dsc801刀闸接口箱技术说明书.docx
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dsc801刀闸接口箱技术说明书
DSC-801刀闸接口箱
技术说明书
许继电气股份有限公司
XJELECTRICCO.，LTD.
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当产品与说明书不符时，请以实际产品为准。
2009.11第一次印刷
前言
1、关于智能变电站
传统变电站面临诸如常规互感器的动态量测范围存在局限性、缺乏统一的信息模型和信息交换模型而使电网信息共享难以实现、智能设备之间缺乏互操作、大量二次电缆对可靠性的不利影响等问题。
随着新型光电互感器技术的成熟、光通信技术和以太网智能交换技术的发展，以及IEC61850系列国际标准的颁布实施，为解决以上问题的解决提供了技术支撑，同时为智能变电站的推广应用奠定了基础。
智能变电站是变电站技术的发展方向，是坚强智能电网的建设基础和重要组成部分。
许继符合IEC61850标准体系的智能变电站自动化系统正是在上述背景下应运而生的。
IEC61850标准体系给变电站自动化技术的发展提供了有效的支撑，主要体现在建模的标准化，支持网络通信方式实现智能电子设备之间的信息交互，实现不同设备之间的互操作等。
需求的推动和技术的发展使变电站向着全数字化的方向发展，符合IEC61850的全智能变电站是发展的潮流。
许继的智能变电站产品基于成熟的软、硬件平台，信息模型和信息交换模型完全遵循IEC61850的规范，支持互操作，其突出的特点如下：
（1）数据采集数字化，采用非常规互感器提高了动态量测水平和测量精度，降低了绝缘要求，在高压系统采用节约成本效用明显；
（2）一次设备智能化，IEC61850把变电站分为站控层、间隔层和过程层，过程层的智能接口可以看作是一次设备的延伸和在二次系统中的映射，便于实施精确跳合闸控制和开展设备的状态检修；（3）二次设备网络化，大量的控制电缆被数字通信网络取代，装置冗余被信息冗余取代，降低了工程造价，提高了可靠性；（4）系统建模标准化，统一的信息模型和信息交换模型解决了互操作问题，实现了信息共享，简化了系统维护、工程配置和工程实施。
IEC61850把智能变电站自动化系统分为站控层、间隔层、过程层三层结构，网络化的信息流如下图所示，具体包括：
过程层与间隔层的信息交换，间隔层设备内部的信息交换，间隔层之间的通信，间隔层与变电站层的通信，变电站层不同设备之间的通信。
智能变电站的网络信息流图
与传统相比智能变电站技术给间隔层设备带来哪些影响呢？
间隔层设备的功能模块按照IEC61850标准进行建模，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块，不再出现功能重复的I/O接口；间隔层设备具备符合IEC61850的过程层接口和站控层接口，通过高速以太网进行信息交互，实现信息共享；统一的信息模型和信息交换模型使得设备间满足互操作性；在支持互操作性的基础上，自动化功能可以在间隔层设备自由分布，比如取消传统的备自投和低周减载装置，相应功能都分布到若干台间隔层设备中靠互相通信和互操作来完成；另外，原来间隔层的部分功能下放到过程层，比如模拟量的A/D转换、开关量输入和开关量输出等，相应的信息经过程层网络。
IEC61850标准的实施、新型光电互感器的应用以及智能断路器技术的成熟将逐步推进智能变电站的建设，变电站自动化技术将进入全面数字化的新时代。
下面给出智能变电站的典型结构图：
2、产品应用范围
智能接口单元作为智能变电站三层结构中过程层的典型设备，主要担负一个间隔内一次设备位置和状态告警信息的采集和监视，对设备的智能控制，并具有防误操作功能。
按照不同类型的一次设备，智能接口单元分为断路器智能接口单元和变压器智能接口单元。
DSC-801作为智能变电站一次设备的智能接口装置，适用于一个完整的220kV及其断路器间隔中隔离/接地刀闸。
智能接口单元的应用，光缆彻底取代了电缆，各类信息的交互遵循DL/T860.81-2004中通用变电站事件（GSE）模型，将传统断路器改造为满足数字化需求的智能一次设备。
3、产品特点
●强抗干扰能力
软硬件设计上充分考虑过程层相对恶劣的运行环境，采取1U全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的抗干扰能力、抗震动能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准，完全满足户外安装需要，宽温的工作范围达到-40℃～+85℃。
●强大的自检功能
除提供完善的硬件自检功能（包括开出回路、定值、程序、电源、通讯等自检项目）外，充分考虑全数字化改造后，开关量、控制量采用光纤网络传输带来的误动和拒动问题，提供详尽GOOSE自检机制。
●完善的功能配置
提供强大的控制和监视功能，完成最多7台刀闸的控制和位置采集和防误操作等功能，真正实现智能化一次设备。
●全面支持IEC61850规约
做为新型过程层设备，适用于符合IEC61850规范的全智能变电站，实现各配套厂家的无缝联接，真正实现间隔层和过程层智能设备间的数据共享。
●完善的事件记录功能
可循环记录200次事件顺序记录和异常告警信息。
目录
1概述1
1.1应用范围1
1.2产品特点1
1.3工程应用1
2技术参数3
2.1基本数据3
2.2工作温度3
2.3环境条件3
2.4绝缘性能3
2.5抗电磁干扰能力4
2.6机械性能4
2.7寿命4
3产品功能介绍5
3.1开入功能5
3.2开出功能5
3.3逻辑闭锁功能5
3.4通讯功能5
3.5装置自检功能5
4装置硬件结构及典型接线7
4.1结构与安装7
4.2告警灯示意7
4.3背端子示意图7
1概述
1.1应用范围
DSC-801刀闸接口箱作为智能变电站一次设备的智能接口单元，以下简称装置或DSC-801，适用于一个完整的220kV及其断路器间隔中的隔离刀闸和接地刀闸。
1.2产品特点
●强抗干扰能力
软硬件设计上充分考虑过程层相对恶劣的运行环境，采取1U全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的抗干扰能力、抗震动能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准，完全满足户外安装需要，宽温的工作范围达到-40℃～+85℃。
●强大的自检功能
除提供完善的硬件自检功能（包括开出回路、定值、程序、电源、通讯等自检项目）外，充分考虑全数字化改造后，开关量、控制量采用光纤网络传输带来的误动和拒动问题，提供详尽GOOSE自检机制。
●完善的功能配置
提供强大的控制和监视功能，完成最多7台刀闸的控制和位置采集和防误操作等功能，真正实现智能化一次设备。
●全面支持IEC61850规约
做为新型过程层设备，适用于符合IEC61850标准的全智能变电站，实现各配套厂家的无缝联接，真正实现间隔层和过程层智能设备间的数据共享。
●完善的事件记录功能
可循环记录200次事件顺序记录和异常告警信息。
1.3工程应用
220kV断路器间隔对过程层双配置要求：
由2台DSC-801断路器智能接口单元（以下简称DSC-801）、1台DSC-801刀闸接口箱、1台ZSZ-812C分相操作箱构成。
主要分工为：
DBU-801：
双线圈分相断路器的智能接口，双重化配置。
DSC-801：
最多7台隔离/接地刀闸的智能接口，单一配置。
ZFZ-812/C：
双线圈分相断路器的操作回路。
图1-3-1220kV工程配置示意图
2技术参数
2.1基本数据
a）额定数据
额定直流电压：
220V或110V（正常工作范围80%～115%）；
b）触点容量
电阻负载：
8A250VAC，8A30VDC
感应负载（cosΦ=0.4，L/R=7ms）：
3.5A250VAC
c）开关状态量
空触点方式接入，共36路
输入电压：
DC220V/110V。
分辨率：
≤1ms
d）开关量输出
刀闸分合闸输出、逻辑闭锁输出。
动作延时：
≤10ms（包括继电器固有时间）
e）功率消耗
整台装置功率消耗：
不大于20W。
2.2工作温度
-40℃～+85℃。
2.3环境条件
相对湿度：
5％～95％.
大气压力：
80kPa～110kPa
2.4绝缘性能
a）绝缘电阻
装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准试验条件下，不小于100MΩ。
b）介质强度
装置的导电部分对外壳或外露的非导电金属之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，能耐受交流50Hz，电压2kV（有效值），历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。
c）冲击电压
装置的导电部分对外壳或外露的非导电金属之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，在规定的试验条件下，能耐受幅值为5kV的冲击电压波形为标准雷电波的短时冲击检验。
d）耐湿热性能
能承受GB/T7261-2000第20章规定的湿热试验。
试验温度为＋40℃±2℃，相对湿度为（93±3）％，试验持续时间为48h（每一周期为24h）。
在试验结束前2h内，测量各导电回路对外露非带电导电部位及外壳之间，电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻，其绝缘电阻不应小于1.5MΩ；介质强度不低于2.3规定的介质强度试验电压值的75％。
2.5抗电磁干扰能力
a）抗静电放电干扰试验：
符合GB/T17626.2-2006规定的严酷等级为Ⅳ级的抗静电放电干扰。
b）辐射电磁场干扰试验：
能承受GB/T17626.3-2006中第4章规定严酷等级的辐射电磁场骚扰；
c）快速瞬变干扰试验：
符合GB/T17626.4-2008规定的严酷等级为A级的快速瞬变干扰。
d）浪涌抗扰度试验：
符合GB/T17626.5-2008中规定的严酷等级为Ⅳ级的浪涌骚扰。
e）射频场感应的传导骚扰抗扰度试验：
符合GB/T17626.6-2008规定的严酷等级为Ⅲ级的射频场感应传导骚扰
f）工频磁场抗扰度试验：
符合GB/T17626.8-2006规定的严酷等级为Ⅴ级的工频磁场干扰。
g）脉冲磁场抗扰度试验：
符合GB/T17626.9-1998规定的严酷等级为Ⅴ级的脉冲磁场干扰。
h）阻尼振荡磁场抗扰度试验：
符合GB/T17626.10-1998规定的严酷等级为Ⅴ级的阻尼振荡磁场干扰。
i）电压暂降、短时中断和电压变化试验：
应能承GB/T17626.11-2008中规定电压中断为50ms、电压暂降40%为1s的干扰试验。
j）振荡波抗扰度试验：
符合GB/T17626.12-1998规定的严酷等级为Ⅲ级的阻尼振荡波干扰。
2.6机械性能
a）振动：
装置能承受GB/T7261-200016.3规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久能力试验。
b）冲击：
装置能承受GB/T7261-200017.5规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击耐久能力试验。
c）碰撞：
装置能承受GB/T7261-200018章规定的严酷等级为Ⅰ级的碰撞能力试验。
2.7寿命
a）电寿命：
装置输出触点电路在电压不超过250V，电流不超过0.5A，时间常数为5ms±0.75ms的负荷条件下，产品能可靠动作及返回1000次；
b）机械寿命：
装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回10000次。
3产品功能介绍
3.1开入功能
装置开入功能提供经光电隔离的空触点开入，用于本间隔刀闸的位置和告警信息的采集和监视。
信号采集回路具有防止接点抖动的能力。
3.2开出功能
刀闸1-7分合控制、电源控制、逻辑闭锁控制共28路继电器接点。
图3-2-1控制出口安全性原理图
3.3逻辑闭锁功能
防误措施是保证刀闸操作正确实施的重要措施之一，不但操作人员的安全意识加强，必要的设备防误措施也是非常重要的。
目前电力系统使用的防误闭锁装置主要有：
机械联锁、电气联锁、机械程序锁、微机式。
DSC-801作为刀闸智能设备，装设在就地，支持61850规约。
作为防误操作的第一道防线，实现逻辑闭锁功能具有天然的优势：
首先本断路器间隔中所有位置信息由它自身采集，全站状态信息（位置和状态信息）可以通过GOOSE定制服务得到。
相比目前测控装置采用私有规约实现逻辑闭锁功能，61850规约的开放性和严谨性，使得过程层智能接口单元更有利于逻辑闭锁功能的实现。
装置设置有逻辑闭锁压板，作为逻辑闭锁功能投退使用。
3.4通讯功能
装置适用于符合IEC61850规范的全智能变电站，和DBU-801配合。
开关量数据和控制命令遵循DL/T860.81-2004中通用变电站事件（GSE）模型的GOOSE控制在过程层设备和间隔层设备之间双向传递，通过定制服务，实现过程层网络中智能设备之间的信息共享。
3.5装置自检功能
装置自检功能包括开出回路、定值、程序、电源等14类自检项目。
当在出现异常时，设备告警灯点亮，同时发送GOOSE告警信号，并根据其严重程度决定是否闭锁装置功能，防止事故的进一步扩大。
变电站全数字化改造后，光纤网络报文取代了传统电缆。
复杂的网络报文“看不到摸不着”，给调试维护工作带来了不便，因此装置提供了详尽GOOSE报文记录和网络自检机制，其自检告警如表3-9-1所示。
根据告警信息可快速定位故障，提高维护效率。
自检告警描述
告警原因
受影响功能
建议解决方案
DSC装置异常
装置硬件或软件出错
根据出错的严重程度，是否危及安全运行，自动闭锁装置
1.通过调试工具Prate800A细化告警原因
2.与厂家沟通解决方案
3.更换备用件
通讯异常告警
DBU-801与DSC-801接口损坏；
对应通道中所有控制信息及相应功能无效
1.尾纤跳线接口是否松动
2.发送端设备异常或发送报文错误
表3-5-1自检告警表
4装置硬件结构及典型接线
4.1结构与安装
图4-1-1DSC-801结构示意
4.2告警灯示意
a）“POWER”灯为绿灯，电源正常运行时应常亮；
b）“运行”灯为绿灯，装置正常运行时应常亮；
c）“告警”灯为红灯，正常运行时熄灭，当装置芯片异常、通讯中断或继电器击穿或断线时点亮；
d）刀闸1-7“合位”灯为红灯，当刀闸合位开入为高电平时点亮，低电平时熄灭；
e）刀闸1-7“跳位”灯为绿灯，当刀闸跳位开入为高电平时点亮，低电平时熄灭；
4.3背端子示意图
图4-3-1装置背视图
图4-3-2装置端子图
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