PCS-222C智能操作箱说明书

1、）南瑞继保kNARI-RE1AYSPCS-222C智能操作箱技术和使用说明书南京南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。更多产品信息，请访问互联网：1 概述11.1 应用范围11.2 功能配置11.3 装置特点12 技术参数32.1 机械及环境参数32.2 额定电气参数32.3 主要技术指标33 装置构成53.1 装置硬件结构53.2 面板布置图53.3 背板布置图63.4 输入输出端子定义63.5 各插件简要说明63.6 机械结构与安装124 使用说明134.1 指示灯说明134.2 报警说明134.3 安装注意事项131概述

2、1.1 应用范围PCS-222C智能操作箱是用于110kV及以下电压等级数字化变电站一次开关设备操作的智能终端。它支持实时GOOSE通信，通过与保护和测控等装置相配合能够实现对断路器、刀闸的分合操作，同时能够就地采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信号。装置经过严格的高低温和电磁兼容试验，可以在户外运行。专门为装置户外运行而设计的屏柜，其防湿热、防尘、防水、防辐射等各项技术指标都能满足户外安装的要求。1.2 功能配置装置能够把保护和测控装置通过GOOSE网下发的分、合闸命令转换成硬接点，通过自带的操作回路插件可实现断路器的操作，同时能够就地采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信息并通过GOOSE网

3、络上送给保护和测控装置。装置的主要功能如下：1) 断路器跳合闸装置具有一组TJQ跳闸出口、TJR跳闸出口以及重合闸出口，其中TJQ是不闭锁重合闸的跳闸出口，TJR是闭锁重合闸的跳闸出口。装置接收保护发来的各种GOOSE命令，包括TJQ跳闸、TJR跳闸和重合闸命令，然后驱动相应的出口继电器动作，把GOOSE命令转换成硬接点输出。PCS-222C带有一块操作回路插件，具有跳、合闸自保持回路，能够直接动作于断路器。2) 遥控输出装置具有33路开出，除了断路器跳、合闸出口外，还具有4把隔刀、4把地刀的遥控分、合及闭锁控制共24付出口接点，另外还有1付冗余出口。装置接收测控发来的各种GOOSE命令，包括

4、断路器分合闸、隔刀和地刀的分合闸及闭锁控制命令，然后驱动相应的出口继电器动作，把GOOSE命令转换成硬接点输出。3) 遥信输入装置具有36路开入，能够就地采集断路器位置、刀闸位置、断路器和主变本体信号等开关量，并通过GOOSE网上送给相应的保护和测控装置。1.3装置特点1) PCS-222C?能操作箱是新一代全面支持数字化变电站的智能终端。装置采用南瑞继保最新研制的UAPCF台，支持实时GOOSE讯。2) UAPCF台按照具有长达10-15年的生命周期设计，装置插件根据需要可以在保持与平台兼容的情况下平滑升级，从而为用户的设备投资提供了长期稳定的保障。3)装置采用了高性能DSP内部高速总线、智

5、能I/O,硬件和软件均采用模块化设计，灵活可配置，具有插件、软件模块通用，易于扩展、易于维护的特点，将为用户带来备品备件种类少替换方便的优点。4)能够接收保护跳合闸、测控的手合、手分及闸刀、地刀控制的GOOS命令，输出相应动作接点；能够采集并上送断路器、闸刀及地刀位置、断路器本体信号等。5)出口动作速度快，从收到GOOSE文到出口继电器动作8m6并且基本不受GOOSE络风暴的影响。6)出口继电器经启动DSP闭锁，可以有效保证装置动作的可靠性。7)装置采用全密封、高阻抗、小功耗的进口继电器，减少装置的功耗和发热，以提高装置的安全性。8)具有灵活的通讯方式，配有2个独立的GOOSE口和1个RS-2

6、32调试口。支持新一代变电站通讯标准IEC61850。9) 支持光纤IRIG-B码对时，可记录本地最新256次动作报告。10) 具有环境温度和湿度的测量功能。11) 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，抗干扰能力大大提高，达到了电磁兼容各项标准的最高等级。12) 装置经过了严酷的高低温试验，可以在户外恶劣的环境中运行，为装置专门设计的户外柜柜，其防湿热、防水、防尘、防辐射等各项技术指标都能满足户外安装的要求。2技术参数2.1 机械及环境参数机箱结构尺寸：482mrK177mme291mm嵌入式安装正常工作温度：-2570c极限工作温度：-4085c贮存及运输：-2570c2.2 额定

7、电气参数直流电源：220V，110V允许偏差:+15，-20直流功耗：正常时<35W跳闸时<50W2.3 主要技术指标2.3.1 出口时间从收到GOOSE文到出口继电器动作的时间<8ms2.3.2 电磁兼容电压渐变抗扰度：IEC61000-4-29+20%-20%电压暂降和短时中断抗扰度：IEC61000-4-2950%0.2s100%0.05s浪涌(冲击)抗扰度：IEC61000-4-5(GB/T17626.5)4级电快速瞬变脉冲群抗扰度：IEC61000-4-4(GB/T17626.4)4级振荡波抗扰度：IEC61000-4-12(GB/T17626.12)3级静电放电抗

8、扰度：IEC61000-4-2(GB/T17626.2)4级工频磁场抗扰度：IEC61000-4-8(GB/T17626.8)5级脉冲磁场抗扰度：IEC61000-4-9(GB/T17626.9)5级阻尼振荡磁场抗扰度：IEC61000-4-10(GB/T17626.10)5级射频电磁辐射抗扰度：IEC61000-4-3(GB/T17626.3)3级无线电干扰水平：在160kV下无线电干扰电压小于2500uV2.3.3 绝缘试验绝缘试验：满足GB/T14598.3-936.0的规定；冲击电压试验：满足GB/T14598.3-938.0的规定。2.3.4 输出接点容量跳闸保持继电器接点容量：允许

9、长期通过电流8A切断电流0.3A(DC220V,L/R40ms),不带电流保持其它出口继电器接点容量：允许长期通过电流5A切断电流0.2A（DC220V，L/R40ms）2.3.5 遥信输入遥信输入为110V/220V,无源接点输入，经光耦隔离。2.3.6 通信接口IEC61850 的2个独立的光纤GOOSE接口，支持基于新一代变电站通讯标准实时GOOSE通信，SC或ST型接头可选。一个用于调试的RS-232接口（前面板）。2.3.7对时接口1个光纤IRIG-B时间码输入接口，常有光工作方式，ST型接头3装置构成3.1 装置硬件结构PCS-222C智能操作箱采用4U标准机箱，由电源插件、DSP

10、插件、智能开入插件、智能开出插件和操作回路插件组成。DSP插件负责GOOSE通信和装置运行管理；智能开入插件能够采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信息，然后通过DSP插件发送给保护和测控装置；智能开出插件能根据保护和测控装置通过GOOSE网送来的分、合闸命令驱动相应的出口继电器动作，并且出口继电器经DSP启动控制，保证其动作的可靠性；智能开出插件的跳、合闸出口接点连接至操作回路插件，由操作回路插件完成跳、合闸电流自保持功能，从而动作于断路器。装置通用硬件框图如图3.1所示。图3.1装置通用硬件框图3.2 面板布置图图3.2是装置的正面面板布置图口运行在断路器分位PCS-222心报警口断路器合位

11、能熊操作精心检 修自隔刀1合位口 GOOS鼻常白隔刀2合位配配置错误口隔刀3合位Q保护跳闸Q隔刀4合位0重合闸口地刀1合位遥遥控分闸白地刀2合位白遥控合闸0地刀3合位已备用白地刀4合位0oO图3.2面板布置图3.3 目板布置图图3.3是通用的装置背面面板布置图图3.3通用的装置背板布置图3.4 输入输出端子定义图3.4.1为通用装置端子定义图。B01B02B03B04B05B06B07B08B09B1U-B11B12B13-B15B00备用NR1126B备用NR1504ANR1504A备用NR1521ANR1521ANR1521A备用NR1531解柞回路备用NR1301A©光耦电遮监

12、视01耦耦电遮监视01IJQ+01prajj2js-a-+01地刀4逼亓+01COM02电源+01公共检修102迎jJI-JJ'IL-02-1TJQ-05m/J2应口-0地刀4建刀-02COM04COM03复归03WTW03IJQ+03陶力3避分+03地/J4遇甘+03KKJ04血J2/M04IJQ-04隔力3逼力1-04地）J4逼甘-04COM06COM05IWJ05曲刀2-,位05|JR+05隔刀3座口+05PMJJ1以顿+050807COM101HWJ06即JJ39T位06IJR-06隔力3®旨-06隔刀1肤领-06备用07即JJ3旨位07IJR+07隔刀4建刀+070

13、7气压低10电源-09操作回路BSJ102080808m/J4坦-"08-praJ2秋期-08手合12合闸线圈11BJJ103跳出他09阻力4分k09宣廿闸+09照刀4连廿+09隔刀3肤领+09合在低,10期力4廿k10里合闸-10照刀4连廿-10除刀3取以-10手跳14跳位监视-13COM204断器黝也11升入2711重合忡J，+11地R1送分+11陶刀4联锁+,11输入16合位监视-15BSJ205断照命廿仅12开入2812宣宣同-12地刀1连”-12除刀4取以-12丽FW13开人2913断塔箫博”+13通刀1逐谷+13地41取坝+13重合闸18跳闸线圈17BJJ206嗝刀1台位

14、14开人3014断路器遥分-14通刀1遂百-14地刀1减锁-14IWJ-120KKJ19跳位合位24V+071515断阻希里,口+15地刀2连处+15地42取坝+15HWJ-222HWJ-12124V-08怕以2分仅16开入3116断塔箫博台-16地42送分-16地42取坝-16隔刀2合位17开入3217隔刀1遥分+17地刀2遥合+17地刀3联锁+17IWJ-224IWJ-32309悯刀3分仅18开入3318除刀1连3-18地刀2连廿-18WJ3取蝴-18HWJ26IYJ25中央信号DC+10相以3合仅19开入3419隔刀1遥合+19地刀3遥分+19地刀4联锁+19隔刀4分位20开入3520隔

15、刀1遥合-20地刀3遥分-20地4联领-20IWJ28HYJ27DC-11隔刀4合位21开人3621隔刀2遥分+21地刀3遥合+2121跳压低入30合压低入29操作回路大地12COM-22COM-22隔刀2逼分-22地刀3遥合-2222图3.4.1通用装置端子定义图3.5 各插件简要说明本装置基于本公司最新的软硬件平台而研制，新平台的主要特点是：高可靠性、高抗干扰能力、智能化、网络化。3.5.1 电源插件（NR130D电源插件具有很宽的输入范围，为88VDC-264VDC两级高频DC/DC变换，采用BOOST+FORW确，提高电源的稳定性。输出采用同步整流，提高效率，两级总效率81%具有优良的

16、抗干扰性能。电源插件的端子布置如图3.5.1所示,电源插件的001-003端子为装置输出的闭锁和报警空接点，001端子为公共端，闭锁为常闭接点，报警为常开接点。电源插件的004-006端子为另外一组闭锁和报警空接点。电源插件的007、008端子为24V电源输出端子。电源插件的010、011端子为电源输入端子，其中010为DC+011为DC-。输入电源的额定电压为220V和110V自适应，其它电压等级需要特别订货，投运时请检查所提供电源插件的额定输入电压是否与控制电源电压相同。电源插件提供012端子和接地柱用于装置接地。应将012端子接至接地柱然后通过专用接地线接至屏柜的接地铜排。良好接地是装置

17、抗电磁干扰最重要的措施，因此装置投入使用前一定要确保装置良好接地。ablrJIpldrdbFIbl口口PI| 接地铜排图3.5.1电源插件接线端子图3.5.2 GOOSE插件（NR1126DSP插件也即装置的GOOSEI件，由高性能嵌入式DSP处理器、现场可编程门阵列（FPGA、以太网控制器及其他外设组成。主要实现装置管理、跳合闸逻辑、GOOSE讯、事件记录等功能。DSPS件通过CAN总线与装置内其他插件实现数据交换，通过RS-232总线实现显示和调试数据通信。此插件设计有两组光纤以太网接口，可以实现双网的实时GOOSE!信，负责与保护和测控装置进行数据交换，一方面接收保护和测控装置的GOOS

18、E作命令并进行解析处理，另一方面将开入插件采集到的一次设备状态量信号通过GOOSE报文传送给保护测控装置。如图3.5.2所示，最上方的6个LED指示灯用于显示GOOSE信状态。指示灯下方是两组光纤GOOSE络接口，“TX'是发送端，“RX'是接收端，接头型号可选SC或ST型。GOOSE口下方有一个开口，开口内侧有一个温湿度传感器，能够测量环境温度和湿度。最下方是一个光纤IRIG-B对时接口，采用常有光工作方式，ST型接头。工3拼件TXRX磅TX©RX(DRX图3.5.2GOOSE插件图3.5.3 智能开入插件1(NR1504装置有两块智能开入插件，用于采集包括断路器位

19、置、刀闸位置以及断路器本体信号(含重合闸压力低)在内的一次设备的状态量信号，然后通过内部CAN总线送给DSP插件。通过智能开入插件，可以把间隔内所有的开关量信号进行就地集中采集，然后通过GOOSE网上送给保护和测控装置，这样能够省去大量长距离的电缆。每块插件可提供18路开入，工作电压均为直流110V/220V,由于采用了A/D采样的方式来检测开入电压，因此当开入电压额定工作电压的60%时，开入保证为0,当开入电压额定工作电压的70%时，开入保证为1。4号插件是智能开入插件1,其端子定义如图3.5.3。光耦电源为装置电源，用作正常运行开关量的供电电源，具正端接外部无源开入接点的一端，同时电源正需

20、直接接入本板401端子以便让装置监视其是否正常，电源负应与422端子直接相连。401端子定义为光耦电源监视开入，状态为“1”，表示装置光耦电源正常，状态为“0”，表示装置光耦电源异常。402端子是投检修输入，一般在屏上装设“投检修态”压板，在装置检修时，将该压板投上，在此期间进行试验的动作报告带有检修标志；运行时应将该压板退出。智能操作箱的检修开入同时具有一个很重要的作用，在检修时可以根据需要禁止或允许出口动作，说明如下：(1)正常运行时，保护和智能操作箱的检修压板都不投，双方的检修状态相同，此时智能操作箱的出口是允许的；(2)当单独检修保护或智能操作箱时，双方的检修状态是不同的，此时智能操作

21、箱的出口是禁止的，以免导致一次设备误动；(3)当保护和智能操作箱一起做传动试验时，双方的检修压板均投入，此时双方的检修状态相同，智能操作箱的出口也是允许的。总之，只有在保护和智能操作箱的检修状态相同时，智能操作箱的出口才允许动作。NR1501A引401402403404140540640740840941041141241341441541641741841942042142200)010110V/220V装置电源+011110V/220V装置电源422110V/220V升入电源401光耦电源监视402检修403复归404KKJ405TWJ406HWJ407备用408409跳压低410合压低4

22、11断路器分位412断路器含位413隔刀1分位414隔刀1合位415416隔刀2分位417隔刀2合位418隔刀3分位419隔刀3台位420隔刀4分位421隔刀4台位图3.5.3智能开入插件1背板端子及外部接线图403端子是信号复归输入，用于复归装置面板的跳、合闸LED指示灯，一般在屏上装设信号复归按钮。404端子是KKJ输入，取自于操作回路插件输出的合后KK位置信号，送给保护装置。405和406端子是跳位和合位监视输入，分别取自于操作回路插件输出的TWJ和HWJ信号，送给保护装置。409和410端子是跳闸压力低和合闸压力低输入，分别取自于操作回路插件输出的TYJ和HYJ信号，送给保护装置。41

23、1和412端子是取自断路器辅助触点的分位和合位监视输入，送给测控装置作事件记录。413414端子分别是取自第1把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。416417端子分别是取自第2把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。418419端子分别是取自第3把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。420421端子分别是取自第4把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。3.5.4 智能开入插件2(NR15045号插件是智能开入插件2,也是直流110V/220V强电开入，其接线方法同4号插件。如图3.4.1所示，

24、该插彳用于采集3把接地刀闸的位置状态，另外还提供了12路冗余开入，可以采集断路器或主变本体的其它信号。3.5.5 智能开出插件（NR1521）79号插件是智能开出插件，提供33路无源空接点开出。它们通过内部CAN总线接收DSP雨件送来的动作命令，然后驱动相应的出口继电器动作，并且出口继电器的正电源经DS引动闭锁。如图3.4.1所示，输出信号包括：端子701-702、703-704是不闭锁重合闸的保护三跳：TJQ1、TJQ2；端子705-706、707-708是闭锁重合闸但启动失灵的保护三跳：TJR1、TJR2；端子709-710、711-712是保护重合闸：重合闸1、重合闸2；以上每种类型的断

25、路器跳、合闸出口均给出了完全相同的两付接点，它们在装置内部是由同一个信号驱动的，其中一付接点接至操作回路插件以驱动相应的跳、合闸回路，另一付接点可引至本装置的开入端，用作返校接点，即把它当作开入量采集，并通过GOOSE送给测控装置和后台，以便运行人员检查智能操作箱的出口是否正确动作。余下的端子均为遥控输出接点，包括断路器的遥控分、合闸，以及4把隔离刀闸、3把接地刀闸的遥控分、合和闭锁出口接点，另外还有4付冗余出口。3.5.6 操作回路插件（NR1531）12号插件是断路器操作回路插件，具有跳合闸电流自保持功能，跳合位监视功能，跳合闸压力闭锁功能，以及防跳功能。装置开入部分直接由操作回路引入合后

26、位置KK、跳合闸位置、合闸压力HYJ和跳闸压力TYJ。图中KKJ为磁保持继电器，合闸时该继电器动作并磁保持，仅手跳该继电器才复归，保护动作或开关偷跳该继电器不复归，因此其输出接点为合后KK位置接点。用本装置的操作回路，就不需要从KK把手取合后KK位置。也适应了无控制屏的无人值守变电站的要求。断路器操作回路中跳合闸直流电流保持回路，可根据现场断路器跳合闸电流大小选择相应的并联电阻（RI',R2',跳合电流小于等于4A时可不并）。NR1531操作回路插件原理及输出接点如图3.5.6所示：D01匚1rnD09T"：D10D1一!S8-iie手令D OD1D1二 4iciD1

27、S3 一-_一HRR1TBJD11-4-TI： !. .!；TjJDid 口3T-KI-HWJ：D02KKJTWJ-1D03HWJ-2-TWJ-20D04D06HWJ-10rTWJ-30>*TUii& di? ”'D1R2'5CZFJQ1 _1-D3：.0D1 ;0-D2哈同F.;二；9D1D20D2D24D21D23D05D2R5,R6片斌4J)rURL3NX哈 -W-Tv .PTYJ -HYJTwJ-4HWJ-3,匚七，/，-CD-. D2D2二 D2出844手跳图3.5.6NR1531插件原理及接点输出图3.5.7显示面板LED板为一块相对独立的板卡，由LED指示灯和ARM