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1、 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 D25 多功能智能電子裝置 Version 5.08 目錄 1. 簡介 2. 電力系統(tǒng)的應(yīng)用 2. 1. D25 外設(shè) D25 V5.08 1 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)

2、建精確控制 2. 2. D25 串行鏈路 2. 3. D25 智能節(jié)點 3. D25 組態(tài)選擇 4. 硬件結(jié)構(gòu) 4. 1. D25 DAC 4. 2. D25 AIF 4. 3. D25 S 4. 4. D25 K 4. 5. D25 A 4. 6. D25 WT C 4. 7. D25 端子板 4. 8. D25 XCOM 模塊 4. 9. D25 電源 5. 功能 5. 1. 交流模擬量測量 5. 2. 線性濾波 5. 3. 線路頻率 5. 4. 電能質(zhì)量監(jiān)測

3、 5. 5. 電能測量 5. 6. 電能值 5. 7. 模擬事件 /測量報告 5. 8. 需量測量 5. 9. 故障記錄 5. 10. 故障檢測 5.11. 同期檢測 5. 12. 交流模擬量報警 5. 13. 直流模擬量測量 5. 14. 狀態(tài)量輸入 5. 15. 控制量輸出 5. 16. 輔助控制量輸出 5. 17. 通用時間碼 5. 18. IED 通訊 6. 附加功能 6. 1. 可編程邏輯控制 6. 2. 保護 6. 3. 網(wǎng)絡(luò)支持 6. 4. 通訊規(guī)約

4、 6. 5. 其它應(yīng)用 D25 V5.08 2 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 7. 維護與組態(tài) 7. 1. 維護口 7. 2. D25 顯示 7. 3. ConfigPro 8. 物理特點 8. 1. 外殼 8. 2. 現(xiàn)場接線 9. 標準與保護 10. 性能 11. D25選型表

5、 D25 V5.08 3 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 1. 簡介 D25是 GE 公司生產(chǎn)的智能測控單元，它綜合了全世界不同廠家測控單元的特點，在測控單 元設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信，操作閉鎖，可編程控制、數(shù)據(jù)和故障錄波、電能質(zhì)量和諧波測量、同期檢 測和控制， 數(shù)據(jù)采集控制上都有其獨有的技術(shù)特點。 可以廣泛應(yīng)用于變電站、 發(fā)電廠、水電站、 泵站以及鐵路、交通、石油、化工等對可靠和安全有極高要求的設(shè)備監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)通信領(lǐng) 域。

6、D25 多功能智能電子設(shè)備是一個具備了處理電力系統(tǒng)各種測量和控制功能并具有強大通信 能力的產(chǎn)品， 其領(lǐng)先的技術(shù)和完備的功能是國際國內(nèi)同類產(chǎn)品所無法比擬的。 D25 單一設(shè)備集成了多種控制、 測量、保護功能， 支持以太網(wǎng)通信 （ LAN ）和 TCP/IP/DNP 、UCA 、IEC 60870-5-104 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議， D25 可靠的性能和免維護， 易組態(tài)， 可擴展的結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)自動化的各種應(yīng)用方案 首選的產(chǎn)品。 技術(shù)特點 網(wǎng)絡(luò) DNP / UCA/IEC LAN 串 行 DNP/IEC 和 其 它 100種規(guī)約 Interface (DNP o

7、r other) COS Digital ? 測量 SOE 數(shù)字 ? 電能質(zhì)量 Inpu 輸入 ? 邏輯控制 T/C T ? 波形記錄 數(shù)字輸出 ? 故障檢測 R/L 3 AUX. ? SCADA AC & DC 模擬量輸入 CT VT 交流輸入 直流輸入  網(wǎng)絡(luò)或串行接口 2 IED 串行接口 2 x IED D25 顯示 D25 顯示 GPS 時鐘 GPS D25維護 維護口 /輸出 D25 結(jié)構(gòu)簡圖

8、 D25主 CPU采用工業(yè)級 32位 Motorola 68360 和 AD公司的數(shù)字信號處理器 DSP芯片，交流信號每個周波采樣為 64次，精度為 0.2 極，可以測量全部的交流參數(shù)及 21次諧波。 D25作為間隔層控制單元能適用各種分離的輸入點，如狀態(tài) / 數(shù)字量輸入， SOE，脈 沖累加器， AC或 DC模擬量輸入以及控制 / 數(shù)字量輸出。 D25作為間隔層控制單元具有強大而靈活的通訊結(jié)構(gòu)和功能，兩個以太網(wǎng)接口可以 多種網(wǎng)絡(luò)連接（ TCP/IP/DNP，IEC，UCA）；兩個 RS232/485通信接口可以選配 100種以上的通信規(guī)約； GPS時鐘

9、接口可以確保高精度的統(tǒng)一時鐘。 D25 V5.08 1 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 D25可以作為一個分散式的單元化“智能電子裝置”，其完備的數(shù)據(jù)采集和控制功 能、靈活的通信能力、強大可編程邏輯控制（ PLC）手段、彩色圖形顯示控制的人機接口，使得 D25能夠作為一個可編程邏輯控制器、一個備用電源自投控制器、一個無功電壓控制器、一個準同期裝置、一個五防閉鎖控制器、一個通信網(wǎng)關(guān)、一臺 單元控制器，一臺 FTU/DTU、等等。 D 25模塊化的軟硬件結(jié)構(gòu)，其功能和配置可根據(jù)需要由組態(tài)軟件在就地或遠方進行組合，實現(xiàn)不同的應(yīng)用。 D25

10、是一個智能的、分布 I/O 模塊和通訊產(chǎn)品，它是變電站自動化和控制系統(tǒng)的一個 基本的且極其重要的部分。該產(chǎn)品的可擴展性與可組態(tài)性使得它經(jīng)濟實用，同時，給大容量的自動化應(yīng)用提供了一個很好的解決方法。 D25與現(xiàn)在使用 RTU技術(shù)的變電站自動化產(chǎn)品有所區(qū)別，它與 RTU技術(shù)的區(qū)別如下： 代替變送器 同期檢測功能 非計費表計 故障測量和檢測 保護控制 順序控制 操作閉鎖 電能質(zhì)量測量 保護功能 集成的可編程邏輯控制 (PLC) 2. 電力系統(tǒng)的應(yīng)用 D25 的設(shè)計在以下三種電力系統(tǒng)自動化中應(yīng)用上超

11、過其它產(chǎn)品： ● 作為 GE D20 和 D200 變電站控制系統(tǒng)的外設(shè) ● 作為一個串行鏈路 ● 作為一個變電站局域網(wǎng)上的智能節(jié)點 2. 1 D25 外設(shè) 對于 D20 和 D200 變電站控制系統(tǒng)用戶， D25 可被作為一個外設(shè)安裝在 D.20 通訊鏈路上。 在 這種情況下， D25 是一個具有 D.20 接口的模塊，可以在 D.20 鏈路上與 D20A ，S， K 和 C 等 I/O 外設(shè)聯(lián)接。 2. 2 D25 串行鏈路 通過 RS-232 或 RS-485 串行鏈路， D25 可被

12、放在遠離 D20 或 D200 的地方。 D25 可以直接接 在 RS-232 /RS-485 電纜上或在更長距離時， 通過一個調(diào)制解調(diào)器連接。 這種應(yīng)用主要用在子 RTU 中。 2. 3 D25 智能節(jié)點 在用作變電站局域網(wǎng)節(jié)點時，可將多個 D25 聯(lián)接起來，形成一個與 D20 或 D200 連接的自動 的變電站控制系統(tǒng)。 D25 智能節(jié)點可以作為間隔層控制器通過 10M 波特率的高速以太局域網(wǎng)在遠 方分布。 D25 智能節(jié)點具有兩個 10Base2 或 10BaseF 以太網(wǎng)接口。 D25 智能節(jié)點的強大的網(wǎng)絡(luò)能

13、 力使它可以在遠方組態(tài)并支持 GEPLC 功能。 D25 V5.08 2 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 3. D25 組態(tài)選擇 D25 提供四種基本組態(tài)以滿足用戶對不同點數(shù)的需求： 表 3-1. D25 組態(tài)選項 點型 選項 1 選項 2 選項 3 選項 4 模擬量輸入 7 8 16 16 狀態(tài)量輸入 12 32 64 96 控制量輸出（對） 2 8 8 16 輔助輸出 3 3 3 3 使用這些組態(tài)選擇， D25 可以支持和檢測如下的所示具有冗

14、余模擬功能的三相線路： 表 3-2. D25 不同選項的模擬量點數(shù)的分布 選項 回路數(shù) VT 數(shù)量 CT 數(shù)量 中性 /接地電流 DC 模擬量 1 1 3 3 0 1 2 1 3 3 1 1 3 2 6 6 3 1 4 3 6 9 0 1 4. 硬件結(jié)構(gòu) D25 具有積木式的結(jié)構(gòu)，在 D25 上，每個外功能元件如通訊接口、 I/O 處理和現(xiàn)場終放置在獨立的單元。這種設(shè)計使得 D25 易于組態(tài)和擴展，在擴展時只需按要求增加模塊。 D25 基本的結(jié)構(gòu)特點： ● D25

15、DAC ，智能功能元件，包含系統(tǒng)的全部處理、儲存、控制和主要通訊功能。 ● D25XCOM ，外部通訊模塊，具有與外部主系統(tǒng)通訊處理與接口功能。 ● D25S，狀態(tài)量輸入板，執(zhí)行數(shù)字狀態(tài)量輸入處理。 ● D25K ，控制量輸出板，執(zhí)行數(shù)字量輸出控制處理。 ● D25AIF ，模擬接口前端， D25DAC 的插入式子板，用于處理模擬量輸入信號。 ● D25A ，模擬量輸入板，接收模擬量輸入信號。 ● D25WTC ，兼容板，一個特殊應(yīng)用模塊，兼有 12 個狀態(tài)量輸入、 2 個控制量輸出和 7 個 模擬量輸入的端子和處理功能。 ● D25 端子板

16、，向 D25A 、 S 和 K 板上各種類型的點提供物理端子。 D25 V5.08 3 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 圖 4-1 D25 端子板圖 4. 1. D25 DAC D25 DAC 是 D25 IED 的主 24 要的智能功能塊，它含有系統(tǒng)的全部處理、儲存、控制和核心 通訊 功能的智能功能元件。

17、 該模塊含有： ● 物理連接、信號并支持 WESMAINT 接口 ● 物理連接、信號并向 D25 顯示口的供電 ● 物理連接、信號并支持兩個獨立的智能電子設(shè)備通訊口 ● 物理連接、信號并支持統(tǒng)一的時間碼輸入 ● 物理連接、信號并支持三個可編程的一般目的的輔助控制輸出 ● 物理安裝、物理連接、信號并向 D25 XCOM 外部通訊模塊供電 ● 物理連接、信號并向三個 D25 S 狀態(tài)輸入板供電 ● 物理連接、信號并向兩個 D25K 控制輸出板供電 ● 物理連接、信號并向兩個 D25A 模擬輸入板供電 ● 物理連接、信號并向一個 D25WT C 兼

18、容 I/O 和端子板供電 ● 向集成板供電 4. 2 D25 AIF 模塊 D25 模擬接口前端是 D25DAC 模塊的插入式子板，它含有模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號處理（ DSP） 電路元件，用來處理模擬量輸入端子板上的模擬信號。 4. 3 D25 S 板 D25 狀態(tài)輸入板具有電路元件和處理多達 32 位數(shù)字狀態(tài)量輸入所需的 D25DAC 板和端子板 D25 V5.08 4 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 的接口；最多可支持 3塊D25S板。 狀態(tài)輸入有以下幾種

19、： ● 24VDC 20% ● 48VDC 20% ● 110VDC 20% ● 125VDC 20% ● 220VDC 20% ● 250VDC 20% ● 120VAC(50/60Hz) 25% ● 240VAC(50/60Hz) 25% 4. 4 D25 K板 D25K 控制輸出板具有電路元件和提供 8/16/24/32 路數(shù)字控制量輸出對的動力所需的 D25DAC 和端子板接口。 控制輸出繼電器有以下幾種額定電壓： ● 3A ＠220VDCmax. ,1Form C ● 10A ＠ 1

20、50VDCmax. ,1Form C 4. 5 D25 A板 D25 A 模擬輸入板具有電路元件，能采集多達 15 路交流及 8/16 路直流模擬輸入信號所需的 回路及接口；包含及支持 D25DAC 的交直流輸入接口物理連接、信號和電源。 D25 A 有以下種： ● 支持如下交流電壓輸入： ● 63. 5 － 220VAC,50Hz ● 69. 35－ 120VAC,60Hz ● 支持如下的交流電流輸入： ● 1. 0A ， 50Hz ● 5. 0A ， 50Hz ● 1. 0A ， 60Hz ● 5. 0A ， 6

21、0Hz ● 量程 5VDC 的直流電壓輸入 ● 如下量程的直流電流輸入： ● 1mA ● 5mA ● 10mA ● 20mA 4.6D25WTC D25 WT C 是一塊綜合 I/O 并包括端子板，滿足較少的點數(shù)、低成本、 小包裝的應(yīng)用要求。 D25 的 Option 1 選擇使用一個 D25WT C 。 該板是由物理端子和可容納 12 個狀態(tài)輸入、兩個控制輸出對和 7 個模擬輸入所需的信號組 成。 可選擇的電壓、電流種類與 D25A 相同。 控制輸出繼電器有以下幾種： ● 3A ＠220VDC

22、 D25 V5.08 5 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 ● 10A ＠ 150VDC 4. 7 D25 端子板 D25 端子板帶有物理端子和所有 I/O 信號的 SWC 保護。D25 端子板包括端子條、 控制繼電器、 當(dāng)?shù)?/遠方控制開關(guān)、電壓和電流互感器、瞬變信號保護和到 D25A ，S，和 K 板的接口。 有六種端子板用于支持不同組態(tài)形式的 D25 。 4.8 D25XCOM模板 D25XCOM 外部通訊模塊 (XCOM) 用于 D25 與主機如 SCADA 系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、遠方主站的通訊。有四種 XCOM 模塊提供特殊的

23、通訊接口： ● 串口 XCOM ● 以太網(wǎng) 10Base2 XCOM ● 以太網(wǎng) 10Base-T XCOM ● 以太網(wǎng) 10Base-F XCOM 所有的 XCOM 模塊都設(shè)計成 D25 DAC 模塊的子板安裝在 D25DAC 上，并且由 D25DAC 提 供所需的信號和電源。每種 XCOM 模塊都支持特殊接口的電子和物理上的要求。 4. 8. 1 串行 XCOM 當(dāng) D25 用于串行鏈路時，串行 XCOM 模塊有兩個獨立的 RS-232 和 /或 RS-485 通道。支持 RS-232 信號 TxD,RxD,CTS,RTS,

24、DCD 和共同的接地，每個通道都是可編程的，支持： ● 面向字節(jié)或位通訊約 ● 數(shù)據(jù)傳輸速率 150、 300、600、 1200、 2400、4800、 9600、 19200 和 38400 波特。 當(dāng)每個信號有效時，可視的指示燈亮起。接口使用 D-15 孔型接頭。 RS-232 信號針型輸出是 由數(shù)據(jù)終端設(shè)備定義組成。 外部接口包括最大 350mA,+12VDC 和 -12VDC 供電，跳線器允許 12V 電源從每個通道獨立的跳開。 4. 8. 2 以太網(wǎng) XCOM 當(dāng) D25 在變電站局域網(wǎng)中的作為智能節(jié)點使用時，以太網(wǎng) XCOM 為它提供通訊接

25、口。所選 的每種以太網(wǎng) XCOM 模塊都具有兩個相同的通訊通道，媒介選擇可為銅絲或光纖；兩種形式都 提供冗余的外部接口。以太網(wǎng) XCOM 通訊形式有 10baseT，10baseFL 或 10base2 可選，通訊協(xié)議 有 DNP/TCP/IP 、UCA 、IEC 60870-5-101/104 等；以太網(wǎng) XCOM 的通訊，符合 IEEE802. 3 以太網(wǎng)標準。當(dāng)一個通道故障時通信功能不受影響 以太網(wǎng) XCOM 的通訊，符合 IEEE802. 3 以太網(wǎng)標準。 4. 8. 3 調(diào)制解調(diào)器 XCOM 調(diào)制解調(diào)器 XCOM 給 D25 提供撥號和多調(diào)

26、制解調(diào)器串行通訊。 4. 9. 電源 電源被固化在 D25 DAC 模塊中，它提供 40 到 240VDC 或 240VAC 的電壓輸入。 D25 的 ON/OFF 開關(guān)控制到所有模塊、端子板、繼電器線圈及接點的供電。 輸入的每端都有保險絲，并且有反極性保護。當(dāng)主電源開并且正在在線供電，則獨立的可視指示燈點亮。 5. 功能 5. 1 交流模擬量測量 D25 可用于直接從 CT 和 PT 里接入交流模擬輸入信號， 而無需使用變送器。 D25 在回路組態(tài) D25 V5.08 6 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 如

27、表 3-2 的單相、兩相或三相，所有模擬信息均通過交換采樣獲得。從交流信號中， D25 可以得 到各種實時模擬量。這些模擬量作為應(yīng)用軟件中的實時數(shù)據(jù)使用。 5.1.1 電壓 ● 額定交流有效值輸入，以下之一： ● 63. 5VAC ， 50Hz ● 69. 3VAC ， 60Hz ● 測量范圍：標稱值的 -50%到 +250% ● 負載：小于等于 0. 1VA ● 精度： 0. 2% ● 連續(xù)過壓：標稱值的 250% ● 頻率響應(yīng)： 50Hz 系統(tǒng)， 45Hz 到 1300Hz 60Hz 系統(tǒng)，

28、 55Hz 到 1300Hz ● 分辨率： 12 位加符號位 電流 ● 額定交流有效值輸入，以下之一： 1. 0A ， 50Hz 5. 0A ， 50Hz 1. 0A ， 60Hz 5. 0A ， 60Hz ● 測量范圍：標定值的 2%到 2000% ● 負載：小于等于 0. 01 歐姆 ● 精度： 最小輸入為基值的 2%時，精度為 0. 2% 最小輸入為基值的 5 倍時，精度為 1. 0% 最小輸入為基值的 10 倍時，精度為 2. 0% 最小輸入為基值的 20 倍時，精度為 3. 0%

29、● 熱負過荷： 在 4 倍標稱值時連續(xù) 在 30 倍標稱值時為 10s 在 100 倍標稱值時為 1s ● 頻率響應(yīng)： 50Hz 電力系統(tǒng)，為 45Hz 到 1300Hz 60Hz 電力系統(tǒng)，為 55Hz 到 1300Hz ● 分辨率： 12 位加符號位。 5. 2 線性濾波 電壓和電流輸入的頻率響應(yīng)是由軟件組態(tài)的： ● 60Hz 電力系統(tǒng)，頻率響應(yīng)是 55 到 65Hz 整流， 55Hz 到 1300Hz 非整流。 ● 50Hz 電力系統(tǒng)，頻率響應(yīng)是 45 到 55Hz 整流， 45Hz 到 1300Hz 非整流。

30、三相電路的每一相有獨立電流和電壓輸入，回路的所有電壓和電流輸入都帶有濾波功能。 5. 3 線路頻率 D25 具有并測量瞬時線路頻率 . 基波頻率，使用零差值診斷頻率精度可達 0. 1Hz D25 V5.08 7 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 ● 60Hz 電力系統(tǒng)，頻率測量量程從 55Hz 到 65Hz ● 50Hz 電力系統(tǒng)，頻率測量量程從 45Hz 到 55Hz 5. 4 電能質(zhì)量監(jiān)測 D25 測量和記錄總諧波失真、諧波頻譜（圖 5.2,可分辨至 21 次諧波）、RMS 趨勢曲線、 RMS 分布曲線、電壓驟降和驟升

31、、停電等，允許運行和管理人員檢查通過系統(tǒng)的電力和有問題區(qū)域的一致性。 總諧波失真以百分比表示，是由 50Hz 和 60Hz 系統(tǒng)的 21 個諧波的分辨率而計算出的。 總諧波失真用下面的公式計算，在這里， D 代表電壓或電流的諧波成份， D1 代表基波成份： D 22 D 32 ... D 212 THD D1 100 注釋：如果有基波頻率的低通濾 器功能，則 THD 顯示為 0％。 5. 5 電能測量 圖 5.4 諧波分析 1 D25 計算有功功率，無功功率，視在功率和功率因素。所

32、有功率都可組態(tài)為 1，2，2 和 3 元件計量方式。 2 這些值的計算被作為線路濾波器的狀態(tài)。當(dāng)?shù)屯V波器有效時，這個值由基波頻率決定。當(dāng) 低通濾波器無效時，這個值包括多達 21 個諧波成份。 5. 6 電能值 D25 具有一系列電能量計量用的累加器。它也有獨立的 kWh,kV Aht 和 kVARh 的累加器，累加器的能力是 232(4294967296) 單位。送進和送出的數(shù)量是可組態(tài)的。 5. 7 模擬量事件 / 測量量報告 D25 報告同步模擬事件 /測量值，包括對限值和故障檢測的模擬量報警指示。特

33、點有： ● 多達 137 個可組態(tài)的模擬測量值和帶時標的計算的數(shù)量。 ● 與電力系統(tǒng)頻率間隔 (16. 67ms 或 20. 00)周期同步并相關(guān)的模擬測量值 ● 完全的模擬測量 /事件同步采樣支持的最小間隔為 100ms ● 在測量、轉(zhuǎn)換、計算的電力系統(tǒng)周期的精度為 1. 0ms 時 ，模擬測量值的時標分辨率 1. 0ms。 ● 限值和故障檢測的模擬報警指示的時標分辨率是 1. 0ms。 5. 8 需量測量 需量測量是指在一個抄表周期內(nèi)對各個記錄在一個嚴格的重復(fù)時間間隔（例如一般為 15 分 鐘）中對有功電能計數(shù)和算術(shù)平均得到平均功率的最

34、大值。 D25 可測量所控制三相回路的正反向 有功、無功以及其它需量信息，并且有一系列的累加器和用戶可組態(tài)路徑來支持需量測量功能。 5. 9 故障記錄 D25 故障記錄可以通過 LAN 自動傳輸?shù)阶冸娬颈O(jiān)控計算機或直接傳輸?shù)竭h方計算機。系統(tǒng) D25 V5.08 8 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 維護工程師可以通過這些記錄以保證繼電器的整定值的整定正確。 D25 故障記錄功能包括： ● 15 個交流模擬量通道 ● 每周波 64 次的采樣率捕捉電流電壓波形 ● 模擬量通道的采樣速率： >2500Hz 每個通

35、道 ● 狀態(tài)量輸入采樣頻率： 1000Hz ● 記錄長度： 1s(最大 ) ● 故障前采集： 2-10 周(可選 ) ● 故障后采集： 48-40 周 ● 單觸發(fā)： 交流模擬量越限指示設(shè)定 交流模擬量故障指示設(shè)定 圖 5.9 數(shù)字故障錄波狀態(tài)量輸入變化。 D25 通過 D. 20 或當(dāng)?shù)? WESMAIN 口傳送故障記錄。故障記錄里包括觸發(fā)事件， 故障記錄的時間。歷史故障記錄可被存儲在 D20 或 D200 或 PC 主機上。文件格式與 IEEE COMTRADE 支持兼容 (圖 5.9)。 5. 10 故障檢測

36、 在三相電路中， D25 通過分析不平衡條件來檢測故障。系統(tǒng)的每一相都被監(jiān)視，對于以下故 障 D25 可檢測并報警： ● 電壓消失 ● 電流消失 ● 瞬間過流 ● 反時限過流 ● 零序電壓 ● 正序電壓 ● 負序電壓 ● 零序電流 ● 正序電流 ● 負序電流 ● 5.11 同期檢測 普瑞產(chǎn)品系列的 GD-500 變電站監(jiān)控系統(tǒng)， 可以將同期檢測功能在每個控制單元 D25 中實現(xiàn)， 每條母線的電壓以及線路都被固定接入到間隔單元中。在整個檢測期間，當(dāng)同期斷路器兩側(cè)的電 壓，相位角與頻率差值保持在整

37、定范圍之內(nèi)時，同期檢測功能就處于允許合閘狀態(tài)，當(dāng)其遙控命令下達時， I/O 單元同時進行同期、閉鎖條件、遠方就地控制狀態(tài)等條件來判定，若條件成立，則執(zhí)行相應(yīng)控制操作。這樣的同期檢測功能取代了傳統(tǒng)的專用裝置，簡化回路，節(jié)省投資，提高可靠性。 針對一個變電站來說， 500KV 所有斷路器以及 220KV 線路、旁路、母聯(lián)、分段斷路器，均 可作為同期并列點。上述各斷路器的 D25 測控單元配置同期檢測軟件，實時進行線路和母線的同期檢定，實現(xiàn)自動同期檢測合閘。 另外，手動合閘時，既可以進行同期檢測，也可以由操作人員根據(jù)不同操作任務(wù)的需要手動解除同期閉鎖進行合閘。 D25

38、同期檢測裝置從待并列操作的斷路器的母線側(cè)和系統(tǒng)線路側(cè)采集模擬數(shù)據(jù)。利用這些數(shù) D25 V5.08 9 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 據(jù)， DTA 在允許斷路器合閘之前，保證二個系統(tǒng)在允許的同步限制以內(nèi)。為了保證二個系統(tǒng)處于同步狀態(tài)， DTA 計算母線側(cè)和線路側(cè)之間的滑差頻率、相角差和電壓幅值差。計算結(jié)果然后與定義的整定值進行比較，以確定是否已經(jīng)超出任何一個這些參數(shù)。 ● D25 同期檢測裝置完成的功能如下： - 完成同步檢測計算； - 完成無壓允許電壓監(jiān)視； 通過用戶定義的二進制輸出系統(tǒng)點監(jiān)視斷路器的手動和自動操作。 ● D25

39、同步檢測 DTA提供的主要性能指標如下： - 電壓相位窗口，計算的準確度為 0.1 度。 - 滑差頻率，計算的準確度為 0.06Hz 。 - 相角差，計算的準確度為 2 度。 - 定時輸出控制窗口，計算的準確度為 1ms。 5. 12 交流模擬量報警 D25 具有越限和故障檢測的交流模擬量報警。單點限值的設(shè)定是可組態(tài)的。越限指示器一直被鎖存到重新設(shè)定時。 D25 監(jiān)視電力系統(tǒng)回路中的每一相值，并可給出以下報警狀態(tài)： ● 過壓 ● 低壓 ● 高電流 ● 低電流 ● 電流方向改變 ●高I2T ● 高周

40、● 低周 ● 高限 ● 高總有功功率 ● 高總無功率 ● 高總視在功率 ● 滯后功率因子 ● 超前功率因子 ● kWh 溢出 ● kVARh 溢出 ● kVAh 溢出 D25 監(jiān)視電力系統(tǒng)回路中的每一相，并可對以下故障檢測并報警： ● 電壓消失 ● 電流消失 ● 瞬間過流 ● 反時限過流 ● 零序電壓 ● 正序電壓 ● 負序電壓 ● 零序電流 ● 正序電流 ● 負序電流 D25 V5.08 10 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 越限指示五

41、個周波 (80 到 100ms)濾波檢測有效。 故障檢測指示 1/4 個周波 (4 到 5ms)有效。 5. 13 直流模擬量測量 D25 支持直流電流和電壓模擬輸入測量。 5. 13. 1 電壓 ● 輸入類型：差動 ● 電壓輸入： 5VDC 額定 ● 輸入負載： >10M ● 精度：滿刻度的 0. 05% ● 溫度系數(shù)： 15ppm/ ℃ ● 過載： ● 30VDC( 常模 ) ● 200VDC( 共模 ) ● 分辨率：最小 12 位加符號位 ● 共模抑制化： 90dB， 50/60Hz ●

42、常模抑制比： 60dB,50/60Hz ● 動態(tài)范圍：額定值的 125% 滿刻度 ● 參數(shù)：額定值的 90%， 零 ● 轉(zhuǎn)換時間： 16. 7ms(60Hz) 20. 0ms(50Hz) 5. 13. 2 電流 ● 電流輸入如下： 1mA 5mA 10mA 20mA 額定 4～ 20mA ● 輸入負載： 5K 到 250K(1mA 到 20mA) ● 精度：滿刻度的 0. 10% ● 溫度系數(shù)： 30ppm/ ℃ ● 分辨率：最小 12 位加符號位 ● 共模抑制比

43、： 90dB ， 50/60Hz ● 常模抑制比： 60dB ， 50/60Hz ● 動態(tài)范圍：額定值的 125% 滿刻度 ● 參數(shù)：額定值的 90% ，零 ● 轉(zhuǎn)換時間： 16. 7ms(60Hz) 20. 0ms(50Hz) 5. 14 狀態(tài)輸入 每個狀態(tài)輸入都是獨立的，沒有公共組。狀態(tài)輸入可通過接口連接到接地或不接地電壓系統(tǒng) D25 V5.08 11 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 (如雙極性輸入 )。狀態(tài)輸入的電源由外部輸入。 每個狀態(tài)輸入可被設(shè)定成以下功能： ● 單狀態(tài)輸

44、入 ● 雙狀態(tài)輸入 ● 狀態(tài)改變 ● 事件順序，精度為 1ms 的時標 ● 兩級軟件濾波和防抖動設(shè)置 ● 脈沖累加器；最大輸入率在 50Hz 時 A 型、 B 型、 C 型，選其中一種。 ● 報警輸入 ● 使用 4 位二進制碼標志位置指示 ● 跳開 /合保護信號。 狀態(tài)輸入有以下幾種： ● 24VDC 20% ● 48VDC 20% ● 110VDC 20% ● 125VDC 20% ● 220VDC 20% ● 250VDC 20% ● 120VAC(50/60Hz) 25%

45、● 240VAC(50/60Hz) 25% 每個狀態(tài)輸入的負荷在低壓時在 2mA 到 6mA ，額定 48VDC 輸入時負載不小于 5mA 。最大 功耗為每個輸入 0.5瓦。 通過在 D25 端子板上的跳線設(shè)定選擇接點電源。接點電源可以由 D25DAC 電源供電或外部 供電。 當(dāng)輸入在開狀態(tài)時，每個狀態(tài)輸入的指示器亮起。 5. 15 控制輸出 D25 控制操作的特點是單元件失靈保護防誤或任何線圈輸出啟動器錯誤控制的檢測。 跳 /合輸 出使用一個帶選擇 -檢驗 -執(zhí)行過程的主跳 /主合繼電器。 D25 控制輸出的特點： ● 以

46、下的操作方式是可組態(tài)的： 瞬時 跳 /合 升 /降 脈沖串 ● 在 1ms 間隔內(nèi)，由規(guī)約支持，繼電器閉合時間從 1 到 215ms 可編程 ● 線圈狀態(tài)檢驗時的執(zhí)行，最低限度，每 500ms 一次 ● 當(dāng)控制動作時，端子板上的可視指示燈閃亮。 D25K 和 D25WT C 卡包括上一個當(dāng)?shù)?/遠方開關(guān)，該開關(guān)用來切換當(dāng)?shù)鼗蜻h方操作控制。當(dāng) 地開關(guān)狀態(tài)由一個可視的指示器來證明。 控制輸出和線圈接點由外部電源供電。 輸出繼電器有以下幾種類型： ● 3A ，220VDC( 最大值 )， 1FormC ● 10A ， 15

47、0VDC( 最大值 )，1FormC 。 3A 繼電器的線圈供電是由 D25 DAC 電源提供。 10A 繼電器的線圈供電是由 D25 的外部電源 D25 V5.08 12 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 提供。 5. 16 輔助控制輸出 D25 DAC 模塊可支持三個輔助數(shù)字控制輸出，該輸出可用于如無線電關(guān)鍵碼 . 看門狗輸出和 一般的報警等增加的功能。 每個輔助輸出是由一個 3A ，125VDC 的 Form C 型繼電器接點輸出。 這些線圈的供電是由 D25 DAC 電源提供。 接點的供電是由 D25 外

48、部電源提供。 5. 17 通用時間碼 可通過 D25 DAC 模塊上的通用時間碼接口接收通用時間碼信息。通用時間碼接口可被組態(tài)，用來接收以下的數(shù)據(jù)形式： ● IRIG ● GPS ● RUGBY ● MSF ● DCF-77 保證與要求的數(shù)據(jù)形式的可兼容性，信號是由 EIA RS-232 的最新版本組成。 RS-232 信號層 時鐘控制 /有效輸入也由這個接口提供。 該接口使用 D-9 孔型接頭。接口的針形輸出是由數(shù)據(jù)終端設(shè)備和 9 針 IBM PC 串口標準的定 義組成。 5. 18 IED 通訊 D25 可通

49、過兩個板上的串口直接與智能電子設(shè)備通訊。該接口支持 RS-232 和 RS-485 口鏈路 應(yīng)用。 每個通道都是可編程的，支持： ● 面向字節(jié)和位的同步規(guī)約 ● 速率為 150、 200、 300、 600、 1200、 2400、4800 、 9600、 19200 和 38400 波特。 RS-232 信號支持 TxD ， RxD ， CTS，DCD 和相關(guān)的接地。當(dāng)信號激活時，可視指示器閃亮。 接口使用 D-9 孔型接頭。 對于 RS-232 連接，接口的針型輸出是由數(shù)據(jù)終端設(shè)備的定義和 9 芯 IBM PC 串口標準組成。

50、 6. 附加功能 D25 可以使用附加的軟件應(yīng)用以達到更強的功能。 6. 1 可編程邏輯控制 GE LogicLinx 應(yīng)用程序使 D25 具有軟件 PLC能力，使 D25 具有可編程邏輯控制功能。整個設(shè)備的數(shù)據(jù) 庫可用于梯形圖邏輯程序，所有 IED 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)如繼電器狀態(tài)、繼電器整定值及所有其它變電站數(shù)據(jù)（若 D25 連接于局域網(wǎng)）如相鄰間隔層設(shè)備的狀態(tài)配置文件可在 PC機上運行，程序可遠方下載 IEC 61131-3 應(yīng) 用和編程界面或暫停。 D25 V5.08 13 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制

51、 圖 6.1 編程軟件 圖 6.2 內(nèi)部閉鎖邏輯 操作閉鎖的實現(xiàn)原則為：凡間隔層內(nèi)部的閉鎖盡量在間隔層的 I/0 單元內(nèi)實現(xiàn)，見圖 6.2 所 示。而間隔層之間的閉鎖有兩種方式完成： 1、D25 與 D200 連接的方案就在控制層的 D200 內(nèi)實 現(xiàn)閉鎖功能。 2、 D25 直接上網(wǎng)的方案時，可以利用 D25 之間 Peer to Peer 的通信來實現(xiàn)。 利用 D200 和 D25 的可編程功

52、能，根據(jù)現(xiàn)場使用條件可編制出相應(yīng)的邏輯實現(xiàn)操作控制。 D200 及 D25 都具有 PLC 邏輯編程功能，都可以進行編程，實現(xiàn)防誤操作閉鎖功能。 D25 完成 本身間隔的操作閉鎖，例如，斷路器后備手動操作的閉鎖，由相應(yīng)屏位上的控制開關(guān)和按鈕把 手動控制信號送入到 D25I/O 單元中，由 D25 測控單元出口進行操作，以達到操作閉鎖的目的。 D200 利用采集到的所有 D25 的數(shù)據(jù)，運用軟件編程完成多個間隔之間的操作閉鎖。 多個 D25 之間的操作閉鎖可以是， D200 利用采集到的所有 D25 的數(shù)據(jù)， 運用軟件編程完成 多個間隔之間的操作閉鎖

53、。也可以是運用 D25 之間點對點的通信特點，在相互通信的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多間隔之間的閉鎖。這種操作閉鎖技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，是許多其它廠家的設(shè)備目前所無 法實現(xiàn)和完成的。 采用了上述 D25 的軟件閉鎖方式，對運行的電氣設(shè)備操作步驟進行檢測、判斷和分析，確定該操作是否合法，安全。若發(fā)生不合法操作，即刻對該操作進行閉鎖，撤消控制命令輸出。 因此，應(yīng)用 D25 的軟閉鎖方式，同時實現(xiàn)了遠方和就地閉鎖。 應(yīng)用 D200/D25 的軟閉方式，實現(xiàn)了多層次控制操作閉鎖的功能。 D25 控制操作閉鎖采用的技術(shù)，簡化了變電站的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護難度，省去了相當(dāng)多的屏位

54、和工作量，減少了基建投資，降低了運行成本。通過我們在大量的中、高壓變電站中的應(yīng)用證明，該產(chǎn)品性能可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟實用、維護方便。 應(yīng)用了 D25 控制操作閉鎖技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)。無論是從調(diào)度中心，站內(nèi)計算機發(fā)出的遙控命令還是 D25 單元的就地控制命令，都具有相同的閉鎖條件和邏輯，保證了變電站控制操作的唯一性，實現(xiàn)了電網(wǎng)的安全可靠運行。 D25 V5.08 14 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 6. 2. 保護 IDMT( 反對限定義 )要求操作時間與過流時峰值的倍數(shù)成反比。 可通過組態(tài)設(shè)置組態(tài)時間的量 值 . 撥號

55、設(shè)置常量和 US 或 IEC 曲線方程。 順序元件用于故障檢測包括數(shù)量和方向，但只有數(shù)量輸出和對故障檢測報警設(shè)定。 6. 3 網(wǎng)絡(luò)支持 當(dāng)使用以太網(wǎng) XCOM 模塊， D25 支持以下網(wǎng)絡(luò)標準和規(guī)約： ● TCP/IP( 終端控制程序 /網(wǎng)間協(xié)議 ) ● SNMP ● ARP RARP( 自動恢復(fù)程序， ) ● 電話網(wǎng) ASC( 自動同步控制 ) 網(wǎng)絡(luò)支持允許下載或上裝 D25 組態(tài)數(shù)據(jù)或故障數(shù)據(jù)文件和 IED 組態(tài)數(shù)據(jù)，實際上也同時支持 D25 和相關(guān)的 IED 。 6. 4 通訊規(guī)約 GE 有一個超過 75 個通訊規(guī)約

56、的可擴展規(guī)約庫， 這些規(guī)約用于主站 IED 通訊，并且可在 D25 中集成。 6. 5. 其它應(yīng)用 具有許多其它 SCADA 和自動化應(yīng)用，如變電站負載報告，計算器和郵箱功能等。 7. 維護與組態(tài) D25 提供用戶當(dāng)?shù)鼗蜻h方對系統(tǒng)組態(tài)或維護。 7. 1 維護口 WESMAINT 是板上維護口，用戶可將 PC 接在 D25DAC 模塊的 WESMAINT 口上來進行操 作。同時也支持遠方撥號。通過 WESMAINTT 用戶可執(zhí)行以下的診斷程序： ● 監(jiān)測和更改所有狀態(tài)和模擬點的實時狀態(tài) ● 監(jiān)測 D25 的狀態(tài)并

57、顯示任何報警條件 ● 打印包括報警描述 . 點數(shù) . 日期和最近的毫秒時間的記錄 ● 監(jiān)測單獨點的 SOE 數(shù)據(jù)。 WESMAINT 口支持： ● 密碼保護 ● D-9 孔接頭，針輸出是由數(shù)據(jù)終端設(shè)備定義并且符合 9 芯 IBM PC 串口標準。 ● 固定的 9600 波特的速率 ● 支持異步字節(jié)規(guī)約。 7. 2 D25 顯示屏 D25 顯示屏是用于執(zhí)行診斷程序的當(dāng)?shù)鼐S護終端 (與 WESMAINT M 系列模塊相似 ) 。它有一 個 16 位 LCD 顯示和一個 8 鍵鍵盤。 D25 顯示模塊可在遠方安裝。 7. 3 Co

58、nfigPro D25 V5.08 15 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 D25 使用 Hrarris 的 ConfigPro 的組態(tài)系統(tǒng)來組態(tài)。 ConfigPro 在與 WESMSMAINT 接口連接 的 IBM 兼容 PC 機上運行。使用 ConfigPro 用戶可以完成以下事項： ● 修改 D25 系統(tǒng)路徑 ● 生成系統(tǒng)報告，如接線表 . 外設(shè)組態(tài)以及項目設(shè)備數(shù)據(jù) ● 編制、編輯、上裝和下載組態(tài) ● 執(zhí)行維護任務(wù)。 8. 物理特性 8. 1 外殼 選項 1 的外

59、殼尺寸 16. 5"x4"x3. 5"( 長 x 寬 x 高 )，適合“標準”的表計屏面安裝（圖 8.1）。 選項 2， 3 和 4 帶有 19" 的安裝支架，具有內(nèi)部“支架和堆?！辈⑶?guī)в械亩俗影濉? 8．1．1 D25 的前面板有三個用戶接口組件： ● WESMAINT II+ 插座，用以與 PC 連接 ● 多個 LED 燈，用以表示 D25 狀態(tài)以及 XCOM 的通信運行情況 ● 當(dāng)?shù)?/遠方控制開關(guān)，用以設(shè)定當(dāng)?shù)鼗蜻h方操作

60、 圖 8.1 D25 前面板形 8．1．2 D25 后面板 連接器和端子安裝于 D25背面板上，用于通信、電源、狀態(tài)輸入、控制輸出和交流輸出。 D25 V5.08 16 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 圖 8.2 D25 后面板接線圖

61、8. 2 現(xiàn)場接線 8. 2. 1 狀態(tài)輸入 端子板上的狀態(tài)輸入的現(xiàn)場端子為 0. 375 英寸 (9. 53mm) 的 #6-32 間隔板，適合 #10AWG(6mm 2 ) 帶接線片的導(dǎo)線和 600VDC 的額定電壓。 8. 2. 2 控制輸出 端子板上的控制輸出的現(xiàn)場子為 0. 375 英寸 (9. 53mm) 的 #6-32 間隔板，適合 #10AWG(6mm 2 ) 帶接線片的導(dǎo)線和 600VDC 的額定電壓。 8. 2. 3 模擬輸入 端子板上的模擬輸入的現(xiàn)場端子為 0. 375 英寸 (9. 53mm) 的 #6-32 間隔

62、板，適合 #10AWG(6mm 2 ) 帶接線片的導(dǎo)線和 600VDC 的額定電壓。 8. 2. 4 輔助控制輸出 固化在 D25DAC 上的控制輸出的現(xiàn)場端子是 0. 2 英寸 (5. 08mm)的緊縮式的接線板，適合 #12AWG(4mm 2 )導(dǎo)線和 300VDC 的額定電壓。 供電 D25DAC 的供電輸入端子是一個有 0. 2 英寸間隔的緊縮式接線板， 適于 #12AWG(4mm 2 )導(dǎo)線和 300VDC 的額定電壓。 9. 標準和保護 在所有組合中， D25 達到或超過以下要求： ● IEC255-5 絕緣 /隔離

63、： 2500VRMS(3500VDC) ； >10Mohm,500VDC D25 V5.08 17 構(gòu)架數(shù)字電網(wǎng) 創(chuàng)建精確控制 ● IEC255-4 脈沖 /電壓： 5KV(1. 2/50 μ s)0. 5J ● 電力頻率： 250VRMS/500VRMS ● IEC-255-22-1 高頻干擾： 2. 5kV(1Mhz/400Hz) ● IEC 801-4 高速瞬變現(xiàn)象： 4KV(2. 5Mhz/15ms/300ms) ； 2KV(5. 0kHz/15ms/300ms) ● IEEE C37. 90. 1-1989 SWC 和

64、高速瞬變現(xiàn)象： 2. 5kV(1MHz/60Hz) ； 5kV(10/150ns/60Hz) ● IEC 801-5 抗波動性： 4kV(1. 2/50 μ s)2KA （ 8/20μs) ● IEC 1000-4-1 環(huán)形波： 4kV(100KHz) ● IEC 801-2 靜電放電： 8kv 接觸放電； 15kV 空氣放電 ● IEC 801-3/IEEE C37. 90. 2-1987RFI/EMI 靈敏度： 10V/m(50kHz-1GHz) ● IEC 電頻磁場： 100A/m( 持續(xù) )； 1KA/m(1-3s) ● IEC 100-4

65、-10 緩沖振蕩磁場： 100A/m(1mhz) ● IEC 801-6 傳導(dǎo)干擾： 9kHz-230MHz ● CISPR 22ClassA,FCC Part 15 Class A 輻射放射物 ● IEC 68-2-2 干熱： +70℃ ● IEC68-2-1 冷： -40℃ ● IEC68-2-30 濕熱： +40℃， 70%RH ；<=95%RH 非冷凝 ● IEC68-2-6 振動 ● IEC68-2-31 下降和失衡 ● IEC 801 4,Level4; 高速瞬變現(xiàn)象與所有 I/O 電纜夾耦合 60s ● EN 50081

66、-2 ● EN 50082-2 10. 性能 當(dāng)最大配置不超出以下標準時， D25 的運行可達到最佳水平； ● 一個網(wǎng)絡(luò)或兩個以高速運行的 SCADA 規(guī)約 ● 兩個 IED 接口以高速運行 ● 時鐘輸入運行 ● 100ms 內(nèi)有 128 個事件的 96 個狀態(tài)輸入 ● 在 1 個周波內(nèi)，兩個脈沖累加器輸入運行 ● 在 50ms 內(nèi)， 12 個交流模擬輸入改變 (如 3 個消失電壓， 9 個過流 ) ● 5ms 后一個控制輸出；在另 45ms 后一個控制輸出；在 50ms 后又一個控制輸出 ● 100ms 內(nèi) 55 個模擬越限和故障報警 ● 故障記錄運行 ● 模擬量事件報告運行 ● 可編程算法掃描速率為 2. 5MS( 布爾型 ) 11. D25 選型表 D25 V5.08 18 11.1