馈线终端装置FTU说明书.docx

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馈线终端装置FTU说明书

ATFTU

微机低压监测保护装置

技术说明书

使用说明书

武汉奥特科技有限公司

WuhanAutoTechnologyCo.,Ltd.

ATFTU数字式保护测控装置

一、概述

ATFTU数字式电容器保护装置是以电流电压保护及不平衡电压保护为基本配置的成套电容器保护装置，适用于110kV及以下电压等级的电容器组，可在开关柜就地安装，也可组屏安装于控制室。

应用范围覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金、铁路等行业。

1．1装置主要特点

☆装置采用双CPU结构，保护模块选用高性能32位CPU，人机对话模块选用专用CPU，使产品的稳定性和运算速度得到充分保证

☆保护模块采用14位的A/D转换器，测量模块采用专用的A/D转换器、精度高达24位，各项测量计算指标轻松达到要求

☆配置大容量的RAM和FlashMemory，可记录8至50个录波报告，记录的事件数不少于1000条，具有掉电保持功能

☆保护功能由图形化的逻辑编程实现，功能的变化不用修改系统程序，使保护实现原理透明、可靠，装置的灵活性、稳定性、可靠性大大加强

☆配置专用的调试软件，可以进行逻辑灌装也可联接至计算机进行调试和分析

☆可独立整定32套保护定值，定值切换安全方便

☆高精度的时钟芯片，并配置有GPS硬件对时电路，便于全系统时钟同步

☆配备高速以太网络通信接口，并集成了IEC870-5-103标准通信规约

☆精心的电气设计，整机无可调节器件，实现了免调试概念设计

☆高等级、高品质保证的元器件选用

☆强弱电前后布置、独立模块设计，使装置具有优异的抗干扰性能，组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件

☆完善的自诊断功能

☆防潮、防尘、抗振动的机箱设计

1．2保护功能的主要配置：

●二段式相间过流保护

●二段式过压保护

●二段式欠压保护

●失压保护

测控功能配置

●11路遥信开入采集

●装置失电告警，装置事故信号，装置告警信号

●断路器遥控分合，接地选跳

●模拟量遥测：

Ia1、Ib1、Ic1、Ua1、Ub1、Uc1、Ia2、Ib2、Ic2、Ua2、Ub2、Uc2、P1、Q1、COSθ1、P2、Q2、COSθ2、UAB1、UBC1、UCA1、UAB2、UBC2、UCA2

●2路脉冲输入

●1路GPS对时

二、技术参数

2.1额定参数

2.1.1额定直流电压：

220V或110V（订货注明）

2.1.2额定交流数据：

a）相电压V

b）交流电流75A（如需更改订货注明）

c）额定频率50Hz

2.1.3功率消耗：

a）直流回路正常工作时：

不大于15W

动作时：

不大于25W

b）交流电压回路每相不大于0.5VA

c）交流电流回路额定电流为75A时：

每相不大于1VA

2.1.4状态量电平：

CPU及通信接口模件的输入状态量电平24V（18V～30V）

GPS对时脉冲输入电平24V（18V～30V）

CPU输出状态量（光耦输出）允许电平24V（18V～30V）

2.2主要技术性能

2.2.1采样回路精确工作范围（10％误差）

电压：

0.4V～120V

电流：

0.08In－20In

2.2.2接点容量

信号回路接点载流容量400VA

信号回路接点断弧容量60VA

2.2.3跳合闸电流

本装置跳合闸电流采用自适应模式，无需选择。

2.2.4各类元件定值精度

电流元件：

<±5%

电压元件：

<±5%

时间元件：

0s-1s时，误差不超过40ms；

1s以上时，误差不超过<±2.5％；

2.2.5整组动作时间（包括继电器固有时间）

速动段的固有动作时间：

1.2倍整定值时测量，不大于50ms

2.2.6暂态超越不大于5%

2.2.7模拟量测量回路精度

装设专用测量子模件的测控装置：

电流、电压：

0.2级

功率、电度：

0.5级

2.3绝缘性能

2.3.1绝缘电阻

装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。

2.3.2介质强度

在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。

试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

2.3.3冲击电压

在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。

2.3.4耐湿热性能

装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。

最高试验温度+40℃、最大湿度95％，试验时间为48小时，每一周期历时24小时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ，介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75％。

2.4电磁兼容性能

2.4.1静电放电抗干扰度

通过GB/T17626.2－1998标准、静电放电抗干扰Ⅳ级试验。

2.4.2射频电磁场辐射抗干扰度

通过GB/T17626.3－1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。

2.4.3电快速瞬变脉冲群抗扰度

通过GB/T17626.4－1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度Ⅳ级试验。

2.4.4浪涌（冲击）抗扰度

通过GB/T17626.5－1999标准、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。

2.4.5射频场感应的传导骚扰度

通过GB/T17626.6－1998标准、射频场感应的传导骚扰度3级试验

2.4.6工频磁场抗扰度

通过GB/T17626.8－1998标准、工频磁场抗扰度5级试验

2.4.7脉冲磁场抗扰度

通过GB/T17626.9－1998标准、脉冲磁场抗扰度5级试验。

2.4.8阻尼振荡磁场抗扰度

通过GB/T17626.10－1998标准、阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。

2.4.9振荡波抗扰度

通过GB/T17626.12－1998标准、振荡波抗扰度4级试验。

2.5机械性能

2.5.1振动

装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。

2.5.2冲击

装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

2.5.3碰撞

装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

2.6环境条件

a）环境温度：

工作：

-10℃～+55℃。

贮存：

-25℃～+85℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。

b）相对湿度：

最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。

最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%。

c）大气压力：

86～106kPa（相对海拔高度2km以下）

三、工作原理说明

3.1机箱结构

机箱外形尺寸及开孔尺寸参见附图。

本装置机箱采用全密闭、防潮、防尘、抗振动的设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。

3.2交流插件

交流插件包括电压输入和保护电流输入、交流输入最大容量为12

3.3CPU插件

CPU插件原理简图如下：

图3－1CPU模件原理示意图

CPU插件主要由以下几部分构成：

1）CPU系统

CPU系统由高性能的微处理器CPU（32位）、大容量的ROM（512K字节）、RAM（1M字节）、FlashMemory（1M字节）等构成，使该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。

FlashMemory中记录的录波报告、事件及保护定值等运行配置信息在装置掉电后均不会丢失。

2）数据采集系统

本装置的数据采集系统由两部分组成。

保护系统由高可靠性的14位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统，A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路，转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点，本装置的模拟量采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性。

图3－2A/D系统原理示意图

测量系统由专用测量芯片实现实现模拟量采集，测量精度高达24位，采用硬件技术解决因频率误差而导致测量误差增大的问题。

测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能，在现场无需再作调整。

3）开关量输入及输出部分

本装置提供外部输入的开关量11路，由装置专用开入24V电源供电；GPS对时用开入1路，该路输入量可由内部或专用24V电源供电；所有开入经光电耦合器件接入系统。

本装置提供开出12路，一类是用于驱动出口及信号继电器的，此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的；另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器，其+24伏电源是不经过闭锁的。

本装置本地告警信号及中央告警信号由两种方式驱动：

告警和呼唤，告警用于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时，呼唤则用于不需闭锁开出的情况，例如“PT断线”等异常工况时。

详见逻辑继电器插件说明。

4）通信部分

本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的以太网络芯片，以太网为本装置接入系统的主要通信接口。

装置提供RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质。

本插件选配一个标准RS485接口，可用于连接多功能电度表，或用于RS485组网。

本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件（MMI）通信。

与装置配套的专用调试软件包采用以太网与装置通信，对装置进行各种测试。

5）时钟回路

插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。

本装置还考虑了硬件对时电路，接收GPS的脉冲对时信号。

另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。

3.4电源插件

本插件为直流逆变电源插件。

直流220V或110V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的直流电压,有5V,＋12V,-12V,24V

（1）和24V

（2），2组24V与＋5V（+12V,-12V）电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。

a）+5V（+12V,-12V）为用于CPU的工作电源

b）24V

（1）为用于驱动继电器的电源

c）24V

（2）为用于外部开入的电源

为增强电源模件的抗干扰能力，本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器。

电源模件原理图见附图。

图3－3电源模件原理示意图

3.5逻辑及跳闸插件

本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类。

1）逻辑继电器

逻辑继电器由CPU插件经光耦器件直接驱动，包括：

出口回路开放继电器QDJ、跳闸继电器TJ、合闸继电器HJ、遥控跳闸继电器CKJ1、遥控合闸继电器CKJ2、出口中间继电器CKJ4~CKJ7、信号继电器CKJ3、装置异常告警及闭锁继电器GJ、告警或呼唤信号继电器GJX、信号复归继电器FGJ等。

QDJ为出口回路总开放继电器，本装置内用于跳合闸的出口中间继电器，其负电源均经该继电器闭锁，该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。

告警继电器驱动方式:

GJ继电器为CPU自检发现有严重异常情况，必须立即切断本保护出口电源的，驱动该继电器。

GJ起动后一方面经过其常开接点自保持，另一方面由其常闭接点切断CPU插件的24伏跳闸正