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风电箱变智能监控装置
添加时间:2012-12-26      浏览次数:12001  【 】  关闭窗口
新闻摘要:公司产品:箱变智能监控装置LR-FXZJ6110电力自动化型式检验合格,已注册备案。

 

        

1. 应用范围
风电工程一般按“少人值守”的运行管理方式设计,整个风电场的集控室设置在升压站侧。风电场的风机分布比较分散,距离中控室最近的有几十米或几百米,最远的可达几十公里,而每个风机之间的距离也有500米到1000米。
由于上述原因,一直以来升压站综自系统都无法实现对风电箱变的监视和控制,使箱变系统成为风电场的信息孤岛和监控盲区。作为风机发电的第一个变电环节,实现对风电箱变的远程管理和自动化监控,满足风电工程“少人值守”的运行管理方式,已经势在必行。
 为此,我公司专门设计开发了一套LR-FXZJ6110智能箱变监控装置,可以很好地实现风电箱变全部信息的监测、非电量保护、控制和通讯功能。
 
2. 产品特点
Ø 产品是专门针对风电厂箱变测量、控制和通讯的实际需要设计,是风电箱变监控的完整解决方案。
Ø 装置采用工业级器件,可适用于风电场-40℃~70℃的宽温工作环境。
Ø 硬件平台统一,模块化设计,内部无可调元件,使装置现场安装调试更加方便。
Ø 采用高性能DSP处理器和大容量的FLASHRAM存贮器,使装置具有极强的数据处理和存取能力。
Ø 丰富多样的通讯接口(双RS485/CAN、双以太网、双光纤通讯接口),使可方便地接入现场监控系统。
Ø 装置显示及操作由专用的巡检仪,通过无线/有线两种方式与巡检仪通讯。
Ø 装置结构按箱变开关柜要求设计,尺寸较小,安装方式简单,配线方便。

3.测量功能
装置具有6路交流量输入,分别为三路测量电流输入,三路电压输入。电压输入方式可以通过整定值进行整定,可选择的方式有三相四线星形(三个相电压)、三相三角形(三个线电压)。
装置显示单元可显示出采集到各路交流量的实时值及相位,电压及测量电流的幅值以一次值显示,相位则均以UA为基准向量显示。
装置根据所监测的电流电压情况计算得到系统的功率因数。
装置计算得到有功、无功功率,其显示值折算到一次侧。
装置根据计算得到的有功、无功功率进行累计得到的电能统计。
装置根据A相电压得到系统的频率。
其中各相角均以UA为参考,装置的相角测量未作精度要求,但能显示各输入量的相位关系,可直观的反映现场的接线是否出错。
装置可实时测量各种电气量并在显示单元进行显示,亦可通过通信口随时将当地测量参数内容上传后台机。
 积分电能参数是一个累计值,基本的电能参数包括:
   有功电能(KWH)
   无功电能(KVARH)
电能读数是真有效值,所有的电能参数表示三相的总和。电能读数的分辨率为0.01度,最大范围为199999999.9度。超出最大值,积分电能自动归零后继续累加。所有电能参数均为其电能总量(表示三相电能输入和输出的总量)。
       编程模式下,可将积分电能累加器清零、置数。
提供3路DC4~20mA或热电阻模拟量输入,用于采集温度变送器等传送过来的信号。
 
4.开关量输入
无源方式:装置将输出一路DC24V电压作为开关量采集的电源。只需要将公共端与相应的开入端子接通(电阻小于100Ω)即可采集到该开关量。
有源方式:开关量采集的工作电压由外部提供,工作电压可以选择为DC220V、DC24V、AC220V等(特殊电压可由用户特别提出)。此时公共端接负(或零线),相应的开入端子接正(或火线)。
装置的开关量采集电路采取了严格的防雷、防瞬变电磁干扰措施,保证了遥信采集的高可靠性。开入中两路(B1、B2)已经定义为开关的分位、合位信号输入,另外17路用户可以自行定义。仪表的面板可以查看到各路开入的实时状态。
开入的变位可以由仪表记录下来,在仪表菜单中事件记录一栏可以查看到变位时的状态、时间。事件记录中的时间分辨率为1ms。
 
5.开关量输出
 
6.通信接口
控制器能够最多提供两个通讯接口。两个通信口均可选配为RS485、PROFIBUS或CANBUS通讯方式
选用RS485通讯方式时,其通信规约均可以采用CUSTOM协议或MODBUS-RTU协议。
两个通信口相互独立,可以与两个独立的通信管理机(后台)同时通信,实现完整的双网通信。
通过通讯电缆将通信口与一台PC机连接,通过在PC机上运行的专用调试软件,用户可以完全监视仪表的运行状况及各种实时数据,也可以修改仪表的各种参数或控制继电器的输出,甚至可以获得仪表的一些高级应用功能。多台列仪表可以通过通讯接口挂接在同一总线上(具体数量由现场环境、通讯速率等因数决定)与计算机监控系统连接。
装置显示菜单中通讯地址、通讯波特率可编程设置。
 
7.保护功能
装置通过整定可实现以下辅助保护功能。其中电流、电压、零序的整定值均采用输入装置的实际值。
A、过流保护;
B、、过负荷保护;
C、过、欠电压保护
D、低频率保护
E、PT断线及断线闭锁等。
所有的保护功能均按照简单的过量/欠量原理工作。各种保护可以通过软压板整定为跳闸、报警或退出,其保护启动的出口可以任意整定。
 
7.1 过流保护、过负荷动作逻辑框图如下:(各软压板均投入)


7.2 反时限过流保护
装置的过流保护通过软压板可选择定时限或反时限方式。当选为反时限时,对应电流定值即为反时限起动电流定值,时间定值即为反时限时间常数。

t
(I/Ip)²—1
τ
本装置反时限特性公式如下:

式中:I为任一相电流最大值
Ip为保护的起动电流整定值,该反时限启动电流与定时限过流保护电流定值共用。
τ为时间常数,该时间常数与定时限过流保护时间定值共用。
       由上式可知,Ip和τ为常数,而I与t为变数,当I>Ip时,t随I的增大而减小,二者呈反时限特性。反时限曲线见附录。
反时限过流保护的出口与定时限过流保护的出口一致。
7.3 过电压保护
为避免在发生单相接地故障时单相电压升高,引起过压保护误动,装置过压保护电压取母线线电压。其保护逻辑图如下(各软压板均投入)

     
  3-2 过电压保护逻辑图

7.4 欠压保护
欠压保护电压取母线线电压,可根据整定选择任意线电压低于欠压定值(或逻辑)或三个线电压全低于欠压定值(与逻辑)。
欠压保护可根据设定选择是否需要有流闭锁、PT断线闭锁。
       欠压保护电压取母线线电压,其保护逻辑图如下:(各软压板均投入)

 3-3 欠压保护逻辑图
欠压保护可根据设定选择是否需要有流闭锁。
7.5 低频率保护逻辑图如下(各软压板均投入)

 4-4 低频率保护逻辑图
 
7.6 PT断线及断线闭锁
PT断线、PT失压在采用不同的PT接线方式时判据分别为:
A、装置PT接线方式设定为四线星型(Y型)时判据
① PT失压检测的判据如下:
三相电压均小于10V,三相电流小于0.06In,断路器处于合位,判为三相PT无压,装置报“PT无压”事件。
② PT断线检测的判据如下:
在下面三个条件之一得到满足时,装置报“PT断线”事件。
1)三相电压均小于10V,任一相电流大于0.06In,断路器处于合位,判为PT断线;
2)三相电压向量和大于18V,最小线电压小于18V,判为PT断线;
3)三相电压向量和大于18V,最大线电压与最小线电压的差值大于18V,判为PT断线。
B、装置设定PT接线方式为三线三角型(V型)时判据
① PT失压检测的判据如下:
三线电压均小于10V,三相电流小于0.06In,断路器处于合位,判为三相PT无压,装置报“PT无压”事件
② PT断线检测的判据如下:
在下面二个条件之一得到满足时,装置报“PT断线”事件。
1)三线电压均小于10V,任一相电流大于0.06In,断路器处于合位,判为PT断线;
2)线电压最大值减其余两线电压和的差值(绝对值)小于20V且线电压最大值大于80V,判为PT断线;
PT断线保护、PT无压均动作于发信,两保护出口可独立任意整定(通信方式)。
③ PT断线闭锁
装置在检测到PT断线后,根据PT断线闭锁的设置方式来判定是否闭锁有关电压保护。
PT断线解除后,闭锁保护亦相应解除。
8. 联锁控制功能
装置提供6组联锁控制功能。每一组的联锁控制可独立设定其工作方式,可最多选择8个开关量(DI12~DI19)输入参与,可最多控制6个继电器输出(出口可独立任意整定),并可设定相应的延时时间。
参与联锁控制的开入量可以选择高电平或低电平,可选择相与和相或的逻辑关系。
联锁控制的动作条件是:【联锁控制方式】选择方式0或方式1或方式2,当【开入选择】所选择参与的开入量满足【联锁逻辑关系】后经过【联锁时间定值】所设定时间后,装置将按照【联锁出口方式】所设定控制出口继电器动作,并产生相应的联锁动作事件记录。
 
9.装置告警
    置检测到下列硬件故障时,发出运行异常信号并报警,并同时闭锁保护出口。硬件故障包括:RAM、NVRAM、定值出错时等。
 
10.事件记录功能
装置可记录NO.00至NO.99共100个带有精确到1ms的事件记录,其中显示NO.00为最近一次事件记录。总事件超出100个,则最早产生的事件记录将被新近产生的事件记录覆盖。装置掉电后事件记录仍可保存。
事件记录主要内容有:
   保护动作类型及动作参数;
   装置告警情况;
   遥信变位;
    控制监视(如“遥控选择”合/分操作等)
 
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