第 1 章 產(chǎn)品概述
1.應(yīng)用范圍
光伏電站工程一般按“少人值守”的運(yùn)行管理方式設(shè)計(jì)，整個光伏電場的集控室設(shè)置在升壓站側(cè)。光伏電場的分布比較分散，距離中控室近的有幾十米或幾百米，遠(yuǎn)的可達(dá)幾十公里，而每個之間的距離也有500米到1000米。
由于上述原因，一直以來升壓站綜自系統(tǒng)都無法實(shí)現(xiàn)對箱變的監(jiān)視和控制，使箱變系統(tǒng)成為光伏電場的信息孤島和監(jiān)控盲區(qū)。作為光伏發(fā)電的一個變電環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對光伏箱變的遠(yuǎn)程管理和自動化監(jiān)控，滿足光伏電站工程“少人值守”的運(yùn)行管理方式，已經(jīng)勢在必行。
為此，我公司專門設(shè)計(jì)開發(fā)了一套ZL-XBJK系列箱變智能監(jiān)控裝置，可以很好地實(shí)現(xiàn)光伏箱變?nèi)啃畔⒌谋O(jiān)測、非電量保護(hù)、控制和通訊功能。
2. 產(chǎn)品特點(diǎn)
Ø產(chǎn)品是專門針對光伏廠箱變測量、控制和通訊的實(shí)際需要設(shè)計(jì),是箱變監(jiān)控的完整解決方案。
Ø裝置采用工業(yè)級器件，可適用于光伏場-40℃～70℃的寬溫工作環(huán)境。
Ø硬件平臺統(tǒng)一，模塊化設(shè)計(jì)，內(nèi)部無可調(diào)元件，使裝置現(xiàn)場安裝調(diào)試更加方便。
Ø采用高性能DSP處理器和大容量的FLASHRAM存貯器，使裝置具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和存取能力。
Ø豐富多樣的通訊接口（雙RS485/CAN、雙以太網(wǎng)、雙光纖通訊接口），使可方便地接入現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。
Ø裝置顯示及操作由專門的巡檢儀，通過無線/有線兩種方式與巡檢儀通訊。
Ø裝置結(jié)構(gòu)按箱變開關(guān)柜要求設(shè)計(jì)，尺寸較小，安裝方式簡單，配線方便。
第 2 章 技術(shù)指標(biāo)
1、環(huán)境條件
| 工作環(huán)境 | 應(yīng)安裝在無爆炸危險(xiǎn)和無導(dǎo)電塵埃、無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的地方。 |
| 工作環(huán)境溫度 | -40℃～+70℃ |
| 儲存環(huán)境溫度 | -40℃～+85℃，相對濕度不大于85%，宜儲存于防雨、防雪的室內(nèi)，周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體。 |
| 相對濕度 | 在較高溫度為+75℃時相對濕度不超過50％；在較低溫度下可以有較高的相對濕度，例如20℃時達(dá)90%，因溫度變化偶爾產(chǎn)生的凝露，應(yīng)采取特殊措施。 |
| 大氣壓力 | 80kPa～110kPa |
2、絕緣性能
| 絕緣電阻檢驗(yàn) | 100MΩ/500V |
| 介質(zhì)強(qiáng)度檢驗(yàn) | 0.5 kV（額定絕緣電壓≤63V 時） 2.0kV（額定絕緣電壓＞63 V 時）； 50Hz，1min |
| 沖擊電壓檢驗(yàn) | 1.0 kV（額定絕緣電壓≤63V 時）， 5.0kV（額定絕緣電壓＞63 V 時）。 |
3、電磁兼容（EMC）性能
| 靜電放電抗擾度檢驗(yàn)： GB/T 14598.14-1998（IEC 60255-22-2：1996） | 4級 |
| 震蕩波抗擾度檢驗(yàn)：GB/T 14598.13-2008（IEC 60255-22-1：2007） | 3級 |
| 射頻電磁場輻射抗擾度檢驗(yàn)： GB/T 14598.9-2002（IEC 60255-22-3：2000） | 4級 |
| 電快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗(yàn)： GB/T 14598.10-2007（IEC 60255-22-4：2002） | 4級 |
| 浪涌抗擾度檢驗(yàn)（1.2/50μs）： GB/T 14598.18-2007（IEC 60255-22-5：2002） | 4級 |
| 工頻抗擾度檢驗(yàn)：GB/T 15153.1998（IEC 60255-22-7：2003） | 3級 |
4、額定參數(shù)
| 額定工作電壓 | AC/DC220V | 測量交流輸入電壓 | AC690V 或AC400V |
| 額定功耗 | 不大于20W | 測量交流頻率 | 50Hz 或60Hz |
| 開關(guān)量輸入 | AC/DC220V 外部有源接點(diǎn) | 污染等級 | 3 級 |
| 控制繼電器輸出 | 交流220V 回路：AC250V，8A 交流380V 回路：AC380V，1.9A 直流回路：DC250V，1.5A | 安裝類別 | Ⅲ級 |
| 測量交流輸入電流 | 5A/1A |
5、測量精度
| 項(xiàng)目 | 范圍 | 精度 | 項(xiàng)目 | 范圍 | 精度 |
| 電流 | 10%～120%Ie | 0.5級 | 功率因數(shù) | 0～1 | ±1% |
| 電壓 | 50%～150%Ue | 0.5級 | 功率 | 0～7200W | ±1% |
| 頻率 | 45Hz～65Hz | ±0.02Hz | 模擬量 | 4～20mA | 1級 |
| 熱電阻 | 200～15000Ω | 2級 |
第 3 章 產(chǎn)品功能
1、裝置功能表
ZL-XBJK裝置分別對箱變低壓側(cè)2分支實(shí)現(xiàn)以下功能的監(jiān)控：
| 功能分類 | 裝置功能 |
| 測量功能 | 三相電壓、三相電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功功率電度、無功功率電度、零序電流、零序電壓,溫度 |
| 電氣量保護(hù)功能 | 過流保護(hù)、過負(fù)荷、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、低頻、PT斷線及閉鎖 高溫保護(hù)、直流保護(hù)。 |
| 非電量保護(hù)功能 | 跳閘：重瓦斯、高溫報(bào)警：輕瓦斯、高溫、變壓器油位低、壓力釋放 |
| 控制功能 | 6路開出：35KV開關(guān)分合閘；低壓側(cè)2路分支開關(guān)分合閘 |
| 通訊功能 | 2路RS485或2路以太網(wǎng)或2路光纖接口 |
| 直流模擬量輸入 | 2路4～20mA直流 1路PT100熱電阻 |
| 開關(guān)量輸入 | 16路(外部提供DC220/110/48/24V或AC220/110V電源或無源輸入均可) |
| 事件記錄 | 100條 |
2．測量功能
裝置具有12路交流量輸入，分別為低壓側(cè)2路分支的三路測量電流輸入，三路電壓輸入。電壓輸入方式可以通過整定值進(jìn)行整定，可選擇的方式有三相四線星形（三個相電壓）、三相三角形（三個線電壓）。
裝置顯示單元可顯示出采集到各路交流量的實(shí)時值及相位，電壓及測量電流的幅值以一次值顯示,相位則均以UA為基準(zhǔn)向量顯示。
裝置根據(jù)所監(jiān)測的電流電壓情況計(jì)算得到系統(tǒng)的功率因數(shù)。
裝置計(jì)算得到有功、無功功率，其顯示值折算到一次側(cè)。
裝置根據(jù)計(jì)算得到的有功、無功功率進(jìn)行累計(jì)得到的電能統(tǒng)計(jì)。
裝置根據(jù)A相電壓得到系統(tǒng)的頻率。
其中各相角均以UA為參考，裝置的相角測量未作精度要求，但能顯示各輸入量的相位關(guān)系，可直觀的反映現(xiàn)場的接線是否出錯。
裝置可實(shí)時測量各種電氣量并在顯示單元進(jìn)行顯示，亦可通過通信口隨時將當(dāng)?shù)販y量參數(shù)內(nèi)容上傳后臺機(jī)。
積分電能參數(shù)是一個累計(jì)值，基本的電能參數(shù)包括：
● 有功電能（KWH）
● 無功電能（KVARH）
電能讀數(shù)是真有效值，所有的電能參數(shù)表示三相的總和。電能讀數(shù)的分辨率為0.01度，較大范圍為199999999.9度。超出較大值，積分電能自動歸零后繼續(xù)累加。所有電能參數(shù)均為其電能總量(表示三相電能輸入和輸出的總量)。
編程模式下，可將積分電能累加器清零、置數(shù)。
提供3路DC4～20mA或熱電阻模擬量輸入，用于采集溫度變送器等傳送過來的信號。
3．開關(guān)量輸入
裝置能夠低壓側(cè)2支路分別采集16路開關(guān)量輸入。開入回路中均可設(shè)置為無源方式或有源方式（訂貨時注明）。
無源方式：裝置將輸出一路DC24V電壓作為開關(guān)量采集的電源。只需要將公共端與相應(yīng)的開入端子接通（電阻小于100Ω）即可采集到該開關(guān)量。
有源方式：開關(guān)量采集的工作電壓由外部提供，工作電壓可以選擇為DC220V、DC24V、AC220V等（特殊電壓可由用戶特別提出）。此時公共端接負(fù)（或零線），相應(yīng)的開入端子接正（或火線）。
裝置的開關(guān)量采集電路采取了嚴(yán)格的防雷、防瞬變電磁干擾措施，保證了遙信采集的高可靠性。開入中兩路（B1、B2）已經(jīng)定義為低壓側(cè)開關(guān)的合位信號輸入，另外14路用戶可以自行定義。儀表的面板可以查看到各路開入的實(shí)時狀態(tài)。
開入的變位可以由儀表記錄下來，在儀表菜單中事件記錄一欄可以查看到變位時的狀態(tài)、時間。事件記錄中的時間分辨率為1ms。
4．開關(guān)量輸出
控制器低壓側(cè)2支路各有6個獨(dú)立的繼電器輸出，采用干接點(diǎn)形式輸出。繼電器的輸出方式（電平和脈沖/脈寬可設(shè)置）可編程設(shè)置,繼電器的用途可根據(jù)用戶需要編程設(shè)置。
5．通信接口
控制器能夠低壓側(cè)各提供兩個通訊接口。兩個通信口均可選配為RS485、以太網(wǎng)或光纖接口以太網(wǎng)。兩個通信口相互獨(dú)立，可以與兩個獨(dú)立的通信管理機(jī)（后臺）同時通信，實(shí)現(xiàn)完整的雙網(wǎng)通信。
通過通訊電纜將通信口與一臺PC機(jī)連接，通過在PC機(jī)上運(yùn)行的調(diào)試軟件，用戶可以完全監(jiān)視儀表的運(yùn)行狀況及各種實(shí)時數(shù)據(jù)，也可以修改儀表的各種參數(shù)或控制繼電器的輸出，甚至可以獲得儀表的一些高級應(yīng)用功能。多臺儀表可以通過通訊接口掛接在同一總線上（具體數(shù)量由現(xiàn)場環(huán)境、通訊速率等因數(shù)決定）與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接。
裝置顯示菜單中通訊地址、通訊波特率可編程設(shè)置。
6．保護(hù)功能
本產(chǎn)品可以對箱變低壓側(cè)2支路實(shí)現(xiàn)以下保護(hù)功能，所有的保護(hù)功能均按照簡單的過量/欠量原理工作。各種保護(hù)可以通過軟壓板整定為跳閘、報(bào)警或退出，其保護(hù)啟動的出口可以任意整定。
6.1 過流保護(hù)、過負(fù)荷動作邏輯框圖如下：（各軟壓板均投入）
6.2 過電壓保護(hù)
為避免在發(fā)生單相接地故障時單相電壓升高，引起過壓保護(hù)誤動，裝置過壓保護(hù)電壓取母線線電壓。其保護(hù)邏輯圖如下（各軟壓板均投入）
6.3 欠壓保護(hù)
欠壓保護(hù)電壓取母線線電壓，可根據(jù)整定選擇任意線電壓低于欠壓定值（或邏輯）或三個線電壓全低于欠壓定值（與邏輯）。
欠壓保護(hù)可根據(jù)設(shè)定選擇是否需要有流閉鎖、PT斷線閉鎖。
欠壓保護(hù)電壓取母線線電壓，其保護(hù)邏輯圖如下：（各軟壓板均投入）
圖3-3 欠壓保護(hù)邏輯圖
欠壓保護(hù)可根據(jù)設(shè)定選擇是否需要有流閉鎖。
6.4 低頻率保護(hù)邏輯圖如下（各軟壓板均投入）
圖4-4 低頻率保護(hù)邏輯圖
6.5 PT斷線及斷線閉鎖
PT斷線、PT失壓在采用不同的PT接線方式時判據(jù)分別為：
A、裝置PT接線方式設(shè)定為四線星型（Y型）時判據(jù)
① PT失壓檢測的判據(jù)如下：
三相電壓均小于10V，三相電流小于0.06In，斷路器處于合位，判為三相PT無壓，裝置報(bào)“PT無壓”事件。
② PT斷線檢測的判據(jù)如下：
在下面三個條件之一得到滿足時，裝置報(bào)“PT斷線”事件。
1）三相電壓均小于10V，任一相電流大于0.06In，斷路器處于合位，判為PT斷線；
2）三相電壓向量和大于18V，較小線電壓小于18V，判為PT斷線；
3）三相電壓向量和大于18V，較大線電壓與較小線電壓的差值大于18V，判為PT斷線。
B、裝置設(shè)定PT接線方式為三線三角型（V型）時判據(jù)
① PT失壓檢測的判據(jù)如下：
三線電壓均小于10V，三相電流小于0.06In，斷路器處于合位，判為三相PT無壓，裝置報(bào)“PT無壓”事件
② PT斷線檢測的判據(jù)如下：
在下面二個條件之一得到滿足時，裝置報(bào)“PT斷線”事件。
1）三線電壓均小于10V，任一相電流大于0.06In，斷路器處于合位，判為PT斷線；
2）線電壓較大值減其余兩線電壓和的差值小于20V且線電壓較大值大于80V，判為PT斷線；
PT斷線保護(hù)、PT無壓均動作于發(fā)信，兩保護(hù)出口可獨(dú)立任意整定（通信方式）。
③ PT斷線閉鎖
裝置在檢測到PT斷線后，根據(jù)PT斷線閉鎖的設(shè)置方式來判定是否閉鎖有關(guān)電壓保護(hù)。
PT斷線解除后，閉鎖保護(hù)亦相應(yīng)解除。
6.6 高溫保護(hù)
保護(hù)裝置檢測到測到的溫度超過設(shè)定值，保護(hù)經(jīng)設(shè)定延時跳閘。
圖3-5 高溫保護(hù)動作邏輯圖
6.7 直流保護(hù)
裝置采樣的兩路直流4～20mA信號分別配置DC1、DC2兩路保護(hù)，采樣值經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值，保護(hù)經(jīng)設(shè)定延時跳閘。
7. 聯(lián)鎖控制功能
裝置低壓側(cè)各自提供6組聯(lián)鎖控制功能。每一組的聯(lián)鎖控制可獨(dú)立設(shè)定其工作方式，可較多控制6個繼電器輸出（出口可獨(dú)立任意整定），并可設(shè)定相應(yīng)的延時時間。
參與聯(lián)鎖控制的開入量可以選擇高電平或低電平，可選擇相與和相或的邏輯關(guān)系。
聯(lián)鎖控制的動作條件是：【聯(lián)鎖控制方式】選擇方式0或方式1或方式2，當(dāng)【開入選擇】所選擇參與的開入量滿足【聯(lián)鎖邏輯關(guān)系】后經(jīng)過【聯(lián)鎖時間定值】所設(shè)定時間后，裝置將按照【聯(lián)鎖出口方式】所設(shè)定控制出口繼電器動作，并產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)鎖動作事件記錄。
8．裝置告警
置檢測到下列硬件故障時，發(fā)出運(yùn)行異常信號并報(bào)警，并同時閉鎖保護(hù)出口。硬件故障包括：RAM、NVRAM、定值出錯時等。
9．事件記錄功能
裝置低壓側(cè)各自可記錄NO.00至NO.99共100個帶有精確到1ms的事件記錄，其中顯示NO.00為近一次事件記錄。總事件超出100個，則較早產(chǎn)生的事件記錄將被新近產(chǎn)生的事件記錄覆蓋。裝置掉電后事件記錄仍可保存。
事件記錄主要內(nèi)容有：
● 保護(hù)動作類型及動作參數(shù)；
● 裝置告警情況；
● 遙信變位；
● 控制監(jiān)視（如“遙控選擇”合/分操作等）
