第 1 章 產(chǎn)品概述

1.應(yīng)用范圍

       光伏電站工程一般按“少人值守”的運行管理方式設(shè)計，整個光伏電場的集控室設(shè)置在升壓站側(cè)。光伏電場的分布比較分散，距離中控室近的有幾十米或幾百米，遠的可達幾十公里，而每個之間的距離也有500米到1000米。

       由于上述原因，一直以來升壓站綜自系統(tǒng)都無法實現(xiàn)對箱變的監(jiān)視和控制，使箱變系統(tǒng)成為光伏電場的信息孤島和監(jiān)控盲區(qū)。作為光伏發(fā)電的一個變電環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對光伏箱變的遠程管理和自動化監(jiān)控，滿足光伏電站工程“少人值守”的運行管理方式，已經(jīng)勢在必行。

       為此，我公司專門設(shè)計開發(fā)了一套ZL-XBJK系列箱變智能監(jiān)控裝置，可以很好地實現(xiàn)光伏箱變?nèi)啃畔⒌谋O(jiān)測、非電量保護、控制和通訊功能。

2. 產(chǎn)品特點
Ø產(chǎn)品是專門針對光伏廠箱變測量、控制和通訊的實際需要設(shè)計,是箱變監(jiān)控的完整解決方案。

Ø裝置采用工業(yè)級器件，可適用于光伏場-40℃～70℃的寬溫工作環(huán)境。

Ø硬件平臺統(tǒng)一，模塊化設(shè)計，內(nèi)部無可調(diào)元件，使裝置現(xiàn)場安裝調(diào)試更加方便。

Ø采用高性能DSP處理器和大容量的FLASHRAM存貯器，使裝置具有極強的數(shù)據(jù)處理和存取能力。

Ø豐富多樣的通訊接口（雙RS485/CAN、雙以太網(wǎng)、雙光纖通訊接口），使可方便地接入現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。

Ø裝置顯示及操作由專門的巡檢儀，通過無線/有線兩種方式與巡檢儀通訊。

Ø裝置結(jié)構(gòu)按箱變開關(guān)柜要求設(shè)計，尺寸較小，安裝方式簡單，配線方便。
 

第 2 章 技術(shù)指標

1、環(huán)境條件

工作環(huán)境	應(yīng)安裝在無爆炸危險和無導(dǎo)電塵埃、無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的地方。
工作環(huán)境溫度	-40℃～+70℃
儲存環(huán)境溫度	-40℃～+85℃，相對濕度不大于85%，宜儲存于防雨、防雪的室內(nèi)，周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體。
相對濕度	在較高溫度為+75℃時相對濕度不超過50％；在較低溫度下可以有較高的相對濕度，例如20℃時達90%，因溫度變化偶爾產(chǎn)生的凝露，應(yīng)采取特殊措施。
大氣壓力	80kPa～110kPa

2、絕緣性能 

絕緣電阻檢驗	100MΩ/500V
介質(zhì)強度檢驗	0.5 kV（額定絕緣電壓≤63V 時） 2.0kV（額定絕緣電壓＞63 V 時）； 50Hz，1min
沖擊電壓檢驗	1.0 kV（額定絕緣電壓≤63V 時）， 5.0kV（額定絕緣電壓＞63 V 時）。

3、電磁兼容（EMC）性能

靜電放電抗擾度檢驗： GB/T 14598.14-1998（IEC 60255-22-2：1996）	4級
震蕩波抗擾度檢驗：GB/T 14598.13-2008（IEC 60255-22-1：2007）	3級
射頻電磁場輻射抗擾度檢驗： GB/T 14598.9-2002（IEC 60255-22-3：2000）	4級
電快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗： GB/T 14598.10-2007（IEC 60255-22-4：2002）	4級
浪涌抗擾度檢驗（1.2/50μs）： GB/T 14598.18-2007（IEC 60255-22-5：2002）	4級
工頻抗擾度檢驗：GB/T 15153.1998（IEC 60255-22-7：2003）	3級

4、額定參數(shù)

額定工作電壓	AC/DC220V	測量交流輸入電壓	AC690V 或AC400V
額定功耗	不大于20W	測量交流頻率	50Hz 或60Hz
開關(guān)量輸入	AC/DC220V 外部有源接點	污染等級	3 級
控制繼電器輸出	交流220V 回路：AC250V，8A 交流380V 回路：AC380V，1.9A 直流回路：DC250V，1.5A	安裝類別	Ⅲ級
測量交流輸入電流	5A/1A

5、測量精度

項目	范圍	精度	項目	范圍	精度
電流	10%～120%Ie	0.5級	功率因數(shù)	0～1	±1%
電壓	50%～150%Ue	0.5級	功率	0～7200W	±1%
頻率	45Hz～65Hz	±0.02Hz	模擬量	4～20mA	1級
熱電阻	200～15000Ω	2級

 

第 3 章 產(chǎn)品功能

1、裝置功能表
ZL-XBJK裝置分別對箱變低壓側(cè)2分支實現(xiàn)以下功能的監(jiān)控：

功能分類	裝置功能
測量功能	三相電壓、三相電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功功率電度、無功功率電度、零序電流、零序電壓,溫度
電氣量保護功能	過流保護、過負荷、過壓保護、欠壓保護、低頻、PT斷線及閉鎖 高溫保護、直流保護。
非電量保護功能	跳閘：重瓦斯、高溫報警：輕瓦斯、高溫、變壓器油位低、壓力釋放
控制功能	6路開出：35KV開關(guān)分合閘；低壓側(cè)2路分支開關(guān)分合閘
通訊功能	2路RS485或2路以太網(wǎng)或2路光纖接口
直流模擬量輸入	2路4～20mA直流 1路PT100熱電阻
開關(guān)量輸入	16路(外部提供DC220/110/48/24V或AC220/110V電源或無源輸入均可)
事件記錄	100條

2．測量功能

裝置具有12路交流量輸入，分別為低壓側(cè)2路分支的三路測量電流輸入，三路電壓輸入。電壓輸入方式可以通過整定值進行整定，可選擇的方式有三相四線星形（三個相電壓）、三相三角形（三個線電壓）。

裝置顯示單元可顯示出采集到各路交流量的實時值及相位，電壓及測量電流的幅值以一次值顯示,相位則均以UA為基準向量顯示。

裝置根據(jù)所監(jiān)測的電流電壓情況計算得到系統(tǒng)的功率因數(shù)。

裝置計算得到有功、無功功率，其顯示值折算到一次側(cè)。

裝置根據(jù)計算得到的有功、無功功率進行累計得到的電能統(tǒng)計。

裝置根據(jù)A相電壓得到系統(tǒng)的頻率。

其中各相角均以UA為參考，裝置的相角測量未作精度要求，但能顯示各輸入量的相位關(guān)系，可直觀的反映現(xiàn)場的接線是否出錯。

裝置可實時測量各種電氣量并在顯示單元進行顯示，亦可通過通信口隨時將當?shù)販y量參數(shù)內(nèi)容上傳后臺機。

積分電能參數(shù)是一個累計值，基本的電能參數(shù)包括：

● 有功電能（KWH）

● 無功電能（KVARH）

電能讀數(shù)是真有效值，所有的電能參數(shù)表示三相的總和。電能讀數(shù)的分辨率為0.01度，較大范圍為199999999.9度。超出較大值，積分電能自動歸零后繼續(xù)累加。所有電能參數(shù)均為其電能總量(表示三相電能輸入和輸出的總量)。

編程模式下，可將積分電能累加器清零、置數(shù)。

提供3路DC4～20mA或熱電阻模擬量輸入，用于采集溫度變送器等傳送過來的信號。

3．開關(guān)量輸入

裝置能夠低壓側(cè)2支路分別采集16路開關(guān)量輸入。開入回路中均可設(shè)置為無源方式或有源方式（訂貨時注明）。

無源方式：裝置將輸出一路DC24V電壓作為開關(guān)量采集的電源。只需要將公共端與相應(yīng)的開入端子接通（電阻小于100Ω）即可采集到該開關(guān)量。

有源方式：開關(guān)量采集的工作電壓由外部提供，工作電壓可以選擇為DC220V、DC24V、AC220V等（特殊電壓可由用戶特別提出）。此時公共端接負（或零線），相應(yīng)的開入端子接正（或火線）。

裝置的開關(guān)量采集電路采取了嚴格的防雷、防瞬變電磁干擾措施，保證了遙信采集的高可靠性。開入中兩路（B1、B2）已經(jīng)定義為低壓側(cè)開關(guān)的合位信號輸入，另外14路用戶可以自行定義。儀表的面板可以查看到各路開入的實時狀態(tài)。

開入的變位可以由儀表記錄下來，在儀表菜單中事件記錄一欄可以查看到變位時的狀態(tài)、時間。事件記錄中的時間分辨率為1ms。

4．開關(guān)量輸出

控制器低壓側(cè)2支路各有6個獨立的繼電器輸出，采用干接點形式輸出。繼電器的輸出方式（電平和脈沖/脈寬可設(shè)置）可編程設(shè)置,繼電器的用途可根據(jù)用戶需要編程設(shè)置。

5．通信接口

控制器能夠低壓側(cè)各提供兩個通訊接口。兩個通信口均可選配為RS485、以太網(wǎng)或光纖接口以太網(wǎng)。兩個通信口相互獨立，可以與兩個獨立的通信管理機（后臺）同時通信，實現(xiàn)完整的雙網(wǎng)通信。

通過通訊電纜將通信口與一臺PC機連接，通過在PC機上運行的調(diào)試軟件，用戶可以完全監(jiān)視儀表的運行狀況及各種實時數(shù)據(jù)，也可以修改儀表的各種參數(shù)或控制繼電器的輸出，甚至可以獲得儀表的一些高級應(yīng)用功能。多臺儀表可以通過通訊接口掛接在同一總線上（具體數(shù)量由現(xiàn)場環(huán)境、通訊速率等因數(shù)決定）與計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接。

裝置顯示菜單中通訊地址、通訊波特率可編程設(shè)置。

6．保護功能

本產(chǎn)品可以對箱變低壓側(cè)2支路實現(xiàn)以下保護功能，所有的保護功能均按照簡單的過量/欠量原理工作。各種保護可以通過軟壓板整定為跳閘、報警或退出，其保護啟動的出口可以任意整定。

6.1 過流保護、過負荷動作邏輯框圖如下：（各軟壓板均投入）

6.2 過電壓保護
為避免在發(fā)生單相接地故障時單相電壓升高，引起過壓保護誤動，裝置過壓保護電壓取母線線電壓。其保護邏輯圖如下（各軟壓板均投入）

6.3  欠壓保護

欠壓保護電壓取母線線電壓，可根據(jù)整定選擇任意線電壓低于欠壓定值（或邏輯）或三個線電壓全低于欠壓定值（與邏輯）。

欠壓保護可根據(jù)設(shè)定選擇是否需要有流閉鎖、PT斷線閉鎖。

欠壓保護電壓取母線線電壓，其保護邏輯圖如下：（各軟壓板均投入）

圖3-3 欠壓保護邏輯圖

欠壓保護可根據(jù)設(shè)定選擇是否需要有流閉鎖。

6.4 低頻率保護邏輯圖如下（各軟壓板均投入）

圖4-4 低頻率保護邏輯圖

6.5 PT斷線及斷線閉鎖

PT斷線、PT失壓在采用不同的PT接線方式時判據(jù)分別為：

A、裝置PT接線方式設(shè)定為四線星型（Y型）時判據(jù)

① PT失壓檢測的判據(jù)如下：

三相電壓均小于10V，三相電流小于0.06In，斷路器處于合位，判為三相PT無壓，裝置報“PT無壓”事件。

② PT斷線檢測的判據(jù)如下：

在下面三個條件之一得到滿足時，裝置報“PT斷線”事件。

1）三相電壓均小于10V，任一相電流大于0.06In，斷路器處于合位，判為PT斷線；

2）三相電壓向量和大于18V，較小線電壓小于18V，判為PT斷線；

3）三相電壓向量和大于18V，較大線電壓與較小線電壓的差值大于18V，判為PT斷線。

B、裝置設(shè)定PT接線方式為三線三角型（V型）時判據(jù)

① PT失壓檢測的判據(jù)如下：

三線電壓均小于10V，三相電流小于0.06In，斷路器處于合位，判為三相PT無壓，裝置報“PT無壓”事件

② PT斷線檢測的判據(jù)如下：

在下面二個條件之一得到滿足時，裝置報“PT斷線”事件。

1）三線電壓均小于10V，任一相電流大于0.06In，斷路器處于合位，判為PT斷線；

2）線電壓較大值減其余兩線電壓和的差值小于20V且線電壓較大值大于80V，判為PT斷線；

PT斷線保護、PT無壓均動作于發(fā)信，兩保護出口可獨立任意整定（通信方式）。

③ PT斷線閉鎖

裝置在檢測到PT斷線后，根據(jù)PT斷線閉鎖的設(shè)置方式來判定是否閉鎖有關(guān)電壓保護。

PT斷線解除后，閉鎖保護亦相應(yīng)解除。

6.6 高溫保護

保護裝置檢測到測到的溫度超過設(shè)定值，保護經(jīng)設(shè)定延時跳閘。

圖3-5 高溫保護動作邏輯圖

6.7 直流保護

裝置采樣的兩路直流4～20mA信號分別配置DC1、DC2兩路保護，采樣值經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值，保護經(jīng)設(shè)定延時跳閘。

7. 聯(lián)鎖控制功能
裝置低壓側(cè)各自提供6組聯(lián)鎖控制功能。每一組的聯(lián)鎖控制可獨立設(shè)定其工作方式，可較多控制6個繼電器輸出（出口可獨立任意整定），并可設(shè)定相應(yīng)的延時時間。

參與聯(lián)鎖控制的開入量可以選擇高電平或低電平，可選擇相與和相或的邏輯關(guān)系。

聯(lián)鎖控制的動作條件是：【聯(lián)鎖控制方式】選擇方式0或方式1或方式2，當【開入選擇】所選擇參與的開入量滿足【聯(lián)鎖邏輯關(guān)系】后經(jīng)過【聯(lián)鎖時間定值】所設(shè)定時間后，裝置將按照【聯(lián)鎖出口方式】所設(shè)定控制出口繼電器動作，并產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)鎖動作事件記錄。

8．裝置告警
置檢測到下列硬件故障時，發(fā)出運行異常信號并報警，并同時閉鎖保護出口。硬件故障包括：RAM、NVRAM、定值出錯時等。

9．事件記錄功能
裝置低壓側(cè)各自可記錄NO.00至NO.99共100個帶有精確到1ms的事件記錄，其中顯示NO.00為近一次事件記錄?？偸录?00個，則較早產(chǎn)生的事件記錄將被新近產(chǎn)生的事件記錄覆蓋。裝置掉電后事件記錄仍可保存。

事件記錄主要內(nèi)容有：

● 保護動作類型及動作參數(shù)；

● 裝置告警情況；

● 遙信變位；

● 控制監(jiān)視（如“遙控選擇”合/分操作等）