SJ-12D双微机自动准同期装置说明书

SJ-12D微机自动准同期装置说明书国网南京自动化研究院南京南瑞集团自动控制有限公司二零零七年三月目录1、概述 (1)2、装置特点 (1)3、技术参数 (2)3.1 额定参数 (2)3.2 主要技术性能 (2)3.3 绝缘性能 (4)3.4 电磁兼容性 (4)3.5 环境条件 (4)3.6 机械性能 (5)4、装置硬件说明 (6)4.1 硬件框图 (6)4.2 机箱结构 (6)5、装置使用说明 (10)5.1面板显示和键盘操作 (10)5.1.1 装置面板布置图 (10)5.1.2 信号灯及液晶说明 (10)5.1.3 相位表说明 (10)5.1.4 按键说明 (11)5.1.5 串行接口 (11)5.2菜单系统 (11)5.2.1 菜单结构 (11)5.2.2 测值显示 (12)5.2.3 信息查询 (12)5.2.4 参数修改 (13)5.2.5 装置操作 (13)5.3系统标定 (14)5.4同期试验 (14)5.4.1安全措施 (14)5.4.2 试验 (14)1、概述SJ-12D微机自动准同期装置是在SJ-12A、SJ-12B、SJ-12C后开发的第四代微机自动准同期装置，在总结前几代产品运行经验的基础上，对硬件和软件设计作了较大的改进。

除了保留原有产品的优点外，还增加了同期相位表、录波功能及与上位机通讯的功能。

装置采用本公司新一代基于DSP和超大规模集成在线可编程技术的硬件平台。

整体大面板，全封闭机箱，硬件电路采用后插拔式的插件式结构，强弱电分离。

CPU电路板和MMI电路板采用四层板，表面贴装技术，提高了装置的可靠性。

装置采用频率跟踪交流采样技术，不断监测发电机和系统的电压、频率，并可根据频差、压差大小发出宽窄不同的调节脉冲，直到频差、压差满足要求。

在压差、频差满足要求的情况下，不断监测发电机电压和系统电压的相位差，准确预测断路器的合闸时刻，实现快速无冲击合闸。

SJ-12D微机自动准同期装置适用于各种类型的水电厂、火电厂，对于变电站同样适用，可充分满足电厂、变电站实现并网自动化的要求。

2、装置特点1）装置采用双CPU设计。

先进的数字信号处理器(DSP)和单片机并行处理，充分发挥两者的优势，保证系统具有强大的数据处理能力、灵活的功能可扩充性。

双CPU之间相互独立，因而装置具备很高的可靠性。

与同类装置相比较，本装置具备高集成度、高可靠性、元器件少、性能完善的特点。

2）DSP内置12位高精度A/D、自动跟踪频率同步控制交流采样技术、模拟量通道的自动校正技术等保证系统数据采集、处理的精确性和准确性。

3）调节发电机电压和频率快速、平稳地满足并网条件，并不失时机地捕捉到第一次出现的零相角差时机。

在软件及硬件上对合闸输出采用了多重冗余闭锁，误合闸概率接近于零。

4）装置最多可用于16个同期对象，每个对象可以设置成机组型的开关对象或输电线路型的开关对象。

5）可以对断路器两侧电压进行相角补偿和幅值补偿。

6）前置RS-232串口可以进行参数的设置以及录波输出，后置RS-485串口可以实现装置与上位机的通讯，以实现同期装置的远程监视和控制。

7）人机界面友好。

面板配有液晶屏显示，采用菜单式工作方式。

具有丰富直观的数据分析处理能力，按键操作简单、方便。

同时设有电子式相位表，结合面板上直观的指示灯，使运行状态一目了然，十分方便运行人员的监视。

8）自检及自恢复功能。

具备软件和硬件看门狗，受到干扰时，都能使系统复位，避免死机。

9)装置运行状态分为工作态和调试态。

同期操作只能在工作态时进行，而参数修改、标定及装置测试则只能在调试态时进行。

3、技术参数3.1 额定参数3.1.1 工作电源a)额定电压：AC220V或DC220V；b)允许偏差： -20％～＋20％。

3.1.2 交流输入100V；a)额定电压： 100V或3b)额定频率： 50Hz或60Hz。

3.1.3 功率消耗a)交流电压回路：额定电压时，每相不大于0.5VA；b)直流电源回路：≤20W。

3.1.4 开入信号：a)对象选择输入：空接点输入，需保持到“启动”信号有效；b)无压使能输入：空接点输入，需保持到“启动”信号有效；c)启动信号输入：空接点输入，闭合时间需≥1s；d)辅助节点信号：空接点输入，用于断路器合闸导前时间的测量；上述（a）、（b）、（c）、（d）项输入信号的内部信号电平为24VDC。

3.2 主要技术性能3.2.1 交流过载能力交流电压回路：1.2倍额定电压连续工作。

3.2.2 输出接点容量输出信号包括：·ω+加速信号·ω-减速信号· V+升压信号· V-降压信号·ERR 同期失败信号·CLO 合闸输出信号·FLT 故障开出信号a)输出信号均以继电器接点输出；b)合闸输出接点容量：8A 250V AC，8A 30V DC；c)其它输出接点容量：5A 250V AC，5A 30V DC。

3.2.3 模拟量测量范围a)交流电压：0V～120V；b)频率：45Hz～65Hz。

3.2.4 模拟量回路精度a)额定频率下交流电压：≤0.5%；b)频率：≤±0.01Hz。

3.2.5 允许频率差：Δf≤0.5Hz，可以通过面板显示菜单或通信口整定。

3.2.6 允许电压差：│ΔU│≤15%Us（Us为系统电压），可以通过面板显示菜单或通信口整定。

3.2.7 调频、调压为脉冲输出，脉冲序列的间隔可整定，脉冲宽度由PID调节规律计算得出，PID参数可整定。

调频、调压输出回路可以根据需要投入或切除，不影响频差闭锁、压差闭锁及其它功能。

3.2.8 当同频不同相时同期装置发出一系列增速脉冲及时消除这种状态，便于快速并网。

对于线路型断路器，允许电网环并，环并合闸角可整定。

3.2.9 考虑机组频率及系统频率波动会造成频差变化，因此只允许在频差一阶导数df/dt≤0.3Hz/s、二阶导数d2f/dt2≤0.1Hz/s2范围内并网。

3.2.10 同期误差：当频差≤0.3Hz时，合闸相角差误差：≤1.5°。

3.3.1绝缘电阻装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于20MΩ。

3.3.2介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。

试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

3.3.3耐湿热性能装置应能承受GB/T7261规定的交变湿热试验。

试验温度为+40℃±2℃、相对湿度(93±3)%，试验时间为48h，在试验结束前2小时内根据要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ，介质耐压强度不低于规定的介质强度试验电压幅值的75%。

3.4 电磁兼容性3.4.1静电放电抗扰度装置能承受GB/T 17626.2－1998中规定的试验严酷等级为4级的静电放电干扰试验。

3.4.2辐射电磁场抗扰度装置能承受GB/T 17626.3－1998中规定的试验严酷等级为3级的辐射电磁场干扰试验。

3.4.3快速瞬变脉冲群抗扰度装置能承受GB/T 17626.4－1998规定的试验严酷等级为4级的快速瞬变抗扰试验。

3.4.4 1MHz脉冲群抗扰度装置能承受GB/T 17626.12－1999中规定的试验严酷等级为3级（共模2.5kV、差模2kV）的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验。

3.5 环境条件a) 环境温度：0℃～ 40℃；b) 相对湿度：5%～90%（无凝结）c) 大气压力：80kPa～110kPa。

3.6.1振动装置应能承受GB/T 11287－2000中的严酷等级为I级的振动耐久能力试验和振动响应能力试验。

3.6.2冲击装置应能承受GB/T 14537－1993中的严酷等级为I级的冲击耐久试验和冲击响应试验。

3.6.3碰撞装置应能承受GB/T 14537-1993中规定的严酷等级为I级的碰撞试验。

4、装置硬件说明本装置在总体设计及各模件设计上均充分考虑了可靠性的要求，在程序执行、通信等方面均给予了详尽的考虑。

4.1 硬件框图图(4-1) 装置硬件框图装置由CPU 板、MMI 板、电源板、交流板、开出板、开入板、背板等组成。

图中虚线框表示对于单对象同期时该模件可以不插上，但对于多对象同期时该模件必须插上用于同期对象的切换。

4.2 机箱结构装置采用全封闭4U 、1/2的19英寸标准机箱，嵌入式安装于屏(柜)上。

插件为后插导轨式，插紧后上下有锁紧螺丝。

机箱外形尺寸和安装开孔尺寸图如下：4.3 装置安装及接线4.3.1 安装SJ-12D 的面板上有LCD 液晶显示屏和相位表以及操作键盘，所以一般应将装置安装在方便观看和操作的地方。

4.3.2 接线装置背板有6个插座，其插头是可卸的，应严格按照表4-1的定义分别接线。

表4-1 装置背板端子定义表J1：接入可靠的AC/DC220V ，其中L/+（火线）和N/-（零线）不可接反,“E ”端应与现场的接地网可靠相连。

J2：对于机组型开关对象，s U 、g U 分别接入系统侧PT 电压和机组侧PT 电压；对于线路型开关对象，s U 、g U 分别接入线路侧PT 电压和母线侧PT 电压，应注意它们的同名端需一致。

通常2 个PT 接入的都是它们所对应的AB 相线电压（AC100V ），否则应在设置同期参数时对其设置相角或电压补偿值。

接线示意图见图4.3－1。

J3：控制输出和录波输出，接线示意图见图4.3－3。

控制输出包括加速(W+)、减速(W-)、升压(V+)、降压(V-)、同期失败(ERR)、装置故障(FLT)和合闸开出(CLO)；J3-15、J3-16、J3-17、J3-18为合闸输出接点(CLO)和脉振电压(△U)用于同期过程录波。

其中J3-12、J3-13 和J3-15、J3-16均为合闸开出接点，但建议J3-12、J3-13用于断路器合闸，J3-15、J3-16用于录波输出。

J3-11、J3-14为空端子（NC）。

J4：控制输入，接线示意图见图4.3－2。

图4.3-1 交流输入接线示意图图4.3-2 控制输入接线示意图控制输入包括启动(START)、无压使能(ENOV)、断路器辅助接点(DLON)和控制输入公共端(DIcom)。

其中启动信号为脉冲输入，脉冲宽度应≥1秒；无压使能信号为稳定信号，应保持至启动信号有效；断路器辅助接点信号用于合闸导前时间的测量，根据需要接入。

J6：对象输入，接线示意图见图4.3－4。

当同期对象只有1个时，该板可以不插；但当同期对象多于1个时，该板必须插上用于对象的切换。