fck851测控装置技术使用说明书0327.docx
《fck851测控装置技术使用说明书0327.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《fck851测控装置技术使用说明书0327.docx（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
fck851测控装置技术使用说明书0327
FCK-851
系列微机测控装置
技术使用说明书
2006.3
前言
一、应用于高压、超高压变电站的测控装置必须解决以下三个技术问题：
（1）高精度的测量
目前大部分的测控装置只能保证在额定电流附近电流和功率的测量精度，在小电流下电流和功率的测量精度不能满足要求，不能够精确地反映一次系统的潮流状态。
（2）遥控输出的可靠性设计
近几年来在变电站自动化系统运行过程中由于不明原因造成误分、误合刀闸和地刀的事故经常发生，所以应用于高压、超高压变电站的测控装置必须解决遥控输出的可靠性问题。
（3）间隔层逻辑互锁、自锁功能
在高电压等级变电站，有更高的防误操作要求，除了站控级五防，还要求具备间隔层五防功能，所以必须要解决好测控装置之间实时通信和自协调问题。
二、FCK-851系列微机测控装置解决上述三个问题的方案：
（1）全范围内高精度的测量技术
二次TA传递的误差主要是由TA励磁电流引起的，要想在测量的全范围内都保证很高的测量精度，必须动态地补偿TA励磁电流所产生传递误差，国内首先采用动态补偿TA励磁电流所产生传递幅值和相位误差，使电流和功率在全范围内满足0.2%精度要求。
（2）可靠的遥控输出设计
Ø遥控输出采用双CPU的“启动＋出口”方式，防止元器件损坏造成装置误出口；
Ø遥控命令的执行采用“选择＋执行”的方式，防止网络数据受干扰造成装置误出口；
Ø完善的开出回路自检功能（可以检测到出口继电器的动作线圈），防止出口继电器的损坏造成装置误出口；
Ø采用双缓存区的存储方式，防止存储器损坏造成装置误出口。
（3）可靠的逻辑互锁设计
Ø间隔层逻辑互锁、自锁功能不依赖于站控层；
Ø测控装置提供两个以太网口，方便测控装置之间实现实时通讯和自协调；
Ø遥信数据交换：
网络层UDP通信协议保证实时性，应用层通信协议保证可靠性；
Ø应用可视化的“PLC”逻辑闭锁编辑工具进行工程组态；
Ø就地操作闭锁：
测控装置提供对断路器、刀闸、地刀等进行就地操作的闭锁功能，该功能模块独立运行，与遥控命令无关。
三、本说明书分为六篇，前四篇侧重技术说明，后两篇侧重使用说明。
说明书版本号：
ver1.0
许继电气有限公司保留对本说明书进行修改的权利。
第一篇技术说明
1概述
FCK-851系列微机测控装置主要是为110kV及以上变电站自动化系统开发的间隔层测控单元，同样适用于110kV以下电压等级的变电站自动化系统，另外也可以单独作为普通测控装置使用。
该系列装置具有测量、控制、监视、记录、同期、间隔层逻辑自锁互锁等功能。
2主要功能特点
2.1装置的最大容量
项目
FCK-851/1系列
FCK-851/2系列
FCK-851/3系列
DI
144
96
48
DO
48
48
24
AI
24
48
12
直流量输入
10
10
3
电度量输入
7
7
6
2.2高精度的测量技术
Ø动态补偿二次TA传递产生的幅值和相位误差；
Ø在测量的全范围内电流和功率都满足高精度的测量要求。
2.3可靠的间隔层逻辑闭锁功能
Ø可靠的间隔层自锁功能；
Ø可靠的间隔层互锁功能；
Ø可靠的就地操作闭锁功能；
Ø“PLC”逻辑闭锁编辑工具；
Ø装置间交换逻辑互锁用遥信数据，网络层UDP通信协议保证遥信数据交换的实时性，应用层通信协议保证遥信数据交换的可靠性。
2.4可靠的遥控开出方式
Ø遥控开出采用双CPU“启动+出口”的方式；
Ø可配置多副开出触点来控制一个遥控对象。
2.5强大的网络通讯功能
Ø具有双以太网通信接口；
Ø具有独立GPS对时数字接口和对时脉冲接口；
Ø采用国际通用标准规约：
IEC60870-5-104。
2.6方便的就地操作功能
Ø可直接在主接线图上控制断路器、刀闸、地刀；
Ø可直接在主接线图上遥调变压器的档位。
2.7完整的事件记录
Ø记录遥信变位信息；
Ø记录遥控命令信息；
Ø记录逻辑闭锁结果信息；
Ø记录告警信息；
Ø记录就地操作信息。
2.8高性能的硬件设计
Ø采用32位高性能DSP处理器；
Ø采用32位逻辑处理器；
Ø采用16位的高速A/D；
Ø强弱电彻底分离；
Ø全屏蔽的表面贴装工艺。
2.9可靠的软件运行机制
Ø采用NucleusPlus实时多任务操作系统；
Ø装置的实时性、可靠性和运行的稳定性高；
Ø采用分层的设计方案；
Ø采用模块化设计方案，便于配置。
2.10完善的自检功能
Ø遥测采集回路自检；
Ø开出回路自检（可以检测到出口继电器的动作线圈）；
ØAD、FLASH、EPROM芯片自检。
2.11人性化的人机界面
Ø大屏幕彩色液晶：
320点阵*240点阵；
Ø仿WINDOWS风格的操作菜单；
Ø显示间隔主接线图；
Ø用户可以通过配置工具自定义主接线图。
2.12灵活的配置方案
装置采用可配置的模块化设计方案，根据工程需求配置不同种类、不同数量的软硬件功能模块，比如：
功率点个数、遥信点的数量、遥控点的数量、同期功能、档位监控、脉冲电度、逻辑闭锁功能及主接线图等。
3主要技术指标
3.1交流测量
3.1.1电压
Ø输入额定电压：
AC57.7V或100V，50Hz；
Ø精度：
±0.2％；
Ø功率消耗：
<0.5VA/每相。
3.1.2电流
Ø输入额定电流：
AC5A或1A，50Hz；
Ø精度：
±0.2％；
Ø功率消耗：
额定电流5A时小于0.75VA/每相；额定电流1A时小于0.5VA/每相。
3.1.3频率
Ø频率：
40Hz～60Hz；
Ø精度：
±0.01Hz。
3.1.4功率测量
Ø有功功率P、无功功率Q、视在功率S、功率因数。
Ø测量精度为：
±0.5％。
3.2直流测量
Ø输入范围：
电压源0V～+5V，电流源4mA～20mA；
Ø精度：
±0.5％（外接温度变送器时，温度测量误差：
±2℃）。
3.3状态输入
Ø输入方式：
DC220V、DC110V或DC48V输入，带光电隔离；
Ø事件顺序记录站内分辨率：
≤1ms。
3.4电度量测量
Ø脉冲输入方式：
DC24V输入，光电隔离；
Ø脉宽：
≥10ms。
Ø积分电度测量，测量精度为±0.5％。
3.5控制输出触点容量
Ø直流：
30V，5A；
Ø交流：
220V，5A。
3.6工作环境温度
Ø工作：
－10℃～+50℃；
Ø储存：
－25℃～+70℃。
3.7电源
ØAC：
220V；
ØDC：
110V或220V。
3.8电气绝缘性能
Ø绝缘电阻：
符合DL/T630-1997的规定；
Ø绝缘强度：
符合DL/T630-1997的规定；
Ø耐冲击电压能力：
符合DL/T630-1997的规定。
3.9机械性能
Ø振动：
符合DL/T630-1997的规定；
Ø冲击和碰撞：
符合DL/T630-1997的规定。
3.10电磁兼容性
Ø抗高频干扰能力：
按GB/T13729-2002的3.7.1规定的严酷等级为Ⅳ级的高频干扰试验；
Ø抗电快速瞬变干扰能力：
能承受GB/T17626.4-1998中规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验；
Ø抗浪涌干扰能力：
能承受GB/T13729-2002规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌干扰试验；
Ø抗静电放电干扰能力：
能承受GB/T13729–2002的3.7.4规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电干扰试验；
Ø抗工频磁场干扰能力：
能承受GB/T13729-2002的3.7.5规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验；
Ø抗阻尼振荡磁场干扰能力：
能承受GB/T17626.10－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验；
Ø抗辐射电磁场骚扰能力：
能承受GB/T15153.1－1998中表15的规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场骚扰试验。
第二篇功能和原理介绍
4基本功能
4.1遥测
FCK-851/1、/3支持12路交流输入，FCK-851/2支持24路交流输入。
通过对二次TA传递产生的幅值和相位误差的机理分析，国内首先采用动态补偿二次TA传递产生的幅值和相位误差的技术，使电流和功率在小负荷情况下满足高精度的测量要求。
交流采样频率为1600Hz。
4.2遥信
遥信处理分为单点遥信和双点遥信，装置每隔约0.3ms扫描一次开入状态，通过消抖时间处理确认遥信的状态。
对于重要的断路器或刀闸用它的跳位状态和合位状态组成一个双点遥信来表示它的状态，两路开入组成的双点遥信有四种状态：
00、01、10、11，其中01、10对应双点遥信的合、分状态，00、11是无效状态，这四种状态符合IEC60870-5-104规约中的定义。
对双点遥信的消抖处理也就是对上述四种状态的消抖处理，其消抖示意图见4－1。
图4-1双点遥信的消抖判断示意图（图中t为消抖时间）
如图所示，“正常变位”的图例体现了从合位状态经过一个短暂的过渡状态进入稳定的分位状态的过程；“扰动”的图例体现了消抖功能对扰动的屏蔽作用；“无效状态”的图例是当双点遥信组合中某一个开入出现异常时发生的情况，此时装置会向监控后台发出异常信息的提示。
4.3遥控
4.3.1控制输出的四个特点
Ø提供逻辑闭锁编辑功能供选配，完成间隔层逻辑闭锁的编辑；
Ø实时收集站内相关信息，保证逻辑闭锁的实时性；
Ø遥控出口采取“启动+出口”的方式；
Ø提供独立的接点作为控制出口的电源闭锁，保证出口的可靠性。
4.3.2控制出口的安全性
为了保证控制出口的安全性，FCK-851/1、/2系列装置除了提供具有公共端的合闸分闸触点外，还提供独立的触点控制遥控开出的电源，确保装置异常时，遥控开出的可靠性。
其原理如图4-2所示：
错误！
不能通过编辑域代码创建对象。
图4-2控制出口安全性原理图
4.4遥调
装置具有变压器的档位采集和控制功能，档位输入形式采用BCD码，如果变压器的档位为十进制码，需要加装BCD码制转换器。
另外，装置具有滑档闭锁功能。
4.5电度量采集功能
提供积分电度或脉冲电度量（最多6路）的采集计算功能。
4.6事件记录
最多记录26条，保存在掉电不丢失记忆芯片中。
4.7GPS对时
硬件对时和软件对时方式可选；
软件对时采用B码；
对时精度：
≤1ms。
4.8装置自诊断
具有完善的自检功能，当硬件出现异常时会发出告警信号并根据严重程度决定是否闭锁出口，根据告警信息可快速定位装置硬件的故障位置，方便更换备用件快速排除故障。
5可选配的功能
5.1同期合闸检测功能
5.1.1同期功能的选择
同期功能的选择通过三个软压板（无检定、检无压、检同期）控制，这些压板可以通过后台监控或远方调度投退。
同期方式与压板的对应关系见表5-1。
表5-1同期方式与压板选择表
5.1.2同期操作模式
同期操作有远方同期、就地同期和手合同期三种操作模式。
远方同期操作：
从后台监控或调度中心发出合闸命令。
就地同期操作：
通过装置面板的主接线图进行合闸操作。
手合同期操作：
人工进行就地合闸操作，通过手合同期开入触发装置的同期判别功能。
5.1.3同期电压选择
当整定为检同期方式时，装置是对系统电压和抽取电压两者进行同期条件的判断。
对于3/2断路器主接线方式，由于运行方式比较多，对于同期电压选择提供了可在监控后台整定的6个软压板，这6个软压板的整定模式是六选一。
使用同期功能需配置4I8U型交流插件，对应端子的定义通过工具软件的同期模块配置。
5.1.4同期电压选择示例
3/2断路器主接线方式下的同期电压选择示例如图5-1所示，在确定的同期方式下，同期电压的选择由设定同期电压选择方式压板来完成，同期电压的选择参见表5-2。
图5-1变电站3/2电气主接线图示意图
表5-2
分类
压板
功能
同期
方式
无检定压板
只要收到合闸命令，不管同期或无压条件是否满足都出口
检无压压板
收到合闸命令时只判断无压条件是否满足
检同期压板
收到合闸命令时判断同期条件是否满足
同期
电压
选择
方式
电压方式一
选择U1、U2作为同期电压
电压方式二
选择U1、U3作为同期电压
电压方式三
选择U1、U4作为同期电压
电压方式四
选择U2、U3作为同期电压
电压方式五
选择U2、U4作为同期电压
电压方式六
选择U3、U4作为同期电压
注：
表5-2中电压U1～U4对应图5-1中的四个电压。
5.2间隔层自锁互锁控制策略
5.2.1通讯协议
装置间交换逻辑互锁用遥信数据，网络层UDP通信协议保证遥信数据交换的实时性，应用层通信协议保证遥信数据交换的可靠性；
遥信数据交换的两种机制：
Ø装置主动召唤本装置的闭锁逻辑所需要的其他间隔层装置的遥信数据；
Ø参与逻辑互锁的遥信变位后由直接采集它的间隔层装置主动发送给需要该遥信的其他装置。
5.2.2遥控的执行流程图
FCK-851系列装置通过自身实时、开放的网络通信功能互相交换数据，每台测控装置都能实时获得来自其它间隔的测控装置的遥信信息，并应用于控制的闭锁逻辑判别，从而实现间隔层的逻辑闭锁。
控制命令的执行流程如图5-2所示：
图5-2控制命令的执行流程图
当远方/就地把手在远方状态时，只有远方遥控命令有效；当远方/就地把手在就地状态时，只有就地的控制操作有效。
然后判断联锁/解锁把手的位置状态，确定是否需要进行逻辑闭锁，只有不需要逻辑闭锁或者满足闭锁逻辑的出口条件时，才允许完成控制命令，从而有效地实现逻辑闭锁功能。
5.2.3遥控闭锁逻辑
遥控闭锁逻辑编写、编译和下载由配置工具完成。
逻辑编写采用梯形图方式，包括“与”逻辑、“或”逻辑和“非”逻辑。
如图5-3所示。
图5-3编辑遥控闭锁逻辑的示意图
5.3就地操作闭锁功能
测控装置提供对于电气控制的断路器、刀闸和地刀等就地操作的闭锁功能。
具体实现是利用装置的一副触点控制操作对象的电源，当远方/就地把手位于远方状态时，断开该装置对应的断路器、刀闸、地刀的就地操作的电源回路的触点，当远方/就地把手位于就地状态时，根据就地操作闭锁逻辑的判断结果决定是否开放该对象就地操作的电源回路的触点。
就地操作逻辑闭锁功能模块不依赖于遥控命令常时、独立地运行，闭锁继电器触点状态直接反映该对象就地操作闭锁逻辑的运算结果。
5.4TA、TV断线检测功能
装置可配置判断TA、TV断线的功能，如果用户选配该功能，在工程设计阶段通过配置工具实现。
判定条件分别如下：
⏹TA断线判定条件
零序电流3I0大于100mA，且三相电流中至少有一相小于30mA，此状态持续时间如果超过10s,则报TA断线；
⏹TA断线恢复判定条件
零序电流3I0小于100mA，此状态持续时间如果超过10s，则报TA断线恢复；
⏹TV断线判定条件
只要有两个线电压之差大于18V，此状态持续时间如果超过10s，则报TV断线（对应一相或两相断线）；
如果装置检测到三相失压，但是断路器位置在合位，则发出三相失压告警信号。
⏹TV断线恢复判定条件
任意两个线电压之差均小于18V，此状态持续时间如果超过10s，则报TV断线恢复。
5.5低电压告警功能
⏹低电压判定条件
三相电压均小于10V，此状态持续时间如果超过VLD中的低电压延时整定值，则报低电压。
⏹低电压恢复判定条件
任意一相电压大于10V，此状态持续时间如果超过VLD中低电压延时整定值，则报低电压恢复。
6关于检修压板的说明
检修压板是为了避免在检修时监控后台收到大量无用事件的报文而在装置上设定的一个硬压板。
⏹“检修压板”投入：
该装置处于检修状态，除了检修压板的变位和遥控返校的报文上送监控后台之外，其余正常运行状态下与后台通讯的所有上行报文全部被禁止上送。
另外，当收到后台的遥控命令时，只回送选择确认的返校报文，而不执行遥控开出。
⏹“检修压板”退出：
该装置处于正常运行状态。
第三篇装置硬件介绍
7结构与安装
装置机箱结构为高度6U，FCK-851/1～2系列宽度19in，FCK-851/3系列宽度为19/2in，整体面板，后插拔插件，后接线方式，装置整体水平安装。
图7-1FCK-851/1、/2系列装置的外形尺寸
图7-2FCK-851/3系列装置的外形尺寸
图7-3FCK-851/1、/2系列装置的开孔尺寸
图7-4FCK-851/3系列装置的开孔尺寸
8装置的插件介绍
8.1插件类型说明
共有9类插件。
具体功能和参数见表8-1。
表8-1插件类型和功能描述表
插件类型
规格
功能和参数说明
应用系列
电源插件
DC220V、DC110V
提供装置的电源
FCK-851/1～3
通讯插件
提供RS-232，RS-485，以太网接口
FCK-851/1～2
通讯插件
提供RS-232，RS-485，以太网接口
FCK-851/3
CPU插件
完成计算与处理的核心插件
FCK-851/1～2
CPU插件
提供3路直流输入、6路脉冲电度输入，完成计算与处理的核心插件
FCK-851/3
交流输入插件
4I8U型、6I6U型、12U型
额定电流：
5A和1A两种规格
FCK-851/1～3
直流输入插件
直流输入：
3路
有电流和电压两种输入方式，用插件上跳线设置
FCK-851/1～2
采保插件
48路交流、10路直流
FCK-851/1～2
扩展开出
扩展开入开出和7路脉冲量采集（DC24V）
FCK-851/1～2
开入插件
DC220V/110V/48V
DI：
24路，每8路开入共一个公共端。
FCK-851/1～2
开出插件
DO：
16路
1～10路提供10副常开触点，每两路共一个公共端；11～14路提供4副独立的常开触点；最后2路各提供一副常开、常闭触点
FCK-851/1～2
开入开出插件
DC220V/110V/48V
DI：
16路，每16路开入共一个公共端。
DO：
8路，1～6路提供4副常开触点，每两路共一个公共端；第7、8路各提供一副常开、常闭触点
FCK-851/3
8.2FCK-851系列的插件配置示意图
装置采用的结构非常便于根据具体工程输入输出点数、交流直流测量点数进行灵活配置，FCK-851/1、FCK-851/2、FCK-851/3的插件配置表分别如表8-2、表8-3、及表8-4所示（注：
装置的背视图）。
表8-2FCK-851/1插件配置图
注：
第12、13槽位既可以放置开入插件也可以放置开出插件或者空置，根据工程需要选择并通过配置工具软件配置。
表8-3FCK-851/2插件配置图
错误！
不能通过编辑域代码创建对象。
注：
第2、3、4槽位只能放置4I8U型或12U型的交流插件，第11、12槽位既可以放置开入插件也可以放置开出插件或者空置，根据工程需要选择并通过配置工具软件配置。
表8-4FCK-851/3插件配置图
8.3FCK-851系列的插件配置说明
FCK-851/1～2的基本配置是：
电源插件+通讯插件+扩展开出插件+CPU插件+采保插件
FCK-851/3的基本配置是：
电源插件+CPU插件+通讯插件
其余插件（开入插件、开出插件、交流插件、直流插件、开入开出插件）的数量根据工程需要配置，这些插件配置时原则上按表8-2、表8-3、和表8-4所示的槽位编号按由小到大的顺序配置。
第一块开入插件的前8路预留给特殊开入用，其中第一路指定给检修压板开入专用。
对变压器分接头档位的开入并不限定在开入插件的位置，但是请配置到一组共地的开入端子上。
开出插件，对于重要的遥控可以通过配置工具软件配置成双CPU“启动+出口”方式，启动触点MMI控制，出口触点由CPU控制。
9装置的后端子说明
注：
以上电源插件、扩展开出插件、直流插件、通讯插件、开入插件和开出插件适用于FCK-851/1～2系列的装置；以下的电源插件、CPU插件、通讯插件、开入开出插件适用于FCK-851/3系列的装置。
第四篇整定值说明
10整定值表
10.1遥控参数
每路控制输出的定值是控制输出的保持时间，遥控的总数由具体的工程需求决定。
序号
名称
定值范围（ms）
初始值（ms）
1
遥控1
10～6000
200
2
遥控2
10～6000
200
…
…
10～6000
200
n
遥控n
10～6000
200
10.2遥信参数
每路遥信输入的定值是消抖时间，包括单点和双点遥信。
遥信的总数由具体的工程需求决定。
序号
名称
定值范围（ms）
初始值（ms）
1
遥信1
2～600
20
2
遥信2
2～600
20
…
…
2～600
20
n
遥信n
2～600
20
10.3交流参数
序号
名称
定值范围
备注
1
循环上送周期
10s～600s
所有交流模拟量以此周期循环上送
2
电流死区门槛
0.1～0.2
当实测值小于该门槛时，
对应的测量值在装置上显示为0。
3
电压死区门槛
0.1～0.2
4
功率死区门槛
0.2～0.5
5
电流突变门槛
5～20
变化量超过该门槛值时立即上送电流实测值
6
电压突变门槛
5－20
变化量超过该门槛值时立即上送电压实测值
7
功率突变门槛
5－20
变化量超过该门槛值时立即上送功率实测值
8
功率因数突变门槛
0.05～0.3
变化量超过该门槛值时立即上送功率因数
9
频率突变门槛
0.1Hz～2.0Hz
变化量超过该门槛值时立即上送频率值
注：
对电流、电压、功率的整定说明：
整定值＝门槛值÷额定值×100
10.4直流参数
直流输入的路数根据具体的工程配置，最多为10路。
下表显示一路直流输入量所需要的定值。
序号
名称
定值范围
初始值
1
变送器1类型
0～1
1（0：
电流，1：
电压）
2
变送器1输入最小值
0～50.0
0
3
变送器1输入最大值
0～300.0
150.0
4
变送器1输出最小值
0～5.0
0
5
变送器1输出最大值
0～5.0
5.0
6
变送器1突变门限（注）
0.1～0.3
0.1
注：
突变门限的作用是当变化量超过该门槛值时，变送器输出的实测值立即被上送后台。
10.5遥调参数
一台装置最多控制三组档位，根据具体的工程配置，每组档位的定值都如下表所示。
序号
名称
定值范围
初始值
备注
1
滑档功能投入
0～1
0
1：
投入滑档闭锁功能
0：
退出滑档闭锁功能
2
中心档位
0～39
0
3
滑档闭锁时间
0.5s～20s
0.5s
一般整定为升档或降档所需时间
的1.2倍。
4
升档位开出保持时间
50ms～2000ms
50ms
5
降档位开出
升级会员 