NDT650综合自动化系统保护设备介绍

1、2002年10月18日2002年10月18日2002年10月18日2002年10月18日完备的产品系列完备的产品系列 包含了牵引变电所、分区所及开闭所所需要包含了牵引变电所、分区所及开闭所所需要的各种保护及自动装置。的各种保护及自动装置。整个变电站的自动化解决方案灵活的系统配置方案灵活的系统配置方案 整套系统可集中组屏，亦可分散安装，直整套系统可集中组屏，亦可分散安装，直接安装于高压室的间隔单元；可将牵引供电系接安装于高压室的间隔单元；可将牵引供电系统与动力供电系统合为一体。统与动力供电系统合为一体。多种通信机制的并存多种通信机制的并存 具备具备CAN总线网络、以太网、总线网络、以太网、RS4

2、85/422及及RS232等通信接口。等通信接口。系 统 方 案系 统 方 案2002年10月18日 高起点、大资源的设计理念；高起点、大资源的设计理念；通用硬件平台 多种通信机制并存：多种通信机制并存：CAN总线、以太网、总线、以太网、 RS232C及及EIA422/485等通信接口。等通信接口。 引用性能稳定、一致性强的有源低通滤波技术；引用性能稳定、一致性强的有源低通滤波技术； 采用高分辨率、超低功耗的采用高分辨率、超低功耗的16位位A/D转换芯片；转换芯片； 采用采用Motorola 32位微处理器，引入超大容量的位微处理器，引入超大容量的 Flash Memory技术；技术；系 统

3、方 案系 统 方 案2002年10月18日v嵌入式实时多任务的操作系统嵌入式实时多任务的操作系统通用软件平台采用采用IEC870-5-103IEC870-5-103标准通信规约，达到不同制造标准通信规约，达到不同制造 商产品的互操作性；商产品的互操作性；高性能、可靠、灵活、通用；高性能、可靠、灵活、通用；v嵌入式嵌入式CAN2.0BCAN2.0B协议、以太网及协议、以太网及TCP/IPTCP/IP技术技术采用采用C C语言编程的功能软件独立于硬件之外语言编程的功能软件独立于硬件之外, ,具备具备 很强的移植性很强的移植性, ,可继承性。可继承性。软件功能彻底模块化；软件功能彻底模块化；良好的开

4、发环境为分工协作、设计高可靠性的软良好的开发环境为分工协作、设计高可靠性的软 件提供了保障；件提供了保障；系 统 方 案系 统 方 案2002年10月18日高标准的电磁兼容性 各保护及自动化设备均已通过国家级电磁兼容各保护及自动化设备均已通过国家级电磁兼容实验室的严格检测：实验室的严格检测：工频磁场抗扰度：工频磁场抗扰度：4 4级级 稳定磁场：稳定磁场：30A/m，短时磁场：短时磁场：300A/m浪涌浪涌(冲击冲击)抗扰度：抗扰度：4级级 试验电平：共模试验电平：共模 4kV，差模差模 2kV静电放电抗扰度：静电放电抗扰度：4 4级级 空气放电：空气放电： 15kV，接触放电：接触放电： 8k

5、V 1MHz(100kHz)脉冲群抗扰度：脉冲群抗扰度： 级级 共模共模2.5kV，差模差模1kV，频率：频率：100kHz、1MHz 快速瞬变抗扰度：快速瞬变抗扰度：级级 试验电平：试验电平：4kV，频率：频率：2.5kHz辐射电磁场抗扰度：辐射电磁场抗扰度： 级级 试验电平试验电平10V/m，频率：频率：80MHz1GHz系 统 方 案系 统 方 案2002年10月18日2002年10月18日 保护测控子系统系统组成 维护分析子系统 当地监控子系统 通信子系统系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日产品系列WRZ65A微机电容器保护测控装置微机电容器保护测控装置WBZ65A微机变

6、压器保护测控装置微机变压器保护测控装置WBZ651A微机变压器差动保护测控装置微机变压器差动保护测控装置WBZ652A微机变压器后备保护测控装置微机变压器后备保护测控装置CZX65操作箱操作箱WBT65A微机备自投装置微机备自投装置WCK65C微机测控装置微机测控装置WTX65A微机通信管理装置微机通信管理装置WTS 65A网络通信服务器网络通信服务器NDT 650当地监控系统当地监控系统NDT 650维护分析系统维护分析系统WXB65A微机馈线保护测控装置微机馈线保护测控装置系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日系统组网(CAN以太网)系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月

7、18日系统组网(以太网)系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日配置配置RS232RS232接口，可接至接口，可接至PCPC机进行人机对话操作，配备全汉化机进行人机对话操作，配备全汉化 WINDOWS WINDOWS界面的调试和分析软件，不但能完成人机对话的功能，界面的调试和分析软件，不但能完成人机对话的功能， 还能对保护录波数据进行离线分析还能对保护录波数据进行离线分析。 NDT 650 1、人性化设计、人性化设计装置采用全汉化液晶显示，人机界面清晰易懂；装置采用全汉化液晶显示，人机界面清晰易懂；装置操作界面采用全汉化菜单方式，操作简单方便易学习；装置操作界面采用全汉化菜单方式，操

8、作简单方便易学习；事件和定值全部采用汉字显示或打印，摒弃了字符表述方式；事件和定值全部采用汉字显示或打印，摒弃了字符表述方式；录波报告以波形方式输出，包括模拟量和重要的开关量；录波报告以波形方式输出，包括模拟量和重要的开关量；打印定值以汉字表格方式输出，控制字按可选功能方式整定；打印定值以汉字表格方式输出，控制字按可选功能方式整定；实时显示及传输装置的各种运行状态及测量数据，便于当地及远实时显示及传输装置的各种运行状态及测量数据，便于当地及远 方巡检；方巡检；系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日每套装置可独立整定每套装置可独立整定8 8套保护定值，定值切换安全方便。套保护定值，定

9、值切换安全方便。NDT 650 2、大资源、大资源保护及人机对话模块保护及人机对话模块( (CPU)CPU)的核心为的核心为3232位微处理器，配置以大容位微处理器，配置以大容 量的量的RAMRAM和和Flash MemoryFlash Memory，使得本装置具有极强的数据处理、逻使得本装置具有极强的数据处理、逻 辑运算和数据存储能力，可记录最新的辑运算和数据存储能力，可记录最新的2020份录波报告，份录波报告，128128个最个最 新的事件信息。数据存入新的事件信息。数据存入Flash MemoryFlash Memory中，装置掉电后可保持；中，装置掉电后可保持；采用采用1616位的位的

10、A/DA/D转换器及有源低通滤波，使本装置具有极高的测转换器及有源低通滤波，使本装置具有极高的测 量精度；量精度；采用采用CANCAN网作为装置内部通信网络，装置内部网作为装置内部通信网络，装置内部CPUCPU模块之间数据交模块之间数据交 流流畅，事件可立即上传，流流畅，事件可立即上传，彻底消除数据通信的彻底消除数据通信的“瓶颈瓶颈”；嵌入式实时多任务操作系统嵌入式实时多任务操作系统系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日NDT 650 各保护及自动化设备均已通过国家级电磁兼容各保护及自动化设备均已通过国家级电磁兼容实验室的严格检测：实验室的严格检测：工频磁场抗扰度：工频磁场抗扰度：

11、4 4级级浪涌浪涌(冲击冲击)抗扰度：抗扰度：4级级静电放电抗扰度：静电放电抗扰度：4 4级级1MHz(100kHz)脉冲群抗扰度：脉冲群抗扰度： 级级快速瞬变抗扰度：快速瞬变抗扰度：级级辐射电磁场抗扰度：辐射电磁场抗扰度： 级级3、高可靠性、高可靠性介质强度：介质强度：2500V，漏电流漏电流10mA系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日系 统 介 绍系 统 介 绍NDT 650 1、嵌入式实时多任务软件平台采用采用C C语言编程的功能软件独立于硬件之外语言编程的功能软件独立于硬件之外, ,具备很强具备很强 的移植性的移植性, ,可继承性。可继承性。软件功能彻底模块化；软件功能彻

12、底模块化；良好的开发环境为分工协作、设计高可靠性的软件提良好的开发环境为分工协作、设计高可靠性的软件提 供了保障；供了保障；2002年10月18日2、高精度数据采集系统NDT 650 0.1V120V0.1In20In精确工作电压范围精确工作电压范围 精确工作电流范围精确工作电流范围采样的精确工作范围：采样的精确工作范围：采用有源低通滤波技术采用有源低通滤波技术采用低功耗、高稳定性、高精度的采用低功耗、高稳定性、高精度的1616位位A/DA/D转换器技术转换器技术系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日3、运行过程全息再现NDT 650 记录保护内部各元件动作行为和录波数据；记录保护

13、内部各元件动作行为和录波数据；记录各元件动作时内部各计算值；记录各元件动作时内部各计算值；可将录波数据在可将录波数据在配套的调试、配套的调试、分析软件上进行事件分析软件上进行事件 分析、反演。分析、反演。系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日4、多种通信网络并存技术NDT 650 装置内部嵌入式装置内部嵌入式CANCAN网络通信；网络通信；装置外部嵌入式装置外部嵌入式CANCAN网络、以太网及网络、以太网及TCP/IPTCP/IP、 RS232/485 RS232/485；通信媒介可选用双绞线、同轴电缆及光纤；通信媒介可选用双绞线、同轴电缆及光纤；高性能、可靠、灵活、通用；高性能、

14、可靠、灵活、通用；采用采用IEC870-5-103IEC870-5-103标准通信规约，达到不同制造商标准通信规约，达到不同制造商 产品的互操作性。产品的互操作性。系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日便于模件按模块化设计；便于模件按模块化设计；取消交流模件的插拔式大电流端子，提高装置的可取消交流模件的插拔式大电流端子，提高装置的可 靠性。靠性。NDT 650 系 统 介 绍系 统 介 绍2002年10月18日2002年10月18日WXB65A微机馈线保护测控装置硬 件 介 绍硬 件 介 绍2002年10月18日交流采样插件通信插件CPU插件开入插件开出插件出口插件电源插件2002

15、年10月18日装置外形均为装置外形均为1/2 19英寸英寸4U标准机箱，采用整面板、背插式标准机箱，采用整面板、背插式结构。整面板上包括汉化液晶显示器、全屏幕操作键盘、信结构。整面板上包括汉化液晶显示器、全屏幕操作键盘、信号指示灯等。背插式结构即插件从装置的背后插拔，各插座号指示灯等。背插式结构即插件从装置的背后插拔，各插座间的连线在装置的整母板上互连，母板位于机箱的前部，全间的连线在装置的整母板上互连，母板位于机箱的前部，全部为弱电连线。部为弱电连线。装置的安全设计符合装置的安全设计符合GB 16836-1997的规定，外壳防护的规定，外壳防护符合符合IP50的要求。该结构具有以下优点：的要

16、求。该结构具有以下优点： 各插件自带可插拔端子，母板上只有装置内部使用的各插件自带可插拔端子，母板上只有装置内部使用的5V和和24V电压等级的回路连线，强弱电完全分开，可大大减电压等级的回路连线，强弱电完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰力，少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰力， 提高其可靠性和安全性；提高其可靠性和安全性； 便于插件按模块化设计；便于插件按模块化设计； 取消交流插件的插拔式大电流端子，提高装置交流电流取消交流插件的插拔式大电流端子，提高装置交流电流 回路的可靠性。回路的可靠性。2002年10月18日多路转换开关：多路转换开关：依次将各交

17、流输入通道的采样信号输入到保护依次将各交流输入通道的采样信号输入到保护CPU插件插件A/D转转换回路换回路电压电流变换器有源低通滤波器采样保持电路多路转换开关电压、电流变换器：电压、电流变换器：将系统将系统PT、CT输出的交流电压、电流变换为适合于保护测控装置输出的交流电压、电流变换为适合于保护测控装置采样的电压、电流采样的电压、电流 有源低通滤波器：有源低通滤波器：滤除交流输入通道高频干扰信号滤除交流输入通道高频干扰信号采样采样/保持电路：保持电路：对各交流输入通道在同一时刻进行采样并保持对各交流输入通道在同一时刻进行采样并保持2002年10月18日一、一、RS232串行通信接口串行通信接口

18、与与PC计算机通信。通过计算机通信。通过NDT 650维护分析软件系统，对保护装置维护分析软件系统，对保护装置进行各种性能测试、定值整定、故障报告及故障录波数据的提取、进行各种性能测试、定值整定、故障报告及故障录波数据的提取、保存和分析、故障再现以及装置的故障诊断。保存和分析、故障再现以及装置的故障诊断。二、二、RS485串行通信接口串行通信接口与非本系列的智能设备进行通信。与非本系列的智能设备进行通信。本装置在内部设置的本装置在内部设置的CAN网络通信接口，作为装置内部数据交流网络通信接口，作为装置内部数据交流的通道，彻底消除整个系统通信的的通道，彻底消除整个系统通信的“瓶颈瓶颈”。装置对外

19、通信接口装置对外通信接口装置内部通信网络接口：装置内部通信网络接口：三、三、CAN网络通信接口网络通信接口本装置对外设置两路独立的本装置对外设置两路独立的CAN网络通信接口，互为备用，可实网络通信接口，互为备用，可实现两个接口间的自动切换。通过该网络接口与本系列其它保护智现两个接口间的自动切换。通过该网络接口与本系列其它保护智能设备可组成变电所内局域网，实现变电所综合自动化功能或打能设备可组成变电所内局域网，实现变电所综合自动化功能或打印机共享。印机共享。 2002年10月18日四、以太网接口四、以太网接口通过该网络接口与本系列其它保护智能设备可组成变电所内局域通过该网络接口与本系列其它保护智

20、能设备可组成变电所内局域网，构成变电所各种数据信息的快速相应系统，实现变电所综合网，构成变电所各种数据信息的快速相应系统，实现变电所综合自动化功能或打印机共享。自动化功能或打印机共享。 网络接口可选用网络接口可选用CAN双网或以太网接口，通信介质可选用屏蔽双双网或以太网接口，通信介质可选用屏蔽双绞线或光缆。绞线或光缆。2002年10月18日A/D转换(16位)Flash(1MB闪存)RAM(1MB)E2PRAM(定值)CPU(32位)Watchdog软件调试接口FPGA隔离开入回路网络控制器隔离32位微处理器软件调试、下载软件、硬件自检保护开出逻辑装置内部网络通信数据、地址总线8套保护定值数据

21、处理缓 冲保护及管理 软 件16位模/数转换信号、位置采集2002年10月18日完成本装置的各种保护功能、数据处理、数据通信、软件及硬件完成本装置的各种保护功能、数据处理、数据通信、软件及硬件自检、跳闸操作、合闸操作、各种位置、信号信息的采集和信号自检、跳闸操作、合闸操作、各种位置、信号信息的采集和信号的开出等功能。的开出等功能。一、一、CPU模块模块以高性能的微处理器以高性能的微处理器Motorola 32位位CPU为核心，辅以大容量的为核心，辅以大容量的Flash Memory(1MB)、RAM(1MB)等存储单元，基于实时多任务等存储单元，基于实时多任务操作平台的编程技术，使得该保护装置

22、具有极强的数据处理和数操作平台的编程技术，使得该保护装置具有极强的数据处理和数据实时响应能力。据实时响应能力。二、二、A/D模模/数转换模块数转换模块数据采集系统采用数据采集系统采用16位的位的A/D 转换芯片，采样精度高，采样回路无转换芯片，采样精度高，采样回路无可调节元件，具有较高的可靠性和精度。可调节元件，具有较高的可靠性和精度。功能功能构成模块构成模块2002年10月18日三、三、FPGA模块模块采用超大规模的可编程逻辑采用超大规模的可编程逻辑(FPGA)芯片，通过可靠的逻辑编程，芯片，通过可靠的逻辑编程，实现整个保护装置的跳闸、合闸、各种信号等开出的逻辑编程。实现整个保护装置的跳闸、

23、合闸、各种信号等开出的逻辑编程。四、开入模块四、开入模块采集开入插件输出的开入信号。采集开入插件输出的开入信号。五、开出模块五、开出模块将将FPGA模块输出的开出信号模块输出的开出信号(OUT)，经电气隔离后输出，经电气隔离后输出(DO)到信到信号插件、开出插件及保护出口插件。号插件、开出插件及保护出口插件。六、通信模块六、通信模块(网络控制器网络控制器)以以CAN BUS网络控制器为核心的通信模块，完成保护网络控制器为核心的通信模块，完成保护CPU模块与模块与人机对话人机对话(MMI)模块之间的数据通信，彻底消除整个系统通信的模块之间的数据通信，彻底消除整个系统通信的“瓶颈瓶颈”。2002年

24、10月18日定值存储模块定值存储模块以以E2PROM为核心器件的定值存储模块，存放八套保护定值，在为核心器件的定值存储模块，存放八套保护定值，在装置电源消失的情况下，保证定值不会丢失或被改变。装置电源消失的情况下，保证定值不会丢失或被改变。2002年10月18日信号灯Flash(1MB闪存)RAM(1MB)E2PRAM(定值)CPU(32位)Watchdog软件调试接口键盘网络控制器隔离32位微处理器软 件调试、下载软件、硬件自 检数据、地址总线数据处理缓 冲监控及通信软件信号灯光指示Flash(1MB闪存)数据存储汉化液晶显示器RS-232C接口实时时钟2002年10月18日功能功能完成本装

25、置的各种数据输入、数据显示、数据处理、数据存储、数完成本装置的各种数据输入、数据显示、数据处理、数据存储、数据通信、软件及硬件自检、等功能。据通信、软件及硬件自检、等功能。一、一、CPU模块模块以高性能的微处理器以高性能的微处理器Motorola 32位位CPU为核心，辅以大容量的为核心，辅以大容量的Flash Memory(2MB)、RAM(1MB)等存储单元，基于实时多任务等存储单元，基于实时多任务操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储和数据实时响应能力。和数据实时响应能力。构成模块构成模块二、数据存储二、数据存

26、储设置一片设置一片Flash Memory(1MB)作为数据保存单元，基于实时多任务作为数据保存单元，基于实时多任务操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储和数据实时响应能力。和数据实时响应能力。设置一片设置一片E2PRAM芯片，保存由键盘或通信接口输入的保护定值。芯片，保存由键盘或通信接口输入的保护定值。2002年10月18日三、通信模块三、通信模块设置三路网络通信控制单元，其中两路为设置三路网络通信控制单元，其中两路为CAN BUS通信控制单通信控制单元，另一路为以太网通信控制单元。元，另一路为以太网通信控制单元。CAN BUS通信控制单元通信控制单元一路实现人机对话模件与保护一路实现人机对话模件与保护CPU模件的数据通信，提高装置整模件的数据通信，提高装置整体的实时数据相应能力；另一路作为装置外部的网络通信接口，实体的实时数据相