PDZ810FTU智能配电终端技术说明书V1000423.docx

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PDZ810FTU智能配电终端技术说明书V1000423

PDZ810-FTU智能配电终端

技术和使用说明书

V1.00

*本版本说明书发布于2013年4月1日

*产品与说明书不符之处，以实际产品为准

*更多产品信息，请访问互联网：

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我们对本说明书及其中的内容具有全部的知识产权。

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安全信息

使用产品前，请仔细阅读本章节

本章叙述了使用产品前的安全预防建议。

在安装和使用时，本章内容必须全部阅读且充分理解。

忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，我公司不承担相应责任。

警示标记定义

本手册中将会用到以下警示标记和标准定义：

危险!

意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡、严重的人身伤害，或严重的设备损坏。

警告!

意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死亡、严重的人身伤害，或严重的设备损坏。

警示!

意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身或设备损坏。

本条特别适用于对装置

的损坏。

操作指导及警告

危险!

在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。

该回路开路会产生极端危险的高压。

警告!

为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本的使用手册和您手中的产品兼容。

警告!

电气设备在运行时，某些部件可能带有危险的高电压。

不正确的操作可能导致严重的人身伤害或设备损坏。

只有合格的工作人员才允许对装置进行操作或在装置附近工作。

工作人员需熟知本手册中所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。

特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。

如果不遵守可能导致严重的人身伤亡或设备损坏。

警告!

●裸露端子

在装置带电运行时不要触碰裸露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。

●残余电压

在装置电源关闭后，回路中仍然可能存在危险的电压。

这些电压需在数秒钟后才会消失。

●接地

装置的接地端子必须可靠接地。

●运行环境

该装置只允许运行在技术参数所规定的环境条件下，而且运行环境不能存在异常震动。

●额定值

在接入交流电压电流回路或电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。

●印刷电路板

在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，这样可能导致装置不正确动作。

●外部回路

当把装置的输出接点连接到外部回路时，须仔细核对所用的外部电源电压应符合装置技术要求，以保证装置的正常可靠工作。

●连接电缆

仔细处理连接电缆避免施加过大的外力。

本说明书所用缩略语

缩写

术语表述

电压互感器PhaseVoltageTransformer

电流互感器CurrentTransformer

开关量输入BinaryInput

开关量输出Binaryoutput

SOE

事件记录SequenceOfEvent

第1章概述

1.1应用范围

PDZ810-FTU智能配电终端是根据国家有关标准、规程及广大电力用户的实际需求，综合了先进的嵌入式操作系统技术、交流采样、多种通信方式、TCP/IP网络等技术研制而成的新一代终端，其硬件平台采用高端32位嵌入式RISCCPU，软件平台采用嵌入式操作系统，结合现代主流通信技术，使终端具有采集精度高、可靠性好、存储容量大、开放性好、操作简单、运行稳定、维护方便等特点。

PDZ810-FTU型智能配电测控终端主要应用于10KV架空线路，完成配电线的运行检测以及相应柱上开关的监控功能，可直接挂接在户外电线柱上。

PDZ810-FTU型智能配电测控终端，配套常规开关，可以完成同杆架设双线路及开关的监测与控制，同时实现电流型集中式馈线自动化功能；配套断路器时，可以实现过电流继电保护功能，应用于分支线、分界点或线路末端开关，当开关负荷侧发生故障时可以在变电站出口断路器动作之前快速切除故障，同时可以配置一次重合闸功能，可以很好的处理架空线路瞬时性故障。

PDZ810-FTU型智能配电测控终端的外箱尺寸及安装方式见图1.1-1，注意箱体在电杆左侧的安装方向，方便FTU内部设备维护。

图1.1-1DZ810-FTU安装示意图

1.2功能配置

1.2.1电量参数

⏹监测电压、电流、频率、有功、无功、视在功率、功率因素等电气量，具有录波功能

⏹累积四象限电量、正向有功电量、无功电量及反向有功电量、无功电量

1.2.2测控功能

装置提供了遥信和遥控的功能。

1.2.3电能质量

⏹电压、电流2-19次谐波的幅值、相位、含有率、畸变率

⏹电压、电流三相不平衡度

⏹电压合格率

1.2.4保护告警

⏹具备过电流、过负荷、零序、重合闸及后加速等多种保护功能

⏹具备测量值越限告警功能

⏹事件SOE记录

1.2.5状态监控

⏹环境温度、湿度采集

⏹线路开关状态监视和控制

⏹蓄电池运行状态

1.2.6运行管理

⏹提供无线接入方式，实现互动化管理

⏹提供远程维护接口，实现在线升级

1.2.7辅助功能

⏹测量精度手动和自动调节

⏹自检功能

⏹硬件回路在线检测

⏹大容量存储

1.2.8通信功能

⏹3个以太网接口

⏹3个RS-485（EIA）差分总线接口

⏹3个RS-232（EIA）总线接口

⏹1个蓝牙接口可以同PDA手持终端连接用于测试和配置装置

⏹信息选择性排序转发

⏹支持通信校时

1.3产品特性

⏹基于32位工业级双核微处理器构建统一的核心硬件平台，具有更好的快速性、稳定性和可靠性。

⏹软硬件功能模块化设计，各模块具有很好的独立性、互换性和通用性。

⏹软硬件模块具有自诊断和自恢复能力。

⏹采用实时嵌入式操作系统构建统一的系统平台，采用嵌入式数据库技术，实现数据的统一管理和存储功能。

⏹电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰；具有较强的温度自适应能力。

⏹支持串口、蓝牙、以太网等多种通讯方式，支持IEC60870-5-101、104等多种通信协议。

⏹具有功能强大的组态功能，可在当地/远方修改参数，具备远程升级方式，升级过程支持断点续传。

⏹交采功能采用双核设计，采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能计量的精度，使得交采数据更加精确、稳定和快速。

⏹封闭、加强型单元机箱抗振动，多层屏蔽抗强干扰设计，适应于特别恶劣环境。

⏹完善的装置自检策略。

⏹友好的人机界面。

第2章技术参数

2.1电气参数

2.1.1交流输入

1.交流电流

额定频率

50Hz

相序

ABC

额定电流（In）

线性范围

30A

连续过载能力

10倍额定电流连续运行

20倍额定电流允许工作16S

40倍额定电流允许工作1S

额定电流下的功耗

<0.5VA/相

2.交流电压

额定电压（Un）

100V/

线性范围

150V

连续过载能力

1.5倍额定电压连续运行

额定电压下的功耗

<0.5VA/相

2.1.2电源

额定电压

AC/DC220V或110V

输入范围

80%~120%

功耗

<20W

2.1.3开关量输入

额定电压

24VDC

110VDC

220VDC

动作电压

18VDC

77VDC

154VDC

返回电压

13.2VDC

60.5VDC

121VDC

最大允许电压

36VDC

150VDC

300VDC

耐压水平

2kVac

2.1.4开关量输出

输出接点分类

开出信号

输出形式

干接点

额定电压

250VAC/DC

开触点耐压

>1000VACrms

接通电流

过载能力（200ms）

50A

动作时间（典型/最大）

10ms/15ms

返回时间（典型/最大）

8ms/10ms

接点抖动时间

<1ms

断弧能力（at250VDC）

0.4A纯阻性

0.2A阻抗性

（L/R=40ms）

带载机械寿命

空载机械寿命

100,000次

10,000,000次

2.2机械结构

机械尺寸（宽×高×深）

188.mm×266mm×200mm（6U机箱）

安装方式

嵌入式安装

开孔尺寸（宽×高）

19英寸标准机箱开孔，M6螺丝

颜色

银灰

机箱材料

铝合金

接线端子位置

装置正面

重量

大约10kg

防护等级：

按GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）（IEC60529：

1989）

前面板

IP40

装置侧面

IP40

后面板

IP40

上下底板

IP40

2.3环境条件参数

遵循标准

GB/T2423.1-2001GB/T2423.2-2001

工作温度范围

-20°C~+70°C

贮存运输温度范围

-45°C~+85°C

正常工作相对湿度

小于95%

大气压力

60kPa~140kPa

海拔

<3000米

2.4通信端口

通信端口

以太网（电介质）

端口个数

接口形式

RJ-45

传输速率

100Mbps

传输标准

100Base-TX

传输距离

<100m

通信规约

IEC60870-5-104

RS-485（EIA）

端口个数

波特率

可设置

传输距离

<500m

最大负载容量

通信规约

可设置

RS-232（EIA）

端口个数

波特率

可设置

传输距离

<10m

通信规约

可设置

调试端口（通过辅助软件与PDA）

蓝牙

端口个数

传输距离

<10m

通信规约

IEC60870-5-101

2.5型式试验

2.5.1环境试验

低温试验

GB/T2423.1-2001电工电子产品环境试验第2部分试验方法　试验A：

低温（IEC60068-2-1:

1990）

-25°C下16小时

高温试验

GB/T2423.2-2001电工电子产品环境试验第2部分试验方法　试验B：

高温（IEC60068-2-2:

1974）

+55°C下16小时

交变湿热试验

GB/T2423.4-1993　电工电子产品基本环境试验规程　试验Db：

交变湿热试验方法（IEC60068-2-30:

1980）

高温55°C，低温-25°C，相对湿度95%，试验时间（12+12h）的两个循环。

2.5.2机械试验

振动试验

GB/T-11287-2000电气继电器　第21部分：

量度继电器和装置的振动、冲击、碰撞和地震试验　第１篇：

振动试验（正弦）

（IEC60255-21-1：

1998）:

I级

冲击试验

GB/T14537-1993量度继电器和装置的冲击与碰撞试验

（IEC60255-21-2：

1988）:

I级

碰撞试验

GB/T14537-1993量度继电器和装置的冲击与碰撞试验

（IEC60255-21-2：

1988）:

I级

2.5.3电气绝缘试验

绝缘电阻

GB/T14598.3-2006（IEC60255-5:

2000）：

直流500V条件下,测得的绝缘电阻>100MΩ

耐压

GB/T14598.3-2006（IEC60255-5：

2000）：

测试电压：

2kVAC，50Hz，持续1min无击穿和闪络

冲击电压

GB/T14598.3-2006（IEC60255-5：

2000）：

短时单极冲击电压

5kV，前沿时间:

1.2μs，半峰时间:

50μs，无击穿和闪络

2.5.4电磁兼容试验

1MHz脉冲群干扰试验

（包含1MHz和100kHz）

按GB/T14598.13-1998（IEC60255-22-1（idtIEC61000-4-12））

共模:

III级2.5kV

差模:

III级1.0kV

施加端口：

辅助电源、开入开出、交流端口

静电放电试验

按GB/T14598.14-1998（IEC60255-22-2）IV级

接触放电:

8kV

空气放电:

15kV

施加端口：

外壳端口

辐射电磁场干扰试验

按GB/T14598.9-2002（IEC60255-22-3）III级

扫频

发射幅值

10V/m（rms）,f=80…1000MHz

施加端口：

外壳端口

点频

发射幅值

10V/m（rms）,f=80MHz/160MHz/450MHz/900MHz

脉冲调制

10V/m（rms）,f=900MHz

快速瞬变干扰试验

按GB/T14598.10-2007（IEC60255-22-4）

电源,开入开出,交流:

IV级,4kV,2.5kHz,5/50ns

通信端子:

IV级,2kV,5kHz,5/50ns

浪涌试验

按GB/T17626.5-1999（IEC60255-22-5）,III级,1.2/50us

电源，交流，开入开出端子:

共模2kV，差模1kV

射频传导干扰试验

按GB/T17626.6-1998（IEC60255-22-6）,III级

电源,交流,开入开出,通信端子:

10Vrms,150kHz~80MHz

工频磁场抗扰度试验

按GB/T17626.8-1998（IEC61000-4-8:

1993）,V级

100A/m持续1min,1000A/m持续3s

脉冲磁场试验

按GB/T17626.9-1998（IEC61000-4-9:

1993）,V级

6.4/16μs,1000A/m持续3s

阻尼振荡磁场试验

按GB/T17626.10-1998（IEC61000-4-10:

1993）,V级

100kHz&1MHz–100A/m

2.6认证

⏹ISO9001:

2000质量管理标准认证

⏹质量、环境和职业健康安全三标合一管理体系认证

⏹ISO10012:

2003测量管理体系认证

⏹软件集成成熟度CMMI3级认证

2.7性能参数

1.精确工作范围

⏹电流:

0.05In~6In

⏹电压:

0.25V~130V（相、线相同）

⏹频率:

45Hz~55Hz

⏹频率变化率:

0.3Hz/s~10Hz/s

2.电气量

⏹电流:

≤0.2%

⏹电压:

≤0.2%

⏹频率:

≤±0.01Hz

⏹功率:

≤0.5%

3.电能质量

⏹三相电压不平衡度:

≤0.2%

⏹三相电流不平衡度:

≤1%

⏹谐波:

按GC/T14549-1993规定

4.其他

⏹对时精度:

≤1ms

⏹事件记录分辨率:

≤1ms

⏹遥信分辨率:

≤1ms

第3章电量参数

3.1电压

额定电压是57.7V（相）/100V（线电压）。

测量相电压，线电压，零序电压。

装置最多可测量7路电压。

3.2电流

额定电流为5A。

测量三相电流，零序电流。

装置最多可测量7路电流。

3.3功率

3.3.1有功功率

在三相四线Y型接线模式下，采用三瓦表法计算各项有功功率Pa、Pb、Pc及其总和P。

在三相三线△型接线模式，采用两瓦表法计算P1、P2及总有功功率P。

3.3.2无功功率

在三相四线Y型接线模式下，采用三瓦表法计算各项有功功率Qa、Qb、Qc及其总和Q。

在三相三线△型接线模式，采用两瓦表法计算Q1、Q2及总有功功率Q。

3.3.3视在功率

计算总和视在功率S。

3.3.4功率因数

计算分相及总功率因数，测量范围从-1.000~+1.000。

3.4频率

利用每组线电压Uab测量频率，频率测量范围45Hz~55Hz。

采用软件测频，利用最小二乘法拟合曲线，测频精度可达±0.01Hz。

3.5电能量

累积四象限电量、正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量，精度0.5%。

3.6直流量

完成两路直流量的采集功能，直流量的输入范围为－5V～＋5V。

第4章测控功能

4.1遥信功能

◆完成状态量采集功能，包括：

开关分/合闸位置、远方/就地操作把手位置、弹簧储能位置、接地刀闸位置、熔断器熔断信号、SF6开关低气压信号、开关机构内加热器动作信号、电源失电信号、后备电源欠压信号、柜（所）门打开信号等。

◆双点遥信的合成：

能够根据采集到的开关分闸及合闸位置信息，自动生成具有故障态、中间态、合闸及分闸表述能力的双点遥信信号。

◆软遥信生成，包括：

装置故障信号，各线路的过负荷、单相接地、过电流、相间短路、零序过电压、零序过电流信号等；故障信号优先传送。

4.2遥控功能

◆终端提供了2组遥控。

◆装置具有远方控制功能和当地控制功能。

◆装置接受并执行来自主站或子站的遥控指令，完成开关的分、合闸及分合闸闭锁操作。

◆具有当地控制功能，可就地实现开关的分、合闸及分合闸闭锁操作。

第5章电能质量

5.1谐波

5.1.1谐波电压电流

测量电压和电流的2-19次谐波的幅值和相位。

5.1.2谐波电压含有率

测量2-19次谐波电压的含有率HRUh，其为第h次谐波分量的均方根值与基波分量的均方根值之比，用百分数表示。

式中：

Uh—第h次谐波电压（方均根值）；

U1—基波电压（方均根值）。

对谐波电压含有率的规定见表5.1-1。

表5.1-1公用电网谐波电压限值

电网标称电压kV

电压总谐波畸变率%

奇次谐波含有率%

偶次谐波含有率%

0.38

5.0

4.0

2.0

4.0

3.2

1.6

3.0

2.4

1.2

110

2.0

1.6

0.8

5.2三相不平衡度

测量电压、电流三相不平衡度。

三相不平衡度是指电力系统在正常运行条件下由负序分量引起的三相不平衡程度。

电压或电流不平衡度分别用

和

表示，其值为电压或电流负序分量与其相应的正序分量的方均根值的百分比。

，

电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。

第6章保护告警

通过采集线路的电压、电流量，提供零序过电压、零序过电流、线路过负荷、线路三相过电流等检测功能。

装置还配置一次重合闸功能，用于架空线路瞬时故障。

装置根据采集到的电流大小及设置的定值，能够自动快速判别线路是否发生故障，区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障，并将故障信息和性质及时主动上报给配电自动化系统，以便进行相应故障处理。

6.1零序过电压告警

每段母线设一段零序过电压告警，有独立的零序电压定值、时间定值，设置独立的控制字选择投退。

6.2过电流保护

每条线路设一段复压闭锁方向过电流保护，各线路有独立的电流定值、时间定值，可通过控制字分别选择投入过电流告警和过电流跳闸，并可独立投入方向闭锁元件或复压闭锁元件。

6.2.1方向闭锁元件

方向元件采用90°接线方式，各相方向元件电流电压选取原则如表所示

方向元件相别

Ubc

Uca

Uab

灵敏角与线路阻抗角有关，本装置固定取灵敏角为45°。

综合后动作区范围为（括号内为最大误差范围）：

当线电压小于12V时，装置采用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的死区。

6.2.2复压闭锁元件

相过流保护的复合电压闭锁元件为公共元件，各线路可选择是否经复合电压闭锁。

复压元件由线电压和负序电压判据组成，两者为或的关系，其中线电压判据指Uab、Ubc、Uca中任一个小于复压闭锁低压定值，负序电压判据为U2大于复压闭锁负序定值。

6.3零序过电流告警

每条线路设一段零序过电流告警，有独立的零序电流定值、时间定值，设置独立的控制字选择投退。

6.4过负荷告警

每条线路设一段过负荷告警，有独立的过负荷电流定值、时间定值，设置独立的控制字选择投退。

6.5三相一次重合闸

每条线路均具备三相一次重合闸功能，由断路器位置不对应启动，采用不检重合方式。

在无放电条件下，开关处于合位且合后时，经10s充电；充电完毕后重合闸投入。

6.6后加速

每条线路设置一段重合后加速保护，在开关有跳位变合位的3s时间内，后加速保护均有效。

6.7越限告警

实时监测电压、电流、功率等电量参数，当测量值大于设定的限值时，装置记录下本次越限值。

存入越限告警记录，并产生SOE信息主动上报。

6.8逆相序告警

电压、电流逆相序检测，当三相电压、电流相位角顺序关系异常时，产生相应逆相序告警信号。

6.9反极性告警

电流反极性检测，当某相电流二次侧回路（进线和出线接反）同名端接错造成功率计算错误时，产生电流反极性告警信号。

第7章运行监控

7.1设备监控

采集线路开关状态和其他设备状态。

状态量输入回路有电气隔离及滤波回路，可在0~99.999s范围内分别整定状态量的防抖时间。

状态量发生变化产生SOE记录和COS记录。

事件顺序记录分辨率≤1ms。

提供控制输出信号，用于线路开关的控制。

每个输出量的脉宽可以独立设置，整定范围为50ms~100s。

支持远方遥控，遥控的同时形成本地记录。

遥控命令正确率为100%。

7.2运行分析

对电压、电流、功率等电量参数进行统计分析：

Ø统计电压日合格率；

Ø统计电压、电流、功率等数据最大值、最小值及出现的时刻；

7.3负荷曲线

保存最近30天的负荷历史曲线数据，录波间隔5~30min可调，录波数据包括：

Ø三相电压曲线；

Ø三相电流及零序电流曲线；

Ø各分相有功功率及总有功功率曲线；

Ø各分相正反向无功功率及总正反向无功功率曲线；

7.4环境监测

采集0~5V或4~20mA的两路直流模拟量，可用于对环境温度、湿度信息进行实时监测。

7.5蓄电池运行监测

Ø按照蓄电池充放电曲线对蓄电池进行均充/浮充控制，实现低压告警、欠压保护切除、活化等功能；

Ø欠压保护切除时可以实现蓄电池两端的零负载；

Ø提供蓄电池活化启动及停止接口，可定期自动对蓄电池进行活化，活化状态主动上传，并且具有自动停止活化、外部干预停止活化以及硬件强制停止活化三种恢复手段，可防止出现具有工作电源而装置处于活化状态无法工作的现象。

7.6电源监视功能

Ø提供两路工作电

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