DSXXQII消谐器设计手册.doc

一、概述 我国中压配电网络中的中性点通常是不接地的。为了监视绝缘，发电厂、变电所的母线上通常接有YO接线的电磁式电压互感器。正常运行时PT三相饱和程度基本平衡，且PT等效电感远大于线路对地电容故不会形成谐振回路，中性点的位移电压很小。但在某些切换操作或接地故障消失后，PT三相饱和程度差别很大，它与线路对地电容形成特殊的单相或三相谐振回路，引起中性点出现较大的位移电压，在系统中激发起持续的较高幅值的过电压，这就是铁磁谐振过电压。运行经验表明，PT铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压是中性点不接地系统中最常见和造成事故最多的一种内部过电压，必须尽快消除。为了消除电力系统中的铁磁谐振，传统的作法是在PT开口三角处并接电阻或灯泡来吸收谐振能量。由于谐振伴有不同频率成分，有时虽然能消除部分谐振，但是多数情况下不尽人意，还得依靠拉合PT或切除部分负荷，以改变系统结构参数来消除铁磁谐振，费时费力且中断用户供电。我公司研制的DS-XXQ-型消谐装置，采用在PT开口三角处并接一双向可控硅，同时采用高性能微处理器及数据采集系统对取自开口三角的电网零序电压信号进行分析，经过计算后向可控硅发出指令。当系统发生铁磁谐振时，PT开口三角形出现伴有不同频率成分的零序电压，装置根据不同频率，不同电压值自动识别并区分铁磁谐振与接地，是分频谐振、基频谐振还是高频谐振，若为接地，则由信号继电器发出接地信号。仅当电网中发生铁磁谐振时，可控硅才会导通，三角形绕组被短接，铁磁谐振在强烈的阻尼作用下迅速消失，当谐振消失后，可控硅恢复到阻断状态。 该装置适用于66KV及以下电压等级的中性点不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地的小电流接地系统，可广泛用于电力、石油、化工、煤炭、冶金、建筑等供电系统。二、功能介绍装置的主要功能：当系统发生故障产生零序电压时，装置自动区分接地与谐振故障并报警输出；当系统故障时，装置自动显示接地或谐振故障及零序电压值、频率值等信息；3、自动消除系统的铁磁谐振，可消除三分频、二分频、基频、二倍频、三倍频、四倍频及以上频率的铁磁谐振；4、可分别记录十六次谐振故障、接地故障，装置失电后信息不丢失；装置的主要特点：装置的核心部分，采用国外最先进的16位微处理器（MCU），该芯片具有集成度高、抗干扰能力强、运算速度快、功耗低等优点。所使用的A/D转换器具有耐温性好、转换速度快、测量精度高等优点。装置内部PT承受电压能力强、功耗低。采用12864点阵的宽温、大窗口液晶显示，有自动背光功能，经久耐用。友好的全中文人机界面，操作直观方便。可通过软件选择RS232、RS422/485通讯接口，设定波特率及相应的参数，随机配有Modbus RTU通讯规约。装置的技术指标工作电源：AC220V20%；DC220V/110V20%电压等级：1个3、母线段数：12段4、继电器的接点容量为 8A 380VAC5、PT功耗小于0.7W6、装置功耗小于30W7、机箱外型尺寸：229132223（宽高深 单位：mm）8、屏开孔尺寸：233135（宽高 单位：mm）装置的使用条件环境温度：-10 +55湿 度：95%大气压力：80110Kpa 三、工作原理图 四、装置的使用DS-XXQII型装置前面板各按键及指示灯功能:1.指示灯功能 谐振指示灯:当系统发生铁磁谐振时指示灯亮,故障消失后指示灯灭. 接地指示灯:当系统发生接地故障时指示灯亮,故障消失后指示灯灭. 故障指示灯:当装置自身发生故障时指示灯亮.正常时指示灯灭. 运行指示灯:装置在运行模式时指示灯亮,调试模式时指示灯灭. 电源指示灯:装置内部电源正常工作时指示灯亮.2.按键功能 复位键:按下此键可使装置内软件从头开始运行,一般在装置受干扰死机后使用.同时可与键配合使用进入”调试菜单” 确认键:确认当前的操作或进入下一级子菜单. 返回键:用于返回上一级菜单可取消当前的操作. 复归键:当系统发生故障,故障消除后按此键液晶显示从故障信息显示画面返回到正常运行显示状态. 键:用于改变所选的功能项及数据.另外,键可进入”运行菜单”,与复位键配合进入”调试菜单”3.当谐振或接地故障时,显示”或”“”表示有谐振记录;“”表示有接地故障记录;“U0 0. 0”表示PT开口三角零序电压值;“f 0.0.0”表示PT开口三角零序电压频率值;二) 通电前检查装置到货后首先检查包装箱上的产品登记单与装置箱体上的质量检验合格证,并确认与订货一致.打开装置机箱对装置各部件进行检查,看器件有无松动及损伤现象,检查扁平电缆及电源线连接是否可靠.核对装置工作电源电压与现场电压是否一致,如不一致应及时通知本公司解决.上述各项检查完毕后方可 通电试验.三) 通电检查 装置上电后,观察面板上的各指示灯及液晶显示屏,此时电源指示灯和运行指示灯应亮,同时液晶背光应亮且显示屏应有正常显示.若发现装置异常应切断电源,并与本公司产品维护部门联系.四)菜单内容 装置分为运行模块与调试模块两部分,均采用菜单显示.谐振追忆取消接地记忆取消谐振记忆接地追忆通讯定值工作定值定值检查取消记忆修改时间故障追忆运行菜单1.运行菜单模块说明：“定值检查”子菜单：可以查看装置“工作定值”和“通讯定值”但不能进行修改；“修改时间”子菜单：在装置初次投入运行和运行一段时间以后必须对系统时钟进行校准以保证装置实时时钟的准确度；“谐振追忆”及“接地追忆”子菜单，装置分别记录16次谐振及接地故障，当故障记录大于16次后，最后的故障记录将冲掉最先的记录，当翻阅故障记录时将先显示最近发生的故障记录，后显示较早发生的故障记录；“取消谐振记忆”和“取消接地记忆”子菜单：可以清除掉所有的谐振、接地故障记录。2调试菜单模块调试菜单串口检测采样显示出口检测定值修改接收数据发送数据串口自检通讯定值修改定值取调试值电压频率零序电压指示灯接地报警谐振报警消谐检测说明： “定值修改”菜单有三个子菜单：“取调试值”、“修改定值”及“通讯定值”。 “取调试值”子菜单：用于将零序启动电压的值设定为调试值30V，即装置出厂时的默认定值。 “修改定值”子菜单：用于修改装置的零序启动电压，正常修改范围为25V45V，若修改值超出范围，则显示工作定值错误。 “通讯定值”子菜单：可以对装置的通讯参数包括波特率、通讯接口、上位机号及装置机号进行修改。 “采样显示”菜单可能在装置调试时显示零序电压的电压值和频率值。 “出口检测”菜单有四个菜单，“消谐检测”、“谐振报警”、“接在报警”和“指示灯”。 “消谐检测”子菜单：用于出厂时对装置的消谐功能进行检测。 “谐振报警”和“接地报警”子菜单：可以通过手动对装置的谐振报警和接地报警继电器触点进行开、合检测。 “指示灯”子菜单：用于对装置的指示灯进行检测。 “串口检测”菜单用于对装置的串口进行检测和调试，包括“串口自检”、“发送数据”、“接收数据”三个子菜单。 “发送数据”和“接收数据”子菜单：用于在调试状态下显示串口发送和接收到的十六进制码。“串口自检”子菜单：通过自发自收可对装置的RS232、RS422/485通讯接口硬件电路进行检测。当检测RS232口时，应将九针串口上的2、3脚短接。当检测RS422/485口时应将九针串口上的6和9脚短接，7和8脚短接。若同时短接则检测两个通讯接口，检测完毕应将短接线断开。五装置的操作方法1菜单的操作方法 在装置显示正常运行画面时，按下键进入“运行菜单”中，只能对装置时钟时间进行修改，并可查看装置定值和故障记录，取消已有的故障记录，先按下复位键再按下键，然后释放复位键，便进入“调试菜单”，在调试菜单中可对装置的工作定值和通讯定值进行修改，并可对装置的消谐功能、出口继电器、通讯串口、数据采集系统进行检测。 进入菜单后，出现一条反显示光带，通过按、键进行选择，将光带移到所需项并按确认键，若该项有子菜单则进入子菜单，若没有子菜单则直接进入修改状态或执行相应功能。进入修改状态后，按、键移动光标选择要修改的项，然后按确认键，则屏幕最下一行显示修改所需选项。由于各项的功能不同，因此其所选项的内容也不同，只要根据实际需要，按键移动光标进行选择即可，按确认键则确认所做修改。接着按下返回键弹出确认修改？提示，按下确认键保存所做修改并返回上级菜单。2修改方法 以修改装置零序启动电压为例，具体操作如下：a、先进入“调试菜单”，显示：调试菜单定傎修改采样显示出口检测串口监测b、按确认键后显示：通讯定值修改定值取调试值调试菜单C、按键后显示：通讯定值修改定值取调试值调试菜单d、按确认键后显示零序启动电压修改画面，通过殷实、键可以选择要修改的项目，其中光带压在选中的项目上，下图为选中零序启动电压十位的情形。零序启动电压： 0 0V3e 、这时按下确认键后进入零序启动电压十位修改画面。零序启动电压： 0 0V0 1 2 4 5 6 7 8 9 33 按、键将光标移动到要修改的数字上，按确认键则修改零序启动电压十位，按返回键返回零序启动电压修改画面。六：机箱开孔图和后板后视图 DS-XXQ-II一段后端子图DS-XXQ-II二段后端子图七：DS-XXQII型装置Modbus通讯协议 消谐器0通讯规约采用Modbus通讯协议，工作在ModbusPTU模式下，可与上位机采用一对一（或一对多）主从查询方式。通讯方式：通讯格式：串行异步通讯，一位起始位，八位数据位，一位停止位，无奇偶检验位。通讯速率：可由用户根据需要通过人机接口对装置波特率进行选择。寻址方式：可由软件设定，有效的地址范围为0247，其中地址0用做广播地址，各装置实际可分配的地址为1247。命令格式：主机请求、从机回答。主机：负责命令的发送，由于一个命令对应一个响应，因而主机同时等待从机的响应。如果从机在规定的时间里没有响应，表明主机命令发送错误或数据传输错误。发送时，两次发送（即两帧数据的发送）间隔应不少于40Bits的发送时间（同理，每帧数据的两个Byte其发送时间间隔应小40Bits的发送时间）。从机：对于从机，它等待到主机的命令后，对命令进行修理，然后根据处理的结果回送数据。主从间的通讯每一帧数据包含以下信息（16进制）；从机地址命令字数据区校验码从机地址（1个字节）：装置自身的标识号，便于主机利用从机地址来进行识别、通讯，即采用地址识别方式进行主从机的通讯。命令字（1个字节）：设定主机命令从机执行的功能。信息字（N个字节）：它包括进行两机通讯中各种需要的参数的位地址、字节地址、数据长度以及数据等信息。下行命令时为地址索引，上行命令时为主机所要的数据。(8)校验码（2个字节）：用于检测数据通讯错误，采用循环冗余码CRC16，其排列顺序为CRCL，CRCH。通讯命令：装置使用两种通讯命令实现与上位机间的报文交换。查询开关量命令字0X01主机下发命令：装置地址+命令字+起始开关量号（H）+起始开关量号（L）+开关量数（H）+开关量数（L）+校验码（L）+校验码（H），具体形式为：装置地址 命令字（0X01）0X00 0X00 0X00 0X02 CRC16检验码（L） CRC16检验码（H）。装置回复报文：装置地址+命令字+回送的开关量的字节长度+开关量的内容+校验码（L）+校验码（H），具体形式为：装置地址 命令字（0X01） 0X01母线故障标志字节 CRC16检验码（L） CRC16检验码（H）注：母线故障标志字节各位的意义：D0=1，表示母线发生谐振故障；D1=1表示母线发生接地故障，其余各位为未使用位均为零。查询模拟量命令字0X03系统下发命令：装置地址+命令字+起始模拟量地址（H）+起始模拟量地址（L）+模拟量数（H）+模拟量数（L）+校验码（L）+校验码（H），具体形式为；装置地址：命令字（0X03） 0X00 0X00 0X00 0X02 CRC16检验码（L） CRC16检验码（H）装置回复报文：装置地址+命令字（0X03）+模拟量字节数+模拟量的内容+校验码（L）+校验码（H），具体形式为：装置地址： 命令字（0X03 ）0X04 母线电压高字节，母线电压低字节，母线电压频率高字节，母线