一、簡介

1．概（gài）述

隨著電網規模越來越大，單機容（róng）量及網壓水平也越來越高，電力係統安全穩定問題日趨嚴重。電力係統在故障切除慢、靜穩極限（xiàn）不夠、失去或者（zhě）投入大容量負荷、非同期重（chóng）合閘等情形下均可能導（dǎo）致失步振蕩。

為此，我司在消化吸收國內外同類產品先進（jìn）經驗的基（jī）礎上研製的基於32位ARM Cortex-M4技術的故障解列裝置可為電力係統失步、低頻低壓等極（jí）端緊急情況下實施解列控製，提高（gāo）電力係統的安全穩定運行。

2．引用標準

GB /T17626.2        《靜電放電抗（kàng）擾度試驗》

GB /T17626.3        《射頻（pín）電磁場輻射抗（kàng）擾（rǎo）度（dù）試驗》

GB/T17626.4         《電快速（sù）瞬變脈衝群抗擾度試驗》

GB/T17626.5         《浪湧衝擊抗擾度試驗》

GB /T17626.6        《射頻場感應的傳導騷擾抗擾（rǎo）度試驗》

GB/T17626.8         《工頻磁場抗擾度試驗》

GB /T17626-1998     《電（diàn）磁兼容試驗和測量（liàng）技術》

GB11920-89          《電站電氣（qì）部分集中控製裝置通用條件技術》

GB 16836-1997       《量度繼電器和保護裝置安全設計的一般要求（qiú）》

GB J63-90           《電力裝置的電測量儀表裝置設計規範》

GB/T14537-1993      《量度繼電（diàn）器和保（bǎo）護（hù）裝置的衝擊與碰撞試驗》

GB /T15145-94       《微機線（xiàn）路保護裝置通用技術條件》

3．裝（zhuāng）置特點

1) 采用全漢化2.8寸320*240分辨率65K彩色液晶顯示（4.3寸為480*272），人機界麵清晰         易懂，操作（zuò）整定極（jí）為方便

2) 采用32位ARM Cortex-M4內核，配備高（gāo）精度的A/D芯片，使得裝置性能穩定、運算速（sù）快、     精度高；

3) 完整的異常記錄（lù）、事件記錄、操作記錄，所有信息掉電保持；

4) 完（wán）善的自診斷和監視功能，對故障可具體定位（wèi），方便調試；

5) 完善的軟（ruǎn）硬件（jiàn）看門狗，保證裝置（zhì）可靠運行；

6) 完善的在線運行狀（zhuàng）態監視（shì）功能；

7) 高精度的時鍾芯片；

8) 配備高速以太網通信接口(支持2路，標配1路)；

9) 標配1路RS485通信接口；

10) 高（gāo）等級（jí）、高品質保證（zhèng）的元器件選用，采用多層（céng）板技術和SMT工藝；

4．裝置結構

4.1 結構：

采用5U 、19/3英寸標準機箱，整麵板、背插（chā）式結（jié）構，嵌入式（shì）、後接線安裝方式（shì），強弱電隔（gé）離（lí），大大加強了其（qí）產品的電氣性能（néng）。

4.2 交（jiāo）流及電源插件：

外部電流經（jīng）隔離互感器隔離（lí）變換後，由低通濾（lǜ）波器輸入至A/D芯片，CPU經采樣數字處理後，構成各種（zhǒng）數字式保護繼電（diàn）器，並實時計算（suàn）各種測（cè）量值。

電流采集保護和測量獨立，保證了保護電流的寬範圍采集及測量電流的精度要求。

電源采用交直流寬電壓輸入，輸出2組（zǔ）完全隔離的直流電壓為裝置供電。

4.3 CPU插件：

CPU插件主要由以下幾部分構成：

1） CPU係統

CPU係統由32位ARM Cortex-M4內核（hé）微處理器、SRAM、EEPROM、Flash等構成。高性能的32位微處理器，大容量的SRAM、EEPROM及Flash，使得該CPU模件具有極強（qiáng）的數據處理及記錄能力，可以（yǐ）實現各種複雜的故（gù）障處理方（fāng）案和記錄大量的故障數據（jù）。EEPROM及Flash用於（yú）存儲保護定值、故障錄波報告、事件等，這些信息在裝置掉電（diàn）後均不會丟失。EEPROM支持不少於1,000,000 次擦寫操作，數據可支持（chí）保存100年，Flash支持不少於100,000 次擦寫操作，數據可至少保存20年。

2) 數據采集係統

數據（jù）采集係統由（yóu）前級高精度（dù）濾波阻容（róng）器件（電阻精度0.5%，溫漂係數50ppm/℃，電容精度1%，溫（wēn）漂係數C0G），高精度的差分A/D轉（zhuǎn）換芯（xīn）片組成，轉換芯片內部包含了采（cǎi）樣保持及同（tóng）步電路，具有轉換速度快、采樣偏差小、超小功耗及穩定性好等特（tè）點，故本裝置（zhì）的采樣回路無可調整元件，也不需要在現（xiàn）場作調整，具備高度（dù）的可靠性。

3）開關量輸入及輸出部分

開入量分為內部（bù）開（kāi）入和外部開（kāi）入，內部開入采用DC24V光耦隔離輸入，電源由裝置電源本身提供，外部開入采用穩壓控製的光耦隔離（lí），實現交直流220V（或直（zhí）流110V）直接輸入電平。

開出經過高CTR光（guāng）耦驅動繼電器，開出部分（fèn）I/O經多（duō）重閉鎖（suǒ），保證了繼電器的穩定可靠。

4) 通信部分

本插件內含通10M/100M以太網接口（kǒu）(標配1路，可擴展至2路（lù）)和RS485通訊接口，特殊情況下也可提供光纖接口（kǒu）。

5) 時鍾回路

插件內設置了硬件時鍾回路,采用的時鍾芯片精（jīng）度高（gāo）,並配有電池以掉電保持。

另外，CPU插件采用了多層印製（zhì）板及（jí）表麵封裝工藝，外觀小巧，結構緊湊，大大提高了裝（zhuāng）置的（de）可靠性及抗電磁幹擾能（néng）力。

4.4 開關量插件

開關量插件由開（kāi）出和開入組（zǔ）成。開出由各（gè）種繼電器提供，其中包括了信（xìn）號出口、備用出口等。開入采用穩壓控製的光耦隔（gé）離，實現交直流220V（或（huò）直（zhí）流110V）直接輸（shū）入電平。

4.5 人機對話插（chā）件（MMI）：

人機（jī）對話（MMI）插件采用2.8寸320*240分辨率65K彩色液晶顯示，可選（xuǎn）配4.3寸480*272分辨率65K彩色液晶顯示，可顯示（shì）一次圖，人機界麵（miàn）清（qīng）晰易懂，配置係列通用的鍵盤操作方式（shì），使得人機對話操作方便、簡單。本插件上還配置了（le）燈（dēng）光指示信息，使本裝置的運行信（xìn）息更為直觀。

5．主要技術指標

5.1 技術參數

1） 額定裝置電源                DC220V 、DC110V 、AC220V或AC127V(訂貨注明)

2） 額定技術數據

a) 交流電流：                  5A/1A自適應        (訂貨注明)；

b) 相電壓：                    57.7V 或100V，支持Y和VV接線  (訂貨注明)；

c) 頻率：                      50Hz或60Hz （訂貨注明）；

3） 功率消耗（hào）

直（zhí）流工作電源：                 正常工作時,不大於10W；

保護動作時,不大於15W。

交流電流回路：                  < 1VA/相   (IN =5A)；

                                < 0.5VA/相 (IN =1A)；

交流電壓回路（lù）：                  < 0.5VA/相；

4） 精確工作範圍：

電流：                          0.04In～6In

電壓：                          0.5V～120V

頻（pín）率：                          0.9Fn～1.1Fn

時間：                          0～100s

5） 精度：

a) 交流量精度：                 ≤±0.2%；

b) 有功無功（gōng）：                   ≤±0.5%；

c) 脈衝輸入量：允許脈衝寬度     ≥6ms；

d) 頻率分辨率：                 ≤0.01Hz；

6） 開關（guān）量輸入：

輸入類型：                      無源

工作電壓：                      AC、DC220V或（huò）DC110V

7） 開出接點容量：

觸點額定載流容量：              1250VA

動作壽命：                      100,000次

8） 通信接口：

類型：                          以太（tài）網（標配1路，可擴至2路）、RS485

協議：                          IEC870-5-103、Modbus-RTU

9）對時：

類型：                          網（wǎng）絡對時、IRIG_B（DC）即B碼對時（訂貨說明）

5.2 環境參（cān）數

5.2.1 電氣環境

a) 直流電源

電（diàn）壓波動範圍：額定電壓80%～120%，

紋波係數（shù）：不大於5%

b) 絕緣電阻（zǔ）

在正常試驗（yàn）大氣條件下,裝置的帶電電（diàn）路部（bù）分和非帶電金屬及外殼之間,以及電（diàn）氣無聯係的各電路之間,用（yòng）開路電壓500V的兆歐表測（cè）量絕緣電阻值；正常（cháng）試驗大氣（qì）條件下,各回路（lù）絕緣電阻應不小於100 MΩ。

c) 介質強度

在正常試驗大氣條件下,裝置能承受試驗電壓值為2000V，頻（pín）率為（wéi）50Hz,曆時（shí）1min的工頻耐壓試驗而無（wú）擊穿閃絡及元器件損（sǔn）壞現（xiàn）象。

d) 衝擊電壓

在正常試驗大氣條（tiáo）件下,裝置的直流輸入回路、交（jiāo）流輸入（rù）回路、信號輸出觸點諸回路對地以及回路之間，能承受(1.2/50)μs的標準雷電波的短時衝擊電壓試驗，開路試驗電壓5kV，無絕緣損壞。

e) 靜電放（fàng）電抗幹擾度

通過（guò）GB/T 17626.2－1998標準、靜電放電抗（kàng）幹擾4級試驗。

f) 射頻電磁場輻（fú）射抗（kàng）幹擾度（dù）

通過GB/T 17626.3－1998標準、射頻電磁場輻射抗幹擾度（dù）3級試驗。

g) 電快速瞬變脈衝群抗擾度

通過（guò）GB/T 17626.4－1998標準、電快速瞬變脈衝群抗擾度4級（jí）試驗。

h) 浪湧（衝擊）抗擾度

通過GB/T 17626.5－1999標準、浪湧（yǒng）（衝擊）抗擾度4級試驗。

i) 射頻場感應的傳導騷擾度

通過GB/T 17626.6－1998標準、射頻場感應的傳導騷擾度3級試驗。

j) 工（gōng）頻磁場抗擾度

通（tōng）過GB/T 17626.8－1998標準、工頻磁場抗擾（rǎo）度5級試驗。

k) 脈衝磁場抗擾度

通（tōng）過GB/T 17626.9－1998標準、脈衝磁場抗擾度5級試驗。

l) 阻尼振蕩磁場抗擾度

通過GB/T 17626.10－1998標準、阻尼振蕩磁場抗擾度5級試驗。

m) 振蕩波抗擾度

通過GB/T 17626.12－1998標準、振蕩波抗擾度4級試驗。

5.2.2 自然環境

a) 環境溫度（dù）：

工作：-10℃～+55℃。

貯存：-25℃～+80℃,在極限值下不（bú）施（shī）加激勵量,裝置不出現不（bú）可（kě）逆（nì）的化,溫度恢複後,裝置應（yīng）能正常工作。

b) 相對濕度：5%～95%（不凝露）

c) 大氣壓力： 80kPa～110kPa。

5.2.3 機械環境（jìng）

a) 工作條件：能承（chéng）受嚴酷等級為Ⅰ級的振動響應、衝擊響應；

b) 運輸條件：能承受嚴酷等級為Ⅰ級的振動耐久、衝擊耐久、碰撞。