基于51单片机的自动准同期装置

⑴ 模拟断路器工作原理及其装置使用方法

模拟断路器其实跟跳闸的安全开关差不多的作用，主要是用在一些新建的变电站，用来，模仿电力发生断电时及时断开的效果。他的工作保障了电路的安全，尤其是能够在电路发生危险的时候及时断开开关。但是模拟断路器又不是真正工作时候使用的，它是一个整套的装置。这样一套的全数字的电路的工作原理，具体是什么样的呢?又有什么分类呢?现在小编给介绍模拟断路器工作原理以及装置使用方法。

模拟断路器工作原理

该断路器采用全数字电路，时间为数字拨码设置，可实现模拟断路器跳合闸时间设置、三相/分相操作选择、输入信号逻辑控制等功能，从而模拟断路器的跳、合闸动作。

(1)本仪器跳合闸电源电压为DC220V与DC110V两档，试验前必须选择好电压与输入电压一致。

(2)本模拟断路器可以模拟分相操作断路器，也可模拟三相操作断路器，跳合闸阻抗选择为400欧、200欧、110欧任意选择，当模拟分相操作断路器时，其跳合闸输入端子分别为A合、A跳、B合、B跳、C合、C跳;当模拟三相操作断路器时，其跳合闸输入端子为三跳、三合。另外，面板上还设有手动合闸和手动跳闸按钮，并设有跳合闸信号灯，分别为A合、B合、C合三个红色信号灯和A跳、B跳、C跳三个绿色信号灯，在模拟三相操作断路器时，A、B、C三相信号灯同时明灭。

(3)在模拟回路中设有继电器A、B、C各输出一组转换触点，动断触点闭合或断开触点断开的触点与操作电源完全隔离，可与微机型继电保护试验设备进行配合。

(4)模拟断路器可模拟跳闸和合闸时间，时间设置为拨码开关设置，精度高。跳闸时间设置范围为20-200ms，合闸时间设置范围为20-100ms。

模拟断路器装置使用方法

1、装置通电——接入220V交流工作电源，合电源开关，几秒钟后，断路器模拟装置处于跳闸状态，面板上的三相跳闸位置灯(绿灯)亮。

2、手动合闸及跳闸——手动合闸及手动分闸按钮用于试验人员在装置面板上模拟断路器控制开关的功能进行断路器的手合、手跳操作。

按下“手动合闸”按钮，断路器模拟装置合闸，三相合闸位置灯(红灯)亮，“手动跳合指示”红灯亮，“手合接点”闭合并自保持，“手合接点”可以模拟控制开关“合闸后”状态，用于做不对应启动重合闸试验。

按下“手动跳闸”按钮，断路器模拟装置跳闸，三相跳闸位置灯(绿灯)亮，“手动跳合指示”红灯灭，“手合接点”断开，“手跳接点”闭合;释放“手动跳闸”按钮时，“手跳接点”延时60mS断开(手动跳闸指示灯指示手动跳闸接点的状态，绿灯亮时接点闭合)。“手跳接点”可以模拟断路器控制开关的“手跳状态”，用于重合闸装置的手跳放电试验。

3、保护装置跳合闸——跳、合闸线圈端子相当于实际断路器的实际跳合闸线圈回路。

4、模拟断路器装置合闸、跳闸回路及其辅助接点——跳、合闸线圈端子相当于实际断路器的跳合闸线圈回路，实际合闸、跳闸回路及其辅助接点断路器与保护装置或控制回路的跳合闸出口连接。

以上小编给大家介绍了模拟断路器的工作原理，模拟断路器的工作原理，其实，并不会很复杂，只是有一些指标，还有一些信号的设置是比较灵巧的，这也是设计者的聪明之处，模拟断路器装置的使用方法，来说并不会很复杂，只要跟着操作几次就会熟悉，但是任何的操作都是需要细心的，这需要我们，操作者在操纵的时候，要根据相关规定，不能够大意才会安全使用。

⑵ PT并列测控装置

一 装置概述
本装置是为了实现水,火电站(厂)和各种大型不能停电的厂矿备用电源的快速切换以及变电站差频同频并网,变电站母线分段方式自投,内桥接线方式自投而专门设计的开关智能控制装置.特别在事故情况下需要将工作电源断开同时又要在残压与备用电源之间的压降,频差,相差很小时合上备用电源,使用电设备不至于因一般故障,误动造成停电,复启动电流过大等事故,本装置尤为适用,是快动的,检同期的,一种多功能的新型备自投(BZT).
该装置对待合开关两端电源的频率,电压,相位量有良好的自动跟踪的功能,并设置电子同步表模拟老式指针同步表对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,使操作直观,简单化.装置能对故障电源的开关自动发出适时的跳闸脉冲,能配合待并开关顺利实现并联(先合后跳),串联(先跳后合),绝对串联(确认跳的反馈信号后的合控制)的合,跳闸控制,在合,跳闸控制前后能对各开关位置和各输入,输出量的正确性进行巡测判断并适时地发出全状态闭锁,去偶等信号,使跳,合闸控制尽量达到"宁可拒动,不可误动"的效果.本装置特设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频率,相差和合闸的各种工况,供本装置在安装调试,正常安检时使用.
图1;待合开关两端PT1\PT2电压矢量合成图(B"___B'圆弧内为高残压时备用电源安全投运区)
本装置在采集到切换信号时,不仅考虑当前的相差,还考虑以后相位差变化的趋势,用适当的数学模型代入预置的开关导前时间,计算出导前相角,当导前相角不超预置的范围时发出快动合,跳命令,否则进行第一个同期点预测计算,预测条件满足时再发出同期时的合,跳闸命令,以此准确的躲过相差在180度及其附近时合闸所带来的危险(如图1),否则转入下一次的预测控制或转入残压切换控制.
该装置的可靠性,精确性与快速性三个主要技术性能特征,均优于或达到了国内外同类型产品的技术水平,系为新一代智能型自动的电源快切装置.
二 装置设计及技术标准
1 总体设计
设计中采用免维修的模块结构,整机包括两I/O板(其中一个PT断线监测专用板),主板,面板,开关电源五大模块和箱体两个组成部分,这种结构的主要特点是不作元器件级维修,只进行板级(模块)维护,一旦出现硬件故障,只需将故障模块换下即可,大大缩短了故障修复时间.其中电源采用以整体散热金属网屏蔽的性能优良的高频开关电源模块.箱体采用通风网双层金属机箱,既起到了电磁屏蔽的作用又具有良好的散热性能.
2 软,硬件设计
硬件的核心选用超大规模集成块和功能完备的进口单片机芯片,所有的I/O信号全部采用电磁或光电隔离,装置主体与现场无任何直接的电气连接,因此具有较强的抗干扰能力.
对全部输入信号进行数字虑波处理,对输出信号进行冗余控制,对合闸回路进行软件闭锁以及对整机完备的自检功能进一步保证了整机的可靠性.
4 生产过程质量控制
所有的元器件严格按生产工艺要求进行筛选,器件使用多数为军工级,最低为工业级,成型模块进行整体浸漆烘干处理,整机100%进行全部试验,包括常规电气,功能,老化和振动试验.
5 主要技术标准
参考技术标准:《 GB14285—93继电器保护和安全自动装置技术规程》
本企业技术标准:《XKQ—01厂用电源快切换装置企业标准》
三 主要功能
设置1-4个待合开关的参数选择点,用户可通过机外继电器对本机的两PT/CT输入端,参数选择点,跳合闸等控制端一次性切换到相应的待合开关上,就能分时地对4个待合,跳开关组进行快速的自动切换控制或者分别对2组合,跳开关实行正,反切控制.
对于两独立电源供电的两母线有联络开关的线路情况,本装置能同时检测联络开关两边母线电源的运行情况,并根据不同的情况和信号对三段式开关进行投切控制.如下图:
图2 快切装置合,跳配合全图
根据现场情况装置也可以设置关闭一边启动,如关闭T1一边不让其启动,只作合K跳T2的三种形式的启动操作.
对于每一待合开关根据启动方式的不同最多可设置六组不同的参数,每一组参数对应着并联,串联,绝对串联三种合,跳闸控制方式中的一种,并且根据需要通过改写参数的大小随时可以改变合,跳闸控制方式.
装置通电后为常备监控状态,当检测到一种启动方式信号时,将立即从EPROM数据块中取出一组相应的参数进行预测性的快切,同期切换,残压切换组合控制计算,当条件符合某一种情况时则发一次合,跳闸命令.
装置设机位按键复位和远方操作复位.
设置合闸完成时同步的低压减载和后加速保护输出脉冲(但其动作沿时由外部系统沿时继电器完成).
指针式电子同步表,对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,中文液晶屏则对跳合闸前后的在线频率,时间,装置工作状态进行显示,如合闸不成功中文液晶屏将给以标示(中文液晶屏见面板示意图6).
设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频差,相差,为本装置在安装调试,正常检修和参数修改时提供便利.
完备的自检闭锁功能,主要设置有本装置硬软件出错自动闭锁,开关量控制全状态闭锁,跳合闸开关位置异常闭锁,PT断线闭锁,PT隔离开关未合上闭锁,后备电源失电闭锁等,同时中文液晶屏对各种闭锁工况按其检测到的先后顺序进行不同标示,以提示操作人员作快速的检修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口设置在面板的右下侧,供调试上位机用,其通信界面如图7,功能见第九节.RS485通信口设置在后板的右下侧,供DCS系统控制专用.
录波和事件记忆功能.装置每一次动作的前一次动作事件主要指标(如:事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能记忆存贮下来,供上位机查寻,打印(见九节说明),大部分指标由中文液晶屏和工况指示灯现场显示见图6.
可提供GPS秒对时接口(用户如果需要其它方式对时如分对时功能须另外订货).还可采用通信口手动粗略对时,方法详见九节.
四 技术参数
装置工作电源:AC/DC 220V±l0%两用,(AC/DC 110V/±10%两用如订货方有要求则合同注明特供).
功耗:小于25W.
待合开关两端PT同时用l00V,CT为5A(特殊情况现场调整),
输出继电器触点容量(长期闭合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合开关导前时间TK的设置范围: 20ms～999ms,步长1ms(此参数整定存贮以用户现场安装提供参数为准,也是用户必须提供的参数.)
同期合闸允许频差△F1的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz(此参数按用户机型要求设定,未作要求则按2.25 Hz整定存贮).
快切合闸允许频差△F2的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz.
快切合闸允许相差δ的设置范围: 0.5度～59.9度,步长0.1度.
跳闸延时时间Ty:1～9999 ms,步长1ms.(用户可根据具体的并串的合,跳闸控制方式的要求,以合开关导前时间TK的起始值0为基准,推算待跳开关要求的总跳导前时间To,然后再根据跳开关回路固有的导前时间Tg进行推算.具体算法如下:
并联切换:To大于Tk, Ty=To-Tg ; 串联切换:To小于Tk, Ty=To-Tg
失压启动延时Tj:1～9999 ms,步长1ms.(用户一般应取它大于其最大负荷正常启动时带来短时压降时间,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作).
失压启动整定范围△U%:20%～90%Un.
残压启动整定范围△U%:20%～60%Un.
32档电子模拟指针同步表的分度值:11.25度.
装置所有电路与外壳之间及电路与电路之间的绝缘电阻:在温度为25度,相对湿度为60%±10%时,不低于l00MΩ.
装置所有交/直流12V以上接线端子对外壳耐压2000v/工频1分钟,直流12V以下电气回路对外壳耐压500v/工频1分钟无击穿闪烁现象.
环境温度:-10度～50度
相对湿度:小于80%.
五 硬件模块结构框图

六 基本原理及组成
XKQ—01厂用电快切装置硬件结构如图3所示.主板CPU主频8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定时计数器及并行接口等芯片组成一个专用微机控制系统,下面就各主要功能原理进行简单介绍.
厂用电快切的必要性和解决的办法:
目前,在发电厂和所谓一级负荷的工矿企业以及某些变电站中,用电的连续可靠是电机安全运行的基本条件.以往国内广泛采用的备用电源自投方式,一般都是用工作电源开关辅助接点直接(或经低压,延时继电器)启动备用电源投入,这种方式无相频检测,用电切换成功率低或切换时间长,电动机复起动电流过大易超过允许值范围受冲击损坏.特别是一些使用大功率电机,高压电机的场合,由于电机在断电后电压衰减较慢,如在残压较大时不检查同期条件就合上备用电源,起/备变压器和电动机将有可能受到严重的冲击而损坏,如只待其残压降到一定幅度(如20%--40%Un之间)后在投入备用电源,由于断电时间长,电动机的转速下降很大,成组电动机的自起动引起母线严重继续失压,某些辅机势必退出,严重时重要机组自起动困难势必造成停机停炉.
为解决以上问题,本装置在正常用电时就对待合开关两端电源的频率,电压,相位量进行长期的自动跟踪和监测,一段检测到切换信号时,将立即根据当前频差,相差采样值,同时利用适当的数学模型(不仅考虑当前的相差,频差,而且考虑以后相差,频差的变化率)结合预置的待合开关导前时间,推算出以后合闸准点时的相差,频差,然后同预置的允许的相差,频差进行比较,当条件满足时就发出合,跳闸脉冲信号.
首先,由于在工作电源正常工作时,备用电源同工作电源之间的压差,频差,相差一般都很小,因此一段工作电源故障跳开,其母线残压与备用电源的相差将从0度开始逐渐变大,本装置的第一段预测计算是取预置参数中的快切允许频差,相差进行计算的,目的是为了抢在母线的残压压降很小时发出合,跳闸控制信号;如果条件不满足则进入第二阶段的第一个同步点的预测计算控制,其比较取值当然是预置的同期合闸的相差,频差允许值;如果以上两条件都不满足,同时其残压降至残压切换整定值则立即转入无条件的残压切换控制.本装置预测相差的计算公式为:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合闸导前角 ,Δωs—残压或工作电源与备用电源频率之差,Tk—待合开关合闸导前时间)
快切计算合闸条件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣为同期合闸固定相角误差)
2.切装置辅助控制功能:
本装置当处于工作母线低压自动切换时,将设一足够的延时时间量(由用户根据现场情况设定)延时后即启动计算控制,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作;
本装置在发出合,跳命令后,将设一固定的延时时间如500 ms值再一次巡测合,跳开关的反馈信号的正常性,如发现该跳的没跳,该合的没合则立即发出偶信号,尽量使开关位置正常.
本装置当在低压启动切换时(如低压自动启动切换),为尽快使重要负荷快速启动,设置后加速保护的控制输出(延时时间则由用户在本机外设置延时继电器设定.
3.自检功能,模拟试机及现场"真合闸,假并网"试验:
所有电力仪器仪表在真正投运前首先要进行一次接近现场条件的动模试验,或者投入后要定期检查该装置可靠性.本装置从三个方面实现对本机可靠性检验.
首先,本装置通电后,不管是在合闸控制前和合闸控制后,均设有软件控制CPU适时地对输入输出接口(如继电器)等硬件各组成部分及其相互之间的连接线进行巡测,只要有一部分发生故障,则装置处于闭锁状态,面板的电子同步表不转,面板的液晶屏显示相应的故障标志,以此通知操作人员对硬件,软件有针对性地检查(故障符号意义详见第十一部分).
其次,本机在投运前设置了模拟开关试机,此开关安装在后板上,两开关其中之一为模拟PT1频率信号,另一个PT2频率信号,但不模拟两PT电压量.不管两PT(或者为同频同相的交流100V±5%的两组模拟PT)接入否,两开关投到模拟状态,然后打开电源开关通电,这时面板的电子同步表(后有详述)即转动,面板液晶屏将同时显示本机模拟的两PT频率和未经效正的基时时间等(后有详述),面板的八个工况指示灯中合闸闭锁信号灯同时点亮.当两组PT端接入交流100V±5%两组模拟非同频同相或同频同相PT,同时在后板将公共端C短接一个已输入一组有效数据的对应开关标志H点时(后有详解),这时将模拟开关投到模拟状态,然后装置通电,这时本机处于巡测状态,本机将同时显示PT1,PT2的在线频率值,当从本机后板人为给入一自动启动信号时,本机就能模拟合闸一次,电子表开始转动,当转动到正上方一组红色指针时(0°位置)则停止转动,大圆中心的一个红色信号灯闪烁一次表明发出了合闸脉冲,同时八个工况信号灯中的合闸完成和相应的合闸成功两信号灯同时点亮(注:做这个实验务必将合,跳闸输出断开,主要地为了防止装置在在线模拟试验时误动而发生事故).
其三,本机在投运前,特别是在第一次安装投运前需按本单位提供的《现场投运调试大纲》程序进行一次所谓"真合闸,假投切"的现场动模合闸试验.主要内容为一切接线都以真正条件为准.即模拟开关投到工作状态,后板公共端C端接一个已输入一组有效参数相对应的H端(该H端视为待合开关的标记,该组参数也是待合开关性能决定的真实参数,如开关导前时间Tk),工作电源和备用电源处于待切状态,本机后板各输入输出接线无误,这时分别拉开待合,跳开闸两端的隔离开关,然后装置通电进行模拟快切试验.如果过去有机械同步表则这时可将本装置与过去机械表同时并联运行(只断开过去机械同步表的合闸输出脉冲即可),这时本装置应与过去的机械同步表同期转动,并同时达到合闸点.合闸脉冲发出后,待合开关合上,本机面板只显示合闸完成,电子同步表正指0°红指针位不动.大圆中心的红灯闪烁一次,数码管显示合闸后的系统频率,这时即完成了整个的模拟试验.然后断开刚合上的断路器,合上断路器两边的隔离开关进行真正的合闸控制.
七 监控主程序流程图和切换程序流程图

八 前面板与参数设置
前面板如图6:
1. 面板的左上侧为中文液晶显示部分,其功能在于:在开机监控状态 时,如果待合闸开关两边PT已接入则同时显示待合闸开关两边线路的频率,如 果两边PT之一未接入则显示一边频率和一边的PT断线标志,如果两边PT均未接入则显示两边PT断线标志,但不能鉴别两PT接入相位的正确性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj参数组设置或修改时,显示操作中的参数(详见参数设置部分);
合闸完成后只显示合闸后的系统频率;
装置接线或本装置硬件有错误时则显示其某些重点错误的标记(见第十一部分)通知技术人员进行有针对性地检修.
显示装置的基时时间,装置工作后可通过功能键或上位机将时间调整同标准时间一致.
液晶显示屏的右侧为装置内用的直流电源 5V和 12V指示灯和装置工况指示灯,电源指示灯亮表明装置通电正常,否则异常.
右侧大圆形为32档LED模拟电子式指针同步表,均匀分布在360° 圆周上,0° 位置为红色,其余为绿色,正中间设一合闸指令脉冲发出同步信号灯,专供合闸时指示用.装置投运或模拟试验时,同步表指示待合开关两端电压的相位差,同步表顺时针旋转表示PT2频率高于PT1频率,逆时针旋转表示PT2频率低于PT1频率,旋转速度表示频差的大小,频差越大转得越快.
8个状态指示灯,用于指示合闸投运过程中及模拟试验时的实际工况.特别在调试合闸过程中,工况灯就是技术人员调试合闸的眼睛.
面板上的功能键及复位键:
复位键的功能是中断当前的一切状态,使装置重新开始运行程序,通常叫"清零"开关.后板的公共端C和远方复位端R短接后断开同该键功能一样,因此用于远方复位操作.该键能同键2,键3组合使用则分别使本机进入参数设置修改模式和调试板模块操作模式.
键1,键2,键3为功能键具体功能及操作如下:
本装置最多设置4大组有效参数,4个大组参数分别对应一个待合开关H1-4,每个大组参数共有36个有效数据.一个待合开关的6种不同的启动控制方式分别对应6个小组参数段,每一个小组参数段含6个意义相同但数值不同的数据,它们是:"待合闸开关合闸导前时间TK","同期合闸允许频差△F1","快切合闸允许频差△F2","快切合闸允许相差δ","跳闸延时时间Ty","失压启动延时Tj". 6种不同的启动控制方式所对应6个小组参数段为:
PT1一边跳自动合闸启动对应1—6数据;
PT2一边跳自动合闸启动对应7—12数据;
PT1一边跳手动合闸启动对应13—18数据;
PT2一边跳手动合闸启动对应19—24数据;
PT1一边跳,合闸失压启动对应25—30数据;
PT2一边跳,合闸失压启动对应31—36数据.
准备阶段:将后板并列的两开关置于"模拟状态"位置,先按复位键再按键2,当显示器出现提示参数整定,先松复位键,再松"键2"即可进行参数设置.
按"键1"显示器出现并列点1并指针指向参数1,后再按"键2"或"键3",输入已整定好的一个数值,输入数值时按键2为增值,按键3为减值,输入完后,再按"键1"时, 指针指向参数2,同时对上次输入是1H1数据进行了存贮,如此循环.(注:数据输入后若未按键1,则上次输入的数据无效,即未存贮)
参数液晶显示顺序:参数整定值举例
并列点:1(2,3,4)
1( 开关导前时间):100ms
2( 同期允许频差):3Hz
3(快切允许频差):1.5 Hz
4(快允许相差):60°
5( 跳闸沿时时间):1ms
6(失压沿时时间):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失压沿时时间):5000ms
注:该装置在试验状态或参数设置完成后,必须将状态开关从"模拟状态"位置拔到"工作状态"位置,方能投入正式的合,跳闸控制运行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如图7,232/485通信口接一上位机,上位机装入本公司提供的专用通信和打印程序,打开程序即可生成如图6的界面,用光标选定通信的波特率(推荐用1200比较可靠)和上位机硬接口COM1或COM2.
通信口功能有三:基时时间整定:按启动键后在发送命令下键入"A0世纪,年,月,日,小时,分,秒"的16进制代码如"A01403061501050A"然后按Enter键,这时控制器的起始时间被整定为2003年,6月,22日,1小时,5分,10秒,并在装置面板的液晶块下方显示出来,装置的时间表同标准时间同步,当发生一次事件时,事件时间将自动保存供上位机即时查寻,打印.
数据查寻:程序和数据16进制代码可以通过以下方法查寻,按启动键后在发送命令下键入"90地址,字节数,FF"的16进制代码如"9056000AFF"然后按Enter键,这时数据接收区可以收到装置存贮器地址5600起以后的10个16进制代码,用于上位机特别是DCS系统自制控制界面对本装置工作情况的分析.
事件结果数据和录波的查看:按查看数据按键,这时事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能从记忆存贮单元中取出并在界面上显示出来,上位机如接有打印机即可按打印数据键打印.
其打印的格式如下:
快切控制器事件报告单(举例)
事件时间:0:0:9
PT1频率:50Hz
PT2频率:49.9Hz
事件代码: 5 合闸位置异常
合闸相位差:44°
开关导前时间:100ms
同期允许频差:3Hz
快切允许频差:1.5 Hz
快允许相差:60°
跳闸沿时时间:1ms
失压沿时时间:1ms
录波图示范如下:
十 安装尺寸及接线
XKQ—01型快切装置采用仪表屏嵌装式结构,只需将本控制器嵌入仪表屏即可.安装尺寸见图8.
快切装置与现场的连接,主要通过后面接线板.(接线图见端子图及应用接线图)
订货使用须知
订货时请提供如下数据资料:
待合开关总的合导前时间TK.
并列点开关实际编号(一位数字代表).
待跳开关总的跳导前时间,并根据本说明书的第四节计算公式以及各启动状态下的串,并联方式的要求计算出跳闸延时时间Ty.
同期合闸允许频差△F1.
快切合闸允许频差△F2.
快切合闸允许相差δ.
失压启动延时Tj.
本装置以外其他功能,凡需要的用户,敬请订货另行说明.
本装置所有的开关输出量均为无源短脉冲,所有的开关输入量均为有源-12V短脉冲(本机自串电源,外接应为继电器无源接点,复位脉冲大于2秒最为可靠).
模拟试机调试须断开输出开关接线单,以防误动作.
输入,输出远地操作,特别是通信,远方复位建议用屏蔽电缆作馈线,必要时用光纤通信.
十一 硬件故障的测试,诊断和工况表
继电器输出的测试:
通过功能键进入显示屏菜单的测试功能挡.
应顺序有报警输出,PT1跳输出输出,PT2跳输出,合开关跳输出,低压减载输出,闭锁输出,合闸1合上,合闸2合上.
部分信号及硬件故障诊断:将本机模拟开关置"工作状态",合闸输出端不接,开机后如数码管显示以下标志则对应的信息或故障可判断为:
本机外全状态闭锁信号已输入
跳,闸开关位置异常
合闸开关位置异常
部分接线错误疹断:
PT1断线
PT2断线
PT隔离开关未合上
未接参数输入点H
同时接多参数输入点
同时有多种启动方式
以上10种信息或故障其显示的优先级按从上到下的顺序依次减小.
自检过程中,本装置部分硬件出错:
存储器RAM出错
EEPROM出错
I/O出错(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出错(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出错(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本装置显示以上信息则同时启动报警指示灯,闭锁指示灯和报警继电器.
本装置一切接线和硬件无误时,通电处于巡测状态显示:
待合闸开关对应信号显示为:(为1, 2,3,4其中之一)
合闸点=X
按F1键则可查阅PT1一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
按F2键则可查阅PT2一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H已合上的去偶的情况显示:
该跳的开关已跳显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯亮,合闸完成灯和合闸信号灯均不亮,表明不是本机发出的跳,合闸完成.
该跳的开关未跳,但不该跳的开关却跳了则显示:
PT1一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
PT2一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H未合上正常的合,跳及去偶的情况显示:
通过计算发出合,跳命令后H合上同时该跳的开关已跳则显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯熄,合闸完成灯和合闸信号灯均亮,快动,同期,残压合闸完成指示灯其中之一亮,表明是本机发出的跳,合闸完成并表明是何种形式的合闸完成.如果合闸后电压降至一定的范围则自动发出低压减载信号(如需沿时减载则外接沿时继电器)同时低压减载信号灯亮.
通过计算发出合,跳命令后H未合上或者合上后因该跳的开关未跳通过去偶H又跳开了则显示合闸开关位置异常
合开关H异常
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开同时经过合闸后去偶H仍跳不开则为大故障其显示为
大故障
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开而另一边开关却跳了其显示状态同合,跳命令发出前的故障显示.
十二 附图
图9:XKQ—01外形及开孔尺寸
图10:XKQ—01型厂用电源快切装置备用端子图
图11:XKQ—01厂用电源快切装置在30万/60万机组中的应用接线图
XKQ—01厂用电快切装置说明书
I/O板1
I/O板2
面 板
后 板
主 板
开关电源
图3: XKQ—01厂用电快切装置机箱内的硬件模块结构框图
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
图4:主监控程序流程图
闭锁,报警等待复位
去偶
去偶
参数设置
按键复位
图8:录波示范图
图7:通信界面
有效图 无效图
全局闭锁
显示合闸完成及频率
发合跳命令
合跳成功
信号唯一
参数设置
T1,T2开关均合上
PT隔离开关
末合上
PT断线
信号巡检
有切换启动
信号
自检出错
上电,复位
No
No
图5:切换程序流程图
第五参数延时
发合闸命令
No
显示合跳闸成功及频率
No
T1,T2自动,手动,失压六种启动信号之一
Yes
Yes
Yes
Yes

闭锁,报警等待复位
发低电压
减载命令
去偶
No
第六参数延时
满足同期
切换
合跳成功
电压低
满足快动
切换
发跳闸命令
满足残压
切换
合跳反馈
正常否

⑶ 什么书上介绍PT并列

一 装置概述
本装置是为了实现水,火电站(厂)和各种大型不能停电的厂矿备用电源的快速切换以及变电站差频同频并网,变电站母线分段方式自投,内桥接线方式自投而专门设计的开关智能控制装置.特别在事故情况下需要将工作电源断开同时又要在残压与备用电源之间的压降,频差,相差很小时合上备用电源,使用电设备不至于因一般故障,误动造成停电,复启动电流过大等事故,本装置尤为适用,是快动的,检同期的,一种多功能的新型备自投(BZT).
该装置对待合开关两端电源的频率,电压,相位量有良好的自动跟踪的功能,并设置电子同步表模拟老式指针同步表对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,使操作直观,简单化.装置能对故障电源的开关自动发出适时的跳闸脉冲,能配合待并开关顺利实现并联(先合后跳),串联(先跳后合),绝对串联(确认跳的反馈信号后的合控制)的合,跳闸控制,在合,跳闸控制前后能对各开关位置和各输入,输出量的正确性进行巡测判断并适时地发出全状态闭锁,去偶等信号,使跳,合闸控制尽量达到"宁可拒动,不可误动"的效果.本装置特设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频率,相差和合闸的各种工况,供本装置在安装调试,正常安检时使用.
图1;待合开关两端PT1\PT2电压矢量合成图(B"___B'圆弧内为高残压时备用电源安全投运区)
本装置在采集到切换信号时,不仅考虑当前的相差,还考虑以后相位差变化的趋势,用适当的数学模型代入预置的开关导前时间,计算出导前相角,当导前相角不超预置的范围时发出快动合,跳命令,否则进行第一个同期点预测计算,预测条件满足时再发出同期时的合,跳闸命令,以此准确的躲过相差在180度及其附近时合闸所带来的危险(如图1),否则转入下一次的预测控制或转入残压切换控制.
该装置的可靠性,精确性与快速性三个主要技术性能特征,均优于或达到了国内外同类型产品的技术水平,系为新一代智能型自动的电源快切装置.
二 装置设计及技术标准
1 总体设计
设计中采用免维修的模块结构,整机包括两I/O板(其中一个PT断线监测专用板),主板,面板,开关电源五大模块和箱体两个组成部分,这种结构的主要特点是不作元器件级维修,只进行板级(模块)维护,一旦出现硬件故障,只需将故障模块换下即可,大大缩短了故障修复时间.其中电源采用以整体散热金属网屏蔽的性能优良的高频开关电源模块.箱体采用通风网双层金属机箱,既起到了电磁屏蔽的作用又具有良好的散热性能.
2 软,硬件设计
硬件的核心选用超大规模集成块和功能完备的进口单片机芯片,所有的I/O信号全部采用电磁或光电隔离,装置主体与现场无任何直接的电气连接,因此具有较强的抗干扰能力.
对全部输入信号进行数字虑波处理,对输出信号进行冗余控制,对合闸回路进行软件闭锁以及对整机完备的自检功能进一步保证了整机的可靠性.
4 生产过程质量控制
所有的元器件严格按生产工艺要求进行筛选,器件使用多数为军工级,最低为工业级,成型模块进行整体浸漆烘干处理,整机100%进行全部试验,包括常规电气,功能,老化和振动试验.
5 主要技术标准
参考技术标准:《 GB14285—93继电器保护和安全自动装置技术规程》
本企业技术标准:《XKQ—01厂用电源快切换装置企业标准》
三 主要功能
设置1-4个待合开关的参数选择点,用户可通过机外继电器对本机的两PT/CT输入端,参数选择点,跳合闸等控制端一次性切换到相应的待合开关上,就能分时地对4个待合,跳开关组进行快速的自动切换控制或者分别对2组合,跳开关实行正,反切控制.
对于两独立电源供电的两母线有联络开关的线路情况,本装置能同时检测联络开关两边母线电源的运行情况,并根据不同的情况和信号对三段式开关进行投切控制.如下图:
图2 快切装置合,跳配合全图
根据现场情况装置也可以设置关闭一边启动,如关闭T1一边不让其启动,只作合K跳T2的三种形式的启动操作.
对于每一待合开关根据启动方式的不同最多可设置六组不同的参数,每一组参数对应着并联,串联,绝对串联三种合,跳闸控制方式中的一种,并且根据需要通过改写参数的大小随时可以改变合,跳闸控制方式.
装置通电后为常备监控状态,当检测到一种启动方式信号时,将立即从EPROM数据块中取出一组相应的参数进行预测性的快切,同期切换,残压切换组合控制计算,当条件符合某一种情况时则发一次合,跳闸命令.
装置设机位按键复位和远方操作复位.
设置合闸完成时同步的低压减载和后加速保护输出脉冲(但其动作沿时由外部系统沿时继电器完成).
指针式电子同步表,对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,中文液晶屏则对跳合闸前后的在线频率,时间,装置工作状态进行显示,如合闸不成功中文液晶屏将给以标示(中文液晶屏见面板示意图6).
设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频差,相差,为本装置在安装调试,正常检修和参数修改时提供便利.
完备的自检闭锁功能,主要设置有本装置硬软件出错自动闭锁,开关量控制全状态闭锁,跳合闸开关位置异常闭锁,PT断线闭锁,PT隔离开关未合上闭锁,后备电源失电闭锁等,同时中文液晶屏对各种闭锁工况按其检测到的先后顺序进行不同标示,以提示操作人员作快速的检修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口设置在面板的右下侧,供调试上位机用,其通信界面如图7,功能见第九节.RS485通信口设置在后板的右下侧,供DCS系统控制专用.
录波和事件记忆功能.装置每一次动作的前一次动作事件主要指标(如:事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能记忆存贮下来,供上位机查寻,打印(见九节说明),大部分指标由中文液晶屏和工况指示灯现场显示见图6.
可提供GPS秒对时接口(用户如果需要其它方式对时如分对时功能须另外订货).还可采用通信口手动粗略对时,方法详见九节.
四 技术参数
装置工作电源:AC/DC 220V±l0%两用,(AC/DC 110V/±10%两用如订货方有要求则合同注明特供).
功耗:小于25W.
待合开关两端PT同时用l00V,CT为5A(特殊情况现场调整),
输出继电器触点容量(长期闭合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合开关导前时间TK的设置范围: 20ms～999ms,步长1ms(此参数整定存贮以用户现场安装提供参数为准,也是用户必须提供的参数.)
同期合闸允许频差△F1的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz(此参数按用户机型要求设定,未作要求则按2.25 Hz整定存贮).
快切合闸允许频差△F2的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz.
快切合闸允许相差δ的设置范围: 0.5度～59.9度,步长0.1度.
跳闸延时时间Ty:1～9999 ms,步长1ms.(用户可根据具体的并串的合,跳闸控制方式的要求,以合开关导前时间TK的起始值0为基准,推算待跳开关要求的总跳导前时间To,然后再根据跳开关回路固有的导前时间Tg进行推算.具体算法如下:
并联切换:To大于Tk, Ty=To-Tg ; 串联切换:To小于Tk, Ty=To-Tg
失压启动延时Tj:1～9999 ms,步长1ms.(用户一般应取它大于其最大负荷正常启动时带来短时压降时间,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作).
失压启动整定范围△U%:20%～90%Un.
残压启动整定范围△U%:20%～60%Un.
32档电子模拟指针同步表的分度值:11.25度.
装置所有电路与外壳之间及电路与电路之间的绝缘电阻:在温度为25度,相对湿度为60%±10%时,不低于l00MΩ.
装置所有交/直流12V以上接线端子对外壳耐压2000v/工频1分钟,直流12V以下电气回路对外壳耐压500v/工频1分钟无击穿闪烁现象.
环境温度:-10度～50度
相对湿度:小于80%.
五 硬件模块结构框图

六 基本原理及组成
XKQ—01厂用电快切装置硬件结构如图3所示.主板CPU主频8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定时计数器及并行接口等芯片组成一个专用微机控制系统,下面就各主要功能原理进行简单介绍.
厂用电快切的必要性和解决的办法:
目前,在发电厂和所谓一级负荷的工矿企业以及某些变电站中,用电的连续可靠是电机安全运行的基本条件.以往国内广泛采用的备用电源自投方式,一般都是用工作电源开关辅助接点直接(或经低压,延时继电器)启动备用电源投入,这种方式无相频检测,用电切换成功率低或切换时间长,电动机复起动电流过大易超过允许值范围受冲击损坏.特别是一些使用大功率电机,高压电机的场合,由于电机在断电后电压衰减较慢,如在残压较大时不检查同期条件就合上备用电源,起/备变压器和电动机将有可能受到严重的冲击而损坏,如只待其残压降到一定幅度(如20%--40%Un之间)后在投入备用电源,由于断电时间长,电动机的转速下降很大,成组电动机的自起动引起母线严重继续失压,某些辅机势必退出,严重时重要机组自起动困难势必造成停机停炉.
为解决以上问题,本装置在正常用电时就对待合开关两端电源的频率,电压,相位量进行长期的自动跟踪和监测,一段检测到切换信号时,将立即根据当前频差,相差采样值,同时利用适当的数学模型(不仅考虑当前的相差,频差,而且考虑以后相差,频差的变化率)结合预置的待合开关导前时间,推算出以后合闸准点时的相差,频差,然后同预置的允许的相差,频差进行比较,当条件满足时就发出合,跳闸脉冲信号.
首先,由于在工作电源正常工作时,备用电源同工作电源之间的压差,频差,相差一般都很小,因此一段工作电源故障跳开,其母线残压与备用电源的相差将从0度开始逐渐变大,本装置的第一段预测计算是取预置参数中的快切允许频差,相差进行计算的,目的是为了抢在母线的残压压降很小时发出合,跳闸控制信号;如果条件不满足则进入第二阶段的第一个同步点的预测计算控制,其比较取值当然是预置的同期合闸的相差,频差允许值;如果以上两条件都不满足,同时其残压降至残压切换整定值则立即转入无条件的残压切换控制.本装置预测相差的计算公式为:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合闸导前角 ,Δωs—残压或工作电源与备用电源频率之差,Tk—待合开关合闸导前时间)
快切计算合闸条件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣为同期合闸固定相角误差)
2.切装置辅助控制功能:
本装置当处于工作母线低压自动切换时,将设一足够的延时时间量(由用户根据现场情况设定)延时后即启动计算控制,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作;
本装置在发出合,跳命令后,将设一固定的延时时间如500 ms值再一次巡测合,跳开关的反馈信号的正常性,如发现该跳的没跳,该合的没合则立即发出偶信号,尽量使开关位置正常.
本装置当在低压启动切换时(如低压自动启动切换),为尽快使重要负荷快速启动,设置后加速保护的控制输出(延时时间则由用户在本机外设置延时继电器设定.
3.自检功能,模拟试机及现场"真合闸,假并网"试验:
所有电力仪器仪表在真正投运前首先要进行一次接近现场条件的动模试验,或者投入后要定期检查该装置可靠性.本装置从三个方面实现对本机可靠性检验.
首先,本装置通电后,不管是在合闸控制前和合闸控制后,均设有软件控制CPU适时地对输入输出接口(如继电器)等硬件各组成部分及其相互之间的连接线进行巡测,只要有一部分发生故障,则装置处于闭锁状态,面板的电子同步表不转,面板的液晶屏显示相应的故障标志,以此通知操作人员对硬件,软件有针对性地检查(故障符号意义详见第十一部分).
其次,本机在投运前设置了模拟开关试机,此开关安装在后板上,两开关其中之一为模拟PT1频率信号,另一个PT2频率信号,但不模拟两PT电压量.不管两PT(或者为同频同相的交流100V±5%的两组模拟PT)接入否,两开关投到模拟状态,然后打开电源开关通电,这时面板的电子同步表(后有详述)即转动,面板液晶屏将同时显示本机模拟的两PT频率和未经效正的基时时间等(后有详述),面板的八个工况指示灯中合闸闭锁信号灯同时点亮.当两组PT端接入交流100V±5%两组模拟非同频同相或同频同相PT,同时在后板将公共端C短接一个已输入一组有效数据的对应开关标志H点时(后有详解),这时将模拟开关投到模拟状态,然后装置通电,这时本机处于巡测状态,本机将同时显示PT1,PT2的在线频率值,当从本机后板人为给入一自动启动信号时,本机就能模拟合闸一次,电子表开始转动,当转动到正上方一组红色指针时(0°位置)则停止转动,大圆中心的一个红色信号灯闪烁一次表明发出了合闸脉冲,同时八个工况信号灯中的合闸完成和相应的合闸成功两信号灯同时点亮(注:做这个实验务必将合,跳闸输出断开,主要地为了防止装置在在线模拟试验时误动而发生事故).
其三,本机在投运前,特别是在第一次安装投运前需按本单位提供的《现场投运调试大纲》程序进行一次所谓"真合闸,假投切"的现场动模合闸试验.主要内容为一切接线都以真正条件为准.即模拟开关投到工作状态,后板公共端C端接一个已输入一组有效参数相对应的H端(该H端视为待合开关的标记,该组参数也是待合开关性能决定的真实参数,如开关导前时间Tk),工作电源和备用电源处于待切状态,本机后板各输入输出接线无误,这时分别拉开待合,跳开闸两端的隔离开关,然后装置通电进行模拟快切试验.如果过去有机械同步表则这时可将本装置与过去机械表同时并联运行(只断开过去机械同步表的合闸输出脉冲即可),这时本装置应与过去的机械同步表同期转动,并同时达到合闸点.合闸脉冲发出后,待合开关合上,本机面板只显示合闸完成,电子同步表正指0°红指针位不动.大圆中心的红灯闪烁一次,数码管显示合闸后的系统频率,这时即完成了整个的模拟试验.然后断开刚合上的断路器,合上断路器两边的隔离开关进行真正的合闸控制.
七 监控主程序流程图和切换程序流程图

八 前面板与参数设置
前面板如图6:
1. 面板的左上侧为中文液晶显示部分,其功能在于:在开机监控状态 时,如果待合闸开关两边PT已接入则同时显示待合闸开关两边线路的频率,如 果两边PT之一未接入则显示一边频率和一边的PT断线标志,如果两边PT均未接入则显示两边PT断线标志,但不能鉴别两PT接入相位的正确性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj参数组设置或修改时,显示操作中的参数(详见参数设置部分);
合闸完成后只显示合闸后的系统频率;
装置接线或本装置硬件有错误时则显示其某些重点错误的标记(见第十一部分)通知技术人员进行有针对性地检修.
显示装置的基时时间,装置工作后可通过功能键或上位机将时间调整同标准时间一致.
液晶显示屏的右侧为装置内用的直流电源 5V和 12V指示灯和装置工况指示灯,电源指示灯亮表明装置通电正常,否则异常.
右侧大圆形为32档LED模拟电子式指针同步表,均匀分布在360° 圆周上,0° 位置为红色,其余为绿色,正中间设一合闸指令脉冲发出同步信号灯,专供合闸时指示用.装置投运或模拟试验时,同步表指示待合开关两端电压的相位差,同步表顺时针旋转表示PT2频率高于PT1频率,逆时针旋转表示PT2频率低于PT1频率,旋转速度表示频差的大小,频差越大转得越快.
8个状态指示灯,用于指示合闸投运过程中及模拟试验时的实际工况.特别在调试合闸过程中,工况灯就是技术人员调试合闸的眼睛.
面板上的功能键及复位键:
复位键的功能是中断当前的一切状态,使装置重新开始运行程序,通常叫"清零"开关.后板的公共端C和远方复位端R短接后断开同该键功能一样,因此用于远方复位操作.该键能同键2,键3组合使用则分别使本机进入参数设置修改模式和调试板模块操作模式.
键1,键2,键3为功能键具体功能及操作如下:
本装置最多设置4大组有效参数,4个大组参数分别对应一个待合开关H1-4,每个大组参数共有36个有效数据.一个待合开关的6种不同的启动控制方式分别对应6个小组参数段,每一个小组参数段含6个意义相同但数值不同的数据,它们是:"待合闸开关合闸导前时间TK","同期合闸允许频差△F1","快切合闸允许频差△F2","快切合闸允许相差δ","跳闸延时时间Ty","失压启动延时Tj". 6种不同的启动控制方式所对应6个小组参数段为:
PT1一边跳自动合闸启动对应1—6数据;
PT2一边跳自动合闸启动对应7—12数据;
PT1一边跳手动合闸启动对应13—18数据;
PT2一边跳手动合闸启动对应19—24数据;
PT1一边跳,合闸失压启动对应25—30数据;
PT2一边跳,合闸失压启动对应31—36数据.
准备阶段:将后板并列的两开关置于"模拟状态"位置,先按复位键再按键2,当显示器出现提示参数整定,先松复位键,再松"键2"即可进行参数设置.
按"键1"显示器出现并列点1并指针指向参数1,后再按"键2"或"键3",输入已整定好的一个数值,输入数值时按键2为增值,按键3为减值,输入完后,再按"键1"时, 指针指向参数2,同时对上次输入是1H1数据进行了存贮,如此循环.(注:数据输入后若未按键1,则上次输入的数据无效,即未存贮)
参数液晶显示顺序:参数整定值举例
并列点:1(2,3,4)
1( 开关导前时间):100ms
2( 同期允许频差):3Hz
3(快切允许频差):1.5 Hz
4(快允许相差):60°
5( 跳闸沿时时间):1ms
6(失压沿时时间):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失压沿时时间):5000ms
注:该装置在试验状态或参数设置完成后,必须将状态开关从"模拟状态"位置拔到"工作状态"位置,方能投入正式的合,跳闸控制运行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如图7,232/485通信口接一上位机,上位机装入本公司提供的专用通信和打印程序,打开程序即可生成如图6的界面,用光标选定通信的波特率(推荐用1200比较可靠)和上位机硬接口COM1或COM2.
通信口功能有三:基时时间整定:按启动键后在发送命令下键入"A0世纪,年,月,日,小时,分,秒"的16进制代码如"A01403061501050A"然后按Enter键,这时控制器的起始时间被整定为2003年,6月,22日,1小时,5分,10秒,并在装置面板的液晶块下方显示出来,装置的时间表同标准时间同步,当发生一次事件时,事件时间将自动保存供上位机即时查寻,打印.
数据查寻:程序和数据16进制代码可以通过以下方法查寻,按启动键后在发送命令下键入"90地址,字节数,FF"的16进制代码如"9056000AFF"然后按Enter键,这时数据接收区可以收到装置存贮器地址5600起以后的10个16进制代码,用于上位机特别是DCS系统自制控制界面对本装置工作情况的分析.
事件结果数据和录波的查看:按查看数据按键,这时事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能从记忆存贮单元中取出并在界面上显示出来,上位机如接有打印机即可按打印数据键打印.
其打印的格式如下:
快切控制器事件报告单(举例)
事件时间:0:0:9
PT1频率:50Hz
PT2频率:49.9Hz
事件代码: 5 合闸位置异常
合闸相位差:44°
开关导前时间:100ms
同期允许频差:3Hz
快切允许频差:1.5 Hz
快允许相差:60°
跳闸沿时时间:1ms
失压沿时时间:1ms
录波图示范如下:
十 安装尺寸及接线
XKQ—01型快切装置采用仪表屏嵌装式结构,只需将本控制器嵌入仪表屏即可.安装尺寸见图8.
快切装置与现场的连接,主要通过后面接线板.(接线图见端子图及应用接线图)
订货使用须知
订货时请提供如下数据资料:
待合开关总的合导前时间TK.
并列点开关实际编号(一位数字代表).
待跳开关总的跳导前时间,并根据本说明书的第四节计算公式以及各启动状态下的串,并联方式的要求计算出跳闸延时时间Ty.
同期合闸允许频差△F1.
快切合闸允许频差△F2.
快切合闸允许相差δ.
失压启动延时Tj.
本装置以外其他功能,凡需要的用户,敬请订货另行说明.
本装置所有的开关输出量均为无源短脉冲,所有的开关输入量均为有源-12V短脉冲(本机自串电源,外接应为继电器无源接点,复位脉冲大于2秒最为可靠).
模拟试机调试须断开输出开关接线单,以防误动作.
输入,输出远地操作,特别是通信,远方复位建议用屏蔽电缆作馈线,必要时用光纤通信.
十一 硬件故障的测试,诊断和工况表
继电器输出的测试:
通过功能键进入显示屏菜单的测试功能挡.
应顺序有报警输出,PT1跳输出输出,PT2跳输出,合开关跳输出,低压减载输出,闭锁输出,合闸1合上,合闸2合上.
部分信号及硬件故障诊断:将本机模拟开关置"工作状态",合闸输出端不接,开机后如数码管显示以下标志则对应的信息或故障可判断为:
本机外全状态闭锁信号已输入
跳,闸开关位置异常
合闸开关位置异常
部分接线错误疹断:
PT1断线
PT2断线
PT隔离开关未合上
未接参数输入点H
同时接多参数输入点
同时有多种启动方式
以上10种信息或故障其显示的优先级按从上到下的顺序依次减小.
自检过程中,本装置部分硬件出错:
存储器RAM出错
EEPROM出错
I/O出错(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出错(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出错(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本装置显示以上信息则同时启动报警指示灯,闭锁指示灯和报警继电器.
本装置一切接线和硬件无误时,通电处于巡测状态显示:
待合闸开关对应信号显示为:(为1, 2,3,4其中之一)
合闸点=X
按F1键则可查阅PT1一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
按F2键则可查阅PT2一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H已合上的去偶的情况显示:
该跳的开关已跳显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯亮,合闸完成灯和合闸信号灯均不亮,表明不是本机发出的跳,合闸完成.
该跳的开关未跳,但不该跳的开关却跳了则显示:
PT1一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
PT2一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H未合上正常的合,跳及去偶的情况显示:
通过计算发出合,跳命令后H合上同时该跳的开关已跳则显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯熄,合闸完成灯和合闸信号灯均亮,快动,同期,残压合闸完成指示灯其中之一亮,表明是本机发出的跳,合闸完成并表明是何种形式的合闸完成.如果合闸后电压降至一定的范围则自动发出低压减载信号(如需沿时减载则外接沿时继电器)同时低压减载信号灯亮.
通过计算发出合,跳命令后H未合上或者合上后因该跳的开关未跳通过去偶H又跳开了则显示合闸开关位置异常
合开关H异常
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开同时经过合闸后去偶H仍跳不开则为大故障其显示为
大故障
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开而另一边开关却跳了其显示状态同合,跳命令发出前的故障显示.
十二 附图
图9:XKQ—01外形及开孔尺寸
图10:XKQ—01型厂用电源快切装置备用端子图
图11:XKQ—01厂用电源快切装置在30万/60万机组中的应用接线图
XKQ—01厂用电快切装置说明书
I/O板1
I/O板2
面 板
后 板
主 板
开关电源
图3: XKQ—01厂用电快切装置机箱内的硬件模块结构框图
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Yes
Yes
Yes
Yes
图4:主监控程序流程图
闭锁,报警等待复位
去偶
去偶
参数设置
按键复位
图8:录波示范图
图7:通信界面
有效图 无效图
全局闭锁
显示合闸完成及频率
发合跳命令
合跳成功
信号唯一
参数设置
T1,T2开关均合上
PT隔离开关
末合上
PT断线
信号巡检
有切换启动
信号
自检出错
上电,复位
No
No
图5:切换程序流程图
第五参数延时
发合闸命令
No
显示合跳闸成功及频率
No
T1,T2自动,手动,失压六种启动信号之一
Yes
Yes
Yes
Yes

闭锁,报警等待复位
发低电压
减载命令
去偶
No
第六参数延时
满足同期
切换
合跳成功
电压低
满足快动
切换
发跳闸命令
满足残压
切换
合跳反馈
正常否

⑷ 乌鸦问大家：电气上的是自动同期装置是什么

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乌鸦问大家：电气上的是自动同期装置是什么？喜鹊回答：同期装置广泛用于线路供电线路合闸前的检测等等。
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在电力系统中，有些被称为同期点的断路器在进行合闸操作时，断路器的两端都有可能因由不同的电系统供电而带电。此时，就必进行一系列的操作，最终才能将断路器合闸。这一系列的操作加上断路器合闸操作统称为并列操作。
同期点的并列操作时电力系统中一项主要的操作内容。因为断路器的两端均有电源，若同期点断路器的合闸时机不适当，两端的电参数相差较大，就将会引起断路器爆炸甚至整个电力系统稳定破坏而导致崩溃，发生大面积停电的重大恶性事故。
我厂以前采用的手动准同期装置基本上也能将同期点断路器的合闸时间控制在一定的范围之内。但在一下方面存在一定缺陷：
a、没有自动选择时机的功能，合闸时机很难把握，所以对操作人员的要求较高，经常出现操作人员多次合闸不成功的事件。 b、合闸时机随意性大。只要操作人员合闸瞬间在同期装置的允许范围之内，断路器就能合闸。但断路器由于有机械和电气传动延时和断路器的固有合闸时间，很可能断路器的合闸时实际上已经不在并列操作的允许范围之内，从而造成非同期合闸，对断路器、发电机以及电系统造成冲击。 c、不能自动调节。对于发电机的各项电参数，必须由操作人员进行手工调节。特别是频率（转速），必须由主控室运行人员与汽轮机操作室相互联系协调好，才能进行调节。这使得一个发电机的并网操作往往需要半个多小时才能成功。 d、原有的手动准同期装置至投运至今已经近30年，继电器已严重老化，可靠性已大大降低。 基于以上的原因，我们采用一种能自动调节各种电参数，在条件满足的情况下，自动发出合闸脉冲指令的微机智能型准同期装置已势在必行。
2 自动准同期装置的原理 众所周知，电力系统中任一点的电压瞬时值可以表示为u=Umsin(t+φ)。可以看出，同期点断路器并列的理想条件就是断路器两侧电压的三个状态量全部相等，即待并系统电压UG和大系统电压UX两个相量完全重合并且同步旋转。用公式表示则为：（1）ωG＝ωX或fG＝fX（即频率相等）（2）UG＝UX（即电压幅值相等）（3）δe＝0（即相角差为0） 此时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后两个系统立即进入同步运行，不会产生任何扰动现象。
为了使并列操作满足条件，尽量使合闸时达到理想条件。自动准同期装置必须设置三个控制单元。（如图1）（1）频差控制单元。它的任务是检测待并系统（发电机）电压UG与大系统电压UX之间的滑差角频率ωS，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近系统频率。（2）电压差控制单元。它的功能是检测UG和UX之间的电压差，且调节发电机电压UG，使之与UX之间的的差值小于规定允许值，促使并列条件的形成。（3）合闸信号控制单元。检查并列条件，当待并机组的频率、电压都满足并联条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差δ接近0或控制在允许范围之内。

3 MAS-2微机自动准同期装置的主要特点 经考察，我们最后采用了南瑞系统控制公司的MAS-2型微机自动准同期装置。该装置以INTEL公司的80C196单片机为核心，配以高精度交流变流器，准确快速的交流采样以及严格的计算技术，准确计算开关两侧的电压、频率和相角差；输入/输出光电隔离，采用进口密封快速中间继电器作为合闸输出和电压切换，装置的抗干扰能力强，技术先进。（1）通过控制待并系统机组调速、调压实现频率和电压的自动跟踪，使频差、压差尽快进入准同期允许的范围，平均每半个工频周期测量出相角差Δδn，在Δδn＝Δδdq＝Δω·Tdq+Δaω·Tdq·Tdq/2时，即T＝Tdq时发出合闸脉冲，实现快速并网。在同频不同相时，也可以发出合适的调速脉冲以缩短并列过程。由于计及角速度（ω）和角加速度，确保了断路器合闸时相角差Δδn接近零。（2）该装置检同期合闸具有频差闭锁（Δf）、压差闭锁（ΔU）和加速度闭锁（dΔf/dt）功能。（3）除具有检同期合闸功能外，还具备无压（一侧无压或两侧均无压）、电网环并（开关两侧为同一电源）等自动快速合闸功能。（4）对输入的各侧电压和频差都进行双回路测量，双回路测量结果应一致，保证测量和计算的正确性。（5）装置具有液晶显示屏菜单显示，便于监视和参数的设定和修改。装置掉电后，参数不会丢失。（6）具有自试和自检功能。（7）装置可以单独使用，也可与监控系统配合使用，实现远方遥控同期装置。多个同期点只需一台准同期装置。采用各同期点输入电压、合闸出口和调节出口选点开关切换，切换选点切换和装置上人工操作选点开关切换。4 MAS-2微机自动准同期装置的硬件组成 MAS-2型微机自动准同期装置的硬件框图如图2，其核心是16为的单片机，装置软件存储在EPROM内，EEPROM中存放定值，RAM是数据存储器，存放运行数据、事故记录等。现场PT送来的交流电压信号经过隔离变换后送采样保持回路，再由单片机内部的A/D变换器变为数字信号，CPU进行采样、有效值的计算。

另外，交流信号波形变为方波后，进行频率和相位角的测量，再由单片机计算出频率的变化率。晶振分频产生600Hz的信号，作为采样保持信号和CPU的中断源。并行I/O扩展芯片8255的C口用于开关量输入，A口、B口经过出口逻辑电路同时控制输出信号继电器和合闸继电器。同期信号插件与同期切换插件控制信号输出、电压切换和合闸电流的保持。调速调压插件在发电机并网时经自动调节发电机有功同步马达和励磁电流，缩短同期并列的过程。5 MAS-2微机自动准同期装置的软件结构与功能 MAS-2微机自动准同期装置的软件流程如图3所示： 该装置的软件结构分为主循环程序和中断处理程序两大部分。定时中断由晶振电路分频产生，每隔1.666ms进入一次中断。中断程序主要完成电压瞬时值采样；电压有效值计算、频率值计算、相位角计算与dΔf/dt的计算；启动判断、检同期判断、检无压开入判断等；合闸输出及中央信号控制等。主循环程序主要完成面板显示、定值修改、回路自检、信号复归以及仿真试验、打印输出等功能。 MAS-2微机自动准同期装置还具有比较独特的功能：（1）装置的异常闭锁功能 a、装置微机能对内部存储器和一些芯片进行自检，一旦发现异常，立即闭锁同期出口，并输出装置异常接点信号； b、对每个电压回路都有双回路进行测量，如发现两个回路测得的同一个电压和频率相差很大，则立即闭锁同期出口，并发出装置异常接点信号； c、对于变电站多线路、多同期点，为了避免误合闸以及不同线路的PT二次侧短路，一次只能允许执行一个同期点的并列操作。如果检测到选点命令（启动）多于两点时，则立即自动解除同期切换板电源，闭锁同期出口，并发出异常接点信号。（2）装置的复归功能： 复归是指切除装置所有TQH（同期切换模件）、TQX（同期信号模件）、TJC（调速调压模件）中所有继电器的24V控制电源。复归的方式有三种： a、通过按同期信号模件（TQX）上的复归按钮（FA）人为复归； b、合闸脉冲发出后延时2秒由软件控制TQX模件中的继电器复归； c、同期点启动后，超过选点启动自复归时间定值Trs后仍未合闸，由软件控制TQX模件中的继电器自动复归。（3）装置与监控系统分通讯功能 MAS-2微机自动准同期装置的通讯接口为RS-232方式，能与监控系统进行通讯，后台监控机能在远方控制同期点的并列操作，并能取得准同期装置所有的定值和同期操作时的所有实时数据。

6 应用情况及其效果 MAS-2型微机自动准同期装置在我厂投用一年多，运行情况一直良好。由于其具有一定的智能性，能够根据采集到的电参数，通过计算，自动发出指令，对发电机的电压、频率进行调节，一旦准同期条件满足，则能自动在适当的时间发出合闸脉冲，使同期点断路器能在最佳时机合闸。 其应用效果主要体现在以下几个方面：
（1）操作方便简单。操作人员在选择了不检、检无压和检同期任一方式后，只需按一下同期切换插件上的按钮，便无需其它任何操作。以后部分由微机装置自动完成采样、计算、分析以及执行。（2）能自动选择适当的时机发出合闸脉冲。不象手动准同期装置那样，操作人员合操作把手的瞬间必须和同期检定继电器的角度配合得非常好才能合闸成功。以前半个小时的并列操作现在只需1分钟不到就能更好的完成，大大降低了操作人员的技术要求和劳动强度，也大大降低了能源的损耗和设备的损伤。（3）能针对不同的同期点断路器而不同对待，通过整定各个同期点断路器的合闸导前时间Tdq（约等于断路器的机械和电气传动时间和断路器固有合闸时间之和），使哥哥不同的断路器均能在最佳时机合闸成功。（4）由于计算机的快速性和可靠性，使得断路器合闸时两侧的电参数基本接近一致，减小了因两侧电压、频率和相位存在较大差异而引起的合闸瞬间的冲击，有力的保障了电力设备特别是发电机和断路器的安全，大大加强了电力系统安全运行的可靠性。 实践证明，微机自动准同期装置在我厂的应用是成功的。

⑸ 水电站开机和关机流程是怎样的，分别的机器叫什么名称，还望大家帮助谢谢！！

调速器控制水轮机到额定转速，转速器信号器发出100%转速信号，操版作励磁使发电机达到合权适的电压，操作准同期在合适的条件上合上发电机开关，加大水轮机开度及励磁电流带上负荷。

停机：关小水轮机及励磁电流，使有功无功指示近于0.断开发电机开关，操作励磁使发电机电压为0，全关水轮机。

其它我所说的是纯手动操作，现在很多微机自动化都能实现一键开机一键停机。
名字，水轮机，导叶，喷针，主阀，调速器，增功减功按钮，接力器。励磁，灭磁开关，起励按钮，增磁，减磁按钮，自动准同期装置，转速信号器，真空开关或空气开关，接触器。机组监控自动屏，PLC，单片机？

⑹ PT2断线是什么呀

一 装置概述
本装置是为了实现水,火电站(厂)和各种大型不能停电的厂矿备用电源的快速切换以及变电站差频同频并网,变电站母线分段方式自投,内桥接线方式自投而专门设计的开关智能控制装置.特别在事故情况下需要将工作电源断开同时又要在残压与备用电源之间的压降,频差,相差很小时合上备用电源,使用电设备不至于因一般故障,误动造成停电,复启动电流过大等事故,本装置尤为适用,是快动的,检同期的,一种多功能的新型备自投(BZT).
该装置对待合开关两端电源的频率,电压,相位量有良好的自动跟踪的功能,并设置电子同步表模拟老式指针同步表对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,使操作直观,简单化.装置能对故障电源的开关自动发出适时的跳闸脉冲,能配合待并开关顺利实现并联(先合后跳),串联(先跳后合),绝对串联(确认跳的反馈信号后的合控制)的合,跳闸控制,在合,跳闸控制前后能对各开关位置和各输入,输出量的正确性进行巡测判断并适时地发出全状态闭锁,去偶等信号,使跳,合闸控制尽量达到"宁可拒动,不可误动"的效果.本装置特设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频率,相差和合闸的各种工况,供本装置在安装调试,正常安检时使用.
图1;待合开关两端PT1\PT2电压矢量合成图(B"___B'圆弧内为高残压时备用电源安全投运区)
本装置在采集到切换信号时,不仅考虑当前的相差,还考虑以后相位差变化的趋势,用适当的数学模型代入预置的开关导前时间,计算出导前相角,当导前相角不超预置的范围时发出快动合,跳命令,否则进行第一个同期点预测计算,预测条件满足时再发出同期时的合,跳闸命令,以此准确的躲过相差在180度及其附近时合闸所带来的危险(如图1),否则转入下一次的预测控制或转入残压切换控制.
该装置的可靠性,精确性与快速性三个主要技术性能特征,均优于或达到了国内外同类型产品的技术水平,系为新一代智能型自动的电源快切装置.
二 装置设计及技术标准
1 总体设计
设计中采用免维修的模块结构,整机包括两I/O板(其中一个PT断线监测专用板),主板,面板,开关电源五大模块和箱体两个组成部分,这种结构的主要特点是不作元器件级维修,只进行板级(模块)维护,一旦出现硬件故障,只需将故障模块换下即可,大大缩短了故障修复时间.其中电源采用以整体散热金属网屏蔽的性能优良的高频开关电源模块.箱体采用通风网双层金属机箱,既起到了电磁屏蔽的作用又具有良好的散热性能.
2 软,硬件设计
硬件的核心选用超大规模集成块和功能完备的进口单片机芯片,所有的I/O信号全部采用电磁或光电隔离,装置主体与现场无任何直接的电气连接,因此具有较强的抗干扰能力.
对全部输入信号进行数字虑波处理,对输出信号进行冗余控制,对合闸回路进行软件闭锁以及对整机完备的自检功能进一步保证了整机的可靠性.
4 生产过程质量控制
所有的元器件严格按生产工艺要求进行筛选,器件使用多数为军工级,最低为工业级,成型模块进行整体浸漆烘干处理,整机100%进行全部试验,包括常规电气,功能,老化和振动试验.
5 主要技术标准
参考技术标准:《 GB14285—93继电器保护和安全自动装置技术规程》
本企业技术标准:《XKQ—01厂用电源快切换装置企业标准》
三 主要功能
设置1-4个待合开关的参数选择点,用户可通过机外继电器对本机的两PT/CT输入端,参数选择点,跳合闸等控制端一次性切换到相应的待合开关上,就能分时地对4个待合,跳开关组进行快速的自动切换控制或者分别对2组合,跳开关实行正,反切控制.
对于两独立电源供电的两母线有联络开关的线路情况,本装置能同时检测联络开关两边母线电源的运行情况,并根据不同的情况和信号对三段式开关进行投切控制.如下图:
图2 快切装置合,跳配合全图
根据现场情况装置也可以设置关闭一边启动,如关闭T1一边不让其启动,只作合K跳T2的三种形式的启动操作.
对于每一待合开关根据启动方式的不同最多可设置六组不同的参数,每一组参数对应着并联,串联,绝对串联三种合,跳闸控制方式中的一种,并且根据需要通过改写参数的大小随时可以改变合,跳闸控制方式.
装置通电后为常备监控状态,当检测到一种启动方式信号时,将立即从EPROM数据块中取出一组相应的参数进行预测性的快切,同期切换,残压切换组合控制计算,当条件符合某一种情况时则发一次合,跳闸命令.
装置设机位按键复位和远方操作复位.
设置合闸完成时同步的低压减载和后加速保护输出脉冲(但其动作沿时由外部系统沿时继电器完成).
指针式电子同步表,对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,中文液晶屏则对跳合闸前后的在线频率,时间,装置工作状态进行显示,如合闸不成功中文液晶屏将给以标示(中文液晶屏见面板示意图6).
设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频差,相差,为本装置在安装调试,正常检修和参数修改时提供便利.
完备的自检闭锁功能,主要设置有本装置硬软件出错自动闭锁,开关量控制全状态闭锁,跳合闸开关位置异常闭锁,PT断线闭锁,PT隔离开关未合上闭锁,后备电源失电闭锁等,同时中文液晶屏对各种闭锁工况按其检测到的先后顺序进行不同标示,以提示操作人员作快速的检修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口设置在面板的右下侧,供调试上位机用,其通信界面如图7,功能见第九节.RS485通信口设置在后板的右下侧,供DCS系统控制专用.
录波和事件记忆功能.装置每一次动作的前一次动作事件主要指标(如:事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能记忆存贮下来,供上位机查寻,打印(见九节说明),大部分指标由中文液晶屏和工况指示灯现场显示见图6.
可提供GPS秒对时接口(用户如果需要其它方式对时如分对时功能须另外订货).还可采用通信口手动粗略对时,方法详见九节.
四 技术参数
装置工作电源:AC/DC 220V±l0%两用,(AC/DC 110V/±10%两用如订货方有要求则合同注明特供).
功耗:小于25W.
待合开关两端PT同时用l00V,CT为5A(特殊情况现场调整),
输出继电器触点容量(长期闭合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合开关导前时间TK的设置范围: 20ms～999ms,步长1ms(此参数整定存贮以用户现场安装提供参数为准,也是用户必须提供的参数.)
同期合闸允许频差△F1的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz(此参数按用户机型要求设定,未作要求则按2.25 Hz整定存贮).
快切合闸允许频差△F2的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz.
快切合闸允许相差δ的设置范围: 0.5度～59.9度,步长0.1度.
跳闸延时时间Ty:1～9999 ms,步长1ms.(用户可根据具体的并串的合,跳闸控制方式的要求,以合开关导前时间TK的起始值0为基准,推算待跳开关要求的总跳导前时间To,然后再根据跳开关回路固有的导前时间Tg进行推算.具体算法如下:
并联切换:To大于Tk, Ty=To-Tg ; 串联切换:To小于Tk, Ty=To-Tg
失压启动延时Tj:1～9999 ms,步长1ms.(用户一般应取它大于其最大负荷正常启动时带来短时压降时间,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作).
失压启动整定范围△U%:20%～90%Un.
残压启动整定范围△U%:20%～60%Un.
32档电子模拟指针同步表的分度值:11.25度.
装置所有电路与外壳之间及电路与电路之间的绝缘电阻:在温度为25度,相对湿度为60%±10%时,不低于l00MΩ.
装置所有交/直流12V以上接线端子对外壳耐压2000v/工频1分钟,直流12V以下电气回路对外壳耐压500v/工频1分钟无击穿闪烁现象.
环境温度:-10度～50度
相对湿度:小于80%.
五 硬件模块结构框图

六 基本原理及组成
XKQ—01厂用电快切装置硬件结构如图3所示.主板CPU主频8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定时计数器及并行接口等芯片组成一个专用微机控制系统,下面就各主要功能原理进行简单介绍.
厂用电快切的必要性和解决的办法:
目前,在发电厂和所谓一级负荷的工矿企业以及某些变电站中,用电的连续可靠是电机安全运行的基本条件.以往国内广泛采用的备用电源自投方式,一般都是用工作电源开关辅助接点直接(或经低压,延时继电器)启动备用电源投入,这种方式无相频检测,用电切换成功率低或切换时间长,电动机复起动电流过大易超过允许值范围受冲击损坏.特别是一些使用大功率电机,高压电机的场合,由于电机在断电后电压衰减较慢,如在残压较大时不检查同期条件就合上备用电源,起/备变压器和电动机将有可能受到严重的冲击而损坏,如只待其残压降到一定幅度(如20%--40%Un之间)后在投入备用电源,由于断电时间长,电动机的转速下降很大,成组电动机的自起动引起母线严重继续失压,某些辅机势必退出,严重时重要机组自起动困难势必造成停机停炉.
为解决以上问题,本装置在正常用电时就对待合开关两端电源的频率,电压,相位量进行长期的自动跟踪和监测,一段检测到切换信号时,将立即根据当前频差,相差采样值,同时利用适当的数学模型(不仅考虑当前的相差,频差,而且考虑以后相差,频差的变化率)结合预置的待合开关导前时间,推算出以后合闸准点时的相差,频差,然后同预置的允许的相差,频差进行比较,当条件满足时就发出合,跳闸脉冲信号.
首先,由于在工作电源正常工作时,备用电源同工作电源之间的压差,频差,相差一般都很小,因此一段工作电源故障跳开,其母线残压与备用电源的相差将从0度开始逐渐变大,本装置的第一段预测计算是取预置参数中的快切允许频差,相差进行计算的,目的是为了抢在母线的残压压降很小时发出合,跳闸控制信号;如果条件不满足则进入第二阶段的第一个同步点的预测计算控制,其比较取值当然是预置的同期合闸的相差,频差允许值;如果以上两条件都不满足,同时其残压降至残压切换整定值则立即转入无条件的残压切换控制.本装置预测相差的计算公式为:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合闸导前角 ,Δωs—残压或工作电源与备用电源频率之差,Tk—待合开关合闸导前时间)
快切计算合闸条件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣为同期合闸固定相角误差)
2.切装置辅助控制功能:
本装置当处于工作母线低压自动切换时,将设一足够的延时时间量(由用户根据现场情况设定)延时后即启动计算控制,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作;
本装置在发出合,跳命令后,将设一固定的延时时间如500 ms值再一次巡测合,跳开关的反馈信号的正常性,如发现该跳的没跳,该合的没合则立即发出偶信号,尽量使开关位置正常.
本装置当在低压启动切换时(如低压自动启动切换),为尽快使重要负荷快速启动,设置后加速保护的控制输出(延时时间则由用户在本机外设置延时继电器设定.
3.自检功能,模拟试机及现场"真合闸,假并网"试验:
所有电力仪器仪表在真正投运前首先要进行一次接近现场条件的动模试验,或者投入后要定期检查该装置可靠性.本装置从三个方面实现对本机可靠性检验.
首先,本装置通电后,不管是在合闸控制前和合闸控制后,均设有软件控制CPU适时地对输入输出接口(如继电器)等硬件各组成部分及其相互之间的连接线进行巡测,只要有一部分发生故障,则装置处于闭锁状态,面板的电子同步表不转,面板的液晶屏显示相应的故障标志,以此通知操作人员对硬件,软件有针对性地检查(故障符号意义详见第十一部分).
其次,本机在投运前设置了模拟开关试机,此开关安装在后板上,两开关其中之一为模拟PT1频率信号,另一个PT2频率信号,但不模拟两PT电压量.不管两PT(或者为同频同相的交流100V±5%的两组模拟PT)接入否,两开关投到模拟状态,然后打开电源开关通电,这时面板的电子同步表(后有详述)即转动,面板液晶屏将同时显示本机模拟的两PT频率和未经效正的基时时间等(后有详述),面板的八个工况指示灯中合闸闭锁信号灯同时点亮.当两组PT端接入交流100V±5%两组模拟非同频同相或同频同相PT,同时在后板将公共端C短接一个已输入一组有效数据的对应开关标志H点时(后有详解),这时将模拟开关投到模拟状态,然后装置通电,这时本机处于巡测状态,本机将同时显示PT1,PT2的在线频率值,当从本机后板人为给入一自动启动信号时,本机就能模拟合闸一次,电子表开始转动,当转动到正上方一组红色指针时(0°位置)则停止转动,大圆中心的一个红色信号灯闪烁一次表明发出了合闸脉冲,同时八个工况信号灯中的合闸完成和相应的合闸成功两信号灯同时点亮(注:做这个实验务必将合,跳闸输出断开,主要地为了防止装置在在线模拟试验时误动而发生事故).
其三,本机在投运前,特别是在第一次安装投运前需按本单位提供的《现场投运调试大纲》程序进行一次所谓"真合闸,假投切"的现场动模合闸试验.主要内容为一切接线都以真正条件为准.即模拟开关投到工作状态,后板公共端C端接一个已输入一组有效参数相对应的H端(该H端视为待合开关的标记,该组参数也是待合开关性能决定的真实参数,如开关导前时间Tk),工作电源和备用电源处于待切状态,本机后板各输入输出接线无误,这时分别拉开待合,跳开闸两端的隔离开关,然后装置通电进行模拟快切试验.如果过去有机械同步表则这时可将本装置与过去机械表同时并联运行(只断开过去机械同步表的合闸输出脉冲即可),这时本装置应与过去的机械同步表同期转动,并同时达到合闸点.合闸脉冲发出后,待合开关合上,本机面板只显示合闸完成,电子同步表正指0°红指针位不动.大圆中心的红灯闪烁一次,数码管显示合闸后的系统频率,这时即完成了整个的模拟试验.然后断开刚合上的断路器,合上断路器两边的隔离开关进行真正的合闸控制.
七 监控主程序流程图和切换程序流程图

八 前面板与参数设置
前面板如图6:
1. 面板的左上侧为中文液晶显示部分,其功能在于:在开机监控状态 时,如果待合闸开关两边PT已接入则同时显示待合闸开关两边线路的频率,如 果两边PT之一未接入则显示一边频率和一边的PT断线标志,如果两边PT均未接入则显示两边PT断线标志,但不能鉴别两PT接入相位的正确性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj参数组设置或修改时,显示操作中的参数(详见参数设置部分);
合闸完成后只显示合闸后的系统频率;
装置接线或本装置硬件有错误时则显示其某些重点错误的标记(见第十一部分)通知技术人员进行有针对性地检修.
显示装置的基时时间,装置工作后可通过功能键或上位机将时间调整同标准时间一致.
液晶显示屏的右侧为装置内用的直流电源 5V和 12V指示灯和装置工况指示灯,电源指示灯亮表明装置通电正常,否则异常.
右侧大圆形为32档LED模拟电子式指针同步表,均匀分布在360° 圆周上,0° 位置为红色,其余为绿色,正中间设一合闸指令脉冲发出同步信号灯,专供合闸时指示用.装置投运或模拟试验时,同步表指示待合开关两端电压的相位差,同步表顺时针旋转表示PT2频率高于PT1频率,逆时针旋转表示PT2频率低于PT1频率,旋转速度表示频差的大小,频差越大转得越快.
8个状态指示灯,用于指示合闸投运过程中及模拟试验时的实际工况.特别在调试合闸过程中,工况灯就是技术人员调试合闸的眼睛.
面板上的功能键及复位键:
复位键的功能是中断当前的一切状态,使装置重新开始运行程序,通常叫"清零"开关.后板的公共端C和远方复位端R短接后断开同该键功能一样,因此用于远方复位操作.该键能同键2,键3组合使用则分别使本机进入参数设置修改模式和调试板模块操作模式.
键1,键2,键3为功能键具体功能及操作如下:
本装置最多设置4大组有效参数,4个大组参数分别对应一个待合开关H1-4,每个大组参数共有36个有效数据.一个待合开关的6种不同的启动控制方式分别对应6个小组参数段,每一个小组参数段含6个意义相同但数值不同的数据,它们是:"待合闸开关合闸导前时间TK","同期合闸允许频差△F1","快切合闸允许频差△F2","快切合闸允许相差δ","跳闸延时时间Ty","失压启动延时Tj". 6种不同的启动控制方式所对应6个小组参数段为:
PT1一边跳自动合闸启动对应1—6数据;
PT2一边跳自动合闸启动对应7—12数据;
PT1一边跳手动合闸启动对应13—18数据;
PT2一边跳手动合闸启动对应19—24数据;
PT1一边跳,合闸失压启动对应25—30数据;
PT2一边跳,合闸失压启动对应31—36数据.
准备阶段:将后板并列的两开关置于"模拟状态"位置,先按复位键再按键2,当显示器出现提示参数整定,先松复位键,再松"键2"即可进行参数设置.
按"键1"显示器出现并列点1并指针指向参数1,后再按"键2"或"键3",输入已整定好的一个数值,输入数值时按键2为增值,按键3为减值,输入完后,再按"键1"时, 指针指向参数2,同时对上次输入是1H1数据进行了存贮,如此循环.(注:数据输入后若未按键1,则上次输入的数据无效,即未存贮)
参数液晶显示顺序:参数整定值举例
并列点:1(2,3,4)
1( 开关导前时间):100ms
2( 同期允许频差):3Hz
3(快切允许频差):1.5 Hz
4(快允许相差):60°
5( 跳闸沿时时间):1ms
6(失压沿时时间):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失压沿时时间):5000ms
注:该装置在试验状态或参数设置完成后,必须将状态开关从"模拟状态"位置拔到"工作状态"位置,方能投入正式的合,跳闸控制运行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如图7,232/485通信口接一上位机,上位机装入本公司提供的专用通信和打印程序,打开程序即可生成如图6的界面,用光标选定通信的波特率(推荐用1200比较可靠)和上位机硬接口COM1或COM2.
通信口功能有三:基时时间整定:按启动键后在发送命令下键入"A0世纪,年,月,日,小时,分,秒"的16进制代码如"A01403061501050A"然后按Enter键,这时控制器的起始时间被整定为2003年,6月,22日,1小时,5分,10秒,并在装置面板的液晶块下方显示出来,装置的时间表同标准时间同步,当发生一次事件时,事件时间将自动保存供上位机即时查寻,打印.
数据查寻:程序和数据16进制代码可以通过以下方法查寻,按启动键后在发送命令下键入"90地址,字节数,FF"的16进制代码如"9056000AFF"然后按Enter键,这时数据接收区可以收到装置存贮器地址5600起以后的10个16进制代码,用于上位机特别是DCS系统自制控制界面对本装置工作情况的分析.
事件结果数据和录波的查看:按查看数据按键,这时事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能从记忆存贮单元中取出并在界面上显示出来,上位机如接有打印机即可按打印数据键打印.
其打印的格式如下:
快切控制器事件报告单(举例)
事件时间:0:0:9
PT1频率:50Hz
PT2频率:49.9Hz
事件代码: 5 合闸位置异常
合闸相位差:44°
开关导前时间:100ms
同期允许频差:3Hz
快切允许频差:1.5 Hz
快允许相差:60°
跳闸沿时时间:1ms
失压沿时时间:1ms
录波图示范如下:
十 安装尺寸及接线
XKQ—01型快切装置采用仪表屏嵌装式结构,只需将本控制器嵌入仪表屏即可.安装尺寸见图8.
快切装置与现场的连接,主要通过后面接线板.(接线图见端子图及应用接线图)
订货使用须知
订货时请提供如下数据资料:
待合开关总的合导前时间TK.
并列点开关实际编号(一位数字代表).
待跳开关总的跳导前时间,并根据本说明书的第四节计算公式以及各启动状态下的串,并联方式的要求计算出跳闸延时时间Ty.
同期合闸允许频差△F1.
快切合闸允许频差△F2.
快切合闸允许相差δ.
失压启动延时Tj.
本装置以外其他功能,凡需要的用户,敬请订货另行说明.
本装置所有的开关输出量均为无源短脉冲,所有的开关输入量均为有源-12V短脉冲(本机自串电源,外接应为继电器无源接点,复位脉冲大于2秒最为可靠).
模拟试机调试须断开输出开关接线单,以防误动作.
输入,输出远地操作,特别是通信,远方复位建议用屏蔽电缆作馈线,必要时用光纤通信.
十一 硬件故障的测试,诊断和工况表
继电器输出的测试:
通过功能键进入显示屏菜单的测试功能挡.
应顺序有报警输出,PT1跳输出输出,PT2跳输出,合开关跳输出,低压减载输出,闭锁输出,合闸1合上,合闸2合上.
部分信号及硬件故障诊断:将本机模拟开关置"工作状态",合闸输出端不接,开机后如数码管显示以下标志则对应的信息或故障可判断为:
本机外全状态闭锁信号已输入
跳,闸开关位置异常
合闸开关位置异常
部分接线错误疹断:
PT1断线
PT2断线
PT隔离开关未合上
未接参数输入点H
同时接多参数输入点
同时有多种启动方式
以上10种信息或故障其显示的优先级按从上到下的顺序依次减小.
自检过程中,本装置部分硬件出错:
存储器RAM出错
EEPROM出错
I/O出错(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出错(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出错(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本装置显示以上信息则同时启动报警指示灯,闭锁指示灯和报警继电器.
本装置一切接线和硬件无误时,通电处于巡测状态显示:
待合闸开关对应信号显示为:(为1, 2,3,4其中之一)
合闸点=X
按F1键则可查阅PT1一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
按F2键则可查阅PT2一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H已合上的去偶的情况显示:
该跳的开关已跳显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯亮,合闸完成灯和合闸信号灯均不亮,表明不是本机发出的跳,合闸完成.
该跳的开关未跳,但不该跳的开关却跳了则显示:
PT1一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
PT2一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H未合上正常的合,跳及去偶的情况显示:
通过计算发出合,跳命令后H合上同时该跳的开关已跳则显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯熄,合闸完成灯和合闸信号灯均亮,快动,同期,残压合闸完成指示灯其中之一亮,表明是本机发出的跳,合闸完成并表明是何种形式的合闸完成.如果合闸后电压降至一定的范围则自动发出低压减载信号(如需沿时减载则外接沿时继电器)同时低压减载信号灯亮.
通过计算发出合,跳命令后H未合上或者合上后因该跳的开关未跳通过去偶H又跳开了则显示合闸开关位置异常
合开关H异常
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开同时经过合闸后去偶H仍跳不开则为大故障其显示为
大故障
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开而另一边开关却跳了其显示状态同合,跳命令发出前的故障显示.
十二 附图
图9:XKQ—01外形及开孔尺寸
图10:XKQ—01型厂用电源快切装置备用端子图
图11:XKQ—01厂用电源快切装置在30万/60万机组中的应用接线图
XKQ—01厂用电快切装置说明书
I/O板1
I/O板2
面 板
后 板
主 板
开关电源
图3: XKQ—01厂用电快切装置机箱内的硬件模块结构框图
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
图4:主监控程序流程图
闭锁,报警等待复位
去偶
去偶
参数设置
按键复位
图8:录波示范图
图7:通信界面
有效图 无效图
全局闭锁
显示合闸完成及频率
发合跳命令
合跳成功
信号唯一
参数设置
T1,T2开关均合上
PT隔离开关
末合上
PT断线
信号巡检
有切换启动
信号
自检出错
上电,复位
No
No
图5:切换程序流程图
第五参数延时
发合闸命令
No
显示合跳闸成功及频率
No
T1,T2自动,手动,失压六种启动信号之一
Yes
Yes
Yes
Yes

闭锁,报警等待复位
发低电压
减载命令
去偶
No
第六参数延时
满足同期
切换
合跳成功
电压低
满足快动
切换
发跳闸命令
满足残压
切换
合跳反馈
正常否