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双变三变单母线综合补偿控制器  

2010-05-27 15:27:29|  分类: 无功补偿谐波治理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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双变三变

双变三变单母线综合补偿控制器 - 单博博 - 无功补偿谐波治理消弧消谐过电压

 单母线综合补偿控制器

主要适用于2台主变及三台主变一套补偿装置综合补偿控制

ZRWKG系列高压综合控制器是为满足高压线路无功补偿需要而精心开发设计的,是由DSPMPU双核并列运行的自动控制器。通过控制器有效、合理地控制并联电容器组的投切,达到提高功率因数、降低线损、改善电压质量的目的。可广泛应用于高压架空线路或变电站无功补偿控制。< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

ZRWKG户外高压电容器自动控制器可根据线路电压或线路无功功率、功率因数控制多组并联电容补偿装置投切,同时可根据电容器电流和母线电压对电容器实现保护。本控制器内置多套控制策略,可现场选择控制策略,修改控制定值。有多种通讯抄表方式可供选择。

二、使用条件  

2.1  环境条件

< xmlnamespace prefix ="st1" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />2.1.1 环境温度:-40℃~70℃;

2.1.2 环境湿度:40℃时,20%~90%;

2.1.3 大气压力:79.5Kpa 106.0Kpa(海拔高度不高于2000m);

2.1.4     动:555Hz,振幅 0.20mm

2.1.5 化学条件:安装场所无有害气体和蒸气,无导电性或爆炸性尘埃及严重霉菌;

2.1.6 工作电源:交流 220V±20%,50Hz±1.5Hz,总畸变不大于10%。

2.2  工作条件

2.2.1 输入模拟量:

    电压模拟量:100V 80%~120%,波形为正弦波,总畸变不大于10%;

      电流模拟量:5A 10%~100%;

            率:50Hz,允许偏差±5Hz

2.2.2 阻抗:

      电压回路大于20KΩ,电流回路小于0.1Ω;

2.2.3 功耗:≤12W

2.2.4 控制输出:

继电器触点:AC220V10A长期接通;

2.2.5 报警输出:

继电器触点:AC220V5A长期接通。

2.3  安全性能

2.3.1 绝缘电阻:正常条件下≥10MΩ,湿度条件下(温度45℃相对湿度 90%)≥1MΩ;

2.3.2 绝缘强度:AC2500V50Hz1Min

2.4  电磁兼容性能

2.4.1 静电放电抗扰度试验:执行标准GB/T  13926.2 98,严酷等级3

2.4.2 射频电磁场辐射抗扰度试验:执行标准GB/T  13926.3 98,严酷等级3

2.4.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验:执行标准GB/T 13926.4 98,严酷等级4

2.4.4 浪涌(冲击)抗扰度试验:执行标准GB/T  13926.5 98,严酷等级3

2.4.5 1MHZ脉冲群干扰试验:执行标准GB/T  6162 85

四、控制器功能

4.1  基本功能

4.1.1  SOE记录功能

    记录:日最高、最低电压、电流、功率因数及出现时间;

          整点电压、电流、无功、功率;

动作前、动作后当前运行数据;

电容器运行时间累计;

停电时间记录,上电时间记录。

4.1.2 通讯功能

4.1.2.1  串行口通讯功能

    提供以下功能:

         当前运行数据下载;

 整定值下载、修改、上传(包括时间修正);

         遥控投、遥控切。

4.1.2.2  无线通讯功能

    提供以下功能:

         当前运行数据下载;

 整定值下载、修改、上传 (包括时间修正);

         遥控投、遥控切;

         ④ SOE记录下载。

4.1.2.3   GPRS通讯功能

    通讯内容详见通讯协议。

五、  控制器控制方式

三种控制方式

1.  控制器按电压控制;

 

                                   

< xmlnamespace prefix ="v" ns ="urn:schemas-microsoft-com:vml" />                             U

                                   

                           U-影响 

   

u

 

通电后,电压必须小于电压投入门限才投入;

当电压高于切除门限时电容器切除;

经过第一次投入再切除后,第二次电容器的投入,只需电压低于电压切除门限减电容器投切对系统电压的影响值。

维持原来状态。

当投电容的次数等于日投切次数限制后,控制器不再投入,第二天控制器自动恢复动作。

 

< xmlnamespace prefix ="w" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:word" />2.控制器按时间控制:                                             

 

 

 

 

 24小时循环图                               

1

时间在第1段投入时间与第1 段切除时间之间时投电容器;

2

时间在第1段切除时间与第2段投入时间之间时切电容器;

3

时间在第2段投入时间与第2段切除时间之间时投电容器;

4

时间在第2段切除时间与第1段投入时间之间时切电容器。

 

3.控制器按无功功率和功率因数控制

 

                 1        2            3

                                           Q上限

                 4        0            5

                                           Q=0

                 6        7            8

                     COSL         COSH

 

区域号

              

0

功率因数合格,不动作

1

无功大于无功上限功率因素小于功率因数下限,投电容器

2

不动作

3

无功大于无功上限功率因数大于功率因数上限,切电容

4

不动作

5

功率因数大于功率因数上限,切电容

6

无功小于零,切电容器

7

无功小于零,切电容器

8

无功小于零,切电容器

 

六、  保护功能

控制器通电后延时1min后再进入运行状态,即在进入任何控制方式之前必须延时2分钟。在下列任一保护状态下,控制器将切电容。

6.1  过压保护:当电压高于过压设定值切除电容。电压恢复正常时控制器恢复正常控制。

6.2  过电流保护:当电流高于过电流设定值切除电容,在满足要求的情况下投电容器,当电流恢复正常时,恢复正常控制;当电流再次高于过电流设定值切除电容,控制器完全退出控制。电流恢复正常,不能复归该保护,需按动“复归”键清除。掉电仍保存该保护。

6.3  过流速断保护:当电流高于速断电流设定值切除电容,并延时,在满足要求的情况下投电容器,当电流恢复正常时,恢复正常控制;当电流再次高于速断电流设定值切除电容,控制器完全退出控制。电流恢复正常,不能复归该保护,按“复归”键清除。掉电仍保存该保护。

6.4  欠压保护:当电压持续设定时间低于欠压定值时切除电容。当电压恢复后,自动进入正常控制。

6.5 拒动保护:电容器合闸位置,电容器电流为零,切电容器,并延时20分钟,在满足条件下投电容器,此时若电容器电流再次为零,切电容器。掉电或按复归键复归该保护。

6.6  缺相保护,电容在合闸位置,电流为零时,电容将切除。当断电或按动复归按钮可清除该保护。

七、技术参数

1、基本参数

电源电压:DC220V±20%    50Hz±5%

取样电压:AC100V         取样电流:05A

本机功耗:≤15W

2、控制参数

灵敏度:100mA

投入门限系数:0.51.2、步长0.1、出厂预置1.00

切除门限系数:内定

投切延时:1999×60s

过压保护:测量电压的100%150%、步长1%、出厂预置130%

欠压保护:测量电压的50%100%、步长1%、出厂预置80%

谐波电压超限:5.0%30.0%、步长0.5%、出厂预置20%

输出接点:12路,每路DC12V60mA

3、测量精度

电压:±0.5%        电流:±0.5%

功率因数:±1.0%

无功功率:±1.0%          有功功率:±1.0%

时钟:小于1S/d

4、通讯

物理接口:RS232RS485

通讯规约:IEC870-5-101CDTMODBUS

波特率:1200bps2400bps4800bps9600bps

5、其它

整机性能:符合DL/T 721-2000

抗干扰性能:符合 GB/T  15153.1-1998

重量:不大于3KG

八、安装调试

1、操作说明

⑴电源输入、CT二次侧均会危害人身安全,所以操作人员在安装、检修或调换高压控制器时,必须先切断电源,短接CT二次侧回路,

严格遵守用电安全操作流程,以确保人身设备安全。

⑵接线时应选择合适的线径,并严格按照接线图进行正确接线,以保证操作的安全性和可靠性。

 ◆电压信号线兼作高压控制器电源输入,所以安装位置应尽量远离高压电及大电流载体,以减少电磁干扰。

 ◆电流信号线宜选用大于1.5MM平方的单股铜导线,且导线尽可能短。

 ◆接点输出容量为DC12V60MA,其连线应尽量远离输入回路、高电压和大电流载体。

⑶带电采集、设置数据时,均不得接触带电部分、以确保人身设备安全。

2、安装说明

将测控仪装入装置面板开孔糟内(开孔152MM×242MM)内,紧固螺钉将监控仪固定在装置面板上。  

 

3、接线说明

接线说明:


14      接电压互感器输入端

510     接电流互感器输入端

1112    220V工作电压

28324852 2832接开关量输入,则4852接开关量输出,2848接点为12V

4736    分别接112路控制信号

35:         COM公共端,接点12V

3334:     接报警输出(为空接点输出)

2127    通讯A接口,2427RS-232接口,2122RS-485接口

1819    通讯B接口,是终端给出另一RS-485接口。其中2023为空接点

1617    可接外部温度传感器

SELE  通讯选择接口,通过跳线的方式选择通讯接口,其中12短接为RS-485接口,23短接为RS-232接口。

RS-232    D型接口,可直接连接电脑。

JTAG      编程接口。

 


 

4、调试说明

1)        按键功能


 

 

中心圆键: 菜单、确认      选项或参数修改后的确认

←、→键:  设置增减        参数选项、数值增减或手动投切

UPDn键:  菜单选项       参数上下选择,及功能返回


2)        主界面

智能无功测控仪系统上电后,进入屏显状态,如图3所示。10秒后,进入主菜单,如图4所示。

                 

3  屏幕显示                                                             4  主菜单

3 参数设置

如果是首次使用测控仪,应该根据需要对参数进行修改,使仪表更好的配合系统,实现最佳性能。

进入主菜单后按→选择 ,按面板中心圆键确定,进入参数设置主菜单,如图5、图6所示。按“UP”或“Dn”键对所需设置的参数项进行选择,按中心圆键确认进入。

         

5 设置主菜单                                                                 6设置主菜单(二)

 

a. 系统参数设置

选择“1. 系统参数”并确认进入(图7),出现图8所示对话框,在此可以设置电流变比与电压变比。变比设置完成后,按面板“Dn”进入下一屏,依次进行调整设置。如下如示:

                 

7  参数设置主界面                                                              8设置(电流电压变比)    

                     

9设置(电压上下限)                                    10设置(目标功率因数及电压谐波越限)                       

                            11设置(投切延时及门限)                                                12设置(通讯速率及机器地址)            

 

                 

13设置(延时)                                                          14设置(存储)

当从任何设置菜单中退出,均会弹出图14的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

b. 电容参数设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“2. 电容参数”,如图15所示。确定图15的选择可进入图16的界面,进行1路、2路电容容量的设置,电容容量=设置值×10如:1000KVAR,设置为100。依次下翻可设置其它路数的电容容量。退出电容容量设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

如果某路容值被设为“000”,则该路不能投入。

操作←、→键选择要投入或切除的电容,投切顺序是按系统的优先级定义的。

注意说明:在配电系统负荷较小时,不可强行投入较多电容。

                 

15  电容参数设置(主界面)                                             16电容容量设置

c. 接线方式设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“3. 接线方式”,如图17所示。确定图17的选择可进入图18的界面,进行接线方式的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

                 

17  接线方式设置主界面                                                          18  接线方式设置

 

d. 密码设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“4. 密码修改”,如图19所示。确定图19的选择可进入图20的界面,进行密码的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

系统初时密码0001,用户密码根据需要可以任意设定。

                 

19  密码修改主界面                                                     20  密码修改

 

f. 液晶调试设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“6. 液晶显示”,如图23所示。确定图23的选择可进入图24的界面,进行液晶背光及对比度的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

                 

23液晶调试主界面                                                                      24液晶调试

4 文件夹

a. 数据显示

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图25,选择“1. 数据显示”按面板中心圆键确定,即可进入图26三相电压电流的显示界面。依次下翻可进入图27、图28的界面。

         

 25  文件夹主菜单                        26  数据显示菜单之一(UI

 

         

27 数据显示菜单(KWkvar                                  28 数据显示菜单(cosHz

                                                                                                                        

b. 谐波显示

返回文件夹主菜单,选择“2. 谐波显示”,如图29,按面板中心圆键确定,即可进入图30,界面显示各变压器的谐波含量值。

                 

29 谐波显示主界面图                                                   30 谐波显示屏(F3

 

c. 棒图显示

返回文件夹主菜单,选择“3. 棒图显示”,如图31,按面板中心圆键确定,即可进入图32,变压器各次谐波的含量以棒状图显示。依次下翻可见2B3B的棒状图。

                 

31 棒图显示主界面                                                              32棒图显示(HV

 

d. 投切显示

返回文件夹主菜单,选择“4. 投切显示”按面板中心圆键确定,即可进入图33,按面板的←、→键进行工作方式的选择,手动功能只作用于补偿电容器的强制投切。

下一屏:投切状态。该屏上部分可显示1-6路的投切状态,中左部分则显示,中右部分显示当前日期及时间、CPU周边温度。下面一行则显示报警状态。

如果某路出现在界面上,表示已投入,反之为切除。

                 

33 投切显示(手动 自动)                                                               34投切状态

 

5 报告

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图36,选择相应选项,可进入相关界面。

36  报告主菜单

 

6)时钟

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图37,进入界面可对日期及时钟进行调整。

37  时钟对时

 

7)帮助

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图38,界面显示相应图标含义。

38  帮助界面

九、工作原理

1、控制器工作原理

ZRWKG由测量、显示、控制、接口和电源等部分组成。

测量部分由精密小型互感器(输入:0600V05A)及前置信号处理电路构成,从中获取电压、电流、频率、相位等多种实时数据;显示部分采用高品质的液晶(LCD)显示模块,每屏可以显示8*4个汉字(16*16)或128*64个像素的图形;控制部分以16位单片微机为核心,配以多路A/D,实时时钟,以及容错电路等外围芯片;接口部分采用半双工的RS-485接口,用于向下位机实时传递测量数据、可编程参数、最大(小)值及其时间标签。电源部分采用高频开关电源,使得仪器更加节能,更能适应各种不同的电源电压环境。

软件主要实现测量数据计算、内部参数计算、电能累加、人机界面等功能。由于软件量较大、功能复杂,因此程序采用了先进的编程理念:功能模块化,结构格式化,任务简单化,时间多元化。具有多种优点:程序维护简单,流程清晰明了,事件并行处理,响应快速有效。

为了提高系统的可靠性、稳定性,内部装有高稳定度基准源,温度监测及软硬件冗余等容错技术;为了提高整机的抗干扰能力,采用了多项电磁兼容保护措施,确保了在恶劣的工作环境下也能安全工作。如图:

32    工作原理图

33    逻辑原理图

2、电容投切方式

☆ 编码投切

每级电容可任意设定,设定好电容后系统可根据无功需量进行投切电容器组。

十、通讯规约

ZRWKG通讯规约详细描述了本机串行口的读、写命令格式及内部信息数据的定义,以便第三方很好使用。

1 PLC  MODBUS 兼容性:

MODBUS通讯规约允许ZRWKG控制器与施耐德、西门子、ABGEMODICON等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器(PLC)、RTUSCADA系统、DCS或第三方具有MODBUS兼容的监控系统之间进行信息和数据的有效传递。有了ZRWKG控制器,就只能简单的增加一套基于PC(或工控机)的中央通讯主控软件就可建立一套监控系统。

2 广泛的通讯集成:

ZRWKG控制器提供与MODICON系统相兼容的MODBUS通讯规约,这个通讯规约被广泛作为系统集成的标准。兼容RS-485/232C接口的可编程逻辑控制器MODBUS通讯规约允许信息和数据ZRWKG控制器与MODICON可编程逻辑控制器(PLC)、RTUSCADA系统、DCS系统和另外兼容MODBUS通讯规约的系统之间进行有效的传递。

3 MODBUS 基本规约:                                                                                                     

a.    所有RS485通讯回路都应遵照主/从方式。依照这种方式,数据可以在一个主站(如:PC)和32个子站(如:ZRWKG)之间传递。

b.    主站将初始化和控制在RS485通讯回路上传递的所有信息。

c.    任何一次通讯都不能从子站开始。

d.    RS485回路上的所有通讯都以“信息帧”方式传递。

e.     如果主站或子站接收到含有未知命令的信息帧,则不予以响应。

十一、超限及故障警示

当电网出现故障或某个参数超限时,状态系统的警示信号就会提示过压、欠压、缺相或某个参数超限,谐波状态。

十二、系统故障排除

  因可能出现一些接线错误,会造成整个补偿系统不能正常工作,现将较多的故障现象及排除方法简介如下:

1.             屏幕显示:如果通电屏幕不显示,请检查线路是否接好;如果出现白屏,说明信号源有问题,请检查接线。有电压无电流,或者缺相说明接线问题,仔细检查。

2.             随着补偿电容的投入,控制器功率因数指示几乎没有变化,出现这种现象,应该移动取样电流互感器,使取样电流=负载电流+电容电流。

3.             随着补偿电容的投入,控制器显示的功率因数变化不正常,应检查取样电流信号与电压信号的相位是否接错。

4.             如果不能判断问题出在控制器还是出在外接线路上,可换一台控制器,如出现相同的故障现象,请您务必按照以上提示检查外接线路。

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