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DTU配电自动化终端-分布式DTU

发布日期:2020-09-08
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SGE300FD-C 智能配网自动化测控单元

 
      SGE300FD 系列分布式配电自动化终端(以下简称装置)采用了先进的数字信号处理技术、高速工业网络通信技术、嵌入式工业芯片组和多任务实时操作系统,稳定性强、可靠性高、实时性好、环境性广、功能强大、维护简易、操作方便。与20KV及以下电压等级环网柜开关配合,可组合成智能分布式、电压时间型、电压电流时间型、保护型等配网功能,实现就地配电自动化功能。装置与出线开关、分支开关等配合,可实现配电线路的故障切除、故障恢复。是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代微机型配电自动化远方终端装置。
 
      SGE300FD-C 配电自动化测控单元具有对开关的测量、保护、控制,配电自动化功能, 与 SGE300FD-T 管理单元进行通信,完成信息采集上送功能;其中SGE300FD 可选配通信接口为光纤通信,可具备 2 路单模 FC 光纤接口,相应型号为 SGE300FD-F,应用于环网柜进线单元。
SGE300FD-C 系列装置型号定义:
SGE300FD-CA: 通用型配电自动化测控单元
SGE300FD-CB:分体式配电自动化测控单元:显示单元与主体单元单独安装。
 
分布式DTU配网终端图片
装置特点
◉ 强大的软硬件平台
装置采用一体化设计,电路设计通用性强,互换性好,可维护性好,技术升级方便。软件平台采用嵌入式实时操作系统,一块主控板实现“算法”+“通讯”功能,系统架构简单可靠。
◉ 高可靠性电源
终端采用高性能、高可靠性的开关电源,宽范围通用输入,提供三种工作电源可选择,分为85-265VAC/DC、24VDC、48VDC。电源输入端采用多重抗干扰滤波措施及防雷击保护回路, 各种滤波电容均采用长寿命、耐高温、高频低阻电解电容,高频变压器采用双层屏蔽措施, 确保装置能长期稳定可靠工作。
◉ 多种抗干扰措施
装置采用多级隔离和良好的屏蔽措施,从机箱到印制板的设计及器件的选择上都充分考虑了各种抗干扰措施;成熟的表面贴装技术的应用,生产过程严格遵循 ISO9001:2015 版程序要求,使得整机具有优异的电磁兼容性能,和现场运行的高可靠性,组屏不需任何外部抗干扰措施,简化了设计和运行维护。
◉ 灵活可配的功能
装置维护工具软件提供装置通道配置、定值参数设置、转发点表配置三大配置功能。通过三大配置功能,各种工程应用都可以通过组态完成,不需修改程序,大大提高了装置的可靠性。
◉ 完善的故障录波功能
终端具有故障记录与故障录波功能,每周波 80 点采样,记录故障前 4 周波,故障后 8 周波。
◉ 符合 IEC61850 规范的 goose 通信
对等通信故障信息交互报文延迟时间小于 15ms。
◉ 高分辨率人性化人机界面(选配)
终端采用大屏幕 160×160 汉字液晶显示器及菜单操作方式,人机接口良好,定值数据、控制字含义、开关量输入、故障信息均以汉字的方式进行显示,现场整定、查看非常方便。
DTU配网自动化终端图片
 
 
基本功能
三遥功能
◉ 15 路光电隔离的开关量输入
◉ 12 路交流测量、2 路直流测量
◉ 6 路输出,电压等级可选,可选配操作回路功能
保护功能
◉  光纤纵联比率差动保护
◉  三段过流保护
◉ 三段零序电流保护
◉ 电压解列、频率解列
◉ 三相多次重合闸(次数可选,最多 3 次)
◉  相过流、零序过流后加速保护
◉ 涌流识别
◉  非电量保护
◉ 合环功能
配网功能
◉ 智能分布式 FA 功能
◉ 就地型 FA 分段 S 功能:延时顺送/逆送
◉ 就地型 FA  联络 L  功能:环网点延时关合
◉ 三相多次重合闸(次数可选,最多 3  次)
◉ 合后故障分闸
◉ 失压分闸
◉ 零序电压分闸
◉ 涌流识别
◉ 遮断电流闭锁
数据传输功能
◉  能与上级站进行通信,将采集和处理信息向上发送并接受上级站的控制命令
◉ 与上级站进行校时
◉ 具有当地维护通信接口
◉ 通信接口:RS-232/485、工业以太网;可选配光纤通信口
◉ 通信信道:可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS 以及ADSL 等多种通讯形式,由用户任选
维护功能
◉ 当地定值参数设置
◉ 远程定值参数设置
◉ 程序远程更新
◉ 具有当地维护通信接口
◉ 远程诊断
◉ 设备自诊断
◉ 程序自恢复
运行检测
◉ 电压、电流越限告警
◉ 控制回路异常检测
◉ 跳位有流检测
◉ PT 断线检测
其他功能
◉ 事件顺序记录功能
◉ 失电数据保存功能
◉ 可选配GPS 地理信息及授时功能
技术参数
环境条件
◉ 正常工作大气条件
站所终端设备满足在如下环境中正常工作:
a) 环境温度范围:-40℃~+75℃;
b) 环境温度最大变化率:1.0℃/min;
c) 湿度:5%~100%;
d) 最大绝对湿度:35g/m3;
e) 大气压力:70~106KPa。
◉ 周围环境要求
a) 无爆炸危险,无腐蚀性气体及导电尘埃,无严重霉菌存在,无剧烈振动冲击源。场地安全要求应符合 GB/T 9361 中的规定。
b) 接地电阻应小于 4Ω。
◉ 贮存、运输极限环境温度
设备的贮存、运输极限的环境温度-40℃~+75℃,不出现异常情况。
电源要求
直流电源:AC220V、DC220V、DC48V、DC24V, 允许偏差: ±20%
开关量和状态量输入电压: DC48V、DC24V,启动电压(60%~75%)Ue
工作范围及精度
保护电流:AC 0A~100A
测量电流:AC 0A~6A
零序电流:AC 0A~100A
交流电压:AC 0V~450V
直流电压:DC 0V~150V
测量电流/电压 测量精度:0.2 级
保护电流/电压 保护精度:3P 级
有功功率、无功功率、功率因数测量精度 0.5 级
频率测量准确度不超过±0.02Hz
直流电压 测量精度:≤0.5V
SOE 分辨率:≤2ms
开出接点容量
24VDC:允许长期通过电流 16A,切断电流 3A。
功率消耗
交流电压:<0.25VA/相
交流电流:<0.25VA/相
直 流:≤20VA
过载能力
电流回路:2 倍额定电流,连续工作
20 倍额定电流,允许 1s
电压回路:1.2Un,连续工作。
 
DTU配网自动化终端安装尺寸图

5、装置功能介绍

保护功能

纵联差动保护 
本装置配置线路纵联差动保护,适用于电缆或架空线无其他负荷及分布式电源两地之间电流流进流出差动,快速确定故障并隔离故障。
线路光差保护传输机制图
 
1、电流差动保护
保护判据:
1) 启动判据:Id≥Idz
2) 比率制动判据: 当 Ir≤Irdz 时 Id ³ k1Ir
                                 当 Ir>Irdz 时              Id-Id’≥k2(Ir-Irdz) 式中,Id 为差动电流,Id=|Imø +Inø |, Id’=K1×Irdz; Ir 为制动电流,Ir=|Imø -Inø |;
Idz 为差动门槛,Irdz 为制动拐点电流定值;
k1,k2 为比率制动系数,对于单电源线路 k1 一般取 0.3,k2 一般取 0.5;对于双电源供电的线路,k1,k2 可适当增大。
差动保护动作特性图
      当线路两端CT 变比不相等时,可通过整定的“对侧电流平衡系数”,补偿对侧的电流。整定时以本侧 CT 变比为基准,用对侧 CT 变比比上本侧CT 变比得到的比值即为本侧装置的“对侧电流平衡系数”。两侧差流定值以本侧 CT 变比为基准整定。
      发生光纤通讯异常时,装置将记录“光纤通讯异常”,光纤通讯标志“*”(主界面右下角)停止闪烁,“告警”灯点亮,并闭锁纵差保护,同时输出告警信号,信号出口可以整定,光纤通讯恢复后告警返回。
电流纵差保护动作逻辑图
 
2、CT 断线判断 
正常运行时,三相电流之和为零。CT 断线时,三相电压对称(零序电压为零),三相电流和不为零,为了与接地故障相区别,尚须作以下两点判断:
(1) 三相电流中,电流最小的一相其值为零;
(2) 电流较大的相,其电流值不为零且小于最大负荷电流。
CT 断线告警与CT 断线闭锁同时投入时,CT 断线时,闭锁纵差保护。

三段过流保护

 本装置配置了三相三段式定时限过电流保护,该三段定时限过电流保护完全相同。

过流保护逻辑图

非遮断电流保护

装置配置非遮断电流保护,设定值“非遮断电流定值”和控制字“非遮断电流闭锁保护跳闸”。
为防止线路发生短路故障时短路电流超过断路器遮断电流,分闸时会损坏断路器。当装置检测到故障电流超过非遮断电流定值时,将闭锁保护跳闸出口,等待上一级开断能力较强的断路器来切断故障。
非遮断电流保护逻辑图

三段零序过流保护

本装置配置了三段零序电流保护同于检测接地故障

零序过流逻辑图
后加速
    本装置设置了独立的过流后加速及零序过流后加速保护,当重合闸重合于故障时、加速故障的切除。装置设置了独立的过流加速定值、相应的时间定值及后加速保护开放时间。后加速用于切除永久性故障,动作后闭锁重合闸。
重合闸
装置具有三相重合闸(三次)功能,当重合闸不投时可通过设置保护控制字退出。重合闸必须在:判断出断路器处于分位﹑充电完成﹑没有闭锁条件的情况下才能够经延时出口动作。重合闸出口除了动作合闸外,还置后加速标志﹑重合次数减一﹑并置重合闸标志(此三项在程序内部实现)用于为下一次重合做准备。过流或限时速断跳闸并重合闸后,若合闸于永久故障,可后加速跳闸,跳闸后重合闸不再充电。
重合闸充电:合闸后,判断到断路器处于合位,经过设定时间充电完成。
重合闸闭锁条件:值班人员手动分闸﹑合闸于故障状态而随即后加速跳闸。
重合闸逻辑图

就地 FA 功能

就地 FA 功能包括:
1:基于电压时间型的保护逻辑:失压分闸、A/B 侧有压合闸、A/B 侧联络失压合闸。
2:基于电压电流型时间型的保护逻辑:失压分闸、A/B 侧有压合闸、A/B 侧联络失压合闸、
合到过流故障跳闸、合到零流故障跳闸、合到零压故障跳闸。
使用就地FA 功能时要投入就地FA 功能投退,并根据开关在配电线路位置的不同,通过参数设定开关类型是“分段”还是“联络”模式,来分别实现分段点功能、联络点功能。
A/B 侧失压分闸
装置在两侧电压均低于设定值后,经过整定时间,进行分闸。当应用于电压型分段 S 功能时,若开关合后故障确认时间内无故障,将闭锁失压分闸功能,闭锁分闸延时到后闭锁分闸复归。
失压逻辑图
分段 S 功能:延时顺送/逆送功能
1、上电延时合闸
在 A、B 两侧均停电、且装置未在闭锁状态,从一侧来电,装置将开始进行 X 时间计时, 经 X 时间计时完毕,开关合闸。
如果在X 计时过程中,发生 Z 时间以内的停电时,装置再来电后X 计时将继续累计。
上电延时合闸逻辑图
2、X 时间闭锁
在 X 时间中,电源侧发生大于Z 时间的停电,装置启动【X 时间闭锁】功能。当从负荷侧送电时,开关不合闸。
解除闭锁条件: (1)通过操作手柄或者遥控,执行【合】操作,闭锁解除;
                          (2)电源侧来电,经X 计时完毕,闭锁解除。
时间闭锁逻辑图
3、 两侧电压闭锁
在 X 计时中,如果两侧均有电压,装置启动【两侧电压闭锁】功能。在 X 计时完毕后, 开关不合闸。
解除闭锁条件: (1)通过操作手柄或者遥控,执行【合】操作,闭锁解除;
                          (2)两侧同时停电 Z 时间以上,闭锁解除。
两侧电压闭锁逻辑图
4、瞬时加压闭锁
在 X 计时中,负荷侧检出有瞬时电压,装置启动【瞬时加压闭锁】功能。在 X 计时完毕后,开关不合闸。
解除闭锁条件: (1)通过操作手柄或者遥控,执行【合】操作,闭锁解除;
                          (2)瞬时加压侧来电,经 X 计时完毕,闭锁解除。
瞬时加压闭锁逻辑图
5、合闸确认
开关合位后,为了确认是否有事故,装置启动 Y 时限计时。Y 时限内未发生停电,则计时结束后,本次合闸功能完成。
合闸确认逻辑图
6、Y 时间闭锁
Y 计时中,发生大于 Z 时间的停电时,装置启动【Y 时间闭锁】功能。当从电源侧送电时,经 X 计时完毕,开关不合闸。
解除闭锁条件: (1)通过操作手柄或者遥控,执行【合】操作,闭锁解除;
                          (2)负荷侧来电,经 X 计时完毕,闭锁解除。
时间闭锁逻辑图
7、合后零序过压
装置在合闸后故障确认时间(W 时间)内,检测到零序电压信号,立刻分闸,切除接地故障。
►联络 L 功能:环网点
1) 电源确认
当一侧有电时,启动【Y 时间闭锁】功能。当两侧来电时,装置为确认无故障启动Y 计时,经 Y 计时完毕,解除【Y 时间闭锁】。在 Y 计时过程中,发生Z 时间内停电,Y 计时继续累计。
2) 延时投入
在 Y 计时完毕,【Y 时间闭锁】解锁后,如果出现一侧停电,装置为了重合闸确认启动
X 计时。经 X 计时完毕,开关合闸,恢复供电。
如果停电侧在 Z 时间内恢复供电, X 计时复位, 装置保持停电前的状态。
3) 瞬间加压闭锁
在 X 计时过程中:在停电时间Z 时间以内,停电侧发现瞬时电压,X 计时继续累计;在停电时间Z 时间以外,停电侧发现瞬时电压,X 计时复位,启动【瞬时加压闭锁】功能,闭锁灯亮。
解除闭锁条件:(1)通过操作手柄或者遥控,执行【合】操作,闭锁解除;
                         (2)Y 计时完毕,闭锁解除。

15.3 分布式 FA 功能

      使用智能分布式时要投入智能分布式功能投退,当系统参数中的智能分布式硬压板投入时,智能分布式的硬压板开入量也要加上才能生效。
◉ 智能分布式参数的整定说明
对等通讯地址:在智能分布式系统中装置的地址,在系统中唯一;
M1/M2/M3 侧地址:当前装置的 M 侧地址;
N1/N2/N3 侧地址:当前装置的N 侧地址;
开关类型:当前装置对应的开关类型,首端开关为智能分布式系统中的第一台开关(一般为变电站出线侧的第一台装置);环网开关为系统中的分段开关;
馈线开关为系统中的分界开关;联络开关为联络点开关; 馈线数量:当前装置所在母线带有的分界开关的数量;
馈线开关起始地址:当前装置所在母线带有的分界开关的起始对等通讯地址; 馈线开关结束地址:当前装置所在母线带有的分界开关的结束对等通讯地址。
◉ 智能分布式的动作逻辑
智能分布式配电终端主要实现终端间通信、信息量传递、故障判断、故障隔离、非故障区恢复供电功能。
当故障点在变电站与首端开关之间时,变电站出线开关跳闸,首端开关检测到无压无流时,发生故障隔离分闸,然后给联络开关发送合闸命令,联络开关合闸。
当故障点在首端开关和环网开关之间或环网开关和环网开关之间时,故障点前的装置发生智能分布式跳闸,然后发送命令给故障点后的装置使其故障隔离,隔离成功后,隔离装置发送合闸命令给联络开关,联络开关合闸。
当故障点发生在环网开关和联络开关之间时,故障点前发生智能分布式跳闸,联络开关收到 M 侧或N 侧开关故障跳闸命令后会立即闭锁合闸。
当故障点发生在带馈线开关的母线上时,环进开关会跳闸,环出开关会隔离,馈线开关也会隔离。

5.4 越限告警功能

◉ 电流越上限
电流越上下限功能主要供主站使用,事件产生后会记录SOE。
电流越上限逻辑图
◉ 电流越下限
电流越下限逻辑图
◉ 电压越上限
电压越上限逻辑图
 电压越下限
电压越下限逻辑图

5.5合环功能 

◉ 合环闭锁
开关处于分位时,双侧有压禁止自动合闸。
 
◉ 合环合闸
断路器处在跳位时,检查断路器两侧电压,任一侧无压(无压门槛 40%Un)允许合闸;两侧有压(有压门槛 50%Un)转为检同期,计算 Uab 修正后的角度与 Ubc 之间的角度,角度差小于角差定值,压差小于压差定值,允许合闸。

 5.6 自动解列功能

1) 自动解列功能包括电压越限自动解列与频率越限自动解列功能,设置控制字控制自动解列功能的投退。该功能一般只应用于电源上网点。
2) 采用三相电压判别,并具备电压断线闭锁功能。
3) 电压越限自动解列功能包括 4 个分功能,具体功能如下:
设置电压过低自动解列功能,当电压低于或等于 50%Un 时,延时 5.0 秒后自动分闸。
设置电压过高自动解列功能,当电压高于或等于 135%Un 时,延时 0.2 秒后自动分闸。
设置低电压自动解列功能,当电压介于(50%Un,UL ]时,延时TUL 后自动分闸。
设置高电压自动解列功能,当电压介于[U H ,135%Un)时,延时 TUH 后自动分闸。
4) 频率越限自动解列功能包括 3 个分功能,具体要求如下:
设置频率过低自动解列功能,当频率低于或等于 47.0Hz,并且大于 44.0Hz,延时 0.2
秒后自动分闸。
设置低频自动解列功能,当频率介于(47.0Hz,f L ]时,延时 T fL 后自动分闸。
设置高频自动解列功能,当频率介于[fH,55.0Hz)时,延时 TfH 后自动分闸

1.3 正常运行检测

◉ 控制回路检测
控制字“控制回路检测”投入时,装置检测同时有跳位及合位,判为控制回路异常, 同时没有跳位及合位,判为控制回路断线,两种情况均延时 10s 报“控制回路异常”。控制回路异常由控制回路检查控制字投退。
◉ 跳位有流告警
线路有电流,同时有跳位开入,延时 10s  报“跳位有流”,同时给重合闸放电。
 PT 断线检测
PT 断线检测用来检测 PT 回路单相断线、两相断线或三相断线。
a) 三相电压均小于 16V(注),至少一相电流大于无流,判为三相断线。
b) 最大线电压大于 50V,最小线电压小于 16V,判为两相断线。
c) 最大线电压大于 90V,最小线电压小于 70V,判为单相断线。以上任一判据满足延时 10s 报“PT 断线”。
PT 断线检测由 PT 断线检测控制字投退。
 
 
 
 
 
 
 
 
 








 

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