NZ672T分布式光伏并网接口装置说明书.docx
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NZ672T分布式光伏并网接口装置说明书
NZ672T分布式光伏并网接口装置说明书
第1章概述
1.1应用
NZ672T应用于分布式光伏发电环境下，实现分布式光伏发电信息的采集和运行控制。
该装置安装安装于分布式光伏电站与电网公共连接点开关处。
该装置不仅具备分布式光伏发电保护、测控、电能质量检测、运行控制、通信管理、远动等功能，能够自动隔离分布式光伏电站内故障，还具备支持多种通讯方式接入站内逆变器、汇流箱、环境监测仪、电度表等各种不同类型电力设备，与调度主站通信实时反馈电站信息，接受远程控制公共连接点开关投切及逆变器启停，对公共连接点和分布式光伏发电系统进行全方位实时监控。
为光伏运行监控主站或调度主站与分布式光伏发电设备之间的建立了通信桥梁，起到“承上启下”的作用，一方面对上（光伏运行监控主站、调度）上送遥信、遥测、电度、电能质量等信息，并接受主站的遥控分合闸、遥调等命令，另一方面对下（光伏逆变器控制器）转发遥调、启停等命令并接收光伏逆变器控制器上送的相关遥信信号。
根据实际通讯条件，分布式发电并网接口装置NZ672T与主站之间的通讯可以支持光纤通信、无线通信（GPRS）或公用互联网WEB发布，如下图所示。
图1.1-1无线通信
图1.1-2光纤通信
图1.1-3公用互联网WEB发布
NZ672T装置基于PowerPC平台开发，整体结构为4U半层机箱，可以单独组屏或安装在光伏发电接入系统并网点的开关柜上。
1.2特点
NZ672T具有强大的集成能力和扩充能力，既能满足现阶段对分布式发电的功能需求，又为未来需求的完善升级提供了足够的扩展空间。
该产品具有以下特点：
运行可靠稳定
NZ672T继承了公司多年的继电保护装置、测控装置、通信装置以及变电站综合自动化的研发和现场运行经验，从多方面考虑，运用多种技术手段，在设计的过程中充分考虑了装置恶劣的运行条件，装置具有良好的电磁兼容性能，功耗低，工作温度范围宽，防震、防潮、防雷，具有很好的可靠性和稳定性。
功能丰富使用
NZ672T具备相当全面的功能，并可根据需要灵活配置。
1）分布式发电并网继电保护。
2）集成测量、控制、电能质量监测功能
3）集成通信管理装置的功能：
能够实现光伏电站从逆变器、电能表、环境监测仪等智能设备的接入与信息的转发，通信规约既可扩展，又可配置。
4）集成光纤以太环网功能：
NZ672T支持以太环网（100M），站内其他装置可以直接接入光纤构成以太环网，节省光端机，施工简单，通信可靠。
5）集成历史数据、统计数据管理功能：
提供多种数据历史量和统计分析值的分类存储、查询、召唤。
系统开放易扩展
装置软硬平台设计具备开放的接口和扩展裕度，便于将来的扩展和技术升级，保证装置更长的有效使用寿命周期。
1）装置插件采用统一的接口，兼容能力强，新的功能插件接入方便。
2）各功能软件采用元件模式组接，功能元件的独立性好，为将来的功能升级和扩充提供了良好的软件接口。
3）装置集成的通信管理功能，采用组态工具配置，规约采用模块方式开发，根据现场需求扩充，对下接入的智能装置可灵活接入。
维护方便又安全
1）具有自诊断、自恢复能力。
2）大容量的存储器，在装置可保存大量的历史数据、统计数据，方便查询。
3）数据可长期掉电保存，保证装置重要数据的安全性。
4）调试维护软件具有统一的操作界面，功能强大，安装简易，使用方便。
5）调试维护可当地连接，也可远程登录；接口可以是网口、串口等有线方式、也支持无线GPRS等无线方式。
6）对参数设置、查询、装置初始化、装置重要数据抄读等，提供装置登录权限、密码管理，防止对装置的非法操作，保证信息安全。
1.3装置开孔
NZ672T为4U机箱，后插式结构。
尺寸见下图所示，采用螺丝固定。
图1.3-1装置正视图
图1.3-2装置侧视图
图1.3-3装置屏柜开孔图
第2章功能介绍
2.1保护功能
2.1.1保护功能
●低/高频保护
●低/过压保护
●逆功率保护
●过热保护
●过载保护
●过流保护
●防孤岛保护
●零序电流、零序电压保护
●差动保护
2.2测量、控制功能
（a）测量功能包括采集站内设备的电压、电流、温度、三相电压、三相电流、频率、有功、无功、功率因数、发电量等。
（b）测量功能包括采集站内设备的运行状态、位置、档位等需要采集的遥信数据。
2.2.1交流遥测
采集三相电压（Ua、Ub、Uc），三相电流（Ia、Ib、Ic）和零序电流（I0）、线电压（Uab、Ubc、Uca）、零序电压（U0）、正序电压（U1）、负序电压（U2），三相电流（Ia、Ib、Ic）、零序电流（I0），三相有功功率（Pa、Pb、Pc）、三相无功功率（Qa、Qb、Qc）、三相视在功率（Sa、Sb、Sc）、三相功率因数（COSa、COSb、COSc）、总有功功率（P）、总无功功率（Q）、总视在功率（S）、总的功率因数（COS）、谐波等数据的测量。
2.2.2遥信
实时采集现场接入的位置状态和其他状态信息，通过总召查询、变位主动上送等方式将状态信息远传。
1）采集线路间隔的开关位置（单位置或双位置可选），弹簧未储能信号，遥控把手的远方/就地信号。
2）其他用户自定义开入的遥信状态。
3）保护、告警事件SOE等。
2.2.3自动控制
（a）可实现对断路器的遥控分合：
（b）可实现对开关的启停操作：
（c）当检测到系统无压，经10s延时自动分闸；当检测到系统测有压，经10s延时自动合闸
2.3电能质量监测
计算并网点三相电压、电流不平衡度、负序电流、谐波、畸变率等
2.3.1实时测量数据
1）电压和电流
三相电压、线电压、零序电压、正序电压、负序电压，三相电流、零序电流的实时值。
2）功率相关数据
分相有功功率、分相无功功率、分相视在功率、分相功率因数、三相总有功功率、三相总无功功率、三相总视在功率、三相总的功率因数的实时值。
3）谐波
三相电压基波和2～11次谐波有效值、三相电流基波和2～11次谐波有效值。
4）不平衡率
实时计算三相电压、三相电流的不平衡率。
2.4通讯功能
2.4.1装置通信接入
1）接入光伏电站内其他智能装置（如逆变器、汇流箱、电度表、继电保护、环境检测仪等），完成主站、子站与智能装置之间的信息转发。
2）现场接入的装置类型、个数、生产厂家是不定的。
装置集成了上百种规约，方便组态配置灵活，可扩展。
2.4.2定值上送和修改
1）通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现定值的上送和远方修改。
2）根据安全需要该功能可选择不开放。
2.4.3故障信息上送
通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现故障信息上送。
2.4.4运行告警信息上送
通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现运行告警信息上送。
2.4.5遥信变位信息上送
通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现遥信变位上送。
2.4.6遥测上送
1）通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现遥测上送。
2）遥测分为实时数据和非实时数据，合理化的上送策略，大量装置接入调度侧主站系统时不影响故障信息、遥信变位、运行告警信息等重要实时数据的上传。
2.4.7遥信上送
1）通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现遥信上送。
2）全遥信数据上送周期和上送策略合理化，不影响故障信息、遥信变位、运行告警等重要实时数据的上传。
2.4.8总查询
1）通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现总查询功能。
2）总查询装置数量庞大，合理的总查询周期设定，避免造成网络拥堵。
2.4.9远方对时
通过本地监控或调度侧主站与NZ672T通讯，实现装置远方对时，留有GPS硬接点对时。
2.4.10无线通信
1）对于不方便接入光缆的站点，装置通过GPRS/CDMA无线方式实现主站、子站的通信。
2）无线模块的安装方式：
装置内置GPRS板卡插件，或者外置GPRS/CDMA模块，通过串口与装置连接。
2.4.11通信端口
1）4个光纤以太网接口；
2）4个电以太网接口；
3）8个RS-485/RS-232串口；
4）内置/外置无线GPRS通信接口。
2.4.12通信规约
1）装置对下可同时支持上百种规约，如:
MODBUS、DLT645、IEC103等；
2）对上与调度主站通信，支持IEC101、IEC103、IEC104规约。
2.5电源功能
2.5.1供电方式
装置的主电源可同时接纳交流、直流供电方式，支持双路电源输入，互为备用。
后备电源采用蓄电池供电，一旦交流电源中断，装置在无扰动情况下自动切换到蓄电池直流供电方式；当交流电源恢复供电时，装置自动切换回交流供电方式。
所有电源切换过程，装置可持续正常工作。
2.5.2电池管理功能
提供蓄电池活化维护功能。
可本地以及远方人工启动活化，也可装置按照设定活化周期自动启动活化。
活化时测量电池电压降低，有活化指示灯及活化遥信远传；电池活化放电至欠压，自动切换至充电态，最终将电池充满，完成活化。
由于主电源失电，蓄电池放电至关断电压时，电池输出自动关断，保护蓄电池组不致过放。
2.5.3电源输出
电源同时提供24V/48V的直流电源输出，给装置之外的操作机构、通信设备使用。
2.6通讯信息加密功能
遵循电监会《电力二次系统安全防护总体方案》及国网公司168号文件《配电二次系统安全防护方案》的要求，参照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，对装置进行基于非对称加密的数字证书单向身份鉴别技术软件加密。
对参数设置、查询、装置初始化、装置重要数据抄读等，提供装置登录权限、密码管理，防止对装置的非法操作，保证信息安全。
第3章技术指标
（1）分布式并网接口装置，采用整体面板、全封闭机箱、强弱电严格分开，具备强电磁兼容性。
，同时采用符合工业标准的高速以太网和国际电工委员会（IEC）标准的模拟数据采集的光纤通道作为数据传输链路，内部采用高可靠性、高实时性、高效率的数据交换接口。
（2）所有板卡采用标准化、模块化思想设计，支持多板卡同步并行工作。
应具备为网络通信、通信管理、实时数据采集及运算、数据库管理等功能应用提供足够的支撑和可扩展裕度。
（3）装置采用背插式结构，通过总线板将各功能板卡（包括智能板和非智能板）连接起来。
（4）分布式并网接口装置配有CPU板、串口板卡、GPRS通信板卡、交流插针、I/O板、电源板卡。
CPU板应具备高效性、可靠性、实时性。
GPRS通信板卡,实现与调度主站或电场设备进行无线通信。
智能I/O板卡进行压板、遥信等开入和跳闸及信号输出。
电源板卡能自适应220V/110V交直流电压输入，实现AC/DC变换，从而为各板卡提供5V/12V直流电源。
3.1装置平台
1）装置采用多CPU技术，主CPU采用PowerPC高性能嵌入式硬件平台，LINUX操作系统，装置稳定性高。
2）其他主要器件均为工业级主流芯片。
3）装置平台功能强大，为网络通信、多装置通信、数据实时采集、数据库管理、文件存储管理等功能应用提供足够的支撑和可扩充裕度。
3.2交流模拟量
1）电压、电流测量精度0.5级。
2）有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的测量精度0.5级。
3）电压输入标称值：
57/100V（线路）。
4）电流输入标称值：
5A，能承受200%连续过载运行，耐受20倍额定电流连续运行5s不损坏。
5）电流回路功耗<0.3VA。
6）电压回路功耗<0.1VA。
3.3开入量
1）具备20个开入量接入，可扩展。
2）事件顺序记录（SOE）分辨率：
≤1ms。
3）遥信防抖时间可整定。
采用标准
IEC60255-1
额定电压
110Vdc
220Vdc
起动电压
60.5V~77V
121V~154V
额定电流
1.1mA
2.2mA
返回电压
50%额定电压
最大允许电压
300Vdc
耐压水平
2000Vac，2800Vdc
3.4开出量
数量
11路
输出接点分类
跳闸输出，信号输出
输出形式
无源接点
最高工作电压
380Vac250Vdc
开触点耐压
1000VRMS，1分钟
连续载流能力
5A@380Vac5A@250Vdc
冲击过流能力
6A@3s15A@0.5s30A@0.2s
动作时间
<8ms
返回时间
<5ms
断弧能力（L/R=40ms）
0.65A@48Vdc
0.30A@110Vdc
0.15A@220Vdc
电气寿命
10000次
3.5保护功能
3.5.1过流保护
电流定值范围
0.1×In~20×In
电流定值误差
≤电流定值×±2.5%或±0.01In中较大者
延时定值范围
0.05s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+35ms（不含方向判据）≤延时定值×1%+50ms（含方向判据）
3.5.2零序过流保护
电流定值范围
0.05~12A
电流定值误差
≤电流定值×±2.5%或±0.02A中较大者
延时定值范围
0.05s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+35ms
3.5.3过负荷跳闸
电流定值范围
0.05×In~20×In
电流定值误差
≤电流定值×±2.5%或±0.01In中较大者
延时定值范围
0.05s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+35ms
3.5.4低频保护
频率定值范围
45~50Hz
频率定值误差
±0.02Hz
延时定值范围
0.1s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+60ms
3.5.5高频保护
频率定值范围
50~55Hz
频率定值误差
±0.02Hz
延时定值范围
0.1s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+60ms
3.5.6低电压保护
电压定值范围
30~380V
电压定值误差
≤电压定值×±2.5%或±0.1V中较大者
延时定值范围
0.1s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+50ms
3.5.7过电压保护
电压定值范围
100~500V
电压定值误差
≤电压定值×±2.5%或±0.1V中较大者
延时定值范围
0.1s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+35ms
3.5.8逆功率保护
功率定值范围
5~300W
功率定值误差
≤功率定值×±2.5%或±2W中较大者
延时定值范围
0.1s~100.00s
延时定值误差
≤延时定值×1%+35ms
3.5.9差动保护（选配）
速断动作电流
3～12倍额定电流
差动启动电流定值
0.2～2倍额定电流
比例制动拐点电流
0.0～15倍额定电流
比率差动制动系数
0.0～1.00
二次谐波制动系数
0.00～0.50
3.6数据存储
1）能够存储事件SOE。
2）存储统计数据、整点数据、电能量历史数据，分钟级别、日级别。
3）装置失电，数据永久保存。
3.7通信接口
1）8个RS-485/RS-232串口。
2）4个10/100BASE-T以太网络接口，支持IPv6TCP/IP通信电口。
3）另有两种接出通信接口:
无线GPRS/CDMA通信接口和4个100BASE-T以太网光接口。
无线通信功能既可选择装置自身内置GPRS/CDMA模块插件，也可选择外置GPRS/CDMA模块接入装置；以太网光纤口配置需要根据实际工程使用数量另外选择光纤模块；此光模块支持带电热插拔功能。
具体型号如下：
表3.7-1光纤模块类型
模块
介质
型号
波长及通讯距离
接口
参数
百兆模块
多模
FTLF1217P2BTL
1310nm2km@62.5/125um
LC接头
TX：
-15dBM（MIN）RX：
-31dBM（MAX）
单模
FTLF1323P1BTL-NJ
1310nm40km@9/125um
LC接头
TX：
-5dBM（MIN）0dBM（MAX）
RX：
-34dBM（MIN）-10dBM（MAX）
3.8时钟对时
1）在主站报文对时，对时误差<1秒。
2）装置自带时钟芯片，在无主站对时情况下，时钟在168h内走时小于1秒。
3）装置电源失电，时钟能保持。
4）无线通信情况下，系统与标准时差小于1秒。
3.9电源技术指标
1）主供电源电压：
AC/DC220V或者AC/DC110V。
2）备用电源电池组电压：
DC24V/48V；
3）输入范围：
±20%额定电压。
4）主供电源若采用交流电时，频率：
50Hz，频率允许偏差-6%～+2%。
5）主电源失电，后备电源能满足装置12小时/24小时（24V/48V电池组）以上正常工作。
3.10装置功耗
正常运行装置整体功耗小于12VA。
3.11可靠性指标
平均无故障时间（MTBF）大于50000小时。
3.12产品运行环境
1）运行环境温度范围：
-40℃~+70℃（可-40℃冷启动）
2）极限环境温度范围：
-40℃~+85℃
3）相对湿度：
5%~95%（25℃）
4）大气压力：
66kPa～108kPa
3.13电磁兼容性
在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障及其它强干扰作用下，在二次回路操作干扰下，装置包括测量元件，逻辑控制元件，均不误动作且满足技术指标要求。
系统装置的电磁兼容性能可达到下表的等级要求。
表3.13-1电磁干扰项目表
序号
电磁干扰项目
依据的标准
等级要求
1
高频干扰
GB/T13729-2002/3.7.1,4.8.1
4级
2
快速瞬变干扰
GB/T13729-2002/3.7.2,4.8.2
4级
3
静电放电干扰
GB/T13729-2002/3.7.4,4.8.4
4级
4
工频磁场抗扰度
GB/T13729-2002/3.7.5,4.8.5
400A/m
5
阻尼震荡磁场抗扰度
GB/T15153.1，GB/T17626.10
GB/T15153.1---4级GB/T17626.10---5级
6
辐射电磁场干扰
GB/T15153.1
4级,30V/m
7
浪涌（冲击）抗扰度
GB/T13729-2002/3.7.3,4.8.3
电源4级，信号2级
8
电压暂降和短时中断
GB/T13729-2002/3.7.7,4.8.7
电压中断：
2级△U100%△t600ms
3.14机械振动性能
装置能承受频率f为10Hz～150Hz，振幅为0.075mm（频率范围≤60Hz），加速度为10m/s2（频率范围60Hz）的振动。
对常规运输条件下的振动，装置不会发生损坏和零部件受振动脱落现象。
第4章保护原理
4.1概述
主程序按给定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、外部异常情况检查和启动判据的计算，根据是否满足启动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。
正常运行程序完成系统无故障情况下的状态监视、数据预处理等辅助功能，故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断等。
当装置硬件自检出错，发装置闭锁信号同时闭锁装置，保护退出。
图4.1-1保护程序结构框图
4.2过流保护
本装置设三段过流保护，各段有独立的电流定值和时间定值以及控制字。
各段可独立选择是否经复压闭锁（低电压和负序电压）、是否经方向闭锁。
在PT断线时可通过控制字“PT断线闭锁过流”选择此时是退出该段电流保护的复压及方向闭锁变成纯过流保护，还是将该电流保护直接退出。
此处所指的“电流保护”是指那些投了复压闭锁或者方向闭锁的电流保护段。
既没有投复压闭锁也没有投方向闭锁的电流保护段不受此控制字影响。
方向元件正极性端应在母线侧。
当方向指向线路时，方向元件的灵敏角为45°，采用90°接线方式。
方向元件和电流元件接成按相启动方式。
方向元件带有记忆功能，可消除近处三相短路时方向元件的死区。
接入装置的CT特性如图4.2-1（A）所示。
装置过流保护设有控制字[过流x段经方向闭锁]来控制过流保护各段的方向指向。
当控制字为“1”时，表示方向闭锁元件投入；当控制字为“0”时，不经方向闭锁。
图4.2-1方向元件特性
注意：
以上所指的方向均是CT的正极性端在母线侧情况下，具体参见前面保护配置图，否则以上说明将与实际情况不符。
●复压闭锁方向过流逻辑框图
图4.2-2过流Ⅰ段保护逻辑图
过流Ⅱ段、过流III段保护逻辑和过流Ⅰ段保护类似。
4.3零序过流保护
本装置提供了一段零序过流保护，零序电流从专用的零序CT引入。
●零序过流保护逻辑框图
图4.3-1零序过流保护逻辑框图
4.4过负荷保护
装置设一段独立的过负荷保护。
图4.4-1过负荷保护逻辑框图
4.5低电压保护
本装置设两段低电压保护，两段均可以通过控制字独立投退。
低电压保护逻辑框图如下图所示（以低电压Ⅰ段为例）：
图4.5-1低电压保护逻辑框图
注：
电压判据采用线电压。
PT断线或断路器位置处于分位时，闭锁低电压保护。
4.6过电压保护
本装置设两段过电压保护，两段均可以通过控制字独立投退，均动作于跳闸。
过电压保护逻辑框图如下图所示（以过电压Ⅰ段为例）：
图4.6-1过电压Ⅰ段保护逻辑框图
注：
电压判据采用线电压。
4.7低频保护
本装置设两段低频保护，下图为低频保护的逻辑框图。
图4.7-1低频保护逻辑框图
4.8高频保护
本装置设两段高频保护，下图为高频保护的逻辑框图。
图4.8-1高频保护逻辑框图
4.9逆功率保护
下图为逆功率保护的逻辑框图。
图4.9-1逆功率保护逻辑框图
4.10检有压合闸
根据国网公司《分布式电源接入配电网相关技术规范》要求：
专用开关应具备失压跳闸及检有压合闸功能，失压跳闸定值宜整定为20%UN、10秒，检有压定值宜整定为大于85%Un。
本装置可通过“辅助参数”中控制字“开关合闸检有压投入”、“开关自动合闸投入”选择检有压合闸。
当“开关合闸检有压投入”控制字置“1”时，只有系统电压大于0.85Un，才允许合闸（遥控合闸、本地手动合闸或自动合闸），换言之，当任一线电压小于0.85Un时，
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