DPY-3频率电压稳定控制装置解析

1DPY-3型频率电压稳定控制装置概述装置免调零，调幅由软件实现，调试简便，减轻了维护人员的工作强度，使装置的实用性、可维护性和稳定性得到很大的提高。

装置的所有运行、动作、异常信息，由装置板面上的指示灯和液晶屏幕显示。

装置具有通讯接口，可实现与监控系统通讯。

2主要功能2.1 测量安装点母线的频率和频率的变化率；2.2 测量安装点母线的电压和电压变化率；2.3 根据频率和电压的偏差切除相应的负荷，可将切除的负荷按重要性分成四级，根据频率和电压的偏差程度逐级切除，每一轮动作出口都可以定值设定。

2.4在装置安装处相邻线路发生短路故障的过程中或频率、电压消失等不正常情况下，装置具有闭锁功能，可防止装置的误动作；装置低频低压减载的整定时间不需与继电保护动作时间相配合。

2.5 装置具有记忆功能，可以记录装置的动作情况及运行参数。

装置能进行事件记录及故障前后状态量的数据记录。

记录故障前0.2秒到故障后30秒内模拟量的变化和装置动作的情况。

装置能保存6次记录，并可在正面的显示屏上显示这些记录。

装置掉电后数据不丢失。

3主要技术参数3.1 额定交流输入参数交流电压：U AB、、U BC、，100V 50HzPT变化：6.3kV～500kV/100V，根据需要以定值方式设定直流电源：220V/110V3.2测量精度频率测量误差小于±0.01Hz(45～55Hz)电压有效值测量相对误差小于±1%（电压为0.2～1.2U N）df/dt测量误差小于0.1Hz/SdU/dt测量误差小于0.05U N/S延时误差小于0.02秒3.3交流功耗交流电压回路在额定参数时每相小于0.5VA3.4 装置动作时间及返回系数3.4.1 装置的低频最快动作时间建议为60ms,0.06s～99.99s之间任意设定；装置低压最快动作时间为10ms,0.01s～99.99s之间任意设定。

装置整组动作时间小于20ms,装置的返回时间小于150ms，事件顺序记录分辨率：1.667ms。

3.4.2 装置的返回系数频率返回值比启动值高0.05Hz;电压返回值比启动值大3%U N 。

3.5 供电电源直流(或交流)220V或110V，允许变化范围为±20% 。

3.6显示与定值修改3.6.1 通过主机面板上的4X16字符的液晶显示屏以菜单方式显示测量值、定值、动作状态、事件记录、数据记录及装置异常等信息。

3.6.2 通过主机面板上的4个指示灯指示装置运行、启动、异常和动作情况。

3.6.3 通过主机面板上的9个按键，可以选择各种显示方式、修改整定值、设定日期、时间、进行整组检查试验及动作信号的复归。

3.6.4 定值存放在flash内，断电后定值不消失，同时设置定值查看和定值修改两个菜单，进入定值修改菜单需要输入修改定值密码，确保密码不会被无意修改，进入定值查看菜单不需要输入密码，只需要查看定值时请进入定值查看菜单，避免进入定值修改菜单。

3.7装置的运行环境条件环境温度：-10℃～+50℃；相对湿度：0～95%3.8 执行标准绝缘电阻、介质强度（耐压试验）、抗干扰等符合DL/T478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》、GB/T14598-98《量度继电器和保护装置的电气干扰试验》及IEC国际标准的要求。

１２具体指标如下：通过静电放电试验 4级（GB/T14598.14-1998），通过快速瞬变干扰试验4级（GB/T14598.10-1996），通过浪涌（冲击）抗扰度试验3级(GB/T17626.5-1999),1MHz 脉冲群干扰试验3级（GB/T14598.13-1998）。

4 装置的输入量与输出量 4.1 装置的输入量输入模拟量：U A 、U B 、U C 4.2 装置的输出量4.2.1 出口继电器及接点出口继电器有4个，各提供两对输出接点，共提供8对输出接点。

该接点容量为交流220V 、闭合电流5A 。

建议用户将出口跳闸接点经保护装置的操作箱回路作用于断路器跳闸线圈，需要直接作用于跳闸线圈时，必须外接电流自保持继电器。

4.2.2 中央信号输出中央信号有动作信号、异常信号、直流电源消失信号，动作信号由运行人员手动复归，异常信号在异常状态消失后自动复归。

注意装置输出的中央信号接点切断的负载不大于30W ，否则会烧坏接点，应将原光字牌的灯泡更换为节能灯泡。

每轮和每一回线的动作都有自保持信号灯，手动复归后熄灭。

5 装置的基本原理5.1 电压、频率的测量方法装置的微机部分对输入的交流电压U AB 、U BC 的瞬时值进行24点采样，再按以下计算法算出电压的有效值和频率值。

∑ u kVU k =0.5(U ABK +U BCK ) kV dU/dt ≌10(U k -U (K-0.1（秒）))*100/U N %U N /sf ABK =1/T ABK Hz f BCK =1/T BCK Hzf k =0.5(f ABK +f BCK ) Hz df/dt ≌10(f k -f (k-0.1（秒）)) Hz/s5.2 低压事故的判别方法及动作特性动作原理及逻辑框图如图5.1所示1 24 24 K=12 24 11 24 K=1 2BCK kV∑ U ABK = U BCK = u ABK √图5.1 低压减载动作原理及逻辑框图5.2.1 电压缓慢下降时的判别式U≤Uqd、t≥tuqd 低电压启动↓U≤U1 、t≥tu1 低电压第一轮动作↓U≤U2 、t≥tu2 低电压第二轮动作↓U≤U3 、t≥tu3 低电压第三轮动作以上三轮按箭头顺序动作。

第四轮为特殊轮，其动作顺序为：U≤Uqd、t≥tuqd 低电压启动↓U≤U4 、t≥tu4 低电压第四轮动作每一轮动作输出出口根据定值决定。

5.2.2 电压下降较快时的判别式U≤Uqd 、t≥tuqd 低电压启动↓U≤Ul·dU／dt＜dua2、t≥tu1 低压第一轮动作·dU／dt≥dua2、t≥tua2 切第一轮，加速切第二轮5.2.3防止系统短路故障及负荷反馈等电压异常变化情况引起装置误动作的闭锁措施a)低电压闭锁当U≤20%Un时，认为电压消失，发异常信号，不进行低压判断，闭锁出口。

b)电压突变闭锁当dU/dt≥dubs时，不进行判断，闭锁出口。

c) PT断线闭锁当电压差≥20%Un时，认为PT断线，发异常信号，不进行低压判断，闭锁出口。

PT三相断线时判为电压消失。

5.3 频率下降事故的判别方法及动作特性动作原理及逻辑框图如图5.2所示5.3.1 频率缓慢下降时的判别式f≤fqd、t≥tfqd 低频启动３↓f≤f1 、t≥tf1 低频第一轮动作↓f≤f2 、t≥tf2 低频第二轮动作↓f≤f3 、t≥tf3 低频第三轮动作以上三轮按箭头顺序动作。

第四轮为特殊轮，其动作顺序为：f≤fqd、t≥tfqd 低频启动↓f≤f4、t≥tf4 低频第四轮动作每一轮动作输出出口根据定值决定。

5.3.2 频率下降较快时的判别式f≤fqd 、t≥tfqd 低频启动↓f≤f1·df／dt＜dfa2 、t≥tf1 低频第一轮动作·df／dt≥dfa2 、t≥tfa2 切第一轮，加速切第二轮图 5.2 低频减载动作原理及逻辑框图5.3.3 防止负荷反馈、电压回路接触不良等频率异常变化情况下引起装置误动作的闭锁措施。

a)df/dt闭锁当df/dt≥dfbs 时，不进行判断，闭锁出口。

df/dt闭锁后直到频率恢复至启动频率值以上时自动解除闭锁。

b)当f>55Hz或f<45Hz时，不进行判断，闭锁出口。

装置在检测到有一相电压消失时，则立即将该相电压对应频率清零，闭锁装置，不再动作，同时延时5秒后发出告警信号。

c)低电压闭锁当U≤20%Un时，认为电压消失，发异常信号，不进行低频判断，闭锁出口。

４５6．装置的硬件配置 6.1 装置的硬件装置的硬件框图如图6.1所示。

装置硬件平台是在多年硬件开发经验的基础上开发出来的适用于电力系统自动化的硬件平台，准32位CPU 为核心，根据现场环境和专业要求而采用了相应的特殊措施，具有极高的稳定性、可靠性和很强的电磁兼容性。

U AB U BC图6.1 装置的硬件框图CPU ： 准32位CPURAM ： 16K+256K Bytes 其中256K 为掉电保持 FLASH ：128K+512K Bytes人机接口： 128*64点阵式液晶，支持汉字显示、图形显示 9键标准装置键盘 运行、启动、动作、异常指示灯 模拟量输入： 16位AD 芯片 6路模拟量，精度>0.3% 两路频率，精度>0.01Hz 开关量输入： 8路，24V ，可转换为110/220V 输入 开关量输出： 8路，接点容量8A ，每路两对接点输出，带掉电保持信号指示灯 8路相互独立，可以各自分级、分轮单独输出 通讯接口：标准232、PCM 接口（G.703）、SDH 接口，专用光纤AC 变换电路采样保持 回 路周期测试 回 路准32位单片机并行I/O 串口 出口逻辑光电隔离驱动PN 输 出 中 间 XJ YJ CKJ显示屏 键 盘FLASH1 实时时钟FLASH2 RAMRS232串口６6.2 装置输出回路原理图装置的输出回路原理示意图如图6.2所示。

图6.2 装置的输出回路原理图主CPU 根据装置运行要求发出输出控制命令，信号自保持继电器给出该轮（路）动作情况以及中央信号回路。

装置动作后，信号必须有人工复归。

6.3 装置的结构及正面布置装置采用组合式半4U 结构，两个装置可以组合成标准的4U 机箱，便于安装使用。

也可以扩展为标准的4U 结构，半4U 装置前面板布置图如下：图一 装置面板前视图面板上有一个128*64的点阵式液晶，可以直接显示汉字，构成了友好的人机接口界面。

左下方有9个安键和一个复归安钮。

安键为退出、复位、确认、+、-、上移、下移、左移、右移。

右边共有18个指示灯，其中8个表示动作信号，8个为开关量输入指示，一个运行指示灯和一个异常指示灯。

灯的右侧分别有对应的标签说明。

装置的安装尺寸如图2，装置既可以单独嵌入式安装，也可以通过中间连接件将两个装置组-跳闸（出口一）-跳闸（出口二）-跳闸（出口三）ZLX2中央信号-跳闸（出口四）合成一个标准的4U结构安装在标准的机架上。

图6.4 装置安装开孔图（见附后的CAD图）图6.5装置的外部接线（背板图）７7装置软件配置及面板操作7.1 装置的软件结构装置软件结构分主循环程序和中断事故处理程序两大部分。

中断程序主要完成电压瞬时值采样、电压有效值、频率值计算、启动判断、低频事故判断、低压事故判断、输出控制及中央信号等。

主循环程序主要完成面板显示、定值修改、回路自检、信号复归及整组试验等功能。