數(shù)字化NS3560綜合測控裝置技術使用說明書

1、NS3000S智能變電站系統(tǒng)NARI國電鬲瑞NS3560變電站綜合測控裝置技術使用說明書圏電南瑞科技股份有限公司2010年9月NARI倒電高瑞#NARI倒電高瑞NS3560變電站綜合測控裝置技術使用說明書（資料版本號:V3. 02）編寫:斌、閆承志、彭奇張敏、沈健、趙東坡 謝黎、梅德冬審核：黃國方批準：徐石明日期：2010年9月目 錄第一章概述11.1主要功能112型號分類313硬件組成41.4技術指標61.5引用標準6第二章測控功能92.1交流晴采集92.2開關鼠采集1023遙控輸出112.4檢修功能11第三章同期合閘1231斷路器合閘方式123.2幅值補償和相角補償1333斷路器手動介閘閉

2、鎖接點輸出143.4斷路器合閘同期功能投入和退出14第四章全站防誤閉鎖154.1防誤閉鎖邏輯154.2遙控閉鎖1543防謀閉鎖接點164.4聯(lián)鎖/解鎖16第五章同步相量175.1同步相翁定義175.2同步相最計算1853計算相角校正因子185.4裝置動態(tài)同步相最容最185.5裝置功能19第六章暫態(tài)錄波20第七章對時功能267.1對時系統(tǒng)介紹267.2 IEC61588 對時2673 IRIG-B 對時267 4系統(tǒng)對時源選擇27第八章站控層通信283NARI國電啟7瑞8.1與后臺系統(tǒng)通訊288.2與數(shù)據(jù)集中器(DC)系統(tǒng)通訊28第九章 過程層數(shù)字化接口299.1. 數(shù)字化接1板總體框圖299.

3、2. 裝置虛端子定義309.2.1遙信虛端子定義309.2.2遙測虛端子定義309.2.3遙控虛端子定義309.2.4苴流最虛端子定義309.2.5 IEC61588 對時.30第十章人機界面3110.1 概述3110.2裝置面板3110.3液品顯示32第十一章裝置結(jié)構(gòu)4311.1 機箱4311.2 電源模件 DCDB (DCDB1) 44113 CPUS(CPUSF)模件4611 4交流變換模件ACS4811-5過程層網(wǎng)絡接口模件DAC5011-6控制輸出模件DOL50117開關翁信號輸入采集模件DIA(DIAl)51第十二章.組態(tài)軟件5312.1 概述5312 2操作說明53附錄A NS3

4、560裝置外形尺寸65#NARI國電高瑞第一章概述I詢變電站穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)主耍苗遠動系統(tǒng)（SCADA）采集、動態(tài)數(shù)據(jù)主耍仃廣域測彊系統(tǒng)（WAMS）采集、暫態(tài)數(shù)據(jù)主耍冇繼電保護、故障錄波系統(tǒng)采集，各系統(tǒng)相互獨立，時標不統(tǒng) 一，數(shù)據(jù)不能共享，不利爭故分析及調(diào)度系統(tǒng)進行狀態(tài)佔計等髙級應用。在變電站間隔 12套測控裝置屮實現(xiàn)個間隔的三態(tài)數(shù)據(jù)采集和控制，裝宣既完成穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài) 信號采集、遙控操作、同期操作、防誤閉鎖操作等常規(guī)遠動功能，又實現(xiàn)同步相定釆集計算、 故障求波功能、電能質(zhì)屆功能等。在間隔層裝置統(tǒng)一三態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，同步三態(tài)數(shù)據(jù)時標, 并進行標準化，實現(xiàn)數(shù)搖共享。NS3560系列變電站綜合測控裝置

5、是以變電站內(nèi)一條線路或臺主變?yōu)楸O(jiān)控對象的智 能監(jiān)控設備。它既能夠?qū)崿F(xiàn)木間隔的遠動功能，如交流采樣、狀態(tài)信號采集、同期操作、刀閘 控制、全站防誤閉鎖功能,又能夠?qū)崿F(xiàn)廣域同步相童的測鼠，同時具有故障錄波功能,是 多功能間隔層智能電了設備。1. 1主要功能NS3560裝置由一個標準6U機箱（半機箱和標準I/O模件等組成。其主要功能如F: 三態(tài)功能合一。 完善的變電站測控功能 完善的廣域同步相昴測駅功能 完善的故障錄波功能 強人的網(wǎng)絡功能 站控層采川雙T兆以太網(wǎng)和雙百兆以人網(wǎng)，支持VLAN 過程層采用光纖以太網(wǎng)，支持GOOSE協(xié)議和IEC61850-9-2采樣值標 準 比它智能設備與間隔層測控單尤共享

6、網(wǎng)絡通道 支持IEC61850標準 支持IEC61588精確對時協(xié)議 支持IEEE std 1344標準 完善的對時和守時功能NARI倒電凍7瑞 支持光纖IRIG-B碼對時 支持485電f- IRIG-B碼對時 支持光纖秒脈沖對時 IEC61588網(wǎng)絡對時協(xié)議 采用高精度溫補晶振，支持長時間高精度守時 全站邏輯閉鎖功能 全站數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)全站控制操作的邏輯閉鎖 各出丨I操作都經(jīng)過邏輯閉鎖判斷 各出I I對象典有獨沉的邏輯閉鎖接點輸出 斷路器同期介閘功能 支持斷路器的差頻合閘、同頻合閘和無壓合閘功能 支持同期點兩側(cè)電壓的幅值補償和相角補償功能 支持同期電壓口動切換功能 交流采樣 支持數(shù)字采樣和傳

7、統(tǒng)模擬采樣兩種交流采樣方式 數(shù)字采樣支持IEC61850-9-2采樣值標準協(xié)議 模擬采樣根據(jù)對時信號同步采樣 模擬采樣頻率高達10kHz,即每周波采樣200點 采用16位高精度AD轉(zhuǎn)換器。 采用數(shù)學算法，信號頻率變化時仍然確保并態(tài)數(shù)據(jù)的測磧轎度 頻率采用快速高精度軟件算法，絕對精度優(yōu)J： 0.003Hz,分辨率達 到0.001Hz 電網(wǎng)諧波監(jiān)視功能 監(jiān)視電壓總諧波畸變率THDU和電流總諧波畸變率THDi 監(jiān)視電壓219次諧波含仃率HRS和電流219次諧波倉仃率HRH 精確的同步相帚測杲功能 動態(tài)計算三相電壓、電流、正序電壓、正序電流的相鼠 計算頻率初定為毎10ms計算一點，即100Hz 相鼠時

8、標帶確同步，時標楙度優(yōu)微秒，相位測靈謀差在0.2度 以內(nèi) 高速相彊計算和傳輸，從相啟計算開始到送到主站的延遲時間約7 5ms15 5ms 完善的故障錄波功能 完普的康動條件，支持暫態(tài)故障錄波和動態(tài)擾動錄波 貝有全域啟動命令的發(fā)送和接收，以記錄特定的系統(tǒng)擾動數(shù)據(jù) 符ANSI/IEEEC37. 111-1991 (COMTRADE)的耍求 錄波時標將度優(yōu)J： 1微秒 大存儲容鼠：連續(xù)模式： 二14天，觸發(fā)模式：=100次： 人機界而新穎 采用480*272人屏幕彩色觸模液品顯示器 實時顯示本間隔一次主接線圖 顯爪故障錄波波形 組態(tài)方便。 靈活的組態(tài)工幾 可在當?shù)鼗蚋鶕?jù)主站的命令來修改系統(tǒng)的構(gòu)成 安

9、全可靠 繼電器出丨I由以CPU共同控制 出丨I經(jīng)過全站防誤閉鎖邏輯判斷 所仃插件按EMC最高級標準設計 輸入、輸出分開，強弱電分開 采取多種隔離措施 出II繼電器返校 碩件電源消失接點信號輸出1.2 型號分類裝置為單尤式三態(tài)綜合測控裝置，主要進行變電站內(nèi)線路的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)釆 集和控制，可以進行電壓、電流、功率、頻率的測眩，同步相屆的測吊，故障錄波，交流采 樣頻率為每周波采樣200點：狀態(tài)杲的采集，SOE時間分辨率為1亳秒；控制最輸出，斷 路器可以進行同期介閘，每路遙控輸出町以經(jīng)過防謀閉鎖邏輯判斷，防謀閉鎖邏輯町以組 態(tài)，同時裝置還可以輸出相應的防謀閉鎖接點進行運行人員手動操作的防謀閉鎖

10、。根據(jù)變 電站自動化的應用蠱求，NS3560測控裝置主耍令以卜兒個標準配置。標準配置裝置容彊如 衷1. 1所示。表1.1 NS3560系列標準測控裝I/O容量及功能一覽表型號NS3560AANS3560ADNS3560DD交流信號輸入5PT+7CT5PT+7CT9-2采樣值輸入支持過程層GOOSE支持支持模擬開入60+515+560+5控制對象888同期功能有有有全站防謀閉鎖有有仃閉鎖輸出888在線組態(tài)冇冇冇諧波監(jiān)視同步相駅有有有故障錄波有仃仃雙千兆+雙百兆 以太網(wǎng)有有IEC61850支持支持支持1) NS3560AA空：半層6U插箱結(jié)構(gòu)，適用J： llOkV500kV線路、母線分段、主變單側(cè)

11、等。 裝置采集三路線電壓Ua、Ub、Uc.線路同期電壓Usa、零序電壓3U0、三相測屆電流 la、lb、Ic、三相保護電流la、lb、Ic、零序電流或電抗器電流等十二路交流信號。測 彊汁算各路電壓、電流的仃效值、同步相吊、諧波總畸變率和219次各次諧波的畸 變率，并計算三和電壓的仃效值、仃功功率、無功功率、功率因索、母線電壓頻率、同 期電壓頻率、同期電壓和母線電壓的相位差等電氣氐 采集60+5點遙信信號(其 中60路外部遙信信號、5路內(nèi)部開入信號)。控制八個對彖，對每個對象進行經(jīng)過 防誤閉鎖邏輯的分、合操作和手動閉鎖操作，防謀閉鎖邏輯町以組態(tài)。裝胃輸出八 路防誤閉鎖接點進行相應手動操作的防誤閉

12、鎖。第一路控制對象的合閘貝冇同期功 能。對暫態(tài)故障和擾動進行故障錄波。2) NS3560AD*!； NS3560AD型裝鬼耳本功能和NS3560AA +|同，裝炭采集路線電壓 Ua.Ub.Uc.線路同期電壓Usa、零序電壓3U0、三相測量電流la、lb、Ic、三相保護電 流la、lb、Ic、零序電流或電抗器電流等十一路交流信號.Jt過程層支持GOOSE協(xié)議, 可以通過GOOSE協(xié)議采集遙信、遙測或進行控制輸出。3) NS3560DD熨：NS3560DD熨裝置呈本功能和NS3560AA相同，其過程層采用光纖或 以人網(wǎng)接收介并單尤發(fā)送的來門電子式互感器的采樣值信號，可以通過GOOSE協(xié) 議采集遙信

13、、遙測或進彳J：控制輸出。1. 3硬件組成NS3560測控裝置結(jié)構(gòu)框圖見卜圖11。圖屮CPU模件通過內(nèi)部總線與其它I/O模件數(shù) 據(jù)交換，通過光纖IRIG-B碼対時或485電平IRIG-B碼對時信號實現(xiàn)時間同步。NS3560模件 功能如表1. 2所示。5NARI國電高瑞HUG-BW對時信號1588 &PD 網(wǎng)雙 SCADA 網(wǎng)圖1. 1 NS3560測控裝賢結(jié)構(gòu)框圖表1. 2 NS3560系列測控裝置模件功能一覽表型號名稱上要功能1NS3560- CPUS （或 CPUSF）中央處理模件三態(tài)數(shù)據(jù)采集計算，故障錄波控制出丨丨. 防謀閉鎖，四路百兆以人網(wǎng)通信，實現(xiàn) IEC61588對時，實現(xiàn)光纖IR

14、IG-B對時同 步。實中CPUSF支持兩路ST接II的光纖 以太網(wǎng)和兩路電以人網(wǎng)。2NS3560-MMI人機接口模件提供當?shù)仫@示及操作人機接1 1界1何3NS3560-DIA （或DIA1）開入采集模件45點開入信號采集其中:DI A :220V 電源；DIA1:110V 電源4NS3560-ACS交流變換模件5PT+7CT交流輸入（三相電壓、三相測量 電流三相保護電流零序電壓、線路同期 電床、零序電流或電抗器電流）5NS3560-D0L繼電器輸出接II模件8個控制輸出對彖的分、介輸出，于動同 期閉鎖輸出6NS3560-DAC過程層接II板實現(xiàn)會能變電站過程層接1丨，雙路光纖 以A網(wǎng)，雙路電以

15、太網(wǎng)，通過高速串丨1 和CPUS （或CPUSF）模件進行數(shù)據(jù)交換， 實現(xiàn) IEC61588 對時，實現(xiàn) IEC61850-9-2 采樣值接收，實現(xiàn)GOOSE協(xié)議7NS3560-DCDB （或DCDB1）電源模件和開入模件提供裝電電源，采集15點開入信號，同 時提供8個控制対象的閉鎖輸出接點 其中:DCDB:220V 電源;DCDB1:11O 電源8NS3560-BB機箱背板電源.信號線連接1. 4 技術指標NS3560測控裝置主要技術指標如表1. 3所示。表1. 3 NS3560單元測控裝置主要技術指標名稱性能1交流借兮采集椅度電壓、電流:0. 2%：功率、功率因數(shù):0. 5%：頻率：0.

16、005Hz2對時同步精度Wlus3相位測星精度W02度4相位測屆頻率每10ms計算一點,即100Hz5相量計算和傳輸速度從相磺計算開始到送到主站的延遲時間約7. 5ms-15. 5ms6錄波存儲容起連續(xù)模式： 二14天，觸發(fā)模式： 二100次7SOE分辨率Wlms8同期操作功能具有9全站邏輯閉鎖功能具有10輸出繼電器容呈8A 250VAC； 8A 30VDC11電磁兼容快速1瞬變：4級：抗浪涌：4級；靜電放電：4級；輻射電磁場：3級：傳導頤擾：3級：工頻磁場：5級：脈沖磁場：5級：阻尼振蕩磁場：5級； 振蕩波（振鈴波）：4級； 阻尼振蕩波：3級12電源電壓220V或110V 允許偏差：-20%

17、+15%13電源消欠信弓輸出具有14功耗0)(ak 有效值或直流起越上/下限啟動： 突變最啟動； 序分量心動： 頻率上/下趣限啟動：頻率變化率啟動；21NARI國電啟瑞開關量變位啟動；網(wǎng)絡命令啟動等。6.1.3擾動記錄的啟動停止第6. 1.3節(jié)中定義的所冇心動方式均可啟動錄波。記錄停止條件為：緩沖區(qū)滿或者全部 啟動元件復歸并延時3秒。6.1.4定值整定離線整定定值。6. 2故障錄波文件分析軟件故障錄波文件分析軟件用讀取Comtrade故障錄波文件，并將打開的歷史數(shù)期以波形、 表格等形式直觀表現(xiàn)出來。6. 2.1故障錄波分析軟件主界面Comtrade故障錄波分析軟件主界面女II卜:標題欄，菜單欄

18、.和快捷匸具欄的功能和標準Windows使用相同：菜單欄各項功能將 稍后介紹。在丁具欄最右側(cè)是翻頁按鈕，當數(shù)據(jù)文件通道個數(shù)超過8個時將分頁顯示并個通道， 這兩個按鈕用于前后翻頁。主視圖部分的分割線蟲側(cè)是名稱視域，用J顯示通道名稱的相關信息，并H顯示相關#NARI國電集7瑞NARI國電集7瑞1ItDCO1 U?)M4. n? 5；S jodo r|T 10ODC)JaLCh_rco2i-oo_aco:- MX)LCh_rCT25_O0_9WDLCLE：7JMLX0LCh.g： 3.00.000OLCh_rwJ_OD_OWa. .iiiiiiiiiliiiiiiiiiliiiiHiiiliiiii

19、iiiihiiiiiiiihiHiiiiihiiiiiiiihiiiiiiiihi iiiiiihimiiiihiiiiHiiliHiiiiiihiHiiiiihiiiHiiihiiiiiiiihiii 山 iihiiiuiDnw ?m 40nf. 6(lmft ROmn ir)n(nHOnn; lffimi; IMms PODmii 77Hmn ?4nms ?SOms ?R0m JOOmi; 370niNARI國電凍7瑞6.2.2菜單指引說明23NARI國電凍7瑞#NARI國電凍7瑞文件:打開打印設置報告預覽 故障報告打印菜單指引：/彈出打開文件對話框,打開指定文件打印頁面的設置預覽耍打印的

20、文件頁面使用打印機打印編輯：剪切通道復制通道粘貼通道刪除通道同windows的剪切效杲，對彖是一個分析數(shù) 據(jù)通道/同windows的復制效果，對象是一個分析數(shù) 據(jù)通道/同windows的粘貼效果，對彖是一個分析數(shù) 據(jù)通道/將當前選定通道刪除恢復波形原始形狀 水平放大水平縮小注釋框?qū)⒉ㄐ物@示視域波形恢復1:1的比例 /橫向放大波形視圖,上限是8:1 /橫向縮小波形視圖，卜限是1:8 /在波形顯爪視域添加一個文字注釋故障分析：諧波餅圖基波矢最分析移動瀏覽/點擊瀏覽顯示值：瞬時值有效值直流分彊某波二次諧波二十次諧波波形計算：求和求差相乘/打開諸波分析子視圖打開矢鼠分析圖選擇瀏覽方式，建議點擊瀏覽以便

21、卩省系統(tǒng) 資源點擊將在名稱視域的選泄通道顯示指定點 的數(shù)擁瞬時值點擊將在名稱視域的選定通道顯示指定點的 數(shù)據(jù)有效值（均方根值）點擊將在名稱視域的選泄通道顯爪指定點的 數(shù)據(jù)諧波直流分量值/點擊將在名稱視域的選定通道顯示指定點 的數(shù)據(jù)基波值點山將在名稱視域的選定通道顯示指定點的數(shù)據(jù)二次到二十次諧波值/將選定的2個通道數(shù)據(jù)做欠吊加操作，畫出 新的數(shù)據(jù)通道波形將選定的2個通道數(shù)據(jù)做欠杲減操作，師出 新的數(shù)據(jù)通道波形/將選定的2個通道數(shù)據(jù)做欠磺乘操作，曲出#NARI國電高瑞求商新的數(shù)據(jù)通道波形將選定的2個通道數(shù)據(jù)做欠屆除操作，畫出 新的通道波形負序?qū)⑦x定的3個通道數(shù)據(jù)做負序計算操作，畫正序出新的數(shù)據(jù)通道

22、波形將選定的3個通道數(shù)據(jù)做正序序計算操作，零序畫出新的數(shù)據(jù)通道波形將選定的3個通道數(shù)據(jù)做零序計算操作，畫 出新的數(shù)據(jù)通道波形諧波計算220次諧波值，畫出新的諧波通道波 形相角相角差/計算選定通道的相角，畫出新的相角波形圖 將選定的2個通道的相角數(shù)據(jù)做減操作，畫功率因素出新的數(shù)據(jù)通道波形以選定的2個通道為某準計算功率因素，畫有功功率出新的數(shù)據(jù)通道波形以選定的2個通道為妹準計算有功功率，畫無功功率出新的數(shù)據(jù)通道波形以選定的2個通道為某準計算無功功率，畫出新的數(shù)據(jù)通道波形延時將選定通道的波形滯后指定的時間，畫出新 的數(shù)據(jù)通道波形絕對值/將選定的通道的數(shù)據(jù)做絕對值操作，価出新平方的數(shù)據(jù)通道波形/將選定

23、的通道的數(shù)據(jù)做平方操作，畫出新的幫助：關于數(shù)據(jù)通道波形/軟件版本和版權(quán)信息6.2.3快捷工具欄指引說明快捷工典欄指引： 菜單欄中的常用功能可以直接點擊工眞欄相應圖標實現(xiàn)，凰標懸浮在各個圖標上 方可以看到該圖標功能的注釋，說明和功能實現(xiàn)均和菜單的相應項目相同。 在匸具欄最右側(cè)是翻貞按鈕，當數(shù)據(jù)文件通道個數(shù)超過8個時將分頁顯示各個通 道，這兩個按鈕用丁前后翻頁顯示相應通道。 快捷工口欄注釋框按鈕右側(cè)緊挨的是：“左時標線，右時標線”按鈕。訊標點擊后 圖標變更為“卜陷”樣式，再點擊“波形顯示視域”即可畫出時標線，如卜圖： 此時右擊限標，選擇“鎖圧時標”即町鎖定時標線，作為初始時間標記。再點擊另 i個時

24、標線圖標至“卜陷”樣式，即可心用另一個時標線，作為結(jié)束時間標記。如 下圖： 再次點擊時標線圖標冋復原有樣式即可取消時標線的顯示。第七章對時功能7.1對時系統(tǒng)介紹測控裝置能接收GPS模塊IRIG-B碼對時、IEC61588對時兩種對時源并能根據(jù)兩種對 時源狀態(tài)門動切換到垠佳對時源，當所仃対時源均失效時裝置門帶的高輜度恒溫晶振可以 守時。CPU板15881PPSCLK8313CLKvIPPSi4PP卜CLliCLKFPGA8313CMDLKPS1588DAC板圖7.1對時系統(tǒng)圖7. 2 IEC61588 對時IEC61588對時可以在主CPU fll DAC板的MPC8313實現(xiàn),具有兩路獨立的對時網(wǎng)口。 兩躋對時根據(jù)IEC61588對時原理分別處理對時報文，并計算MPC8313和主鐘的時間差， 宙饋佳主時鐘算法從兩路對時中選擇 路作為主對時源，并輸出年刀口時分秒和lpps給 FPGA,如果經(jīng)過算法判斷兩路對時均無效，則年月H時分秒輸出為0oFPGA根據(jù)年月II時 分秒是否為0判斷當前IE61588對時仃效性。7.3 IRIG-B 對時裝置能接收光纖IRIG-B碼對時信號和485電平IRIG-B碼對時信 認CPUS(CPUSF)模件的J1為光纖IRIG-B碼和485電f IRIG-B碼対時信弓切換跳線開關.為J1的1、2対接時為27NA