自动装置技术培训资料手册.docx

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自动装置技术培训资料手册

珠海万力达电气股份有限公司

电力系统继电保护与安全自动装置

技术培训手册

部门：

研发中心保护部

　　编写：

吕霞

审阅：

林存利

日期：

2009-06-29

目　录

前　言3

第１部分　基础理论知识4

1.1输人量波形畸变引起的改变量试验4

1.2两表法功率计算4

1.3积分电度的实现5

1.4相角显示实现原理5

1.5差频并网5

1.6同频并网6

第２部分　保护逻辑与功能6

2.1检无压合闸6

2.2ＰＴ断线告警功能分析6

2.3自动转角7

2.4电压频率控制装置的基本工作原理7

第３部分　产品功能拓展9

3.1　MMCU-610Hb灵活的遥控功能9

3.1　MMCU-610Hb谐波分析功能10

3.2　MMCU-610Hb检同期合闸功能10

3.3QSDS-20X型同期选线器工作过程简述11

3.4　MQSD-610Hb比MQSD-510H更加完善11

第４部分　常见问题分析12

4.1MQSD-510H自动准同期装置应用事项12

4.2MMCU-510H现场问题解决12

4.3备用电源快速切换现场问题12

4.4同期选线器现场问题13

第５部分　技术答疑13

前　言

　　该培训手册的编写，目的是为了公司工程技术人员、售后人员整体了解我公司的综合保护测控装置的一般原理、应用以及常见问题的处理而编写的。

作为编写人员，由于技术水平的限制，难免有所偏颇和错误之处。

同时，有一部分原理和问题上的分析，是完全属于编写者本人的一般性见解，如果有异议或者其他意见，本人将非常欢迎进行探讨，并能一起进步。

第１部分　基础理论知识

1.1输人量波形畸变引起的改变量试验

谐波分量存在时，系统功率的计算式如下：

有功功率平均值为

无功功率平均值为

视在功率为

式中为第h次谐波电压的有效值

为第h次谐波电流的有效值

分别为第h次谐波电压与第h次谐波电流的相位

，

为电压总谐波畸变率，电流总谐波畸变率，被定义为

1.2两表法功率计算

功率的计算可分为两表法和三表法。

三表法在不对称负荷和各种情况都适用，因此精度相对两表法高。

但在不接地系统中，测量互感器有时为两相，三表法则无法应用。

MMCU-610Hb装置可以同时计算两回路（P1、P2）的有功功率、无功功率、功率因数，通过功率通道设置来指定参与计算的电量的通道位置。

0-11对应通道1-12，12：

功率计算功能退出。

出厂依次设置为通道1-12。

注意：

PT接线方式为Y-Y且功率计算方式为两表法时，3路电流通道必需有1路设为退出，否则默认第二路为退出。

PT接线方式为Y-Y且功率计算方式为三表法时，功率计算式：

PT接线方式为Y-Y且功率计算方式为两表法时，功率计算式：

PT接线方式为V-V时，功率计算式：

1.3积分电度的实现

积分电度，实际就是我们所说的电度表功能。

电度是单位时间内对有功P和无功Q进行累计。

并转化成KWh和KVarh两个电度单位。

我公司的积分电度是按照二次侧有功Ｐ和无功Ｑ进行累计的，因此都是二次值。

如果想转化成一次侧值，需要在显示值上乘以ＰＴ变比和ＣＴ变比。

我公司的积分电度是每1s累加一次。

假设在一段时间Ｔ（s）内，有功功率为P0，在Ｔ时间以前有功率为０，则电度累积公式为:

例如：

假设表底为０，Psum=0,T=10s,P0=866w，则在10s后，Psum=5Ws=0.005KWh

一般来说，我公司的积分电度功能，只用来参考，而不适合用于计算功率消耗等情况。

累计的间隔为1s左右，对负荷变化比较剧烈的场合，累计误差随着时间的增加而增大。

同时，由于功率的测量误差，有功为0.5,无功为1.0，长时间累计所造成的累加误差也不小。

1.4相角显示实现原理

对于电压和电流两个向量：

Ur+jUx和Ir+jIx。

如果要计算两者之间的相角差，首先要选取一个基准向量。

假设选取向量U为基准向量。

按照定义，

经过推导有：

电压、电流的实部和虚部很容易从FFT计算后获得，通过取反正切后，得到了两个矢量的相角差。

由于arctan的取值范围是在-Pai/2到+Pai/2之间，因此通过一定的变换（包括角度弧度变换），就可以得到从0-360°的角度值。

1.5差频并网

差频同期并网的理想条件为：

1）待并侧电压的有效值与电网电压的有效值相等

2）待并侧的频率与电网的频率相等,且相位相同

3）待并侧的相序与电网的相序一致

在两侧有一定频率差时，自动捕捉第一次出现的合闸时机。

在两侧频率差极为接近，以至相位差变化太慢时，则考查实际相位差，若在允许范围内，则快速合闸；否则，进入等待或者调节状态。

起动时间过长

投/退

&

Tqd

有流>0.1Ie

Ia1>1.2Ie

&

Ia1<1.2Ie

1.6同频并网

未解列两系统间联络线并网属合环并网。

合环并网成功与否取决于：

1）装置实测待并点两侧功角δ小于允许功角δmax

2）待并点两侧压差ΔU在允许值ΔUmax内

因此，在δ<δmax及ΔU<ΔUmax时可保证合环成功。

在δ>δmax或ΔU>ΔUmax时，同期装置一方面闭锁合闸回路，另一方面通过通讯将信息上传到调度中心，以期在调度的指挥下，创造δ<δmax和ΔU<ΔUmax的条件，一旦条件满足，同期装置随即安全地完成合环操作。

第２部分　保护逻辑与功能

2.1检无压合闸

装置除具有准同期功能外，还具备检无压（一侧无压或两侧无压）快速合闸功能。

2.2ＰＴ断线告警功能分析

当|Uac-Uab|>15V或|Uac-Ubc|>15V时，判为PT回路断线，断线消失后返回。

　　　以上是600Hb自动装置ＰＴ断线告警判断逻辑。

对上面的判断逻辑进行几点说明：

在单相接地时，线电压依然是对称的，因此最大线电压和最小线电压肯定小于18V。

发生单相断线时，最大线电压为100V，最小线电压为0Ｖ。

因此，在单相断线时可以准确判断。

两相断线、三相断线时由低电压进行闭锁

2.3自动转角

由于发电厂的升压变压器经常采用△/Y-11接线，因此导致星形侧较三角形侧的对应相电压超前30°，与之相应的PT二次电压也存在着这一相移。

传统的做法是使用转角变压器。

为了简化设计，提供了对每个通道都可以用软件实现转角，且不论选取相电压或是线电压都可以。

为了在使用时不致出错，特意定义只对系统侧电压进行转角设置，因此同期接线设计工程师在确定了并列点两侧采样PT的相别后，应注明对系统侧电压应转角多少度。

我们提供了超前30°（-30°）、0°、滞后30°（+30°）三种选择。

2.4电压频率控制装置的基本工作原理

2.4.1低电压出口判别原理

电力系统无功不足会引起电压下降，装置根据电压的降低值切除部分电力用户，保证系统内的无功平衡，使电网的电压恢复正常，最多设四个独立的基本轮，一个特殊轮。

设有两轮加速轮，当系统电压下降过快时，可根据du/dt加速切负荷，避免发生电压崩溃现象，这样可加速使电压恢复到正常情况。

程序框图如下，当电压低于启动值并经延时，如没有闭锁条件，则进入以下的低电压判别模块。

当某轮动作出口切除部分负荷后系统电压恢复正常则程序返回。

低电压自动减载的动作过程如下：

●电压缓慢下降时Utuqz低电压启动；

Utuz1低电压第一轮动作；

Utuz2低电压第二轮动作；

Utuz3低电压第三轮动作；

Utuz4低电压第四轮动作；

以上四轮按顺序动作。

第五轮为长延时特殊轮，其动作顺序为：

Utuqz低电压启动；

Utuz5低电压第五轮动作。

●电压下降较快时除按上面次序动作外还可加速动作，原理如下：

Utuqz低电压启动；

Utuz1低电压第一轮动作；

（dU/dt）z1tus1第一轮动作，并加速切第二轮；

（dU/dt）z2tus2第一轮动作，并加速切第二、三轮。

2.4.2低频减载或解列

电力系统有功不足会引起频率下降，装置根据频率的降低值切除部分电力用户，保证系统内的有功平衡，使电网的频率恢复正常，最多设四个独立的基本轮，一个特殊轮。

当系统频率下降过快时，可根据df/dt加速切负荷，避免发生频率崩溃现象，设有两轮加速轮，这样可加速使频率恢复到正常情况。

程序框图如下，当频率低于启动值并经延时，如没有闭锁条件，则进入以下的低频判别模块。

当某轮动作出口切除部分负荷后系统频率恢复正常则程序返回。

本装置采用“基本轮,紧急轮,特殊轮”的低频减载模式。

基本轮动作轮级、各轮动作频率特别是首轮动作频率，按常见的功率缺额方式确定。

紧急轮定义为按照df/dt大小加速切负荷构成的轮次。

在基本轮第一轮启动时加速切基本轮第二轮的定义为紧急第一轮，基本轮第一轮启动时加速切基本轮第二、第三轮的定义为紧急第二轮，依次类推。

特殊轮的动作频率应不低于基本轮第一轮的起动频率，并采取一定的延时，待系统频率比较稳定时动作，使频率恢复到允许的限值以上。

低频自动控制的动作过程如下：

●频率缓慢下降时Ftfqz低频启动；

Ftfz1低频第一轮动作；

Ftfz2低频第二轮动作；

Ftfz3低频第三轮动作；

Ftfz4低频第四轮动作；

以上四轮按顺序动作。

第五轮为长延时特殊轮，其动作顺序为：

Ftfqz低频启动；

Ftfz5低频第五轮动作。

判断的电压、频率取同一母线的3个电压、频率的平均值。

●频率下降较快时除按上面次序动作外还可加速动作，原理如下：

Ftfqz低频启动；

Ftfz1低频第一轮动作；

（df/dt）z1tfs1第一轮动作，并加速切第二轮；

（df/dt）z2tfs2第二轮动作，并加速切第二、三轮。

第３部分　产品功能拓展

3.1　MMCU-610Hb灵活的遥控功能

500系列测控装置是14个开出设为7组来控制7个断路器的分合，脉冲固定为500毫秒。

600系列的遥控功能更加灵活，14个开出各自独立，每个开出即可遥合也可遥分，通过“系统参数/出口设置”里的遥控出口闭合保持的时间，设为大于0的任意值时，表明经过此延时后遥控合闸出口将自动返回，设为等于0时，表明该出口合闸后不会自动返回，需要接收分闸命令方可返回。

3.1　MMCU-610Hb谐波分析功能

具有完善的谐波分析功能，可设置监视任意两路交流通道的1~15次谐波数据。

3.2　MMCU-610Hb检同期合闸功能

以待并点两侧同期电压为Ua1，Ua2为例。

将“基本设置/功能投退/同期功能”设置为“投入”，开入18（检同期投入）合上，“基本设置/同期功能设置/母线通道选择1”设置为1：

CH1，“母线通道选择2”设置为0：

退出，“线路通道选择”设置为7：

CH7。

点动开入19（启动同期）开始进行同期判别，当满足同期条件时合闸。

5分钟内若同期未成功，装置报“同期合闸失败”。

同期合闸逻辑见下图：

同期成功时，合闸出口动作并自动测量合闸回路的动作时间（在“报告显示”中可查看）。

如果开入20闭合（无压合闸投入），“基本设置/功能投退/无压合闸”设置为“投入”，在母线或线路单侧或双侧无压时，可以执行无压合闸操作，见下图。

注：

检同期合闸继电器为参数“基本设置/同期设置/同期出口选择”设置的出口，合闸脉宽为该出口对应的出口脉宽（详见“系统参数/出口设置”）。

3.3QSDS-20X型同期选线器工作过程简述

QSDS-20X型选线器是为发电厂或变电站多个并列点断路器共用一台自动同期装置进行同期接线切换而设计的，选线器可接受上位计算机（DCS）一对一的点动开出量控制，完成并列点的切换。

如果需要，还可通过一对一的同期开关（只需一对按钮式触点）实施选线控制。

选线器上电后或在自动方式下进行复位后首先自检，然后处于待命状态，如果此时没有由上位机（DCS）或同期开关发来的启动同期操作的点动开关量选线信号（持续闭合2秒），则选线器进入定时自检和待命状态。

选线器在待命状态中，接收到了由上位机（DCS）或同期开关（按钮）发来的同期点选线开关量信号，选线器将立即响应，经判断检测到是唯一的且为合法的同期点选择信号，选线器将接通相应的多路开关，同时启动同期装置。

同期装置上在接收到DCS发来的启动同期装置进入工作的开关量信号后再转入工作状态。

直到发出合闸脉冲。

随后通过同期装置另一对合闸接点输入选线器，选线器检测到此信号时延时5秒断开选中的多路开关。

然后选线器又进入待命状态，直到再次收到选线命令。

如果在执行并网的过程中，发电机组或线路遇到紧急情况或同期装置故障报警需中断同期，上位机即向选线器发出紧急中断同期的开关量信号，立即断开选中的多路开关。

在没有上位机时，紧急中断同期命令可由人工通过按钮发出。

面板上共有18只指示灯排列成3行。

第1行为插件指示灯，点亮时为绿色。

当一块插件板插入时，对应的插件指示灯亮。

第2、3行为通道指示灯，点亮时为红色。

当DCS或者开关锁选中某一通道时，对应的通道指示灯亮，其他的通道指示灯灭。

在选线器不能正常接收到上位机（DCS）开关量的指令时，可用选线器面板上12个带锁手动选线开关进行选线操作。

装置配有一把公用钥匙，在方式选择开关处于“就地”位置时，该带锁开关可以在面板上实现对多路开关的选线操作，由于只有一把钥匙，所以在同一时刻只能操作一个开关，从而实现了重选闭锁。

3.4　MQSD-610Hb比MQSD-510H更加完善

MQSD-610Hb自动准同期装置可以支持9个发电机或线路复用的同期点，快速、准确并网。

它基于现有600Hb型硬件，保留了500系列同期装置的基本功能与精度，能与QSDS-30X系列同期选线装置配合使用。

与升级前相比较，具有硬件性能与软件结构算法更加优越、功能更加完善等特点。

升级后的MQSD装置对现有600Hb型硬件与结构未做较大改动。

取消了交流插件，其余3块插件板下方的18位端子缩减为12位端子。

将2路交流输入移至电源插件。

在软件功能方面做了较大扩充，例如增加了同期母线电压选择、增加了状态实时显示、增加了远方修改定值、远方复归等功能。

在显示与操作方面，比500系列同期装置的界面风格有了较大的改进，例如增加开出自检与开入查看、遥信事件查看等内容，使得显示内容更加丰富，维护更加简单。

第４部分　常见问题分析

4.1MQSD-510H自动准同期装置应用事项

现场多次询问双侧无压合闸与单侧无压合闸的如何实现的问题。

测试合闸时间与双侧无压合闸只能通过菜单启动。

将设置里面的双侧无压合闸投退字选投入，断路器状态处于分位不要选任何同期点，可在开入开出插件板上看12个启动同期是否有开入，否则进入不了启动菜单。

单侧无压合闸则需通过启动同期开入启动。

注意短接“单侧无压合闸确认”开入。

4.2MMCU-510H现场问题解决

1.报定值出错问题

修改了定值自检模块，在定值自检模块定时对内存里的定值参数进行校验，如果低于最小值或高于最大值则重新读取最后一次设置的正确的定值。

2.通讯中断问题

硬件方面，通讯线加上拉电阻

软件方面，缩短通讯超时等待时间。

3.花屏问题

修改遥控寄存器

4.3备用电源快速切换现场问题

1.频差为0时，角度为0度与270度来回跳

修改了频率采样EPA中断后，此问题不重现。

2.手动并联启动切换

原来手动并联启动瞬间如果电压的幅值相位不满足条件，则切换失败。

现在增加了9秒的延时。

如果在9秒以内，电压的幅值相位满足条件，则切换成功。

4.4同期选线器现场问题

选线器总线板上共6个通道板插槽，如果有某一通道板插槽不需要插入通道板，在其对应跳线套上短接块。

如装置只需要10个通道，共5块通道板，第6块通道板插槽没有插入通道板（CH11,CH12），此时需要把JP6短接。

选线器面板上就近原则分别连X-QSDS[DP]-X4-0509上的P1至P12,如果某通道没有通道板，则连接P×'。

例：

如装置只需要10个通道，插入共5块通道板（CH1-CH10），第6块通道板插槽没有插入通道板（CH11,CH12），此时需要将通道1－通道10对应的开关锁连线插入P1-P10,将通道11，12开关锁连线插入P11',P12'。

第５部分　技术答疑