HSST001數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書

1、IHSST001 數(shù)字式自動準同期裝置數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書使用說明書編 制：董 杰 校 核：朱啟晨標準化審查：白玉芳 審 定：凌俊銀印刷版本號：V2.00文件編號：HSST00102-16-2004出版日期：2004 年 12 月 20 日版權所有：北京四方利水自動化設備有限公司注：本公司保留對此說明書修改的權利。產品與說明書不符之處，請以實際產品為準。歡迎您與公司聯(lián)系，我們將竭誠為您提供全面周到的服務。技術支持電話：010-81100646010-62968261傳真京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書I目 錄1

2、概述.11.1裝置特點.11.2裝置型號及規(guī)格代號說明.21.3功能配置.22 技術條件.32.1額定電氣參數(shù).32.2主要性能.32.3環(huán)境條件.32.4電氣絕緣性能.32.5機械性能.42.6電磁兼容性.42.7安全性能.42.8熱性能（過載能力）.42.9功率消耗.42.10輸出觸點容量.53 硬件說明.63.1裝置整體結構.63.2裝置面板布置.63.3裝置插件布置圖.83.4結構與安裝.83.5各插件介紹.94 軟件說明.124.1基本原理.124.2主要功能說明.134.3工作方式.144.4閉鎖條件.154.5同期合閘條件.164.6可靠性措施.174.7軟件結構說明.175 裝

3、置接線及端子說明.195.1端子定義圖.195.2端子接線示意圖.195.3端子接線說明.205.3.1電源.205.3.2交流電壓.21北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書II5.3.3發(fā)電機機端電流.215.3.4開入.215.3.5輸出信號.225.3.6網絡.226 裝置的整定.236.1定值清單.236.2定值說明.246.3控制字 1 說明.246.4定值整定說明.257 裝置調試大綱.268 裝置的運行及維護.288.1裝置的投運.288.2裝置運行注意事項.288.3同期合閘操作說明.288.3.1進入同期判斷.288.3.2合閘過程控

4、制及狀態(tài)顯示.298.3.3再次啟動同期判斷.308.4儲存.309 附圖.319.1AD/CPU 插件原理框圖.319.2電源插件（POWER）原理圖.329.3邏輯插件 1 原理圖.339.4人機對話插件簡化原理圖.34北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 1 -1概述HSST001 自動準同期裝置（以下簡稱裝置或產品）是供給單臺發(fā)電機進行差頻并網的同步裝置。本說明書為使用說明書，介紹了技術條件、硬件說明、軟件說明、裝置調試、使用說明及工程設計說明等。1.1裝置特點a)a)通用硬件系統(tǒng)設計通用硬件系統(tǒng)設計采用通用硬件平臺，縮短了裝置的生產調試周期

5、，方便了運行和維護。采用 16 位高速DSP 芯片，總線不出芯片，具有運算速度快、內存容量大、抗干擾性能好等優(yōu)點。b)b)采用高速數(shù)據通信網絡接口采用高速數(shù)據通信網絡接口采用獨立的 LonWorks 高速數(shù)據通訊網絡接口，最高通信速率可達到 1.25Mbit/s，便于接入發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)。c)c)強化裝置的人機對話能力及開放性強化裝置的人機對話能力及開放性漢化液晶顯示，全中文操作菜單，面板上設置的四方鍵盤可方便用戶操作；面板上還設置有標準的 RS-232 串口插座，用于連接 PC 機，從而實現(xiàn)后臺的定值修改、管理，以及報文、測量量的判讀和管理。d)d)國際標準的機箱結構國際標準的機箱結構裝

6、置機箱采用符合 IEC60297-3 的高度為 4U 的標準機箱，內部插件為前插拔式并具有緊鎖機構，工作可靠。e)e)強化了抗干擾能力強化了抗干擾能力對采樣值中的壞數(shù)據進行了有效的處理。能可靠地剔除不連續(xù)出現(xiàn)的壞數(shù)據，對連續(xù)出現(xiàn)的多個壞數(shù)據能最大限度地抑制其影響。算法對壞數(shù)據的幅值不敏感，濾除壞數(shù)據無需時延。f)f)完善的自檢功能完善的自檢功能對 DSP 芯片、開入、開出、RAM、A/D 及定值等進行定時自檢。自檢出錯則閉鎖出口，保證裝置安全運行。g)g)高精度測量高精度測量模擬量測量在硬件上采用了 14 位高精度的 AD 轉換芯片，測量精度大大提高；在軟件上，采用了頻率跟蹤技術，實現(xiàn)了電壓的

7、精確測量（精度高達 0.1%） ；頻率測量采取了兩路硬件測頻電路，可以精確測量頻率（精度高達 0.01Hz） 。h)h)智能式自適應調頻、調壓技術智能式自適應調頻、調壓技術北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 2 -采用智能式自適應調節(jié)技術，能根據具體發(fā)電機的調速特性和勵磁特性，自動確定每次的調節(jié)量，從根本上避免了超調、調節(jié)太快和調節(jié)太慢現(xiàn)象。i)i)采用多種先進技術，提高合閘質量采用多種先進技術，提高合閘質量采用了頻率預測技術，保證了合閘時的頻差合格；角差計算采用實測與預測相結合的技術，并考慮了角加速度的影響，實現(xiàn)精確測量相角差；確保能捕捉到第一次

8、合閘機會，并在電氣零點合閘。j)j)多重閉鎖措施，確保不會誤合閘多重閉鎖措施，確保不會誤合閘在軟件及硬件上采用了多種措施，防止在裝置故障、意外故障、干擾、非同期或合閘條件不完全滿足等各種情況下誤發(fā)合閘出口命令。k)k)功能全面功能全面除了常規(guī)的功能之外，還具有事件記錄和錄波功能、電壓自動轉角功能、自動測量斷路器合閘時間功能（可以查看歷次合閘時間和平均合閘時間） 、智能同期表功能和 GPS 對時等附加功能。1.2裝置型號及規(guī)格代號說明HSST 001設計序號準同期裝置四方利水產品1.3功能配置功能配置參見表 1-1：表 1-1 HSST001 準同期裝置功能配置功能自動調壓自動調頻固定脈寬調壓固

9、定脈寬調頻打破同頻自動轉角測量合閘時間事件記錄并網錄波自檢電壓補償智能同期表 G P S 對 時HSST001北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 3 -2技術條件2.1額定電氣參數(shù)a)直流電源：220V 或 110V （訂貨時注明） 。允許偏差：+15%，20%b)交流電壓（Un）：100V，100/V3c)交流電流（In）：5A 或 1A（訂貨時注明）d)頻率：50Hz2.2主要性能a)交流電流：線性工作范圍：0.08In20In，誤差不超過0.5%；b)交流電壓：線性工作范圍：0.5V120V，誤差不超過0.1%；c)角度：測量誤差不超過0.5

10、；d)頻率：測量范圍為 40Hz58Hz，誤差不超過0.01Hz；e)導前時間：整定范圍為 0.05s0.999s，誤差不超過20ms；f)調頻、調壓脈沖周期整定范圍 1s20s；脈沖寬度整定范圍：0.1s10s；脈沖周期及脈沖寬度的整定誤差不超過1ms。2.3環(huán)境條件裝置在以下環(huán)境條件下能正常工作：a)工作環(huán)境溫度：10 55；貯存環(huán)境溫度：25 +70，在極限值下不施加激勵量，裝置不出現(xiàn)不可逆的變化。當溫度恢復后，裝置應能正常工作；b)相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為 90%，同時該月的月平均最低溫度為25且表面無凝露；c)大氣壓力：80kPa 110kPa（相當于海拔高度 2km

11、及以下） ；d)使用場所不得有火災、爆炸、腐蝕等危及裝置安全的危險以及超出本說明書規(guī)定的振動、沖擊和碰撞。2.4電氣絕緣性能a)介質強度：裝置能承受 GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5）規(guī)定的交流電壓為2kV（強電回路）或 500V（弱電回路） 、頻率為 50Hz、歷時 1min 的介質強度試驗，而無擊穿和閃絡現(xiàn)象。b)絕緣電阻：用開路電壓為 500V 的測試儀器測定裝置的絕緣電阻值不小于100M，符合 IEC60255-5：2000 的規(guī)定。c)沖擊電壓：裝置能承受 GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5）規(guī)定的峰值為北京四方利水自動化設備

12、有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 4 -5kV（強電回路）或 1kV（弱電回路）的標準雷電波的沖擊電壓試驗。2.5機械性能a)振動：裝置能承受 GB/T 11287（idt IEC60255-21-1）規(guī)定的 I 級振動響應和振動耐受試驗。b)沖擊和碰撞：裝置能承受 GB/T 14537（idt IEC60255-21-2）規(guī)定的 I 級沖擊響應和沖擊耐受試驗，以及 I 級碰撞試驗。2.6電磁兼容性a)脈沖群抗擾度試驗：裝置能承受 GB/T 14598.13（eqv IEC60255-22-1）規(guī)定的級 1MHz 和 100kHz 脈沖群干擾試驗（第一半波電壓幅值共模

13、為 2.5kV，差模為1kV） 。b)靜電放電抗擾度試驗：裝置能承受 GB/T 14598.14（idt IEC60255-22-2）規(guī)定的級（接觸放電 8kV）靜電放電干擾試驗。c)輻射電磁場抗擾度試驗：裝置能承受 GB/T 14598.9（idt IEC60255-22-3）規(guī)定的級（10V/m）的輻射電磁場干擾試驗。d)快速瞬變抗擾度試驗：裝置能承受 GB/T 14598.10（idt IEC60255-22-4）規(guī)定的級（通訊端口 2kV，其他端口 4kV）的快速瞬變干擾試驗。e)直流輔助激勵量中斷試驗：裝置能承受 GB/T8367-1987 直流輔助激勵量中斷影響試驗，中斷時間為 1

14、00ms，裝置應能工作正常。2.7安全性能裝置符合 GB16836 外殼防護等級不低于 IP20、安全類別為 I 類。2.8熱性能（過載能力）裝置的熱性能（過載能力）為（符合 DL/T 478-2001 的以下規(guī)定）：a)交流電流回路：在 2 倍額定電流下連續(xù)工作，10 倍額定電流下允許 10s，40 倍額定電流下允許 1s；b)交流電壓回路：在 1.2 倍額定電壓下連續(xù)工作，1.4 倍額定電壓下允許 10s；c)直流電源回路：80%115%額定電壓，連續(xù)工作。2.9功率消耗裝置的功率消耗符合 DL/T 478-2001 的以下規(guī)定：a)直流電源回路：在額定電壓時，不大于 25W；當保護動作時

15、，不大于 60W；b)交流電流回路：當二次額定電流為 5A 時，不大于 0.8VA/相；當二次額定電流為1A 時，不大于 0.5VA/相；北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 5 -c)交流電壓回路：在額定電壓下不大于 1VA/相。2.10 輸出觸點容量a)跳閘觸點容量：在電壓不大于 250V、電流不大于 1A、時間常數(shù) L/R 為（50.75）ms 的直流有感負荷回路中，觸點斷開容量為 50W，允許長期通過電流不大于 5A。b)其它觸點容量：在電壓不大于 250V、電流不大于 0.5A、時間常數(shù) L/R 為（50.75）ms 的直流有感負荷回路中，

16、觸點斷開容量為 20W，允許長期通過電流不大于 3A。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 6 -3硬件說明3.1裝置整體結構斷 路 器/DL輔助觸點單點啟動并網信號手動方式遠方復歸+24V開 入5678910111213/1415RS485ARS485B網絡181920220V+220V-屏蔽地電源14交流電壓Us+Us-Ug+Ug-32*機端電流IgCT發(fā)電機PT系統(tǒng)側PTabcn1621232527293133直流消失A直流消失B合閘信號1合閘信號2告警信號1告警信號2合閘出口1合閘出口2升壓出口1升壓出口2降壓出口1降壓出口2減速出口1減速出

17、口2增速出口1增速出口2中央信號控制出口1722242628303234+1 2468 93571 2468 9357中文液晶顯示RS232友善的人機界面AC/DC 220V,110V雙絞線注：圖中虛線表示備選件1234LOGCPUPOWER空邏輯中央處理單元電源圖 3-1 裝置整體結構圖3.2裝置面板布置圖 3-2 是裝置的正面面板布置圖，圖 3-3 是裝置的背面面板布置圖。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 7 -HSST 001數(shù)字式自動準同期裝置SET運 行頻差合格壓差合格合 閘告 警RS232串口QUIT鍵復歸按鈕四四方方圖 3-2正面面

18、板布置圖交流電壓1發(fā)電機機端電流Ig2345 87691211101316151417201918開 出信號 開 入網絡告警電源合閘出口1單點啟動并網信號2124232225272628302931343332并列點1并列點2并列點3并列點4斷路器輔助觸點手動方式遠方復歸24V開入電源RS485ARS485B直流消失A直流消失B220V+220V-屏蔽地Us+Us-Ug+Ug-合閘出口2升壓出口1升壓出口2降壓出口1降壓出口2增速出口1增速出口2減速出口1減速出口2合閘信號1合閘信號2告警信號1告警信號2圖 3-3 背面面板布置圖北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期

19、裝置使用說明書- 8 -3.3裝置插件布置圖裝置由 3 個插件和面板（MMI）構成。這 3 個插件從前面看，自左至右依次為：邏輯插件、CPU 插件和電源插件。各插件的排列順序（前視）參見圖 3-4，各插件之間的關系參見圖 35。邏輯插件（LOG）CPU插件（CPU）電源插件（POW）空圖 3-4 端子插件布置圖邏輯插件CPU插件DIU,IDO串口信號232,485口I/O,串口電源插件面 板直流圖 3-5 各插件之間的關系3.4結構與安裝裝置采用嵌入式安裝。開孔圖及側視圖見圖 3-6。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 9 -裝置開孔尺寸圖裝置側視

20、圖圖 3-6 裝置開孔圖（上）及側面圖（下）3.5各插件介紹a)CPU 插件該插件是裝置的核心部分。由數(shù)字式信號處理器（DSP） 、模數(shù)轉換器（A/D） 、模入電路、開入電路、開出電路、硬件看門狗、通信電路等組成。除 DSP 外的主要硬件資源如下：3 路模擬量輸入：1 路電流（發(fā)電機機端電流） ，2 路電壓（發(fā)電機和系統(tǒng)電壓） 。14 位 A/D，提供自檢手段。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 10 -16 路光電隔離開關量輸入通道（含雙路電度脈沖輸入通道）16 路光電隔離開關量輸出通道，提供自檢手段。帶隔離串行通信通道：CPU 板和面板通訊2

21、路硬件測頻電路1 路 GPS 對時電路DSP 完成所有的實時計算及邏輯判斷功能。裝置采樣率為每周 24 點。CPU 插件上各部分之間的關系如圖 37 所示。AD/CPU 板原理框圖可參見附圖。DSPEEPROM串口光隔模入整型開入光隔開出光隔模入開出開入通訊圖 3-7 CPU 插件各部分關系b)電源插件裝置的電源自 N18，N20 引入裝置后，經背板濾波電路后送至電源插件，轉換輸出裝置所需的各種直流電壓。電源插件輸出的直流電壓及用途如下：+5V1 組，CPU 工作電源15V1 組，A/D 工作電源24V2 組，分別作為開入、開出回路工作電源c)邏輯插件該插件由微型繼電器組成，接收 CPU 發(fā)出

22、的指令，構成合閘及信號等邏輯。插件原理圖見附錄。升壓開出 ：由 CPU 板輸出升壓高電平，驅動繼電器 JSY 動作，發(fā)出升壓命令。降壓開出 ：由 CPU 板輸出降壓高電平，驅動繼電器 JJY 動作，發(fā)出降壓命令。增速開出 ：由 CPU 板輸出增速高電平，驅動繼電器 JZS 動作，發(fā)出增速命令。減速開出 ：由 CPU 板輸出減速高電平，驅動繼電器 JJS 動作，發(fā)出減速命令。頻差合格燈 ：由 CPU 板輸出頻差合格高電平，驅動繼電器 TPOKJ 動作，點亮“頻差合格燈” 。帶有磁保持，需按復歸鍵復歸。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 11 -壓差合

23、格燈 ：由 CPU 板輸出壓差合格高電平，驅動繼電器 TYOKJ 動作，點亮“壓差合格燈” 。帶有磁保持，需按復歸鍵復歸。合閘電源控制開出 ：由 CPU 板輸出合閘電源高電平，驅動繼電器 QDJ 動作，運行燈閃爍，合閘開出允許。合閘開出 1 ：由 CPU 板輸出合閘 1 高電平，驅動繼電器 JHZ1 動作，當合閘 2 及合閘電源控制也有開出時，發(fā)出合閘命令。合閘開出 2 ：由 CPU 板輸出合閘 2 高電平，驅動繼電器 JHZ2 動作，當合閘 1 及合閘電源控制也有開出時，發(fā)出合閘命令。故障告警 ：由 CPU 板輸出高電平，GZJ 繼電器動作并自保持，發(fā)告警燈光信號，切斷 CPU 板的 24V

24、 電源 。帶有磁保持，需按復歸鍵復歸。復 歸 ：輸入高電平，F(xiàn)J 繼電器動作，F(xiàn)G-1 閉合，GZJ 返回，復歸裝置面板信號燈及上述所有開出的繼電器。d)人機對話插件（MMI）人機對話插件由神經元芯片、雙絞線網絡變換器、鍵盤和液晶、信號指示燈、時鐘、復歸按鈕等構成，完成鍵盤響應、菜單操作、液晶顯示、信號指示、復歸及確認操作，并與 CPU 及后臺計算機進行通訊。各部分之間的關系如圖 38 所示。 CPU 神經元芯片網絡線 隔離 通訊線 信號 信號線 鍵盤 液晶 時鐘 復歸 復歸線 圖 3-8 人機對話插件各部分關系北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書-

25、12 -4軟件說明以下各項說明除非特別注明，均指在自動方式下工作。4.1基本原理1)理想導前角的計算理想導前角的計算同期相位變化模型建立得正確與否，直接關系到同期的準確程度。實際并網操作時，系統(tǒng)頻率和機組頻率總是在不停地變化，相位的變化并不是線性的，有一定的加速度。本裝置進行同期判斷時，不僅考慮了相位的線性變化，還考慮了頻率突變而引起的相位變化的加速度。其計算公式如下： K = S* tk + 0.5*(dS/dt)* tk2 其中：K：合閘導前角 S：滑差角速度，為 1-2 dS/dt： 滑差角加速度 tk：導前時間，為整定的定值2)當前相角的計算當前相角的計算有些同期裝置采用實測的辦法獲得

26、相角。其缺點是實測間隔時間長，合閘點一般都是落在兩次測量的中間，誤差較大。本裝置采用實測與預測相結合的辦法。每 10ms 測量一次當前相角，每 5/6ms 根據實測相角值和當前角速度并記及當前角加速度的影響計算一次當前相角，有效地減小了誤差。計算公式為： j =0 + Stj + (1/2)*(dS/dt)*tj2 j：當前相角 0：實測相角 S：滑差角速度，為 1-2 dS/dt： 滑差角加速度 tj ： 當前時間，tj = k*5/6000，k=1,2,3,123)頻率的測量及計算頻率的測量及計算采用兩路硬件測頻電路測量頻率。為了防止在發(fā)合閘命令時頻差合格而在合閘時刻頻差不合格現(xiàn)象，本裝置

27、還對合閘時刻的頻差進行了預測，只有當發(fā)合令時頻差合格且合閘時刻的頻差也同時滿足定值要求時，才允許發(fā)出合閘命令。4)電壓有效值的計算電壓有效值的計算由于發(fā)電機頻率一直在變動中，為了精確計算發(fā)電機電壓的有效值，采用了頻率跟蹤技術來確保計算精度。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 13 -4.2主要功能說明1)測量功能測量功能a)測量待并側電壓有效值：每周波 24 點采樣。由于頻率變化時傅氏算法會產生很大誤差，為精確測量發(fā)電機電壓幅值，采用了頻率跟蹤采樣技術。b)測量系統(tǒng)側電壓和發(fā)電機機端電流的有效值：每周波 24 點采樣，利用傅氏算法進行計算。c)測量

28、頻率、頻差及相差：通過 2 路硬件測頻電路求出兩側電壓信號的頻率、頻差及相角差，并計算出頻差變化率和理想合閘角。2)固定脈寬調壓調頻功能固定脈寬調壓調頻功能a)可由控制字設置投退。b)以設定的調頻周期和調頻系數(shù)進行調頻。調頻脈寬調頻系數(shù)調頻周期。c)以設定的調壓周期和調壓系數(shù)進行調壓。調壓脈寬調壓系數(shù)調壓周期。3)智能自適應邏輯調壓、調頻功能智能自適應邏輯調壓、調頻功能a)可通過控制字設置投退。b)應用自適應算法調整電壓和頻率時，不需要現(xiàn)場整定，也不需要輸入具體的調節(jié)裝置的參數(shù)。裝置根據具體調節(jié)對象的調節(jié)特性，自適應地確定每次調節(jié)量，可以從根本上避免超調、調節(jié)過快過慢現(xiàn)象。4)主動打破同頻不同

29、相狀態(tài)主動打破同頻不同相狀態(tài)如果頻差小于 0.02Hz，則處于同頻狀態(tài)。為了加快同期合閘進程，需要打破同頻狀態(tài)來創(chuàng)造合閘的條件。具體措施為：裝置發(fā)出一個增速窄脈沖，打破同頻狀態(tài)。增速窄脈沖的脈寬由軟件根據當前頻差和允許頻差自適應設定。5)并網事件記錄并網事件記錄a)可記錄 20 個事件，每個事件記錄如下內容：并列點序號；年月日時分秒；合閘脈沖發(fā)出時的信息（發(fā)電機電壓值、系統(tǒng)電壓值、發(fā)電機頻率、系統(tǒng)頻率、頻差、壓差、功角差、發(fā)電機頻率變化率、理想導前角） ；斷路器合閘時刻的信息（發(fā)電機機端電流值、發(fā)電機電壓值、系統(tǒng)電壓值、發(fā)電機頻率、系統(tǒng)頻率、壓差、頻差、相角差、發(fā)電機頻率變化率、斷路器合閘時間

30、） 。b)在面板主菜單報告CPU 報告中，可以查看最近 20 次的事件記錄。6)錄波功能錄波功能北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 14 -在 5/6ms 采樣中斷中，每點都計算實時相角差。錄波分為兩段，第一段記錄并保存合閘命令發(fā)出前和合閘命令發(fā)出后各 32 個點的實時相角差；第二段記錄并保存斷路器合閘前128 個點、斷路器合閘后 32 個點的實時相角差?？射涀罱?20 次并網時的實時相角差。7)自動測量斷路器合閘時間自動測量斷路器合閘時間每次合閘成功后，裝置自動測量并記錄從合閘命令發(fā)出到斷路器主觸頭閉合的總體時間。斷路器主觸頭閉合的判斷以檢測到發(fā)

31、電機機端電流突變或兩側電壓同時有突變?yōu)闇剩瑪嗦菲鬏o助觸點閉合作為參考。在面板主菜單定值合閘時間中，可以查看最近 20 次的合閘時間和平均合閘時間。8)電壓有效值補償功能電壓有效值補償功能系統(tǒng)電壓和發(fā)電機電壓額定值可在 40v120v 之間任意設定，軟件中自動將其調整到同一電壓值上，即發(fā)電機電壓折算到系統(tǒng)電壓上。另外還可以在線調整電壓及電流的刻度，確保能精確測量。9)電壓轉角變換電壓轉角變換根據系統(tǒng)和發(fā)電機的接線方式，實現(xiàn)自動轉角的變換。轉角有三種情況可供選擇：發(fā)電機與系統(tǒng)電壓同相位；發(fā)電機電壓超前系統(tǒng)電壓 30 度；發(fā)電機電壓滯后系統(tǒng)電壓 30 度。10) 手動方式（智能同期表）手動方式（智能

32、同期表）當有手動方式開入，且 KG1.6=1 時，裝置以手動方式工作。程序轉入同期判斷子程序中，循環(huán)計算并顯示當前兩側電壓、頻率、壓差、頻差、相角差，同時閉鎖合閘回路。當壓差合格時， “壓差合格”燈亮；當頻差合格時， “頻差合格”燈亮。裝置所起的作用相當于智能同期表，供運行人員合閘參考。4.3工作方式本裝置有 2 種工作方式可供選擇：手動方式（即智能同期表）和自動方式。其中自動方式根據調壓、調頻的模式不同，又可分為不調壓不調頻、固定脈寬調節(jié)和智能自適應調節(jié)等 3 種模式可選擇。見圖 4-1、圖 4-2。KG1.6=1N11端子高電位&手動方式KG1.6=0N10端子高電位&自動

33、方式KG1.6=0N11端子高電位&手動方式開入異常告警KG1.6=1N10端子高電位&手動方式開入異常告警圖 4-1北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 15 -固定調壓脈寬、周期調壓智能自適應方式調壓不調壓KG1.2=0KG1.6=0N10端子高電位&自動方式KG1.2=1KG1.0=0&固定調頻脈寬、周期調頻智能自適應方式調頻不調頻KG1.3=0KG1.6=0N10端子高電位&自動方式KG1.3=1KG1.1=0&圖 4-2注：注：圖 4-1、圖 4-2中相關的控制字及端子定義如下：中相關的控制字

34、及端子定義如下：KG1.0=1自適應調壓KG1.0=0固定脈寬調壓 KG1.1=1自適應調頻KG1.1=0固定脈寬調頻 KG1.2=1允許調壓KG1.2=0不允許調壓 KG1.3=1允許調頻KG1.3=0不允許調頻 KG1.6=1手動方式KG1.6=0自動方式 N10 端子：單并列點啟動并網信號，高電位有效 N11 端子：手動方式，高電位有效4.4閉鎖條件 a)當下列條件滿足時，不能進入同期合閘判斷子程序：單點啟動并網信號沒有上升沿（從無到有） ；電壓低于 20V；有告警信號有電流北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 16 -斷路器合位上電后沒有按復

35、歸鍵b)當下列條件滿足時，從同期判別子程序中返回：單點啟動并網信號消失（N10 低電位）電壓低于 20V有告警信號有電流斷路器合位同期判別結束4.5同期合閘條件當下列條件滿足時，發(fā)出合閘命令：a)壓差合格。判別邏輯為： ； （控制字 1 中設定為正向并網方式）UdzU0 或： ； （控制字 1 中設定為允許逆功率并網方式）UdzU當壓差合格時，點亮“壓差合格” 燈。b)頻差合格。判別邏輯： ； （控制字 1 中設定為正向并網方式）FdzF0 或： ； （控制字 1 中設定為允許逆功率并網方式）FdzF當頻差合格時，點亮“頻差合格” 燈。c)發(fā)電機頻率變化率小于頻率變化率定值。 DFDTdzdt

36、dfgd)當上述三個條件滿足時，若當前相角差小于一定數(shù)值，開出合閘電源控制繼電器，運行燈閃爍。e)當上述條件全部滿足時，若捕捉到電氣零點，且預測合閘時刻的上述條件也全部滿足，則發(fā)出合閘命令，點亮“合閘”燈，然后等待合閘成功。若有斷路器輔助觸點開入或檢測到發(fā)電機機端電流突變或檢測到兩側電壓同時有突變，則認為合閘成功，再延時一個導前時間后，收回合閘命令，發(fā)合閘成功報文；否則，若在發(fā)出合閘命令 3 秒后仍然檢測不到上述三個斷路器合閘信息中的任何一個，則認北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 17 -為斷路器合閘失敗，發(fā)合閘失敗報文。4.6可靠性措施 a)抗

37、干擾措施：本裝置除了在硬件上采取了抗干擾措施以外，在軟件上還特別采取了濾波措施來剔除 AD 采樣值中出現(xiàn)的壞數(shù)據，提高抗干擾能力。此濾波方法的優(yōu)點是時延小，計算簡單，算法可靠，不但對單個干擾脈沖效果良好，對于連續(xù)多個正負向的干擾脈沖濾波效果也很好。b)升壓與降壓、增速與減速在硬件及軟件上都采取了互鎖措施。c)合閘回路采用三個繼電器的接點串聯(lián)接通，即：合閘電源控制繼電器、合閘電源1 繼電器和合閘電源 2 繼電器，確保不誤合閘。其中合閘電源控制繼電器當合閘的基本條件滿足（壓差合格、頻差合格、角差在一定范圍）時接點閉合；當全部合閘條件滿足時，合閘電源 1 和合閘電源 2 的接點同時閉合。4.7軟件結

38、構說明裝置的軟件以硬件為基礎，完成同期算法及方案，并提供豐富靈活的手段對裝置進行整定、監(jiān)視及維護。程序框架由主程序、同期并網子程序、定時器采樣中斷程序、串行通訊中斷服務程序(發(fā)送和接收)構成。各個部分包含其調用的子程序。主程序首先完成必要的初始化，并對裝置進行全面的檢查、測試、整定等。當有單點啟動并網信號開入時，程序轉到同期并網子程序中執(zhí)行。主程序框圖見圖 4-3。同期并網子程序完成同期并網條件的判斷、控制。當滿足同期合閘時發(fā)出合閘命令；不滿足同期合閘時，自動跟蹤系統(tǒng)電壓、頻率。程序框圖見圖 4-4。采樣中斷處理程序主要完成頻率測量、角度測量、通訊查詢、頻率跟蹤、電壓的采集、計時器計時等功能。

39、北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 18 - 初始化處理通訊任務同期并網子程序告警及復歸處理計算電壓、頻率自檢同期并網NNY圖 4-3 主程序框圖測量計算自檢正確？YNNNYY返回調壓發(fā)合令、記錄計算合閘角開出QDJ角差合格同頻頻差合格壓差合格YYN同頻調整調頻有閉鎖條件？YNN圖 4-4 同期并網子程序北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 19 -5裝置接線及端子說明5.1端子定義圖圖 5-1 是裝置端子定義圖，網絡線 RS485A、RS485B 為備選件。接點接點代碼代碼端端子子號號端子定義端子定義分

40、類分類接點接點代碼代碼端端子子號號端子定義端子定義分類分類AD1,121Us220V+18220V15VGND2UsSHELL19屏蔽地AD43Ug220V-20220V電源15VGND4Ug交流電壓COM121合閘出口 1DI35/CK122合閘出口 2DI66/COM223升壓出口 1DI47/CK224升壓出口 2DI58/COM325降壓出口 1DI09斷路器輔助觸點CK326降壓出口 2DI110單點啟動并網信號COM427增速出口 1DI211手動方式CK428增速出口 2FGAN12遠方復歸COM529減速出口 1+24VDI1324V 開入電源開 入CK530減速出口 2開 出

41、485A14RS485ACOM631合閘信號 1485B15RS485B網絡XH032合閘信號 2ZLXSA16直流消失 ACOM733告警信號 1ZLXSB17直流消失 B告警XH134告警信號 2中央信號圖 5-1 端子定義圖5.2端子接線示意圖端子接線示意圖見圖 5-2、圖 5-3。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 20 -交流電壓開 入網絡告警電源開 出2124232225282726293231303334信號14325 87691211101316151417201918*系統(tǒng)側PT發(fā)電機側PT直流交流電源輸入Ig*機端CT一次側機端

42、CT二次側至中央信號至操作機構DC抗干擾元件圖 5-2 交流電壓開 入網絡告警電源開 出2124232225282726293231303334信號14325 87691211101316151417201918DL輔助觸點單點啟動并網信號手動方式遠方復歸開入電源24V+DCDL輔助觸點至調壓裝置至調速裝置圖 5-35.3端子接線說明5.3.1電電源源裝置的電源經抗干擾盒后從 N18、N20 端子接入裝置。電源可以為交流或直流，額定北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 21 -電壓 220V 或 110V，訂貨時請注明。機殼（SHELL）應可靠接地。

43、5.3.2交交流流電電壓壓a)系統(tǒng)側電壓（Us）：可選擇相電壓或線電壓，其額定值（PT 二次側）可根據現(xiàn)場實際整定，整定范圍為 40V120V；極性端為 N1（Us+） ，非極性端為 N2（Us） 。b)發(fā)電機電壓（Ug）：可選擇相電壓或線電壓，其額定值（PT 二次側）可根據現(xiàn)場實際整定，整定范圍為 40V120V；極性端為 N3（Ug+） ，非極性端為 N4（Ug） 。說明：說明：當變壓器接線組別為 Y/-11 或 Y/-1，使得系統(tǒng)側電壓與發(fā)電機側電壓的相位之間有相位差時，無需外接轉角裝置，本裝置具有自動轉角功能。通過控制字選擇系統(tǒng)電壓超前于或滯后于發(fā)電機電壓 30 度，軟件就可以自動進行

44、轉角計算；如果接線組別為 Y/-5 或 Y/-7，將 PT 二次側極性端與非極性端對調，然后同Y/-11、Y/-1 一樣處理即可。5.3.3發(fā)發(fā)電電機機機機端端電電流流發(fā)電機機端電流（Ig）在裝置上沒有設接線端子，機端電流二次線從裝置背面上的零序 CT 的中心孔直接穿過即可。引入 Ig 有兩個目的，一是為了測量合閘時的沖擊電流。在合閘成功后會在液晶顯示器上顯示具體電流值，以便運行人員參考；二是為了準確測量斷路器的合閘時間。因為合閘時，Ig 會有一個較大的突變，以此時刻作為合閘完成的標志比較準確。Ig 的線性范圍為0100A。需說明的是，Ig 也可以不接入。如果未接，在合閘后顯示的機端電流將為零

45、；測量斷路器合閘時間將自動選用其他判據判斷合閘完成時刻，如電壓突變、斷路器輔助觸點由分到合等。5.3.4開開入入同一屏上的開關量如單并列點啟動并網信號（N10） 、手動方式啟動信號（N11） 、遠方復位信號（N12）等須經 24V開入電源接入裝置，見圖 5-2。若開入接點位于屏外，如斷路器輔助觸點（N9）等，需要經光隔轉換，以 220V 出屏，示意圖見圖 5-2。各開關量說明如下：a)單并列點啟動并網信號：此開入為啟動同期工作信號，高電平有效。如果在同期判斷過程中，此信號轉為低電平，則認為是終止同期判斷信號，立即從同期判斷北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用

46、說明書- 22 -程序中返回。b)遠方復位信號：此開入為一個復位脈沖，可用于其他裝置復歸本裝置。無用時可以不接。c)手動方式開入：此開入為啟動智能同期表工作信號，在高電平期間有效。當由高電平轉為低電平時，立即從手動方式下返回。此開入須與控制字 KG1 的 D6 位（手動方式/自動方式）對應才有效，如果不對應將告警。詳見 4.3 工作方式。注意：手動方式開入（注意：手動方式開入（N11）與單并列點啟動并網信號（）與單并列點啟動并網信號（N10）只能同時有一個為高電平。）只能同時有一個為高電平。a)斷路器輔助觸點（N9）：此開入接斷路器合閘位置觸點，須經光隔引入本裝置。當斷路器在合閘位置時，此開入

47、應保持高電平。斷路器輔助觸點的作用是：合閘閉鎖：當此端子為高電平時，閉鎖合閘回路，防止誤發(fā)合閘命令；作為測量合閘時間的輔助判據。此開入最好引入裝置。如果現(xiàn)場引入此觸點確實有困難，也可以不接。b)24V 開入電源：此電源由電源插件引出端子，作為開入的公共端，給各開入提供高電平。此電源僅供本裝置開入端子使用，不可外接作為其他裝置的電源。c)并列點 1并列點 4（N5N8）：這 4 個端子是給多點同期裝置預留的，本裝置為備用。5.3.5輸輸出出信信號號所有輸出信號均為繼電器輸出，容量為：AC220V/5A 或 DC30V/5A。輸出控制信號：合閘、升壓、降壓、增速、減速。輸出告警信號：裝置故障告警、

48、失電告警。除了失電告警是動斷觸點（常閉觸點）外，其余均為動合觸點（常開觸點） 。5.3.6網網絡絡RS485A 與 RS485B 是設計預留的網絡通訊接口。用戶若需要，請在訂貨時說明。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 23 -6裝置的整定6.1定值清單表 6-1 定值清單序號序號代碼代碼定值名稱定值名稱整定范圍整定范圍步長步長默認值默認值1KG1控制字 10000FFFF100002Use系統(tǒng)電壓額定值40v120v0.1v100v3Uge發(fā)電機電壓額定值40v120v0.1v100v4DU允許壓差2%30%Uge0.1Uge5%5DF允許頻差（

49、0.020.5）Hz0.01Hz0.2Hz6DFDT允許頻差變化率（0.022）Hz/s0.01 Hz/s0.1Hz/s7Tdq導前時間6ms999ms1ms50ms8TY_ZQ調壓周期120s0.1s10s9TY_XS調壓系數(shù)0.990.010.110TP_ZQ調頻周期120s0.1s10s11TP_XS調頻系數(shù)刻度-開入中檢查應沒有 DI0） ；檢查沒有電流，沒有告警（告警燈不亮） ，按一次復歸鍵，端子 N10（單點啟動并網信號）接+24V 開入電源（單點啟動并網信號從無到有） ；HSST001 數(shù)字式發(fā)電機準同期裝置 2003-08-05 20:50:29 投入壓板：US fsUg fg

50、北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 30 -上述條件中，當單點啟動并網信號從無到有條件滿足時，若其他條件不滿足，則禁止進行同期操作，自動閉鎖操作回路，并發(fā)告警信號。此時，需按復歸鍵和 QUIT 鍵，斷開單點啟動并網信號（2 秒以上） ，消除告警原因，再投入單點啟動并網信號才能進入同期判斷。當有單點啟動并網信號開入（或手動方式開入） ，且 KG1.60（或 KG1.6=1）時，循環(huán)顯示如下內容： 升壓 降壓 加速 減速 U= -2.48 f= -0.123 Us 100.00 Fs 50.12Ug 100.00 Fg 50.00其中，上面的條形框中陰

51、影部分與白色部分的交界處表示當前的相角差。當發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率時，條形框中的陰影部分從左到右不斷擴大，在接近填滿時，相角差接近于零，若壓差、頻差及頻率變化率合格，則發(fā)出合閘命令；反之，若發(fā)電機頻率高于系統(tǒng)頻率，陰影從從右到左不斷減小，快到左邊界時，相角差接近于零，發(fā)合閘命令。8.3.2合合閘閘過過程程控控制制及及狀狀態(tài)態(tài)顯顯示示a)若裝置自檢出錯、定值設置出錯或誤操作時，告警燈亮，閉鎖裝置出口，并退出同期操作。同時，在面板上可看到相應的告警信息（報文） ，N33,N34 端子導通（動合觸點閉合） 。b)當頻差小于設定的允許頻差時，面板上的“頻差合格燈”亮。c)當壓差小于設定的允許壓差時，面

52、板上的“壓差合格燈”亮。d)當壓差/頻差大于定值時，若控制字投入允許調壓/調頻（KG1.2,KG1.3 置 1） ，則根據控制字設定的調壓/調頻方式進行調壓/調頻，發(fā)出升壓、降壓、增速或減速命令，對應動合觸點（N23N30）閉合。同時，面板上會顯示“升壓” 、 “降壓” 、“增速”或“減速”等字樣。e)若滿足返回條件（見 4-5） ，例如單點啟動并網信號消失等，立即從同期并網子程序中返回。f)當距離電氣零點不到 30時，若壓差、頻差、頻率滑差的當前值及預測的合閘時刻值均小于定值，則開出合閘電源控制繼電器（QDJ） ，開放合閘回路，同時運行燈閃爍。g)當有報文時，自動彈出報文，直至按下復歸按鈕。北京四方利水自動化設備有限公司 HSST001 數(shù)字式自動準同期裝置使用說明書- 31 -h)當運行燈閃爍時，裝置捕捉到電氣零點后開出合閘開出 1 繼電