1.概述ARC300F測控一體化微機發(fā)電機后備保護裝置

    ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置是悍客電氣（上海）有限公司在總結(jié)了國內(nèi)外同行多年應用經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)的實際特點，開發(fā)研制的集保護、監(jiān)視、控制、通信等多種功能于一體的電力自動化*產(chǎn)品，是構(gòu)成智能化開關(guān)柜的理想電器單元。多種功能的高度集成，靈活的配置，友好的人機界面，使得ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置可作為35KV及以下電壓等級的不接地系統(tǒng)、小電阻接地系統(tǒng)、消弧線圈接地系統(tǒng)、直接接地系統(tǒng)的各類各類電器設備和線路的保護及測控，也可作為部分66KV、110KV電壓等級中系統(tǒng)的電壓電流的保護及測控。

ARC300F測控一體化微機發(fā)電機后備保護裝置

1.1   ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置的應用范圍

    ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置內(nèi)置一個由二十多個標準保護程序構(gòu)成的保護庫，具有對一次設備電壓電流模擬量和開關(guān)量的完整*的采集功能，自帶自適應型操作回路，配備標準RS485和工業(yè)CAN通訊口。以上基本功能通過合理配置可實現(xiàn)以下間隔的保護和測控功能：

（1）發(fā)電機后備保護測控

1.2   ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置的主要特點

■ 集保護、測量、監(jiān)視、控制、人機接口、通信等多種功能于一體；專門針對開關(guān)柜進行“單元化”設計，一臺裝置即可完成開關(guān)柜內(nèi)所有的自動化功能，簡化了開關(guān)柜二次設計和施工，代替了各種常規(guī)繼電器和測量儀表，節(jié)省了大量的安裝空間和控制電纜。

■ 采用32位數(shù)字信號處理器（DSP），具有*內(nèi)核結(jié)構(gòu)、高速運算能力和實時信號處理等優(yōu)良特性，過去由于CPU性能等因素而無法實現(xiàn)的保護算法可輕松實現(xiàn)。

■ 支持常規(guī)的RS485總線及DeviceNet（CAN）現(xiàn)場總線通信，CAN總線具有出錯幀自動重發(fā)和故障節(jié)點自動脫離等糾錯機制，保證信息傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。速率1Mbps，長距離10km，一條總線多允許掛接110個設備。

■ 全封閉金屬機箱，超薄型設計，機箱凈深僅100mm，可適用安裝于任何柜型，特別是環(huán)網(wǎng)柜。機箱防水，防塵，并具有很強的抗靜電、抗電磁干擾和抗機械振動能力；既可分布式就地安裝在開關(guān)柜上，也可集中組屏安裝；裝置結(jié)構(gòu)合理，便于安裝、配線和調(diào)試。

■ 表面貼工藝，重要器件（如電源模塊、互感器、繼電器、液晶顯示屏、接線端子等）均采用國內(nèi)外企業(yè)的成熟產(chǎn)品，平均*時間達100,000小時。

■ *的自檢能力，發(fā)現(xiàn)裝置異常能自動告警；具有自保護能力，有效防止接線錯誤或非正常運行引起的裝置性損壞；免維護設計，無需在現(xiàn)場調(diào)整采樣精度，測量精度不會因為環(huán)境改變和*運行引起誤差增大。

■ *通用輸入電源模塊，兼容85～264V交流或直流工作電源，更在電源跌落和電壓突變方面有出色表現(xiàn)。

■ 斷路器操作回路具有交直流通用的硬件防跳閉鎖模塊，分/合閘操作回路的電流大小不影響模塊正常工作。強化的斷路器操作管理功能，對各種運行方式的變電站、配電站均能適用。

■ 開關(guān)量輸入支持直接跳閘或告，用于瓦斯、溫度等重要保護或聯(lián)鎖跳閘。采用可設置變位確認時間窗技術(shù)，有效消除開關(guān)接點抖動和電磁干擾，保證遙信正確率達。

■ 人機接口符合人機工程設計要求，帶背光圖形液晶，菜單化設計，全中文顯示，合理化屏幕保護控制。顯示內(nèi)容包括測量數(shù)據(jù)、開關(guān)量狀態(tài)、實時波形、事件記錄、故障錄波、保護定值和系統(tǒng)參數(shù)等。

■ 具有事件記錄功能，可記錄與電力系統(tǒng)安全運行相關(guān)的所有事件，時間分辨率小于1ms，可在線記錄事件100條，掉電不丟失，便于分析故障原因和診斷設備缺陷。

■ 具有故障錄波功能，可真實記錄故障前后的電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)等信息，記錄密度每周波24點，記錄長度為故障前2周波，故障后7周波，掉電不丟失。

■ 具有多套保護定值手動切換功能。

1.3    保護功能

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置功能配置如下：

     序號                      保護功能        

      1            I段過流（速斷）保護 （帶方向閉鎖、低壓閉鎖、負壓閉鎖、定值加倍） 

      2            Ⅱ段過流（*速斷）保護 （帶方向閉鎖、低壓閉鎖、負壓閉鎖、定值加倍） 

      3            Ⅲ段過流（定時限過流）保護 （帶方向閉鎖、低壓閉鎖、負壓閉鎖、保護退出) 

      4            反時限過流保護 （IEC標準反時限四種特性曲線） 

      5            后加速保護 

      6            過負荷保護 

      7            負序電流保護 

      8            零序電流保護 

      9            單相接地選線保護 （可選五次諧波判據(jù)） 

      10            過電壓保護 

      11            低電壓保護 

      12            失壓保護 

      13            負序電壓保護

      14            風冷控制保護 

      15            零序電壓保護 

      16            低周減載保護 （帶電壓閉鎖、滑差閉鎖、欠流閉鎖） 

      17            低壓解列保護 （帶滑差閉鎖、欠流閉鎖） 

      18            重合閘保護 （帶檢無壓、檢同期） 

      19            備自投保護（帶自投自復，檢無壓，檢無流） 

      20            過熱保護 

      21            逆功率保護 

      22            啟動時間過長保護 

      23            定時限Ix過流保護 

      24            反時限Ix過流保護 （IEC標準反時限四種特性曲線） 

      25            保護選項：電動機參數(shù)（注1） 

      26            保護選項：PT控制（注2） 

      27            保護選項：PT并列切換（注3） 

      28            非電量保護1～8（注4）

      29            復壓開出保護（注5）

      注1： 電動機參數(shù)選項開放后在定值菜單里會出現(xiàn)電動機額定電流及啟時時間設置參數(shù)，只有先設置此參數(shù)電動啟動時間過長和三段過流的啟動加倍和啟動退出才有意義，否則投入無效。

      注2： PT控制功能被開放后，裝置將具有PT控制邏輯，裝置對PT單元進行測控時需要開放此參數(shù)。

      注3： PT切換并列功能被開放后，裝置將具有PT切換并列的功能，在PT單元需要并列時開放此參數(shù)。

      注4：非電量保護用于實現(xiàn)瓦斯、溫度等非電量保護，也可實現(xiàn)標準保護庫中未提供的特殊保護。

      注5：復壓開出保護用于主變后備保護各側(cè)復合電壓條件需要并列的情形，驅(qū)動備用3繼電器，當復合電壓條件不取其它側(cè)時，可不開此保護。

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置保護功能的優(yōu)點：

■ 保護庫中配置有二十幾種常用保護，滿足用戶對不同電氣設備或線路的保護要求。

■ 用戶可根據(jù)實際運行需要配置相應的保護，真正實現(xiàn)為用戶“量身定做”。

■ 自定義保護功能可實現(xiàn)標準保護庫中未提供的特殊保護，大限度的滿足用戶要求。

■ 各保護功能相對獨立，保護定值、時限、閉鎖條件和保護投退可獨立整定和配置。

■ 保護功能的實現(xiàn)不依賴于通信網(wǎng)絡，滿足電力系統(tǒng)對保護的可靠性要求。

■ 支持多套保護定值手動切換。

■ 與事件記錄、故障錄波、通信功能緊密配合，使繼電保護技術(shù)的應用達到一個新的水平。

1.4   測量功能

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置能測量以下電氣參數(shù)：

序號                 測量參數(shù)                                   測量精度 

 1            三相測量電流（IA、IB、IC）                              0.2% 

 2            三相相電壓 （Ua、Ub、Uc）                               0.2% 

 3            三相線電壓（Uab、Ubc、Uca）                              0.2% 

 4            頻率（F）                                          0.02Hz 

 5            有功功率（P）、無功功率（Q）、功率因數(shù)（COS）               0.5% 

 6            有功電度（PhI、PhE）、無功電度（QhI、QhE）                     0.5% 

 7            四路脈沖電度（PE1～PE4） 

以上測量值能根據(jù)CT、PT接線方式和變比，自動進行工程量轉(zhuǎn)換，并分別顯示一次側(cè)值和二次側(cè)值。

另外，ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置能夠顯示與保護相關(guān)的數(shù)據(jù)，便于用戶調(diào)試和分析，具體如下：

序號                     保護數(shù)據(jù) 

 1            三相保護電流（Ia、Ib、Ic） 

 2            零序電流（3I0）、負序電流（I2） 

 3            零序電壓（3U0）、負序電壓（U2） 

 4            輔助電流（Ix） 

 5            輔助電壓（Uxab） 

 6            輔助電壓頻率（Fx） 

1.5   監(jiān)視功能

■ 開關(guān)量監(jiān)視

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置支持16路外部無源接點信號輸入，開關(guān)量名稱可由用戶定義，并能設置事件類型，將接點變位信息保存在事件記錄中，同時可啟動跳閘或告警；為消除開關(guān)接點抖動和電磁干擾等引起誤變位，ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置同時采用硬件電路濾波和軟件時間窗技術(shù)，保證遙信正確率達100％。

■ 系統(tǒng)異常告警

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置在線監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀況，發(fā)現(xiàn)異常自動發(fā)出告警信號。監(jiān)視的內(nèi)容包括：控制電源失電、合閘回路斷線、跳閘回路斷線、CT斷線、PT斷線等。

■ 裝置自檢

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置具有*的自檢能力，發(fā)現(xiàn)裝置工作異常將自動發(fā)出自檢信號。自檢的項目包括：設備參數(shù)、保護定值、保護定值1、保護定值2、保護定值3、開入電源、A/D通道、CAN通信、Time芯片、Flash芯片、RAM1、RAM2、FRAM、繼電器線圈等。

1.6   控制功能

■ 斷路器控制

斷路器狀態(tài)通過輔助接點接入裝置IN01獲得，并在面板上以 “分位”、“合位”指示燈顯示。ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置上帶有“分閘/合閘”按鍵和“本地/遙控”切換鎖，用于斷路器的操作，強化了斷路器的控制和管理功能，包括：

?操作回路帶硬件防跳保持功能

?斷路器遙控/本地操作

?斷路器外部聯(lián)動控制

?斷路器合閘閉鎖控制

?斷路器拒動信號輸出

?斷路器分/合線圈保護

?斷路器操作信息統(tǒng)計

因此，ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置不僅僅是一般意義上的保護測控裝置，更是斷路器在線監(jiān)測管理器和智能化開關(guān)柜的控制管理中心。

■ PT控制

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置具有PT控制功能，當PT控制功能開放后，測控裝置就會根據(jù)PT柜隔離刀輔助接點的斷合及PT回路是否有故障決定輸出或斷開電壓小母線，為PT并列和PT檢修做好準備。

■ PT并列

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置具有PT并列功能，當PT并列功能開放后，測控裝置就會根據(jù)分段柜斷路器位置及隔離刀輔助接點的位置及兩側(cè)PT柜小母線是否斷開的信息決定并列或斷開兩側(cè)電壓小母線。保證檢修或某段母線PT有故障時供電的連續(xù)進行，提高供電的可靠性。

1.7     事件記錄

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置具有SOE事件記錄功能，可在線記錄發(fā)生的100條事件，并可在裝置顯示屏上顯示查看。記錄的時間分辨率小于1ms，掉電不丟失，便于分析故障原因和設備缺陷診斷。為了給事件記錄提供高精度的時間戳，ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置內(nèi)置了由可充電電池供電的內(nèi)部時鐘，并可接收上一級SCADA系統(tǒng)的通信校時和在裝置本地修改系統(tǒng)時間。

1.8     故障錄波

ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置支持故障錄波功能。裝置一般按故障跳閘作為觸發(fā)故障錄波的觸發(fā)事件，也可由用戶自行設定觸發(fā)事件，只要觸發(fā)事件發(fā)生，故障錄波器就自動將發(fā)生該事件前后的電流、電壓等信息完整真實地記錄下來，采樣密度每周波24點, 每次錄波的記錄周波數(shù)為12*9=108個周波，每個通道記錄故障前2個和故障后7個波形，裝置多能保存4個錄波波形。錄波波形可在裝置顯示屏或相關(guān)軟件上被顯示和分析。

1.9     人機接口

■  ARC300F測控一體化發(fā)電機后備保護裝置采用帶高亮度背光的藍屏液晶，菜單化設計，全中文顯示。合理化的屏幕保護控制邏輯，有效延長液晶顯示屏的使用壽命，并在出現(xiàn)故障、告警、自檢異常時提供醒目的信號。

■ 液晶屏上可顯示測量數(shù)據(jù)、開關(guān)量狀態(tài)、實時波形、事件記錄、故障錄波、保護定值和系統(tǒng)參數(shù)等信息。

■ 10個高亮度LED指示燈，分別表示運行、通信、自檢、合位、分位、遙控、停用、本地、故障、告警。

■ 3個備用LED指示燈可由用戶顯示其它信息，如重合閘充電指示、備自投充電指示、彈簧儲能狀態(tài)等。

■ 6個操作按鍵，用于操作菜單和當?shù)貐?shù)設置功能。

■ 1個復歸按鍵，于本地復歸故障和告警信號。

■ 分/合閘按鍵，用于本地操作斷路器。

■ RS232調(diào)試端口，通過通信線與便攜式電腦連接，對裝置進行高級設置。

■ 為配合電氣運行和管理需要，裝置支持三個權(quán)限等級的工作模式：

?普通操作員：被*進行保護投退和定值區(qū)手動切換。

?高級管理員：被*進行保護定值整定和系統(tǒng)參數(shù)修改。

?系統(tǒng)維護員：被*進行裝置高級設置。

1.10     通信功能

■ 采用DeviceNet（CAN）現(xiàn)場總線和RS485總線雙總線方式，保證信息傳輸?shù)膶崟r性和可靠性，CAN速率達1Mbps，長距離達10km，一條總線多允許掛接110個設備。

■ 支持標準MODBUS通信規(guī)約。

■ 將所有運行信息實時發(fā)送到上一級SCADA系統(tǒng)，包括遙測、遙信、保護定值、系統(tǒng)參數(shù)等。

■ 能接收上一級SCADA系統(tǒng)下發(fā)的同步校時、遙控、遙調(diào)和保護定值整定、保護投退、系統(tǒng)參數(shù)修改等命令，實現(xiàn)變電站無人值班方案。