保定市瑞泰电气有限公司RT-FXJK箱变智能监控装置

产品使用说明书

            第 1 章    保定市瑞泰电气产品概述

1. 保定市瑞泰电气应用范围

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。从而给风电场的安全生产与日常维护带来极大的不便，由其是对设备和人身安全构成隐患。因此，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RT-FXJK智能箱变监控装置，该装置可以很好地实现风电箱变全部信息的实时监测，将箱变各种信息实时上传至中控室。如变压器低压侧的电压、电流等电气量，同时也可采集变压器的油位、油温、重瓦斯等非电量信息。当有异常事件发生时，装置将故障信息及时上传，发出告警信号或进行跳闸动作，避免故障进一步的扩大，挽回了箱变设备损坏的直接损失以及维修期间发电量的间接损失。另外，运行人员在远方对箱变进行监测和控制，从而大大减少了现场维护的工作量及由此带来的安全隐患。、

    保定市瑞泰电气RT-FXJK智能箱变监控装置的电气量保护功能，包括过流Ⅰ段、过流Ⅱ、过流Ⅲ、过压保护、欠压保护、低频保护等，既有相应的测控功能，也具有相应的继电保护功能；通讯介质是光纤、以太网、RS485可选，为现场提供了丰富的组网形式。

2. 保定市瑞泰电气特点

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。

第 2 章  技术指标

1．环境条件

2． 绝缘性能

3． 电磁兼容（EMC）性能

4． 额定参数

5． 测量精度

第 3 章  产品功能

1．装置功能表

2．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。

3．开关量输入

装置能够最多采集19路开关量输入。开入回路中均可设置为无源方式或有源方式（订货时注明）。

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。

4．开关量输出

控制器有6个独立的继电器输出，采用干接点形式输出。继电器的输出方式（电平和脉冲/脉宽可设置）可编程设置,继电器的用途可根据用户需要编程设置。

5．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。

6．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。

6.1  过流保护、过负荷动作逻辑框图如下：（各软压板均投入）

图3-1  三段过流保护、过负荷动作逻辑图

6.2  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。

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。

6.3  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）

图3-2  过电压保护逻辑图

6.4  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）

图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。

6.5  低频率保护逻辑图如下（各软压板均投入）

图4-4  低频率保护逻辑图

6.6  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：<, /span>

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。

7. 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。

8．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。

9．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：

Ø 保护动作类型及动作参数；

Ø 装置告警情况；

Ø 遥信变位；

Ø 控制监视（如“遥控选择”合/分操作等）

第 4 章  本体模块端子定义

1．端子定义

图4-1 RT-FXJK 风电箱变智能监控装置端子图

Ø UA、UB、UC 为三相电压输入端子，IA、IB、IC、IA’、IB’、IC’为A、B、C三相及零序电流输入端子；

Ø DC1+、DC1-, DC2+、DC2-：两路4～20mA直流输入；

Ø TM1、TM2：PT100热电阻输入；

Ø GDI 接口为本体和显示模块连接口；

Ø 如果塔基主控系统允许接入其它智能装置，可采用装置所提供的第1 路RS485 将装置     接入塔基主控系统；

Ø DI1、DI2……DI19:为19路开关量输入；

Ø L、N 为装置电源接入端子，G接地端子；

Ø DO11~DO62 为6路继电器输出端子；

Ø LAN1、LAN2为100M以太网接口；·

Ø F1、F2为光纤通讯接口；

2．安装尺寸

2.1 装置结构尺寸

2.2 装置安装孔尺寸

                  第 5 章  人机界面

RT-FXJK风电箱变智能监控单元的人机接口示意图如下：

                              图5-1 人机接口示意图

5.1．主要功能

Ø 显示实时测量数据，通讯状态，开关量状态等；

Ø 对主回路进行控制操作；

Ø 定值参数整定。

5.2．按键说明

Ø “合闸”、“分闸”按钮，进行开关分合操作。

Ø “↑”键：命令菜单选择，显示向上换行，或光标上移；

Ø “↓”键：命令菜单选择，显示向下换行，或光标下移；

Ø “←”键：光标左移；

Ø “→”键：光标右移；

Ø “＋”键：数字增加选择；

Ø “－”键：数字减少选择；

Ø “确定”键：菜单执行及数据确认；

Ø “返回/复归”键：返回上级菜单，不保存设置。按时间2S复位报警灯。

5.3．指示灯

Ø 运行灯：显示操作面板与主机之间的通讯状态，闪烁表示运行通讯正常。在长期无操作时，系统会进行巡检状态，运行指示灯闪烁周期会变长。

Ø 报警灯：在保护动作或装置故障时点亮，在产生的故障消失后，按复归键熄灭。

Ø 合闸1灯：指示低压侧断路器或隔离开关在合位；

Ø 分闸1灯：指示低压侧断路器或隔离开关在分位；

Ø 合闸2灯：指示高压侧断路器或隔离开关在合位；

Ø 分闸2灯：指示高压侧断路器或隔离开关在分位；

5.4．安装尺寸

4.1 装置结构尺寸

4.2 装置安装孔尺寸

第 6 章  典型接线图