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2103备自投说明书

AEC

AEC2103备用电源自动投切控制系统

技术手册

AmericanEnergyControlCompany

2005年3月

本公司保留一切法律权利。

本公司保留对本手册所描述之产品规格进行修改的权利，恕不另行通知。

第一章概述

2103装置用于双路进线变电站备用电源的自动投切使用。

1.1主要技术特点：

●采用瑞士ROSE公司的封闭铝挤压型机箱，耐强腐蚀、高度抗冲击性、耐高温、电磁兼容设计，可组屏或分散安装于开关柜上。

●以高速工业级单片机DS80C320为数字核心，采用成熟的数字电路。

稳定性好、可靠性高。

●选用MAXIM公司的MAX197A/D转换器，12位精度，采样速率达6μs/通道。

●采用串行E2PROM存放保护定值，软硬件加密设计，确保定值不丢失。

●采用DS12887日历时钟芯片，闰年自动调整，可统一对时。

●两级“看门狗”电路设计，确保装置不死机。

●人机界面采用带背光液晶显示、按键式小键盘设计，信息直观，操作简单方便。

●64次带时标及动作信息的事件顺序记录，可掉电保持。

●工业级485隔离型总线网络，组网经济、方便，采用国际流行的MODBUS通讯规约。

●功能齐全的断路器操作回路，适用于各类断路器控制。

第二章技术指标

基本参数

交流电流：

5A或1A

交流电压：

100V或

直流电压：

220V或110V，允许偏差+15%，-20%

频率：

50Hz

功耗

交流电流回路：

In=5A时每相不大于1VA

In=1A时每相不大于0.5VA

交流电压回路：

每相不大于1VA

直流电源回路：

正常工作时，不大于15W，保护动作时，不大于20W。

测量元件精度

保护刻度误差：

不大于±0.5%

测量精度：

不大于±0.2%

环境条件

A．环境温度：

正常工作温度范围：

-20°C~+70°C

极限工作温度范围：

-40°C~+85°C

储存：

-40°C~+85°C，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应能正常工作。

B．相对湿度：

最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25°C且表面无凝露。

最高温度为+40°C时，平均最大相对湿度不超过50%。

C．大气压力：

86～106KPa（相对海拔高度2Km以下）。

抗干扰性能

符合IEC-255-4标准和国标GB6162标准。

A．脉冲干扰

装置能承受GB6162规定的干扰试验，试验电源频率为100KHZ和1MHZ，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减震荡波。

试验时给被试装置预先施加电源，按GB6162第3.3的表所列临界条件叠加干扰试验电压，装置不误动，不拒动。

B．快速瞬变干扰

装置能承受IEC255-22-4标准规定的IV级（4KV±10%）快速瞬变干扰试验。

C．静电放电

装置能承受IEC255-22-2标准规定的IV级（空间放电15KV，接触放电8KV静电放电试验。

2.6绝缘耐压性能

满足IEC-255-5标准和部标DL478标准。

A．绝缘电组

装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电器上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。

B．介质强度

在正常实验大气条件下，装置能承受频率为50HZ，电压2000V历时1小时的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。

试验过程中任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

C．冲击电压

在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50µS的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5KV

D．耐湿热性能

装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。

最高试验温度+40℃、最大温度95%，实验时间为48小时，每一周期历时24小时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内，测量各导电电路外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ,介质耐压强度不低于介质强度试验电压幅值的75%。

2.7机械性能

A．振动

装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。

B．冲击

装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

C．碰撞

装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

测量范围

电流：

0.1In~20In（测量：

0.1In~1.2In）

电压：

0.1V~120V

频率：

48~52Hz

返回系数

电流元件：

0.95低电压元件：

1.05

整组动作时间

当1.2倍动作量时：

瞬时段不大于35ms。

过流段零时限不大于40ms。

整定范围及误差

电流整定范围：

0.01In~20In误差<±5%整定步长：

0.01In

时间整定范围：

0~20S，误差<±15ms整定步长：

0.01S

通信参数

符合MODBUS通讯协议的相关规定。

电气接口符合RS-485规范。

自诊断

CT断线、PT失压、硬件和软件发生故障

第三章安装

2103装置用于双路进线变电站备用电源的自动投切使用。

开孔尺寸：

235´139毫米（长´宽）

图1安装尺寸图

图2：

AEC-2103PM背板端子图

第四章面板操作

AEC-2103装置的当地监控功能通过面板上的LCD显示器及简易的键盘操作实现，所有的面板操作为全中文界面.

4.1面板说明

AEC综合保护测控单元面板有7个指示灯，2×16字符液晶显示屏及7个按键。

键盘由“复归”、“↑”、“↓”、“←”、“→”、“取消”及“确认”七个按键组成。

“复归”是信号复归按键，用来检查和复归面板指示灯信号。

当面板指示灯全部处于熄灭状态时，按“复归”键，面板灯应全部点亮，两秒钟后自动熄灭（此功能不含合、跳位灯）。

当保护动作后若干指示灯点亮时，按“复归”键可复归指示灯信号。

图3：

面板图

图4：

指示灯图（从右至左分别为D1-D7）

图5：

键盘图

4.2参数显示说明

当系统上电时，屏幕短暂显示产品型号。

AEC-2103

进入正常显示界面时，液晶屏上动态显示线路主要电气参数。

查看参数，按“↑”、“↓”可切换显示界面（见图7）。

分段Ia=1.0A

分段Ic=1.0A

进2Ia=1.0A

进2Ic=1.0A

进1Ia=1.0A

进1Ic=1.0A

“↓”“↓”“↓”

1段Ua=0.0KV

1段Ub=0.0KV

2段Ub=2.0KV

2段Uc=2.0KV

1段Uc=0.0KV

2段Ua=2.0KV

“↓”“↓”“↓”

进线1U=1.5KV

进线2U=1.5KV

图6：

电气参数显示

进1Ia、进1Ic是1#进线电流

进2Ia、进2Ic是2#进线电流

分段Ia、分段Ic、是分段线路电流。

1段Ua、Ub、Uc、2段Ua、Ub、Uc分别的是1段和2段电压。

进线1U、2U是1#、2#进线电压。

4.3菜单说明

动态显示时按“确认”键，AEC-2103退出参数显示状态，进入主菜单（见图11）。

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

5．开出

6．电度清零

7．出厂信息

→→

图11：

主菜单

通过“←”、“→”键移动光标选择某一项功能，按“确认”键后进入该项功能子菜单。

1．设置

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

密码

↓↓↓↓↓↓

确认确认确认

1.1密码

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

请输入新密码

确认确认

修改完毕

注：

AEC-2103有出厂密码“↓”和固定密码“↓↓↓↓↓↓”两种，出厂密码用户可以修改，固定密码用户不能修改。

1.2系统参数

修改参数

菜单语言中文

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

→确认↓翻到

修改参数

保护电流系数00000

修改参数

保护电流系数00100

修改参数

保护电流系数00000

→↑

确认

修改完毕

注：

以上是修改“保护电流系数”步骤。

1.3控制字

设置控制字

进线备自投退

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

→确认→

设置控制字

进线备自投投

设置控制字

进线备自投退

↑或↓确认

修改完毕

注：

以上是投入“进线备自投”控制字步骤。

1.4

修改定值

后加速电流000.00A

1．密码．系统参数

3．控制字4．定值

1．密码2．系统参数

3．控制字4．定值

定值

→确认→

修改定值

后加速电流000.00A

修改定值

后加速电流005.00A

↑确认

修改完毕

注：

以上是修改定值“后加速电流”步骤。

2．报告

序号事故类型

NO：

00备自投成功

03061910:

32:

59.001

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

→确认→

年月日时/分/秒/毫秒

↑或↓继续查看其他报告

取消回到前一界面

3．时钟

当前时间修改时间

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

→确认→

显示当前时间

日期030619

时间104536

当前时间修改时间

确认←→移动，↑↓增减

修改成当前时间

4．开入

开入12．．．开入1

000000000001

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

1．设置2．报告

3．时钟4．开入

→确认

合位

注1：

“1”表示开关量处于合位；“0”表示开关量处于分位。

注2：

开入1~开入12对应于开关量输入IN1~IN12。

IN71#进线合位IN6：

1#进线分位

IN52#进线合位IN42#进线分位

IN3母联合位IN2母联分位

IN1备用IN8保护闭锁

5．开出

脉冲输出1?

是否

脉冲

输出1

5．开出

6．电度清零

确认确认确认

继电器1接点吸合，2秒钟后自动返回。

↑继续其他继电器开出试验。

通过“↑”、“↓”键选择1-8个输出，分别对应以下继电器出口：

1：

1#进线合闸2：

1#进线跳闸

3：

2#进线合闸4：

2#进线跳闸

5：

分段合闸6：

分段跳闸

7：

备用8：

备用

第五章装置功能说明

2103装置带两段母线、双路进线电压，三路开关电流监控。

备自投装置同时能完成所有备自投功能，具有两种进线备自投和两种分段备自投功能。

备自投动作后，具有后加速保护功能，确保无故障投入。

软件设有控制字，用于备自投方式的选择，假如只做进线备自投就只须投入进线备投控制字，如果两个控制字全投入，软件可自动判别系统备自投方式。

保护装置具有电流保护闭锁备自投功能，进线和分段开关的任意一相出现故障电流时均可闭锁备自投。

当常用电源失压且无流时，备自投装置将此路电源切除，确认常用电源切除后，再投入备用电源。

5.12103备自投装置的技术说明：

5.1.1进线备自投：

备自投启动条件：

进线自投方式1：

母线无压，进线1无压且无流，进线2有压且正常，1DL处于合位置，2DL处于分位置。

进线自投方式2：

母线无压，进线2无压且无流，进线1有压且正常，2DL处于合位置，1DL处于分位置。

备自投动作过程：

进线自投方式1：

1DL处于合位置，2DL处于分位置，延时跳开1DL，躲过自动重合闸时间，确认1DL跳开，无保护闭锁信号，合上2DL，在1S内启动后加速保护，1S后后加速保护自动退出。

检测1DL处于分位置、2DL处于合位置、母线有压，备自投成功。

进线自投方式2：

2DL处于合位置，1DL处于分位置，延时跳开2DL，躲过自动重合闸时间，确认2DL跳开，无保护闭锁信号，合上1DL，在1S内启动后加速保护，1S后后加速保护自动退出。

检测1DL处于合位置、2DL处于分位置、母线有压，备自投成功。

5.1.12逻辑框图：

工作进线无压且无流

保护闭锁输入

备自投转换开关处于投入位置

母线无压

工作进线开关处于合闸位置

备用进线有压

备用进线开关处于分闸位置

启动备自投

进线备自投动作

检查备自投动作结果

发出信号、形成事故报告

5.1.2.分段开关备自投

备自投启动条件：

分段自投方式1：

I段母线无压，进线1无压且无流，II段母线有压，1DL处于合位置，3DL处于分位置。

分段自投方式2：

II段母线无压，进线2无压且无流，I段母线有压，2DL处于合位置，3DL处于分位置。

备自投动作过程：

分段自投方式1：

1DL处于合位置，3DL处于分位置，延时跳开1DL，躲过自动重合闸时间，确认1DL跳开，无保护闭锁信号，合上3DL，在1S内启动后加速保护，1S后后加速保护自动退出。

检测1DL处于分位置、3DL处于合位置、I段母线有压，备自投成功。

分段自投方式2：

2DL处于合位置，3DL处于分位置，延时跳开2DL，躲过自动重合闸时间，确认2DL跳开，无保护闭锁信号，合上3DL，

在1S内启动后加速保护，1S后后加速保护自动退出。

检测2DL处于分位置、3DL处于合位置、II段母线有压，备自投成功。

5.1.2.1逻辑框图：

无压进线开关处于合闸位置

另一段母线有压

分段开关处于分闸位置

保护闭锁输入

备自投转换开关处于投入位置

任意一段母线无压

无压母线的进线无压且无流

启动备自投

分段备自投动作

检查备自投动作结果

发出信号、形成事故报告

5.2.备自投二次原理图：

第六章通讯协议

6.1、通讯格式：

通讯报文格式1（遥信、遥测）：

主机：

Addr

Fun

DIstartaddrhi

DIstartaddrlo

DInumhi

DInumlo

CRChi

CRClo

从机：

Addr

Fun

Bytecount

Data1

…

Datan

CRChi

CRClo

Addr（1byte）：

保护测控单元设备地址；

Fun（1byte）：

一次通讯过程的目的；

DIstartaddr（2byte）：

提取装置内数据的起始位置；

DInum（2byte）：

本次通讯过程要提取的数据/应答报文中包含的数据长度；

Bytecount（1byte）：

本次通讯过程要提取的数据/应答报文中包含的数据字节数；

Data（Nbyte）：

应答报文中包含的实际数据；

CRC（2byte）：

用于检测数据通讯错误，采用循环冗余码CRC16。

注：

高字节在前，低字节在后

通讯报文格式2（遥控、复归）：

主机：

Addr

Fun

Dostartaddrhi

Dostartaddrlo

Valuehi

Valuelo

CRChi

CRClo

从机：

Addr

Fun

Dostartaddrhi

Dostartaddrlo

Valuehi

Valuelo

CRChi

CRClo

Addr（1byte）：

保护测控单元设备地址。

Fun（1byte）：

一次通讯过程的目的。

Dostartaddr（2byte）：

下设修改装置内数据的起始位置；

DInum（2byte）：

下设修改装置内数据的长度；

Value（2byte）：

命令报文中下送的实际数据；

CRC（2byte）：

用于检测数据通讯错误，采用循环冗余码CRC16。

（数据地址和数据长度原数据返回，如果写出错则数据长度为0。

）

注：

高字节在前，低字节在后

通讯报文格式3（写定值、校时）：

主机：

Addr

Fun

Datastartaddrhi

Datastartaddrlo

Dataofregshi

Dataofregslo

Bytecount

Data1

…

Datan

CRChi

CRClo

从机：

Addr

Fun

Datastartaddrhi

Datastartaddrlo

Dataofregshi

Dataofregslo

CRChi

CRClo

Addr（1byte）：

保护测控单元设备地址。

Fun（1byte）：

一次通讯过程的目的。

Datastartaddr（2byte）：

下设修改装置内数据的起始位置；

Dataofregs（2byte）：

下设修改装置内数据的长度；

Data（Nbyte）：

命令报文中下送的实际数据；

CRC（2byte）：

用于检测数据通讯错误，采用循环冗余码CRC16。

（数据地址和数据长度原数据返回，如果写出错则数据长度为0。

）

注：

高字节在前，低字节在后

6.2、命令详解

6.2.1、遥信（Fun==0x02）

查询数据帧

Addr

Fun

Datastartreghi

Datastartreglo

Data#ofregshi

Data#ofregslo

CRC16hi

CRC16lo

从机地址

功能码

数据起始地址高位

数据起始地址低位

遥信量

高位

遥信量

低位

CRC效验码高位

CRC效验码低位

响应数据帧

Addr

Fun

ByteCount

Data1

…..

CRC16hi

CRC16lo

从机地址

功能码

数据字节总数

数据1

….

CRC效验码高位

CRC效验码低位

举例1（01号地址从遥信1，读32个遥信量）

即：

查询数据帧

Addr

Fun

Datastartreghi

Datastartreglo

Data#ofregshi

Data#ofregslo

CRC16hi

CRC16lo

0X01

0X02

0X00

0X20

0X79

0XD2

响应数据帧

Addr

Fun

ByteCount

Data1

Data2

Data3

Data4

CRC16hi

CRC16lo

0X01

0X02

0X04

0X00

用MODBUS的02号命令读取AEC-2103的DI状态。

其中1=ON,0=OFF

状态量输入数值存储地址，数据帧中每个地址为1位存储（1BIT）。

状态量包括DI输入和SOE状态变化标志MOC。

MOC为用户提供一个标志，当MOC=1时，表明内存中有新的SOE记录；当MOC=0时，表明内存中无新的SOE记录。

读取SOE记录时，MOC自动清除。

地址

项目

地址

项目

0000H

合位

0010H

控制回路断线

0001H

分位

0011H

备投成功

0002H

开入3

0012H

进线备投失败

0003H

开入4

0013H

分段备投失败

0004H

开入5

0014H

保护闭锁

0005H

开入6

0015H

PT断线闭锁

0006H

开入7

0016H

备用

0007H

开入8

0017H

备用

0008~00FH

备用

0018H

备用

0019H

备用

001FH

MOC（SOE标志位）

6.2.2遥测、提取定值、系统参数、控制字（Fun==0x03）

查询数据帧

Addr

Fun

Datastartreghi

Datastartreglo

Data#ofregshi

Data#ofregslo

CRC16hi

CRC16lo

从机地址

功能码

数据起始地址高位

数据起始地址低位

数据长度高位

数据长度低位

CRC效验码高位

CRC效验码低位

响应数据帧

Addr

Fun

ByteCount

Data1

…..

CRC16hi

CRC16lo

从机地址

功能码

数据字节总数

数据1

….

CRC效验码高位

CRC效验码低位

举例2（01号地址从遥测1提取4个遥测量）（注此版本的起始地址可在有效范围内任意）

即：

查询数据帧

Addr

Fun

Datastartreghi

Datastartreglo

Data#ofregshi

Data#ofregslo

CRC16hi

CRC16lo

0X01

0X03

0X00

0X04

响应数据帧

Addr

Fun

ByteCount

Data1

Data2

Data3

Data4

0X01

0X03

0X08

0X00

Data5

Data6

Data7

Data8

CRC16hi

CRC16lo

0X00

AEC-2103测量数值用Modbus-RTU通讯规约的03号命令读出。

数据转换方法：

实际电压值=通讯读出值×PT比例/10；单位：

伏（V）

适用于Ua,Ub,Uc,UL,Uab,Ubc,Uca;

实际电流值=通讯读出值×CT比例/100；单位：

安培（A）

适用于Ia,Ib,Ic;

实际功率值=通讯读出值×PT比例×CT比例；单位：

瓦（W）、乏（Var）、伏安（VA）

适用于P,Q,S

实际功率因数值=通讯读出值/100；

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