DMP3300系列保护测控装置使用说明书.docx

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DMP3300系列保护测控装置使用说明书

DMP3300系列保护测控装置

使用说明书

南京磐能电力科技股份有限公司

NanjingPANENGTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.

中国·南京

产品概述

DMP3300系列成套微机保护测控装置由高性能32位高性能嵌入式处理器、DSP和FPGA构成，它包括了110KV及以下变电站的各种保护功能和测控功能。

该系列装置可通过双以太网与站级计算机系统直接相连或者通过双RS485网络经通讯管理机与站级计算机系统相连，构成面向对象的数字化自动化系统。

DMP3300系列保护测控装置主要面向电力系统等高端客户，既适用于电力系统110KV及以下电压等级的常规变电站，也适用于110KV及以下电压等级的智能变电站，同样适用于矿山、水泥、化工、冶金、港口、供水、环保及其他工业自动化领域的高端电力客户。

1技术特点

1.1主要特点

Ø采用32位高端嵌入式处理器+DSP双核硬件平台结合FPGA，保证保护的稳定性和运算速度；

Ø采用嵌入实时操作系统；

Ø先进的高精度16位AD的采集技术，大大提高测量精度；

Ø采用面向对象设计，统一硬件平台、统一软件平台、统一数据库管理；

Ø采用模块化、标准化的设计，任何一个模块故障，都不影响其它模块的正常工作；

Ø采用双RS485或双以太网通信接口可选，集成IEC61850和IEC60870-5-103标准；

Ø间隔层设备防误操作、站控层五防系统以及单元电气闭锁工程变电站一体化五防系统，提高变电站运行的安全性；

Ø顺控功能，实现一键式智能操作，使变电站倒闸操作更加安全简洁，有效避免了误操作，提高了电网运行的可靠性；

Ø全汉字液晶显示和10按键操作，具有易操作的特点；

Ø完善的事件报告处理功能，可保存最新128次故障事件，最新128次预告事件，最新128次变位信息，最新128次保护动作过程，最新32次操作记录报告，最新32次自检信息，最新128次事件顺序记录，6种报告的综合分析，便于复现故障的全部过程，便于监视对装置的各种操作；

Ø可以本地或远方整定定值，可以存储8套定值；

Ø操作回路符合反措要求；

Ø采用硬件实时时钟，掉电后仍连续计时，支持外部秒脉冲和IRIG-B（DC）方式授时；

Ø采用整面板、背插式6U机箱，抗干扰能力强，并通过4级严酷测试；

Ø既可分散安装在开关柜上，也可集中组屏。

Ø结构紧凑，防水、防潮、防尘性能优良，可适应比较恶劣的运行环境。

1.2保护测控功能

1）保护功能精确可靠并可灵活配置；

2）精确测量三相电流、三相电压、三相功率、积分电度、频率；

3）测控装置支持4-20mA输入测量；

4）2～13次谐波量分析（可选）；

5）具有“四遥”功能。

1.3人机交互

1）大液晶，良好的中文界面，菜单操作一目了然；

2）十键键盘更方便人机交互；

3）6只LED指示灯分别表明六种典型运行状态，直观友好。

1.4运行监视

1）实时显示电流、电压、功率、频率以及开关、刀闸状态，运行信息一目了然；

2）故障信息表述清楚，从启动、动作到返回全程记录，实现可视化动作逻辑；

3）可就地或通过RS485或以太网网络远程存取整定值、运行报告等信息；

4）支持数据录波功能，本地存储最新16组录波数据，并实施备份到远动主机或监控系统，记录最新128组录波数据。

每次记录故障启动前4个周波，故障启动后4个周波，跳闸前4个周波，跳闸后8个周波。

录波数据按照CONTRADE格式存储。

每一次完整的故障报告包括从故障启动开始到保护跳闸到故障消失，记录中间所有发生的动作、信号信息；

1.5通信

1）可选串行双RS485接口通过通讯管理机与监控系统通讯或双以太网与监控系统通讯，通信协议符合IEC61850和IEC60870-5-103标准；

2）采用IEC61850方案的变电站，间隔层设备间采用GOOSE方式通信。

1.6对时

1）支持外部秒脉冲和IRIG-B（DC）方式授时。

采用秒脉冲时可选择空接点、有源24V或RS485。

对时精度<1ms。

1.7DA输出功能

1）装置具有两路4-20mA直流输出接口，代替变送器功能，可直接接入DCS系统采集单元。

1.8安装

1）可集中组屏；

2）可分散安装在开关柜上；

3）抗干扰性能、绝缘性能良好。

1.9现场免维护

1）完善的自检体系，硬件监测直到跳闸出口继电器；

2）软件实现模拟量精度调整，取消了传统的模拟通道的误差补偿电位器，提高了模拟回路的可靠性，方便了现场调试和校验。

1.10独特性设计

1）多层次的PASSWORD：

保护人员口令、运动人员口令；

2）独到的远动试验功能，包括事件对点、遥信对点、遥测模拟，可在线试验，方便远动调试；

3）操作回路自动适应现场断路器各种跳、合闸线圈电流，用户更换开关不需要改换跳合闸电流继电器。

2系统结构

2.1结构概述

DMP3300型变电站自动化系统采用分层分布式网络结构，分为站控层和间隔层两层，并用分层、分布、开放式网络系统实现连接。

站控层包括主机/操作员工作站、远动工作站、保信系统子站、微机五防工作站、网络交换机、打印机、GPS对时系统等为全站设备监视、测量、控制、管理的中心，通过网络，接收保护装置信息、现场采集的数字量、模拟量信息，以及向现场发布控制命令，并与远方控制中心进行远方数据通讯。

操作员站和数据处理及通信单元均直接与测控单元（含测控保护单元）通信，当数据处理及通信装置故障时，不影响操作员站的正常运行功能。

间隔保护控制层包括测控装置、继电保护装置、备自投装置、小电流接地选线装置、间隔层网络设备以及与站控层网络的接口等。

采集各种实时信息，监测和控制一次设备的运行，自动协调就地操作与变电站层的操作要求，保证设备安全运行，并具有就地／远方切换开关，在变电站站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层的保护、监测和控制功能。

DMP3300型变电站自动化系统具有对远方控制中心的主备通道的远动接口，采用DL/T634.5101:

2002和DL/T634.5104:

2002规约。

站内通信网高速的以太网络通信，间隔层各设备通过交换机级联的方式。

采用IEC60870-5-103或IEC61850变电站层通信接口规约。

2.2网络接线方式

DMP3300型变电站自动化系统配备双以太网或双RS485串行线通信接口。

典型的系统结构图如图所示。

2.2.1双以太网通信系统结构图

2.2.2双RS485通信系统结构图

3主要技术参数

3.1额定参数

额定电源：

220V或110V（订货注明），交流或直流（订货注明）。

额定交流输入：

●交流电压：

100V或

V；

●交流电流：

5A或1A（订货注明）；

●额定频率：

50Hz。

功率损耗：

●直流回路：

正常工作时不大于15W，装置动作时不大于25W；

●交流电压回路：

每相不大于0.5VA；

●交流电流回路：

额定电流为5A时每相不大于1.0VA；额定电流为1A时每相不大于0.5VA。

开关量：

●开关量输入电平为220V或110V（订货注明），支持交流开关量输入（订货注明）。

3.2技术性能

采样回路精确工作范围：

●电压：

0.4V-120V；

●测量电流：

2%In-1.2In；

●保护电流：

5%In-20In。

接点容量：

●所有出口跳闸触点：

允许长期通过6A，切断电流0.3A。

（DC220V，时间常数L/R为5ms±0.75的感性负载）

操作回路跳合闸电流：

●操作回路跳合闸电流采用自适应模式，无需选择。

（0.5A以上）

3.3定值误差

●电流元件：

<±2%；

●电压元件：

<±2%；

●方向元件角度：

<±2°。

3.4整组动作时间及误差

●速动段的固有动作时间：

1.2倍整定值时，动作时间不大于25ms。

●零序保护I段的固有动作时间：

1.2倍整定值时，动作时间不大于25ms。

3.5测量系统

●各模拟量的测量误差不超过额定值的±0.2%；

●有功功率测量误差不超过额定值的±0.5%，无功功率测量误差不超过额定值的±1%；

●开关量分辨率不大于1ms；

●频率测量精度不大于±0.01Hz。

3.6环境要求

●运行温度范围：

-25℃～+70℃；

●存储温度范围：

-25℃～+70℃；

●相对湿度：

小于90%（20℃±5℃）；

●海拔高度：

＜4000m；

●地震烈度：

8度。

3.7绝缘性能

●绝缘电阻：

符合DL/T478-20014.10.2规定；

●介质强度：

符合DL/T478-20014.10.3规定；

●冲击强度：

符合DL/T478-20014.10.4规定。

3.8机械性能

●振动：

符合IEC255-21-1最严酷级标准；

●冲击：

符合IEC255-21-2最严酷级标准；

●碰撞：

符合IEC255-21-3最严酷级标准。

3.9电磁兼容性能

●静电放电符合GB/T17626-4-24级；

●辐射、无线电频率符合GB/T17626-4-33级；

●电气快速瞬变符合GB/T17626-4-44级；

●浪涌符合GB/T17626-4-54级；

●传导干扰、射频场感应符合GB/T17626-4-63级；

●电源频率磁场符合GB/T17626-4-84级；

●脉冲磁场符合GB/T17626-4-95级；

●阻尼振荡磁场符合GB/T17626-4-105级；

●振荡波符合GB/T17626-4-122级（信号端口）。

4硬件配置

DMP3300型变电站自动化系统单元装置由以下模件组成：

交流模件、CPU模件、电源模件、开入开出板模件或操作板模件、背板模件、液晶显示模件。

各插件位置示意如图：

4.1机箱结构

装置为IEC标准6U机箱，采用背插式结构，即插件从装置的背面插拔，总线板装在机箱的前部。

背插式机箱的优点是真正的实现了强弱分离，组成一层，嵌入式安装于屏柜上，每屏可装四层共12个单箱，标准屏柜尺寸为：

2260X800X600或2360X800X600。

安装开孔尺包括三种形式，如图3a、图3b及图3c。

图3a机箱结构（1/3宽机箱）

图3b机箱结构（1/3宽机箱改进版）

图3c机箱结构（宽机箱）

4.2电源模件

提供装置各种工作电源，直流或交流220V/110V（订货注明）电压输入，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出±5V，±12V，+24V。

三组电压均不共地，且采用浮地方式，与外壳不相连。

电源具有过压保护和过流保护功能。

4.3交流模件

将系统电压互感器、电流互感器二次侧强电信号变换成保护装置所需的弱电信号，供保护插件转换，并起强弱电隔离作用。

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。

交流模件最多支持12路交流输入回路，根据用户所需求的保护功能及测量功能设计配备。

4.4CPU模件

CPU模件是整个装置的核心部分，完成模拟量、开关量的采集、处理，各种保护判据的运算、判断，然后产生相应的控制出口，发报警信号及通信传输等。

采用FPGA+MCU+DSP的多主结构，其中保护DSP为32位，性能可达800MMAC，实现模拟量计算和保护逻辑功能；MCU采用32位嵌入式处理器，性能可达410DMIPS，实现系统管理、任务调度、人机界面，通信等功能；FPGA主要实现多协议的LCD接口、B码解码、授时、串行扩展和桥接两个主处理器等功能。

a）本插件上设有2路RS485串行接口或2路以太网用于通信组网。

b）大容量Norflash用来保存故障信息、事件报文等重要历史数据，掉电不丢失，方便查询历史数据。

c）可采集20路开关量输入信息，并提供经光电隔离的11路开关量输出信号。

d）16位A/D转换电路可同时对16路模拟量进行模数转换，每一路输入模拟量在进行模数转换之前都要经过滤波，抗干扰能力强，采样精度高。

e）自适应采样硬件测频电路，装置中采用硬件测量频率的方法，同时监视频率变化情况，根据频率值修正采样频率，频率测量误差不超过0.01Hz。

f）板载精密RTC，在主电源失电时维持系统时间，配合授时模块为装置提供精准时间源。

g）CPU插件采用了多层印制板及元件表面贴装工艺，外观小巧、结构紧凑，大大提高装置的可靠性及抗电磁干扰能力。

4.5操作板模件

完成开关的远方/就地操作、开关防跳、保护动作出口，远方遥控操作，开关量采集的光电隔离功能。

包括保护动作信号继电器及出口继电器。

主要包括跳闸继电器、合闸继电器、遥跳继电器、遥合继电器、防跳继电器、跳闸保持继电器、合闸保持继电器、合后继电器。

4.6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。

4.7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。

4.8液晶显示模件

人机接口模件装有大屏幕液晶显示器及键盘，实时显示电流、电压、无功、有功、功率因素、保护信息等，完成人机之间的对话，人机界面友好。

同时，考虑到保护运行的特点，装置还配备有灯光指示，使装置的运行信息更为直观。

5使用说明

5.1装置介绍

5.1.1面板布置

5.1.2键盘功能

“确认”：

进入主菜单、确认定值的修改、停住循环显示。

“取消”：

回到上一层菜单或取消定值修改。

“▼”：

向下移动光标，选择所需操作项目。

“◄”：

向左移动光标。

“►”：

向右移动光标。

“▲”：

向上移动光标，选择所需操作项目。

“+”：

修改光标所在位置的数据。

“-”：

修改光标所在位置的数据。

“复归”：

复归面板上的信号灯和信号继电器。

“区号”：

快速切换当前运行定值组。

5.1.3信号灯

面板上设置了6个LED指示灯，其定义如下：

“运行”灯：

装置正常运行时，灯为绿色、闪烁；装置异常时，灯为红色。

“合位”灯：

开关合位时，灯点亮，为红色；开关跳位时，灯熄灭。

“跳位”灯：

开关跳位时，灯点亮，为绿色；开关合位时，灯熄灭。

“保护动作”灯：

当保护动作跳闸时点亮，为红色，直到保护返回，按“复归”键才熄灭。

“重合闸”灯：

当发生自动重合闸时点亮，为红色，直到按“复归”键才熄灭。

“告警”灯：

当发现系统运行异常，如过负荷、TV断线，小电流接地等情况时点亮，为黄色，异常情况返回时，自动熄灭。

装置配备了中文显示的大液晶。

此液晶自带背光，有故障时，自动弹出故障简报，并点亮背光，在有按键操作时也点亮背光。

当长时间无键盘操作或无新事件发生时，背光自动熄灭。

5.2菜单操作

菜单操作说明均以线路保护测控装置DMP3311为例。

1.菜单正常显示为：

一次测量值（如电流、电压值、频率、功率、功率因数等）和保护电流值，循环显示。

2.主菜单意义说明

正常循环显示状态下第一次按“确认”键，菜单停止循环显示，便于用户进行监视，第二次“确认”进入主菜单。

（1）通讯地址：

显示与管理机的通讯地址，此处不能修改。

（2）实时信息：

“确认”后显示

（3）运行记录：

“确认”后显示

故障事件：

记录保护跳闸信息，例如速断保护动作等；

预告事件：

记录告警信息，例如弹簧未储能告警等；

保护动作过程：

顺序记录保护从启动、跳闸、返回的整个动作过程，包括保护逻辑的闭锁信息，实现保护过程的可视化；

变位信息：

记录遥信变位信息，包括开关、刀闸、接地刀闸等变位信息；

操作记录：

记录人工操作装置信息，包括修改定值、修改厂家设置、遥控操作等信息；

自检事件：

记录装置运行的异常信息，包括AD出错等；

事件顺序记录：

装置所有信息的流水账。

（4）保护功能：

“确认”后显示

当前运行区号：

显示当前运行的定值区号；

当前运行定值组：

“确认”后显示

速断保护，“确认”后显示，

在此菜单可以修改速断保护的软压板（“ON”为投入，“OFF”为退出）和定值。

切换定值组：

“确认”后显示

“确定”后，将当前运行定值组改为“1”区的定值。

复制定值组：

“确认”后显示

“确定”后，将“0”区的定值复制到“1”区的定值。

浏览定值组：

“确认”后显示

输入定值区号，“确定”后即可查看本区号的所有定值，但是不能修改本区号定值。

（5）远动功能：

“确认”后显示

远动设置：

“确认”后显示

a）“CT变比”、“PT变比”根据现场实际情况输入，方便装置显示一次电流、电压和功率。

b）电度设置：

“确认”后显示

远动实验：

“确认”后显示。

通过菜单按钮进行远动信息传输试验，只发信号，不实际出口，可在线试验，用以远动调试。

（6）通信功能：

“确认”后显示

（7）通信地址，设置与管理机的通讯地址，不要随意更改。

（8）通信设置，“确认”后显示

协议设置，设置装置的通信协议；串口设置，设置装置串口的属性；网络设置，设置网络接口的属性。

（9）口令设置：

用户更改投入口令时用，共分2种

保护人员口令：

保护人员更改保护定值用。

远动人员口令：

远动人员进入系统设置用。

举例——投入保护人员口令：

进入“口令设置”→“保护人员口令”菜单，→“旧口令：

”菜单，输入出厂口令：

8716，弹出“新口令：

”菜单，输入用户口令，口令投入开关设置为“ON”，按“复位”键或一段时间不操作，口令即起作用。

（10）时钟设置：

设置保护单元时钟，保护动作记录时间依据此时钟。

（11）厂家设置：

“确认”显示

口令输入正确后，“确认”显示“厂家设置”菜单，主要包括精度调节、配置设置、开入设置、遥测设置、遥控设置、额定参数、CT设置、PT设置、电度设置、虚遥信设置、信息表点号、装置信息、报告清除、语言、校验码设置、保存出厂设置、恢复出厂设置等。

该功能已在出厂前厂家根据用户技术协议设置好，用户一般不要进入，厂家不提供进入该菜单的口令。

（12）装置信息：

“确认”显示

装置型号，显示装置的具体型号，例如DPMP3311；

MCU版本，“确认”显示

DSP版本，“确认”显示

5.3实时信息功能说明

1.在“实时信息”菜单中查看一次测量值、保护电流、电度值以及开入等实时信息。

2.基准相位的选择操作

进入“保护量”或“测量量”菜单后，通过“▼”和“▲”选中某一个模拟量，“确认”后将选中的模拟量的相位作为基准相，此时基准相通过“※”标记。

基准相的相位为0，其余相的相位显示为与基准相的相位差。

例如选择以Iam为基准相，选择后如下图

3.开入状态

开入分为两种：

一种是开关量事件，另一种是反应状态的开入量。

对于开入量事件，装置以保护事件形式上送，状态量事件则以遥信形式上送，事件开入量亦可以以遥信方式上送。

其中状态遥信中断路器位置采用双位置方式，即对同一断路器既采集合位，又采集跳位，只有合位变跳位，即合位为“□”，跳位为“■”时才认为跳位，反之亦是。

如果合位、跳位均为“□”，则保持原状态。

断路器变位的事故和非事故分闸由装置采集的合后信号区分，如果有合后信号，断路器分闸则认为是事故分闸。

其他开入量采用单位置方式。

开入量的有无可以在“开入状态”中查看，有则显示“■”，否则显示为“□”。

开入与背板端子对应关系如下表：

开入序号

操作板端子

开入开出板端子

D-2

D-3

D-4

D-5

D-6

D-7

D-8

D-9

D-10

D-11

B-5

C-13（手合）

B-6

C-12（手跳）

B-7

合位

B-8

跳位

B-9

B-4

C-7（信号复归）

B-11（信号复归）

双位置遥信

控制回路断线

5.4保护功能说明

1.在“保护功能”→“当前运行定值组”菜单中检查装置配备的保护功能。

2.保护功能投退操作

将投入的保护设为“ON”，退出的保护设为“OFF”。

具体操作时，将光标移至软件开关显示区，用“+”或“-”键进行修改，按确认键进行固化。

3.保护整定值输入

将光标用“▼”和“▲”移至选择的保护整定值区修改数字位，用“+”或“-”键进行数值修改，检查整定值的整定范围，设置保护定值（用户计算提供）或输入实验模拟定值。

5.5远动功能说明

远动功能由“远动设置”和“远动实验”组成。

在“远动设置”中设置PT、CT变比；在“远动实验”中实现事件对点号、遥测值模拟、开入状态模拟，在线模拟，方便工程调试。

1.远动设置

测量功能分为两块：

一是就地显示，二是遥测上送。

就地显示显示一次值，其中PT、CT的变比设置在“远动设置”中，PT变比见下表。

电压等级（KV）

PT变比

110

1.100

0.350

0.660

0.100

6.3

0.063

CT变比按现场实际值输入，例如CT变比500/5，则输入100。

遥测上送值是二次归一化值，因此上送的值必须乘以上送系数。

上送系数见下表。

名称

上送系数

电流

（2.4*额定电流）/（4096*遥测系数）

电压

（2.4*额定电压）/（4096*遥测系数）

220V直流

1/遥测系数

380V交流

（2.4*额定电压）/（4096*遥测系数）

温度

1/遥测系数

频率

（X*（1/遥测系数）+4500）*0.01

有功功率P

（*0.001）/（4096*遥测系数）

无功功率Q

（*0.001）/（4096*遥测系数）

功率因素COSφ

0.01

其中，额定电流指二次额定电流，一般为5A或1A；额定电压指二次额定电压，一般为100V或57.74V；遥测系数在厂家设置中设置，遥测系数应满足上送值乘以遥测系数，归一化后二次归一化值应小于4096。

电度采用积分电度的方式，并且功能可投退，为“ON”时电度功能投入，为“OFF”时退出，包括正向有功电度、正向无功电度、反向有功电度和反向无功电度。

在电度设置中设置正向有功电度、正向无功电度、反向有功电度和反向无功电度的初值。

5.6通信功能说明

可采用RS485、以太网等介质，以双网方式与监控系统通信，通信速度快、可靠性高，支持IEC60870-5-103标准或者IEC61850。

在“通信地址”上进行地址设置，同一变电站系统中各单元通信地址不能重复。

通信地址由厂家分配提供。

通信采用双RS485网时，通信连接线为带屏蔽的双绞电缆线。

屏蔽线必须接地，并且是一点接地。

5.6口令功能说明

装置口令分为：

保护人员口令、远动人员口令、厂家设置口令。

“保护人员”管辖“保护整定”、“系统复归”操作；“远动人员口令”管辖“通讯地址”、“系统设置”操作；“厂家设置口令”管辖厂家设置菜单内的内容，一般不提供给用户。

5.7装置接地说明

装置电源地、通讯地、机箱地必须分别与大地良好连接，避免并联接地。

通讯接地要确保一点接地。

6用户安装调试说明

（一）通电前检查

1.检查装置型号与电气参数是否与安装装置一致。

2.检查装置端子接线连接是否连接牢固。

3.检查装置内部插件是否齐全，插件是否有效可靠连接。

4.检查箱体、装置接地是否良好。

5.检查装置通讯线是否连好。

6.用1000V摇表测量交流回路对地，直流回路对地绝缘>100

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