7厂用快切装置讲解Word格式.docx

1、N 双路输出：每一跳合闸出口都有两副快速继电器接点输出，以满足不同备用方式（热备或冷备）的切换要求。7.1.3 功能采用快速切换就是在母线残压还没有下降之前，投上备用电源。为了避免母线电压与备用电压相位差过大时进行切换的危险，装置具有在切换过程中非同期闭锁的功能，当不满足同期时，闭锁快速切换，转而进行同期捕捉，即在母线电压还未大幅下跌之前，通过对母线相位的实时计算分析，并根据合闸所需时间，捕捉合闸时机，使得合闸完成时备用电源电压与母线电压的相位差接近零度，这样既减小了对厂用设备的冲击电流，又利于设备的自起动。经残压检定的慢速切换作为快速切换和同期捕捉的后备切换，以提高切换的成功率。装置主要具有

2、以下功能：a） 检测、显示功能1） 面板信号灯指示母线PT投入、工作、备用电源断路器分合闸位置。2） 自检结果可以打印，自检异常时发出灯光和接点信号。3） 在正常运行中，装置实时检测和显示厂用母线三相电压、工作和备用电源电压的有效值，母线电压与工作或备用电源电压的频差和相差值。4） 中文显示所有实时数据和设置参数。b） 切换功能 1） 正常切换 正常切换是指正常情况下进行的厂用电源切换。通过控制台开关手动起动装置，完成从工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换。正常切换分为串联切换和并联切换两种方式。串联切换控制台切换方式选择开关置于串联位置。手动起动装置，先跳开工作（备用）电源，

3、如果同期条件满足，则合上备用（工作）电源。并联切换控制台切换方式选择开关置于并联位置。并联切换又分为自动和半自动两种情况。自动：将选择开关置于“自动”位置。手动起动装置，经同期检定后，先合上备用（工作）电源，确认合闸成功后，再自动跳开工作（备用）电源。半自动：将选择开关置于“半自动”位置。手动起动装置，经同期检定后，只合上备用（工作）电源，而跳开工作（备用）电源的操作要由人工来完成。2）事故切换事故切换是指由于工作电源故障而引起的切换。它是单向的，只能由工作电源切至备用电源。事故切换也分为串联切换和并联切换两种方式。由反映工作电源故障的保护出口起动装置，先跳开工作电源，如此时同期条件满足并确认

4、工作电源已跳开，然后合上备用电源。由反映工作电源故障的保护出口起动装置发出工作电源跳闸命令，如此时同期条件满足，装置同时发出备用电源合闸命令。备用电源合闸命令也可经设置的延时后再发出，这样可以避免由于工作电源跳闸时间长于备用电源合闸时间，造成备用电源投在故障回路而跳闸，致使切换失败，事故范围扩大。同期捕捉及慢速切换上述切换过程中，如不满足所设定的同期条件，而不能进行快速切换，但频差又小于7Hz时，装置自动转入同期捕捉状态，根据母线电压相位变化速率及断路器固有合闸时间，连续实时计算相位差，在频差允许范围内，捕捉合闸时机，使得合闸完成时相位差接近零度。如果同期捕捉不成功，装置再自动转入慢速切换状态

5、，待母线残压下降到设定值，最终合上备用电源。同期捕捉功能可由用户设置为投入或退出。如设置为退出，当同期条件不满足时，装置直接转入慢速切换状态。本项功能同样适用于下述不正常切换。3）不正常切换不正常切换是由母线非故障性低压引起的切换，它是单向的，只能由工作电源切换至备用电源。不正常切换分为以下两种情况：母线三相电压持续低于设置值的时间超过所设定的延时，装置自动跳开工作电源，投入备用电源。由于工作电源断路器误跳，装置自动投入备用电源。所谓“误跳”是指在装置没有发跳闸命令的情况下，工作电源断路器跳开。这有两种可能：一种是工作电源断路器受控跳闸，另一种是真正意义的误动跳闸。不正常切换也有串联和并联两种

6、方式，它们的选择方法及切换过程和事故切换相同。c） 低压减载功能当母线三相电压持续低于设定值时，为利于重要辅机自起动、装置分三个出口发出跳次要辅机命令，每个出口的延时值可分别设置。此功能可以由用户自行投入或退出。d） 闭锁报警、故障处理及自检功能l） 保护闭锁为防止备用电源投入故障母线，可以将反映这一故障的保护（如母线差动保护、分支过流保护）出口，引入装置的“保护闭锁”入口。当这些保护动作时，装置就会立即关闭所有跳合闸出口，同时发出“保护闭锁”灯光信号和“闭锁报警”接点信号。2） 闭锁快速切换快速切换的闭锁方法有两种，一种是同期条件不满足时装置自动闭锁；另一种是从外部引入信号，经设置的延时后闭

7、锁。快速切换被闭锁时，同期捕捉和慢速切换仍有效。3） 去耦合及耦合闭锁并联自动切换时，如果由于某种原因使应跳开的断路器未跳开，就可能造成两路电源长时间并列运行。当两电源并列时间超过100ms，装置自动跳开后合上的电源，这一过程叫做去耦合；然后关闭所有跳合闸出口，并发出“耦合闭锁”灯光信号和“闭锁报警”接点信号，这一过程称为耦合闭锁。4） 断线报警母线电压互感器低压侧一相或两相电压低于10Un（额定值）时，装置判定为母线电压回路断线，发出“断线报警”接点信号。当工作电源电压或备用电源电压低于设定的正常值时，（可能是一次电压低，也可能是断线），装置也发出“断线报警”接点信号。母线断线报警信号存在时

8、，装置不会自行起动切换。5） 故障报警当装置中的CPU1、CPU2、EPROM、RAM、直流电源、装置跳合闸出口以及断路器位置异常时，装置都将发出故障报警信号，具体故障原因可通过屏幕显示或打印输出。断路器位置异常是指没有发生切换，而工作电源和备用电源断路器辅助接点均处于闭合状态，或切换方向为备用至工作，而工作电源和备用电源断路器辅助接点均处于断开状态。6） 装置自检装置自动巡检内部电路、所设参数和跳合闸继电器出口，发现故障立即报警，并可显示或打印故障原因。7） 复位装置采用手动方式复位。每次切换完毕或装置出现故障，都发出“等待复位”信号，提醒运行人员及时检查、复位，以备下一次切换。e） 打印、

9、录波、通讯功能1） 打印功能：切换完毕后，通过打印切换记录，可以知道以下内容：本次切换中所有参数设置值；起动原因（保护、手动、低电压起动或开关误跳）；切换前状态以及当前状态（包括：切换方向、工作和备用断路器状态、串联或并联方式、自动或半自动方式、有无快切闭锁和保护闭锁）；装置发出了哪些跳合闸命令；本次最终实现的切换（快速、同期捕捉或慢速）：故障情况；装置的起动时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差；装置发出跳闸（合闸）命令的时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差；跳闸（合闸）完成的时间及工作电压、备用电压、母线三相电压、相差和频差；切换完毕时的时间及工作电压、备用电压、

10、母线三相电压、相差和频差。2） 录波功能；从起动切换开始至切换完毕，每10ms采样一次，最长可连续采样4.2s，对切换过程中母线的电压、频差和相差进行数字录波，并可打印输出，以便分析切换过程中母线残压的变化情况。复位后，切换过程数据仍然保存在RAM中，以备打印分析，只有在下一次切换时才被刷新。3） 通讯功能：装置具有RS232C和RS422/485通讯接口，可与上位机进行通讯。可以利用人机对话窗口设置所有参数，了解切换信息；通过上位机控制装置进行正常切换。7.1.4 技术参数 直流电源： DC220V 20或DC110V20输入工频电压信号： AC57V或AC100V输入接点信号容量： 不小于

11、DC24V、10mA跳合闸出口接点容量： DC220V、3A或者 DC110V 、5A跳合闸出口接点动作闭合时间： 0.5S其他输出信号接点容量； DC220V、1A事故最快切换时间：并联方式 3ms+用户设置延时+备用电源合闸时间串联方式 6ms+工作电源跳闸时间+备用电源合闸时间工作正常： 80100Un 步长l备用正常： 80100Un 步长1频差： 9.95Hz 步长0.05Hz相差： 060 步长 1 残压： 2050Un 步长 1母线低压动作值： 2080Un 步长1母线低压延时： 010S 步长10ms外部闭锁快速切换延时： 0500mS 步长1ms并联切换合备用电源延时： 0l

12、50ms 步长lms低压减载三路延时： 010S 步长100ms预置初始相位： 0+359合闸回路时间常数： 0300mS 步长lms测量误差： 时间 lms 电压 1 相位 0.5 频率 0.02Hz整机功耗： 静态功耗 30W 动态功耗 40W工作环境： 温度 -10+60C 相对湿度 85抗干扰性能符合国标： GB6162绝缘耐压满足部标： DL478外形尺寸： 装置尺寸 482.6（宽）177（高）300（深），为国际标准 19英寸机箱，可直接上19英寸标准机柜。 机柜尺寸 800（宽）2260（高）600（深），颜色可由用户指定。净重： 装置 10kg机柜 95kg7.1.5 接口

13、装置通过背面的端子与外部联系。各端子具体连线说明如下： X1：机箱外壳接地端。 X2：空端子。 X3、X4：接母线三相电压互感器隔离开关常开辅助接点，闭合表示母线PT投入。 X5、X6：保护起动信号入口。接反映工作电源故障的保护，或是需要跳开工作电源断路器的其它保护。这些保护的总出口作为保护起动信号。保护起动接点信号的闭合时间应长于50mS。X7、X8： 保护闭锁信号人口。接能反映厂用母线故障的保护，如厂用母差、分支过流等。信号接点闭合时，装置被闭锁并自保持；接点断开后，须由手动复位解除闭锁。X9、X10：外部闭锁快速切换的信号入口。X11、X12：接工作电源断路器常开辅助接点，闭合表示工作电

14、源投入。X13、X14：接备用电源断路器常开辅助接点，闭合表示备用电源投入。X15、X16：接控制台复位开关。此开关应能自动返回，闭合时有效。X17、X18：接控制台手动起动切换开关。X19、X20：接控制台切换方式选择开关，通为并联方式，断为串联方式。X21、X22：接控制台关闭装置切换出口的开关。通时装置出口被关闭，断时出口被打开。以上输入信号都是接点信号，因此，X4、X6、X8、X10、X12、X14、X16、X18、X20和X22端子已在装置内部连在一起作为公共端。如果输入的信号是有方向的接点，则接点的负端应连于公共端上。X23、X24：接工作电源AN或AB相，也可接其它相，用来与母线

15、电压比同期。X25：接母线电压A相。X26：接母线电压B相。X27：接母线电压C相。X28：接母线电压中性点N。X29、X30：接备用电源AN或AB相，也可接其它相，用来与母线电压比同期。以上电压都来自相应的电压互感器。如工作和备用电源电压信号为相电压（57V）或线电压（100），则装置内与工作或备用电源比同期的母线电压相序固定为AN或AB相。这样，所取工作电源和备用电源的电压信号应与之同相位，如相位不同，可通过预置初始相位消除相位差。X31、X32：合工作电源出口1，快速继电器接点信号，无方向。X33、X34：合工作电源出口2，快速继电器接点信号，无方向。X35、X36：跳工作电源出口l，快

16、速继电器接点信号，无方向。X37、X38：跳工作电源出口2，快速继电器接点信号，无方向。X39、X40：合备用电源出口1，快速继电器接点信号，无方向。X41、X42：合备用电源出口2，快速继电器接点信号，无方向。X43、X44：跳备用电源出口1，快速继电器接点信号，无方向。X45、X46：跳备用电源出口2，快速继电器接点信号，无方向。如需要同时合高压侧和低压侧断路器，可将出口1接高压侧断路器，出口2接低压侧断路器，因为出口2可以设置060mS延时输出。X47、X48：跳辅机出口1，可设置延时010s。经中间继电器跳一部分辅助电机。X49、X50：跳辅机出口2，可设置延时010s。X51、X52

17、：跳辅机出口 3，可设置延时010s。X53、X54：切换完毕信号出口。此信号出现，说明装置完成了一次切换控制任务。X55、X56：闭锁报警信号出口。此信号出现，表示装置正处于保护闭锁或耦合闭锁状态。X57、X58：断线报警信号出口。此信号出现，表示母线、工作电源或备用电源有断线。X59、X60：故障报警出口。此信号出现，表示装置内部发生故障、直流电源中断或断路器位置异常。具体故障原因可通过屏幕显示或打印输出。X61、X62：直流电源，X61为正端。X63、X64：等待复位信号，提醒运行人员（排除故障后）及时进行复位操作，以备下次切换。X66X68：RS232C通讯接口，接串行口打印机，X66

18、为信号地，X67为TXD，X68为RXD信号。X69X71；RS232C通讯接口，用于连接上位机。X69为信号地，X70为TXD，X71为RXD信号。X72X75：RS422/485接口，用于连接上位机。其中X72为TX，X73为TX，X74为RX，X75为RX信号。RS232C接口和RS422/485接口均为通讯接口，用户可根据需要选择其一。X76X80：备用端子。7.1.6 功能选择与参数设置a） 功能选择并联或串联切换方式由控制台切换方式选择开关确定，通位为并联，断位为串联。切换方式应在切换前确定。正常并联切换时自动与半自动选择将装置面板上的选择开关拨至“自动”位置，在正常并联切换时，手

19、动起动后，装置自动完成切换全过程。开关在“半自动”位置时，手动起动后，只合上工作（备用）电源，跳开各用（工作）电源的工作由人工来完成。此功能在其它情况下无效。低压减载功能通过液晶显示屏和薄膜键盘设置，“l”表示投入，“0”表示退出。再同期捕捉功能通过液晶显示屏和薄膜键盘设置，“1”表示投入，“0”表示退出。关闭出口将装置面板上的选择开关拨至“关闭出口”位置或控制台关闭出口控制开关闭合时，所有跳合闸出口均被关闭。b） 参数设置工作正常、备用正常、允许最大频差、允许最大相差等所有参数都可通过液晶显示屏和薄膜键盘设置。具体设置方法请见7.2节PZH1A型微机厂用电快速切换装置使用说明。7.1.7 软

20、件、硬件框图a） 硬件部分原理框图（下页）硬件框图说明：装置采用双CPU（80C196）结构。模拟量信号经过变压器隔离后，一部分经过零比较器进入CPU1的高速输入口HSI，进行频差和相差测量，在12MHz主频下，HSI口的分辨率为l.33us，可高速高精度地跟踪测量相差和频差；另一部分进入CPU1的A/D转换器，完成对各种电压幅值的采样处理。电压幅值与相差和频差的处理相对独立。CPU2处理输入的开关量。两个CPU分别同时处理各种数据，并通过双口RAM达到信息共享。所有输入信号均采用光电隔离或变压器隔离，所有输出信号均为继电器接点方式，装置内电路与外部电气线路完全隔离。B 软件部分原理框图（下页

21、）软件框图说明：相差、频差计算模块：装置采用CPU的高速输入口HIS跟踪测量工作电源电压、备用电源电压及母线三相电压。根据各路电源电压的过零时刻，实时准确高速地计算出相差与频差。同期捕捉计算模块：软件连续分析多点的相差、频差值，计算出相差与频差的变化率，同时依据合闸回路所需时间，推算出使工作或备用电源合闸完成时，相位差在零度附近的时刻。电压检测模块：利用CPU片内A/D转换器，对工作电源电压、备用电源电压及母线三相电压定时采样，与所设置值进行比较，实现低压起动、残压允许、低压减载、断线报警等功能。逻辑控制模块：随时响应外部开关量信号，进行逻辑分析，完成相应的操作功能。自检模块：对设置的多数、断

22、路器的开关状态、装置的跳合闸出口、CPU1、CPU2、RAM、EPROM等进行自检，发现故障立即报警，并可通过显示或打印指出具体故障原因。信息打印模块：所有设置参数、自检信息、切换方式及切换过程状态和录波数据全中文打印输出。通讯模块：提供RS232C和RS422/485的通讯协议及软件接口。图三 CPU2程序主循环框图7.2 PZH-1A装置使用说明7.2.1 简介本装置选用INTEL96系列16位CPU芯片，为提高信号处理能力和实现全面功能，采用了双CPU结构。CPU1处理模拟信号，其高速输入HSI的分辨率为1.33us，数据处理能力强大，使相差、频差的跟踪计算快速准确，完全满足厂用电同期检

23、定和快速切换的要求；开关量及逻辑功能由CPU2处理，双CPU同时工作，可以保证立即响应外部信号，可靠进行切换和故障处理，实现切换的零等待。本装置是PZHl型厂用电源快速切换装置的换代产品，通过微机化，得到全面更新，参数设置直观方便，切换更为可靠，且功能齐全，可提供装置面板、控制台和上位机三种控制操作方式，便于实现微机化管理。7.2.2 使用方法7.2.2.l 操作方式a） 利用装置面板上的按键、开关和液晶显示屏，可以设置参数、显示参数、选择切换方式（自动/半自动、串联/并联）、打印切换记录和起动正常切换；发光二极管显示信号输入情况，并自保持显示（“复位”前）相应跳合闸出口命令。b） 通过控制台

24、可以选择切换方式（串联并联）和起动正常切换；关闭或开放出口及对装置进行复位。c） 通过上位机的计算机标准窗口界面设置参数、显示参数、实时监控、打印切换记录和起动正常切换。7.2.2.2 面板操作1）并联或串联方式端子X19、X20短接为并联，断开为串联。正常切换前，先选择好所要的切换方式（串联/并联）。切换完毕后再转到事故切换所需的切换方式，以备事故切换。2）正常并联切换时全自动与半自动选择“信号输出”插件开关拨在“全自动”位置，在正常并联切换时，手动起动后，装置自动完成切换全过程，开关拨在“半自动”位置，装置起动后，只合上一个电源，跳开另外一个电源的工作由人工来完成。3）低压减载功能通过液晶

25、显示屏和薄膜键盘设置，允许低压减载设置为“l”，禁止低压减载设置为“0”。4）同期捕捉功能通过液晶显示屏和薄膜键盘设置，允许同期捕捉设置为“l”，禁止同期捕捉设置为“0”。5）关闭出口“信号输出”插件上开关拨在“关闭出口”位置，切换出口（出口1和出口2）被关闭。短接端子X21、X22，切换出口（出口1和出口2）也被关闭。b） 自检CHECK:RAM OKEPROM OKCPU1 OKPARAMETER OKUwork OK Uback OK CPU2 ERROR装置通电后，自动巡检内部电路、所设置参数和跳合闸出口继电器，出现异常立即报警，并可按“显示”键显示或“打印”键打印出故障具体原因，右图

26、是液晶显示屏显示的自检信息。故障原因有：工作电压异常、备用电压异常、参数不对应、断路器位置异常、跳合闸回路异常、PT未投、CPU1、CPU2、EPROM1、EPROM2、RAM故障。故障名称及原因见表7-2-1说明。表7-2-1 故障名称及原因名称故障原因故障报警等待复位切换功能RAM3号插件芯片N7出错禁止EPROM3号插件芯片N4出错CPU13号插件芯片N3出错PARAMETER设定参数就丢失Uwork工作电压低于设定值见注Uback备用电压低于设定值CPU23号插件芯片N1出错3号插件芯片N6出错断路器位置异常PT未投跳合闸回路异常注：在故障报警和等待复位栏中，“”表示有此信号输出，“”表示无此信号输出。Uwork、Uback中，仅当此电源作为切换的目标电源，且电压低于设定值时，装置将发出“等待复位”信号并禁止切换。若装置检测到某项故障，则显示“ERROR”，否则显示“OK”。RUN: 99:05:21Uwork= 102vUback = 103vUa= 102vUb= 102