最新CSC200系列低压保护说明书汇总.docx
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最新CSC200系列低压保护说明书汇总
CSC200系列低压保护说明书
CSC200
数字式保护测控装置
说明书
版本V1.0
南京四方亿能电力自动化有限公司
2004年4月
本说明书可能被修改,请注意最新版本
CSC系列数字式保护测控装置综述
图1装置实物图
CSC系列数字式保护测控装置适用于低压电网及厂用电系统,具备完善的保护、测量、控制与监视功能,为低压及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案,可有力地保障低压电网及厂用电系统的安全稳定运行。
本系列装置采用了全新的设计理念,所有装置均建立在一个通用的软硬件平台的基础上,各种功能均按模块化设计,并同时配备有强大的诊断、调试工具。
用户可根据现场实际的需求,通过可视化的图形逻辑编辑来定制各种保护、控制逻辑。
装置具有高度的稳定性、灵活性、可维护性以及对不同现场情况的适应性。
CSC系列数字式保护测控装置包括以下型号:
型号
名称
适用范围
CSC211
数字式线路保护测控装置
110kV以下非直接接地系统的线路和馈线
CSC212
数字式线路距离保护测控装置
110kV以下非直接接地系统的线路
CSC221
数字式电容器保护测控装置
110kV以下非直接接地系统中各种接线的电容器
CSC231
数字式低压电抗器保护测控装置
110kV以下低压电抗器
CSC236
数字式电动机差动保护装置
10kV以下的大中型电动机
CSC237A
数字式电动机综合保护测控装置
10kV及以下的大中型异步电动机
CSC237B
数字式同步电动机综合保护测控装置
10kV及以下的大中型同步电动机
CSC241A
数字式变压器差动保护装置
66kV及以下电压等级的两圈变压器
CSC241B
数字式变压器后备保护测控装置
66kV及以下电压等级变压器的后备保护
CSC241C
数字式厂(所)用变保护测控装置
变电所所用变压器或发电厂厂用变压器
CSC241E
数字式接地变保护测控装置
66kV及以下电压等级的接地变压器
CSC241F
非电量保护装置
110kV及以下电压等级变压器的本体保护
CSC246
数字式备用电源自动投入装置
各种电压等级的备用电源自投
CSC298
数字式PT保护测控装置
发电厂10kV以下电压等级的母线或进线PT
以上保护测控装置可集中组屏,也可分散安装在开关柜上或就地安装于户外开关场。
1主要特点
⏹采用高性能嵌入式32位微处理器和高精度16位数据采集系统,具备强大的数据处理能力。
⏹灵活的保护控制逻辑可编程功能,实现保护及控制方案图形化编辑,满足个性化需求。
⏹先进的虚拟测试功能,实现遥信自动对点、SOE事件自动触发、故障模拟、控制方案在线仿真。
⏹强大的通讯处理能力,提供基于以太网和高速现场总线的通信接口,内部集成丰富的规约库,为用户提供完善的组网方案。
⏹全面的设备运行信息和故障信息记录,为运行优化和事故分析提供充分的数据信息。
⏹与保护CPU系统完全独立的高精度测量表计系统,可满足运行监视和远程自动抄表的要求。
⏹完善的软硬件自检功能和免调节电路设计,安装调试更简单。
⏹友好的人机接口,提供丰富的指示灯信号及图形化液晶面板,运行信息一目了然,减轻运行维护负担。
⏹高精度实时时钟系统,支持网络对时和GPS脉冲对时,为事故分析提供精确的时标信息。
⏹基于PC机的辅助分析软件,轻松完成保护控制逻辑定制、事故分析、虚拟测试等功能。
⏹高标准电磁兼容性能,密闭机箱设计,满足装置下放安装的苛刻要求。
2主要功能
控制功能
⏹断路器或刀闸控制
⏹可编程控制逻辑
⏹保护元件投退控制
⏹32组可切换定值
测量表计功能
⏹实时运行数据
⏹运行累计值
⏹电度计量
监视报告功能
⏹控制回路监视
⏹PT回路监视
⏹故障记录
⏹录波记录
⏹事件顺序记录
⏹装置操作记录
通讯功能
⏹双以太网总线接口
⏹可选配一个或两个光纤以太网接口
⏹一个RS485现场总线接口
⏹一个RS232调试端口
⏹IEC60870-5-103、CSC-2000、MODBUS、DNP3.0等通讯规约
诊断功能
⏹上电自诊断
⏹运行自监视
⏹虚拟测试功能
⏹运行统计信息
3技术数据
额定参数
直流电压:
220V/110V
交流电压:
100V或«SkipRecordIf...»V
交流电流:
1A/5A
系统频率:
50Hz/60Hz
功率消耗
直流回路:
<15W
交流电压回路:
<0.15VA/相
交流电流回路:
<0.25VA/相
过载能力
交流电流:
2In持续工作
20In允许10s
40In允许1s
交流电压:
1.2Un持续工作
1.4Un允许10s
继电器触点容量
触点容量:
1A,DC220V(吸合)
误差
电压定值误差:
<±3%整定值
电流定值误差:
<±3%整定值
定时限时间定值误差:
<±1%整定值或20毫秒
反时限时间定值误差:
<±2%整定值+50毫秒
精确工作范围
电压:
0.4V~120V
电流:
0.04In~30In
频率:
40~55Hz/50~65Hz
动作时间
速动段:
<40ms二倍整定值
差动:
<30ms二倍整定值
差速:
<30ms二倍整定值
监视报告性能
事件记录分辨率:
≤1ms
GPS对时精度:
≤1ms
测量表计精度
电流、电压:
0.2级
功率、电度:
0.5级
通讯端口规范
RS485端口:
最高速率19200bps,屏蔽双绞线接口
工业以太网端口:
5类双绞线通讯介质,RJ45接口
光纤以太网端口:
多模光纤通讯介质,820nm,ST接口
绝缘性能
绝缘电阻>100MΩ(500V兆欧表)
介质强度GB/T14598.3-1993
冲击电压GB/T14598.3-1993
电磁兼容性能
辐射电磁场干扰:
GB/T14598.9-1995Ⅲ级
快速瞬变干扰:
GB/T14598.10-1996Ⅳ级
脉冲群干扰:
GB/T14598.13-1998Ⅲ级
静电放电干扰:
GB/T14598.14-1998Ⅳ级
射频电磁场辐射干扰:
GB/T17626.3-1998Ⅲ级
浪涌(冲击)干扰:
GB/T17626.5-1999标准III级
射频场感应干扰:
GB/T17626.6-1998标准III级
工频磁场干扰:
GB/T17626.8-1998标准V级
脉冲磁场干扰:
GB/T17626.9-1998标准V级
阻尼振荡磁场干扰:
GB/T17626.10-1998标准V级
振荡波干扰:
GB/T17626.12-1998标准IV级
辐射发射限值:
GB9254-1998标准A类
机械性能
振动GB/T11287-2000Ⅰ级
冲击GB/T14537-1993Ⅰ级
碰撞GB/T14537-1993Ⅰ级
环境条件
保存温度:
-25℃~+70℃
工作温度:
-10℃~+55℃
相对湿度:
最大不超过95%
大气压力:
86~106kPa
4硬件结构
装置硬件包括交流模块、COM模块、CPU模块、MMI模块、逻辑模块、跳闸模块、电源模块以及用于以上各模块间相互联系的母板模块。
硬件结构如图2所示:
MMI模块CPU模块COM模块
母板模块
电源模块跳闸模块逻辑模块交流模块
RX
TX
RX
T
直流电源电源告警220V开入操作回路信号接点出口控制/信号接点CT/PT
I=
2003-04-0108:
21:
31.015
0ms保护启动
35ms电流Ⅰ段动作
Imax=5.000A
2135ms2003-04-0112:
30:
50
Ua57.70V
Ub57.65V
Uc57.75V
Ia4.950A
Ib4.980A
Ic5.080A
当前运行区:
01
Q0.020kVar
重合闸动作
0.00A
P=0.00kW
Q=0.00kVar
CT/P
PC机24V开入RS48510BASE-T10BASE-F
ADC
+
-
⏹交流模块:
交流模块包含电压变换器和电流变换器,它们将CT/PT二次侧电流电压转换为数据采集系统可以处理的信号并起到电气隔离的作用。
不同型号的装置其电流电压变换器的配置不同。
⏹CPU模块:
CPU模块是本装置的核心模块,包含CPU系统、模拟量采集系统、开关量输入/输出系统、实时硬时钟系统和高速通讯系统。
采用多层印制板和表面贴装工艺制作,并采取了多种抗干扰隔离措施。
⏹COM模块:
COM模块主要用于光纤通讯,可包含一对或两对光纤收发接口(820nm,ST接口),属于选配模块。
⏹MMI模块:
MMI模块采用内部通讯方式与CPU模块进行数据交换,为用户提供对装置的本地操作接口,包括LCD显示屏、LED指示灯、操作按键以及RS232调试端口。
⏹逻辑模块;逻辑模块提供保护跳合闸控制、遥控跳合闸控制、动作/告警信号输出等功能,并起到电气隔离的作用。
其中,所有重要出口只能在启动继电器开放以后才能执行,避免器件损坏所造成的误动。
⏹跳闸模块:
跳闸模块提供断路器位置监视、手跳手合、跳合闸保持及防跳等功能。
其中跳合闸保持电流具有自适应特性,不需要更改回路的电气参数。
根据用户的技术要求,也可取消本模块中的跳合闸操作回路。
⏹电源模块:
电源模块利用逆变原理将直流220V/110V输入转换为装置工作所需的四组直流电压,几组工作电压均不共地且采用浮地方式,起到电气隔离的作用。
为提高电源回路的抗干扰性能,模块在内部其直流输入和引出的外部24V电源回路中均装设抗干扰滤波器件。
模块还配备有完善的电源保护功能(欠压、过压、过流、过功率等)以防止电源故障造成装置损坏。
电源模块提供9路220V或110V强电开入,构成装置的主要开关量输入接口并提供可靠的电气隔离,避免为开关输入信号安装附加的220V或110V电平转换器件。
⏹母板模块:
母板模块仅用于提供上述各模块间的电气联系,除各模块接插座外,不包含其他元器件。
本模块同样按照模拟量信号与数字量信号分开、强电信号与弱电信号分开的原则来设计,增强了装置的整体抗干扰能力。
所有装置的机箱均采用4U结构,宽19/2英寸,铝合金外壳。
MMI模块安装在装置前面板内,其他插件由后面插拔,装置整体嵌入式水平安装,后接线方式。
图3为装置背面面板布置图,指出了标准配置下的插件位置及排列顺序,不同装置可能在插件的数量上有差异,具体情况请参照各装置背板端子图。
图3装置背面面板布置图
5测量及控制
5.1测量表计
测量表计功能包括设备的实时运行数据(电流、电压、功率)计算,运行累计值(电度量)计算和外部电度表脉冲输入(P、Q)计数。
其中实时运行数据计算和运行累计值计算由独立的电度计量模块完成,CPU模块负责外部电度表脉冲输入计数。
运行累计值和脉冲计数值掉电不丢失,可以在装置上电后从内部存储器重新载入。
⏹电流«SkipRecordIf...»,«SkipRecordIf...»,«SkipRecordIf...»
⏹电压«SkipRecordIf...»,«SkipRecordIf...»,«SkipRecordIf...»
⏹有功功率P,无功功率Q,功率因素«SkipRecordIf...»
⏹频率
⏹正向/反向有功电度,正向/反向无功电度
⏹电流、电压的平均值、最小值和最大值
⏹运行小时数统计
⏹极值监视
5.2断路器控制
断路器的正常分合操作可以通过通讯端口、保护屏柜上的操作手柄或装置操作界面来执行。
装置提供防止误操作的间隔闭锁功能,其间隔闭锁逻辑可通过逻辑编辑器定制。
5.3运行方式控制
装置提供多组定值管理功能,在掉电不丢失存储器中保存所有的定值组和运行定值区号,可满足绝大多数情况下的运行方式变化。
装置提供主要保护元件的软投退功能,用户可通过通讯端口或装置操作界面在线投退装置的部分保护元件以满足设备的运行需要,装置在掉电不丢失存储器中保存当前的保护元件投退状态。
5.4可编程控制逻辑
EPPC工具软件提供的可编程控制逻辑可以为用户灵活定制各种保护和控制功能,也可以用来定制装置开入、开出和LED指示灯的用途,同时也可以定制录波报告的触发条件和触发长度,从而使所有装置能可靠满足现场设备现在和将来的各种运行要求。
6事故记录和分析
本系列的所有装置均能实时监视并记录运行设备、相关二次回路及装置自身的运行工况,包括故障记录、录波记录、事件顺序记录和装置操作记录。
记录的时标信息来源于装置内部的实时钟系统,其时间分辨率为1ms。
实时钟系统支持网络对时和精确GPS脉冲时间同步,在装置失电后由内部锂电池提供后备工作电源。
GPS时间同步支持分脉冲和秒脉冲两种同步方式。
6.1故障记录
本系列的所有装置在驱动跳闸出口节点、事故信号节点和面板上的相应LED指示灯时,还记录了在故障时刻有重要参考价值的数据用以设备的故障诊断和分析。
该记录信息由装置操作界面主动弹出并由通讯端口实时传递到站级控制中心。
装置在内部存储器(掉电不丢失)中可保存最近40次的设备故障记录,并可通过装置操作界面或通讯端口调阅。
故障记录包含的主要信息有:
⏹故障时标:
日期、时间
⏹动作事件表:
动作元件、动作时间
⏹运行数据:
电流、电压、频率、相角
⏹运行定值
⏹切换方式及保护元件压板
6.2录波记录
图4EPPC录波分析界面
录波功能是用来捕捉某一事件前后预定义长度的模拟量数据和状态量数据,再现被保护设备在事件前后的运行轨迹,装置内部任何逻辑元件和开关量的状态变化都可以用来触发录波功能。
录波记录包含12路模拟量通道、32路数字量通道(开入、开出、保护元件状态等)以及时标序列信息。
装置按每周期20个点进行数据记录,每份记录累计长度可达两秒,并可保存最近的10次录波记录。
录波记录可通过EPPC工具软件从装置面板上的RS232调试端口检索调出,并可以转换为COMTRADE通用格式以供其它录波分析软件或故障模拟软件使用,也可以通过站内通讯网上传到工程师站,用于保护动作行为分析。
6.3事件顺序记录
装置实时监视记录动作事件、告警事件、开关输入、开关输出和保护投退压板的状态变化,记录事件发生的时标、原因和当前状态,并由通讯端口实时传递到站级控制中心。
装置可保存最近上千次的事件记录,可通过装置操作界面或EPPC工具软件调出浏览。
6.4装置操作记录
装置记录最近40次对装置重要运行参数的修改操作和遥控跳合闸操作,记录装置操作的操作对象、发生的时间、数据的修改情况或操作原因,为事故追溯提供一定的分析依据。
7通信
装置前面板上配备RS232调试端口,PC机上的辅助工具软件EPPC可通过该端口对装置进行参数设置、功能测试和数据分析等访问操作。
同时为满足自动化系统的组网需要,装置提供如下通讯端口供用户选择:
⏹单以太网接口或双以太网接口
⏹可选配一个或两个光纤以太网接口
⏹一个RS485现场总线接口
管脚
信号
2
RXD
3
TXD
5
GND
装置调试端口
管脚
信号
2
RXD
3
TXD
5
GND
PC机RS232
图5调试端口信号定义
DB9/M
DB9
调试端口接口信号定义如图5所示,以太网接口和485接口信号请参见装置接线示意图。
装置提供IEC60870-5-103、CSC-2000、MODBUS、DNP3.0等通讯规约,可适用于上述各种站内通讯端口,也可以根据用户的特殊要求选配其他通讯规约。
通过通讯端口和相应通讯规约,装置可以向站级监控和SCADA系统传送各类实时运行信息(如测量数据、开关位置、事件记录)。
站级设备也可以通过通讯端口向装置下发控制命令或进行远方保护信息管理。
通讯规约的具体使用请参照本公司相关《通讯规约使用说明书》。
8诊断功能
装置通过上电自诊断和运行自监视来实现装置的软硬件自检和监视,以确保装置运行的高可靠性。
自检对象包括硬件关键部件(如模拟量采集回路、开关量输出回路、RAM、ROM)、硬件辅助部件(如后备电池、通讯接口)和重要运行参数(如定值、软投退压板),其外,装置内置两级软件监视器用以监视软件的运行状况。
当装置检测到任何异常状况时,将记录相应异常事件并驱动相关信号节点和LED指示灯,对于关键异常状况,装置将闭锁保护功能和重要开出回路,防止装置误动作。
用户也可以通过装置提供的装置测试命令来检查装置的重要硬件回路,如交流回路、开入回路、开出回路等。
为配合自动化系统工程实施,装置提供远动对点测试功能用以快速检验本地监控和远动主站信息库,免除了监控及远动人员手动对点的烦琐操作。
主要包括遥信对点、遥测对点、告警事件对点和动作事件对点。
为检验装置的通讯状况,发现装置或装置所在网络中可能存在的通讯性能缺陷,装置提供相关通讯端口的运行统计信息以提供部分网络诊断数据。
9EPPC®调试分析软件
EPPC调试分析软件包随装置一同发行,运行于Windows98/2000/NT环境,对系统的资源要求不高,安装使用简单方便。
通过装置前面板上的RS232调试端口,利用PC机的资源优势可以方便快捷地对装置实施硬件测试、保护配置及监视控制等操作。
EPPC主要功能如下:
⏹定值查询、修改、整定及维护功能。
⏹压板设置、定值区切换、时间设置、信号复归功能。
⏹故障报告和事件记录实时监视和检索功能。
⏹录波数据检索、分析功能。
⏹装置配置参数查询和设置功能。
⏹装置配置方案和保护软件的快速更新、升级支持。
⏹装置交流回路、开入开出回路监视和测试。
⏹虚拟测试平台支持。
10装置操作界面
菜单导航、信息监视和参数设置键。
11个LED双色指示灯,其中备用指示灯可根据用户的要求设置用来反映运行设备或装置的重要运行状态。
RS232调试端口,PC机上的辅助工具软件可通过该端口对装置进行参数设置、功能测试及数据分析等操作。
图6装置图形化液晶面板
6个操作快捷键,提供简单快捷的运行监视操作和运行方式控制。
快捷键功能也可由用户设置定义。
装置具有人性化设计的操作界面,主要特点为:
⏹键盘的功能定义符合操作使用习惯,使用四方键盘可以在功能菜单中方便地浏览信息、修改定值和完成相应的控制。
⏹简单快捷的运行监视和运行方式控制操作。
⏹提供符合用户操作习惯的显示控制画面定制功能。
⏹根据需要可以自由定义LED灯的名称及用途。
⏹提供密码保护防止误操作。
⏹集成标准RS232调试端口。
装置配置图形化液晶面板,如图6所示。
用户还可以选配字符型液晶面板,如图7所示。
10.1操作快捷键
操作快捷键只适用于图形化液晶面板,其默认功能如下:
⏹F1:
显示当前操作提示
⏹F2:
显示最近发生的动作/告警事件
⏹F3:
显示当前运行区定值
⏹F4:
弹出时间设置画面
⏹F5:
弹出压板设置画面
⏹F6:
弹出定值切换画面
2003-04-0112:
30:
50
Ua57.70V
Ub57.65V
Uc57.75V
Ia4.950A
Ib4.980A
Ic5.080A
当前运行区:
01
Q0.020kVar
事件记录-1/3
2003-04-0108:
21:
31.015
0ms保护启动
35ms电流Ⅰ段动作
Imax=5.000A
2135ms重合闸动作
单元接线图画面
测量值画面
事件信息画面
U=10.5kV
I=0.00A
P=0.00kW
Q=0.00kVar
默认间隔名称
2003-04-0112:
30:
45
默认画面
SET
QUIT
装置菜单
运行工况
报告管理
定值操作
装置设置
装置测试
装置信息
QUIT/SET
有效值
(1)
测量值
(1)
电度量
(1)
开关状态
(1)
压板状态
(1)
定值调阅
(1)
定值整定
定值切换
定值删除
动作记录
(1)
告警记录
(1)
录波记录
(1)
操作记录
(1)
记录清除
以太网1#
以太网2#
串口设置
标签设置
规约设置
MMI设置
开出测试
开入测试
灯光测试
精度测试
(1)
零漂测试
远动测试
测量调校
试验状态
版本信息
(1)
统计信息
(1)
备注
(1):
按【SET】键可以进行打印输出操作。
开入测试
灯光测试
精度测试
(1)
零漂测试
远动测试
试验状态
图8装置操作界面结构
定值切换
压板设置
时间设置
运行设置
QUIT/SET
QUIT/SET
QUIT/SET
QUIT/SET
QUIT/SET
QUIT/SET
10.2装置菜单
装置正常运行时,默认画面循环显示当前时间、测量值、计算值、压板状态、运行定值区等信息。
对于图形化液晶面板,默认画面也可以显示按用户要求所定制的用户画面或单元接线图画面并支持对画面上可控对象的控制操作。
在保护动作或发生告警呼唤事件时,装置自动弹出事件信息画面。
同时装置也可以响应键盘命令,显示树形菜单或操作界面。
如图8所示,装置菜单由主菜单和多级子菜单构成,各级菜单的操作权限有所不同。
其中信息监视操作不需要口令验证,如运行信息监视、定值调阅、历史报告查阅等操作。
而定值整定、压板投退、运行定值区切换等对装置的参数设置和测试控制操作,要求口令验证以防止意外修改装置的重要运行参数,造成装置运行异常或保护误动拒动,操作密码【8888】。
10.3菜单功能说明
一级菜单
二级菜单
三级菜单
功能说明
运行工况
有效值
浏览保护装置采样计算值,包括有效值/相角
测量值
浏览保护装置实时测量值
电度值
浏览保护装置累计电度量和脉冲计数值
开关状态
浏览保护装置外部/内部开关状态
压板状态
浏览保护装置保护压板的投退状态
运行设置
定值切换
切换当前运行定值区
压板设置
投退相关保护功能压板
时间设置
设置装置的当前日期、时间
定值操作
定值调阅
浏览任一区定值内容
定值整定
整定任一区定值内容,并可以固化到任何定值区中
定值切换
切换当前运行定值区
定值删除
删除在实际运行中不需要的定值,防止意外切换到该区运行
报告管理
动作记录
显示最近40次故障报告记录
告警记录
显示最近40次告警事件记录
录波记录
显示最近10次录波数据记录
操作记录
显示最近40次装置操作记录
记录清除
清除装置保存的所有历史报告,主要用于在装置投运前删除不再需要的试验记录。
装置设置
以太网1#
IP地址、子网掩码、接口投入/退出、网络监视允许/禁止
以太网2#
IP地址、子网掩码、接口投入/退出、网络监视允许/禁止
串口设置
RS232/485方式、波特率、奇偶校验等参数设置
标签设置
设置装置地址、站名、间隔名
规
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