DF3670EA综合监控装置技术说明书

DF3670EA综合监控装置技术说明书11概述1.1适用范围DF3670EA综合监控装置（以下简称装置），适用于各种电压等级下变压器、线路等元件的监控。可采集6回路的全电量，2路变压器油温，2路直流0-5V电压或0-20mA电流，2路直流0-300V电压，48或72路遥信量，12路遥控（24个点）,其中有两路遥控带有自保持回路，两路带有联动节点。1.2功能特点1.2.1装置功能a)遥测功能装置可采用两表法或三表法完成6回路的Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、cos、f的测量；其中第三、第四回路电压量可改用于测量380V或100V电压；可采用三表法/两表法测量功率。b)遥信功能装置共有48/72路遥信量，由维护软件中的不同设置可分别选择为开关量采集或是电度量采集，可选择24V/110V/220V输入。c)遥控功能12路遥控（分、合、公共端）,其中有两路遥控带有自保持回路，两路带有联动节点。d)直流量采集功能完成2路温度（－50。C～＋150）的测量，温度测量可以直接接入Pt100或Cu50测温电阻，无需配温度变送器；完成2路直流0-5V电压或者0-20mA电流，2路直流0-300V电压的测量。e)通讯功能(1)可选网络接口，采用插卡方式。采用CPU332B主板时，根据不同的要求可选择FDK-BUS与CAN-BUS的双现场总线网的方式，也可选择为FDK-BUS的光纤自愈双环网的方式。通讯媒介可以采用光纤或屏蔽电缆。采用CPU360B主板时可以选择以太网接口，通讯媒介可以选用屏蔽双绞线或光纤；在采用屏蔽双绞线作为通讯介质时可以配置双以太网接口。(2)位于装置前面板上的一个维护用串口，RS232方式，波特率9600bps。1.2.2装置特点a)采用先进的工业级芯片，各装置的MCU均采用MOTOROLA的32位MCU芯片，硬件系统具有高的抗干扰能力及工作可靠性。DF3670EA综合监控装置技术说明书2b)采用14位采样A/D芯片及高数据采样速率，测量精度高。c)采用多层印制板设计及表面贴装技术，提高了装置的可靠性。d)所有装置电气隔离和屏蔽按国际标准电磁兼容设计。e)具有灵活的通讯接口，可以满足不同类型的变电站对通讯网络的要求。f)通讯网络可选择FDK-BUS和CAN-BUS双网结构，也可选择FDK-BUS光纤双环的方式，可以选择单、双路以太网机构，保证通讯的准确性和实时性。g)具有与GPS的IRIG-B格式码硬件对时功能，对时精度可达0.1毫秒。h)采用液晶显示，汉化菜单操作，使用方便。i)装置结构采用嵌入式结构，可以集中组屏，也可以就地挂柜安装。1.3环境条件a)温度：-25℃～+55℃，24小时内平均温度不超过+35℃b)贮存温度：-25℃～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作c)相对湿度：不超过85%d)大气压力：80kPa～110kPae)工作位置：偏离基准位置不超过5°f)装置周围不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽及有较严重的霉菌存在g)使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施DF3670EA综合监控装置技术说明书32技术参数2.1额定参数交流电压：57V，100V，最多可测量4路380V交流电流：5A或1A频率：50/60Hz2.2技术指标2.2.1工作电源交流电源：单相85V～264V频率50/60Hz直流电源：110V～370V2.2.2交流采样a)测量精度电流、电压：±0.2%有功、无功：±0.5%频率：±0.01Hz积分电度：±1.0%功率因数：±1.0%b)测量范围电流：0～6A或0～1.2A电压：0～120V，其中两路可选择成0～480V频率：45Hz～65Hz2.2.3温度量、直流量采集a)测量数量：两路温度，直接接入Pt100或Cu50测温电阻两路0-5V电压两路0-20mA电流两路0-300V电压b)测量精度：温度±0.5%直流±0.2%2.2.4数字量采集可完成48/72个数字量的采集（根据装置型号定），通过维护软件可设定为遥信量或脉冲电度DF3670EA综合监控装置技术说明书4量,输入电平可选为24V/110V/220V。a)遥信量去抖时间范围：0～9999msSOE分辨率：不大于2ms隔离方式：光电隔离，耐压500V接点方式：有源或无源接点b)脉冲电度量脉冲宽度要求：大于10ms隔离方式：光电隔离，耐压500V接点方式：有源或无源接点2.2.5遥控输出遥控数量：12路（24个点）分闸、合闸接点；其中两路带有自保持回路，两路带有联动节点。输出方式：继电器常开节点接点容量：AC250V，8A；DC30V，8A2.2.6绝缘性能a)绝缘电阻装置绝缘电阻满足表2-1所示要求。表2-1装置绝缘电阻试验试验部位绝缘电阻10兆欧交流电压回路对地用开路电压1000V摇表测交流电流回路对地交流电流和交流电压回路之间交流回路和直流回路之间电源输入回路对地用开路电压500V摇表测开入回路对地开出接点对地开入回路和开出接点之间b)介质强度装置能承受表2-2所示的工频耐压试验，一分钟无击穿或闪络现象。表2-2装置工频耐压试验试验部位耐压水平（工频，一分钟）交流电压回路对地2000V交流电流回路对地2000V交流电流和交流电压回路之间2000V直流电源回路对地2500V交流回路和直流回路之间2000V开入回路对地500V/2000V开出接点对地2000VDF3670EA综合监控装置技术说明书5开入回路和开出接点之间2000VDF3670EA综合监控装置技术说明书62.2.7冲击电压装置能承受表2-3所示的标准雷电波冲击试验。表2-3装置标准雷电波冲击试验试验部位冲击电压交流电压回路对地5000V交流电流回路对地5000V直流电源回路对地5000V2.2.8抗电磁干扰性能a)脉冲干扰试验能承受频率为1MHz电压幅值共模2500V，差模1250V的衰减振荡波脉冲干扰试验。b)静电放电测试能承受IEC61000-4-2标准IV级、试验电压8kV的静电放电试验。c)辐射电磁场干扰测试能承受IEC61000-4-3标准Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。d)快速瞬变干扰测试能承受IEC61000-4-4标准IV级的快速瞬变干扰试验。2.2.9功率消耗a)装置功耗：30W。b)交流电压回路：0.3VA/相（U=100V）。c)交流电流回路：0.3VA/相。2.2.10结构和重量装置采用6U、19机箱，内部插件的方式，整面板，后接线方式。装置的总重量不大于10kg。DF3670EA综合监控装置技术说明书73工作原理3.1硬件配置装置采用内部插件的方式。主要由1块CPU插件板(CPU332B或CPU360B)、1套JC-4系列交流采样插件、2块遥控插件YK4-6P插件、2块或者3块遥信插件YX-2及面板构成。插件之间通过自定义软总线互连。对于三相四线制或三相三线制输入方式，可完成6个回路的交流量测量，其中两个回路的电压量可选择测量380V或100V电压；48或72路数字量采集（可选型号）；12路24点遥控，其中1路带自保持回路，1路带有联动节点；2路温度、2路直流电压0-5V或直流电流0-20mA、2路直流0-300V电压测量。选择不同的CPU插件板及通信板可完成不同的通信功能。3.1.1CPU插件本插件所用CPU为高集成度32位工业控制用芯片，具有较高的数据处理能力和抗干扰能力。根据对组网方式的不同需求，DF3670EA系列的全部测控装置都提供两种CPU插件板供选择，一种是CPU332B插件，采用MOTOROLA公司的32位微处理器MC68332，提供维护口及FDK-BUS和CAN总线的双现场总线接口；另一种是CPU360B插件，采用MOTOROLA公司的32位通信微处理器MC68360，提供维护口及两个以太网总线接口。两种CPU插件板的内部总线接口定义完全相同，可以直接互换。CPU插件板组成的原理框图可参见图3-1。中心处理器CPU（68332/68360）总线接口驱动部分EPLD逻辑控制RAM数存FLASH程存后备电池GPS时钟解释测温芯片FDK-BUS驱动CAN网络驱动串行口驱动以太网口驱动显示键盘接口图3-1CPU插件组成原理框图CPU插件板上除了中心处理器之外，还采用8Mbit的静态RAM作为数据存储器，8Mbit的FLASHEPROM作为程序存储器，4Mbit的FLASHEPROM作为系统参数存储器；采用可编程逻辑芯片，简化了设计，提高了可靠性；后备电池用于掉电情况下RAM中数据的保持；为了监测装置本身的运行状态，板上设计的温度测量电路，可以实时测量装置内的温度情况，超温延时报警，用DF3670EA综合监控装置技术说明书8以保证装置运行的可靠性。通过选择不同的通信扩展板，本插件可以提供不同的网络接口。对CPU332B插件，采用FDKCAN通信扩展板，可以增加FDK-BUS和CAN双现场总线接口；采用FIBERNET通信扩展板，可增加FDK-BUS光纤双环网接口。对CPU360B插件，采用Ethernet通信扩展板，可增加一个光纤以太网接口或两个双绞线以太网接口。这种灵活的设计方式保证了装置组网的灵活。本插件板硬件支持IRIG－B格式对钟功能。插件用一个专用的8位CPU芯片对输入的IRIG-B格式信号解码，保证了装置时钟的准确性。显示按键接口部分用于和面板上的液晶显示器及小键盘连接，用于人机操作。总线接口驱动部分提供了CPU对总线的驱动和隔离，保证与所有的功能插板之间进行高速数据通信。装置的电源也安装在CPU插件板上，直流或交流电压输入，变换成以下3组电源：+5V：为CPU及其外围芯片提供工作电源12V：为模拟输入回路运放及A/D芯片提供工作电源开入24V：为开入回路提供电源3.1.2JC-4系列交流插件本插件主要由1块电流板、1块电压板和1块电流电压板组成，板上共有22个高精度测量PT，主要实现电压转换，有18个高精度测量CT，主要实现电流转换。本插件额定电流为5A或1A。JC-4系列插件主要由电压转换单元、电流转换单元、温度量或直流量前置处理单元、通道切换单元、电压跟随放大单元、模数转换单元、频率采集单元、控制单元、总线接口单元八部分构成。详见图3-2。模数转换单元总线接口驱动部分频率采集单元电压转换单元控制单元电流转换单元通道切换单元电压跟随放大单元温度量或直流量图3-2JC-4系列交流采样插件组成原理框图a)电压转换单元电压转换单元将0～100V或0～380V的交流电压转换为0～2.5mA的电流,再经过100欧姆采样电阻转换为0～0.25V的电压。b)电流转换单元电流转换单元将0～5A或0～1A的交流电流转换为0～2.5mA的电流，再经过100欧姆采样电阻转换为0～0.25V的电压。c)温度量或直流量前置处理单元此单元提供将测温电阻到直流电压输出的装换，同时通过跳线可以直接测量直流电压量或电DF3670EA综合监控装置技术说明书9流量。d)通道切换单元通道切换单元是由6片八选一多路转换器构成，由控制单元控制分别将22个电压信号和18个电流信号和两个直流信号切换给电压跟随放大单元。e)电压跟随放大单元电压跟随放大单元将前级信号进行电压跟随，提高其输入阻抗，降低输出阻抗。将后级信号放大5倍，送至模数转换单元。f)模数转换单元模数转换单元是由两片A/D转换器以及一些运放和阻容器件构成。该单元的A/D转换器是12位高速采样芯片。两片A/D分别进行电压通道，电流通道数据转换。g)频率采集单元频率转换单元是由带通滤波器和整形电路组成。JC-4插件主要对6回路Ua，Uc八个电压量进行频率采集，控制单元控制其中之一输出。经过电压信号整形后的频率信号直接接到CPU的TPU引脚上采集。交流采样过程自动跟踪频率变化，每周波采样64点，保证了交流采样的精度。h)控制单元控制单元是由复杂可编程逻辑器件（FLEX10）构成的。通过硬件编程控制A/D自动转换，自动校正相角，并将数据存储在FL