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電力系統測控保護裝置

ZK-XCK86F箱變測控裝置

添加時間:2021-04-01   瀏覽次數:202  

1.裝置簡介

ZK-XCK86F(G/T)箱變智能監控裝置具備光伏箱變低壓側或風電場箱變高低壓側的模擬量采集、非電量保護、遠方控制和通訊功能,同時此裝置還可融合通信管理機、光纖交換機、負責接入、傳輸發電單元內逆變器、智能匯流箱等設備的數據通信,實現光伏發電子系統所屬智能設備通訊信息的集中和傳輸,并通過自愈式環形光纖以太網接入升壓站綜自系統,進而實現升壓站對光伏發電單元或風電場的遠程管理和自動化監控,滿足光伏電站以及風電場全面智能化、“無人值班,少人值守”的運行管理方式。

1.1裝置主要特點

1、加強型單元機箱按抗強振動、強干擾設計,特別適應于惡劣環境,適用于-40℃~70℃的寬溫工作環境。

2、裝置的集成電路全部采用工業品或軍品,使得裝置有很高的穩定性和可靠性。滿足光伏電場關門運行的要求。

3、裝置采集變壓器低壓側兩組各側的三相電流、三相電壓、頻率、功率因數、有功功率、無功功率用于綜自系統的遙測。

4、裝置的設置基于電氣量的保護功能,帶復合電壓閉鎖的三段式電流保護、零序電流、過壓、欠壓、CT斷線、PT斷線等。

5、ZK-XCK86F(G/T)裝置設置了48路開關量輸入功能,可采集負荷開關位置、低壓斷路器位置信號,低壓隔離開關熔斷器組位置信號,小空開位置信號,熔斷器熔斷信號,箱變門開關信號等普通開關量信號;也可實現重瓦斯動作跳閘、輕瓦斯動作告警、SF6 氣壓異常報警、變壓器高溫報警、變壓器超高溫跳閘、變壓器油位低等非電量保護,同時提供8個可編程的備用非電量功能(4路跳閘,4路告警),便于非電量擴展。

6、裝置的所有保護功能均設置控制字,通過液晶輸入密碼的方式可方便的進行投退。

7、裝置具有兩路溫度和兩路電量(0-5V直流電壓或4-20mA電流)采集功能,可用于采集箱變相關溫度等,并且設置溫度超限告警功能,方便光伏電場綜自系統的監視。

8、裝置設置了6個開出,方便進行箱變的控制功能擴展。可對有電操功能的開關實現遠程控分和控合操作。

9、裝置采用圖形液晶,全中文顯示,菜單式人機交互,可實時顯示各種運行狀態及數據,信息詳細直觀,操作、調試便捷。

10、大容量的信息記錄:可保存32條歷史報告,可帶動作參數,掉電保持。

11、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。

12、融合通信管理機、光纖交換機、和完善的測控保護功能于一體,可以降低光伏電站測控通信類設備三分之二的投資成本。

13、提供2路以太網口、2路光纖以太網口和10路RS485接口,保證了在長距離和惡劣條件下通信的可靠性;內置豐富的通訊協議庫,良好的第三方系統和設備協議支持,通信規約支持IEC60870-5-103/104、IEC61850和Modbus,可方便接入電站監控系統,支持IEC61850-8-l的特定通信服務映射(SCSM),可實現與新型智能升壓變電站系統的無縫對接。(IEC61850訂貨須注明)。

1.2通信管理機功能簡介

箱變智能監控裝置內置通信管理與光電轉換模塊,實現光伏發電子系統所屬智能設備通信信息的集中和傳輸,提供10路RS485主站接口,可接入逆變器、匯流箱等智能設備,每個RS485接口可接入設備32臺,傳輸速率300bps-115200bps可配置,傳輸距離可達1000米,可支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103/104、Modbus、CDT、9702、私有協議(需提供規約文本)等多種規約。

箱變智能監控裝置提供2路光纖以太網接口,可組成自愈式光纖環網。光纖接口為單模或多模SC型(可選ST、FC等),波長為1310nm,傳輸距離可達50km,通信協議采用IEC60870-5-103/104,面向單個智能設備數據,實現Modbus到IEC60870-5-103/104的統一轉換和傳輸,可方便接入目前主流的電站監控系統。

箱變智能監控裝置內置通信管理機提供雙機冗余,雙以太網等多種級聯的工作方式,具有靈活的在線、離線調試手段,可靠的升級程序、下載參數及數據查詢、報文監視等功能;具備強大的自我診斷與自恢復功能,在受到外界干擾或其他原因導致程序運行出錯時,系統能在極短的時間內自行恢復。

2.技術指標

2.1 額定數據

a. 額定電源電壓:  直流或交流220V或直流110V (訂貨及使用時區分規格)

b. 額定交流數據:

交流電壓:    100V/400V /690V         

交流電流:    5A或1A       (訂貨及使用時區分規格)

額定頻率:    50Hz

c. 熱穩定性:

交流電壓回路:長期運行      1.2Un

交流電流回路:長期運行      2In

2.2 裝置功耗

a. 交流電壓回路: 每相不大于0.5VA;

b. 交流電流回路: In=5A時每相不大于1VA;In=1A時每相不大于0.5VA;

d. 保護電源回路:  正常工作時,不大于12W;保護動作時,不大于15W。

2.3 環境條件

a. 環境溫度:

工作: -40℃~+70℃。

儲存: -40℃~+85℃,相對濕度不大于80%,周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體的防雨、防雪的室內;在極限值下不施加激勵量,裝置不出現不可逆轉的變化,溫度恢復后,裝置應能正常工作。

b.相對濕度:月平均相對濕度為90%,同時該月濕度為25℃且表面不凝露,溫度為+40℃時,平均濕度不超過50%。

c. 大氣壓力:70kPa~110kPa(相對海拔高度3km以下)。

2.4 抗干擾性能

a. 脈沖群干擾試驗:能承受GB/T14598.13-1998規定的頻率為1MHz及100kHz衰減振蕩波(第一半波電壓幅值共模為2.5kV,差模為1kV)脈沖群干擾試驗。

b. 快速瞬變干擾試驗:能承受GB/T14598.10-2007第四章規定的嚴酷等級為A級的快速瞬變干擾試驗。

c. 輻射電磁場干擾試驗:能承受GB/T14598.9-2002第四章規定的嚴酷等級的輻射電磁場干擾試驗。

d. 靜電放電試驗:能承受GB/T14598.14-1998中4.1規定的嚴酷等級為Ⅲ級的靜電放電試驗。

e. 電磁發射試驗:能承受GB/T14598.16-2002中4.1規定的傳導發射限值及4.2規定的輻射發射限值的電磁發射試驗。

f. 工頻磁場抗擾度試驗:能承受GB/T17626.8-2006第5章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的工頻磁場抗擾度試驗。

g. 脈沖磁場抗擾度試驗:能承受GB/T17626.9-1998第5章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的脈沖磁場抗擾度試驗。

h. 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗:能承受GB/T17626.10-1998第5章規定的嚴酷等級為Ⅳ級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。

i. 浪涌抗擾度試驗:能承受IEC 60255-22-5:2002第4章規定的嚴酷等級的浪涌抗擾度試驗。

j. 傳導騷擾的抗擾度試驗:能承受IEC 60255-22-6:2001第4章規定的射頻場感應的傳導騷擾的抗擾度試驗。

k. 工頻抗擾度試驗:能承受IEC 60255-22-7:2003第4章規定的工頻抗擾度試驗。

2.5 絕緣性能

a. 絕緣電阻:各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,用開路電壓為500V的測試儀器測試其絕緣電阻值不應小于100MΩ。

b. 介質強度:裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地能承受50Hz、500V(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現象;其余各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受50Hz、2800V的直流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現象。

c. 沖擊電壓:裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地,能承受1kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗;其余各帶電的導電端子分別對地,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受5kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗。

2.6 機械性能

a. 振動響應:裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1規定的嚴酷等級為I級振動響應檢驗。

b. 沖擊響應:裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1規定的嚴酷等級為I級沖擊響應檢驗。

c. 振動耐久:裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2規定的嚴酷等級為I級振動耐久檢驗。

d. 沖擊耐久:裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2規定的嚴酷等級為I級沖擊耐久檢驗。

e. 碰撞:裝置能承受GB/T 14537-1993中4.3規定的嚴酷等級為I級碰撞檢驗。

2.7 測量精度

a. 各模擬量的測量誤差不超過額定值的±0.5%;

b. 功率測量誤差不超過額定值的±1%;

c. 開關量輸入分辨率不大于1ms;

d. 計量精度 有功電度為 0.5S級 無功電度為 2.0級

2.8 觸點容量

a. 在電壓不大于250V,電流不大于1A,時間常數為5ms±0.75ms的直流有感負荷電路中,觸點斷開容量為50W,長期允許通過電流不大于5A。

b. 在電壓不大于250V,電流不大于2A的交流回路(cosφ=0.4±0.1)中觸點斷開容量為250VA,長期允許通過電流不大于5A。

3.裝置硬件

裝置采用加強型單元機箱,按抗強振動、強干擾設計;確保裝置安裝于條件惡劣的現場時仍具備高可靠性。不論組屏或分散安裝均不需加設交、直流輸入抗干擾模塊。面板上包括液晶顯示器、信號指示燈、操作鍵盤等。

3.1 機箱結構

3.2 主要插件

本保護裝置由以下插件構成:通訊插件、交流插件、CPU插件、開入插件,信號插件以及人機對話插件。

3.3 交流插件

交流變換部分包括電流變換器TA和電壓變換器TV,用于將系統TA、TV的二次側電流、電壓信號轉換為弱電信號,供CPU插件轉換,并起強弱電隔離作用。

3.4 CPU插件

本插件集成了數據采樣處理,通信以及保護功能。插件采用多層印制板和表面貼裝工藝,采取了多種抗干擾措施,大大提高了抗干擾性能。

3.5 開入插件

每塊開入插件可提供24/22路開入,工作電壓為AC220V(DC220V訂貨時說明)。

3.6 信號插件

本插件集成了裝置的電源模塊,六路可編程備用繼電器出口。

3.7 人機對話插件

人機對話插件安裝于裝置面板上,是裝置與外界進行信息交互的主要部件,采用大屏幕液晶顯示屏,全中文菜單方式顯示(操作),主要功能為:鍵盤操作、液晶顯示、信號燈指示。

3.8 通訊插件

提供10路RS485主站接口和2路光纖以太網接口。10路RS485可接入逆變器、匯流箱等智能設備,每個RS485接口可接入設備32臺,傳輸速率300bps-115200bps可配置,傳輸距離可達1000米,可支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103/104、Modbus、CDT、9702、私有協議(需提供規約文本)等多種規約。2路光纖以太網接口可組成自愈式光纖環網。光纖接口為單模或多模SC型(可選ST、FC等),波長為1310nm,傳輸距離可達50km,通信協議采用IEC60870-5-103/104,面向單個智能設備數據,實現Modbus到IEC60870-5-103/104的統一轉換和傳輸,可方便接入目前主流的電站監控系統。

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