TPM300-2無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置技術(shù)課件

1、TPM300-2系列微機(jī)無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置技 術(shù) 說(shuō) 明 書(shū)合富共展機(jī)電科技有限公司二0一二年六月目 錄1用途12主要功能13技術(shù)參數(shù)24硬件說(shuō)明45切換功能66母線保護(hù)功能107閉鎖及報(bào)警功能108測(cè)量顯示、事故記錄、錄波、通信119切換（合閘）原理1310開(kāi)孔尺寸1711. 附圖18 TPM300-2型微機(jī)無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置 技術(shù)說(shuō)明書(shū)1. 用途TPM300-2微機(jī)無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置在TPM-300微機(jī)無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置成熟基礎(chǔ)上研制，采用2片32位ARM+FPGA硬件平臺(tái)，先進(jìn)的數(shù)?；旌纤惴?，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、交互、通訊能力。適用于石化工業(yè)、煤炭、冶金、熱電廠等或特大型發(fā)電廠的廠用電系

2、統(tǒng)以及環(huán)保系統(tǒng)等領(lǐng)域6KV及以上供電系統(tǒng)。采用該無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置的任務(wù)是在供電線路斷電的情況下，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)以最快的速度把負(fù)荷切換到備用線路上，避免在電源切換時(shí)造成運(yùn)行中斷或設(shè)備沖擊損壞，簡(jiǎn)化切換操作并減少誤操作，以保證負(fù)荷不斷電連續(xù)運(yùn)行。裝置全部采用模塊化設(shè)計(jì)思想，可靠性高，功能配置靈活，通用性強(qiáng)。2. 主要功能l 根據(jù)斷路器的狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別是運(yùn)行于雙電源方式或母線分段的方式。l 裝置手動(dòng)、自動(dòng)完全分開(kāi)，人工啟動(dòng)區(qū)分菜單啟動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)。l 根據(jù)對(duì)象選擇實(shí)現(xiàn)進(jìn)線一、母聯(lián)開(kāi)關(guān)、進(jìn)線二之間的人工切換或菜單切換，實(shí)現(xiàn)六種邏輯切換。l 每種手動(dòng)切換可選擇串聯(lián)、并聯(lián)、同時(shí)三種切換方式。其中串聯(lián)、同時(shí)切

3、換方式有快速、同相、殘壓合閘條件。l 事故切換可實(shí)現(xiàn)進(jìn)線一至母聯(lián)、進(jìn)線二至母聯(lián)、進(jìn)線一至進(jìn)線二和進(jìn)線二至進(jìn)線一的四種邏輯。 l 事故切換可選擇串聯(lián)、同時(shí)兩種切換方式。每種切換方式含有快速、同相、殘壓合閘條件。l 事故切換啟動(dòng)包含失壓?jiǎn)?dòng)、品質(zhì)啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)等模擬量啟動(dòng)方式，以及變位啟動(dòng)、聯(lián)跳啟動(dòng)、保護(hù)啟動(dòng)等開(kāi)關(guān)量啟動(dòng)。l 裝置包含完善的母聯(lián)保護(hù)測(cè)控，包含母聯(lián)后加速保護(hù)、遙控、遙信。l PT 斷線報(bào)警、過(guò)流閉鎖、開(kāi)關(guān)接點(diǎn)異常閉鎖等。l 裝置提供保護(hù)閉鎖、裝置閉鎖、切換閉鎖等多種閉鎖功能。l 事故記錄完善的錄波功能以及USB導(dǎo)出。l 支持RS485、CAN等多種通訊方式，支持IEC61

4、850通訊以及IRIG-B對(duì)時(shí)功能。3. 技術(shù)參數(shù)3.1. 裝置電源n 額定電壓：DAC86276Vn 紋波系數(shù)：不大于5%3.2. 額定交流輸入n 交流電流：5A/1An 交流電壓：100 V 或 57.7 Vn 頻率：50Hz3.3. 功率消耗n 交流電流回路：當(dāng)I=5A時(shí)，每相不大于0.3VAn 交流電壓回路：當(dāng)U=100V時(shí)，每相不大于0.3VAn 直流電源回路：當(dāng)正常工作時(shí)，不大于50W，切換時(shí)，不大于60W。3.4. 過(guò)載能力n 交流電流回路：1.2倍額定電流下裝置可連續(xù)工作10倍額定電流下裝置可連續(xù)運(yùn)行10s20倍額定電流下裝置可連續(xù)運(yùn)行1s。n 交流電壓回路：1.2倍額定電壓下

5、裝置可連續(xù)工作3.5. 測(cè)量精度n 電壓電流：2%n 頻率：0.02Hzn 相角：0.5°3.6. 接點(diǎn)輸入輸出容量n 跳合閘出口：最大導(dǎo)通電流10An 信號(hào)：DC220V 1An 開(kāi)入量輸入：DC48V或DC110V（定貨時(shí)需說(shuō)明）3.7. 時(shí)鐘精度裝置不僅自身帶時(shí)鐘，還可通過(guò)通信進(jìn)行對(duì)時(shí)，支持IRIG-BTTL電平或RS485對(duì)時(shí)，與GPS進(jìn)行精確對(duì)時(shí)，誤差2ms。3.8. 快速切換時(shí)間n 事故同時(shí)切換： 10ms用戶設(shè)定延時(shí)備用開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間n 事故串聯(lián)切換： 10ms工作開(kāi)關(guān)跳開(kāi)時(shí)間+備用開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間3.9. 絕緣性能n 絕緣電阻裝置帶電部分和非帶電部分及外殼之間以及電氣上無(wú)關(guān)

6、聯(lián)的各電路之間開(kāi)路電壓500V的兆歐表測(cè)量其絕緣電阻值，正常試驗(yàn)大氣條件下，各等級(jí)的回路電阻不小于100M。n 介質(zhì)強(qiáng)度在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受頻率50HZ，電壓2000V歷時(shí)1分鐘的工頻耐壓試驗(yàn)而無(wú)擊穿閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象。試驗(yàn)過(guò)程中，任一被試回路施加電壓時(shí)，其余回路等電位互聯(lián)接地。n 沖擊電壓各輸入輸出端子對(duì)地，交流回路與直流回路間，交流電流與交流電壓間能承受標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波試驗(yàn)。3.10. 抗干擾性能n 能承受GB/T14598.14-1998(idt IEC255-22-2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的靜電放電試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.9-1995(idt IEC255-22-3

7、)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.13-1998(idt IEC255-22-1)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的1MHz脈沖群干擾試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.10-1996(idt IEC255-22-4)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的快速瞬變干擾試驗(yàn)。3.11. 工作環(huán)境條件n 環(huán)境溫度：-20+60n 相對(duì)濕度：5%95%n 大氣壓力：80110Kpa3.12. 其他指標(biāo)滿足DL478-92靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件。3.13. 外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)插箱：225（W）×266（H）×250（D）mm3.14. 重量約5KG4. 硬件說(shuō)明TP

8、M300-2型無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置采用主流芯片雙32位ARM+FPGA架構(gòu)，多顆16位AD分別采樣，數(shù)據(jù)共享，互為冗余，抗干擾能力、糾錯(cuò)能力極強(qiáng)（新主流芯片抗干擾、溫度、運(yùn)行速度等各項(xiàng)指標(biāo)高，先進(jìn)架夠?qū)崿F(xiàn)冗余，糾錯(cuò)能力強(qiáng)），對(duì)開(kāi)關(guān)位置采用一常開(kāi)一常閉雙位置防止開(kāi)關(guān)接點(diǎn)不一致，同時(shí)采取繼電器+光偶方式，自產(chǎn)48V、110V開(kāi)入接入可選擇，對(duì)外部電源要求很低，抗干擾能力高。手動(dòng)自動(dòng)完全分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)多開(kāi)關(guān)靈活操作，只需相應(yīng)選擇即可。軟件也采取冗余設(shè)計(jì)，功能全面，用戶只需根據(jù)需要投退，一般無(wú)需修改軟件，保證軟件版本成熟可靠性。通訊接口多樣，兼容RS485、CAN等雙網(wǎng)通訊，同時(shí)支持IEC61850，USB

9、全錄波下載，IRIG-B校時(shí)。 裝置主要由電源模件、試驗(yàn)?zāi)＜?、出口模件、開(kāi)關(guān)量模件、CPBA模件、CPUB模件、交流量模件等組成。見(jiàn)示意圖1。圖1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖4.1. 電源模件（POWER）將DAC220V/DAC110V電壓轉(zhuǎn)換成+5V，±15V、+24V、+48V和+110V電源，其中+48V和+110V供裝置外部開(kāi)入使用，其余供裝置內(nèi)部使用。本開(kāi)關(guān)電源為交/直流兩用。另外，模件提供電源失電信號(hào)。4.2. 試驗(yàn)?zāi)＜═EST）內(nèi)置模擬斷路器、控制按鈕、信號(hào)指示燈等，為方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。本模件提供由CPUB發(fā)出的母聯(lián)保護(hù)出口及信號(hào)，另外，提供9個(gè)開(kāi)入量接口。4.3. 出口模件（

10、KOUT）跳合閘出口插件。CPUA發(fā)出的跳合閘指令經(jīng)光電隔離放大后實(shí)現(xiàn)最終的出口輸出，空接點(diǎn)形式輸出，接點(diǎn)容量DAC220V 5A。同時(shí)提供切換信息信號(hào)。接點(diǎn)容量220V 5A。4.4. 開(kāi)入模件（KIN）開(kāi)關(guān)量輸入轉(zhuǎn)換板。將來(lái)自控制臺(tái)、保護(hù)回路和其它控制設(shè)備的開(kāi)關(guān)量（空接點(diǎn)）經(jīng)繼電器和光電兩級(jí)隔離后供CPU板測(cè)量判斷。4.5. CPUA模件（CPUA）ARM芯片主要完模擬量及開(kāi)關(guān)量測(cè)量、計(jì)算判斷、出口動(dòng)作等主要功能，CPUA與CPUB間通過(guò)雙口RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4.6. CPUB模件（CPUB）2位CPU ARM+FPGA芯片主要完成母聯(lián)模擬量及開(kāi)關(guān)量測(cè)量、計(jì)算判斷、出口動(dòng)作等主要邏輯功能

11、，同時(shí)完成液晶顯示、鍵盤(pán)操作、錄波等輔助功能；該模件配有通信模塊，用于CAN網(wǎng)、RS485、以太網(wǎng)等多種通信模式和USB接口。4.7. 交流模件（AL）將現(xiàn)場(chǎng)PT二次輸出電壓和CT二次輸出電流隔離變換成小信號(hào)送主CPU插件。PT、CT均為高精度電流輸出型。交流模件的電壓測(cè)量可支持100V或380V直接輸入，電流測(cè)量可兼容5A或1A額定CT電流。5. 切換功能5.1. 切換(合閘)條件TPM300-2微機(jī)無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置的一個(gè)及其重要的特性是起動(dòng)后，以最短的時(shí)間進(jìn)行切換，而且切換中不會(huì)對(duì)用戶帶來(lái)任何危險(xiǎn)。為此，TPM300-2必須具備非常快的邏輯處理和高精度的模擬信號(hào)處理能力。該裝置每時(shí)每刻比

12、較母線電壓和備用電源的電壓。對(duì)被測(cè)電壓的幅值、頻率差、相角差具有以下同步判據(jù)：<MAX 相角差 （5-1）該相角差指母線電壓和備用電源電壓之間的相角差。構(gòu)成同步判據(jù)的角差界值可根據(jù)超前或滯后母線電壓分別進(jìn)行調(diào)整。f<fMAX 頻率差 （5-2）母線電壓和備用電源電壓的頻率差也應(yīng)確定下來(lái)。就切換過(guò)程而言，頻率差反應(yīng)了用電設(shè)備（如中壓電機(jī)）及其動(dòng)態(tài)負(fù)荷斷電后的運(yùn)轉(zhuǎn)并指示是否允許進(jìn)行。Uby>Ubymim 備用電源電壓 （5-3）備用電源的電壓是進(jìn)行切換的另一個(gè)重要判據(jù)。只有當(dāng)進(jìn)線電壓存在時(shí)TPM300-2方可執(zhí)行切換。5.2. 就緒條件圖2供電一次系統(tǒng)簡(jiǎn)圖TPM300-2無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)

13、定控制裝置的一個(gè)特別重要的特性時(shí)連續(xù)跟蹤計(jì)算同步判據(jù)的條件。當(dāng)以下條件滿足時(shí)，整定時(shí)間后無(wú)擾動(dòng)切換裝置自動(dòng)進(jìn)入就緒狀態(tài)：n 母線分段配置方式進(jìn)線一/二 母聯(lián)ü 母線段（1PT、3PT）、母線段（2PT、4PT）電壓正常ü 1DL合、3DL合、5DL分、4DL合、2DL合n 雙進(jìn)線配置方式進(jìn)線一 進(jìn)線二ü 母線（1PT/2PT）、工作電源（3PT）、備用電源（4PT）電壓正常ü 1DL合、3DL合、5DL合、2DL分進(jìn)線二 進(jìn)線一ü 母線（1PT/2PT）、工作電源（4PT）、備用電源（3PT）電壓正常ü 2DL合、4DL合、5DL合、

14、1DL分5.3. 正常切換（人工切換）正常切換指裝置處于手動(dòng)切換狀態(tài)同時(shí)系統(tǒng)正常工作時(shí)，人工切換工作電源與備用電源開(kāi)關(guān)。正常切換是雙向的，可以由工作電源切向備用電源，也可以由備用電源切向工作電源。該功能由人工起動(dòng)，在控制臺(tái)、DCS系統(tǒng)或裝置面板上（菜單切換）均可進(jìn)行。正常切換可分為并聯(lián)切換、同時(shí)切換和串聯(lián)切換。根據(jù)對(duì)象選擇可以在進(jìn)線一與進(jìn)線二、進(jìn)線一與母聯(lián)、進(jìn)線二與母聯(lián)之間進(jìn)行。5.3.1. 正常并聯(lián)切換由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足，裝置將先合備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)，再自動(dòng)跳開(kāi)工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)。若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)未合上、裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝

15、置閉鎖信號(hào)，若工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。根據(jù)對(duì)象選擇可以在進(jìn)線一與進(jìn)線二、進(jìn)線一與母聯(lián)、進(jìn)線二與母聯(lián)之間進(jìn)行。5.3.2. 正常同時(shí)切換正常同時(shí)切換指人工起動(dòng)切換，跳工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)，同時(shí)在滿足切換判別條件后，合上備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)。正常同時(shí)有切換，快速、同相、殘壓三種切換判別條件，無(wú)擾動(dòng)切換裝置不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相或殘壓切換。若工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)；若起動(dòng)后備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。根據(jù)對(duì)象選擇可以在進(jìn)線一與進(jìn)線二、進(jìn)線一與母聯(lián)、進(jìn)線二與

16、母聯(lián)之間進(jìn)行。5.3.3. 正常串聯(lián)切換正常串聯(lián)切換指人工起動(dòng)切換，先跳開(kāi)工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)，確認(rèn)開(kāi)關(guān)已跳開(kāi)時(shí)，在滿足切換判別條件后，合上備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)。正常同時(shí)有切換，快速、同相、殘壓三種切換判別條件，無(wú)擾動(dòng)切換裝置不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相或殘壓切換。若起動(dòng)后工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)未分開(kāi)，或備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。根據(jù)對(duì)象選擇可以在進(jìn)線一與進(jìn)線二、進(jìn)線一與母聯(lián)、進(jìn)線二與母聯(lián)之間進(jìn)行。5.4. 事故切換方式（自動(dòng)切換方式）事故切換指裝置處于自動(dòng)切換狀態(tài)，由工作電源啟動(dòng)切換，事故切換分為事故串聯(lián)和事故同時(shí)切換。事故切換單向的，由工作電

17、源切向備用電源。n 事故同時(shí)切換由工作電源啟動(dòng)切換，例如：上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)起動(dòng)（指變壓器或發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)等），跳工作電源開(kāi)關(guān)，同時(shí)在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用電源開(kāi)關(guān)。同時(shí)切換有：快速、同相、殘壓三種切換判別條件，無(wú)擾動(dòng)切換裝置不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓切換切換。若起動(dòng)后備用電源開(kāi)關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。若起動(dòng)工作電源開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。n 事故串聯(lián)切換由工作電源啟動(dòng)切換，先跳開(kāi)工作電源開(kāi)關(guān)，確認(rèn)開(kāi)關(guān)已跳開(kāi)后，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用電源開(kāi)關(guān)。串聯(lián)切換有：快速、同相、殘壓三種切換判別條件，無(wú)擾動(dòng)切換裝置不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓

18、切換切換。若起動(dòng)后工作電源開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)、備用電源開(kāi)關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。5.5. 事故切換啟動(dòng)條件（自動(dòng)切換方式）非正常工況切換由裝置檢測(cè)到非正常情況后自行起動(dòng)，非正常切換是單向的，由工作電源切向備用電源。非正常情況指模擬量啟動(dòng)和開(kāi)關(guān)量啟動(dòng)兩種工況。n 失電啟動(dòng)當(dāng)母線三相線電壓均低于整定值且時(shí)間大于整定值，則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換相同。n 品質(zhì)啟動(dòng)當(dāng)母線電壓、頻率、電流均低于整定值且時(shí)間大于整定值，則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換相同。n 逆功率啟動(dòng)當(dāng)母線電壓、頻率均低于整定值，逆功率

19、大于整定值且時(shí)間大于整定值，則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換相同。n 聯(lián)跳啟動(dòng)當(dāng)進(jìn)線開(kāi)關(guān)異常分開(kāi)，則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換相同。n 開(kāi)關(guān)變位因各種原因（包括人為誤操作）造成工作電源（備用電源）開(kāi)關(guān)變位（誤跳開(kāi)），裝置在滿足切換判別條件后，合上備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)。該串聯(lián)切換有：快速、同相、殘壓、三種切換判別條件，無(wú)擾動(dòng)切換裝置不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓切換。若起動(dòng)后備用電源（工作電源）開(kāi)關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。n 保護(hù)啟動(dòng)當(dāng)工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)起動(dòng)（指變壓器或發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)

20、等），則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。5.6. 事故切換邏輯裝置根據(jù)母聯(lián)斷路器的狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別是運(yùn)行于雙電源方式或是母線分段的方式，切換啟動(dòng)原因有：正常切換（人工切換）、開(kāi)關(guān)偷跳、母線失壓、品質(zhì)因數(shù)、逆功率啟動(dòng)、高側(cè)開(kāi)關(guān)聯(lián)跳、保護(hù)啟動(dòng)七種條件。n 雙電源配置方式雙電源之一向母線供電，兩斷路器中一臺(tái)合閘，另一臺(tái)分閘，如有母聯(lián)開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)處于合位。鑒于環(huán)流的原因，經(jīng)常不允許兩條線路同時(shí)合閘，兩進(jìn)線解列運(yùn)行。當(dāng)主供電線路出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置在最可能短的時(shí)間內(nèi)把負(fù)荷切換到備用電源上。成功切換之后，母線由備用電源供電。一旦工作電源的故障排除，可用人工方式起動(dòng)裝置把負(fù)荷重新切換到工作電源上以恢復(fù)正常

21、的供電狀態(tài)。TPM300-2無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置按完全對(duì)稱的方式設(shè)計(jì)，因此可以從任一進(jìn)線起動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換裝置，不論哪條線路是工作電源或備用電源。這特別適合兩條線路具有同等地位的場(chǎng)合。n 母線分段配置方式鑒于冗余的原因，電力負(fù)荷被分配在兩段母線中。母聯(lián)斷路器正常情況下處于分閘狀態(tài)。雙進(jìn)線斷路器都處于合閘狀態(tài)。一旦一條進(jìn)線出現(xiàn)故障，切換是在故障進(jìn)線的斷路器和母聯(lián)斷路器之間進(jìn)行：故障線路斷路器分閘，母聯(lián)合閘。切換成功之后，兩條母線由一條進(jìn)線供電。一旦剛跳開(kāi)的進(jìn)線上的故障排除之后，可通過(guò)人工方式起動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換裝置恢復(fù)到初始供電狀態(tài)。6. 母聯(lián)保護(hù)功能裝置包含完備的母聯(lián)保護(hù)，分別為電流一段、電流二段、電流三

22、段（定時(shí)限、正常反時(shí)限、非常反時(shí)限、超常反時(shí)限）、過(guò)負(fù)荷、后加速保護(hù)，其中后加速保護(hù)為母聯(lián)接點(diǎn)閉合持續(xù)時(shí)間為5秒。另外，包含母聯(lián)開(kāi)入接入以及遙控出口。7. 閉鎖及報(bào)警功能7.1. 保護(hù)閉鎖為防止備用電源誤投入故障母線，裝置提供了保護(hù)閉鎖開(kāi)入量接口回路，當(dāng)某些保護(hù)動(dòng)作時(shí)（如工作電源本身保護(hù)，如過(guò)流、電弧光母線保護(hù)等），裝置將閉鎖出口回路，同時(shí)給出“保護(hù)閉鎖”信號(hào)并等待復(fù)歸。7.2. 裝置閉鎖當(dāng)裝置因軟壓板退出或控制臺(tái)（或DCS）閉鎖裝置投入時(shí)，裝置將閉鎖出口并給出出口閉鎖信號(hào)，如裝置軟壓板投入或控制臺(tái)（或DCS）解除閉鎖時(shí)，裝置將自動(dòng)解除閉鎖，恢復(fù)運(yùn)行。裝置軟壓板包括出口投退退出或裝置快速切換、

23、同相切換、殘壓切換全部退出等。7.3. 開(kāi)關(guān)位置異常及去耦合裝置在正常運(yùn)行時(shí)，不停地對(duì)所有開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行檢查，如檢測(cè)到開(kāi)關(guān)位置異常，即不滿足無(wú)擾動(dòng)切換裝置的就緒條件時(shí)，裝置將閉鎖出口，同時(shí)發(fā)開(kāi)關(guān)位置異常信息。切換過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)一定時(shí)間內(nèi)該跳的開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)或該合的開(kāi)關(guān)未合上，裝置將根據(jù)不同的切換方式分別處理并給出異常信息。如：同時(shí)切換或并聯(lián)切換中，若該跳開(kāi)的開(kāi)關(guān)未能跳開(kāi)，將造成兩電源并列，此時(shí)裝置將執(zhí)行去耦合功能，跳開(kāi)剛合上的開(kāi)關(guān)。7.4. 裝置異常裝置投入后即始終對(duì)某些重要部件如CPU、RAM、FPGA等進(jìn)行動(dòng)態(tài)自檢，一旦有故障將閉鎖裝置，同時(shí)發(fā)“裝置異常”中控信號(hào)。7.5. PT斷線母線I段、母

24、線II段、進(jìn)線一、進(jìn)線二PT斷線時(shí)，裝置將閉鎖出口，同時(shí)給出PT斷線報(bào)警。7.6. 后備電源失電監(jiān)測(cè)在雙電源模式下，若備用電源電源失電低于整定值時(shí)，裝置將自動(dòng)閉鎖出口，同時(shí)給出報(bào)警信號(hào)。7.7. 裝置閉鎖在以下幾種情況下，需對(duì)裝置進(jìn)行復(fù)歸操作，以備進(jìn)行下一次操作：n 進(jìn)行了事故切換后；n 發(fā)出保護(hù)閉鎖等閉鎖信號(hào)；n 裝置發(fā)生異常后。此時(shí)，將不響應(yīng)任何外部操作及起動(dòng)信號(hào)，只能人工復(fù)歸解除，如閉鎖或故障仍存在，需待故障或閉鎖條件消除后復(fù)歸才有效。注：開(kāi)關(guān)位置異常、手動(dòng)/自動(dòng)、PT斷線閉鎖將自動(dòng)復(fù)歸。7.8. 裝置失電裝置開(kāi)關(guān)電源輸出的5V，±15V，24V任一路失電都將引起工作異常，特設(shè)

25、電壓監(jiān)視回路，一旦失電立即報(bào)警，該功能采用繼電器實(shí)現(xiàn)，不依賴CPU工作。8. 測(cè)量顯示、事故記錄、錄波、打印、通信8.1. 測(cè)量顯示n 液晶顯示母線I段電壓U1AB，U1BC，U1CA，I1a，I1b，I1cn 液晶顯示母線II段電壓U2AB，U2BC，U2CA，I2a，I2b，I2cn 液晶顯示進(jìn)線一電源電壓Uk1AC（或Uk1BC、Uk1CA）n 液晶顯示進(jìn)線二電源電壓Uk2AC（或Uk2BC、Uk2CA）n 液晶顯示母聯(lián)電流Ima，Imb，Imcn 面板燈指示進(jìn)線一、進(jìn)線二、母聯(lián)開(kāi)關(guān)的常開(kāi)、常閉接點(diǎn)狀態(tài)n 當(dāng)裝置檢測(cè)到有閉鎖或故障情況時(shí)，液晶屏上將自動(dòng)推出“異常報(bào)告”畫(huà)面，顯示閉鎖或故障

26、原因。如果是裝置內(nèi)部故障，面板“裝置故障”燈將點(diǎn)亮。也可通過(guò)液晶菜單上的“異常報(bào)告”子菜單查看閉鎖及故障情況。8.2. 事故記錄裝置只要起動(dòng)切換（包括人工切換），裝置將記錄動(dòng)作時(shí)間、起動(dòng)原因、切換方式、切換邏輯以及各個(gè)動(dòng)作時(shí)刻的進(jìn)線電壓、進(jìn)線電流、頻差、相差等相關(guān)信息。所有事件信息都將進(jìn)行記錄保存，而且并不因掉電或復(fù)歸而丟失。同時(shí)記錄事件信息和發(fā)生時(shí)間。8.3. 錄波及輸出裝置起動(dòng)切換后，對(duì)起動(dòng)前5個(gè)周波，起動(dòng)后5秒對(duì)頻差、相差、母線電壓、進(jìn)線一電流、進(jìn)線二電流進(jìn)行錄波。將數(shù)據(jù)通過(guò)USB下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印電流電壓錄波曲線，并作分析。8.4. 通信裝置通過(guò)通訊管理模塊，可同時(shí)提供兩種通

27、信：雙路RS485、一路為CAN現(xiàn)場(chǎng)總線，可以實(shí)現(xiàn)與電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信，或者用于接入DCS系統(tǒng)，默認(rèn)規(guī)約為MODBUS；同時(shí)支持以太網(wǎng)通訊，支持IEC61850。8.5. GPS對(duì)時(shí)裝置不僅自身帶時(shí)鐘，還可通過(guò)通信進(jìn)行對(duì)時(shí)，支持IRIG-BTTL電平或RS485對(duì)時(shí)，與GPS進(jìn)行精確對(duì)時(shí)，誤差2ms。9. 切換（合閘）原理 圖3母線殘壓特性示意圖和可能的切換位置供電系統(tǒng)雙進(jìn)線的配置方式時(shí)：雙進(jìn)線之一向母線供電，兩斷路器中一臺(tái)合閘，另一臺(tái)分閘，鑒于短路電流的原因，經(jīng)常不允許兩條線路同時(shí)合閘，兩進(jìn)線解列運(yùn)行，此時(shí)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)為合位；或者雙進(jìn)線加母聯(lián)的配置方式時(shí)：鑒于冗余的原因，電力負(fù)荷被分配在

28、兩段母線中，母聯(lián)斷路器正常情況下處于分閘狀態(tài)。在故障時(shí)為斷電時(shí)間最短，快速切換是最優(yōu)的切換方式。如果電網(wǎng)的狀態(tài)不允許這種切換方式，則選擇其它速度稍慢的切換方式。圖3所示為一典型的母線電壓衰減特性和可能的切換位置。9.1. 快速切換在切換起動(dòng)瞬間，如工作電源和備用電源的參數(shù)在定值范圍以內(nèi)則可進(jìn)行快速切換，即工作電源和備用電源間的相角差、頻差在定值范圍之內(nèi)。試驗(yàn)表明，母線電壓和頻率衰減的時(shí)間、速度，主要取決于該段母線的負(fù)載。負(fù)載越多，電壓、頻率、下降得越慢。而相同負(fù)載容量下，負(fù)荷電流越大，則電壓、頻率下降得越快。實(shí)際普遍采用快速開(kāi)關(guān)切換，快速切換在頻差范圍內(nèi)，通常由相角來(lái)界定，如55°，

29、如果開(kāi)關(guān)的固有合閘時(shí)間為100ms，則合閘命令發(fā)出時(shí)的角度約需提前35°，即可以實(shí)現(xiàn)備用電源電壓與母線殘壓向量夾角20°以內(nèi)快速切換，同時(shí)對(duì)于設(shè)備是安全的。這種情形下的無(wú)電流的切換時(shí)間只取決于斷路器分合閘的時(shí)間差。對(duì)現(xiàn)代斷路器而言，這一時(shí)間差通常在數(shù)毫秒內(nèi)，因此可認(rèn)為切換是在不斷電的情況下實(shí)現(xiàn)的。圖4為一典型快速切換示波圖，其觸發(fā)時(shí)間間隔取決于切換采用同時(shí)、串聯(lián)方式。 圖4 快速切換的波形圖 圖5 同相切換的相量圖1 母線電壓 Uby 備用電源電壓2 工作電源電流 U 母線電壓3 備用電源電流 母線電壓與備用電源電壓角差4 觸發(fā)時(shí)間間隔 d/dt母線電壓與備用電源電壓角速度

30、5 無(wú)電流時(shí)間 觸發(fā)時(shí)間間隔取決于同時(shí)、串聯(lián)等方式 連接窗口取決于合閘時(shí)間和d/dt9.2. 同相切換圖5為同相切換的向量圖。母線電壓相量繞備用電源電壓相量旋轉(zhuǎn)，在首次最小差壓時(shí)，即相角差為零，實(shí)現(xiàn)切換。連接窗口取決于備用電源開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間和d/dt。圖6為同相切換波形圖。首先，有故障的進(jìn)線應(yīng)立即分閘，與其相連的用電設(shè)備上的電壓按其固定的特性曲線衰減。其次，存在一系列可能滿足同相切換判據(jù)的合閘時(shí)刻點(diǎn)。如能較精確地實(shí)現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)合閘，母線電壓衰減到6570左右，設(shè)備出力下降不是很大，備用電源合上時(shí)沖擊最小，且對(duì)設(shè)備的自起動(dòng)很有利。但是由于母線殘壓隨著頻率的下降，電壓幅值和相角的變化越來(lái)越快，線性模型和簡(jiǎn)單的加速度模型已經(jīng)難以準(zhǔn)確地表達(dá)電壓幅值和相角的變化。TPM300-2型微機(jī)無(wú)擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置采用了頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)和根據(jù)頻率的大小分段建立數(shù)學(xué)模型的方法，準(zhǔn)確地表達(dá)了頻率、相角、幅值變化的規(guī)律。即完全根據(jù)實(shí)時(shí)的頻率、相角、幅值的變化規(guī)律，計(jì)算出在母線殘壓與備用電源電壓向量相位重合時(shí)的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間接近合閘回路總時(shí)間時(shí)，發(fā)出合閘命令。實(shí)現(xiàn)精確地過(guò)零點(diǎn)即同相，且不受負(fù)荷變化影響，對(duì)設(shè)備的自起動(dòng)很有利。 圖6 同相切換波形圖 圖7 反相時(shí)殘壓切換方