UFitu开关柜通用保护装置说明书(V10[1].6)(北京五洲安拓).doc
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1、UFit系列数字式继电器 UFit-u通用型保护测控装置 (V1.0) 北京五洲安拓电子技术有限公司 二零零二年三月 目 录1 简 介-22 安 装-53 操作说明-84 调试大纲-265 保护原理-226 装置编程-31附 录A 技术参数表-29B 系统参数整定表-31C 硬件配置-35D 端子图及典型电气接线图-40E 机械安装尺寸图-41F 装置通讯-471 简 介1.1 主要特点n 功能高度集成化,集保护、测量、监视、控制、通信等多种功能于一体,通用性强,内置保护库,用户可根据运行要求进行组合,减少装置类型和备品备件。n 配备保护逻辑和控制逻辑可编程功能,采用电气工作人员熟悉的逻辑图编
2、程,不必学习就会使用。n 双通讯接口可组成主备或同时运行的双网结构,保证信息传输的实时性和可靠性。n 以高性能混合信号微处理器为核心,具有高速运算和实时信号处理能力,轻松完成实现的继电保护算法;微处理器的总线不出芯片,系统的可靠性和抗干扰能力大大提高。n 保护功能完全不依赖于通信网络,通讯故障不影响保护正常运行。n 全封闭金属机箱具有很强的抗静电抗电磁干扰抗机械振动能力,适合于分布式就地安装在开关柜上。n 采用表面贴工艺,重要器件如电源模块、互感器、继电器、液晶显示器、接线端子等均采用国内外知名企业的成熟产品保证装置平均无故障时间大于110000 小时。n 国际通用输入电源模块,兼容85-26
3、5V 交流或直流工作电源,降低了对工作电源的要求。n 独到的断路器操作回路设计,简单可靠,减少了中间继电器,简化了二次设计,除了具有防跳闭锁、跳合闸保持等功能外,还具有机卡保护功能。n 具有完善的自检能力,发现装置异常能自动告警,具有自保护能力,能有效防止接线错误和非正常运行引起的装置永久性损坏。n 出口采用双光耦、双继电器,内部多重逻辑和继电器闭锁,确保出口可靠不误动。n 开入信号3组共15个,每组相互独立,每组可以独立选择使用+5-+240V的不同电源。 1.2 应用范围Ufit-u通用型保护测控装置是Ufit系列中通用性最强、应用面最广的保护测控装置,适用于非直接接地电网或直接接地电网系
4、统,作为各类电气设备和线路的主保护或后备保护。一般的配电站系统,采用Ufit-u一种型号就能满足所有的保护和自动化功能,减少了维护工作量和备品备件。适用范围: 进线保护及测控 出线保护及测控 母线分段保护及测控 进线或母分备自投保护及测控 高压电容器组保护及测控 高压电抗器保护及测控 高压电动机保护及测控(无差动保护要求) 发电机保护及测控(无差动保护要求) 厂用变压器保护及测控 主变低压侧后备保护及测控 主变高压侧后备保护及测控1.3 保护功能Ufit-u通用型保护测控装置的保护功能包括: 电流速断保护(带复合电压及方向闭锁) 限时电流速断保护(带复合电压及方向闭锁) 定时限过流保护(带复合
5、电压及方向闭锁) 反时限过流保护 过负荷保护 负序电流二段保护 零序过流段保护 零序过流段保护 单相接地选线 过压保护 低压保护 失压保护 负序电压保护 零序过压保护 复合电压过流保护 备自投 三相一次重合闸 低周减载 后加速保护以上所有保护均支持逻辑图编程,并可灵活组合。除上述提供的保护,装置还提供以下保护功能: 开关量直接跳闸功能,用于温度、瓦斯等外部开关信号保护; 通过装置逻辑图编程,可实现各种保护和控制功能(如冷却风机控制、联锁跳闸等); 自定义保护,用于实现各种特殊要求的保护。1.4 测量和监视功能Ufit-u对接入装置的电流、电压输入信号进行高速数据采集,对采样数据进行快速傅氏变换
6、和计算,测量精度可达0.2级以上。测量内容包括:相电流、相电压、线电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数、积分电度和脉冲电度等,还可测量和监视由变送器接入的温度、湿度和压力等非电量信号。Ufit-u对各种电量和非电量信号的测量精度可通过通道校正系数进行调节,不需要调整硬件回路。根据电压互感器、电流互感器的变比和接线方式,装置自动进行工程量转换,并分别显示一次侧值和二次侧值。为了保证电网安全运行,Ufit-u可以实时监视设备运行状态,监视内容包括: 断路器位置、接地刀位置 隔离刀位置(固定柜)或手车工作、试验位置(手车柜) 弹簧储能状态(弹簧操作机构)或气体压力(GIS柜) 控制电源失电 跳闸
7、/合闸回路断线 各相电压互感器、电流互感器断线 统计断路器操作次数 由变送器接入的各种温度、湿度和压力等非电量信号 其它接点信号,如温度、瓦斯和联锁信号等装置支持15路外部无源接点输入,采用变位时间确认窗和内部数字滤波技术,保证遥信正确率达到100%。1.5逻辑可编程功能保护和控制逻辑可编程功能是Ufit系列产品的重要特色之一,即“软件二次”技术。编程语言采用电气工程人员非常熟悉的逻辑图,其设计与常规继电保护逻辑原理图完全一致。该技术在保证可靠性的前提下,极大地方便简化了二次设计,取代了各种常规继电器,节省了大量安装空间和控制电缆及一些多余设备,并使系统更易于调试和维护,工程设计非常灵活。装置
8、提供了8个输出继电器用于控制输出,支持逻辑图编程,可实现各种复杂的自动化控制功能。随着将来电网组网方式的复杂化和运行方式的调整,“软件二次”技术的优越性将更加明显。在电气运行中一直很难实现的各种自动化控制功能,如备用电源自动投入、功率因数自动补偿、变压器有载调压、PT切换、控制联锁/联动、防越级跳闸和合闸闭锁等,都可以依托“软件二次”技术来轻松解决。1.6 事件记录和故障录波功能Ufit-u能在线记录与电力系统运行相关的所有事件。最多可在线记录事件20条,分辨率小于1毫秒,装置工作电源丢失情况下,可永久保留所记录的事件。Ufit-u支持故障录波功能。只要有保护事件发生,故障录波器就自动将发生此
9、事件前后的电流、电压、开关状态等信息完整真实地记录下来,采样密度每周波12点。1.7 人机接口功能Ufit-u的人机界面完全符合人机工程设计要求,大屏幕大字符图形液晶显示,菜单化设计,全中文显示,傻瓜式操作,一般运行人员经过短时间培训就能熟练掌握。8个高亮度的LED指示灯的显示信息可由用户指定,如重合闸充电指示、备自投充电指示、过负荷等等,保护测控装置的人机接口完全符合人机工程设计要求。 直接在装置上进行按键操作,可以查看各种运行信息和系统参数;在输入正确的操作口令后,可进行保护定值、时限整定,保护投退和系统参数修改;通过通讯端口和便携式电脑通讯,可进行定值调阅和修改、逻辑图程序编制、系数修改
10、、校时等。1.8 远程通信功能Ufit-u有两个通讯接口,支持国际上最流行的RS485工业现场总线接口,一条总线最多允许挂接256个节点,两个通讯接口可以互为备用,也可以同时使用组成双网结构,保证通信网络的实时性和可靠性。通信协议采用标准MODBUS,便于同其它自动化系统接口。Ufit-u可以扩展通讯接口,使自己挂接到DCS系统中广泛使用的Profibus总线上。利用装置的通讯口1和随机提供的维护工具软件Ufit/s1或CIS2000系统软件可对装置进行编程和调试。通过通信网络Ufit-U保护测控装置将所有运行信息包括遥测、遥信、保护定值、系统参数等实时发送到上一级SCADA系统,并能接收各种
11、遥控遥调和保护定值整定、电度底码设置、系统参数修改等命令,实现变电站无人值守方案 。2 安 装危险:在安装 Ufit-u过程中,装置带有的危险电压有可能会导致设备永久性损坏或人员伤亡。这些电压主要分布在装置端子条和交流电流输入、交流电压输入、开关量输入、继电器输出和工作电源、控制电源等回路。本装置的安装、调试和检修操作仅限于经过授权和严格培训的工程技术人员。2.1 开孔和固定环境条件Ufit-u必须安装在远离热源和强电磁场的干燥、整洁处(如开关柜二次仪表室)。要求安装装置的屏柜能够防止装置遭受油气、盐雾、灰尘、腐蚀性蒸汽或其它能通过空气扩散的有害物质的污染。为便于接线和现场调试,要求屏柜的门能
12、完全打开,安装空间有一定的裕量,用于接线和放置柜内端子排、短接片、按钮、指示灯及其它附件。具体安装操作首先要在屏柜前面板上开孔,具体开孔尺寸参见附录机械安装尺寸图。将装置从正面推入方孔内,用力拧紧,使装置面板贴紧在屏柜前面板上,要求无晃动,无倾斜。注意:在现场安装过程中,操作人员可能会碰到紧挨装置的开关或断路器,应该对这些开关或断路器做上相关标记或采取其它安全措施,避免造成安全事故。2.2 接线Ufit-u后面板的端子分左右排列,如图2.2所示。其中宽度为10mm的B端子(指电流回路接线端子),由于接入装置的电流可能较大,接线时要求制作U型或O型线头,以增大接触面积,并保证可靠连接;其它宽度为
13、5mm的绿色A、C端子(指直流输入回路、开关量输入回路、信号继电器输出回路、断路器操作回路、电压回路和电源的接线端子),接线时应制作针型线头。注意:1、所有接线必须严格按照工程接线图纸进行,根据导线电气编号按顺序接线。一旦接线完成,严禁随意更改或触碰端子。2、装置的继电器输出涉及到断路器分闸/合闸操作,因此需要特定的防范措施。3、由于工程人员在现场检修、升级或更换Ufit-u时,需要断开装置与运行系统间的所有电气接线,并从屏柜上取下装置,因此在初始安装时,就应该全面考虑以下操作的方便性:交流电压输入回路应该有装在源端的空气开关或保险丝进行保护,保证装置能被安全断开;交流电流输入回路应该装设电流
14、短接片,使装置在电流互感器不开路情况下能被安全断开;所有导线的布置和走线都应该以方便于在装置端子上拆线、打开装置后盖,甚至将装置整个拆除为原则。2.3 维护Ufit-u的平均无故障时间为100,000小时(相当于11年)。在装置正常工作期限内,不需要用户投入额外的维护工作。2.4 校正Ufit-u的校正是指对数据采集通道系数进行校正,是保证装置测量精度的有效和必要步骤。装置在出厂前其精度已校正完成,在装置的正常使用寿命内,一般是不需要对装置进行重新校正。Ufit-u的校正操作十分方便,具体步骤为: 在要求校正的回路输入标准信号; 在装置面板上查看对应的数据,是否与标准信号相符; 若显示数据大于
15、标准信号,则减少对应的通道系数; 若显示数据小于标准信号,则增加对应的通道系数; 通道系数可通过菜单“设置”的“系数”进入; 重复步骤到,直到校正完装置所有回路的通道系数。也可以使用随机的工具软件Ufit/s1或我公司的监控系统软件自动或手动修改。2.5 现场服务注意事项为防止由于误操作引起Ufit-u装置的损坏和安全事故,在现场检修、升级和更换装置时必须将装置的所有电气接线从运行系统中断开,并从屏柜上拆下装置。在电压/电流互感器一次侧有电的情况下,其二次侧将会产生危险的电压和电流,因此在现场安装或检修设备时,必须采取适当的安全防范措施,如断开电压互感器一次侧或二次侧保险丝,短接电流互感器二次
16、侧接线等。3 操作说明3.1 上电注意:只有当所有安装操作和电气接线已完成,并检查确认安装和接线正确后,才可以对装置进行上电操作。为防止可能发生的意外情况,在装置第一次上电之前,应将各种受装置出口继电器控制的一次设备退出运行。主机模块初始化 Ufit-u主机模块上电初始化时,直接从EEPROM内并行读取系统参数、保护定值、逻辑图程序等数据,并检查这些数据的正确性;在读取数据并检查无误后,主机模块的初始化工作完成。如果EEPROM内的数据无效,则装置会退出功能,并发送装置自检出错信号。但测量、监视功能保留。 初始化程序首先测试装置面板上所有指示灯和液晶显示屏,此过程中所有指示灯顺序点亮,液晶显示
17、屏背光点亮;在初始化完成后,面板上的运行指示灯亮,其他指示灯为用户自己定义,用户可以根据现场情况自行判断。若所有指示灯和显示屏背光一直处于亮的状态,则表示主机模块初始化异常,请立即与我司客户服务中心联系。3.2 面板操作面板功能Ufit-u的前面板设计简洁明了、布置合理,符合人机工程设计要求。面板主要部件包括:液晶显示屏 1个运行指示灯和8个用户自定义指示灯 7按键薄膜键盘液晶显示屏Ufit-u的液晶显示屏采用分辨率为12864的超大液晶,其对比度在出厂前已由厂家调节到最佳状态(常温20下),一般情况下,不需要用户在现场重新调整液晶显示对比度。为了延长液晶显示屏的使用寿命,Ufit-u在出厂时
18、都设定了屏幕保护方案,即:在用户最后一次按键操作二分钟后,装置将自动关闭显示屏背光电源;五分钟后,自动关闭液晶显示屏,即处于屏幕保护状态;按任意键,显示屏和背光电源将全部打开,液晶显示屏恢复到正常显示状态。在装置有故障或告警信号时,显示屏和背光电源自动打开,屏幕保护功能自动关闭。采用此技术可大大地延长液晶的使用寿命。指示灯装置左侧的指示灯为运行电源指示,其它的8个指示灯用来指示用户自定义的状态。用户可通过逻辑图编程来设置各备用指示灯要求指示的内容,如重合闸充电指示、备自投充电指示、通讯状态、断路器的位置等等。按键液晶显示屏操作按键包括“”、“”、“”“”“确认”、“返回”“复归”七个按键。Uf
19、it-u的显示屏分三种状态,即主菜单状态、子菜单状态和显示主画面状态。1、 当显示屏处于主画面状态时,按“确认”键进入主菜单状态,按“取消”键从菜单状态返回到主画面状态。2、 当显示屏处于主菜单状态时,“”、“”按键用于向上、向下移动条形光标,按“确认”键进入子菜单或对应画面状态;3、 当显示屏处于子菜单状态时,“”、“”按键用于向上、向下移动条形光标,按“确认”键进入对应画面状态,子菜单响应“取消”按键并回到主菜单状态;3.3 显示内容说明Ufit-u的液晶显示菜单结构如下:主菜单 开 入 量 模 拟 量 一次侧测量保护值 二次侧测量保护值 报 告 告警信息 报 告 自检信息 配 置 定 值
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