第 1 章 產(chǎn)品概述
1.應(yīng)用范圍
光伏電站工程一般按“少人值守”的運(yùn)行管理方式設(shè)計,整個光伏電場的集控室設(shè)置在升壓站側(cè)。光伏電場的分布比較分散,距離中控室近的有幾十米或幾百米,遠(yuǎn)的可達(dá)幾十公里,而每個之間的距離也有500米到1000米。
由于上述原因,一直以來升壓站綜自系統(tǒng)都無法實現(xiàn)對箱變的監(jiān)視和控制,使箱變系統(tǒng)成為光伏電場的信息孤島和監(jiān)控盲區(qū)。作為光伏發(fā)電的一個變電環(huán)節(jié),實現(xiàn)對光伏箱變的遠(yuǎn)程管理和自動化監(jiān)控,滿足光伏電站工程“少人值守”的運(yùn)行管理方式,已經(jīng)勢在必行。
為此,我公司專門設(shè)計開發(fā)了一套ZL-XBJK系列箱變智能監(jiān)控裝置,可以很好地實現(xiàn)光伏箱變?nèi)啃畔⒌谋O(jiān)測、非電量保護(hù)、控制和通訊功能。
2. 產(chǎn)品特點(diǎn)
Ø產(chǎn)品是專門針對光伏廠箱變測量、控制和通訊的實際需要設(shè)計,是箱變監(jiān)控的完整解決方案。
Ø裝置采用工業(yè)級器件,可適用于光伏場-40℃~70℃的寬溫工作環(huán)境。
Ø硬件平臺統(tǒng)一,模塊化設(shè)計,內(nèi)部無可調(diào)元件,使裝置現(xiàn)場安裝調(diào)試更加方便。
Ø采用高性能DSP處理器和大容量的FLASHRAM存貯器,使裝置具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和存取能力。
Ø豐富多樣的通訊接口(雙RS485/CAN、雙以太網(wǎng)、雙光纖通訊接口),使可方便地接入現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。
Ø裝置顯示及操作由專門的巡檢儀,通過無線/有線兩種方式與巡檢儀通訊。
Ø裝置結(jié)構(gòu)按箱變開關(guān)柜要求設(shè)計,尺寸較小,安裝方式簡單,配線方便。
第 2 章 技術(shù)指標(biāo)
1、環(huán)境條件
工作環(huán)境 | 應(yīng)安裝在無爆炸危險和無導(dǎo)電塵埃、無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的地方。 |
工作環(huán)境溫度 | -40℃~+70℃ |
儲存環(huán)境溫度 | -40℃~+85℃,相對濕度不大于85%,宜儲存于防雨、防雪的室內(nèi),周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體。 |
相對濕度 | 在較高溫度為+75℃時相對濕度不超過50%;在較低溫度下可以有較高的相對濕度,例如20℃時達(dá)90%,因溫度變化偶爾產(chǎn)生的凝露,應(yīng)采取特殊措施。 |
大氣壓力 | 80kPa~110kPa |
2、絕緣性能
絕緣電阻檢驗 | 100MΩ/500V |
介質(zhì)強(qiáng)度檢驗 | 0.5 kV(額定絕緣電壓≤63V 時) 2.0kV(額定絕緣電壓>63 V 時); 50Hz,1min |
沖擊電壓檢驗 | 1.0 kV(額定絕緣電壓≤63V 時), 5.0kV(額定絕緣電壓>63 V 時)。 |
3、電磁兼容(EMC)性能
靜電放電抗擾度檢驗: GB/T 14598.14-1998(IEC 60255-22-2:1996) | 4級 |
震蕩波抗擾度檢驗:GB/T 14598.13-2008(IEC 60255-22-1:2007) | 3級 |
射頻電磁場輻射抗擾度檢驗: GB/T 14598.9-2002(IEC 60255-22-3:2000) | 4級 |
電快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗: GB/T 14598.10-2007(IEC 60255-22-4:2002) | 4級 |
浪涌抗擾度檢驗(1.2/50μs): GB/T 14598.18-2007(IEC 60255-22-5:2002) | 4級 |
工頻抗擾度檢驗:GB/T 15153.1998(IEC 60255-22-7:2003) | 3級 |
4、額定參數(shù)
額定工作電壓 | AC/DC220V | 測量交流輸入電壓 | AC690V 或AC400V |
額定功耗 | 不大于20W | 測量交流頻率 | 50Hz 或60Hz |
開關(guān)量輸入 | AC/DC220V 外部有源接點(diǎn) | 污染等級 | 3 級 |
控制繼電器輸出 | 交流220V 回路:AC250V,8A 交流380V 回路:AC380V,1.9A 直流回路:DC250V,1.5A | 安裝類別 | Ⅲ級 |
測量交流輸入電流 | 5A/1A |
5、測量精度
項目 | 范圍 | 精度 | 項目 | 范圍 | 精度 |
電流 | 10%~120%Ie | 0.5級 | 功率因數(shù) | 0~1 | ±1% |
電壓 | 50%~150%Ue | 0.5級 | 功率 | 0~7200W | ±1% |
頻率 | 45Hz~65Hz | ±0.02Hz | 模擬量 | 4~20mA | 1級 |
熱電阻 | 200~15000Ω | 2級 |
第 3 章 產(chǎn)品功能
1、裝置功能表
ZL-XBJK裝置分別對箱變低壓側(cè)2分支實現(xiàn)以下功能的監(jiān)控:
功能分類 | 裝置功能 |
測量功能 | 三相電壓、三相電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功功率電度、無功功率電度、零序電流、零序電壓,溫度 |
電氣量保護(hù)功能 | 過流保護(hù)、過負(fù)荷、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、低頻、PT斷線及閉鎖 高溫保護(hù)、直流保護(hù)。 |
非電量保護(hù)功能 | 跳閘:重瓦斯、高溫報警:輕瓦斯、高溫、變壓器油位低、壓力釋放 |
控制功能 | 6路開出:35KV開關(guān)分合閘;低壓側(cè)2路分支開關(guān)分合閘 |
通訊功能 | 2路RS485或2路以太網(wǎng)或2路光纖接口 |
直流模擬量輸入 | 2路4~20mA直流 1路PT100熱電阻 |
開關(guān)量輸入 | 16路(外部提供DC220/110/48/24V或AC220/110V電源或無源輸入均可) |
事件記錄 | 100條 |
2.測量功能
裝置具有12路交流量輸入,分別為低壓側(cè)2路分支的三路測量電流輸入,三路電壓輸入。電壓輸入方式可以通過整定值進(jìn)行整定,可選擇的方式有三相四線星形(三個相電壓)、三相三角形(三個線電壓)。
裝置顯示單元可顯示出采集到各路交流量的實時值及相位,電壓及測量電流的幅值以一次值顯示,相位則均以UA為基準(zhǔn)向量顯示。
裝置根據(jù)所監(jiān)測的電流電壓情況計算得到系統(tǒng)的功率因數(shù)。
裝置計算得到有功、無功功率,其顯示值折算到一次側(cè)。
裝置根據(jù)計算得到的有功、無功功率進(jìn)行累計得到的電能統(tǒng)計。
裝置根據(jù)A相電壓得到系統(tǒng)的頻率。
其中各相角均以UA為參考,裝置的相角測量未作精度要求,但能顯示各輸入量的相位關(guān)系,可直觀的反映現(xiàn)場的接線是否出錯。
裝置可實時測量各種電氣量并在顯示單元進(jìn)行顯示,亦可通過通信口隨時將當(dāng)?shù)販y量參數(shù)內(nèi)容上傳后臺機(jī)。
積分電能參數(shù)是一個累計值,基本的電能參數(shù)包括:
● 有功電能(KWH)
● 無功電能(KVARH)
電能讀數(shù)是真有效值,所有的電能參數(shù)表示三相的總和。電能讀數(shù)的分辨率為0.01度,較大范圍為199999999.9度。超出較大值,積分電能自動歸零后繼續(xù)累加。所有電能參數(shù)均為其電能總量(表示三相電能輸入和輸出的總量)。
編程模式下,可將積分電能累加器清零、置數(shù)。
提供3路DC4~20mA或熱電阻模擬量輸入,用于采集溫度變送器等傳送過來的信號。
3.開關(guān)量輸入
裝置能夠低壓側(cè)2支路分別采集16路開關(guān)量輸入。開入回路中均可設(shè)置為無源方式或有源方式(訂貨時注明)。
無源方式:裝置將輸出一路DC24V電壓作為開關(guān)量采集的電源。只需要將公共端與相應(yīng)的開入端子接通(電阻小于100Ω)即可采集到該開關(guān)量。
有源方式:開關(guān)量采集的工作電壓由外部提供,工作電壓可以選擇為DC220V、DC24V、AC220V等(特殊電壓可由用戶特別提出)。此時公共端接負(fù)(或零線),相應(yīng)的開入端子接正(或火線)。
裝置的開關(guān)量采集電路采取了嚴(yán)格的防雷、防瞬變電磁干擾措施,保證了遙信采集的高可靠性。開入中兩路(B1、B2)已經(jīng)定義為低壓側(cè)開關(guān)的合位信號輸入,另外14路用戶可以自行定義。儀表的面板可以查看到各路開入的實時狀態(tài)。
開入的變位可以由儀表記錄下來,在儀表菜單中事件記錄一欄可以查看到變位時的狀態(tài)、時間。事件記錄中的時間分辨率為1ms。
4.開關(guān)量輸出
控制器低壓側(cè)2支路各有6個獨(dú)立的繼電器輸出,采用干接點(diǎn)形式輸出。繼電器的輸出方式(電平和脈沖/脈寬可設(shè)置)可編程設(shè)置,繼電器的用途可根據(jù)用戶需要編程設(shè)置。
5.通信接口
控制器能夠低壓側(cè)各提供兩個通訊接口。兩個通信口均可選配為RS485、以太網(wǎng)或光纖接口以太網(wǎng)。兩個通信口相互獨(dú)立,可以與兩個獨(dú)立的通信管理機(jī)(后臺)同時通信,實現(xiàn)完整的雙網(wǎng)通信。
通過通訊電纜將通信口與一臺PC機(jī)連接,通過在PC機(jī)上運(yùn)行的調(diào)試軟件,用戶可以完全監(jiān)視儀表的運(yùn)行狀況及各種實時數(shù)據(jù),也可以修改儀表的各種參數(shù)或控制繼電器的輸出,甚至可以獲得儀表的一些高級應(yīng)用功能。多臺儀表可以通過通訊接口掛接在同一總線上(具體數(shù)量由現(xiàn)場環(huán)境、通訊速率等因數(shù)決定)與計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接。
裝置顯示菜單中通訊地址、通訊波特率可編程設(shè)置。
6.保護(hù)功能
本產(chǎn)品可以對箱變低壓側(cè)2支路實現(xiàn)以下保護(hù)功能,所有的保護(hù)功能均按照簡單的過量/欠量原理工作。各種保護(hù)可以通過軟壓板整定為跳閘、報警或退出,其保護(hù)啟動的出口可以任意整定。
6.1 過流保護(hù)、過負(fù)荷動作邏輯框圖如下:(各軟壓板均投入)
6.2 過電壓保護(hù)
為避免在發(fā)生單相接地故障時單相電壓升高,引起過壓保護(hù)誤動,裝置過壓保護(hù)電壓取母線線電壓。其保護(hù)邏輯圖如下(各軟壓板均投入)
6.3 欠壓保護(hù)
欠壓保護(hù)電壓取母線線電壓,可根據(jù)整定選擇任意線電壓低于欠壓定值(或邏輯)或三個線電壓全低于欠壓定值(與邏輯)。
欠壓保護(hù)可根據(jù)設(shè)定選擇是否需要有流閉鎖、PT斷線閉鎖。
欠壓保護(hù)電壓取母線線電壓,其保護(hù)邏輯圖如下:(各軟壓板均投入)
圖3-3 欠壓保護(hù)邏輯圖
欠壓保護(hù)可根據(jù)設(shè)定選擇是否需要有流閉鎖。
6.4 低頻率保護(hù)邏輯圖如下(各軟壓板均投入)
圖4-4 低頻率保護(hù)邏輯圖
6.5 PT斷線及斷線閉鎖
PT斷線、PT失壓在采用不同的PT接線方式時判據(jù)分別為:
A、裝置PT接線方式設(shè)定為四線星型(Y型)時判據(jù)
① PT失壓檢測的判據(jù)如下:
三相電壓均小于10V,三相電流小于0.06In,斷路器處于合位,判為三相PT無壓,裝置報“PT無壓”事件。
② PT斷線檢測的判據(jù)如下:
在下面三個條件之一得到滿足時,裝置報“PT斷線”事件。
1)三相電壓均小于10V,任一相電流大于0.06In,斷路器處于合位,判為PT斷線;
2)三相電壓向量和大于18V,較小線電壓小于18V,判為PT斷線;
3)三相電壓向量和大于18V,較大線電壓與較小線電壓的差值大于18V,判為PT斷線。
B、裝置設(shè)定PT接線方式為三線三角型(V型)時判據(jù)
① PT失壓檢測的判據(jù)如下:
三線電壓均小于10V,三相電流小于0.06In,斷路器處于合位,判為三相PT無壓,裝置報“PT無壓”事件
② PT斷線檢測的判據(jù)如下:
在下面二個條件之一得到滿足時,裝置報“PT斷線”事件。
1)三線電壓均小于10V,任一相電流大于0.06In,斷路器處于合位,判為PT斷線;
2)線電壓較大值減其余兩線電壓和的差值小于20V且線電壓較大值大于80V,判為PT斷線;
PT斷線保護(hù)、PT無壓均動作于發(fā)信,兩保護(hù)出口可獨(dú)立任意整定(通信方式)。
③ PT斷線閉鎖
裝置在檢測到PT斷線后,根據(jù)PT斷線閉鎖的設(shè)置方式來判定是否閉鎖有關(guān)電壓保護(hù)。
PT斷線解除后,閉鎖保護(hù)亦相應(yīng)解除。
6.6 高溫保護(hù)
保護(hù)裝置檢測到測到的溫度超過設(shè)定值,保護(hù)經(jīng)設(shè)定延時跳閘。
圖3-5 高溫保護(hù)動作邏輯圖
6.7 直流保護(hù)
裝置采樣的兩路直流4~20mA信號分別配置DC1、DC2兩路保護(hù),采樣值經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值,保護(hù)經(jīng)設(shè)定延時跳閘。
7. 聯(lián)鎖控制功能
裝置低壓側(cè)各自提供6組聯(lián)鎖控制功能。每一組的聯(lián)鎖控制可獨(dú)立設(shè)定其工作方式,可較多控制6個繼電器輸出(出口可獨(dú)立任意整定),并可設(shè)定相應(yīng)的延時時間。
參與聯(lián)鎖控制的開入量可以選擇高電平或低電平,可選擇相與和相或的邏輯關(guān)系。
聯(lián)鎖控制的動作條件是:【聯(lián)鎖控制方式】選擇方式0或方式1或方式2,當(dāng)【開入選擇】所選擇參與的開入量滿足【聯(lián)鎖邏輯關(guān)系】后經(jīng)過【聯(lián)鎖時間定值】所設(shè)定時間后,裝置將按照【聯(lián)鎖出口方式】所設(shè)定控制出口繼電器動作,并產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)鎖動作事件記錄。
8.裝置告警
置檢測到下列硬件故障時,發(fā)出運(yùn)行異常信號并報警,并同時閉鎖保護(hù)出口。硬件故障包括:RAM、NVRAM、定值出錯時等。
9.事件記錄功能
裝置低壓側(cè)各自可記錄NO.00至NO.99共100個帶有精確到1ms的事件記錄,其中顯示NO.00為近一次事件記錄。總事件超出100個,則較早產(chǎn)生的事件記錄將被新近產(chǎn)生的事件記錄覆蓋。裝置掉電后事件記錄仍可保存。
事件記錄主要內(nèi)容有:
● 保護(hù)動作類型及動作參數(shù);
● 裝置告警情況;
● 遙信變位;
● 控制監(jiān)視(如“遙控選擇”合/分操作等)