FSA3152A备用电源自投装置.docx
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FSA3152A备用电源自投装置
第一章FSA-3000系列分散式微机保护测控综述
1FSA-3000系列分散式保护测控装置的典型设备与配置
FSA-3000系列分散式低压保护测控装置是将保护功能及远动功能综合在一个装置中，该装置即“四合一”保护（保护、遥测、遥控、遥信）测控装置。
针对中低压变电站中不同的保护测控对象，FSA-3000系列的装置型号及功能如下：
FSA-3111
用于10KV及以下电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中的馈电线路保护测控装置。
FSA-3112
用于35KV或66KV电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中的线路保护测控装置。
FSA-3113
用于35KV或66KV电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中短线路保护测控装置。
FSA-3121
用于10KV及以下电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中的接地变压器/站用变压器保护测控装置。
FSA-3131
适用于10KV及以下电压等级的中性点经消弧线圈接地或不接地中低压系统中单Y、双Y、△型接线的并联电容器组保护测控装置。
FSA-3132
适用于10KV及以下电压等级的中性点经消弧线圈接地或不接地中低压系统中桥形接线并联电容器组的保护测控装置。
FSA-3141
用于10KV及以下电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中的高压电动机保护测控装置。
FSA-3151
用于低压母线分段开关的自投装置，并具备对分段开关的保护与控制功能。
FSA-3152
用于进线开关或内桥开关的自投装置。
以上九种保护测控装置可就地分散安装在开关柜上，也可集中组屏。
2FSA-3000系列分散式保护测控装置的主要特点：
2.1由FSA-3000系列分散式保护测控装置构成的综合自动化系统是一个分层分布式系统，它按一个元件（一个间隔）一套装置分布式原则设计配置，可直接就地分散安装在高压开关柜上，各间隔功能独立，各装置之间仅通过网络联结，信息共享，这样整个系统灵活性很强，且任一装置故障仅影响一个元件，其可靠性也得到了很大提高。
2.2由于信息的传递由网络系统通过通讯网互联而实现，取消了常规的二次信号控制电缆，因而站内二次电缆大大简化，不仅节省了大量投资，而且减轻了CT、PT负荷，减少了施工难度及维护工作量，节省了大量的人力物力。
2.3保护测控装置中的保护功能独立，具体体现在以下几个方面：
2.3.1保护功能完全不依赖通讯网，网络瘫痪不影响保护正常运行。
2.3.2装置仍旧保留了传统微机保护所具有的独立输入输出回路及操作回路。
2.3.3软件设计上，保护模块与其它模块完全分开，且先保护后测量，保护模块具有独立性。
2.4提高系统可靠性的措施：
2.4.1采用分层分布式系统是提高全站工作可靠性的重要因素，特别是功能独立于通讯网的各种保护及自动装置在各间隔的独立配置，它是变电站安全稳定运行的先决条件。
2.4.2装置的背板端子定义仍旧沿用了传统模式，它兼容了传统的操作控制功能，保证在极限工作条件下变电站的运行与控制。
2.4.3通讯网络具有二种通讯接口（485、CAN），装置能适应多种通讯媒介，如
光纤，网络双绞线等。
通信规约采用LFP规约并支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）。
2.4.4装置结构采用全密封设计，精心设计了抗干扰组件，使抗振动能力，抗电磁干扰能力有很大提高。
2.5人性化友好的人机界面：
2.5.1装置采用大屏幕液晶显示器，主接线图参数显示，汉化树形菜单，跳闸报告，告警报告，定值整定等都在液晶上有明确显示，不需对照任何技术资料，现场运行调试人员使用方便。
2.5.2装置内部的任何状态变化都能在液晶显示器显示，包括开入，电压电流的有效值、相位、功率、电度等。
2.5.3采用五键组合键盘，对装置操控自如、易学易用。
2.6由于采用了高性能处理器，结合一些特殊编程手段使它具备了一些同类装置不具备的优点：
2.6.1装置采用了高速、高分辨率的A/D转换器，实现每周波24点采样。
结合专用的测量CT，及数字信号处理器（DSP）进行计算保证了遥测量的高精度及响应速度。
同时能在当地实时完成有功功率、无功功率、功率因素等的计算。
2.6.2在不增加硬件开销的前提下完成对低压系统的分散故障录波，并能实现故障波形的远传。
2.6.3将保护动作信号在当地间隔层就地转换为遥信信号上传，减少保护动作报告向调度转发的时间，使其故障报告传输速度与变位遥信等同，便于与调度系统接口，调度端不需另作事件解释程序。
2.7本装置具有完善的自检能力及自校验功能，基本实现免调校。
3FSA-3000系列分散式保护测控装置的主要技术数据
3.1额定数据
①直流电源：
220V或110V
②交流电压：
100/
V，100V
③交流电流：
5A，1A
④频率：
50Hz
3.2功率消耗：
①直流回路：
≤10W
②交流电压回路：
<0.5VA/相
③交流电流回路：
<1VA/相（IN=5A）
<0.5VA/相（IN=1A）
3.3精确工作范围：
①电流：
0.05In～20In
②电压：
0V～199.99V
③频率：
45Hz～50Hz
④df/dt：
0.5Hz/s～10Hz/s
⑤时间：
0～99.99s
3.4定值误差：
①电流及电压定值误差：
<±5％整定值
②频率定值误差：
<0.01Hz
③时间定值误差：
<±1％整定时间+35ms；
3.5冲击电压
各输入输出端子对地，交流回路与直流回路间，交流电流与交流电压间能承受5KV（峰值）标准雷电冲击波。
3.6抗干扰性能
①能承受频率为1MHz及200KHz振荡波（差模，共模）脉冲干扰。
②能承受IEC255-22-4标准规定的IV级（4KV±10％）快速瞬变干扰。
3.7机械性能
能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应，冲击响应。
3.8工作环境
①温度：
-25℃～+60℃保证正常工作
②湿度、压力符合DL478-92《静态继电保护及安全自动化装置通用技术条件》
3.9遥测量计量等级：
电压、电流、频率：
0.2级
其它：
0.5级
遥信分辩率：
小于2ms
信号输入方式：
无源接点
4FSA-3000系列分散式保护测控装置的通信接口
FSA-3000系列分散式保护测控装置具有RS485的标准通信接口和CAN标准通信接口，两路独立的通信接口标准都采用LFP规约并支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）规约，其常用通信介质为屏蔽双绞线。
这两路通信接口的信息完全独立，且信息完整。
双绞线参数：
建议装置使用的双绞线型号为：
美国BELDEN公司的1419A屏蔽双绞线。
推荐传输距离小于1200米。
光纤参数：
光纤联接器：
ST
光纤方式：
多模（50/125um，62.5/125um）
光纤工作波长:
0.85um
推荐传输距离小于2000米
5FSA-3000系列分散式保护测控装置的对时方式
FSA-3000系列分散式保护测控装置的对时有两种方式，一种为通过通信软件进行对时，对时精度为5ms左右。
另一种为通过接收GPS硬件对时脉冲方式进行对时，对时精度为1ms，所有装置公用一个对时总线，以差分信号输入，对时总线介质用屏蔽双绞线，可用通信电缆中剩余的一对双绞线。
上述两种对时方式可综合使用。
6FSA-3000系列分散式保护测控装置相互间的二次接线说明
6.1各单元开关柜间隔采用保护测控功能‘四合一’装置时二次电缆的联结
当各单元开关柜间隔采用‘四合一’装置时，由于高性能现场总线的使用，在装置正常运行情况下，各单元间隔层的遥测、遥控、遥信、保护等信号均可通过通信网实时传输（只有在装置故障情况下例外）。
一般地，将同一母线段上的装置故障信号并接在一起后作为一个独立的遥信量用电缆送至变电站层的综合测控装置。
其优点是能节省电缆及遥信数量，但这种方法的缺点是不能区分具体是那一台装置故障，当然最好是将每一个间隔的装置故障信号单独用电缆送至综合测控装置。
6.2各单元开关柜间隔采用保护﹑测控装置独立配置时相互间的二次电缆联结
当各单元开关柜间隔采用保护﹑测控装置独立配置时，虽然保护装置除保护功能外也具有保护事件上送功能，但由于该配置的出发点是强调保护与远动功能的明确分工与独立性，因此，在一般情况下，一些反映保护装置基本运行状态的量如：
保护装置故障，控制回路断线等信号应送至测控装置。
测控装置本身的装置故障信号应如6.1所述处理。
对通信网的处理应视具体情况可以保护装置与测控装置分别组网，也可以混合组一个网。
6.3保护测控装置中装置地﹑通信口信号地与站内接地网的连接
FSA-3000系列分散式开关柜保护测控装置的AC地、B28为装置地，这两个地联接在一起后接变电站接地网。
通讯口信号地只能选择一点接地，否则通讯无法正常工作。
6.4保护测控装置中遥信开入接线。
各单元保护测控装置的遥信开入进行了特殊化设计提高了抗干扰能力，原理接线见图。
1）：
公共端采用220V（+）后经稳压管送入光藕正端，消除了直流系统（+）端噪声对开入的影响。
2）：
光藕负端通过稳压管接入开入空接点，减少直流系统端噪声对开入的影响。
3）：
综合1）、2）后我们取消了常规遥信回路的滤波电容，提高遥信影响速度，保证了遥信分合率。
4）：
光藕上的电平保持与机箱等电位，提高抗干扰能力。
7FSA-3000系列保护测控装置示意图
7.1FSA-3000系列保护测控装置面板和背板布置见附图。
7.2FSA-3000系列保护测控装置的结构与安装尺寸见附图。
7.3FSA-3000系列保护测控装置操作回路原理见附图。
7.4FSA-3161非电量保护装置操作回路原理见附图。
FSA-3152（A）备用电源自投装置
1基本配置及规格
1.1基本配置
FSA-3152为用于进线开关和/或内桥开关自投装置，适用于如下图所示的主接线系统。
保护方面的主要功能有：
1）两种方式的进线自投功能；
2）两种方式的桥开关自投功能。
测控方面的主要功能有：
1）6路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信；
2）1组桥开关遥控分合；
3）1组母联电流遥测；
4）事件SOE等。
注：
FSA-3152A与FSA-3152的主要区别在于FSA-3152A装置中设置了母联充电保护原FSA-3152中的母联遥测电流输入改为母联保护电流输入，母联保护遥测量取自保护CT，两种保护菜单统一
1.2技术数据
1.2.1额定数据
直流电源：
220V或110V允许偏差+15％,-20％
交流电压：
100V
交流电流：
5A,1A
频率：
50Hz
1.2.2功耗：
交流电压：
<0.5VA/相
交流电流：
<1VA/相（In=5A）
<0.5VA/相（In=1A）
直流：
正常<10W
跳闸<15W
1.2.3主要技术指标：
①自投时间：
0～10S
定值误差：
<5％
②无流进线：
0.02In，母联：
0.06In
③遥测量计量等级：
0.5级
④遥信分辨率：
<2ms
信号输入方式：
无源接点
2装置原理
2.1硬件配置及逻辑框图见附图FSA-3152
2.2模拟量输入
外部电流及电压经隔离互感器隔离变换后输入，经低通滤波器输入至模数变换器，CPU采样后对数字进行处理，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。
UA1、UB1、UC1为Ⅰ母电压，角结输入；UA2、UB2、UC2为Ⅱ母电压，角结输入。
UJx1、UJx2为两进线线路PT的相间电压输入。
IJX1、IJX2为两进线一相电流，用于防止PT断线时装置误起动。
IAC、IBC、ICC为专用测量CT输入。
2.3软件说明：
装置引入两段母线电压（Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2），用于有压、无压判别。
引入两段进线电压（Ux1、Ux2）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。
每个进线开关各引入一相电流（I1、I2），是为了防止PT三相断线后造成桥开关误投，也是为了更好的确认进线开关已跳开。
装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点（TWJ），作为系统运行方式判别，自投准备及选择自投方式。
引入了1DL、2DL、3DL开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的闭锁。
另外还分别引入了闭锁方式1自投，闭锁方式2自投，闭锁方式3、4自投三个输入。
装置输出接点有跳1DL、2DL，3DL合1DL、2DL、3DL各一付接点，一组遥控跳合输出。
信号输出分别为：
装置闭锁（可监视直流失电，常闭接点），装置报警，保护动作各一付接点。
2.3.1线路备自投（方式1）
#1进线运行，#2进线备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。
当#1进线电源因故障或其它原因被断开后，#2进线备用电源应能自动投入，且只允许动作一次。
为了满足这个要求，设计了类似于线路自动重合闸的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。
充电条件：
a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当#2线路电压检查控制字投入时，#2线路有压（Ux2）
b）1DL、3DL在合位,2DL在分位
经15秒后充电完成。
放电条件：
a）当#2线路电压检查控制字投入时，#2线路无压（Ux2）
b）2DL合上
c）手跳1DL或3DL
d）其它外部闭锁信号
e）整定控制字不允许#2进线开关自投
动作过程：
当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压，Ux2有压，I1无流，延时Tb1跳开1DL，确认1DL跳开后，合2DL。
2.3.2线路备自投（方式2）
方式2过程同方式1。
#2线路运行，1#线路备用。
充电条件：
a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当#1线路电压检查控制字投入时，#1线路有压（Ux1）；
b）2DL、3DL在合位,1DL在分位。
经15秒后充电完成。
放电条件：
a）当#1线路电压检查控制字投入时，#1线路无压（Ux1）；
b）1DL合上；
c）手跳2DL或3DL；
d）其它外部闭锁信号；
e）整定控制字不允许#1进线开关自投。
动作过程：
当充电完成后,Ⅰ母、Ⅱ母均无压，Ux1有压，I2无流，延时Tb2跳开2DL，确认2DL跳开后，合1DL。
2.3.3桥开关备自投（方式3、方式4）
当两段母线分列运行时，装置选择桥开关自投方案。
充电条件：
a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；
b）1DL、2DL在合位,3DL在分位。
经15秒后充电完成。
放电条件：
a）3DL在合位；
b）Ⅰ母、Ⅱ母均三相无压；
c）手跳1DL或2DL；
d）其它外部闭锁信号，如变压器内部故障等。
动作过程：
当充电完成后
a）方式3：
Ⅰ母无压、#1进线无流，Ⅱ母有压，方式3自投整定控制字允许，则经Tb3延时后，跳1DL，确认1DL跳开后合3DL。
b）方式4：
Ⅱ母无压、#2进线无流，Ⅰ母有压，方式4自投整定控制字允许，则经Tb4延时后，跳2DL，确认2DL跳开后合3DL。
2.3.4母联充电保护
装置专门设置一段三相过电流保护和一段零序过流保护用于母线充电保护，在母联开关
合上500ms内自动投入，母联充电保护可用压板投退。
2.3.5PT断线
Ⅰ母PT断线判别：
a）正序电压小于30V时，I1大于0.06In或1DL在跳位、3DL在合位I2大于0.06In；
b）负序电压大于8V。
满足以上任一条件延时2.5秒报Ⅰ母PT断线，断线消失后延时10秒返回。
Ⅱ母PT断线判据与Ⅰ母类同。
线路PT断线判别：
整定控制字要求检查线路电压，若线路电压Ux1（Ux2）小于0.3Un（Un=100V）且I1（I2）大于0.06In，经2.5秒报#1（#2）线路PT断线，断线消失后延时10秒返回。
2.3.6装置告警
当CPU检测到本身硬件故障时，发出装置报警信号同时闭锁整套保护。
硬件故障包括：
FLASHROM、RAM，定值出错。
当CPU检测到下列故障时，发出运行异常报警：
a）开关有电流（I1、I2、IA或IB或IC）而相应的TWJ（1DL、2DL、3DL）为“1”，经10秒延时报相应的TWJ异常，并闭锁备用电源自投；
b）Ⅰ母、Ⅱ母PT断线、线路PT断线。
2.3.7遥测，遥信，遥控功能
遥测量主要有：
IA、IB、IC。
遥信量主要有：
6路遥信开入、变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms。
遥控：
本装置共有一组遥控输出可用于桥开关或分段开关的分合。
2.3.8对时功能
装置具备网络软件校时与硬件脉冲对时功能。
3装置背板端子及说明
3.1装置背板端子见FSA-3152背板端子
端子A01，A03为跳进线1开关的继电器跳闸输出。
端子A02，A03为合进线1开关的继电器合闸输出。
端子A04，A06为跳进线2开关的继电器跳闸输出。
端子A05，A06为合进线2开关的继电器合闸输出。
端子A07~A10为远动信号，当保护单元与监控单元独立配置时，需与监控单元的遥信输入端相接口，用来反映保护装置的基本运行情况，分别为：
装置故障（包括直流消失），保护动作（TXJ），控制回路断线。
端子A11~A13为位置信号输出。
端子A14为遥控电源输入，可经“远方就地压板”接至控制直流电源正
端子A15~A16为装置事故总信号（推事故画面）。
端子A17为控制直流电源正，端子A27为控制直流电源负。
端子A19为保护跳闸出口，出口继电器的另一端已固定联结控制电源220V+（110V+）。
（A19与A22之间供用户设置跳闸压板）
端子A20为保护合闸出口，出口继电器的另一端已固定联结控制电源220V+（110V+）。
（A20与A23之间供用户设置合闸压板）
端子A21为手动跳闸输入，端子A22为保护跳闸输入，且跳闸操作回路中带保持继电器。
端子A23为合闸输入，在本装置中，手动合闸与保护合闸合并为一个合闸输入且合闸操作回路中带保持继电器。
端子A24接断路器跳闸线圈。
端子A25接断路器合闸线圈。
端子A26为跳位继电器负端。
在本装置的操作回路中未考虑弹簧或气压闭锁节点，我们推荐优先采用开关本身的闭锁回路，若开关不具备闭锁功能，则可将闭锁节点串联至合闸线圈回路和跳闸线圈回路中实现。
另外，装置中具备防跳回路。
端子B01~B06为遥信量开入节点，采用220V-（110V-）输入，其公共端为B14该端子应外接220V（110V）信号电源的正端。
端子B01-B06为遥信量开入节点。
端子B07为母联充电保护投入压板。
端子B08为闭锁方式1。
端子B09为闭锁方式2。
端子B10为闭锁方式3、4。
端子B11为桥开关跳位。
端子B12为桥开关合合后位置
端子B13为信号复归。
端子B16为进线Ⅰ跳位。
端子B17为进线Ⅱ跳位。
端子B18为进线Ⅰ合合后位置。
端子B19为进线Ⅱ合合后位置。
端子B20、B21为系统对时总线接口，差分输入，装置内部也可软件对时。
端子B22、B23为RS485串口1。
端子B24、B25为CAN串口2。
端子B26为保护用直流电源正，端子B27为保护用直流电源负，B28为装置地。
端子C13、C14、C15为Ⅰ母电压角结输入
端子C19、C20、C21为Ⅱ母电压角结输入
端子C01~C12为电流输入，其中端子C01、C02为测量CT的A相输入，C03、C04为测量CT的B相输入，C05、C06为测量CT的C相输入，C07、C08为进线1CT输入，C11、C12为进线2CT输入，C17、C18为进线1的PT输入，C23、C24为进线2的PT输入。
端子A28、B28装置地、AC地应连接在一起，并与变电站地网联接。
开关位置（TWJ、HWJ）遥信已由内部自动产生，不需再引入遥信开入。
4.装置定值整定
4.1装置参数整定
位置
名称
范围
备注
1
保护定值区号
0~14
2
装置地址
0~99
3
通信规约
LFP/870-5DL/T667-1999（IEC60870-5-103）规约
4
A口波特率
2400，4800，9600，19.2K
5
B口波特率
4800，9600，19.2K，38.4K
6
遥信时间
0~99（ms）
7
电流变比
0~999.9
8
电压变比
0~999.9
4.2装置定值整定
序号
名称
范围
步长
备注
1
有压定值
70~100V
0.01V
2
无压定值
2~50V
0.01V
3
过流保护定值
0.In~20In
0.01A
4
零序过流保护定值
0.In~20In
0.01A
5
自投方式1时间
0~10S
0.01S
6
自投方式2时间
0~10S
0.01S
7
自投方式3时间
0~10S
0.01S
8
自投方式4时间
0~10S
0.01S
9
过流保护时间
0~99.99S
0.01S
10
零序过流保护时间
0~99.99S
0.01S
以下整定控制字，控制字位置选择“投入”或“退出”
1
自投方式1
投入/退出
2
自投方式2
投入/退出
3
自投方式3
投入/退出
4
自投方式4
投入/退出
5
#1线路电压检查
投入/退出
6
#2线路电压检查
投入/退出
7
过流保护投入
投入/退出
8
零序过流保护投入
投入/退出
注意：
方式1，方式2，方式3、4不可同时投入，共有5种方式可供选择：
（1）方式1；
（2）方式2；（3）方式3；（4）方式4；（5）方式3、4。
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