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PSS-110F电力监控装置说明书南京恒星自动化设备有限公司二零零四年四月PSS-110F电力监控装置用户手册1PSS-110F电力监控装置一.概述铁路区间信号电源（供电）是铁路安全运行的重要保障，为适应铁路提速后确保信号供电，快速分断故障区间，彻底改善自闭贯通线的运行条件实现自动监控，为从根本上解决信号供电存在的问题，我公司经多年的现场调研，结合国内外的先进技术并充分利用我公司多年生产开发铁路微机监控、微机保护等成熟经验和技术，形成具有铁路供电特点适合铁路供电自动化需求的铁路区间信号电源监控系统。本产品作为高压监控设备，同时也可以适用于配电网10kV及以上各种馈线回路的远方终端和中压监控单元（配电自动化及管理系统子站），用于遮蔽场所或者户外使用的分散安装的测控单元。基本功能：□10KV高压侧开关的电流测量，共4个交流电流采样点，其中一个作为零序CT□10KV高压侧开关的电压测量，共4个交流电压采样点，其中一个作为零序PT□采集16个开关量的状态，并可以优先向远方传送状态的变化□接收并执行远方或当地遥控命令，以及控制返送，总共具备6个控制对象的跳合出口□具有后备电源，其容量终端正常工作大于8小时，当主电源故障时，能自动投入□开关控制异常，采集电流、电压异常的报警□当地或远方可进行参数设置，所有参数保存于监控装置内，掉电后不丢失□交流电源失电后，能对开关进行不少于分，合各一次操作□采集监视装置本身主要部件及后备电源的状态，故障时能传送报警信息，具备程序自恢复除了上述的测量功能以外，PSS-110F还有以下辅助功能：□可具有继电保护和重合闸功能。□与GPS对时接口,接收、执行校时命令□实际开关量变位及故障产生的事件顺序记录□设备自诊断（提供故障诊断信息,包括通道监视）□有功功率、无功功率、线电压的测量计算,并有互感器的异常报警□能够贮存定点的监测量并按照通信规约文件传输的功能召唤后向主站传送工作电源----装置运行所需的电源可由如下几种方式提供：—直接接到市电交流220V上；—连接到电压互感器上；—在原电源维修或故障情况下，为维持远方终端的正常运行，由后备电源供电。有以下输入和输出：输入：□4个单相电流，4个单相电压PSS-110F电力监控装置用户手册2□16个开关量输入输出：□6路跳合继电器输出(2路高压开关，其他作为备用)通讯和显示：□6个LED发光二极管，用于指示运行状态和自检信息□当地RS232接口，远传为标准MODEM□３个全功能RS232接口，专线或拨号方式□电源模块上有三个发光二极管，分别表示交流输入，直流电池及电池充放电的状态二．技术条件2.1运行环境2.1.1正常工作的大气条件（符合Ｃ３－３Ｋ７级环境条件）a.额定的环境温度：-４0～+７0℃b.相对湿度１０％～１００％c.大气压力７０～１０６kPa2.1.2基准的标准大气条件a.环境温度20±2℃；b.相对湿度45%～75%；c.大气压力86～106kPa.2.1.3周围环境要求a.无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌存在，无剧烈振动冲击源b.接地电阻应小于４欧姆。2.2电源2.2.1交流电源2.2.1.1交流电源频率为50HZ，允许偏差为额定值的±5%。2.2.1.2交流电源波形为正弦波，谐波含量小于10％2.2.1.3交流电源电压为单相220V（允许+20%----20%）2.2.1.４交流电源电压标称值为单相220V或110V（100V）2.2.2直流电源2.2.2.1两节12V/4AH蓄电池，或者48V/4Ａ（可选项）。2.2.2.2配置后备蓄电池后，可提供本装置的后备电源，无须另加UPS。2.2.2.3本装置可控制人为放电，以激活电池活性。2.2.2.４直流电源电压纹波为不大于5％。2.2.2.５直流电源标称电压容差为＋15％～－20％2.2.2.6SC高压开关电源DC240V±8VPSS-110F电力监控装置用户手册32.2.2.7SC高压开关电源允许对断路器进行操作电压范围DC240V±8V~DC180V±5V(允许操作电压范围是依据电力部推荐设计ZW32-12弹操断路器电机性能设定)2.3额定参数2.3.1额定电压：AC220V(260V~160V)直流额定电压：24V2.3.2额定频率：工频交流额定频率为50HZ。2.3.3交流功耗：电流回路：通入额定电流时每相不大于0.75VA。电压回路：通入额定电流时每相不大于0.2VA2.3.4装置功耗：＜25VA（在蓄电池组充电时≤35VA。注：装置功耗未计入SC高压开关电源的充电能量。2.4过载能力2.4.1.交流电压回路：小于或等于2倍额定电压时允许长期运行。2.4.2.交流电流回路小于或等于2倍额定电流时允许长期运行；40倍额定电流时允许运行1秒钟。2.5输入和输出2.5.1测量量输入电流额定电流Inom：5AAC每相额定功耗：0.75VA（在Inom时）工作范围：0～6.5A（测量CT）0～100A（保护CT）测量精度：0.5%电压额定电压Vnom：57.7VAC每相额定功耗：0.75VA（在Vnom时）工作范围：0～115V测量精度：0.5%频率额定频率：50Hz可工作范围：45～55Hz故障电流工作范围：0～100.5A测量精度：3%2.5.2开关量输入（继电器方式）输入电压额定范围：24VDC每输入端电流消耗：（10mA，共有16个〉2.5.3输出PSS-110F电力监控装置用户手册4继电器6路跳合继电器输出2.5.4接口当地显示面板：6个发光二极管功能安排：1装置运行2装置自检3A口通讯4B口通讯5C口通讯6D口通讯当地RS232接口：38.4ＫBPS远传MODEM接口：标准内置MODEM，波特率自设全功能RS232接口：波特率自适应(1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600BPS之间自动切换)三．装置配置原理接线图及功能3.1系统接线其中1PT,2PT作为开关两侧的电压输入，或者只接入一侧的三相PT；1CT作为测量CT输入，测量满度6.5A；K1，K2分别是各侧的开关或者刀闸信号，可根据实际情况接入。3.2系统配置：３.２.1失压跳闸当开关两侧的电压同时小于失压定值，并且达到设定的定值，同时开关的状态为合，装置可以跳闸并报警。其启动条件是开关两侧开始有电压，并且至少维持1秒以上。失压跳闸Ua1,Ua2&T/0开关合状态1秒开关合Ua1,Ua2&高压开关1PT1CT2PT2CTK1K2PSS-110F电力监控装置用户手册53．2．2有压合闸当开关两侧的电压同时大于有压定值，并且达到设定的定值，同时开关的状态为分，装置可以合闸。其启动条件是开关两侧先失压，并且至少维持1秒以上。有压合闸U1，U2有且只有一侧有压&T/0开关分状态U1&1秒U2开关分闭锁信号3．2．3后加速保护跳闸当开关手动或自动合上时，可以瞬时投入开关的后加速保护，后加速过流保护在开关合上0.5秒以后自动闭锁。后加速跳闸IA2+T=0IB2IC20.5秒开关由分变合闭锁有压合闸３.２.４过流报警／跳闸装置分别对保护电流和故障电流进行监测，当测量电流大于定值，并达到设定延时，报警当故障电流大于定值并达到延时，装置跳开开关，并报警。IA+时限1IBIC过流报警过流跳闸３.２.5PT断线及CT断线PT断线报警任意两相电压50V&T=10一相电压〈20V&PT采用三相接入三相电压50V报警复归PSS-110F电力监控装置用户手册6CT断线报警任意两相电流1A&T=10一相电流〈0.5A&三相电流1A报警复归装置只在外部接入三相电压的情况下对PT断线进行判别，当三相电压恢复正常（同时大于50VB并且维持1秒以上）时信号复归。３.２.6温控功能监控装置本身的由于高压开关一般置于室外，需要针对相关环境考虑装置的防水，防潮，高温差等的特殊工作环境，在某些严酷的环境下，需要根据环境温度的变化自动的投切加热模块和风扇实现环境温度的自动调节。３.２.7开关的远方就地切换及开关的漏气闭锁功能为了便于高压开关的当地控制，在监控模块中装有开关控制单元，其中的手动按钮直接动作于开关，另外配备有开关的远方/就地切换把手，当打在就地时闭锁远方的控制功能，在远方状态时闭锁按钮的控制操作回路。另外，对于35kv开关自身具有的漏气报警接点也需要作为开关的闭锁3．3故障分断的原理：3.3.1短路故障的区间隔离3.3.1.1重合器方式（无通讯的情况下，需要开关两侧接入单相PT）变电站A1变电站B7265431●系统构成注：1、7为A、B两站馈出开关。2-6号为区间站号。●基本原理（装置动作过程）A站为供电端时，当线路发生故障，故障点在4、5号开关之间，A站保护装置动作，1号开关过流速断跳开，各高压监控装置2,3,4,5,6检测到线路失压后跳开开关，线路恢复供电后（1号开关自动重合闸动作），开关2,3,4依次延时合闸，4号开关合于故障，后加速保护动作，将4号开关重新跳开关并闭琐合闸。乙站失去电源后，备用电源自投装置动作或手动合闸，6,5号开关带电后依次有压合闸，5号开关后加速保护动作，合于故障，后加速保护动作，将4号开关重新跳开关并闭PSS-110F电力监控装置用户手册7琐合闸。这样4，5两个开关跳开就实现了故障的自动隔离。●装置基本保护配置启动条件动作条件复归条件失压跳闸开关状态合开关两侧都有电压电压小于失压定值开关跳开0．5秒后电压仍有则报开关拒动有压合闸开关状态由合变分且动作前两侧有电压开关两侧电压失压合闸闭锁复归只有一侧电压大于有压定值开关合上0．5秒后电压没有则报开关拒动后加速跳闸开关状态由分变合短时开放（时间可以设）电流大于过流定值开关跳开或者电流消失0．5秒后电流仍有则报开关拒动有压合闸闭锁开关先由合变分，规定时间内判断在开关延时内（5秒）开关再跳开可以手动闭锁（远程）手动遥控复归接点装置在判电压的时候，可以根据实际接入情况通过整定定值设成三相或单相●系统特点①自动实现短路故障区间分断（也可在有通讯时实现调度遥控）②甲乙站内的馈出原保护保留，只是要求后加速时间不为0（≥100ms）。③区间点的装置配后加速保护。④区间故障隔离时甲乙站馈出开关跳→合一次，区间点开关各跳→合一次。⑤由于此方式要求开关必须带两相CT开关及三相PT，因此包括功率其它测量均满足。⑥无通讯条件或失去通讯时，能够通过接点发出装置异常和保护动作信号。3.3.1.2后台群判方式（有通讯的情况下）对于铁路信号线路发生短路故障时，无论是先重合还是先自投，都会后加速跳闸，所以在沿线的各开关都可以感受到过电流，这样只由过电流报警不能对故障进行定位。由于第一次过流速断和第二次合闸后加速跳开之间一定有延时（时间的长短是由备用电源自动投入的延时和一次重合闸的延时、以及开关的固有动作时间决定的，通常为150毫秒左右），所以在保证沿线各FTU时间一致的前提下，通过分析上报的过电流报警时间可以实现故障电的定位，故障点的位置就是第一次过电流方向的最末端和他的远端相邻开关。整个判断的逻辑步骤如下：1）据变电站（配电所）的贯通或自闭出线重合闸动作后产生后加速跳闸，或者对端的备自投动作后，后加速动作作为故障判断的启动条件；2）延时（可以设定，根据线路情况和重合闸或备自投的定值）；3）主站根据电流的流向，逐个读取各FTU监测的过电流时间（特定的SOE格式，精确到毫秒级，PSS-110F电力监控装置用户手册8要求各FTU间的时间误差小于50毫秒，所以对于主站的校时功能要考虑通道上的时间误差，并进行自动的调整）；4）调度的故障定位软件通过这些信息进行逻辑判断，可以确定过流速断动作时的各开关（时间最先的几个开关），当备自投先动作时，会产生第二批后加速动作的报文，然后是重合闸动作导致的第三批后加速报文。如果是重合闸先动作第二批和第三批的报文次序相反。5）将分析结果提示出来，开关4、5间产生短路故障，并根据设定是否需要自动跳开4,5开关。对以上各步操作可以通过手动或自动方式完成，并且各步骤的操作都需要有提示并记录下来。3.3.1.