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51说明书
第一章DMP511XA合并单元概述
1概述
1.1应用范围
DMP511XA合并单元就地加装在主变、断路器和互感器处，完成对一次设备的模拟量、开关量的采集和控制操作。
DMP511XA既可实现传统式电压、电流互感器的模拟量接入，又可实现光电式电压、电流互感器的数字量接入。
1.2原理概述
DMP511XA合并单元基于Altera65nmCycloneIIIFPGA设计，由多个具有自主知识产权IPCore和NIOS-II32-bitRSIC软核处理器构成片上系统（SOPC）,两通道光纤链路编码解码器负责数据收发和同步信号DSYN检出，ADC同步选择组件根据特定的策略选择其中的一个作为ADC启动信号，ADC控制器在此信号的控制下启动A/D转换并负责将ADC采样结果同步写入两个光纤通道，NIOSMCU则负责处理来自间隔层设备控制命令和设备描述信息传输以及提供系统调试诊断、RTD温度采集以及主板温度监视等功能。
图1.DMP511XA合并单元原理示意图
2技术特点及参数
2.1技术特点
1）采用ALTERA公司的高性能FPGA，系统内核为32-bitRISC处理器；
2）16位高精度A/D转换器，外置精密基准源，长期漂移小；
3）高速采样，采样速率为12800次/S；
4）独有的同步信号检出技术，从下行控制命令中检出同步信号；
5）内部同步仲裁技术，可选ADC同步采样源；
6）多达12个模拟通道同步采样；
7）独有的数据传输和硬件加速技术，保证采样数据在两个光纤通道无延时同步传输；
8）系统中大容量储能电容，在主电源失去后还可及时将失电时刻的信息上传输；
9）提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，可同时接入双重化系统；
10）可扩充6对光纤接口，实现电子式互感器的接入；
11）可选配两通道RTD温度测量组件，支持PT100和Cu50热电阻测量；
12）提供多种调试端口，方便的现场维护和调试；
13）对工作电源、采样数据、通讯状态等提供完善的自检功能；
14）在和DMP5180交换服务器的通讯中断后，可以提供三段式过流保护。
15）合并单元的开入量，采用了与控制电源隔离的48V电源，避免了直流系统接地的发生。
2.2技术参数
1）允许环境条件
工作温度：
-40℃～+75℃
贮存温度：
-40℃～+85℃
2）额定数据
直流电源：
DC/AC220V±20%
交流电流：
5A、1A（三相/两相）
交流电压：
57.7V/100V（相电压/线电压）
频率：
50Hz
3）工作电源
开入：
48V（电源板提供）
操作板：
直流220V
4）功率消耗
交流电流回路IN=5A每相不大于1.0VA
交流电压回路U=UN每相不大于0.5VA
直流电源回路正常工作不大于20W
保护动作不大于30W
5）过载能力
交流电流回路2倍额定电流连续工作
10倍额定电流允许10S
40倍额定电流允许1S
交流电压回路1.3倍额定电压连续工作
直流电源回路80%—110%额定电压连续工作
6）光纤接口技术指标
通讯误码率：
通讯距离：
不小于1000m
光纤波长：
1310nm
7）测量误差
测量电流电压不大于±0.3％
保护电流不大于±3％
8）温度影响
装置在工作温度-40℃～+75℃内动作值因温度变化而引起的变差不大于于±1％
9）抗干扰性能
①脉冲干扰试验
能承受频率为1MHZ及100KHZ电压幅值共模2500V，差模1000V的衰减震荡波脉冲干扰试验。
静电放电抗扰度测试
能承受IEC61000-4-2标准Ⅳ级、试验电压8KV的静电接触放电试验。
射频电磁场辐射抗扰度测试
能承受IEC61000-4-3标准Ⅲ级、干扰场强10V/M的幅射电磁场干扰试验。
电快速瞬变脉冲群抗扰度测试
能承受IEC61000-4-4标准Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
浪涌（冲击）抗扰度试验
能承受IEC61000-4-5标准Ⅳ级、开路试验电压4KV的浪涌干扰试验。
供电系统及所连设备谐波、谐间波的干扰试验
能满足IEC61000-4-7标准B级、电流和电压的最大允许误差不大于测量值的5％。
电源电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
能承受IEC61000-4-11标准70％UT等级的电压暂降、短时中断干扰试验。
振荡波抗扰度试验
能承受IEC61000-4-12标准Ⅳ级阻尼振荡波干扰试验，以及电压幅值共模4KV、差模2KV的Ⅳ级振铃波干扰试验。
工频磁场抗干扰度
能承受IEC61000-4-8标准Ⅳ级持续工频磁场干扰试验。
阻尼振荡磁场抗干扰度
能承受IEC61000-4-10标准Ⅳ级阻尼振荡磁场干扰试验。
11）绝缘耐压性能
交流输入对地：
大于100兆欧
直流输入对地：
大于100兆欧
信号及输出触点对地：
大于100兆欧
开入回路对地：
大于100兆欧
能承受2KV/1min的工频耐压，5KV的冲击电压
12）机械性能
∙振动
能承受GB/T7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验
∙冲击
能承受GB/T7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验
∙碰撞
能承受GB/T7261中第18章规定的严酷等级为I级的碰撞试验
3硬件配置
DMP511XA合并单元由以下板卡组成：
电源板，灯板，背板，主板，操作板（或开入开出板）和互感器板。
图2.DMP511XA合并单元插件示意图
a）操作板提供跳闸出口，合闸出口，手跳手合等各种操作接口，实现一次侧开关的跳、合闸。
同时提供8个开入接口和4个开出空接点。
b）开入开出板提供14个开入接口和8个开出空接点。
c）主板提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为3M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换。
主板上带有一RJ11的调试串口，可以通过它对采集测控终端进行现场调试。
d）互感器板采集8-12路模拟量信号、1路温度采集通道。
3.1电源模件
提供装置各种工作电源，直流或交流220V电压输入，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出5V（V1）、3.3V（V2）、±9V（V3）、+24V（V4）、48V（V5）。
其中，V1、V2为共用一个地，与V3、V4、V5隔离输出；V5输出向装置外提供48V电源。
电源具有过压保护和过流保护功能。
3.2交流模件
将交流电压、电流转变为弱电信号，以便模数转换。
保护CT与测量CT分开，保证保护要求的抗饱和特性与测量精度。
交流模件共可以装8--12路交流输入回路，据用户所要求的保护功能及测量功能而配备。
其原理图如下：
温度采集功能:
通过采集电阻PT100或CU50的电阻的方式测温。
测温组件采集1-3路电阻温度。
图5.温度采集原理图
3.3CPU模件
提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为3M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换。
主板上带有一RJ11的调试串口，可以通过它对采集测控终端进行现场调试。
3.4操作板模件
完成开关的远方/就地操作切换，就地操作，开关防跳，保护出口，遥控出口，开关量采集的光器电隔离功能。
3.5开入开出模件
完成开关量的光电隔离与继电器的出口功能。
3.6背板模件
各模件之间通过接插件与背板相连接，相互传递数据。
3.7灯板
灯板提供16个指示灯，用于指示合并单元的运行状态，具体定义如下表所示。
表一DMP5111A装置点灯定义
运行灯
跳位灯
合位灯
合后灯
光纤通道A发送
光纤通道A接收
光纤通道B发送
光纤通道B接收
电流保护
电压保护
功率方向
备用
24V指示灯
就地
红外发送
红外接收
运行灯：
正常情况下，运行灯呈绿色。
有定值出错或通讯出错的情况下，运行灯变红。
跳位灯、合位灯、合后灯：
指示断路器的位置。
光纤通道A发送、接收：
指示光纤A通道的物理状态
光纤通道B发送、接收：
指示光纤B通道的物理状态
电流保护：
在就地状态时，电流保护动作，该灯点亮，通过远方信号复归，灯变灭。
24V指示灯：
指示开出电源24V状态，正常时，24V指示灯变亮
就地：
在光纤通讯出错情况下，合并单元由远方状态切换为就地状态，灯变亮。
通讯正常后，自动切换至远方状态，灯变灭。
红外发送/接收：
红外调试口的状态
4软件及使用介绍
为了保证在通讯中断时变电站也能正确地保护动作，合并单元配备了就地后备保护。
即当某合并单元与中央数据处理器通讯出错时，该间隔转为就地保护，由合并单元实现；通讯恢复后，转为远方保护，由中央数据处理器实现该间隔保护。
DMP511XA采集装置双通道冗余配置，带就地保护功能。
两个光纤通道上送的采集量均是一样的。
在A、B通道通讯均正常的情况下，采集装置处于远方状态，不对采样得到的模拟量进行故障判断，只上送采样值、开入量、采集装置自检信息，接收DMP5150保护主机下发的控制命令。
在A、B通道通讯出现异常的情况下，采集装置自动切换到就地状态，仍上送模拟量，不上送应用层数据，也不接收DMP5150保护主机下发的控制命令。
采集装置自行根据采集得到的模拟量进行简单的过流保护，在故障情况下，切除本线路。
4.1就地保护定值
就地保护含低压闭锁的速断保护、限时速断保护、过流保护
序号
定值号
定值名称
定值范围
1
0
电压采集方式
线电压/相电压
2
1
电流采集方式
两相/三相
3
2
二次额定电流
0.05--200
4
3
二次额定线电压
1.00-200
5
4
速断保护投退
ON/OFF
6
5
低压闭锁投退
ON/OFF
7
6
方向投退
ON/OFF
8
7
速断保护定值
0.05-200
9
8
速断保护延时
0.00-200
10
9
限时速断保护投退
ON/OFF
11
10
限时速断低压闭锁投退
ON/OFF
12
11
限时速断方向投退
ON/OFF
13
12
限时速断保护定值
0.05-200
14
13
限时速断保护延时
0.00-200
15
14
过流保护投退
ON/OFF
16
15
过流保护低压闭锁投退
ON/OFF
17
16
过流保护方向投退
ON/OFF
18
17
过流保护定值
0.05-200
19
18
过流保护延时
0.00-200
20
19
低压闭锁定值
1.00-200
4.2就地保护逻辑原理
4.2.1速断保护
Iset：
速断整定值，Uset：
低电压整定值，Tset：
时间定值
4.2.2限时速断保护
Iset：
限时速断整定值，Uset：
低电压整定值，Tset：
时间整定值
4.2.3过流保护
Iset：
定时限过流整定值，Uset：
低电压整定值，Tset：
时间整定值
4.2.4方向元件
速断、限时速断、过流均有方向元件，并可投退。
当线电压均小于10V时，电压取故障前的记忆电压；当PT断线后，方向元件退出，为无方向的电流保护。
方向元件采用
接线方式，最大灵敏角450，动作区1800，动作示意图如下：
就地保护整定原则：
电流定值与集中式保护对应线路定值一样。
若采集装置无母线电压采集，退掉相应的电压闭锁和方向。
5型号分类
合并单元按照配置的不同可以分为DMP5111A，DMP5112A，DMP5114A，DMP5115A，DMP5116A，具体的配置和应用如下表所示。
表二：
DMP511XA合并单元型号列表：
型号
模拟量采集
操作
用途
DMP5111A
三路保护电流、三路测量电流，一路小电流零序电流，一路电压（线路电压或者电容器差压）
具备断路器操作回路（机卡保护），16路开入
进出线间隔、电容器（差压）间隔、分段间隔测控
DMP5112A
八路电压
22路开入
母线电压采集
DMP5114A
一路温度采集
22路开入，8路开出
主变非电量信号采集，温度采集，档位采集，档位遥调
DMP5116A
三路所变电压，三路所变电流
22路开入，4路开出
所变测控
DMP5113
无
16路信号开入，16路跳闸开入；16路信号开出，16路跳闸开出
非电量重动
6机箱结构
DMP511XA装置为IEC标准6U机箱，采用背插式结构，即插件从装置的背后插拔，总线板装在机箱的前部。
背插式机箱的优点是实现了真正的强弱分离，组成一层，嵌入式安装于开关柜、户外柜、所用变屏上。
安装尺寸图
第二章DMP5111A合并单元
1适用范围
DMP5111A合并单元就地加装在主变、断路器和互感器处，完成对一次设备的模拟量、开关量的采集和控制操作。
适用于35KV、10KV线路不带电动刀闸的开关。
2主要功能
2.1采集功能
模拟量采集：
三路保护电流、三路测量电流，一路小电流零序电流，一路电压（线路电压或者电容器差压）
开入量采集：
具备断路器操作回路，16路开入
开出：
除了断路器操作回路开出、机卡保护外，还有3个继电器开出
2.2保护功能
带就地保护功能
1）速断保护（带低压闭锁和方向）
2）限时速断保护（带低压闭锁和方向）
3）过流保护（带低压闭锁和方向）
3硬件配置
3.1组件图
图1DMP5111A插件示意图
3.2灯板定义
表一DMP5111A装置点灯定义
运行灯
跳位灯
合位灯
合后灯
光纤通道A发送
光纤通道A接收
光纤通道B发送
光纤通道B接收
电流保护
电压保护
功率方向
备用
24V指示灯
就地
红外发送
红外接收
运行灯：
正常情况下，运行灯呈绿色。
有定值出错或通讯出错的情况下，运行灯变红。
跳位灯、合位灯、合后灯：
指示断路器的位置。
光纤通道A发送、接收：
指示光纤A通道的物理状态
光纤通道B发送、接收：
指示光纤B通道的物理状态
电流保护：
在就地状态时，电流保护动作，该灯点亮，通过远方信号复归，灯变灭。
24V指示灯：
指示开出电源24V状态，正常时，24V指示灯变亮
就地：
在光纤通讯出错情况下，合并单元由远方状态切换为就地状态，灯变亮。
通讯正常后，自动切换至远方状态，灯变灭。
红外发送/接收：
红外调试口的状态
3.3背板图及端子定义
第三章DMP5112A合并单元
1适用范围
DMP5112A合并单元就地加装在PT处，完成对母线的电压采集并完成电压并列。
2主要功能
2.1采集功能
模拟量采集：
8路电压
开入量采集：
22路开入
开出：
8路开出
2.2保护功能
不带就地保护功能
2.3电压并列功能
采集两段母线的计量电压，保护电压，可由PT隔离开关的辅助接点和母联断路器的辅助接点实现自动切换。
主要用于外接计量单元的电压并列。
3硬件配置
3.1组件图
图1DMP5112插件示意图图2DMP5112A-A1插件示意图
3.2灯板定义
表一DMP5112A装置点灯定义
运行灯
试验位
工作位
地刀位
光纤通道A发送
光纤通道A接收
光纤通道B发送
光纤通道B接收
备用
备用
备用
备用
24V指示灯
就地
红外发送
红外接收
表二DMP5112A-A1装置点灯定义
运行灯
并列
备用
备用
光纤通道A发送
光纤通道A接收
光纤通道B发送
光纤通道B接收
备用
备用
备用
备用
24V指示灯
就地
红外发送
红外接收
运行灯：
正常情况下，运行灯呈绿色。
有定值出错或通讯出错的情况下，运行灯变红。
试验位、工作位、地刀位：
指示PT刀闸的位置。
光纤通道A发送、接收：
指示光纤A通道的物理状态
光纤通道B发送、接收：
指示光纤B通道的物理状态
24V指示灯：
指示开出电源24V状态，正常时，24V指示灯变亮
就地：
在光纤通讯出错情况下，合并单元由远方状态切换为就地状态，灯变亮。
通讯正常后，自动切换至远方状态，灯变灭。
红外发送/接收：
红外调试口的状态
并列：
指示电压并列的状态
3.3背板图及端子定义
附图2：
带电压并列功能的电压采集装置
附图3：
电压并列原理图
第四章DMP5114A合并单元
1适用范围
DMP5114A加装于户外主变测控箱，采集主变非电量信号。
非电量合并单元采集主变零序电流，采集主变温度，可采集0-5V直流量，4-20mA直流量，PT100或CU50的电阻。
2主要功能
2.1采集功能
模拟量采集：
可以采集两路零序电流（一路采集间隙零序，一路采集接地零序），采集2路直流量，采集3路电阻温度（PT100或CU50）
开入量采集：
22路开入
开出：
8路开出
2.2保护功能
不带就地保护功能
3硬件配置
3.1组件图
图1DMP5114插件示意图
3.2灯板定义
表一DMP5114装置点灯定义
运行灯
备用
备用
备用
光纤通道A发送
光纤通道A接收
光纤通道B发送
光纤通道B接收
备用
备用
备用
备用
24V指示灯
就地
红外发送
红外接收
正常情况下，运行灯呈绿色。
有定值出错或通讯出错的情况下，运行灯变红。
光纤通道A发送、接收：
指示光纤A通道的物理状态
光纤通道B发送、接收：
指示光纤B通道的物理状态
24V指示灯：
指示开出电源24V状态，正常时，24V指示灯变亮
就地：
在光纤通讯出错情况下，合并单元由远方状态切换为就地状态，灯变亮。
通讯正常后，自动切换至远方状态，灯变灭。
红外发送/接收：
红外调试口的状态
3.3背板图及端子定义
第五章DMP5116A合并单元
1适用范围
DMP5116A加装于所变柜，完成对所变电压电流的采集。
2主要功能
2.1采集功能
模拟量采集：
三路所变电压，三路所变电流
开入量采集：
22路开入
开出：
8路开出
2.2保护功能
不带就地保护功能
3硬件配置
3.1组件图
图1DMP5116A插件示意图
3.2灯板定义
表一DMP5116A装置点灯定义
运行灯
备用
备用
备用
光纤通道A发送
光纤通道A接收
光纤通道B发送
光纤通道B接收
备用
备用
备用
备用
24V指示灯
就地
红外发送
红外接收
正常情况下，运行灯呈绿色。
有定值出错或通讯出错的情况下，运行灯变红。
光纤通道A发送、接收：
指示光纤A通道的物理状态
光纤通道B发送、接收：
指示光纤B通道的物理状态
24V指示灯：
指示开出电源24V状态，正常时，24V指示灯变亮
就地：
在光纤通讯出错情况下，合并单元由远方状态切换为就地状态，灯变亮。
通讯正常后，自动切换至远方状态，灯变灭。
红外发送/接收：
红外调试口的状态
3.3背板图及端子定义
第六章DMP5113非电量重动单元
1适用范围
DMP5113完成对主变的非电量保护，完成非电量保护接点的重动。
2主要功能
2.1采集功能
开入量采集：
每块板提供4路信号开入、4路跳闸开入。
共4块板
开出：
每块板提供4路信号开出、4路跳闸开出。
共4块板
2.2保护功能
不带就地保护功能
3硬件配置
3.1组件图
图1DMP5113插件示意图
3.2灯板定义
表一DMP5113装置点灯定义
电源监视
电源监视
电源监视
电源监视
本体重瓦斯
超温跳闸
本体轻瓦斯
风冷故障
有载重瓦斯
有载油位异常
有载轻瓦斯
绕组高温
压力释放
有载电机运行
超温告警
本体油位异常
电源监视灯：
指示该重动板的220V电源状态。
电源正常时，呈绿色
开入指示：
指示该开入的状态，采集到开入，灯变红
信号复归按键：
复归故障开入灯
3.3背板图及端子定义
DMP5000数字化变电站自动化系统
DMP511XA合并单元说明书
南京磐能电力科技股份有限公司
2009-04
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