基於51單片機的自動准同期裝置

⑴ 模擬斷路器工作原理及其裝置使用方法

模擬斷路器其實跟跳閘的安全開關差不多的作用，主要是用在一些新建的變電站，用來，模仿電力發生斷電時及時斷開的效果。他的工作保障了電路的安全，尤其是能夠在電路發生危險的時候及時斷開開關。但是模擬斷路器又不是真正工作時候使用的，它是一個整套的裝置。這樣一套的全數字的電路的工作原理，具體是什麼樣的呢?又有什麼分類呢?現在小編給介紹模擬斷路器工作原理以及裝置使用方法。

模擬斷路器工作原理

該斷路器採用全數字電路，時間為數字撥碼設置，可實現模擬斷路器跳合閘時間設置、三相/分相操作選擇、輸入信號邏輯控制等功能，從而模擬斷路器的跳、合閘動作。

(1)本儀器跳合閘電源電壓為DC220V與DC110V兩檔，試驗前必須選擇好電壓與輸入電壓一致。

(2)本模擬斷路器可以模擬分相操作斷路器，也可模擬三相操作斷路器，跳合閘阻抗選擇為400歐、200歐、110歐任意選擇，當模擬分相操作斷路器時，其跳合閘輸入端子分別為A合、A跳、B合、B跳、C合、C跳;當模擬三相操作斷路器時，其跳合閘輸入端子為三跳、三合。另外，面板上還設有手動合閘和手動跳閘按鈕，並設有跳合閘信號燈，分別為A合、B合、C合三個紅色信號燈和A跳、B跳、C跳三個綠色信號燈，在模擬三相操作斷路器時，A、B、C三相信號燈同時明滅。

(3)在模擬迴路中設有繼電器A、B、C各輸出一組轉換觸點，動斷觸點閉合或斷開觸點斷開的觸點與操作電源完全隔離，可與微機型繼電保護試驗設備進行配合。

(4)模擬斷路器可模擬跳閘和合閘時間，時間設置為撥碼開關設置，精度高。跳閘時間設置范圍為20-200ms，合閘時間設置范圍為20-100ms。

模擬斷路器裝置使用方法

1、裝置通電——接入220V交流工作電源，合電源開關，幾秒鍾後，斷路器模擬裝置處於跳閘狀態，面板上的三相跳閘位置燈(綠燈)亮。

2、手動合閘及跳閘——手動合閘及手動分閘按鈕用於試驗人員在裝置面板上模擬斷路器控制開關的功能進行斷路器的手合、手跳操作。

按下「手動合閘」按鈕，斷路器模擬裝置合閘，三相合閘位置燈(紅燈)亮，「手動跳合指示」紅燈亮，「手合接點」閉合並自保持，「手合接點」可以模擬控制開關「合閘後」狀態，用於做不對應啟動重合閘試驗。

按下「手動跳閘」按鈕，斷路器模擬裝置跳閘，三相跳閘位置燈(綠燈)亮，「手動跳合指示」紅燈滅，「手合接點」斷開，「手跳接點」閉合;釋放「手動跳閘」按鈕時，「手跳接點」延時60mS斷開(手動跳閘指示燈指示手動跳閘接點的狀態，綠燈亮時接點閉合)。「手跳接點」可以模擬斷路器控制開關的「手跳狀態」，用於重合閘裝置的手跳放電試驗。

3、保護裝置跳合閘——跳、合閘線圈端子相當於實際斷路器的實際跳合閘線圈迴路。

4、模擬斷路器裝置合閘、跳閘迴路及其輔助接點——跳、合閘線圈端子相當於實際斷路器的跳合閘線圈迴路，實際合閘、跳閘迴路及其輔助接點斷路器與保護裝置或控制迴路的跳合閘出口連接。

以上小編給大家介紹了模擬斷路器的工作原理，模擬斷路器的工作原理，其實，並不會很復雜，只是有一些指標，還有一些信號的設置是比較靈巧的，這也是設計者的聰明之處，模擬斷路器裝置的使用方法，來說並不會很復雜，只要跟著操作幾次就會熟悉，但是任何的操作都是需要細心的，這需要我們，操作者在操縱的時候，要根據相關規定，不能夠大意才會安全使用。

⑵ PT並列測控裝置

一 裝置概述
本裝置是為了實現水,火電站(廠)和各種大型不能停電的廠礦備用電源的快速切換以及變電站差頻同頻並網,變電站母線分段方式自投,內橋接線方式自投而專門設計的開關智能控制裝置.特別在事故情況下需要將工作電源斷開同時又要在殘壓與備用電源之間的壓降,頻差,相差很小時合上備用電源,使用電設備不至於因一般故障,誤動造成停電,復啟動電流過大等事故,本裝置尤為適用,是快動的,檢同期的,一種多功能的新型備自投(BZT).
該裝置對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量有良好的自動跟蹤的功能,並設置電子同步表模擬老式指針同步表對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,使操作直觀,簡單化.裝置能對故障電源的開關自動發出適時的跳閘脈沖,能配合待並開關順利實現並聯(先合後跳),串聯(先跳後合),絕對串聯(確認跳的反饋信號後的合控制)的合,跳閘控制,在合,跳閘控制前後能對各開關位置和各輸入,輸出量的正確性進行巡測判斷並適時地發出全狀態閉鎖,去偶等信號,使跳,合閘控制盡量達到"寧可拒動,不可誤動"的效果.本裝置特設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻率,相差和合閘的各種工況,供本裝置在安裝調試,正常安檢時使用.
圖1;待合開關兩端PT1\PT2電壓矢量合成圖(B"___B'圓弧內為高殘壓時備用電源安全投運區)
本裝置在採集到切換信號時,不僅考慮當前的相差,還考慮以後相位差變化的趨勢,用適當的數學模型代入預置的開關導前時間,計算出導前相角,當導前相角不超預置的范圍時發出快動合,跳命令,否則進行第一個同期點預測計算,預測條件滿足時再發出同期時的合,跳閘命令,以此准確的躲過相差在180度及其附近時合閘所帶來的危險(如圖1),否則轉入下一次的預測控制或轉入殘壓切換控制.
該裝置的可靠性,精確性與快速性三個主要技術性能特徵,均優於或達到了國內外同類型產品的技術水平,系為新一代智能型自動的電源快切裝置.
二 裝置設計及技術標准
1 總體設計
設計中採用免維修的模塊結構,整機包括兩I/O板(其中一個PT斷線監測專用板),主板,面板,開關電源五大模塊和箱體兩個組成部分,這種結構的主要特點是不作元器件級維修,只進行板級(模塊)維護,一旦出現硬體故障,只需將故障模塊換下即可,大大縮短了故障修復時間.其中電源採用以整體散熱金屬網屏蔽的性能優良的高頻開關電源模塊.箱體採用通風網雙層金屬機箱,既起到了電磁屏蔽的作用又具有良好的散熱性能.
2 軟,硬體設計
硬體的核心選用超大規模集成塊和功能完備的進口單片機晶元,所有的I/O信號全部採用電磁或光電隔離,裝置主體與現場無任何直接的電氣連接,因此具有較強的抗干擾能力.
對全部輸入信號進行數字慮波處理,對輸出信號進行冗餘控制,對合閘迴路進行軟體閉鎖以及對整機完備的自檢功能進一步保證了整機的可靠性.
4 生產過程質量控制
所有的元器件嚴格按生產工藝要求進行篩選,器件使用多數為軍工級,最低為工業級,成型模塊進行整體浸漆烘乾處理,整機100%進行全部試驗,包括常規電氣,功能,老化和振動試驗.
5 主要技術標准
參考技術標准:《 GB14285—93繼電器保護和安全自動裝置技術規程》
本企業技術標准:《XKQ—01廠用電源快切換裝置企業標准》
三 主要功能
設置1-4個待合開關的參數選擇點,用戶可通過機外繼電器對本機的兩PT/CT輸入端,參數選擇點,跳合閘等控制端一次性切換到相應的待合開關上,就能分時地對4個待合,跳開關組進行快速的自動切換控制或者分別對2組合,跳開關實行正,反切控制.
對於兩獨立電源供電的兩母線有聯絡開關的線路情況,本裝置能同時檢測聯絡開關兩邊母線電源的運行情況,並根據不同的情況和信號對三段式開關進行投切控制.如下圖:
圖2 快切裝置合,跳配合全圖
根據現場情況裝置也可以設置關閉一邊啟動,如關閉T1一邊不讓其啟動,只作合K跳T2的三種形式的啟動操作.
對於每一待合開關根據啟動方式的不同最多可設置六組不同的參數,每一組參數對應著並聯,串聯,絕對串聯三種合,跳閘控制方式中的一種,並且根據需要通過改寫參數的大小隨時可以改變合,跳閘控制方式.
裝置通電後為常備監控狀態,當檢測到一種啟動方式信號時,將立即從EPROM數據塊中取出一組相應的參數進行預測性的快切,同期切換,殘壓切換組合控制計算,當條件符合某一種情況時則發一次合,跳閘命令.
裝置設機位按鍵復位和遠方操作復位.
設置合閘完成時同步的低壓減載和後加速保護輸出脈沖(但其動作沿時由外部系統沿時繼電器完成).
指針式電子同步表,對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,中文液晶屏則對跳合閘前後的在線頻率,時間,裝置工作狀態進行顯示,如合閘不成功中文液晶屏將給以標示(中文液晶屏見面板示意圖6).
設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻差,相差,為本裝置在安裝調試,正常檢修和參數修改時提供便利.
完備的自檢閉鎖功能,主要設置有本裝置硬軟體出錯自動閉鎖,開關量控制全狀態閉鎖,跳合閘開關位置異常閉鎖,PT斷線閉鎖,PT隔離開關未合上閉鎖,後備電源失電閉鎖等,同時中文液晶屏對各種閉鎖工況按其檢測到的先後順序進行不同標示,以提示操作人員作快速的檢修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口設置在面板的右下側,供調試上位機用,其通信界面如圖7,功能見第九節.RS485通信口設置在後板的右下側,供DCS系統控制專用.
錄波和事件記憶功能.裝置每一次動作的前一次動作事件主要指標(如:事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能記憶存貯下來,供上位機查尋,列印(見九節說明),大部分指標由中文液晶屏和工況指示燈現場顯示見圖6.
可提供GPS秒對時介面(用戶如果需要其它方式對時如分對時功能須另外訂貨).還可採用通信口手動粗略對時,方法詳見九節.
四 技術參數
裝置工作電源:AC/DC 220V±l0%兩用,(AC/DC 110V/±10%兩用如訂貨方有要求則合同註明特供).
功耗:小於25W.
待合開關兩端PT同時用l00V,CT為5A(特殊情況現場調整),
輸出繼電器觸點容量(長期閉合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合開關導前時間TK的設置范圍: 20ms～999ms,步長1ms(此參數整定存貯以用戶現場安裝提供參數為准,也是用戶必須提供的參數.)
同期合閘允許頻差△F1的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz(此參數按用戶機型要求設定,未作要求則按2.25 Hz整定存貯).
快切合閘允許頻差△F2的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz.
快切合閘允許相差δ的設置范圍: 0.5度～59.9度,步長0.1度.
跳閘延時時間Ty:1～9999 ms,步長1ms.(用戶可根據具體的並串的合,跳閘控制方式的要求,以合開關導前時間TK的起始值0為基準,推算待跳開關要求的總跳導前時間To,然後再根據跳開關迴路固有的導前時間Tg進行推算.具體演算法如下:
並聯切換:To大於Tk, Ty=To-Tg ; 串聯切換:To小於Tk, Ty=To-Tg
失壓啟動延時Tj:1～9999 ms,步長1ms.(用戶一般應取它大於其最大負荷正常啟動時帶來短時壓降時間,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作).
失壓啟動整定范圍△U%:20%～90%Un.
殘壓啟動整定范圍△U%:20%～60%Un.
32檔電子模擬指針同步表的分度值:11.25度.
裝置所有電路與外殼之間及電路與電路之間的絕緣電阻:在溫度為25度,相對濕度為60%±10%時,不低於l00MΩ.
裝置所有交/直流12V以上接線端子對外殼耐壓2000v/工頻1分鍾,直流12V以下電氣迴路對外殼耐壓500v/工頻1分鍾無擊穿閃爍現象.
環境溫度:-10度～50度
相對濕度:小於80%.
五 硬體模塊結構框圖

六 基本原理及組成
XKQ—01廠用電快切裝置硬體結構如圖3所示.主板CPU主頻8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定時計數器及並行介面等晶元組成一個專用微機控制系統,下面就各主要功能原理進行簡單介紹.
廠用電快切的必要性和解決的辦法:
目前,在發電廠和所謂一級負荷的工礦企業以及某些變電站中,用電的連續可靠是電機安全運行的基本條件.以往國內廣泛採用的備用電源自投方式,一般都是用工作電源開關輔助接點直接(或經低壓,延時繼電器)啟動備用電源投入,這種方式無相頻檢測,用電切換成功率低或切換時間長,電動機復起動電流過大易超過允許值范圍受沖擊損壞.特別是一些使用大功率電機,高壓電機的場合,由於電機在斷電後電壓衰減較慢,如在殘壓較大時不檢查同期條件就合上備用電源,起/備變壓器和電動機將有可能受到嚴重的沖擊而損壞,如只待其殘壓降到一定幅度(如20%--40%Un之間)後在投入備用電源,由於斷電時間長,電動機的轉速下降很大,成組電動機的自起動引起母線嚴重繼續失壓,某些輔機勢必退出,嚴重時重要機組自起動困難勢必造成停機停爐.
為解決以上問題,本裝置在正常用電時就對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量進行長期的自動跟蹤和監測,一段檢測到切換信號時,將立即根據當前頻差,相差采樣值,同時利用適當的數學模型(不僅考慮當前的相差,頻差,而且考慮以後相差,頻差的變化率)結合預置的待合開關導前時間,推算出以後合閘准點時的相差,頻差,然後同預置的允許的相差,頻差進行比較,當條件滿足時就發出合,跳閘脈沖信號.
首先,由於在工作電源正常工作時,備用電源同工作電源之間的壓差,頻差,相差一般都很小,因此一段工作電源故障跳開,其母線殘壓與備用電源的相差將從0度開始逐漸變大,本裝置的第一段預測計算是取預置參數中的快切允許頻差,相差進行計算的,目的是為了搶在母線的殘壓壓降很小時發出合,跳閘控制信號;如果條件不滿足則進入第二階段的第一個同步點的預測計算控制,其比較取值當然是預置的同期合閘的相差,頻差允許值;如果以上兩條件都不滿足,同時其殘壓降至殘壓切換整定值則立即轉入無條件的殘壓切換控制.本裝置預測相差的計算公式為:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合閘導前角 ,Δωs—殘壓或工作電源與備用電源頻率之差,Tk—待合開關合閘導前時間)
快切計算合閘條件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣為同期合閘固定相角誤差)
2.切裝置輔助控制功能:
本裝置當處於工作母線低壓自動切換時,將設一足夠的延時時間量(由用戶根據現場情況設定)延時後即啟動計算控制,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作;
本裝置在發出合,跳命令後,將設一固定的延時時間如500 ms值再一次巡測合,跳開關的反饋信號的正常性,如發現該跳的沒跳,該合的沒合則立即發出偶信號,盡量使開關位置正常.
本裝置當在低壓啟動切換時(如低壓自動啟動切換),為盡快使重要負荷快速啟動,設置後加速保護的控制輸出(延時時間則由用戶在本機外設置延時繼電器設定.
3.自檢功能,模擬試機及現場"真合閘,假並網"試驗:
所有電力儀器儀表在真正投運前首先要進行一次接近現場條件的動模試驗,或者投入後要定期檢查該裝置可靠性.本裝置從三個方面實現對本機可靠性檢驗.
首先,本裝置通電後,不管是在合閘控制前和合閘控制後,均設有軟體控制CPU適時地對輸入輸出介面(如繼電器)等硬體各組成部分及其相互之間的連接線進行巡測,只要有一部分發生故障,則裝置處於閉鎖狀態,面板的電子同步表不轉,面板的液晶屏顯示相應的故障標志,以此通知操作人員對硬體,軟體有針對性地檢查(故障符號意義詳見第十一部分).
其次,本機在投運前設置了模擬開關試機,此開關安裝在後板上,兩開關其中之一為模擬PT1頻率信號,另一個PT2頻率信號,但不模擬兩PT電壓量.不管兩PT(或者為同頻同相的交流100V±5%的兩組模擬PT)接入否,兩開關投到模擬狀態,然後打開電源開關通電,這時面板的電子同步表(後有詳述)即轉動,面板液晶屏將同時顯示本機模擬的兩PT頻率和未經效正的基時時間等(後有詳述),面板的八個工況指示燈中合閘閉鎖信號燈同時點亮.當兩組PT端接入交流100V±5%兩組模擬非同頻同相或同頻同相PT,同時在後板將公共端C短接一個已輸入一組有效數據的對應開關標志H點時(後有詳解),這時將模擬開關投到模擬狀態,然後裝置通電,這時本機處於巡測狀態,本機將同時顯示PT1,PT2的在線頻率值,當從本機後板人為給入一自動啟動信號時,本機就能模擬合閘一次,電子表開始轉動,當轉動到正上方一組紅色指針時(0°位置)則停止轉動,大圓中心的一個紅色信號燈閃爍一次表明發出了合閘脈沖,同時八個工況信號燈中的合閘完成和相應的合閘成功兩信號燈同時點亮(注:做這個實驗務必將合,跳閘輸出斷開,主要地為了防止裝置在在線模擬試驗時誤動而發生事故).
其三,本機在投運前,特別是在第一次安裝投運前需按本單位提供的《現場投運調試大綱》程序進行一次所謂"真合閘,假投切"的現場動模合閘試驗.主要內容為一切接線都以真正條件為准.即模擬開關投到工作狀態,後板公共端C端接一個已輸入一組有效參數相對應的H端(該H端視為待合開關的標記,該組參數也是待合開關性能決定的真實參數,如開關導前時間Tk),工作電源和備用電源處於待切狀態,本機後板各輸入輸出接線無誤,這時分別拉開待合,跳開閘兩端的隔離開關,然後裝置通電進行模擬快切試驗.如果過去有機械同步表則這時可將本裝置與過去機械表同時並聯運行(只斷開過去機械同步表的合閘輸出脈沖即可),這時本裝置應與過去的機械同步表同期轉動,並同時達到合閘點.合閘脈沖發出後,待合開關合上,本機面板只顯示合閘完成,電子同步表正指0°紅指針位不動.大圓中心的紅燈閃爍一次,數碼管顯示合閘後的系統頻率,這時即完成了整個的模擬試驗.然後斷開剛合上的斷路器,合上斷路器兩邊的隔離開關進行真正的合閘控制.
七 監控主程序流程圖和切換程序流程圖

八 前面板與參數設置
前面板如圖6:
1. 面板的左上側為中文液晶顯示部分,其功能在於:在開機監控狀態 時,如果待合閘開關兩邊PT已接入則同時顯示待合閘開關兩邊線路的頻率,如 果兩邊PT之一未接入則顯示一邊頻率和一邊的PT斷線標志,如果兩邊PT均未接入則顯示兩邊PT斷線標志,但不能鑒別兩PT接入相位的正確性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj參數組設置或修改時,顯示操作中的參數(詳見參數設置部分);
合閘完成後只顯示合閘後的系統頻率;
裝置接線或本裝置硬體有錯誤時則顯示其某些重點錯誤的標記(見第十一部分)通知技術人員進行有針對性地檢修.
顯示裝置的基時時間,裝置工作後可通過功能鍵或上位機將時間調整同標准時間一致.
液晶顯示屏的右側為裝置內用的直流電源 5V和 12V指示燈和裝置工況指示燈,電源指示燈亮表明裝置通電正常,否則異常.
右側大圓形為32檔LED模擬電子式指針同步表,均勻分布在360° 圓周上,0° 位置為紅色,其餘為綠色,正中間設一合閘指令脈沖發出同步信號燈,專供合閘時指示用.裝置投運或模擬試驗時,同步表指示待合開關兩端電壓的相位差,同步表順時針旋轉表示PT2頻率高於PT1頻率,逆時針旋轉表示PT2頻率低於PT1頻率,旋轉速度表示頻差的大小,頻差越大轉得越快.
8個狀態指示燈,用於指示合閘投運過程中及模擬試驗時的實際工況.特別在調試合閘過程中,工況燈就是技術人員調試合閘的眼睛.
面板上的功能鍵及復位鍵:
復位鍵的功能是中斷當前的一切狀態,使裝置重新開始運行程序,通常叫"清零"開關.後板的公共端C和遠方復位端R短接後斷開同該鍵功能一樣,因此用於遠方復位操作.該鍵能同鍵2,鍵3組合使用則分別使本機進入參數設置修改模式和調試板模塊操作模式.
鍵1,鍵2,鍵3為功能鍵具體功能及操作如下:
本裝置最多設置4大組有效參數,4個大組參數分別對應一個待合開關H1-4,每個大組參數共有36個有效數據.一個待合開關的6種不同的啟動控制方式分別對應6個小組參數段,每一個小組參數段含6個意義相同但數值不同的數據,它們是:"待合閘開關合閘導前時間TK","同期合閘允許頻差△F1","快切合閘允許頻差△F2","快切合閘允許相差δ","跳閘延時時間Ty","失壓啟動延時Tj". 6種不同的啟動控制方式所對應6個小組參數段為:
PT1一邊跳自動合閘啟動對應1—6數據;
PT2一邊跳自動合閘啟動對應7—12數據;
PT1一邊跳手動合閘啟動對應13—18數據;
PT2一邊跳手動合閘啟動對應19—24數據;
PT1一邊跳,合閘失壓啟動對應25—30數據;
PT2一邊跳,合閘失壓啟動對應31—36數據.
准備階段:將後板並列的兩開關置於"模擬狀態"位置,先按復位鍵再按鍵2,當顯示器出現提示參數整定,先松復位鍵,再松"鍵2"即可進行參數設置.
按"鍵1"顯示器出現並列點1並指針指向參數1,後再按"鍵2"或"鍵3",輸入已整定好的一個數值,輸入數值時按鍵2為增值,按鍵3為減值,輸入完後,再按"鍵1"時, 指針指向參數2,同時對上次輸入是1H1數據進行了存貯,如此循環.(注:數據輸入後若未按鍵1,則上次輸入的數據無效,即未存貯)
參數液晶顯示順序:參數整定值舉例
並列點:1(2,3,4)
1( 開關導前時間):100ms
2( 同期允許頻差):3Hz
3(快切允許頻差):1.5 Hz
4(快允許相差):60°
5( 跳閘沿時時間):1ms
6(失壓沿時時間):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失壓沿時時間):5000ms
注:該裝置在試驗狀態或參數設置完成後,必須將狀態開關從"模擬狀態"位置拔到"工作狀態"位置,方能投入正式的合,跳閘控制運行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如圖7,232/485通信口接一上位機,上位機裝入本公司提供的專用通信和列印程序,打開程序即可生成如圖6的界面,用游標選定通信的波特率(推薦用1200比較可靠)和上位機硬介面COM1或COM2.
通信口功能有三:基時時間整定:按啟動鍵後在發送命令下鍵入"A0世紀,年,月,日,小時,分,秒"的16進制代碼如"A01403061501050A"然後按Enter鍵,這時控制器的起始時間被整定為2003年,6月,22日,1小時,5分,10秒,並在裝置面板的液晶塊下方顯示出來,裝置的時間表同標准時間同步,當發生一次事件時,事件時間將自動保存供上位機即時查尋,列印.
數據查尋:程序和數據16進制代碼可以通過以下方法查尋,按啟動鍵後在發送命令下鍵入"90地址,位元組數,FF"的16進制代碼如"9056000AFF"然後按Enter鍵,這時數據接收區可以收到裝置存貯器地址5600起以後的10個16進制代碼,用於上位機特別是DCS系統自製控制界面對本裝置工作情況的分析.
事件結果數據和錄波的查看:按查看數據按鍵,這時事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能從記憶存貯單元中取出並在界面上顯示出來,上位機如接有列印機即可按列印數據鍵列印.
其列印的格式如下:
快切控制器事件報告單(舉例)
事件時間:0:0:9
PT1頻率:50Hz
PT2頻率:49.9Hz
事件代碼: 5 合閘位置異常
合閘相位差:44°
開關導前時間:100ms
同期允許頻差:3Hz
快切允許頻差:1.5 Hz
快允許相差:60°
跳閘沿時時間:1ms
失壓沿時時間:1ms
錄波圖示範如下:
十 安裝尺寸及接線
XKQ—01型快切裝置採用儀表屏嵌裝式結構,只需將本控制器嵌入儀表屏即可.安裝尺寸見圖8.
快切裝置與現場的連接,主要通過後面接線板.(接線圖見端子圖及應用接線圖)
訂貨使用須知
訂貨時請提供如下數據資料:
待合開關總的合導前時間TK.
並列點開關實際編號(一位數字代表).
待跳開關總的跳導前時間,並根據本說明書的第四節計算公式以及各啟動狀態下的串,並聯方式的要求計算出跳閘延時時間Ty.
同期合閘允許頻差△F1.
快切合閘允許頻差△F2.
快切合閘允許相差δ.
失壓啟動延時Tj.
本裝置以外其他功能,凡需要的用戶,敬請訂貨另行說明.
本裝置所有的開關輸出量均為無源短脈沖,所有的開關輸入量均為有源-12V短脈沖(本機自串電源,外接應為繼電器無源接點,復位脈沖大於2秒最為可靠).
模擬試機調試須斷開輸出開關接線單,以防誤動作.
輸入,輸出遠地操作,特別是通信,遠方復位建議用屏蔽電纜作饋線,必要時用光纖通信.
十一 硬體故障的測試,診斷和工況表
繼電器輸出的測試:
通過功能鍵進入顯示屏菜單的測試功能擋.
應順序有報警輸出,PT1跳輸出輸出,PT2跳輸出,合開關跳輸出,低壓減載輸出,閉鎖輸出,合閘1合上,合閘2合上.
部分信號及硬體故障診斷:將本機模擬開關置"工作狀態",合閘輸出端不接,開機後如數碼管顯示以下標志則對應的信息或故障可判斷為:
本機外全狀態閉鎖信號已輸入
跳,閘開關位置異常
合閘開關位置異常
部分接線錯誤疹斷:
PT1斷線
PT2斷線
PT隔離開關未合上
未接參數輸入點H
同時接多參數輸入點
同時有多種啟動方式
以上10種信息或故障其顯示的優先順序按從上到下的順序依次減小.
自檢過程中,本裝置部分硬體出錯:
存儲器RAM出錯
EEPROM出錯
I/O出錯(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出錯(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出錯(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本裝置顯示以上信息則同時啟動報警指示燈,閉鎖指示燈和報警繼電器.
本裝置一切接線和硬體無誤時,通電處於巡測狀態顯示:
待合閘開關對應信號顯示為:(為1, 2,3,4其中之一)
合閘點=X
按F1鍵則可查閱PT1一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
按F2鍵則可查閱PT2一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H已合上的去偶的情況顯示:
該跳的開關已跳顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈亮,合閘完成燈和合閘信號燈均不亮,表明不是本機發出的跳,合閘完成.
該跳的開關未跳,但不該跳的開關卻跳了則顯示:
PT1一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
PT2一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H未合上正常的合,跳及去偶的情況顯示:
通過計算發出合,跳命令後H合上同時該跳的開關已跳則顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈熄,合閘完成燈和合閘信號燈均亮,快動,同期,殘壓合閘完成指示燈其中之一亮,表明是本機發出的跳,合閘完成並表明是何種形式的合閘完成.如果合閘後電壓降至一定的范圍則自動發出低壓減載信號(如需沿時減載則外接沿時繼電器)同時低壓減載信號燈亮.
通過計算發出合,跳命令後H未合上或者合上後因該跳的開關未跳通過去偶H又跳開了則顯示合閘開關位置異常
合開關H異常
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開同時經過合閘後去偶H仍跳不開則為大故障其顯示為
大故障
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開而另一邊開關卻跳了其顯示狀態同合,跳命令發出前的故障顯示.
十二 附圖
圖9:XKQ—01外形及開孔尺寸
圖10:XKQ—01型廠用電源快切裝置備用端子圖
圖11:XKQ—01廠用電源快切裝置在30萬/60萬機組中的應用接線圖
XKQ—01廠用電快切裝置說明書
I/O板1
I/O板2
面 板
後 板
主 板
開關電源
圖3: XKQ—01廠用電快切裝置機箱內的硬體模塊結構框圖
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
圖4:主監控程序流程圖
閉鎖,報警等待復位
去偶
去偶
參數設置
按鍵復位
圖8:錄波示範圖
圖7:通信界面
有效圖 無效圖
全局閉鎖
顯示合閘完成及頻率
發合跳命令
合跳成功
信號唯一
參數設置
T1,T2開關均合上
PT隔離開關
末合上
PT斷線
信號巡檢
有切換啟動
信號
自檢出錯
上電,復位
No
No
圖5:切換程序流程圖
第五參數延時
發合閘命令
No
顯示合跳閘成功及頻率
No
T1,T2自動,手動,失壓六種啟動信號之一
Yes
Yes
Yes
Yes

閉鎖,報警等待復位
發低電壓
減載命令
去偶
No
第六參數延時
滿足同期
切換
合跳成功
電壓低
滿足快動
切換
發跳閘命令
滿足殘壓
切換
合跳反饋
正常否

⑶ 什麼書上介紹PT並列

一 裝置概述
本裝置是為了實現水,火電站(廠)和各種大型不能停電的廠礦備用電源的快速切換以及變電站差頻同頻並網,變電站母線分段方式自投,內橋接線方式自投而專門設計的開關智能控制裝置.特別在事故情況下需要將工作電源斷開同時又要在殘壓與備用電源之間的壓降,頻差,相差很小時合上備用電源,使用電設備不至於因一般故障,誤動造成停電,復啟動電流過大等事故,本裝置尤為適用,是快動的,檢同期的,一種多功能的新型備自投(BZT).
該裝置對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量有良好的自動跟蹤的功能,並設置電子同步表模擬老式指針同步表對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,使操作直觀,簡單化.裝置能對故障電源的開關自動發出適時的跳閘脈沖,能配合待並開關順利實現並聯(先合後跳),串聯(先跳後合),絕對串聯(確認跳的反饋信號後的合控制)的合,跳閘控制,在合,跳閘控制前後能對各開關位置和各輸入,輸出量的正確性進行巡測判斷並適時地發出全狀態閉鎖,去偶等信號,使跳,合閘控制盡量達到"寧可拒動,不可誤動"的效果.本裝置特設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻率,相差和合閘的各種工況,供本裝置在安裝調試,正常安檢時使用.
圖1;待合開關兩端PT1\PT2電壓矢量合成圖(B"___B'圓弧內為高殘壓時備用電源安全投運區)
本裝置在採集到切換信號時,不僅考慮當前的相差,還考慮以後相位差變化的趨勢,用適當的數學模型代入預置的開關導前時間,計算出導前相角,當導前相角不超預置的范圍時發出快動合,跳命令,否則進行第一個同期點預測計算,預測條件滿足時再發出同期時的合,跳閘命令,以此准確的躲過相差在180度及其附近時合閘所帶來的危險(如圖1),否則轉入下一次的預測控制或轉入殘壓切換控制.
該裝置的可靠性,精確性與快速性三個主要技術性能特徵,均優於或達到了國內外同類型產品的技術水平,系為新一代智能型自動的電源快切裝置.
二 裝置設計及技術標准
1 總體設計
設計中採用免維修的模塊結構,整機包括兩I/O板(其中一個PT斷線監測專用板),主板,面板,開關電源五大模塊和箱體兩個組成部分,這種結構的主要特點是不作元器件級維修,只進行板級(模塊)維護,一旦出現硬體故障,只需將故障模塊換下即可,大大縮短了故障修復時間.其中電源採用以整體散熱金屬網屏蔽的性能優良的高頻開關電源模塊.箱體採用通風網雙層金屬機箱,既起到了電磁屏蔽的作用又具有良好的散熱性能.
2 軟,硬體設計
硬體的核心選用超大規模集成塊和功能完備的進口單片機晶元,所有的I/O信號全部採用電磁或光電隔離,裝置主體與現場無任何直接的電氣連接,因此具有較強的抗干擾能力.
對全部輸入信號進行數字慮波處理,對輸出信號進行冗餘控制,對合閘迴路進行軟體閉鎖以及對整機完備的自檢功能進一步保證了整機的可靠性.
4 生產過程質量控制
所有的元器件嚴格按生產工藝要求進行篩選,器件使用多數為軍工級,最低為工業級,成型模塊進行整體浸漆烘乾處理,整機100%進行全部試驗,包括常規電氣,功能,老化和振動試驗.
5 主要技術標准
參考技術標准:《 GB14285—93繼電器保護和安全自動裝置技術規程》
本企業技術標准:《XKQ—01廠用電源快切換裝置企業標准》
三 主要功能
設置1-4個待合開關的參數選擇點,用戶可通過機外繼電器對本機的兩PT/CT輸入端,參數選擇點,跳合閘等控制端一次性切換到相應的待合開關上,就能分時地對4個待合,跳開關組進行快速的自動切換控制或者分別對2組合,跳開關實行正,反切控制.
對於兩獨立電源供電的兩母線有聯絡開關的線路情況,本裝置能同時檢測聯絡開關兩邊母線電源的運行情況,並根據不同的情況和信號對三段式開關進行投切控制.如下圖:
圖2 快切裝置合,跳配合全圖
根據現場情況裝置也可以設置關閉一邊啟動,如關閉T1一邊不讓其啟動,只作合K跳T2的三種形式的啟動操作.
對於每一待合開關根據啟動方式的不同最多可設置六組不同的參數,每一組參數對應著並聯,串聯,絕對串聯三種合,跳閘控制方式中的一種,並且根據需要通過改寫參數的大小隨時可以改變合,跳閘控制方式.
裝置通電後為常備監控狀態,當檢測到一種啟動方式信號時,將立即從EPROM數據塊中取出一組相應的參數進行預測性的快切,同期切換,殘壓切換組合控制計算,當條件符合某一種情況時則發一次合,跳閘命令.
裝置設機位按鍵復位和遠方操作復位.
設置合閘完成時同步的低壓減載和後加速保護輸出脈沖(但其動作沿時由外部系統沿時繼電器完成).
指針式電子同步表,對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,中文液晶屏則對跳合閘前後的在線頻率,時間,裝置工作狀態進行顯示,如合閘不成功中文液晶屏將給以標示(中文液晶屏見面板示意圖6).
設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻差,相差,為本裝置在安裝調試,正常檢修和參數修改時提供便利.
完備的自檢閉鎖功能,主要設置有本裝置硬軟體出錯自動閉鎖,開關量控制全狀態閉鎖,跳合閘開關位置異常閉鎖,PT斷線閉鎖,PT隔離開關未合上閉鎖,後備電源失電閉鎖等,同時中文液晶屏對各種閉鎖工況按其檢測到的先後順序進行不同標示,以提示操作人員作快速的檢修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口設置在面板的右下側,供調試上位機用,其通信界面如圖7,功能見第九節.RS485通信口設置在後板的右下側,供DCS系統控制專用.
錄波和事件記憶功能.裝置每一次動作的前一次動作事件主要指標(如:事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能記憶存貯下來,供上位機查尋,列印(見九節說明),大部分指標由中文液晶屏和工況指示燈現場顯示見圖6.
可提供GPS秒對時介面(用戶如果需要其它方式對時如分對時功能須另外訂貨).還可採用通信口手動粗略對時,方法詳見九節.
四 技術參數
裝置工作電源:AC/DC 220V±l0%兩用,(AC/DC 110V/±10%兩用如訂貨方有要求則合同註明特供).
功耗:小於25W.
待合開關兩端PT同時用l00V,CT為5A(特殊情況現場調整),
輸出繼電器觸點容量(長期閉合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合開關導前時間TK的設置范圍: 20ms～999ms,步長1ms(此參數整定存貯以用戶現場安裝提供參數為准,也是用戶必須提供的參數.)
同期合閘允許頻差△F1的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz(此參數按用戶機型要求設定,未作要求則按2.25 Hz整定存貯).
快切合閘允許頻差△F2的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz.
快切合閘允許相差δ的設置范圍: 0.5度～59.9度,步長0.1度.
跳閘延時時間Ty:1～9999 ms,步長1ms.(用戶可根據具體的並串的合,跳閘控制方式的要求,以合開關導前時間TK的起始值0為基準,推算待跳開關要求的總跳導前時間To,然後再根據跳開關迴路固有的導前時間Tg進行推算.具體演算法如下:
並聯切換:To大於Tk, Ty=To-Tg ; 串聯切換:To小於Tk, Ty=To-Tg
失壓啟動延時Tj:1～9999 ms,步長1ms.(用戶一般應取它大於其最大負荷正常啟動時帶來短時壓降時間,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作).
失壓啟動整定范圍△U%:20%～90%Un.
殘壓啟動整定范圍△U%:20%～60%Un.
32檔電子模擬指針同步表的分度值:11.25度.
裝置所有電路與外殼之間及電路與電路之間的絕緣電阻:在溫度為25度,相對濕度為60%±10%時,不低於l00MΩ.
裝置所有交/直流12V以上接線端子對外殼耐壓2000v/工頻1分鍾,直流12V以下電氣迴路對外殼耐壓500v/工頻1分鍾無擊穿閃爍現象.
環境溫度:-10度～50度
相對濕度:小於80%.
五 硬體模塊結構框圖

六 基本原理及組成
XKQ—01廠用電快切裝置硬體結構如圖3所示.主板CPU主頻8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定時計數器及並行介面等晶元組成一個專用微機控制系統,下面就各主要功能原理進行簡單介紹.
廠用電快切的必要性和解決的辦法:
目前,在發電廠和所謂一級負荷的工礦企業以及某些變電站中,用電的連續可靠是電機安全運行的基本條件.以往國內廣泛採用的備用電源自投方式,一般都是用工作電源開關輔助接點直接(或經低壓,延時繼電器)啟動備用電源投入,這種方式無相頻檢測,用電切換成功率低或切換時間長,電動機復起動電流過大易超過允許值范圍受沖擊損壞.特別是一些使用大功率電機,高壓電機的場合,由於電機在斷電後電壓衰減較慢,如在殘壓較大時不檢查同期條件就合上備用電源,起/備變壓器和電動機將有可能受到嚴重的沖擊而損壞,如只待其殘壓降到一定幅度(如20%--40%Un之間)後在投入備用電源,由於斷電時間長,電動機的轉速下降很大,成組電動機的自起動引起母線嚴重繼續失壓,某些輔機勢必退出,嚴重時重要機組自起動困難勢必造成停機停爐.
為解決以上問題,本裝置在正常用電時就對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量進行長期的自動跟蹤和監測,一段檢測到切換信號時,將立即根據當前頻差,相差采樣值,同時利用適當的數學模型(不僅考慮當前的相差,頻差,而且考慮以後相差,頻差的變化率)結合預置的待合開關導前時間,推算出以後合閘准點時的相差,頻差,然後同預置的允許的相差,頻差進行比較,當條件滿足時就發出合,跳閘脈沖信號.
首先,由於在工作電源正常工作時,備用電源同工作電源之間的壓差,頻差,相差一般都很小,因此一段工作電源故障跳開,其母線殘壓與備用電源的相差將從0度開始逐漸變大,本裝置的第一段預測計算是取預置參數中的快切允許頻差,相差進行計算的,目的是為了搶在母線的殘壓壓降很小時發出合,跳閘控制信號;如果條件不滿足則進入第二階段的第一個同步點的預測計算控制,其比較取值當然是預置的同期合閘的相差,頻差允許值;如果以上兩條件都不滿足,同時其殘壓降至殘壓切換整定值則立即轉入無條件的殘壓切換控制.本裝置預測相差的計算公式為:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合閘導前角 ,Δωs—殘壓或工作電源與備用電源頻率之差,Tk—待合開關合閘導前時間)
快切計算合閘條件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣為同期合閘固定相角誤差)
2.切裝置輔助控制功能:
本裝置當處於工作母線低壓自動切換時,將設一足夠的延時時間量(由用戶根據現場情況設定)延時後即啟動計算控制,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作;
本裝置在發出合,跳命令後,將設一固定的延時時間如500 ms值再一次巡測合,跳開關的反饋信號的正常性,如發現該跳的沒跳,該合的沒合則立即發出偶信號,盡量使開關位置正常.
本裝置當在低壓啟動切換時(如低壓自動啟動切換),為盡快使重要負荷快速啟動,設置後加速保護的控制輸出(延時時間則由用戶在本機外設置延時繼電器設定.
3.自檢功能,模擬試機及現場"真合閘,假並網"試驗:
所有電力儀器儀表在真正投運前首先要進行一次接近現場條件的動模試驗,或者投入後要定期檢查該裝置可靠性.本裝置從三個方面實現對本機可靠性檢驗.
首先,本裝置通電後,不管是在合閘控制前和合閘控制後,均設有軟體控制CPU適時地對輸入輸出介面(如繼電器)等硬體各組成部分及其相互之間的連接線進行巡測,只要有一部分發生故障,則裝置處於閉鎖狀態,面板的電子同步表不轉,面板的液晶屏顯示相應的故障標志,以此通知操作人員對硬體,軟體有針對性地檢查(故障符號意義詳見第十一部分).
其次,本機在投運前設置了模擬開關試機,此開關安裝在後板上,兩開關其中之一為模擬PT1頻率信號,另一個PT2頻率信號,但不模擬兩PT電壓量.不管兩PT(或者為同頻同相的交流100V±5%的兩組模擬PT)接入否,兩開關投到模擬狀態,然後打開電源開關通電,這時面板的電子同步表(後有詳述)即轉動,面板液晶屏將同時顯示本機模擬的兩PT頻率和未經效正的基時時間等(後有詳述),面板的八個工況指示燈中合閘閉鎖信號燈同時點亮.當兩組PT端接入交流100V±5%兩組模擬非同頻同相或同頻同相PT,同時在後板將公共端C短接一個已輸入一組有效數據的對應開關標志H點時(後有詳解),這時將模擬開關投到模擬狀態,然後裝置通電,這時本機處於巡測狀態,本機將同時顯示PT1,PT2的在線頻率值,當從本機後板人為給入一自動啟動信號時,本機就能模擬合閘一次,電子表開始轉動,當轉動到正上方一組紅色指針時(0°位置)則停止轉動,大圓中心的一個紅色信號燈閃爍一次表明發出了合閘脈沖,同時八個工況信號燈中的合閘完成和相應的合閘成功兩信號燈同時點亮(注:做這個實驗務必將合,跳閘輸出斷開,主要地為了防止裝置在在線模擬試驗時誤動而發生事故).
其三,本機在投運前,特別是在第一次安裝投運前需按本單位提供的《現場投運調試大綱》程序進行一次所謂"真合閘,假投切"的現場動模合閘試驗.主要內容為一切接線都以真正條件為准.即模擬開關投到工作狀態,後板公共端C端接一個已輸入一組有效參數相對應的H端(該H端視為待合開關的標記,該組參數也是待合開關性能決定的真實參數,如開關導前時間Tk),工作電源和備用電源處於待切狀態,本機後板各輸入輸出接線無誤,這時分別拉開待合,跳開閘兩端的隔離開關,然後裝置通電進行模擬快切試驗.如果過去有機械同步表則這時可將本裝置與過去機械表同時並聯運行(只斷開過去機械同步表的合閘輸出脈沖即可),這時本裝置應與過去的機械同步表同期轉動,並同時達到合閘點.合閘脈沖發出後,待合開關合上,本機面板只顯示合閘完成,電子同步表正指0°紅指針位不動.大圓中心的紅燈閃爍一次,數碼管顯示合閘後的系統頻率,這時即完成了整個的模擬試驗.然後斷開剛合上的斷路器,合上斷路器兩邊的隔離開關進行真正的合閘控制.
七 監控主程序流程圖和切換程序流程圖

八 前面板與參數設置
前面板如圖6:
1. 面板的左上側為中文液晶顯示部分,其功能在於:在開機監控狀態 時,如果待合閘開關兩邊PT已接入則同時顯示待合閘開關兩邊線路的頻率,如 果兩邊PT之一未接入則顯示一邊頻率和一邊的PT斷線標志,如果兩邊PT均未接入則顯示兩邊PT斷線標志,但不能鑒別兩PT接入相位的正確性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj參數組設置或修改時,顯示操作中的參數(詳見參數設置部分);
合閘完成後只顯示合閘後的系統頻率;
裝置接線或本裝置硬體有錯誤時則顯示其某些重點錯誤的標記(見第十一部分)通知技術人員進行有針對性地檢修.
顯示裝置的基時時間,裝置工作後可通過功能鍵或上位機將時間調整同標准時間一致.
液晶顯示屏的右側為裝置內用的直流電源 5V和 12V指示燈和裝置工況指示燈,電源指示燈亮表明裝置通電正常,否則異常.
右側大圓形為32檔LED模擬電子式指針同步表,均勻分布在360° 圓周上,0° 位置為紅色,其餘為綠色,正中間設一合閘指令脈沖發出同步信號燈,專供合閘時指示用.裝置投運或模擬試驗時,同步表指示待合開關兩端電壓的相位差,同步表順時針旋轉表示PT2頻率高於PT1頻率,逆時針旋轉表示PT2頻率低於PT1頻率,旋轉速度表示頻差的大小,頻差越大轉得越快.
8個狀態指示燈,用於指示合閘投運過程中及模擬試驗時的實際工況.特別在調試合閘過程中,工況燈就是技術人員調試合閘的眼睛.
面板上的功能鍵及復位鍵:
復位鍵的功能是中斷當前的一切狀態,使裝置重新開始運行程序,通常叫"清零"開關.後板的公共端C和遠方復位端R短接後斷開同該鍵功能一樣,因此用於遠方復位操作.該鍵能同鍵2,鍵3組合使用則分別使本機進入參數設置修改模式和調試板模塊操作模式.
鍵1,鍵2,鍵3為功能鍵具體功能及操作如下:
本裝置最多設置4大組有效參數,4個大組參數分別對應一個待合開關H1-4,每個大組參數共有36個有效數據.一個待合開關的6種不同的啟動控制方式分別對應6個小組參數段,每一個小組參數段含6個意義相同但數值不同的數據,它們是:"待合閘開關合閘導前時間TK","同期合閘允許頻差△F1","快切合閘允許頻差△F2","快切合閘允許相差δ","跳閘延時時間Ty","失壓啟動延時Tj". 6種不同的啟動控制方式所對應6個小組參數段為:
PT1一邊跳自動合閘啟動對應1—6數據;
PT2一邊跳自動合閘啟動對應7—12數據;
PT1一邊跳手動合閘啟動對應13—18數據;
PT2一邊跳手動合閘啟動對應19—24數據;
PT1一邊跳,合閘失壓啟動對應25—30數據;
PT2一邊跳,合閘失壓啟動對應31—36數據.
准備階段:將後板並列的兩開關置於"模擬狀態"位置,先按復位鍵再按鍵2,當顯示器出現提示參數整定,先松復位鍵,再松"鍵2"即可進行參數設置.
按"鍵1"顯示器出現並列點1並指針指向參數1,後再按"鍵2"或"鍵3",輸入已整定好的一個數值,輸入數值時按鍵2為增值,按鍵3為減值,輸入完後,再按"鍵1"時, 指針指向參數2,同時對上次輸入是1H1數據進行了存貯,如此循環.(注:數據輸入後若未按鍵1,則上次輸入的數據無效,即未存貯)
參數液晶顯示順序:參數整定值舉例
並列點:1(2,3,4)
1( 開關導前時間):100ms
2( 同期允許頻差):3Hz
3(快切允許頻差):1.5 Hz
4(快允許相差):60°
5( 跳閘沿時時間):1ms
6(失壓沿時時間):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失壓沿時時間):5000ms
注:該裝置在試驗狀態或參數設置完成後,必須將狀態開關從"模擬狀態"位置拔到"工作狀態"位置,方能投入正式的合,跳閘控制運行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如圖7,232/485通信口接一上位機,上位機裝入本公司提供的專用通信和列印程序,打開程序即可生成如圖6的界面,用游標選定通信的波特率(推薦用1200比較可靠)和上位機硬介面COM1或COM2.
通信口功能有三:基時時間整定:按啟動鍵後在發送命令下鍵入"A0世紀,年,月,日,小時,分,秒"的16進制代碼如"A01403061501050A"然後按Enter鍵,這時控制器的起始時間被整定為2003年,6月,22日,1小時,5分,10秒,並在裝置面板的液晶塊下方顯示出來,裝置的時間表同標准時間同步,當發生一次事件時,事件時間將自動保存供上位機即時查尋,列印.
數據查尋:程序和數據16進制代碼可以通過以下方法查尋,按啟動鍵後在發送命令下鍵入"90地址,位元組數,FF"的16進制代碼如"9056000AFF"然後按Enter鍵,這時數據接收區可以收到裝置存貯器地址5600起以後的10個16進制代碼,用於上位機特別是DCS系統自製控制界面對本裝置工作情況的分析.
事件結果數據和錄波的查看:按查看數據按鍵,這時事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能從記憶存貯單元中取出並在界面上顯示出來,上位機如接有列印機即可按列印數據鍵列印.
其列印的格式如下:
快切控制器事件報告單(舉例)
事件時間:0:0:9
PT1頻率:50Hz
PT2頻率:49.9Hz
事件代碼: 5 合閘位置異常
合閘相位差:44°
開關導前時間:100ms
同期允許頻差:3Hz
快切允許頻差:1.5 Hz
快允許相差:60°
跳閘沿時時間:1ms
失壓沿時時間:1ms
錄波圖示範如下:
十 安裝尺寸及接線
XKQ—01型快切裝置採用儀表屏嵌裝式結構,只需將本控制器嵌入儀表屏即可.安裝尺寸見圖8.
快切裝置與現場的連接,主要通過後面接線板.(接線圖見端子圖及應用接線圖)
訂貨使用須知
訂貨時請提供如下數據資料:
待合開關總的合導前時間TK.
並列點開關實際編號(一位數字代表).
待跳開關總的跳導前時間,並根據本說明書的第四節計算公式以及各啟動狀態下的串,並聯方式的要求計算出跳閘延時時間Ty.
同期合閘允許頻差△F1.
快切合閘允許頻差△F2.
快切合閘允許相差δ.
失壓啟動延時Tj.
本裝置以外其他功能,凡需要的用戶,敬請訂貨另行說明.
本裝置所有的開關輸出量均為無源短脈沖,所有的開關輸入量均為有源-12V短脈沖(本機自串電源,外接應為繼電器無源接點,復位脈沖大於2秒最為可靠).
模擬試機調試須斷開輸出開關接線單,以防誤動作.
輸入,輸出遠地操作,特別是通信,遠方復位建議用屏蔽電纜作饋線,必要時用光纖通信.
十一 硬體故障的測試,診斷和工況表
繼電器輸出的測試:
通過功能鍵進入顯示屏菜單的測試功能擋.
應順序有報警輸出,PT1跳輸出輸出,PT2跳輸出,合開關跳輸出,低壓減載輸出,閉鎖輸出,合閘1合上,合閘2合上.
部分信號及硬體故障診斷:將本機模擬開關置"工作狀態",合閘輸出端不接,開機後如數碼管顯示以下標志則對應的信息或故障可判斷為:
本機外全狀態閉鎖信號已輸入
跳,閘開關位置異常
合閘開關位置異常
部分接線錯誤疹斷:
PT1斷線
PT2斷線
PT隔離開關未合上
未接參數輸入點H
同時接多參數輸入點
同時有多種啟動方式
以上10種信息或故障其顯示的優先順序按從上到下的順序依次減小.
自檢過程中,本裝置部分硬體出錯:
存儲器RAM出錯
EEPROM出錯
I/O出錯(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出錯(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出錯(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本裝置顯示以上信息則同時啟動報警指示燈,閉鎖指示燈和報警繼電器.
本裝置一切接線和硬體無誤時,通電處於巡測狀態顯示:
待合閘開關對應信號顯示為:(為1, 2,3,4其中之一)
合閘點=X
按F1鍵則可查閱PT1一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
按F2鍵則可查閱PT2一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H已合上的去偶的情況顯示:
該跳的開關已跳顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈亮,合閘完成燈和合閘信號燈均不亮,表明不是本機發出的跳,合閘完成.
該跳的開關未跳,但不該跳的開關卻跳了則顯示:
PT1一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
PT2一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H未合上正常的合,跳及去偶的情況顯示:
通過計算發出合,跳命令後H合上同時該跳的開關已跳則顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈熄,合閘完成燈和合閘信號燈均亮,快動,同期,殘壓合閘完成指示燈其中之一亮,表明是本機發出的跳,合閘完成並表明是何種形式的合閘完成.如果合閘後電壓降至一定的范圍則自動發出低壓減載信號(如需沿時減載則外接沿時繼電器)同時低壓減載信號燈亮.
通過計算發出合,跳命令後H未合上或者合上後因該跳的開關未跳通過去偶H又跳開了則顯示合閘開關位置異常
合開關H異常
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開同時經過合閘後去偶H仍跳不開則為大故障其顯示為
大故障
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開而另一邊開關卻跳了其顯示狀態同合,跳命令發出前的故障顯示.
十二 附圖
圖9:XKQ—01外形及開孔尺寸
圖10:XKQ—01型廠用電源快切裝置備用端子圖
圖11:XKQ—01廠用電源快切裝置在30萬/60萬機組中的應用接線圖
XKQ—01廠用電快切裝置說明書
I/O板1
I/O板2
面 板
後 板
主 板
開關電源
圖3: XKQ—01廠用電快切裝置機箱內的硬體模塊結構框圖
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
圖4:主監控程序流程圖
閉鎖,報警等待復位
去偶
去偶
參數設置
按鍵復位
圖8:錄波示範圖
圖7:通信界面
有效圖 無效圖
全局閉鎖
顯示合閘完成及頻率
發合跳命令
合跳成功
信號唯一
參數設置
T1,T2開關均合上
PT隔離開關
末合上
PT斷線
信號巡檢
有切換啟動
信號
自檢出錯
上電,復位
No
No
圖5:切換程序流程圖
第五參數延時
發合閘命令
No
顯示合跳閘成功及頻率
No
T1,T2自動,手動,失壓六種啟動信號之一
Yes
Yes
Yes
Yes

閉鎖,報警等待復位
發低電壓
減載命令
去偶
No
第六參數延時
滿足同期
切換
合跳成功
電壓低
滿足快動
切換
發跳閘命令
滿足殘壓
切換
合跳反饋
正常否

⑷ 烏鴉問大家：電氣上的是自動同期裝置是什麼

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烏鴉問大家：電氣上的是自動同期裝置是什麼？喜鵲回答：同期裝置廣泛用於線路供電線路合閘前的檢測等等。
http://image..com/i?tn=image&ct=201326592&lm=-1&cl=2&word=%CD%AC%C6%DA%D7%B0%D6%C3

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在電力系統中，有些被稱為同期點的斷路器在進行合閘操作時，斷路器的兩端都有可能因由不同的電系統供電而帶電。此時，就必進行一系列的操作，最終才能將斷路器合閘。這一系列的操作加上斷路器合閘操作統稱為並列操作。
同期點的並列操作時電力系統中一項主要的操作內容。因為斷路器的兩端均有電源，若同期點斷路器的合閘時機不適當，兩端的電參數相差較大，就將會引起斷路器爆炸甚至整個電力系統穩定破壞而導致崩潰，發生大面積停電的重大惡性事故。
我廠以前採用的手動准同期裝置基本上也能將同期點斷路器的合閘時間控制在一定的范圍之內。但在一下方面存在一定缺陷：
a、沒有自動選擇時機的功能，合閘時機很難把握，所以對操作人員的要求較高，經常出現操作人員多次合閘不成功的事件。 b、合閘時機隨意性大。只要操作人員合閘瞬間在同期裝置的允許范圍之內，斷路器就能合閘。但斷路器由於有機械和電氣傳動延時和斷路器的固有合閘時間，很可能斷路器的合閘時實際上已經不在並列操作的允許范圍之內，從而造成非同期合閘，對斷路器、發電機以及電系統造成沖擊。 c、不能自動調節。對於發電機的各項電參數，必須由操作人員進行手工調節。特別是頻率（轉速），必須由主控室運行人員與汽輪機操作室相互聯系協調好，才能進行調節。這使得一個發電機的並網操作往往需要半個多小時才能成功。 d、原有的手動准同期裝置至投運至今已經近30年，繼電器已嚴重老化，可靠性已大大降低。 基於以上的原因，我們採用一種能自動調節各種電參數，在條件滿足的情況下，自動發出合閘脈沖指令的微機智能型准同期裝置已勢在必行。
2 自動准同期裝置的原理 眾所周知，電力系統中任一點的電壓瞬時值可以表示為u=Umsin(t+φ)。可以看出，同期點斷路器並列的理想條件就是斷路器兩側電壓的三個狀態量全部相等，即待並系統電壓UG和大系統電壓UX兩個相量完全重合並且同步旋轉。用公式表示則為：（1）ωG＝ωX或fG＝fX（即頻率相等）（2）UG＝UX（即電壓幅值相等）（3）δe＝0（即相角差為0） 此時，並列合閘的沖擊電流等於零，並且並列後兩個系統立即進入同步運行，不會產生任何擾動現象。
為了使並列操作滿足條件，盡量使合閘時達到理想條件。自動准同期裝置必須設置三個控制單元。（如圖1）（1）頻差控制單元。它的任務是檢測待並系統（發電機）電壓UG與大系統電壓UX之間的滑差角頻率ωS，且調節發電機轉速，使發電機電壓的頻率接近系統頻率。（2）電壓差控制單元。它的功能是檢測UG和UX之間的電壓差，且調節發電機電壓UG，使之與UX之間的的差值小於規定允許值，促使並列條件的形成。（3）合閘信號控制單元。檢查並列條件，當待並機組的頻率、電壓都滿足並聯條件時，合閘控制單元就選擇合適的時間發出合閘信號，使並列斷路器的主觸頭接通時，相角差δ接近0或控制在允許范圍之內。

3 MAS-2微機自動准同期裝置的主要特點 經考察，我們最後採用了南瑞系統控制公司的MAS-2型微機自動准同期裝置。該裝置以INTEL公司的80C196單片機為核心，配以高精度交流變流器，准確快速的交流采樣以及嚴格的計算技術，准確計算開關兩側的電壓、頻率和相角差；輸入/輸出光電隔離，採用進口密封快速中間繼電器作為合閘輸出和電壓切換，裝置的抗干擾能力強，技術先進。（1）通過控制待並系統機組調速、調壓實現頻率和電壓的自動跟蹤，使頻差、壓差盡快進入准同期允許的范圍，平均每半個工頻周期測量出相角差Δδn，在Δδn＝Δδdq＝Δω·Tdq+Δaω·Tdq·Tdq/2時，即T＝Tdq時發出合閘脈沖，實現快速並網。在同頻不同相時，也可以發出合適的調速脈沖以縮短並列過程。由於計及角速度（ω）和角加速度，確保了斷路器合閘時相角差Δδn接近零。（2）該裝置檢同期合閘具有頻差閉鎖（Δf）、壓差閉鎖（ΔU）和加速度閉鎖（dΔf/dt）功能。（3）除具有檢同期合閘功能外，還具備無壓（一側無壓或兩側均無壓）、電網環並（開關兩側為同一電源）等自動快速合閘功能。（4）對輸入的各側電壓和頻差都進行雙迴路測量，雙迴路測量結果應一致，保證測量和計算的正確性。（5）裝置具有液晶顯示屏菜單顯示，便於監視和參數的設定和修改。裝置掉電後，參數不會丟失。（6）具有自試和自檢功能。（7）裝置可以單獨使用，也可與監控系統配合使用，實現遠方遙控同期裝置。多個同期點只需一台准同期裝置。採用各同期點輸入電壓、合閘出口和調節出口選點開關切換，切換選點切換和裝置上人工操作選點開關切換。4 MAS-2微機自動准同期裝置的硬體組成 MAS-2型微機自動准同期裝置的硬體框圖如圖2，其核心是16為的單片機，裝置軟體存儲在EPROM內，EEPROM中存放定值，RAM是數據存儲器，存放運行數據、事故記錄等。現場PT送來的交流電壓信號經過隔離變換後送采樣保持迴路，再由單片機內部的A/D變換器變為數字信號，CPU進行采樣、有效值的計算。

另外，交流信號波形變為方波後，進行頻率和相位角的測量，再由單片機計算出頻率的變化率。晶振分頻產生600Hz的信號，作為采樣保持信號和CPU的中斷源。並行I/O擴展晶元8255的C口用於開關量輸入，A口、B口經過出口邏輯電路同時控制輸出信號繼電器和合閘繼電器。同期信號插件與同期切換插件控制信號輸出、電壓切換和合閘電流的保持。調速調壓插件在發電機並網時經自動調節發電機有功同步馬達和勵磁電流，縮短同期並列的過程。5 MAS-2微機自動准同期裝置的軟體結構與功能 MAS-2微機自動准同期裝置的軟體流程如圖3所示： 該裝置的軟體結構分為主循環程序和中斷處理程序兩大部分。定時中斷由晶振電路分頻產生，每隔1.666ms進入一次中斷。中斷程序主要完成電壓瞬時值采樣；電壓有效值計算、頻率值計算、相位角計算與dΔf/dt的計算；啟動判斷、檢同期判斷、檢無壓開入判斷等；合閘輸出及中央信號控制等。主循環程序主要完成面板顯示、定值修改、迴路自檢、信號復歸以及模擬試驗、列印輸出等功能。 MAS-2微機自動准同期裝置還具有比較獨特的功能：（1）裝置的異常閉鎖功能 a、裝置微機能對內部存儲器和一些晶元進行自檢，一旦發現異常，立即閉鎖同期出口，並輸出裝置異常接點信號； b、對每個電壓迴路都有雙迴路進行測量，如發現兩個迴路測得的同一個電壓和頻率相差很大，則立即閉鎖同期出口，並發出裝置異常接點信號； c、對於變電站多線路、多同期點，為了避免誤合閘以及不同線路的PT二次側短路，一次只能允許執行一個同期點的並列操作。如果檢測到選點命令（啟動）多於兩點時，則立即自動解除同期切換板電源，閉鎖同期出口，並發出異常接點信號。（2）裝置的復歸功能： 復歸是指切除裝置所有TQH（同期切換模件）、TQX（同期信號模件）、TJC（調速調壓模件）中所有繼電器的24V控制電源。復歸的方式有三種： a、通過按同期信號模件（TQX）上的復歸按鈕（FA）人為復歸； b、合閘脈沖發出後延時2秒由軟體控制TQX模件中的繼電器復歸； c、同期點啟動後，超過選點啟動自復歸時間定值Trs後仍未合閘，由軟體控制TQX模件中的繼電器自動復歸。（3）裝置與監控系統分通訊功能 MAS-2微機自動准同期裝置的通訊介面為RS-232方式，能與監控系統進行通訊，後台監控機能在遠方控制同期點的並列操作，並能取得准同期裝置所有的定值和同期操作時的所有實時數據。

6 應用情況及其效果 MAS-2型微機自動准同期裝置在我廠投用一年多，運行情況一直良好。由於其具有一定的智能性，能夠根據採集到的電參數，通過計算，自動發出指令，對發電機的電壓、頻率進行調節，一旦准同期條件滿足，則能自動在適當的時間發出合閘脈沖，使同期點斷路器能在最佳時機合閘。 其應用效果主要體現在以下幾個方面：
（1）操作方便簡單。操作人員在選擇了不檢、檢無壓和檢同期任一方式後，只需按一下同期切換插件上的按鈕，便無需其它任何操作。以後部分由微機裝置自動完成采樣、計算、分析以及執行。（2）能自動選擇適當的時機發出合閘脈沖。不象手動准同期裝置那樣，操作人員合操作把手的瞬間必須和同期檢定繼電器的角度配合得非常好才能合閘成功。以前半個小時的並列操作現在只需1分鍾不到就能更好的完成，大大降低了操作人員的技術要求和勞動強度，也大大降低了能源的損耗和設備的損傷。（3）能針對不同的同期點斷路器而不同對待，通過整定各個同期點斷路器的合閘導前時間Tdq（約等於斷路器的機械和電氣傳動時間和斷路器固有合閘時間之和），使哥哥不同的斷路器均能在最佳時機合閘成功。（4）由於計算機的快速性和可靠性，使得斷路器合閘時兩側的電參數基本接近一致，減小了因兩側電壓、頻率和相位存在較大差異而引起的合閘瞬間的沖擊，有力的保障了電力設備特別是發電機和斷路器的安全，大大加強了電力系統安全運行的可靠性。 實踐證明，微機自動准同期裝置在我廠的應用是成功的。

⑸ 水電站開機和關機流程是怎樣的，分別的機器叫什麼名稱，還望大家幫助謝謝！！

調速器控制水輪機到額定轉速，轉速器信號器發出100%轉速信號，操版作勵磁使發電機達到合權適的電壓，操作準同期在合適的條件上合上發電機開關，加大水輪機開度及勵磁電流帶上負荷。

停機：關小水輪機及勵磁電流，使有功無功指示近於0.斷開發電機開關，操作勵磁使發電機電壓為0，全關水輪機。

其它我所說的是純手動操作，現在很多微機自動化都能實現一鍵開機一鍵停機。
名字，水輪機，導葉，噴針，主閥，調速器，增功減功按鈕，接力器。勵磁，滅磁開關，起勵按鈕，增磁，減磁按鈕，自動准同期裝置，轉速信號器，真空開關或空氣開關，接觸器。機組監控自動屏，PLC，單片機？

⑹ PT2斷線是什麼呀

一 裝置概述
本裝置是為了實現水,火電站(廠)和各種大型不能停電的廠礦備用電源的快速切換以及變電站差頻同頻並網,變電站母線分段方式自投,內橋接線方式自投而專門設計的開關智能控制裝置.特別在事故情況下需要將工作電源斷開同時又要在殘壓與備用電源之間的壓降,頻差,相差很小時合上備用電源,使用電設備不至於因一般故障,誤動造成停電,復啟動電流過大等事故,本裝置尤為適用,是快動的,檢同期的,一種多功能的新型備自投(BZT).
該裝置對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量有良好的自動跟蹤的功能,並設置電子同步表模擬老式指針同步表對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,使操作直觀,簡單化.裝置能對故障電源的開關自動發出適時的跳閘脈沖,能配合待並開關順利實現並聯(先合後跳),串聯(先跳後合),絕對串聯(確認跳的反饋信號後的合控制)的合,跳閘控制,在合,跳閘控制前後能對各開關位置和各輸入,輸出量的正確性進行巡測判斷並適時地發出全狀態閉鎖,去偶等信號,使跳,合閘控制盡量達到"寧可拒動,不可誤動"的效果.本裝置特設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻率,相差和合閘的各種工況,供本裝置在安裝調試,正常安檢時使用.
圖1;待合開關兩端PT1\PT2電壓矢量合成圖(B"___B'圓弧內為高殘壓時備用電源安全投運區)
本裝置在採集到切換信號時,不僅考慮當前的相差,還考慮以後相位差變化的趨勢,用適當的數學模型代入預置的開關導前時間,計算出導前相角,當導前相角不超預置的范圍時發出快動合,跳命令,否則進行第一個同期點預測計算,預測條件滿足時再發出同期時的合,跳閘命令,以此准確的躲過相差在180度及其附近時合閘所帶來的危險(如圖1),否則轉入下一次的預測控制或轉入殘壓切換控制.
該裝置的可靠性,精確性與快速性三個主要技術性能特徵,均優於或達到了國內外同類型產品的技術水平,系為新一代智能型自動的電源快切裝置.
二 裝置設計及技術標准
1 總體設計
設計中採用免維修的模塊結構,整機包括兩I/O板(其中一個PT斷線監測專用板),主板,面板,開關電源五大模塊和箱體兩個組成部分,這種結構的主要特點是不作元器件級維修,只進行板級(模塊)維護,一旦出現硬體故障,只需將故障模塊換下即可,大大縮短了故障修復時間.其中電源採用以整體散熱金屬網屏蔽的性能優良的高頻開關電源模塊.箱體採用通風網雙層金屬機箱,既起到了電磁屏蔽的作用又具有良好的散熱性能.
2 軟,硬體設計
硬體的核心選用超大規模集成塊和功能完備的進口單片機晶元,所有的I/O信號全部採用電磁或光電隔離,裝置主體與現場無任何直接的電氣連接,因此具有較強的抗干擾能力.
對全部輸入信號進行數字慮波處理,對輸出信號進行冗餘控制,對合閘迴路進行軟體閉鎖以及對整機完備的自檢功能進一步保證了整機的可靠性.
4 生產過程質量控制
所有的元器件嚴格按生產工藝要求進行篩選,器件使用多數為軍工級,最低為工業級,成型模塊進行整體浸漆烘乾處理,整機100%進行全部試驗,包括常規電氣,功能,老化和振動試驗.
5 主要技術標准
參考技術標准:《 GB14285—93繼電器保護和安全自動裝置技術規程》
本企業技術標准:《XKQ—01廠用電源快切換裝置企業標准》
三 主要功能
設置1-4個待合開關的參數選擇點,用戶可通過機外繼電器對本機的兩PT/CT輸入端,參數選擇點,跳合閘等控制端一次性切換到相應的待合開關上,就能分時地對4個待合,跳開關組進行快速的自動切換控制或者分別對2組合,跳開關實行正,反切控制.
對於兩獨立電源供電的兩母線有聯絡開關的線路情況,本裝置能同時檢測聯絡開關兩邊母線電源的運行情況,並根據不同的情況和信號對三段式開關進行投切控制.如下圖:
圖2 快切裝置合,跳配合全圖
根據現場情況裝置也可以設置關閉一邊啟動,如關閉T1一邊不讓其啟動,只作合K跳T2的三種形式的啟動操作.
對於每一待合開關根據啟動方式的不同最多可設置六組不同的參數,每一組參數對應著並聯,串聯,絕對串聯三種合,跳閘控制方式中的一種,並且根據需要通過改寫參數的大小隨時可以改變合,跳閘控制方式.
裝置通電後為常備監控狀態,當檢測到一種啟動方式信號時,將立即從EPROM數據塊中取出一組相應的參數進行預測性的快切,同期切換,殘壓切換組合控制計算,當條件符合某一種情況時則發一次合,跳閘命令.
裝置設機位按鍵復位和遠方操作復位.
設置合閘完成時同步的低壓減載和後加速保護輸出脈沖(但其動作沿時由外部系統沿時繼電器完成).
指針式電子同步表,對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,中文液晶屏則對跳合閘前後的在線頻率,時間,裝置工作狀態進行顯示,如合閘不成功中文液晶屏將給以標示(中文液晶屏見面板示意圖6).
設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻差,相差,為本裝置在安裝調試,正常檢修和參數修改時提供便利.
完備的自檢閉鎖功能,主要設置有本裝置硬軟體出錯自動閉鎖,開關量控制全狀態閉鎖,跳合閘開關位置異常閉鎖,PT斷線閉鎖,PT隔離開關未合上閉鎖,後備電源失電閉鎖等,同時中文液晶屏對各種閉鎖工況按其檢測到的先後順序進行不同標示,以提示操作人員作快速的檢修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口設置在面板的右下側,供調試上位機用,其通信界面如圖7,功能見第九節.RS485通信口設置在後板的右下側,供DCS系統控制專用.
錄波和事件記憶功能.裝置每一次動作的前一次動作事件主要指標(如:事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能記憶存貯下來,供上位機查尋,列印(見九節說明),大部分指標由中文液晶屏和工況指示燈現場顯示見圖6.
可提供GPS秒對時介面(用戶如果需要其它方式對時如分對時功能須另外訂貨).還可採用通信口手動粗略對時,方法詳見九節.
四 技術參數
裝置工作電源:AC/DC 220V±l0%兩用,(AC/DC 110V/±10%兩用如訂貨方有要求則合同註明特供).
功耗:小於25W.
待合開關兩端PT同時用l00V,CT為5A(特殊情況現場調整),
輸出繼電器觸點容量(長期閉合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合開關導前時間TK的設置范圍: 20ms～999ms,步長1ms(此參數整定存貯以用戶現場安裝提供參數為准,也是用戶必須提供的參數.)
同期合閘允許頻差△F1的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz(此參數按用戶機型要求設定,未作要求則按2.25 Hz整定存貯).
快切合閘允許頻差△F2的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz.
快切合閘允許相差δ的設置范圍: 0.5度～59.9度,步長0.1度.
跳閘延時時間Ty:1～9999 ms,步長1ms.(用戶可根據具體的並串的合,跳閘控制方式的要求,以合開關導前時間TK的起始值0為基準,推算待跳開關要求的總跳導前時間To,然後再根據跳開關迴路固有的導前時間Tg進行推算.具體演算法如下:
並聯切換:To大於Tk, Ty=To-Tg ; 串聯切換:To小於Tk, Ty=To-Tg
失壓啟動延時Tj:1～9999 ms,步長1ms.(用戶一般應取它大於其最大負荷正常啟動時帶來短時壓降時間,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作).
失壓啟動整定范圍△U%:20%～90%Un.
殘壓啟動整定范圍△U%:20%～60%Un.
32檔電子模擬指針同步表的分度值:11.25度.
裝置所有電路與外殼之間及電路與電路之間的絕緣電阻:在溫度為25度,相對濕度為60%±10%時,不低於l00MΩ.
裝置所有交/直流12V以上接線端子對外殼耐壓2000v/工頻1分鍾,直流12V以下電氣迴路對外殼耐壓500v/工頻1分鍾無擊穿閃爍現象.
環境溫度:-10度～50度
相對濕度:小於80%.
五 硬體模塊結構框圖

六 基本原理及組成
XKQ—01廠用電快切裝置硬體結構如圖3所示.主板CPU主頻8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定時計數器及並行介面等晶元組成一個專用微機控制系統,下面就各主要功能原理進行簡單介紹.
廠用電快切的必要性和解決的辦法:
目前,在發電廠和所謂一級負荷的工礦企業以及某些變電站中,用電的連續可靠是電機安全運行的基本條件.以往國內廣泛採用的備用電源自投方式,一般都是用工作電源開關輔助接點直接(或經低壓,延時繼電器)啟動備用電源投入,這種方式無相頻檢測,用電切換成功率低或切換時間長,電動機復起動電流過大易超過允許值范圍受沖擊損壞.特別是一些使用大功率電機,高壓電機的場合,由於電機在斷電後電壓衰減較慢,如在殘壓較大時不檢查同期條件就合上備用電源,起/備變壓器和電動機將有可能受到嚴重的沖擊而損壞,如只待其殘壓降到一定幅度(如20%--40%Un之間)後在投入備用電源,由於斷電時間長,電動機的轉速下降很大,成組電動機的自起動引起母線嚴重繼續失壓,某些輔機勢必退出,嚴重時重要機組自起動困難勢必造成停機停爐.
為解決以上問題,本裝置在正常用電時就對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量進行長期的自動跟蹤和監測,一段檢測到切換信號時,將立即根據當前頻差,相差采樣值,同時利用適當的數學模型(不僅考慮當前的相差,頻差,而且考慮以後相差,頻差的變化率)結合預置的待合開關導前時間,推算出以後合閘准點時的相差,頻差,然後同預置的允許的相差,頻差進行比較,當條件滿足時就發出合,跳閘脈沖信號.
首先,由於在工作電源正常工作時,備用電源同工作電源之間的壓差,頻差,相差一般都很小,因此一段工作電源故障跳開,其母線殘壓與備用電源的相差將從0度開始逐漸變大,本裝置的第一段預測計算是取預置參數中的快切允許頻差,相差進行計算的,目的是為了搶在母線的殘壓壓降很小時發出合,跳閘控制信號;如果條件不滿足則進入第二階段的第一個同步點的預測計算控制,其比較取值當然是預置的同期合閘的相差,頻差允許值;如果以上兩條件都不滿足,同時其殘壓降至殘壓切換整定值則立即轉入無條件的殘壓切換控制.本裝置預測相差的計算公式為:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合閘導前角 ,Δωs—殘壓或工作電源與備用電源頻率之差,Tk—待合開關合閘導前時間)
快切計算合閘條件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣為同期合閘固定相角誤差)
2.切裝置輔助控制功能:
本裝置當處於工作母線低壓自動切換時,將設一足夠的延時時間量(由用戶根據現場情況設定)延時後即啟動計算控制,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作;
本裝置在發出合,跳命令後,將設一固定的延時時間如500 ms值再一次巡測合,跳開關的反饋信號的正常性,如發現該跳的沒跳,該合的沒合則立即發出偶信號,盡量使開關位置正常.
本裝置當在低壓啟動切換時(如低壓自動啟動切換),為盡快使重要負荷快速啟動,設置後加速保護的控制輸出(延時時間則由用戶在本機外設置延時繼電器設定.
3.自檢功能,模擬試機及現場"真合閘,假並網"試驗:
所有電力儀器儀表在真正投運前首先要進行一次接近現場條件的動模試驗,或者投入後要定期檢查該裝置可靠性.本裝置從三個方面實現對本機可靠性檢驗.
首先,本裝置通電後,不管是在合閘控制前和合閘控制後,均設有軟體控制CPU適時地對輸入輸出介面(如繼電器)等硬體各組成部分及其相互之間的連接線進行巡測,只要有一部分發生故障,則裝置處於閉鎖狀態,面板的電子同步表不轉,面板的液晶屏顯示相應的故障標志,以此通知操作人員對硬體,軟體有針對性地檢查(故障符號意義詳見第十一部分).
其次,本機在投運前設置了模擬開關試機,此開關安裝在後板上,兩開關其中之一為模擬PT1頻率信號,另一個PT2頻率信號,但不模擬兩PT電壓量.不管兩PT(或者為同頻同相的交流100V±5%的兩組模擬PT)接入否,兩開關投到模擬狀態,然後打開電源開關通電,這時面板的電子同步表(後有詳述)即轉動,面板液晶屏將同時顯示本機模擬的兩PT頻率和未經效正的基時時間等(後有詳述),面板的八個工況指示燈中合閘閉鎖信號燈同時點亮.當兩組PT端接入交流100V±5%兩組模擬非同頻同相或同頻同相PT,同時在後板將公共端C短接一個已輸入一組有效數據的對應開關標志H點時(後有詳解),這時將模擬開關投到模擬狀態,然後裝置通電,這時本機處於巡測狀態,本機將同時顯示PT1,PT2的在線頻率值,當從本機後板人為給入一自動啟動信號時,本機就能模擬合閘一次,電子表開始轉動,當轉動到正上方一組紅色指針時(0°位置)則停止轉動,大圓中心的一個紅色信號燈閃爍一次表明發出了合閘脈沖,同時八個工況信號燈中的合閘完成和相應的合閘成功兩信號燈同時點亮(注:做這個實驗務必將合,跳閘輸出斷開,主要地為了防止裝置在在線模擬試驗時誤動而發生事故).
其三,本機在投運前,特別是在第一次安裝投運前需按本單位提供的《現場投運調試大綱》程序進行一次所謂"真合閘,假投切"的現場動模合閘試驗.主要內容為一切接線都以真正條件為准.即模擬開關投到工作狀態,後板公共端C端接一個已輸入一組有效參數相對應的H端(該H端視為待合開關的標記,該組參數也是待合開關性能決定的真實參數,如開關導前時間Tk),工作電源和備用電源處於待切狀態,本機後板各輸入輸出接線無誤,這時分別拉開待合,跳開閘兩端的隔離開關,然後裝置通電進行模擬快切試驗.如果過去有機械同步表則這時可將本裝置與過去機械表同時並聯運行(只斷開過去機械同步表的合閘輸出脈沖即可),這時本裝置應與過去的機械同步表同期轉動,並同時達到合閘點.合閘脈沖發出後,待合開關合上,本機面板只顯示合閘完成,電子同步表正指0°紅指針位不動.大圓中心的紅燈閃爍一次,數碼管顯示合閘後的系統頻率,這時即完成了整個的模擬試驗.然後斷開剛合上的斷路器,合上斷路器兩邊的隔離開關進行真正的合閘控制.
七 監控主程序流程圖和切換程序流程圖

八 前面板與參數設置
前面板如圖6:
1. 面板的左上側為中文液晶顯示部分,其功能在於:在開機監控狀態 時,如果待合閘開關兩邊PT已接入則同時顯示待合閘開關兩邊線路的頻率,如 果兩邊PT之一未接入則顯示一邊頻率和一邊的PT斷線標志,如果兩邊PT均未接入則顯示兩邊PT斷線標志,但不能鑒別兩PT接入相位的正確性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj參數組設置或修改時,顯示操作中的參數(詳見參數設置部分);
合閘完成後只顯示合閘後的系統頻率;
裝置接線或本裝置硬體有錯誤時則顯示其某些重點錯誤的標記(見第十一部分)通知技術人員進行有針對性地檢修.
顯示裝置的基時時間,裝置工作後可通過功能鍵或上位機將時間調整同標准時間一致.
液晶顯示屏的右側為裝置內用的直流電源 5V和 12V指示燈和裝置工況指示燈,電源指示燈亮表明裝置通電正常,否則異常.
右側大圓形為32檔LED模擬電子式指針同步表,均勻分布在360° 圓周上,0° 位置為紅色,其餘為綠色,正中間設一合閘指令脈沖發出同步信號燈,專供合閘時指示用.裝置投運或模擬試驗時,同步表指示待合開關兩端電壓的相位差,同步表順時針旋轉表示PT2頻率高於PT1頻率,逆時針旋轉表示PT2頻率低於PT1頻率,旋轉速度表示頻差的大小,頻差越大轉得越快.
8個狀態指示燈,用於指示合閘投運過程中及模擬試驗時的實際工況.特別在調試合閘過程中,工況燈就是技術人員調試合閘的眼睛.
面板上的功能鍵及復位鍵:
復位鍵的功能是中斷當前的一切狀態,使裝置重新開始運行程序,通常叫"清零"開關.後板的公共端C和遠方復位端R短接後斷開同該鍵功能一樣,因此用於遠方復位操作.該鍵能同鍵2,鍵3組合使用則分別使本機進入參數設置修改模式和調試板模塊操作模式.
鍵1,鍵2,鍵3為功能鍵具體功能及操作如下:
本裝置最多設置4大組有效參數,4個大組參數分別對應一個待合開關H1-4,每個大組參數共有36個有效數據.一個待合開關的6種不同的啟動控制方式分別對應6個小組參數段,每一個小組參數段含6個意義相同但數值不同的數據,它們是:"待合閘開關合閘導前時間TK","同期合閘允許頻差△F1","快切合閘允許頻差△F2","快切合閘允許相差δ","跳閘延時時間Ty","失壓啟動延時Tj". 6種不同的啟動控制方式所對應6個小組參數段為:
PT1一邊跳自動合閘啟動對應1—6數據;
PT2一邊跳自動合閘啟動對應7—12數據;
PT1一邊跳手動合閘啟動對應13—18數據;
PT2一邊跳手動合閘啟動對應19—24數據;
PT1一邊跳,合閘失壓啟動對應25—30數據;
PT2一邊跳,合閘失壓啟動對應31—36數據.
准備階段:將後板並列的兩開關置於"模擬狀態"位置,先按復位鍵再按鍵2,當顯示器出現提示參數整定,先松復位鍵,再松"鍵2"即可進行參數設置.
按"鍵1"顯示器出現並列點1並指針指向參數1,後再按"鍵2"或"鍵3",輸入已整定好的一個數值,輸入數值時按鍵2為增值,按鍵3為減值,輸入完後,再按"鍵1"時, 指針指向參數2,同時對上次輸入是1H1數據進行了存貯,如此循環.(注:數據輸入後若未按鍵1,則上次輸入的數據無效,即未存貯)
參數液晶顯示順序:參數整定值舉例
並列點:1(2,3,4)
1( 開關導前時間):100ms
2( 同期允許頻差):3Hz
3(快切允許頻差):1.5 Hz
4(快允許相差):60°
5( 跳閘沿時時間):1ms
6(失壓沿時時間):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失壓沿時時間):5000ms
注:該裝置在試驗狀態或參數設置完成後,必須將狀態開關從"模擬狀態"位置拔到"工作狀態"位置,方能投入正式的合,跳閘控制運行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如圖7,232/485通信口接一上位機,上位機裝入本公司提供的專用通信和列印程序,打開程序即可生成如圖6的界面,用游標選定通信的波特率(推薦用1200比較可靠)和上位機硬介面COM1或COM2.
通信口功能有三:基時時間整定:按啟動鍵後在發送命令下鍵入"A0世紀,年,月,日,小時,分,秒"的16進制代碼如"A01403061501050A"然後按Enter鍵,這時控制器的起始時間被整定為2003年,6月,22日,1小時,5分,10秒,並在裝置面板的液晶塊下方顯示出來,裝置的時間表同標准時間同步,當發生一次事件時,事件時間將自動保存供上位機即時查尋,列印.
數據查尋:程序和數據16進制代碼可以通過以下方法查尋,按啟動鍵後在發送命令下鍵入"90地址,位元組數,FF"的16進制代碼如"9056000AFF"然後按Enter鍵,這時數據接收區可以收到裝置存貯器地址5600起以後的10個16進制代碼,用於上位機特別是DCS系統自製控制界面對本裝置工作情況的分析.
事件結果數據和錄波的查看:按查看數據按鍵,這時事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能從記憶存貯單元中取出並在界面上顯示出來,上位機如接有列印機即可按列印數據鍵列印.
其列印的格式如下:
快切控制器事件報告單(舉例)
事件時間:0:0:9
PT1頻率:50Hz
PT2頻率:49.9Hz
事件代碼: 5 合閘位置異常
合閘相位差:44°
開關導前時間:100ms
同期允許頻差:3Hz
快切允許頻差:1.5 Hz
快允許相差:60°
跳閘沿時時間:1ms
失壓沿時時間:1ms
錄波圖示範如下:
十 安裝尺寸及接線
XKQ—01型快切裝置採用儀表屏嵌裝式結構,只需將本控制器嵌入儀表屏即可.安裝尺寸見圖8.
快切裝置與現場的連接,主要通過後面接線板.(接線圖見端子圖及應用接線圖)
訂貨使用須知
訂貨時請提供如下數據資料:
待合開關總的合導前時間TK.
並列點開關實際編號(一位數字代表).
待跳開關總的跳導前時間,並根據本說明書的第四節計算公式以及各啟動狀態下的串,並聯方式的要求計算出跳閘延時時間Ty.
同期合閘允許頻差△F1.
快切合閘允許頻差△F2.
快切合閘允許相差δ.
失壓啟動延時Tj.
本裝置以外其他功能,凡需要的用戶,敬請訂貨另行說明.
本裝置所有的開關輸出量均為無源短脈沖,所有的開關輸入量均為有源-12V短脈沖(本機自串電源,外接應為繼電器無源接點,復位脈沖大於2秒最為可靠).
模擬試機調試須斷開輸出開關接線單,以防誤動作.
輸入,輸出遠地操作,特別是通信,遠方復位建議用屏蔽電纜作饋線,必要時用光纖通信.
十一 硬體故障的測試,診斷和工況表
繼電器輸出的測試:
通過功能鍵進入顯示屏菜單的測試功能擋.
應順序有報警輸出,PT1跳輸出輸出,PT2跳輸出,合開關跳輸出,低壓減載輸出,閉鎖輸出,合閘1合上,合閘2合上.
部分信號及硬體故障診斷:將本機模擬開關置"工作狀態",合閘輸出端不接,開機後如數碼管顯示以下標志則對應的信息或故障可判斷為:
本機外全狀態閉鎖信號已輸入
跳,閘開關位置異常
合閘開關位置異常
部分接線錯誤疹斷:
PT1斷線
PT2斷線
PT隔離開關未合上
未接參數輸入點H
同時接多參數輸入點
同時有多種啟動方式
以上10種信息或故障其顯示的優先順序按從上到下的順序依次減小.
自檢過程中,本裝置部分硬體出錯:
存儲器RAM出錯
EEPROM出錯
I/O出錯(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出錯(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出錯(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本裝置顯示以上信息則同時啟動報警指示燈,閉鎖指示燈和報警繼電器.
本裝置一切接線和硬體無誤時,通電處於巡測狀態顯示:
待合閘開關對應信號顯示為:(為1, 2,3,4其中之一)
合閘點=X
按F1鍵則可查閱PT1一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
按F2鍵則可查閱PT2一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H已合上的去偶的情況顯示:
該跳的開關已跳顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈亮,合閘完成燈和合閘信號燈均不亮,表明不是本機發出的跳,合閘完成.
該跳的開關未跳,但不該跳的開關卻跳了則顯示:
PT1一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
PT2一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H未合上正常的合,跳及去偶的情況顯示:
通過計算發出合,跳命令後H合上同時該跳的開關已跳則顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈熄,合閘完成燈和合閘信號燈均亮,快動,同期,殘壓合閘完成指示燈其中之一亮,表明是本機發出的跳,合閘完成並表明是何種形式的合閘完成.如果合閘後電壓降至一定的范圍則自動發出低壓減載信號(如需沿時減載則外接沿時繼電器)同時低壓減載信號燈亮.
通過計算發出合,跳命令後H未合上或者合上後因該跳的開關未跳通過去偶H又跳開了則顯示合閘開關位置異常
合開關H異常
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開同時經過合閘後去偶H仍跳不開則為大故障其顯示為
大故障
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開而另一邊開關卻跳了其顯示狀態同合,跳命令發出前的故障顯示.
十二 附圖
圖9:XKQ—01外形及開孔尺寸
圖10:XKQ—01型廠用電源快切裝置備用端子圖
圖11:XKQ—01廠用電源快切裝置在30萬/60萬機組中的應用接線圖
XKQ—01廠用電快切裝置說明書
I/O板1
I/O板2
面 板
後 板
主 板
開關電源
圖3: XKQ—01廠用電快切裝置機箱內的硬體模塊結構框圖
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
圖4:主監控程序流程圖
閉鎖,報警等待復位
去偶
去偶
參數設置
按鍵復位
圖8:錄波示範圖
圖7:通信界面
有效圖 無效圖
全局閉鎖
顯示合閘完成及頻率
發合跳命令
合跳成功
信號唯一
參數設置
T1,T2開關均合上
PT隔離開關
末合上
PT斷線
信號巡檢
有切換啟動
信號
自檢出錯
上電,復位
No
No
圖5:切換程序流程圖
第五參數延時
發合閘命令
No
顯示合跳閘成功及頻率
No
T1,T2自動,手動,失壓六種啟動信號之一
Yes
Yes
Yes
Yes

閉鎖,報警等待復位
發低電壓
減載命令
去偶
No
第六參數延時
滿足同期
切換
合跳成功
電壓低
滿足快動
切換
發跳閘命令
滿足殘壓
切換
合跳反饋
正常否