逆功率监控装置

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第一章  概述

      

清洁电源并网供电系统，与其公众电网配电系统（由一台10kV/0.4 kV配电变压器供电）一起并网供电。鉴于对于负荷变化控制有特殊要求，一方面需要供电部门保证用户的供电质量和可靠性，同时使清洁电源能正常工作，充分发挥清洁能源经济效益和试验与示范作用。另一方面，清洁电源的运行不应影响配电系统的安全，不允许清洁电源通过配电变压器向电力系统倒送电，同时最科学合理使用清洁电源供电，减少用户用电成本。因此，需要对清洁电源进行安全控制。

本装置的任务是对配电变压器的低压侧进行实时监测；对清洁电源进行必要的控制。采用专门为其设计的微机装置和控制电路，这样可以保证保护动作快速性和控制的准确性。

 

1  TC-3065逆功率监控装置的分类及适用范围

根据不同的测控对象，TC-3065  适用于控制4组逆变器模块并网的逆功率监控装置。

TC-3000系列的装置型号分类及适用范围如下：

TC -  3 0  6   5

设计序号

0：变电站通讯管理单元 1：线路保护装置 2：变压器差动保护装置 3：变压器后备（或厂用变等）保护装置 4：电容器保护装置 5：电动机保护装置 6：逆功率、谐波装置 7：备用电源自投装置 8：公用测控装置 9：PT并列监测装置

综自系列产品代号

同创四方系列产品

           

  

  

  

  

 

 

 

 

 

                                                                   

2  TC-3065逆功率监控装置主要特点

2.1 TC-3065装置可集中组屏也可就地分散安装在高压开关柜上，各间隔功能独立，各装置之间仅通过网络联结，信息共享，这样整个系统不仅灵活性很强，而且其可靠性也得到了很大提高，任一装置故障仅影响一个局部元件。

2.2  装置采用了高性能处理器和高分辨率的A/D转换器，每周波32点采样，结合专用的测量CT，保证了遥测量的高精度。

2.3  保护功能完全不依赖通讯网，网络瘫痪与否不影响保护正常运行。

2.4  装置采用全密封设计，加上精心设计的抗干扰组件，使抗振能力，抗电磁干扰能力有很大提高。

2.5  设计有软硬件双看门狗功能，使整个系统同时具有较高的测量精度和抗干扰能力。

2.6  友好的人机界面，装置采用全汉化大屏幕液晶显示，跳闸报告，告警报告，遥信，遥测，定值整定等都在液晶上有明确的汉字标识，便于用户使用和掌握。

2.7  通讯方式采用CAN口即控制器区域网接口（或485接口），其特点为：结构简单，只有两根线与外部相连；传输速度最高可达1Mbps；传输距离最远可达10KM；采用CRC检验并可提供相应的错误处理能力；采用非破坏性总线仲裁技术，使站内通讯具有很高的效率和抗干扰能力。

    3 TC-3065逆功率监控装置的主要技术数据

   3.1  额定数据

        a. 交、直流装置电源：220V或110V（定货时说明）

        b. 交流电压：相电压220V，线电压380V

        c. 交流电流：5A或1A（定货时说明）

        d. 频    率：50Hz

  3.2  功率消耗：

        a. 直流回路：        ≤10W

        b. 交流电压回路：    < 0.5VA/相

        c. 交流电流回路：    < 1VA/相(IN =5A) 或 < 0.5VA/相 (IN =1A)

    3.3  精确工作范围：

a. 电流：           0.2In～1.4 In

       b. 电压：           10V-450V

       c. 频率：           45Hz～50Hz

       d. 时间：           0.00～99.99s  

e. 有功功率：          >10W

    3.4  定值误差：

        a. 电流及电压定值误差： <±3％ 整定值

        b. 时间定值误差：       <±1％ 整定时间+35ms

     3.5  测量误差范围

        a. 频率： 0.1％

        b. 电流、电压： 1％

   c. 有功功率、无功功率： ±5％

    3.6  遥信事件记录分辨率：不大于2mS

    3.7  遥控正确率：不低于99.99％

    3.8  绝缘性能

        a. 绝缘电阻：装置各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间，以及电气上无联系的不同电路之间，用开路电压500V的测试仪器分别测定其绝缘电阻值，不小于100MΩ。

        b. 介质强度：装置电源回路、交流回路、出口回路之间及对地能承受2kV的工频试验电压，开入量回路对地能承受1kV的工频试验电压，历时1分钟 ,无绝缘击穿或闪络现象。

        c. 冲击电压：装置电源回路、交流回路、出口回路之间及对地能承受5kV标准雷电波的短时冲击电压试验 ,无绝缘击穿或闪络现象。

    3.9  机械性能

        a. 装置能承受《ZB K45 020-90 电力系统保护、自动继电器及装置通用技术条件》中规定严酷等级为1级的振动响应，振动耐久试验。

        b. 装置能承受《ZB K45 020-90 电力系统保护、自动继电器及装置通用技术条件》中规定严酷等级为1级的冲击响应，冲击耐久试验。

        c. 装置能承受《ZB K45 020-90 电力系统保护、自动继电器及装置通用技术条件》中规定严酷等级为1级的碰撞试验。

    3.10  触点性能

        在电压不大于250V，电流不大于0.5A的直流有感负荷电路（τ＝5±0.75ms）中，触点断开容量为20W，或在电压不大于250V，电流不大于0.5A的交流电路（cosψ＝0.4±0.1）中触点断开容量为50VA。电寿命次数为1000次。

    3.11  抗干扰性能

        a. 承受高频脉冲干扰能力

        装置能承受《GB/T14598.13-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第1部分：1MHz脉冲群干扰试验》中严酷等级为Ⅲ级、频率为1MHz和100kHz的高频脉冲干扰。

b. 承受静电放电干扰能力

         装置能承受《GB/T14598.14-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第2部分：静电放电试验》中规定的严酷等级为Ⅲ级、电压为8kV的静电放电干扰。

c. 承受辐射电磁场干扰能力

        装置能承受《GB/T14598.9-1995电气继电器 第22部分 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第三篇：辐射电磁场干扰试验》中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰。

d. 承受快速瞬变干扰能力

        装置能承受《GB/T14598.10-1996电气继电器 第22部分 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第四篇：快速瞬变干扰试验》中规定的严酷等级为Ⅲ级的快速瞬变干扰。

e. 承受辅助激励量中断干扰能力

        装置能承受《ZB K45 020-90 电力系统保护、自动继电器及装置通用技术条件》中规定的持续时间为100ms的辅助激励量中断，装置不会以错误的方式改变其输出状态。

3.12  环境条件

a. 环境温度：   工作温度：0℃～＋45℃;  －25℃～＋50℃（订货时说明）

                         贮运温度：－25℃～＋70℃

b. 大气压力：   80～110kPa

c. 相对湿度：   不大于90％

4 硬件结构说明

    TC-3065系列装置均采用3u小机箱，嵌入式安装，整面板形式，后插拔结构,箱后接线，背插式机箱的优点是实现了真正的强弱分离。

5、TC-3065逆功率监控装置使用说明

5.1主菜单界面

    正常运行情况下，面板运行灯为闪烁状态（闪烁频率为１秒），颜色为绿色。当有告警或事故信号时，红色告警灯亮；正常时，液晶显示“主菜单”模式，如图5.1所示：

在“主菜单”下按“确认”键，液晶上出现光标“   ”， 如图5.2所示；按“↑”键或“↓”键可以改变光标“    ”的位置，使它出现在相应项的数码右侧，再按“确认”键则显示相应项的内容。按“取消”键则回到“主菜单”。

　1、测量           5、事故               1、 测量            5、事故

         2、遥信           6、谐波               2、 遥信            6、谐波

         3、浏览           7、传动               3、 浏览            7、传动

         4、整定           8、内存               4、 整定            8、内存

             

              图5.1                                         图5.2

    5.1.1测量

    在图5.2模式下，即“   ”在数字“1”处时，按“确认”键，显示当前实时测量值，按“←”键或“→”键上下翻页，装置可显示:保护二次值、测量一次值、一次有功值、一次无功值、频率、功率因数值、有功脉冲电度、无功脉冲电度等，所有显示数据每秒刷新一次。液晶显示界面中标明“一次”的数值为系统一次值，标明“二次”的数值为系统二次值，电压的一次值单位为千伏，二次值单位为伏特，电流的单位为安培，有功功率的单位为千瓦，无功功率的单位为千乏。频率的单位为赫兹。有功电度、无功电度为二次侧有效值，单位为千瓦时,千乏时。按“取消”键，回到主菜单。

   5.1.2遥信

在“主菜单”下，当“   ”在数字“2”处时，按“确认”键，显示8路遥信状态。按“取消”键，回到主菜单。

5.1.3浏览

在“主菜单”下，当“   ”在数字“3”处时，按“确认”键，进入浏览状态。（此状态只能浏览，不能修改）

◇  按“确认”键，选中1.定值，再按“确认”键进入定值浏览。按“←”键或“→”键上下翻页。可依次浏览装置的定值。按“取消”键，回到子菜单。

◇  按“确认”键，选中2.系数，再按“确认”键进入系数浏览。按“←”键或“→”键上下翻页。可依次浏览各模拟量输入的通道系数。按“取消”键，回到子菜单。

◇  按“确认”键，选中3.时间，再按“确认”键可浏览时间。时间显示年、月、日、时、分、秒。按“取消”键，回到子菜单。

◇  按“确认”键，选中4.版本，再按“确认”键可浏览版本信息。按两次“取消”键，回到主菜单。

    5.1.4整定

    在“主菜单”下，当“   ”在数字“4”处时，按“确认”键，进入整定状态。

   ◇   按“确认”键，选中1.定值，再按“确认”键屏幕显示“请输入密码：XXXX”，按“确认”键和“↑”或“↓”输入密码“3000”， 再按“确认”键进入定值整定。整定时，先按“确认”键选中要修改的值，再按“↑”或“↓”键修改，按“←”键或“→”键移动光标。修改完成后，按“确认”键，再按“↑”固化定值。若固化成功，则屏幕显示“写成功”，若固化失败，则屏幕显示“写失败”，需再固化一次。按“←”键或“→”键上下翻页。可依次整定装置的各项定值。按“取消”键，回到子菜单。

  ◇  按“确认”键，选中2.系数，再按“确认”键屏幕显示“请输入密码：XXXX”，按“确认”键和“↑”或“↓”输入密码“3000”， 再按“确认”键进入系数整定。整定时，先按“确认”键选中要修改的值系数，再按“↑”或“↓”键修改，按“←”键或“→”键移动光标。修改完成后，按“确认”键，再按“↑”固化定值。若固化成功，则屏幕显示“写成功”，若固化失败，则屏幕显示“写失败”，需再固化一次。按“←”键或“→”键上下翻页。可依次整定各模拟量输入的通道系数。按“取消”键，回到子菜单。

◇  按“确认”键，选中3.时间，再按“确认”键进入时间整定。按“确认”键和“↑”或“↓”键可整定时间。按“←”键或“→”键移动光标。可依次整定年、月、日、时、分、秒。修改完成后，按“确认”键，再按“↑”固化定值。若固化成功，则屏幕显示“写成功”，若固化失败，则屏幕显示“写失败”，需再固化一次。按“取消”键，回到子菜单。

◇  按“确认”键，选中4.表底，再按“确认”键屏幕显示“请输入密码：XXXX”，按“确认”键和“↑”或“↓”键输入密码“3000”， 再按“确认”键进入脉冲电度整定。整定时，先按“确认”键选中要修改的值，再按“↑”或“↓”键修改，按“←”键或“→”键移动光标。修改完成后，按“确认”键，再按“↑”固化定值。若固化成功，则屏幕显示“写成功”，若固化失败，则屏幕显示“写失败”，需再固化一次。按“←”键或“→”键上下翻页。按两次“取消”键，回到主菜单。

5.1.5事故

    在“主菜单”下，当“   ”在数字“5”处时，按“确认”键，进入事故信息记录状态。装置可以记录最近20次的动作信息。若信息记录累计超过20次，则最旧的信息将被覆盖，事故信息记录能保存从最新信息开始的前20次报告，按“↑”键或“↓”键可在事故信息报告0至报告19之间翻阅。当系统有故障报告时，液晶首先显示最新的报告。阅读完报告后，按“取消”键，回到主菜单，最新的8次事故报告掉电后不丢失。

    5.1.6谐波

在“主菜单”下，当“   ”在数字“6”处时，按“确认”键，进入谐波分析状态。装置可以观察电流或电压的1-8次谐波。按“取消”键，回到主菜单。

    5.1.7传动

在“主菜单”下，当“   ”在数字“7”处时，按“确认”键，屏幕显示“请输入密码：XXXX”，按“确认”键和“↑”或“↓”键输入密码“3000”， 再按“确认”键进入传动状态。按“确认”键和“↑”或“↓”键选定传动序号，再按“确认”键，进入传动试验，按“确认”键和“←”或“→”键选择“执行”或是“撤消”。传动完毕后，按“取消”键，回到主菜单。

   5.1.8 内存

   在“主菜单”下，当“   ”在数字“8”处时，按“确认”键，进入读内存状态。

 

第二章 主要功能简介

1主要功能简介

TC-3065逆功率监控装置除设置有逆功率和逆功率恢复功能外，在系统运行中，该装置不断监视母线电压和测量电流，具有对异常电流和电压报警功能，设置如下：

(1) 过电压报警

(2) 低电压报警

(3) 过负荷报警

(4) 逆功率

(5) 逆功率恢复

(6) 测量和控制功能：U、I、P、Q，cosΦ，F（需要有测量电流和电压输入）

 

清洁电源工程供电系统的正常运行方式：一台10kV/400V的配电变压器正常供电，同时清洁电源并网供电，此时的控制要求如下：

 

 

（1）                若测量点出现电压过高、或者电压过低、电流过高（通过设置参数整定），则TC-3065逆功率监控装置在液晶显示上发报警信息，可通过通讯把报警信息上传。

（2）                检测交流电网（AC380V，50Hz）供电回路三相电压、电流（测量点），判断功率流向和功率大小。如果电网供电回路出现逆功率现象，防逆流装置立即逐级断开清洁电源并网系统中4个模组，直到逆功率现象消失。防逆流装置控制清洁电源并网系统中4个模组断开逐级累加时间为不大于600S（可设置）。（需要清洁电源的控制开关提供分合闸操作回路）控制逻辑图见1.1。

（3）                逆功率恢复的控制：当防逆流装置检测到逆功率，切断清洁电源供电回路后，若测量点逆功率消失，并且检测到负荷功率（测量点的正向功率）大于某一门槛值（可设定，单位W二次功率值）时，经过不大于600S延时（可设置）后，防逆流装置把清洁电源并网系统中接入点合上（控制点）。（需要清洁电源的控制开关提供分合闸操作回路）控制逻辑图见1.2。

 

 

（4）                 

如整体断电后，重新对负载送电过程中，防逆流装置如果检测到测量点的电压为正常供电电压，防逆流装置把清洁电源并网系统中接入点合上（控制点4路全部合上），清洁电源并网系统处于待机并网状态。

 

 

 

一次系统示意图：

                  图1.1 逆功率控制逻辑

        

图1.2 逆功率恢复控制逻辑

 

2 整定定值清单

   

	定     义	整定范围	步长
定值	过负荷报警定值	1-7.0A	0.1A
	过负荷报警时限	0.1-25.0S	0.1S
	过电压定值（线）	380.0-450.0V	0.1V
	过电压定值时限	0.1-25.0S	0.1S
	欠电压定值(线)	100.0-380.0V	0.1V
	欠电压定值时限	0.1-25.0S	0.1S
	逆功率定值门槛	-2.0 - -100W	1W
	逆功率时限1	1-600S	1S
	逆功率时限2	1-600S	1S
	逆功率时限3	1-600S	1S
	逆功率时限4	1-600S	1S
	逆功率恢复定值	1.0-1000W	1W
	逆功率恢复时限	1-600S	1S
系统参数	监控电流互感器TA变比	1	1-1000
	监控电压互感器TV变比	1	1
	电流互感器二次额定电流值	1A 或 5A	1A 或 5A
修正系数	监控A相电流修正系数	0.800-1.200	0.001
	监控B相电流修正系数	0.800-1.200	0.001
	监控C相电流修正系数	0.800-1.200	0.001
	监控电压AB修正系数	0.800-1.200	0.001
	监控电压BC修正系数	0.800-1.200	0.001
	监控电压C修正系数	0.800-1.200	0.001