔断器
F1F2F3
JK6
JK7
同步表
视频输出
JK8
F4
熔断器
测试电源
·JK1插座引脚定义：
1
2
3
4
电源（－）
电源（＋）
地
空
电源使用交直流110V-220V。
·JK2插座引脚定义：
1
2
3
4
5
6
7
待并侧N
系统侧N
待并侧
TVA相
系统侧TV
A相
待并侧TVB
或0相
系统侧TV
B或0相
待并侧
a相
8
9
10
11
12
13
14
待并侧
b相
待并侧
c相
系统侧
a相
系统侧
b相
系统侧
c相
系统侧
熔丝前
待并侧
熔丝前
·JK3插座引脚定义：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1L
2L
3L
4L
5L
6L
7L
8L
辅助
接点
辅助
接点
复位
复位
RS485
+
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
RS485
-
屏蔽地
同步表
24V＋
起动同
期工作
24V－
9L
10L
11L
12L
单侧无压合闸确认
无压空合闸确认
空
JK3的1-8及20-23分别联接到各并列点的同期开关一个空接点的一侧，另一侧并联后联接到17脚VO+的+24V上。
15脚是RS-485接口的屏蔽地，与机壳相联。
为了保证双侧无压合闸或单侧无压合闸的安全，需要防止因TV二次断线引起的误合闸，此时同期装置需要引入并列点两侧TV的三相电压及中性点，用以检测TV二次断线。
如不需无压合闸功能，则JK2的三相TV电压输入可取消，即JK2-1、2、7~14各电压都无需接入。
请注意，不能只接入单相或两相电压。
JK3-24和JK3-25分别是在实施单侧无压合闸和空合闸前进一步确认的输入开关量。
·JK4插座引脚定义：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
合闸（－）
频差大
同频
功角大
压差大
闭锁
闭锁
空
空
报警
11
12
13
14
15
16
17
18
19
失电
合闸（＋）
频差大
压差大
空
同频
报警
功角大
失电
合闸输出如用电磁继电器输出，为空接点，无极性。
如用光耦MOSFET继电器输出，则有+、-极性之分，接线请注意。
MOSFET继电器可直接驱动断路器合闸回路，彻底消除了电磁中间继电器的延时和感应电势的干扰。
MOSFET继电器为可选件，订货时需注明。
·JK5插座引脚定义
1
2
3
4
5
6
7
8
待并侧N相
系统侧N相
待并侧A相
系统侧A相
待并侧B相
9
10
11
12
13
14
15
16
系统侧
B相
待并侧
A相
待并侧
B相
待并侧
C相
系统侧
A相
系统侧B相
系统侧
C相
系统侧熔丝前
17
18
19
20
21
22
23
24
待并侧熔丝前
1F
2F
3F
4F
5F
6F
7F
25
26
27
28
29
30
31
32
8F
辅助接点
辅助接点
复位
复位
同步表
24V（+）
空
33
34
35
36
37
38
39
40
24V（-）
9F
10F
11F
12F
单侧无压合闸确认
无压空合闸确认
合闸
41
42
43
44
45
46
47
48
频差大
同频
功角大
压差大
同期闭锁
同期闭锁
报警
失电
49
50
51
52
53
54
55
合闸
频差大
压差大
同频
报警
功角大
失电
此插座用於将控制器内置试验模块的全部信号通过专用的联线由JK5插头与控制器的JK2、JK3、JK4扦座接联。
试验时还应从控制器的JK7和JK1接入220V交流电源。
·JK6插座引脚定义
此插座的脉振电压及控制器输出合闸接点用于同期过程录波。
1
2
3
4
脉振电压
脉振电压
合闸接点
合闸接点
·JK7插座引脚定义：
地
220VAC
·JK8插座定义：
此插座输出控制器同步表的视频信号，插座为标准BNC插座，该插座至中控室大屏幕视频输入插座的同轴电缆最大长度为400米。
四、使用说明
程序菜单按三种方式选择（设置、测试、工作）形成三条主干的树状结构，如下图所示：
下面介绍具体使用方法
1参数整定
参数分为：
通道（并列点）参数和系统（公用）参数。
进入参数整定：
在系统通电状态下，将工作方式开关投在“设置”状态（此时设置灯亮），然后按复位按钮。
或在控制器未带电状态下，先将工作方式开关投在“设置”位置，然后再接通电源。
首先进入设置菜单：
各通道参数整定
系统参数整定
实测合闸时间查询
修改口令
使用“”“”键，选择菜单项，用“确认”键确认，并进入相应程序。
1）各通道参数整定:
每个通道有一组独立的参数,包括:
断路器合闸时间、允许频差、允许压差、允许功角、待并侧TV二次电压额定值、系统侧TV二次电压额定值、并列点代号、系统侧应转角、单侧无压合闸、空合闸、同步表等。
进入通道参数整定：
进入设置菜单后，用“”“”键选择“各通道参数整定”，之后按“确认”键，此时显示屏显示：
请输入口令
0000
输入4位数字或字母（出厂口令为0000），按确认键后进入各通道参数整定；如按退出键，即放弃该操作，退到主菜单。
如口令不对，提示“口令不符”，退到主菜单，进入各通道参数整定后，显示屏显示：
请输入通道号
1
按确认键确认
用“”“”键输入通道号，通道号的选择范围为1-12。
按“退出”键，则退出通道参数设置。
选择通道号后，按“确认”键，则系统进入参数设置第一页：
合闸时间ms
允许频差.Hz
允许压差%
允许功角XX0
有可能出现同频并网的断路器均属线路型，“允许功角”仅在同频并网的工况时，同期装置才会自动调用。
合闸时间为控制器发出合闸信号到断路器闭合的时间，是计算提前预合闸角的依据。
允许频差和允许压差是并网的二个条件，当并列点两侧的频率差和电压差在这二个参数指定的范围内，即满足频差和压差并网条件。
如果不满足条件则在显示屏上提示频率高、频率低、电压高、电压低信息。
频差及压差的定义均为待并侧减系统侧的差值，允许频差及允许压差的定值可选“+”或“±”，取“+”表明只能在待并侧的值大于系统侧值才允许并网，即并网后待并侧电源立即带上一定的有功和无功功率，避免并网时产生逆功率。
如取“±”，则差值不论是正、是负均可并网。
使用“”“”键，选择参数项，按“”“”键修改参数值。
当选择到该页的最后一项，再按“”键，如果不是最后一页（第三页），则翻到下一页。
当选择该页的第一项，再按“”键，若该页不是第一页则进入上一页。
每个参数都有设置范围和步距，各参数的设置范围及步距见附录Ⅰ。
如果参数数值到了上限，按“”键不会改变数据大小。
同样参数数值到了下限，按“”键也不会改变数据大小。
修改该通道的所有参数后，按“确认”键，存贮各参数值。
存贮通道参数值需要若干秒，此时屏幕显示“正在存储，请稍候”，在此期间按任何键都不起作用，等若干秒后屏幕上显示“存贮完毕”，按“退出”键退出通道参数整定操作，回到设置菜单。
第二页到第三显示器界面如下：
待并侧TV二次
电压额定值v
系统侧TV二次
电压额定值v
第二页
第三页
TV二次电压的单位为“伏”，这是指当TV一次电压为额定值时，TV二次电压所对应的实际值，对于系统侧电压常常随负荷大小而变，因此系统侧TV二次电压额定值应以其可能出现的最低值和最高值的平均值输入。
输入同期装置的并列点TV电压可以一侧是线电压，另一侧是相电压，也可以都是线电压或相电压。
并列点代号
系统侧应转角
单侧无压合闸 YES/NO
空合闸YES/NO
并列点代号有四位，可以是数字或字母，一般输入断路器号。
系统侧应转角用以取代转角变，可设置超前300、00、滞后300三种，请注意，是将系统侧TV二次电压进行转角。
在发电厂厂用电系统或输电线路的并列点上有时会要求只在并列点一侧有电压，而另一侧无电压时合上断路器，例如在发电机启机过程中需要由外部电源提供厂用电、线路检修后对线路充电等，当通道整定参数项“单侧无压合闸”选为YES，且符合单侧无压合闸条件，即TV二次未断线且由JK3-24送来单侧无压合闸操作确认开关量信号闭合，同期装置上电后即自动实施单侧无压合闸。
有时为了试验断路器和检查合闸回路，需要对断路器进行一次两侧均无电压的空合闸操作，如通道整定参数数项“空合闸”选为YES，两侧TV二次均无断线，且由JK3-25送来空合闸确认开关量信号，同期装置上电后即自动实施空合闸。
同步表YES/NO
第四页
为确保在单侧或双侧无压合闸时不致发生意外，即在通道参数中已选择单侧或双侧无压合闸仅是执行该操作的条件之一，还需要从外部对控制器输入一个确认单侧或双侧无压操作的开关量（接点闭合），在装置上电前就送上此开关量。
此开关可与短接同期检查继电器（TJJ）接点的STK开关共用，因在进行无
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