快切说明书南京检测用.docx

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快切说明书南京检测用

SID-8BT型多微机同期快切复用装置使用说明书

1、适用范围

SID-8BT型多微机同期快切复用装置适用于发电厂发电机的自动同期及该机组一段厂用母线的工作电源和备用电源的自动切换，一台SID-8BT装置可控制如图1-1的1DL、2DL、3DL、4DL、5DL、11DL断路器。

如该段厂用母线有两个备用分支，则还可控制该段母线的另一个备用分支断路器，即SID-8BT总共可对7个断路器进行自动同期操作和厂用电正常及事故切换操作。

SID-8BT可用于任何电压等级的场合，例如10KV、6KV、400V等。

图1-1发电机主接线图

2、设计依据

SID-8BT与市场上流行的厂用电源快速切换装置存在着重大原理性差异，那些装置基于片面和错误的理论，导致在实施厂用电的正常切换和事故切换时出现并非人们期望的结果。

例如正常切换时为回避同频同期（合环操作）而用所谓串联切换、同时切换、并联切换，人为制造厂用负荷断电的局面，或功角超过30º就拒投，前者要冒万一原工作电源切断后而后投入电源断路器拒动导致厂用电全停的后果，后者则使正常切换不能实施。

又如，他们错误地认为厂用母线失电后靠剩余动能及剩磁进入异步发电工况的电动机群是正常有动力支持的发电机，进而用发电机正常同期的算法去捕捉同期，贻误了投入备用电源的最佳时机，不可避免在备用电源投入时因残压过低而导致为数不少的厂用电动机被保护切除，而剩余未被切除的电动机则面临极恶劣的自起动环境。

正象人们所看到的那样，那些快切装置在投入备用电源后留下一大堆烂尾让运行人员去收拾，甚至耗去很长的时间去重新起动那些被切除的厂用机械。

他们仅仅把起/备变投入后未再跳闸定义为“快切成功”，显然，这不是真正的成功。

SID-8BT则是按与他们完全不同的以下观点进行设计：

2．1发电机的自动同期操作与厂用电工作分支和备用分支的正常切换是地道的同期操作，利用同期装置自动识别差频同期和同频同期的功能，完全可以用一台装置实现发电机及厂用电相关断路器的同期操作（或称厂用电源的正常切换）。

在工作时序上发电机的同期操作肯定先于厂用电源正常切换和事故切换，没有在时间上的冲突。

因此发电机自动同期功能与厂用电源快切功能合二为一是非常合理的。

2．2失去电源的异步电动机群是没有动力及励磁支持的异步发电机，备用电源将它们拉入同步时因相角差产生的冲击，；较之与一台正常由汽轮机和励磁机支持的发电机同期要小得多。

因此，投入备用电源时其与厂用母线残压的相角差允许值不应受常规的同期条件制约，而是可以放宽很多。

因此，捕捉同期是贻误战机的重要原因。

事故切换的唯一标准就是确保在备用电源投入时所产生电流的热及力效应不伤害电动机。

2．3大型异步电动机的静态电压曲线P=f（v）、Q=F（v）表明在电动机端电压V（残压）下降到临界值以下时，电动机向母线吸收的无功功率Q急剧增大，有功功率P急剧下降（即转矩下降），其结果是此后厂用母线残压的数值及频率以更快的速度下降。

备用电源必须在该临界值之前投入。

2．4起备变高压侧断路器应取冷备用方式，这对节约变压器空载能耗有重要意义，快切装置支持起备变冷备用的唯一手段是抑制空投变压器的励磁涌流，保证空投一次成功。

2．5装置的使用及操作应简明，不允许厂用电工作分支和备用分支断路器都在合状态的时间大于1秒，以免发生主网故障时烧毁厂用分支断路器，所以厂用电正常切换不设置半自动切换。

2．6装置应具备实时计算厂用母线负荷等值阻抗的功能，确保事故切换时施加在厂用负荷（主要是电动机）上的电压不超过其最大允许工作电压。

3、SID-8BT型多微机同期快切复用装置的基本功能

3．1发电机变压器组相关断路器的自动同期功能。

装置能够自动识别同期性质（差频或同频同期）。

3．2厂用电工作分支及备用分支间的正常双向切换。

合工作、合备用及起动正常切换（改变当前工作分支及备用分支状态的切换，当前状态应满足两个分支断路器是互非的状态）。

装置不实施分工作和分备用操作，因分断路器操作不需特定条件，可由断路器的常规控制系统操作。

3．3厂用电工作分支及备用分支（含起备变高压侧）间的单向事故切换，即备用分支取代已被保护跳开的工作分支。

起/备变高压侧断路器的合闸需具备励磁涌流抑制功能，确保一次空投变压器成功。

3．4厂用电工作分支及备用分支间的单向非正常切换，即厂用母线电压下降及工作分支偷跳均可起动跳工作分支，投备用分支。

3．5事故切换前后以每秒1000点的速度对厂用母线三相电压及起/备变三相电流进行自动录波。

3．6自动存贮及打印正常及事故切换操作记录。

3．7与DCS（上位机）间通过RS-485或以太网进行通讯。

3．8纳入厂内GPS校时系统。

4、装置结构

4．1面板布置

SID-8BT为标准19嵌入式机箱结构，面板布置如图4-1

图4-1面板布置图

面板右侧布置了操作键盘及串行通讯接口，中部为液晶显示屏，左侧为智能同步表、工况指示灯。

左侧工况指示灯分电源电压指示和合/分控制信号指示，电源灯亮表示电压正常，控制信号为“合”时发红光，“分”时发绿光。

右侧为信号及断路器状态，灯亮表示该信号有效或断路器在合状态，反之，灯熄。

显示屏采用240×128宽温液晶显示屏，与操作键盘配合可实现参数设置、测值显示、工况显示、报警显示、切换记录查询和打印、电量标定等功能。

九个操作键定义如下：

·上、下键用以选择菜单项

·左、右键用以选择整定参数位

·加、减键用以增减整定参数值

·退出键用以退出当前菜单

·确认键用以确认当前选定的菜单项或存贮整定的参数值

·复位键用以对装置内各CPU进行复位操作，从头开始执行程序，装置当前工作方式及工况在液晶屏上显示。

同步表以灯光实时显示当前工作母线及备用母线电压的相角差及频差方向，提供更为直观的厂用电切换或同期过程。

同步表的显示状态及液晶屏的显示内容均可通过RS-485现场总线或以太网提供给上位机。

电源指示灯提供装置内部各级工作电源的状态。

面板上的通讯口为装置对外的RS-232接口，可供用笔记本电脑测试装置之用。

4．2背板布置

背板布置如图4-2

图4-2背板布置图

背板共有7个插件，分别为电源插件、切换MOSFET继电器插件、控制继电器插件、电压互感器及电流互感器插件、输入开关量接口及通讯插件、发电机同期插件、CPU插件。

各插件通过内部总线板互联，装置与外部的连线从各插件的端子排及相应插座引入。

输入到装置的开关量都为空接点，它们的一端分别连接到不同的开关量输入端，而另一端则连在一起并引到装置内的专用220VDC电源。

4．3安装尺寸

装置尺寸如图4-3

图4-3SID-8BT安装尺寸图

5、端子及接线

5．1电源插件JK1端子：

工作电源和开关量输入信号

端子号

信号说明

信号性质

JK1-1

起备变高压侧断路器辅助接点

•

JK1-2

备用分支选择

JK1-3

待用

JK1-4

待用

JK1-5

待用

JK1-6

待用

JK1-7

待用

JK1-8

待用

JK1-9

220V-公共端

JK1-10

电源输入

110-220VAC/DC

JK1-11

电源输入

110-220VAC/DC

每段厂用母线最多可有2个备用电源分支。

备用分支选择用于选择使用哪个备用分支，开关闭合表示选择备用2，断开选择备用1。

5．2切换继电器插件JK3端子：

MOSFET继电器输出，直接操作厂用电断路器分、合所有信号均为MOSFET继电器输出。

端子号

信号定义

信号性质

JK3-1

合工作+

JK3-2

合工作-

JK3-3

分工作+

JK3-4

分工作-

JK3-5

合备用1+

JK3-6

合备用1-

JK3-7

分备用1+

JK3-8

分备用1-

JK3-9

合备用2+

JK3-10

合备用2-

JK3-11

分备用2+

JK3-12

分备用2-

JK3-13

合起备变高压侧三相+

JK3-14

合起备变高压侧三相-

JK3-15

备用1+

JK3-16

备用1-

JK3-17

备用2+

JK3-18

备用2-

JK3-19

分起备变高压侧三相

JK3-20

分起备变高压侧三相

合备用2、分备用2用于一段厂用母线有2个备用电源分支时。

起备变高压侧断路器如需具备抑制励磁涌流功能，则合起备变高压侧三相信号送到屏内的励磁涌流抑制器，再由抑制器分相控制断路器的A相、B相、C相或三相。

继电器输出容量为600VDC，6A，可直接驱动断路器，不需外加中间继电器。

5．3控制继电器插件JK2端子：

开关量输出，密封电磁继电器空接点，接点容量220VDC.0.5A或220VAC.5A

端子号

信号说明

信号形式

应用场合

JK2-1

降压

发变组自动同期

JK2-2

JK2-3

升压

发变组自动同期

JK2-4

JK2-5

减速

发变组自动同期

JK2-6

JK2-7

增速

发变组自动同期

JK2-8

JK2-9

待并侧电压高

发变组同期及厂用电正常切换

JK2-10

JK2-11

待并侧电压低

发变组同期及厂用电正常切换

JK2-12

JK2-13

待并侧频率高

发变组同期及厂用电正常切换

JK2-14

JK2-15

待并侧频率低

发变组同期及厂用电正常切换

JK2-16

JK2-17

同频

发变组同期及厂用电正常切换

JK2-18

JK2-19

功角越限

发变组同期及厂用电正常切换

JK2-20

JK2-21

报警

发变组同期及厂用电快切

JK2-22

JK2-23

切换完毕

厂用电快切

JK2-24

JK2-25

电源失压

发变组同期及厂用电快切

JK2-26

JK2-27

切换失败

厂用电快切

JK2-28

JK2-29

装置闭锁

厂用电快切

JK2-30

JK2-31

低压减载1

厂用电事故切换

JK2-32

JK2-33

低压减载2

厂用电事故切换

JK2-34

其中的降压、升压、减速、增速和低压减载1、低压减载2用于控制。

其它信号用于快切状态指示。

发电机差频并网时,如果设置了自动调频、调压功能，当频差或压差不满足条件时，装置发增、减速或升、降压控制命令。

在事故切换过程中，当厂用母线电压低于“低压减载起动电压”并超过“母线低压切换延时”，装置发低压减载命令,切除相应的厂用电动机。

发电机同期过程和厂用电断路器正常切换过程中，如果断路器两侧压差、频差不满足条件，将发出待并侧电压高、待并侧电压低、待并侧频率高、待并侧频率低、同频、功角越限等指示信息。

在同频并网时不会发同频、频率高、频率低信号。

在差频并网时不会发功角越限信号。

厂用电断路器的待并侧指靠近发电机一侧，系统侧为远离发电机一侧。

在同期或快切过程中，如果装置检测出装置本身有故障，或外部的TV输入信号以及断路器状态异常，则发报警信号。

厂用电断路器成功完成一次切换（正常和事故切换）则发“切换完毕信号”如切换不成功，发“切换失败”。

在下列任一种情况发生时，装置发“装置闭锁”信号：

完成一次快切（成功或不成功）；完成一次同期；发生报警；由外部发来“保护闭锁”开入信号；由外部发来“闭锁快切”开入信号。

5.4电压及电流互感器插件JK5端子：

TV、TA信号输入。

端子号

信号说明

信号性质

JK5-1

工作分支TVUGA

交流电压

JK5-2

工作分支TVUGN

交流电压

JK5-3

备用分支1TVUB1A

交流电压

JK5-4

备用分支1TVUB1N

交流电压

JK5-5

起备变高压侧TVUQA

交流电压

JK5-6

起备变高压侧TVUQB

交流电压

JK5-7

备用分支2TVUB2A

交流电压

JK5-8

备用分支2TVUB2N

交流电压

JK5-9

厂用母线TVUA

交流电压

JK5-10

厂用母线TVUB

交流电压

JK5-11

厂用母线TVUc

交流电压

JK5-12

厂用母线TVUN

交流电压

JK5-13

备用分支TAIa*

交流电流

JK5-14

备用分支TAIa

交流电流

JK5-15

备用分支TAIb*

交流电流

JK5-16

备用分支TAIb

交流电流

JK5-17

备用分支TAIc*

交流电流

JK5-18

备用分支TAIc

交流电流

*为实施快切功能取用的工作分支TV二次电压和备用分支TV二次电压为单相电压，而厂用母线TV二次电压因录波需要使用三相电压，为保证正确进行厂用电切换，要求工作分支、备用分支及厂用母线用作切换信号的TV二次电压都取UAN或UAB，保证三者相位一致。

如起备变为冷备用方式，取用其高压侧TV二次电压也应与前述电压相位一致。

5.5输入开关量接口及通讯插件JK6端子

用于数字量输入；RJ45插座为以太网接口，九针D型插座GPS接口（RS-232标准）

端子号

信号项

信号性质

JK6-1

投备用

•

JK6-2

投备用切工作

•

JK6-3

正常切换/事故切换

•

JK6-4

同期/快切

•

JK6-5

保护闭锁

•

JK6-6

自动/半自动

•

JK6-7

备用2断路器辅助接点

•

JK6-8

备用分支断路器辅助接点

JK6-9

GPS-

•

JK6-10

远方复位

JK6-11

RS485-

•

现场总线

JK6-12

合工作切备用

•

JK6-13

切备用

•

JK6-14

工作母线TV投入

•

JK6-15

保护启动

•

JK6-16

闭锁快切

•

JK6-17

工作/试验

•

JK6-18

工作分支断路器辅助接点

JK6-19

GPS+

JK6-20

220V-公共端

JK6-21

RS485+

现场总线

JK6-22

220V+

·投备用：

该开入信号用以启动正常切换的投备用操作。

由DCS或手动按钮产生，短信号。

·投备用切工作：

该开入信号用以启动正常切换的投备用切工作操作。

由DCS或手动按钮产生，短信号。

·正常切换/事故切换：

来自DCS或手动开关。

用于选择快切方式，闭合为正常切换，断开为事故切换。

长信号，每次选择需复位装置。

·同期/快切：

来自DCS或手动开关。

用于选择同期工作方式或快切工作方式。

闭合为同期方式，断开为快切方式。

长信号。

每次选择需复位装置。

·保护闭锁：

来自继电保护装置输出的开关量。

合状态为闭锁快切。

用于厂用变故障或厂用母线故障时闭锁快切装置动作。

当保护闭锁信号解除后，需复位装置才能重新进入工作。

·自动/半自动：

该开入信号用以选择正常切换的自动化程度，如果选择自动方式，则执行“投备用切工作”或“合工作切备用”操作时，先自动进行合操作，然后自动进行切操作。

如果选择半自动方式，则只先自动进行合操作，而需由人工进行切操作。

闭合为自动方式，断开为半自动方式，长信号，每次选择需重新复位装置。

·远方复位：

此开入信号用以从远方复位装置，由DCS或控制台上的一个按钮实现，短信号。

·合工作切备用：

该开入信号用以启动正常切换的合工作切备用操作。

由DCS或手动开关产生，短信号。

·切备用：

该开入信号用以启动正常切换的切备用操作。

由DCS或手动开关产生，短信号。

·工作母线TV投入：

该开入信号用以反映工作母线TV投入状况，合为工作母线TV投入，即TV二次电压信号可用。

·保护启动：

该开入信号由继电保护装置发来，用于启动事故切换。

·闭锁快切：

该开入量用在装置在“事故切换”方式下人工操作厂用电断路器时，事先闭锁事故切换，以免因断路器状态变化引起快切操作，此为长信号。

当闭锁快切解除后，需复位装置，才能重新工作。

·工作/试验：

该开入量用以选择装置工作模式，长信号，合为试验，分为工作。

试验时全部分、合闸出口回路均闭锁。

但面板上相应的状态指示灯均能提供工况信息。

在插件背板左上侧装有一个工作/试验选择开关，与JK6-17并联，在“试验”位置时装置面板”试验”指示灯亮。

·GPS+，GPS-：

当GPS（校时系统）的PPS信号（秒信号）为无源开关量信号时，这二个端子分别接GPS信号源的二根输出信号线上，不分极性。

当GPS的PPS信号为有源脉冲信号时，则GPS+接到信号线上，GPS-接到信号地线上。

为提高开入回路的抗干扰能力，开入驱动电源采用220V直流电压。

5.6发电机同期插件JK4端子

用于接收三个发电机同期点断路器两侧的TV二次电压信号、同期点合闸控制信号和同期点相关的开关量输入信号。

端子号

信号说明

信号性质

JK4-1

＃1同期点待并侧TVUGA1

交流电压

JK4-14

＃1同期点待并侧TVUGN1

交流电压

JK4-2

＃1同期点系统侧TVUSA1

交流电压

JK4-15

＃1同期点系统侧TVUSN1

交流电压

JK4-3

＃2同期点待并侧TVUGA2

交流电压

JK4-16

＃2同期点待并侧TVUGN2

交流电压

JK4-4

＃2同期点系统侧TVUSA2

交流电压

JK4-17

＃2同期点系统侧TVUSN2

交流电压

JK4-5

＃3同期点待并侧TVUGA3

交流电压

JK4-18

＃3同期点待并侧TVUGN3

交流电压

JK4-6

＃3同期点系统侧TVUSA3

交流电压

JK4-19

＃3同期点系统侧TVUSN3

交流电压

JK4-7

＃1同期点合闸输出+

JK4-20

＃1同期点合闸输出-

JK4-8

＃2同期点合闸输出+

JK4-21

＃2同期点合闸输出-

JK4-9

＃3同期点合闸输出+

JK4-22

＃3同期点合闸输出-

JK4-10

选择＃1同期点

•

JK4-23

选择＃2同期点

•

JK4-11

选择＃3同期点

•

JK4-24

＃1断路器辅助接点

•

JK4-12

＃2断路器辅助接点

•

JK4-25

＃3断路器辅助接点

•

JK4-13

单侧无压合闸确认

JK4-26

220V-公共端

同期合闸输出控制由大容量的MOSFET继电器输出，容量为600VDC.6A，可直接驱动断路器。

6、装置参数类别、定义及整定范围

SID-8BT整定参数有：

快切参数、各同期点参数、同期公共参数、通讯参数。

现分述如下：

6．1快切参数：

共31个，即：

（1）正常切换允许频差；

（2）正常切换允许压差；（3）正常切换允许功角；（4）事故切换电动机允许电压；（5）起备变备用方式；（6）低压切换起动电压；（7）母线低压切换延时；（8）后加速延时；（9）低压减载起动电压1；（10）低压减载起动电压2；（11）低压减载延时1；（12）低压减载延时2；（13）工作断路器合闸时间；（14）工作断路器分闸时间；（15）备用断路器1合闸时间；（16）备用断路器1分闸时间；（17）备用断路器2合闸时间；（18）备用断路器2分闸时间；（19）起备变高压侧合闸时间；（20）起备变高压侧分闸时间（21）备用电源失电电压；（22）工作分支电压额定值；（23）备用分支1电压额定值；（24）备用分支2电压额定值；（25）工作母线电压额定值；（26）高厂变高压侧电压额定值；（27）事故切换方式；（28）低压切换方式；（29）起备变短路电抗；（30）工作变短路电抗；（31）工作变空载高低压电压比。

这组参数用于厂用工作及备用分支断路器的正常和事故切换操作。

正常切换操作的“合”操作分为差频并网和同频并网，大部分情况为同频并网，某些运行方式也可能是差频并网。

“正常切换允许频差”、“正常切换允许压差”是厂用电正常切换操作为差频并网时的条件，差频并网满足此二条件后即捕捉0°相角差时合闸。

“正常切换允许压差”、“正常切换允许功角”是厂用电正常切换操作为同频并网时的条件。

“事故切换电动机允许电压”是厂用电事故切换时的条件。

起备变备用方式有两种方式，即冷备用和热备用。

当处于冷备用方式时，合备用分支断路器前先合起备变高压侧断路器，后者具备抑制励磁涌流功能,在高、低压侧断路器合闸时序上应安排高压侧先于低压侧合上。

起备变高压侧断路器的分闸操作也受控于涌流抑制部件，为下次合闸操作提供起备变剩磁信息。

“低压切换起动电压”、“母线低压切换延时”是非正常低压切换的起动条件。

当厂用母线电压低于“低压切换起动电压”且持续“母线低压切换延时”时，装置自动起动低压切换，切除工作分支，投入备用分支。

“后加速延时”是事故切换时装置提供给起备变保护后加速的无源接点延时返回时间的定值。

“低压减载起动电压1”、“低压减载起动电压2”、“低压减载延时1”、“低压减载延时2”是在事故切换过程中低压减载起动条件。

当电压低于“低压减载起动电压1”并超过“低压减载延时1”，则起动低压减载1（由控制继电器插件的JK2-16、38端子输出），切除部分厂用电动机及其他负荷。

当电压低于“低压减载起动电压2”并超过“低压减载延时2”时，则起动低压减载2（由控制继电器插件的JK2-17、39端子输出），切除另一些厂用电动机及其他负荷。

“备用电源失电电压”：

装置在事故切换方式时，备用电源电压应一直在正常状态，如果备用电源失电，则装置报警并闭锁装置，当备用电源低于“备用电源失电电压”则发出“装置失电”信号。

这个参数是备用电压额定值的一个百分数。

装置在发出“装置失电”信号3秒后自动复归，如仍失电则报警。

“工作分支电压额定值”、“备用分支电压额定值”、“工作母线电压额定值”、高厂变高压侧电压额定值分别是工作分支TV二次额定电压、备用分支TV二次额定电压、母线TV二次额定电压及高厂变高压侧二次额定电压的实际值可为线电压或相电压。

“事故切换方式”、“低压切换方式”分别用于设置事故切换和非正常低压切换的方式，可选同时切换或串行切换。

当选“同时”时，在发出跳工作命令后，如工作分支断路器断开前，满足快切条件，将立即发出合备用命令。

当选“串行”方式时，应在工作分支断路器跳开后才发合备用命令，以避免工作分支没断开，将备用电源合到事故回路上。

“起备变短路电抗”及“工作变短路电抗”用于计算捕捉电动机群耐受电压时机的数据。

6．2各同期点参数：

共9个，即：

（1）对象类型；

（2）合闸时间；（3）待并侧电压额定值；（4）系统侧电压额定值；（5）允许功角；（6）允许频差；（7）允许压差；（8）单侧无压合闸；（9）断路器代号。

SID-8BT有两种操作功能，即快切操作和同期操作，它们操作的断路器不同，快切操作作用于厂用电工作及备用分支断路器。

同期操作作用于发电机变压器组断路器（包括发电机出口和发变组高压侧相关的断路器）。

本装置可对三个断路器进行自动同期操作，每个断路器设置一组“同期点参数”。

“对象类型”：

发电机同期点断路器分差频型或同频型。

发电机出口断路器为单纯的差频并网，属差频型，其它断路器如有可能进行差频并网也有可能进行同频并网，则属同频型。

如选同频型则同期装置会自动识别并网性质，根据当时识别的不同并网性质实施不同的同期操作。