CSC246AE数字式备用电源自投入装置说明书V201SWord下载.docx

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本系列装置通过国际权威机构荷兰KEMA公司IEC61850一致性检测与认证，具备良好的互操作性。

CSC-246A/E能满足光CT/PT与模拟CT/PT混合接入的工程需求。

备自投功能可根据不同电压等级功能要求配置。

CSC-246A/E数字式备用电源自投装置适用于220kV及以下各种电压等级的备用电源或备用变压器自动投入的控制。

支持IEC61850标准通信，实现与变电站自动化系统和保护信息管理系统接口；

提供符合IEC61850要求的设备描述文件（ICD文件），支持IEC61850定义的有关网络服务。

1.2装置主要特点

1）满足GB/T14285《继电保护和安全自动装置技术规程》要求

按照最新的《继电保护和安全自动装置技术规程》设计。

2）高性能、高可靠、大资源的硬件系统

装置采用DSP和MCU合一的32位单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算。

装置保持了总线不出芯片的优点，有利于提高保护装置的高可靠性。

装置的保护功能与人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于调试、维护和使用。

装置具有大容量的故障录波，储存容量达4Mbyte，全过程的故障记录数据可以保存不少于24次。

完整的事件记录和动作报告，可保存不少于2000条动作报告和2000次操作记录，并且在停电时不丢失。

装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求。

3）硬件自检智能化

装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。

装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测。

装置可对机箱内温度进行实时监测。

4）用户界面人性化

采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定值区等信息，可根据用户要求配置。

装置具有良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目了然。

装置面板上的8个指示灯，可清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。

装置面板上设置有4个常用功能的快捷按键，实现了“一键操作”，方便用户使用。

装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低，安装方便，操作简单等特点。

该面板及其组件已申请专利，申请号分别为：

实用新型和外观设计。

5）动作过程透明化

装置的保护CPU可以记录故障录波数据，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。

根据需要，装置可保存故障处理过程中任何运行的中间结果，结合CSPC后台分析软件，可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析，并可以看到故障动态发展过程中保护行为的演化过程，使得保护动作过程一目了然，彻底消除了保护装置不明原因的误动作。

6）现场调试自动化

提供方便的现场自动测试方案，可以对保护装置实现全面、完善的测试。

7）通信接口多样化

装置配备高速可靠的LonWorks现场总线接口、RS-485通信接口和光、电以太网接口，支持电力行业标准DL/T667-1999（idtIEC60870-5-103）的通信规约和四方公司CSC2000规约，并可共享网络打印机。

装置提供GPS对时接口，提供的对时方式有：

1588对时方式、脉冲对时方式、IRIG-B码对时方式；

另外也提供网络对时方式。

8）支持SV和GOOSE

装置支持支持SV直接采样，GOOSE单独组网方式或GOOSE直采直跳方式。

9）支持IEC61850标准通信

装置能够支持IEC61850标准通信，可以提供符合IEC61850要求的设备模型文件（ICD文件），支持IEC61850定义的有关网络服务。

可以支持多种站内网络配置方式。

10）支持VLAN和GMRP

装置能够支持VLAN和GMRP两种方式与交换机进行通信。

11）全新的前插拔组合结构

装置采用全新的前插拔组合结构，强弱电回路分开，弱电回路采用背板总线方式，强电回路直接从插件上出线，进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能，可不另加抗干扰器件。

12）模块化软件设计思想

模块化的程序使保护功能配置灵活，可满足不同用户的要求。

1.3装置执行的标准

本产品执行的标准为：

北京四方继保自动化股份有限公司企业标准《CSC-200系列数字式保护测控装置》。

本产品的通信协议满足IEC61850系列标准，主要包括：

1）IEC61850-1

2）IEC61850-2

3）IEC61850-3

4）IEC61850-4

5）IEC61850-5

6）IEC61850-6

7）IEC61850-7-1

8）IEC61850-7-2

9）IEC61850-7-3

10）IEC61850-7-4

11）IEC61850-8-1

12）IEC61850-9-2

13）IEC61850-10

2技术条件

2.1环境条件

装置在以下环境条件下能正常工作：

装置在以下环境条件下可正常工作：

a）环境温度：

-10℃～+55℃；

b）相对湿度：

10%～90%；

c）大气压力：

80kPa～110kPa。

2.2电气绝缘性能

表1电气绝缘性能

试验

指标

参考标准

绝缘电阻

500VDC,>

100M

GB/T

（IEC60255-5）

绝缘耐压

kVAC,1min

（IEC60255-5）

冲击电压

5kV,50μs

2.3机械性能

2.3.1振动

装置能承受GB/T11287（idtIEC60255-21-1）规定的I级振动响应和振动耐受试验。

2.3.2冲击和碰撞

装置能承受GB/T14537（idtIEC60255-21-2）规定的I级冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。

2.4电磁兼容性

表2抗扰度性能

脉冲群抗扰度

3级

静电放电抗扰度

4级，8kV

辐射电磁场抗扰度

工频磁场抗扰度

5级

电快速瞬变抗扰度

4级，±

2kV

浪涌（冲击）抗扰度

4kV

辅助电源跌落和中断

2级，0%、s

射频场感应的传到骚扰抗扰度

2.5安全性能

装置的安全性能满足GB的规定；

装置的外壳防护等级不低于IP20。

2.6热性能（过载能力）

产品的热性能（过载能力）符合DL/T478的以下规定：

a）交流电压回路：

在倍额定电压下连续工作，倍额定电压下允许10s；

b）直流电压回路：

在80%～115%额定电压下，连续工作。

2.7功率消耗

a）直流电源回路：

正常工作时，不大于35W；

当保护动作时，不大于60W；

b）交流电流回路：

当二次额定电流为5A时，不大于1VA/相；

当二次额定电流为1A时，不大于相；

c）交流电压回路：

在额定电压下不大于相。

2.8输出触点容量

a）跳闸触点容量：

在电压不大于250V，电流不大于1A，时间常数L/R＝5±

的直流有感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期通过电流不大于5A；

b）其它触点容量：

在电压不大于250V，电流不大于0.5A，时间常数L/R=5±

的直流有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期通过电流不大于3A。

2.9装置主要技术参数

2.9.1额定参数

1）直流电压：

220V或110V（按订货要求）；

2）频率：

50Hz。

2.9.2二次设备数据光纤接口参数

a）光纤类型：

多模光纤，125μm

b）光波长：

850nm

c）光纤发送功率：

>

-20dBm

d）光接收灵敏度：

-38dBm

e）与二次设备之间的光通信传送距离：

≤2km

f）光纤连接器类型：

ST/SC型

2.9.3整定范围

1）电流整定范围：

0.08In～20In；

整定值误差：

不大于±

%或±

In。

2）电压整定范围：

1V～120V；

整定值误差：

%或V。

3）时间整定范围：

0～20s；

%或1ms。

4）无流定值：

0.06In；

2.9.4整组动作时间

电流元件：

<

±

5%；

电压元件：

固有延时（倍整定值）不大于40ms。

3装置硬件

3.1装置结构

装置采用符合IEC60297-3的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，整体面板，带有锁紧的插拔式功能组件。

装置为整体嵌入式安装，后接线方式。

装置端子采用阻燃的小型压接端子，见图1。

图1装置结构图

3.2装置外观图

装置外观图见图2。

图2装置外观图

3.3装置插件布置图

装置采用功能模块化设计思想，不同的产品由相同的各功能组件按需要组合配置，实现了功能模块的标准化。

装置由采样插件SV、CPU组合插件、管理插件、GOOSE插件、开入插件、开出插件、电源插件等构成。

装置插件布置如下所示：

图3CSC-246A/E装置插件布置图

3.4采样插件

本插件完成装置的采样功能，处理来自合并单元的数据量，每块插件可以接收3个合并单元的数据，并且具有数据异常报警功能。

3.5CPU插件

本插件是装置的核心插件，由MCU与DSP合一的32位单片机组成，保持总线不出芯片的优点，程序完全在片内运行。

采用双A/D变换冗余设计。

保护CPU插件，主要完成采样、送模拟量及开入量信息、保护动作原理判断、事故录波、软硬件自检等功能。

3.6通信管理插件

也叫做Master插件，该插件是装置的管理和通信插件，是承接保护装置与外界通信及交换信息的管理插件，其功能为：

a）接收和储存CPU板的事故和事件报告，并输出打印并通过Lon网口、以太网口和RS485口输送至监控后台、远动和工程师站；

b）输出报告至液晶显示和通过面板键盘操作装置；

c）设置有GPS对时功能。

可满足网络对时和脉冲对时等的对时要求；

d）连接面板上的标准RS-232串口与外接PC机通信，完成调试软件CSPC的功能。

3.7开入插件

插件主要接入针对保护功能的开入量，包括无法被GOOSE报文软化的开入，其主要包括保护功能压板，特殊功能开入（如闭锁远方操作、检修状态）和一些备用开入。

如果所有保护采用软压板，也可以取消该插件。

开入板c侧为强电开入，a侧为24V开入，

3.8开出插件

插件主要接入针对备投和测控功能的开出量，包括无法被GOOSE报文软化的开出。

装置设置了2块开出插件。

开出插件1的背板接线端子为X9。

开出插件2的背板接线端子为X10，和操作插件组成一个组合插件。

3.9操作插件

操作插件用于和三相操作的断路器配合使用，有单跳圈、双跳圈两种型式，可根据要求选定。

背板接线端子为X10，和开出插件2组成一个组合插件，控制母联断路器分合。

操作插件的跳、合闸自保持电流具有自适应功能，可用于跳、合闸电流1A～8A的场合，若跳、合闸电流大于8A或小于1A，订货时请注明。

本项目不使用常规操作插件。

3.10电源插件

该插件适用于各型号装置，采用了直流逆变电源插件，插件输入直流220V或110V（订货时请注明），输出为保护装置所需5组电源。

1）±

24V两组：

开入、开出回路电源；

2）±

12V：

A/D采样回路电源；

3）+5V：

各CPU芯片工作电源。

4装置软件

4.1保护程序整体结构

保护CPU软件包括主程序、采样中断程序和故障处理中断程序。

正常时运行主程序，每隔采样间隔时间执行一次采样中断程序，进行电气量及开关量的采集、录波、启动判别等。

故障处理中断程序完成稳态量启动判别、备投逻辑判别、TV异常判别、备用电源电压异常判别等，如果有异常发出相应的告警信号和报文。

通过外部设计引入开关量和交流量，可实现遥跳、手跳闭锁备投、备用电源失压加速等功能。

对于告警I，发出信号的同时闭锁保护出口，装置告警灯闪烁。

对于告警II，发出信号提示运行人员注意检查处理，不闭锁保护出口，告警灯常亮。

4.2数字化功能

GOOSE功能（备投需要的开关量、闭锁量、出口量除可接传统的开入开出方式外，也可从相关间隔订阅这些信息，并发布备投出口及充电保护跳闸信号，对于位置信号、闭锁量信号当发生goose通讯中断时，闭锁备投功能）。

4.3保护功能

4.3.1零序电流辅助启动元件

为了防止经大电阻故障时相电流差突变量启动元件灵敏度不够，而设置该辅助启动元件。

判据：

零序电流>

*min（零序Ⅰ、Ⅱ段定值），并持续30ms后该元件动作。

4.3.2过电流辅助启动元件

为了防止突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。

任一相电流>

*min（过流Ⅰ、Ⅱ段定值），并持续30ms后该元件动作。

4.3.3短时充电保护Ⅰ段启动元件

该元件用于判别短时充电保护Ⅰ段启动，仅在短时充电零流Ⅰ段或短时充电过流Ⅰ段投入条件下有效。

若有跳位且三相无流达到2s又消失后，该元件动作；

此时若充电保护Ⅰ段不动，就延时5s退出。

4.4零序电流保护

零序电流保护，共分两段，两段零序过电流保护的电流定值和延时都可以独立整定，并可通过各自压板分别投退。

零序电流取自产3I0

4.4.1零流保护Ⅰ段动作条件

零流保护Ⅰ段可通过控制字整定为短延时投入或长期投入。

短延时投入即零流保护Ⅰ段只在手动合闸后短时间内投入，之后就自动退出（详见4.3.3短时充电保护Ⅰ段启动元件）。

长期投入则不论何时一直投入，直到零流保护Ⅰ段压板退出。

手合后零序保护Ⅰ段动作时间定值若小于100ms，则强制为100ms。

4.4.2短延时投入零流保护Ⅰ段

短时充电保护Ⅰ段启动元件动作，零序电流达到零流保护Ⅰ段电流定值，经Ⅰ段延时后出口跳闸。

4.4.3长期投入零流保护Ⅰ段

辅助启动元件（本工程不使用突变量启动元件）动作，且零序电流达到零流保护Ⅰ段电流定值，经Ⅰ段延时后出口跳闸。

4.4.4零流保护Ⅱ段动作条件

辅助启动元件（本工程不使用突变量启动元件）动作，且零序电流达到零流保护Ⅱ段电流定值，经Ⅱ段延时后出口跳闸。

零流保护Ⅱ段只能选择长期投入方式，可通过零流保护Ⅱ段压板投退。

手合后零序保护Ⅱ段动作时间定值若小于100ms，则强制为100ms。

4.5过电流保护

过流保护共分两段。

两段过流保护的电流定值和延时都可以独立整定，并可通过各自压板分别投退。

三相电流取自SV直采3相母联电流。

4.5.1过流保护Ⅰ段动作条件

过流保护Ⅰ段可通过控制字整定为短延时投入或长期投入。

短延时投入即过流保护Ⅰ段只在手动合闸后短时间内投入，之后就自动退出（详见3.2.4短时充电保护Ⅰ段启动元件）。

长期投入则不论何时一直投入，直到过流保护Ⅰ段压板退出。

4.5.2短延时投入过流保护Ⅰ段

短时充电保护Ⅰ段启动元件动作，相电流达到过流保护Ⅰ段电流定值，经Ⅰ段延时后出口跳闸。

4.5.3长期投入过流保护Ⅰ段

辅助启动元件（本工程不使用突变量启动元件）动作，且任一相电流达到过流保护Ⅰ段电流定值，经Ⅰ段延时后出口跳闸。

4.5.4过流保护Ⅱ段动作条件

辅助启动元件（本工程不使用突变量启动元件）动作，且任一相电流达到过流保护Ⅱ段电流定值，经Ⅱ段延时后出口跳闸。

过流保护Ⅱ段只能选择长期投入方式，可通过过流保护Ⅱ段压板投退。

4.5.5过流保护复合电压闭锁

装置计算两组母线电压，当任意一个线电压低于“低电压闭锁定值”开放过流保护，或者任意一组负序电压高于“负序电压闭锁定值”开放过流保护。

该元件固定投入，当PT断线时开放过流保护。

4.6过负荷联切功能

联切逻辑1：

Ⅰ线电流（任意一相）大于1线过负荷1轮电流定值，或Ⅱ线电流（任意一相）大于2线过负荷1轮电流定值，经过负荷1轮延时，第1轮联切出口，该出口反馈为过负荷联切1轮出口虚拟开入（共6个）供订阅。

联切逻辑2：

Ⅰ线电流（任意一相）大于1线过负荷2轮电流定值，或Ⅱ线电流（任意一相）大于2线过负荷2轮电流定值，经过负荷2轮延时，第2轮联切出口，该出口反馈为过负荷联切2轮出口虚拟开入（共4个）供订阅。

过负荷联切功能用联切压板投退。

可通过控制字选择是否“过负荷联切短时投入”，当该控制位投入时，仅在备自投动作后固定时间内投入，即备投动作合闸成功后“过负荷短时投入时间”延时内开放；

否则长期投入。

4.7备投功能概述

备自投功能包括母联备投和变压器备投，当方式1~方式4控制位均投入时，能够自适应判别备投方式。

可经控制位“备投动作后自动闭锁投入”选择备自投仅动作一次，再此动作需接通解锁开入。

线路备投方案介绍

4.7.1方式1（线路备投方式）

进线Ⅰ运行、进线Ⅱ备用，1DL、3DL在合位，2DL在分位，接线形式如图4。

图4一次主接线图

4.7.1.1备投逻辑

“充电”条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均有压，“检线路2电压投入”时，线路2有压。

b）1DL和3DL开关合位，2DL分位；

c）方式1跳1合2控制字投入；

d）备自投总压板投入；

“放电”条件：

a）备投动作出口；

b）#2主变故障开入；

c）有外部闭锁信号；

d）备用线路2DL开关合上。

动作过程：

I母、II母失电，跳开1DL，合上2DL。

1DL偷跳时，若“加速自投”控制位退出，则延时空跳工作线路，再延时合备用电源；

若“加速自投”控制位投入，则不执行跳闸过程，延时合备用电源，保证正常供电。

为防止PT断线时备自投误动，取线路电流作为线路失压的闭锁判据。

以上备投动作过程分解为下列动作逻辑：

a）动作逻辑1：

以Ⅰ、Ⅱ段母线电压均失压，“检线路2电压投入”时线路2有压，线路Ⅰ电流小于无流定值作为启动条件，2DL在合闸位置作为闭锁条件，以方式1跳闸延时跳开1DL。

b）动作逻辑2：

以Ⅰ、Ⅱ段母线电压均失压，“检线路2电压投入”时，线路2有压，线路Ⅰ电流小于无流定值、1DL在跳闸位置作为启动条件，2DL在合闸位置作为闭锁条件，以合闸延时合2DL。

4.7.1.2相关定值说明

a）控制字：

整定为方式1跳1合2投入；

b）Ⅰ母或Ⅱ母失压门槛；

c）方式1跳闸延时：

跳1DL的延时时间；

d）合闸延时：

合闸延时时间。

4.7.2方式2（线路备投方式）

进线Ⅱ运行、进线Ⅰ备用，2DL、3DL在合位，1DL在分位。

4.7.2.1备投逻辑

a）Ⅰ母、Ⅱ母均有压，“检线路1电压投入”时，线路1有压。

b）2DL和3DL开关合位，1DL分位；

c）方式2跳2合1控制字投入；

b）#1主变故障开入；

d）备用线路1DL开关合上。

I母、II母失电失电，跳开2DL，合上1DL。

2DL偷跳时，若“加速自投”控制位退出，则延时空跳工作线路，再延时合备用电源；

以Ⅰ、Ⅱ段母线电压均失压，“检线路1电压投入”时，线路1有压，线路Ⅱ电流小于无流定值作为启动条件；

1DL在合闸位置作为闭锁条件，以方式2跳闸延时跳开2DL。

以Ⅰ、Ⅱ段母线电压均失压，“检线路1电压投入”时，线路1有压，线路Ⅱ电流小于无流定值、2DL在跳闸位置作为启动条件，1DL在合闸位置作为闭锁条件；

以合闸延时合1DL。

4.7.2.2相关定值说明

e）控制字：

整定为方式2跳2合1投入；

f）Ⅰ母或Ⅱ母失压门槛；

g）方式2跳闸延时：

跳2DL的延时时间；

h）合闸延时：

4.7.3方式3、4（桥开关、母联自投方式）

适用于：

母联或桥开关自投，接线如图5。

图5一次主接线图

4.7.3.1备投逻辑

“充电”条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均有压；

b）1DL、2DL合位，3DL分位；

c）方式3跳1合3或方式4跳2合3控制字投入；

d）备投压板投入；

a）3DL合位；

b）备投动作出口；

c）#1主变故障开入或#2主变故障开入；

d）有外部闭锁信号。

方式3：

Ⅰ母失压，延时方式3跳闸延时时间跳开DL1、检测Ⅱ母有压延时合闸延时时间合3DL保证正常供电。

方式4：

Ⅱ母失压，延时方式4跳闸延时时间跳开DL2、检测Ⅰ母有压延时合闸延时时间合3DL保证正常供电。

1DL或2DL偷跳时，若“加速自投”控制位退出，则延时空跳1DL或2DL，再延时合3DL；

若“加速自投”控制位投入，则不执行跳闸过程，延时合3DL，保证正常供电。

为防止PT断线时备自投误动，取线路电流作为母线失压的闭锁判