FCK800型微机测控装置.docx

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FCK800型微机测控装置

FCK-800型微机测控装置

简介

●应用范围

FCK-800测控装置主要用于电力系统的500KV及以下各种电压等级中，根据变电站自动化系统的要求面向对象设计,完全按间隔单元实现测量、记录、监视、控制等功能，能够满足各种电压等级的变电站对实现综合自动化和无人值班的要求。

●功能配置

模拟量的采集、显示、上送：

状态量的采集、显示、上送：

开关量输出：

脉冲量的采集、显示、上送

GPS对时

●装置原理

●技术指标

●装置硬件说明

●装置特殊说明

装置根据综合自动化系统对测量、记录、监视、控制等功能的要求进行设计，硬件资源丰富，电路设计可靠。

软件系统成熟，功能配置齐全。

主要特点如下：

●采用当今先进的32位高性能DSP浮点数字信号处理器，保证了装置的先进性。

●采用16位AD转换器芯片，充分保证采样精度。

●采用大规模可编程逻辑芯片CPLD使电路简单清晰，提高了装置的可靠性，设计更加灵活，软硬件升级无后顾之忧。

●开关量输入采用直流220V/110V光电隔离输入，大大提高了抗干扰能力。

●采用多层印制板电路和SMT表面贴装技术，电路强、弱电完全分离，大大提高了装置的抗干扰性能。

机箱结构采用后插拔方式，整体面板、全封闭结构，端子直接出线，减少了回路的多次转接，提高了装置的可靠性，方便了用户和调试人员的维护。

●采用320x240点阵的大屏幕彩色液晶显示器，真正图形化桌面操作，生动形象，显示直观，操作方便。

●采用国际上成熟的实时多任务操作系统，装置的实时性、可靠性都得到了最大的保证，软件的升级更加方便。

●支持RS232、RS485／RS422、LonWorks、Enthernet等多种通信接口，支持IEC870-5-103等标准规约，灵活配置，充分满足不同用户的要求，方便与不同厂家的产品互连。

1概述

1.1适用范围

FCK-800测控装置主要用于电力系统的500KV及以下各种电压等级中，根据变电站自动化系统的要求面向对象设计,完全按间隔单元实现测量、记录、监视、控制等功能，能够满足各种电压等级的变电站对实现综合自动化和无人值班的要求。

1.2技术特点

装置根据综合自动化系统对测量、记录、监视、控制等功能的要求进行设计，硬件资源丰富，电路设计可靠。

软件系统成熟，功能配置齐全。

主要特点如下：

●采用当今先进的32位高性能DSP浮点数字信号处理器，保证了装置的先进性。

●采用16位AD转换器芯片，充分保证采样精度。

●采用大规模可编程逻辑芯片CPLD使电路简单清晰，提高了装置的可靠性，设计更加灵活，软硬件升级无后顾之忧。

●开关量输入采用直流220V/110V光电隔离输入，大大提高了抗干扰能力。

●采用多层印制板电路和SMT表面贴装技术，电路强、弱电完全分离，大大提高了装置的抗干扰性能。

机箱结构采用后插拔方式，整体面板、全封闭结构，端子直接出线，减少了回路的多次转接，提高了装置的可靠性，方便了用户和调试人员的维护。

●采用320x240点阵的大屏幕彩色液晶显示器，真正图形化桌面操作，生动形象，显示直观，操作方便。

●采用国际上成熟的实时多任务操作系统，装置的实时性、可靠性都得到了最大的保证，软件的升级更加方便。

●支持RS232、RS485／RS422、LonWorks、Enthernet等多种通信接口，支持IEC870-5-103等标准规约，灵活配置，充分满足不同用户的要求，方便与不同厂家的产品互连。

1.3功能配置

FCK-800系列测控装置可根据电压等级和规模以及不同的要求，选用不同的型号及配置。

主要包括以下型号：

1.3.1FCK-801测控装置　

　　主要测控对象为变电站内的一个断路器开关单元，功能及配置如下：

１）模拟量的采集、显示、上送：

　　交流电流输入：

3路（Ia,Ib,Ic）

交流电压输入：

４路（Ua,Ub,Uc,Ul）+3路（Uax/Uabx,Ubx/Ubcx,Ucx/Ucax）

　　直流量输入：

５路

可以实现对一个完整交流功率点的电压U、电流I、有功功率P、无功功率Q、功率因数COSΦ、频率f等交流工频电量的测量计算。

可以实现对一个断路器控制对象的检同期合闸操作。

检同期功能可以设定投入或退出

　　可以实现对直流电压、直流电流、温度等直流量的测量计算。

２）状态量的采集、显示、上送：

　　状态量输入：

48路

　　状态量输入为DC220V/110V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现状态量变位遥信及SOE事件记录。

状态量输入消抖动时间可以设定。

３）开关量输出：

　　开关量输出：

24路。

　　可以接收并执行遥控和遥调命令，实现对12个控制对象的手动或遥控分闸／合闸操作，继电器空接点输出，出口动作保持时间可以设定。

４）脉冲量的采集、显示、上送：

　　脉冲量输入：

6路

　　脉冲量输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现脉冲电度计数的记录。

５）GPS对时：

　　GPS对时脉冲输入：

1路

　　GPS对时脉冲输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现GPS软件及硬件对时功能。

1.3.2FCK-802测控装置　

　　主要测控对象为变电站内的两个断路器开关单元，功能及配置如下：

１）模拟量的采集、显示、上送：

　　交流电流输入：

3路（Ia1,Ib1,Ic1）+3路（Ia2,Ib2,Ic2）

　　交流电压输入：

3路（Ua1,Ub1,Uc1）+3路（Ua2,Ub2,Uc2）

　　直流量输入：

3路

　　可以实现对两个完整交流功率点的电压U、电流I、有功功率P、无功功率Q、功率因数COSΦ、频率f等交流工频电量的测量计算。

　　不能实现对断路器控制对象的检同期合闸操作。

可以实现对直流电压、直流电流、温度等直流量的测量计算。

２）状态量的采集、显示、上送：

　　状态量输入：

48路

　　状态量输入为DC220V/110V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现状态量变位遥信及SOE事件记录。

状态量输入消抖动时间可以设定。

３）开关量输出：

　　开关量输出：

24路。

　　可以接收并执行遥控和遥调命令，实现对12个控制对象的手动或遥控分闸／合闸操作，继电器空接点输出，出口动作保持时间可以设定。

４）脉冲量的采集、显示、上送：

　　脉冲量输入：

6路

　　脉冲量输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现脉冲电度计数的记录。

５）GPS对时：

　　GPS对时脉冲输入：

1路

　　GPS对时脉冲输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现GPS软件及硬件对时功能。

1.3.3FCK-803测控装置　

　　主要测控对象为变电站内的两个断路器开关单元，功能及配置如下：

１）模拟量的采集、显示、上送：

　　交流电流输入：

3路（Ia1,Ib1,Ic1）+3路（Ia2,Ib2,Ic2）

　　交流电压输入：

3路（Ua1,Ub1,Uc1）+3路（Ua2,Ub2,Uc2）+3路（U1x,U2x,U3x）

　　可以实现对两个完整交流功率点的电压U、电流I、有功功率P、无功功率Q、功率因数COSΦ、频率f等交流工频电量的测量计算。

可以实现对两个断路器控制对象的检同期合闸操作。

检同期功能可以设定投入或退出

不能实现对直流量的测量计算。

２）状态量的采集、显示、上送：

　　状态量输入：

48路

　　状态量输入为DC220V/110V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现状态量变位遥信及SOE事件记录。

状态量输入消抖动时间可以设定。

３）开关量输出：

　　开关量输出：

24路。

　　可以接收并执行遥控和遥调命令，实现对12个控制对象的手动或遥控分闸／合闸操作，继电器空接点输出，出口动作保持时间可以设定。

４）脉冲量的采集、显示、上送：

　　脉冲量输入：

6路

　　脉冲量输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现脉冲电度计数的记录。

５）GPS对时：

　　GPS对时脉冲输入：

1路

　　GPS对时脉冲输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现GPS软件及硬件对时功能。

1.3.4FCK-804测控装置　

　　主要测控对象为变电站内的PT电压采集及相关的开关单元，功能及配置如下：

１）模拟量的采集、显示、上送：

　　交流电压输入：

15路（U1,…,U15）

可以实现对15个交流电压U的测量计算。

不采集计算电流量和功率量。

２）状态量的采集、显示、上送：

　　状态量输入：

48路

　　状态量输入为DC220V/110V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现状态量变位遥信及SOE事件记录。

状态量输入消抖动时间可以设定。

３）开关量输出：

　　开关量输出：

24路。

　　可以接收并执行遥控和遥调命令，实现对12个控制对象的手动或遥控分闸／合闸操作，继电器空接点输出，出口动作保持时间可以设定。

４）脉冲量的采集、显示、上送：

　　脉冲量输入：

6路

　　脉冲量输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现脉冲电度计数的记录。

５）GPS对时：

　　GPS对时脉冲输入：

1路

　　GPS对时脉冲输入为DC24V空接点输入，装置内部光电隔离，可实现GPS软件及硬件对时功能。

2装置原理

FCK-800测控装置主要包括如下功能单元：

测量单元、遥信单元、控制输出单元、脉冲计数单元、通信单元、人机接口单元等。

各单元功能说明如下：

（1）测量单元

现场CT、PT来的5A/1A、100V的交流波形和直流变送器来的直流电压经高精度的变换器和运算放大器转换成适合计算机采集的小信号，经滤波后送入AD变换成数字信号，最后进入CPU进行采样，并计算出电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率等交流量值和温度、电压、电流等直流量值。

当采用两表法进行交流量的输入测量时，功率测量所用到的电压输入为Ua，Ub，Uc，电流输入为Ia，Ic。

当采用三表法进行交流量的输入测量时，功率测量所用到的电压输入为Ua，Ub，Uc，电流输入为Ia，Ib，Ic。

（2）遥信单元

状态量信号以空接点方式输入装置，经过光电隔离后转换成数字电平信号，供CPU采集处理，从而判别记录状态变位。

状态量信号的采集具有防止接点抖动的能力。

每一路状态量信号都可以整定其消抖动时限，以确保状态量信号功能的准确性和工程应用的灵活性。

（3）控制输出单元

控制输出操作是由远方调度或当地监控下达命令，装置接受此命令并返回校核无误，即输出此命令对开关进行遥控跳闸／合闸操作，或遥调升档／降档／急停操作。

每一路控制输出都可以整定其出口保持时间，以满足工程应用的灵活性。

（4）脉冲计数单元

脉冲电度表发出的脉冲信号输入装置，经光电隔离转换成数字电平信号，供CPU采集处理，从而进行脉冲计数。

信号输入电压为DC24V输入，该DC24V由本装置提供，外部脉冲电度表提供空接点即可。

（5）通信单元

装置支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）规定的通信规约，接口带有光电隔离，支持RS232、RS485、LonWorks、Ethernet等多种通信接口。

装置共提供4路通信接口：

接口1：

用于调试开发，支持RS232

接口2：

用于GPS对时，支持RS232或RS485

接口3，4：

用于监控后台网络通讯，支持RS232，或RS485，或LonWorks,或Ethernet.

（6）人机接口单元

配备有320x240点阵的大屏幕彩色液晶显示器，中文图形化菜单，可方便地进行人机对话和就地操作。

3.技术指标

3.1额定数据：

交流电流：

5A或1A

交流电压：

100V

交流频率：

50Hz

直流电压：

220V或110V

3.2性能指标：

3.2.1模拟量

a）交流电压U、电流I基本误差：

±0.2％

b）交流有功功率P、无功功率Q、功率因数cosφ基本误差:

±0.5％

c）交流频率f基本误差:

±0.01Hz

d）交流工频电量输入线性范围：

交流工频电量输入量额定值的0～120％

e）交流工频电量输入功率消耗：

交流电流回路：

<0.75VA/每相

交流电压回路：

<0.5VA/每相

f）直流模拟量输入范围：

电压源-10V～+10V

g）直流量基本误差：

±0.5％（外接温度变送器时，温度测量误差：

±2℃）

3.2.2状态量

a）状态量输入方式：

DC220V或110V输入，光电隔离

b）事件顺序记录站内分辨率：

<2ms

3.2.3脉冲量

a）脉冲量输入方式：

DC24V输入，光电隔离

b）脉宽：

>10ms

3.3电气性能：

a）环境温度：

工作：

－5℃~+45℃，储存：

－25℃~+70℃

a）绝缘电阻：

符合Dl/T630-1997中第4。

7条的规定。

b）绝缘强度：

符合Dl/T630-1997中第4。

8条的规定。

c）高频干扰适应能力：

符合Dl/T630-1997中第4。

9条的规定。

d）耐冲击电压能力：

符合Dl/T630-1997中第4。

10条的规定。

e）承受静电放电干扰能力：

能承受GB／T15153.1-1998规定的严酷等级为III级的静电放电干扰。

f）承受辐射电磁场干扰能力：

能承受GB／T15153.1-1998规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰。

g）承受快速瞬变干扰能力：

能承受GB／T15153.1-1998规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰。

4．装置硬件说明

FCK-800系列测控装置可根据电压等级和规模，选择不同的型号及配置。

FCK-800测控装置结构采用标准1/2半宽的19英寸6U机箱，结构为整体面板、全封闭机箱。

插件采用后插拔方式，端子直接出线。

FCK-801测控装置外形尺寸图，开孔尺寸图，插件布置图见附图1。

FCK-801测控装置的接线端子图见附图2。

FCK-801测控装置由4种插件组成，分别是：

交流变换插件、CPU插件、开入开出插件、电源插件。

5．装置特殊说明

5.1交流量测量

交流量测可以支持2表计法测量计算和3表计法测量计算两种。

整定为0代表2表计法，整定为1代表3表计法，算法的选择应根据工程配置及实际的接线情况来确定。

5.2直流量测量

FCK-801测控装置共有5路直流量测量，每一路直流量输入都可以外接变送器，电压输入范围为-10V～+10V。

因此每一路直流量都有4个参数需要整定。

其中变送器输入的最小值和最大值是指实际测量对象的下限和上限值。

变送器输出的最小值和最大值是指外接变送器输出电压的下限和上限值。

5.3开关量输入

FCK-801测控装置共有48路开关量输入，第1－40路用作常规遥信的开关量输入端子，第41－48路既可以作常规遥信输入，也可以用作变压器分接头的档位输入。

当“档位输入控制字”整定为0时，第41－48路被用作常规遥信输入端子。

当档位输入控制字”整定为1时，第41－48路被用作变压器分接头的档位输入端子。

这时，变压器分接头的档位以BCD码方式接入（其它方式通过外接BCD码转换器转换成BCD码后接入）。

使用第41－46路，41接最低位，46接最高位，47和48空余。

例如，当前分接头档位第15档，则输入的BCD码为“010101”。

由高到低分别接46－41路。

第1－48路开关量输入都带有可整定的消抖动时间,如果某一路输入需要的消抖动时间较长，可以根据实际工程的需要进行整定。

装置原始默认值为30ms。

5.4开关量输出

FCK-801测控装置共有24路开关量控制输出（继电器空接点输出）。

其中，第1－20路用作常规的合闸／分闸控制输出。

第21－24路既可以用作常规的合闸／分闸控制输出，也可以用作变压器分接头的调节输出。

当“调压输出控制字”整定为0时，第21－24路用作常规的合闸／分闸控制输出。

这时，加上第1－20路，一共可以对12个控制对象进行手动或遥控合闸／分闸操作。

当档位输入控制字”整定为1时，第21－24路被用作变压器分接头的档位调节输出。

第21路是“升”，第22路是“降”，第23，24路是“急停”。

FCK-801测控装置可以对一个控制对象（断路器）进行检同期合闸操作。

检同期合闸操作的输出接点为开关量控制输出的第1路。

与其配合使用的开关量输入为开关量输入的第1路（远方/就地）和第2路（手合开入）。

后面的这6个整定值用于检同期合闸操作。

“同期投退控制字”：

0-检同期功能退出；1-检同期功能投入。

“同期角整定值”：

10°－50°。

“同期线/相电压选择”：

0—抽取电压取相电压；1-抽取电压取线电压。

“同期电压相别选择”：

1—Ua或Uab；2-Ub或Ubc；3-Uc或Uca。

“同期工作方式选择”：

1—检同期；2-不检同期；3-检无压。

“检无压整定值”：

10V－50V。

FCK-801测控装置共有24路开关量控制输出（继电器空接点输出）。

每一路开关量控制输出都带有可整定的保持时间,如果某一路输出需要的保持时间较长，可以根据实际工程的需要进行整定。

装置原始默认值为200ms。

5.5校正通道系数

“校正通道系数”：

校正装置模拟量输入通道的修正系数（即刻度校正）。

是装置维护时使用的功能，也是每一台装置进行测量精度调试的第一步。

应首先对装置每一路模拟量输入通道都进行修正。

修正后系数会存储在装置内部。

原始默认值为1.000。

通道修正系数的计算公式如下：

修正系数＝测量显示值/实际外加值

例如，第1路输入为“交流A相电流”，当前外加的电流为5.000A，而装置测量显示的值为4.990A。

则该通道的通道修正系数应该设值置为：

修正系数＝4.990/5.000=0.998

6．附图

附图1:

FCK-801测控装置外形尺寸图，开孔尺寸图，插件布置图。

附图2:

FCK-801测控装置接线端子图。