保定市瑞泰電氣有限公司RT-FXJK箱變智能監控裝置

產品使用說明書

            第 1 章    保定市瑞泰電氣產品概述

1. 保定市瑞泰電氣應用范圍

風電工程一般按“少人值守”的運行管理方式設計，整個風電場的集控室設置在升壓站側。風電場的風機分布比較分散，距離中控室最近的有幾十米或幾百米，最遠的可達幾十公里，而每個風機之間的距離也有500米到1000米。

由于上述原因，一直以來升壓站綜自系統都無法實現對風電箱變的監視和控制，使箱變系統成為風電場的信息孤島和監控盲區。從而給風電場的安全生產與日常維護帶來極大的不便，由其是對設備和人身安全構成隱患。因此，作為風機發電的第一個變電環節，實現對風電箱變的遠程管理和自動化監控，滿足風電工程“少人值守”的運行管理方式，已經勢在必行。

為此，我公司專門設計開發了一套RT-FXJK智能箱變監控裝置，該裝置可以很好地實現風電箱變全部信息的實時監測，將箱變各種信息實時上傳至中控室。如變壓器低壓側的電壓、電流等電氣量，同時也可采集變壓器的油位、油溫、重瓦斯等非電量信息。當有異常事件發生時，裝置將故障信息及時上傳，發出告警信號或進行跳閘動作，避免故障進一步的擴大，挽回了箱變設備損壞的直接損失以及維修期間發電量的間接損失。另外，運行人員在遠方對箱變進行監測和控制，從而大大減少了現場維護的工作量及由此帶來的安全隱患。、

    保定市瑞泰電氣RT-FXJK智能箱變監控裝置的電氣量保護功能，包括過流Ⅰ段、過流Ⅱ、過流Ⅲ、過壓保護、欠壓保護、低頻保護等，既有相應的測控功能，也具有相應的繼電保護功能；通訊介質是光纖、以太網、RS485可選，為現場提供了豐富的組網形式。

2. 保定市瑞泰電氣特點

Ø 產品是專門針對風電廠箱變測量、控制和通訊的實際需要設計,是風電箱變監控的完整解決方案。

Ø 裝置采用工業級器件，可適用于風電場-40℃～70℃的寬溫工作環境。

Ø 硬件平臺統一，模塊化設計，內部無可調元件，使裝置現場安裝調試更加方便。

Ø 采用高性能DSP處理器和大容量的FLASHRAM存貯器，使裝置具有極強的數據處理和存取能力。

Ø 豐富多樣的通訊接口（雙RS485/CAN、雙以太網、雙光纖通訊接口），使可方便地接入現場監控系統。

Ø 裝置顯示及操作由專用的巡檢儀，通過無線/有線兩種方式與巡檢儀通訊。

Ø 裝置結構按箱變開關柜要求設計，尺寸較小，安裝方式簡單，配線方便。

第 2 章  技術指標

1．環境條件

2． 絕緣性能

3． 電磁兼容（EMC）性能

4． 額定參數

5． 測量精度

第 3 章  產品功能

1．裝置功能表

2．測量功能

裝置具有6路交流量輸入，分別為三路測量電流輸入，三路電壓輸入。電壓輸入方式可以通過整定值進行整定，可選擇的方式有三相四線星形（三個相電壓）、三相三角形（三個線電壓）。

裝置顯示單元可顯示出采集到各路交流量的實時值及相位，電壓及測量電流的幅值以一次值顯示,相位則均以UA為基準向量顯示。

裝置根據所監測的電流電壓情況計算得到系統的功率因數。

裝置計算得到有功、無功功率，其顯示值折算到一次側。

裝置根據計算得到的有功、無功功率進行累計得到的電能統計。

裝置根據A相電壓得到系統的頻率。

其中各相角均以UA為參考，裝置的相角測量未作精度要求，但能顯示各輸入量的相位關系，可直觀的反映現場的接線是否出錯。

裝置可實時測量各種電氣量并在顯示單元進行顯示，亦可通過通信口隨時將當地測量參數內容上傳后臺機。

積分電能參數是一個累計值，基本的電能參數包括：

● 有功電能（KWH）

● 無功電能（KVARH）

電能讀數是真有效值，所有的電能參數表示三相的總和。電能讀數的分辨率為0.01度，最大范圍為199999999.9度。超出最大值，積分電能自動歸零后繼續累加。所有電能參數均為其電能總量(表示三相電能輸入和輸出的總量)。

編程模式下，可將積分電能累加器清零、置數。

提供3路DC4～20mA或熱電阻模擬量輸入，用于采集溫度變送器等傳送過來的信號。

3．開關量輸入

裝置能夠最多采集19路開關量輸入。開入回路中均可設置為無源方式或有源方式（訂貨時注明）。

無源方式：裝置將輸出一路DC24V電壓作為開關量采集的電源。只需要將公共端與相應的開入端子接通（電阻小于100Ω）即可采集到該開關量。

有源方式：開關量采集的工作電壓由外部提供，工作電壓可以選擇為DC220V、DC24V、AC220V等（特殊電壓可由用戶特別提出）。此時公共端接負（或零線），相應的開入端子接正（或火線）。

裝置的開關量采集電路采取了嚴格的防雷、防瞬變電磁干擾措施，保證了遙信采集的高可靠性。開入中兩路（B1、B2）已經定義為開關的分位、合位信號輸入，另外17路用戶可以自行定義。儀表的面板可以查看到各路開入的實時狀態。

開入的變位可以由儀表記錄下來，在儀表菜單中事件記錄一欄可以查看到變位時的狀態、時間。事件記錄中的時間分辨率為1ms。

4．開關量輸出

控制器有6個獨立的繼電器輸出，采用干接點形式輸出。繼電器的輸出方式（電平和脈沖/脈寬可設置）可編程設置,繼電器的用途可根據用戶需要編程設置。

5．通信接口

控制器能夠最多提供兩個通訊接口。兩個通信口均可選配為RS485、PROFIBUS或CANBUS通訊方式

選用RS485通訊方式時，其通信規約均可以采用CUSTOM協議或MODBUS-RTU協議。

兩個通信口相互獨立，可以與兩個獨立的通信管理機（后臺）同時通信，實現完整的雙網通信。

通過通訊電纜將通信口與一臺PC機連接，通過在PC機上運行的專用調試軟件，用戶可以完全監視儀表的運行狀況及各種實時數據，也可以修改儀表的各種參數或控制繼電器的輸出，甚至可以獲得儀表的一些高級應用功能。多臺列儀表可以通過通訊接口掛接在同一總線上（具體數量由現場環境、通訊速率等因數決定）與計算機監控系統連接。

裝置顯示菜單中通訊地址、通訊波特率可編程設置。

6．保護功能

裝置通過整定可實現以下輔助保護功能。其中電流、電壓、零序的整定值均采用輸入裝置的實際值。

A、過流保護；

B、、過負荷保護；

C、過、欠電壓保護

D、低頻率保護

E、PT斷線及斷線閉鎖等。

所有的保護功能均按照簡單的過量/欠量原理工作。各種保護可以通過軟壓板整定為跳閘、報警或退出，其保護啟動的出口可以任意整定。

6.1  過流保護、過負荷動作邏輯框圖如下：（各軟壓板均投入）

圖3-1  三段過流保護、過負荷動作邏輯圖

6.2  反時限過流保護

裝置的過流保護通過軟壓板可選擇定時限或反時限方式。當選為反時限時，對應電流定值即為反時限起動電流定值，時間定值即為反時限時間常數。

本裝置反時限特性公式如下：

式中：I為任一相電流最大值

Ip為保護的起動電流整定值，該反時限啟動電流與定時限過流保護電流定值共用。

τ為時間常數，該時間常數與定時限過流保護時間定值共用。

由上式可知，Ip和τ為常數，而I與t為變數，當I>Ip時，t隨I的增大而減小，二者呈反時限特性。反時限曲線見附錄。

反時限過流保護的出口與定時限過流保護的出口一致。

6.3  過電壓保護

為避免在發生單相接地故障時單相電壓升高，引起過壓保護誤動，裝置過壓保護電壓取母線線電壓。其保護邏輯圖如下（各軟壓板均投入）

圖3-2  過電壓保護邏輯圖

6.4  欠壓保護

欠壓保護電壓取母線線電壓，可根據整定選擇任意線電壓低于欠壓定值（或邏輯）或三個線電壓全低于欠壓定值（與邏輯）。

欠壓保護可根據設定選擇是否需要有流閉鎖、PT斷線閉鎖。

欠壓保護電壓取母線線電壓，其保護邏輯圖如下：（各軟壓板均投入）

圖3-3  欠壓保護邏輯圖

欠壓保護可根據設定選擇是否需要有流閉鎖。

6.5  低頻率保護邏輯圖如下（各軟壓板均投入）

圖4-4  低頻率保護邏輯圖

6.6  PT斷線及斷線閉鎖

PT斷線、PT失壓在采用不同的PT接線方式時判據分別為：

A、裝置PT接線方式設定為四線星型（Y型）時判據

① PT失壓檢測的判據如下：<, /span>

三相電壓均小于10V，三相電流小于0.06In，斷路器處于合位，判為三相PT無壓，裝置報“PT無壓”事件。

② PT斷線檢測的判據如下：

在下面三個條件之一得到滿足時，裝置報“PT斷線”事件。

1）三相電壓均小于10V，任一相電流大于0.06In，斷路器處于合位，判為PT斷線；

2）三相電壓向量和大于18V，最小線電壓小于18V，判為PT斷線；

3）三相電壓向量和大于18V，最大線電壓與最小線電壓的差值大于18V，判為PT斷線。

B、裝置設定PT接線方式為三線三角型（V型）時判據

① PT失壓檢測的判據如下：

三線電壓均小于10V，三相電流小于0.06In，斷路器處于合位，判為三相PT無壓，裝置報“PT無壓”事件

② PT斷線檢測的判據如下：

在下面二個條件之一得到滿足時，裝置報“PT斷線”事件。

1）三線電壓均小于10V，任一相電流大于0.06In，斷路器處于合位，判為PT斷線；

2）線電壓最大值減其余兩線電壓和的差值(絕對值)小于20V且線電壓最大值大于80V，判為PT斷線；

PT斷線保護、PT無壓均動作于發信，兩保護出口可獨立任意整定（通信方式）。

③ PT斷線閉鎖

裝置在檢測到PT斷線后，根據PT斷線閉鎖的設置方式來判定是否閉鎖有關電壓保護。

PT斷線解除后，閉鎖保護亦相應解除。

7. 聯鎖控制功能

裝置提供6組聯鎖控制功能。每一組的聯鎖控制可獨立設定其工作方式，可最多選擇8個開關量（DI12～DI19）輸入參與，可最多控制6個繼電器輸出（出口可獨立任意整定），并可設定相應的延時時間。

參與聯鎖控制的開入量可以選擇高電平或低電平，可選擇相與和相或的邏輯關系。

聯鎖控制的動作條件是：【聯鎖控制方式】選擇方式0或方式1或方式2，當【開入選擇】所選擇參與的開入量滿足【聯鎖邏輯關系】后經過【聯鎖時間定值】所設定時間后，裝置將按照【聯鎖出口方式】所設定控制出口繼電器動作，并產生相應的聯鎖動作事件記錄。

8．裝置告警

置檢測到下列硬件故障時，發出運行異常信號并報警，并同時閉鎖保護出口。硬件故障包括：RAM、NVRAM、定值出錯時等。

9．事件記錄功能

裝置可記錄NO.00至NO.99共100個帶有精確到1ms的事件記錄，其中顯示NO.00為最近一次事件記錄。總事件超出100個，則最早產生的事件記錄將被新近產生的事件記錄覆蓋。裝置掉電后事件記錄仍可保存。

事件記錄主要內容有：

Ø 保護動作類型及動作參數；

Ø 裝置告警情況；

Ø 遙信變位；

Ø 控制監視（如“遙控選擇”合/分操作等）

第 4 章  本體模塊端子定義

1．端子定義

圖4-1 RT-FXJK 風電箱變智能監控裝置端子圖

Ø UA、UB、UC 為三相電壓輸入端子，IA、IB、IC、IA’、IB’、IC’為A、B、C三相及零序電流輸入端子；

Ø DC1+、DC1-, DC2+、DC2-：兩路4～20mA直流輸入；

Ø TM1、TM2：PT100熱電阻輸入；

Ø GDI 接口為本體和顯示模塊連接口；

Ø 如果塔基主控系統允許接入其它智能裝置，可采用裝置所提供的第1 路RS485 將裝置     接入塔基主控系統；

Ø DI1、DI2……DI19:為19路開關量輸入；

Ø L、N 為裝置電源接入端子，G接地端子；

Ø DO11~DO62 為6路繼電器輸出端子；

Ø LAN1、LAN2為100M以太網接口；·

Ø F1、F2為光纖通訊接口；

2．安裝尺寸

2.1 裝置結構尺寸

2.2 裝置安裝孔尺寸

                  第 5 章  人機界面

RT-FXJK風電箱變智能監控單元的人機接口示意圖如下：

                              圖5-1 人機接口示意圖

5.1．主要功能

Ø 顯示實時測量數據，通訊狀態，開關量狀態等；

Ø 對主回路進行控制操作；

Ø 定值參數整定。

5.2．按鍵說明

Ø “合閘”、“分閘”按鈕，進行開關分合操作。

Ø “↑”鍵：命令菜單選擇，顯示向上換行，或光標上移；

Ø “↓”鍵：命令菜單選擇，顯示向下換行，或光標下移；

Ø “←”鍵：光標左移；

Ø “→”鍵：光標右移；

Ø “＋”鍵：數字增加選擇；

Ø “－”鍵：數字減少選擇；

Ø “確定”鍵：菜單執行及數據確認；

Ø “返回/復歸”鍵：返回上級菜單，不保存設置。按時間2S復位報警燈。

5.3．指示燈

Ø 運行燈：顯示操作面板與主機之間的通訊狀態，閃爍表示運行通訊正常。在長期無操作時，系統會進行巡檢狀態，運行指示燈閃爍周期會變長。

Ø 報警燈：在保護動作或裝置故障時點亮，在產生的故障消失后，按復歸鍵熄滅。

Ø 合閘1燈：指示低壓側斷路器或隔離開關在合位；

Ø 分閘1燈：指示低壓側斷路器或隔離開關在分位；

Ø 合閘2燈：指示高壓側斷路器或隔離開關在合位；

Ø 分閘2燈：指示高壓側斷路器或隔離開關在分位；

5.4．安裝尺寸

4.1 裝置結構尺寸

4.2 裝置安裝孔尺寸

第 6 章  典型接線圖