珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 1 目 錄 FTU 2 DTU 2 RTU 3 TTU 3 CT 4 PT 4 變比 4 過流 5 短路 5 短路和過流的區別 5 過載 5 零序 5 三段式電流保護 6 涌流 6 定時限與反時限 7 重合閘后加速 7 單雙穩態 7 四遙功能 8 環網 8 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 2 專業名詞解釋 FTU Feeder Terminal Unit 饋線自動化終端是自動化系統與一次設備聯結的接口 主要用于配電系統變壓器 斷路器 重合器 分段器 柱上負荷開關 環網柜 調壓器 無功補償電容器的監視和控制 與饋線主站通信 提供配電 系統運行控制及管理所需的數據 執行主站給出的對配電設備的控制調節指令 以實現饋線自動化的各項功能 FTU 實質上是介于遠方終端 RTU 與繼電保護之間的一種自動化終端 DTU Data Transfer unit 全稱數據傳輸單元 是專門用于將串口數據轉換為 IP 數據或將 IP 數據轉換為串口數據通過無線 通信 網絡進行傳送的無線終端設備 DTU 硬件組成部分主要包括 CPU 控制模塊 無線通訊模塊以及電源模塊 DTU 優點 組網迅速靈活 建設周期短 成本低 網絡覆蓋范圍廣 安全保密性能好 鏈路支持永遠在線 按流量 計費 用戶使用成本低 1 內部集成 TCP IP 協議棧 GPRS DTU 內部封裝了 PPP 撥號協議以及 TCP IP 協議棧并且具有嵌入式操作系統 從硬件上 它可看作是嵌入 式 PC 與無線 GPRS MODEM 的結合 它具備 GPRS 撥號上網以及 TCP IP 數據通信的功能 2 提供串口數據雙向轉換功能 GPRS DTU 提供了串行通信接口 包括 RS232 RS485 RS422 等都屬于常用的串行通信方式 而且 GPRS DTU 在設 計上大都將串口數據設計成 透明轉換 的方式 也就是說 GPRS DTU 可以將串口上的原始數據轉換成 TCP IP 數據包進行傳送 而不需要改變原有的數據通信內容 因此 GPRS DTU 可以和各種使用串口通信的用戶設備 進行連接 而且不需要對用戶設備作改動 3 支持自動心跳 保持永久在線 GPRS 通信網絡的優點之一就是支持 GPRS 終端設備永久在線 因此典型的 GPRS DTU 在設計上都支持永久在線 功能 這就要求 DTU 包含了上電自動撥號 采用心跳包保持永久在線 當長時間沒有數據通信時 移動網關將 斷開 DTU 與中心的連接 心跳包就是 DTU 與數據中心在連接被斷開之前發送一個小數據包 以保持連接不被 斷開 支持斷線自動重連 自動重撥號等特點 4 支持參數配置 永久保存 GPRS DTU 作為一種通信設備 其應用場合十分廣泛 在不同的應用中 數據中心的 IP 地址及端口號 串口的 波特率等都是不同的 因此 GPRS DTU 都應支持參數配置 并且將配置好的參數保存內部的永久存儲器件內 一般為 FLASH 或 EEPROM 等 一旦上電 就自動按照設置好的參數進行工作 5 支持用戶串口參數設置 不同用戶設備的串口參數有所不同 DTU 連接用戶設備的串口時 要根據用戶設備串口的實際參數對 DTU 端進 行相應設置 保證用戶設備的正常通信和可靠數據傳輸 較為專業的 GPRS DTU 還提供一些擴展功能 主要包括 支持數據中心域名解析 支持遠程參數配置 遠程固 件升級 支持遠程短信 電話喚醒 支持本地串口固件升級 提供短信通道 提供 DTU 在線 離線電平指示等 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 3 更高級的 DTU 也可給用戶提供二次開發的功能 例如 通信插件 DLL 接口文檔 以便用戶根據自己的實 際情況對 DTU 進行改造 完善 DTU 產品 使其更加的切合自身需求 GPRS DTU 上電后 首先讀出內部 FLASH 中保存的工作參數 包括 GPRS 撥號參數 串口波特率 數據中心 IP 地 址等等 事先已經配置好 GPRS DTU 登陸 GSM 網絡 然后進行 GPRS PPP 撥號 撥號成功后 GPRS DTU 將獲得一個由移動隨機分配的內 部 IP 地址 一般是 10 X X X 也就是說 GPRS DTU 處于移動內網中 而且其內網 IP 地址通常是不固定的 隨著 每次撥號而變化 我們可以理解為 GPRS DTU 這時是一個移動內部局域網內的設備 通過移動網關來實現與外 部 Internet 公網的通信 這與局域網內的電腦通過網關訪問外部網絡的方式相似 GPRS DTU 主動發起與數據中心的通信連接 并保持通信連接一直存在 由于 GPRS DTU 處于移動內網 而且 IP 地址不固定 因此 只能由 GPRS DTU 主動連接數據中心 而不能由數據中心主動連接 GPRS DTU 這就要求 數據中心具備固定的公網 IP 地址或固定的域名 數據中心的公網 IP 地址或固定的域名作為參數存儲在 GPRS DTU 內 以便 GPRS DTU 一旦上電撥號成功 就可以主動連接到數據中心 具體地講 GPRS DTU 通過數據中心的 IP 地址 如果是采用中心域名的話 先通過中心域名解析出中心 IP 地址 以及端口號等參數 向數據中心發起 TCP 或 UDP 通信請求 在得到中心的響應后 GPRS DTU 即認為與中心握 手成功 然后就保持這個通信連接一直存在 如果通信連接中斷 GPRS DTU 將立即重新與中心握手 由于 TCP UDP 通信連接已經建立 就可以進行數據雙向通信了 對于 DTU 來說 只要建立了與數據中心的雙向通信 完成用戶串口數據與 GPRS 網絡數據包的轉換就相對簡單 了 一旦接收到用戶的串口數據 DTU 就立即把串口數據封裝在一個 TCP UDP 包里 發送給數據中心 反之 當 DTU 收到數據中心發來的 TCP UDP 包時 從中取出數據內容 立即通過串口發送給用戶設備 通過有線的數據采集中心 同時與很多個 GPRS DTU 進行雙向通信 這是目前 GPRS DTU 應用系統中最為常用的 方式 RTU 遠程測控終端 英文全稱 Remote Terminal Unit 中文全稱為遠程終端控制系統 負責對現場信號 工業設備的監 測和控制 TTU 定義 TTU distribution Transformer supervisory Terminal Unit 配電變壓器監測終端 數據采集 在電力供配電系統中 配電變壓器監測終端 TTU 用于對配電變壓器的信息采集和控制 它實時監測配電變壓 器的運行工況 并能將采集的信息傳送到主站或其他的智能裝置 提供配電系統運行控制及管理所需的數據 數據控制 一般要求 TTU 能實時監測線路 柱上配電變或箱式變的運行工況 及時發現 處理事故和緊急情況 并具有 就地和遠方無功補償和有載調壓的功能 通信功能 由此可見 TTU 除具有數據采集與控制功能外 另一個重要功能就是通信功能 根據配電自動化系統的要求 配變監測終端 TTU 對上應能與配電子站或主站進行通信 將終端采集的實時信 息上報 同時接收子站 主站下達的各種控制命令 對下要求可與附近的配變監測終端 TTU 或其他智能設備進行通 信 因此 對配變監測終端通信功能的要求比較嚴格 無論通信方式 通信協議 通信接口都要滿足配網自動化系 統的要求 主要包括 1 通信的可靠性 配變監測終端的通信應能抵制惡劣的氣候條件 如雨 雪 冰雹和雷陣雨 還有長期的紫外線 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 4 照射 強電磁干擾等 2 較高的性價比 考慮通信系統的費用 選擇費用和功能及技術先進性的最佳組合 追求最佳性價比 3 配電通信的實時性 電網故障時 TTU 快速及時地傳送大量故障數據 配變監測終端的通信系統必須具有雙向通 信的能力 具有半雙工或全雙工的能力 4 通信方式的標準化及通用性 配變監測終端的通信系統包括發送器 接收器 使用中常常需要與其他配電設備 進行通信 因此應盡量選擇具有通用性 標準化程度高的通信方式及設備 便于使用和維護 CT 電流互感器 電力系統中廣泛采用的是電磁式電流互感器 以下簡稱電流互感器 它的工作原理和變壓器相似 電流互感器的特點是 1 一次線圈串聯在電路中 并且匝數很少 因此 一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負荷電流 而與二 次電流無關 2 電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小 所以正常情況下 電流互感器在近于短路狀態 下運行 電流互感器一 二次額定電流之比 稱為電流互感器的額定互感比 kn I1n I2n 因為一次線圈額定電流 I1n 己標準化 二次線圈額定電流 I2n 統一為 5 1 或 0 5 安 所以電流互感器額定互感比亦 已標準化 kn 還可以近似地表示為互感器一 二次線圈的匝數比 即 kn kN N1 N2 式中 N1 N2 為一 二線圈 的匝數 電流互感器的作用就是用于測量比較大的電流 PT 是電壓互感器 電壓互感器是發電廠 變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電器 電壓互感器的作用是 把高電壓按比例關系變換成 100V 或更低等級的標準二次電壓 供保護 計量 儀表裝置使 用 同時 使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離 電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的 設備 但它的電磁結構關系與電流互感器相比正好相反 電壓互感器二次回路是高阻抗回路 二次電流的大小 由回路的阻抗決定 當二次負載阻抗減小時 二次電流增大 使得一次電流自動增大一個分量來滿足一 二次 側之間的電磁平衡關系 可以說 電壓互感器是一個被限定結構和使用形式的特殊變壓器 變比變比 變比可以理解成 倍率 即一次二次之間的倍數關系 就拿你說的 50 5 的電流互感器來說吧 該互感器的一次額定 電流是 50 安 而二次額定電流是 5 安 就說明一次二次之間的電流傳變倍數是 50 除以 5 等于 10 簡單說這個互 感器能夠將一次的電流按照縮小十倍的倍數傳遍到二次的表計或保護裝置中 即一次是 10 安時 二次回路中實際 上只對應的流過 1 安的電流 一次流過 20 安時則二次回路中就會有 2 安的電流流過 以此類推 如你所說額定電 流 30 安的電機 選用 50 5 的互感器 當電機繞組中有 25 安的電流時 則在該電機電流表內的電流線圈中實際 上只有 25 除以倍率 10 等于 2 5 安的電流流過 而電流表表盤上的刻度是按照二次對應的一次電流位置畫的 也 就是說當二次線圈中有 1 安電流流過時 在電流表表盤上指示的位置上就要標出 10 安 以此類推 也就是說有互 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 5 感器的電流表在讀數時直接按照表盤上的數直讀就可以了 無需乘倍率 但是要是在二次電路檢測出的電流換算 到一次電流時就要乘以倍率了 過流 顧名思義就是電流過大 原因是多方面的 比如用電設備過載 線路短路 含相間短路 接地短路 設備絕緣破 壞等 短路 電路中電勢不同的兩點直接碰接或被阻抗 或電阻 非常小的導體接通時的情況稱為短路 發生短路時電流強度 很大 往往會損壞電氣設備或引起火災 短路和過流的區別 短路是過流的一種特殊情況 是很嚴重的過流情況 過流可以認為是超過設定電流值時發生的情況 是相對來說的 而短路則是一種情況 嚴重過流 是沒有相對情況的 當 然檢測電路不是完全一樣的 在檢測電流中設定好最大允許電流值 當檢測到電流超過其值時則認為過流就保護 在檢 測電路中還應設值過流時的最大值 超過其值則認為短路 其實過流和短路保護所起到保護作用機理是不同的 短路要 求快速響應保護 而過流可以相對慢些 過載 負荷過大 超過了設備本身的額定負載 產生的現象是電流過大 用電設備發熱 線路長期過載會降低線路絕緣 水平 甚至燒毀設備或線路 零序 零序是一種接地故障檢測方法 它使用一個傳感器 CT 來把所有相導體和中性導體連接在一起 傳感器會 按照線路中接地故障電流的不平衡程度等比例地產生輸出 再由一臺繼電器來測量這一輸出 并斷開斷路器或釋 放接地故障警報 我們所說的 正序 負序 和 零序 都是一組相量 這組相量中有大小相等的三個相量 正序就是大小相等 方向順時針相差 120 度 平衡對稱的一組相量 就象三相電動機接線正確一樣 這三個 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 6 加入電機的電壓量就是 正序 它使電機正轉 負序就是大小相等 方向逆時針相差 120 度 平衡對稱的一組相量 就象三相電動機接線反接一樣 這三個 加入電機的電壓量就是 負序 它使電機反轉 零序就是大小相等 方向相同的一組相量 就象三相電動機三相加入了同一個電壓 這個加入電機的電壓量 就是 零序 它不能使電機轉動 但損耗是有的 也可能燒毀電機 零序電流 零序電流保護的基本原理是基于基爾霍夫電流定律 流入電路中任一節點的復電流的代數和等于零 即 I 0 它 是用零序 C T 作為取樣元件 在線路與電氣設備正常的情況下 各相電流的矢量和等于零 對零序電流保護假定不 考慮不平衡電流 因此 零序 C T 的二次側繞組無信號輸出 零序電流保護時躲過不平衡電流 執行元件不動作 當發生接地故障時的各相電流的矢量和不為零 故障電流使零序 C T 的環形鐵芯中產生磁通 零序 C T 的二次側感 應電壓使執行元件動作 帶動脫扣裝置 切換供電網絡 達到接地故障保護的目的 零序電流保護一般適合使用于 TN 接地系統 因為當發生一相接地時 對 TN S 系統 Id 回路阻抗包括相線阻抗 Z1 PE 線阻抗 ZPE 和接觸阻抗 Zf 即 Zs Z1 ZPE Zf 對于 TN C 系統 Id 回路阻抗包括相線阻抗 Z1 PEN 線阻抗 ZPEN 和接觸電阻 Zf 即 ZS Z1 ZPEN Zf 對于 TN C S 系統 Id 回路阻抗包括相線阻抗 Z1 PEN 線阻抗 ZPEN PE 線阻抗 ZPE 和接觸電阻 Zf 即 ZS Z1 ZPEN ZPE Zf 產生的單相接地故障電流 Id 220 ZS 明顯大于無故障時的 三相不平衡電流 只要整定合適 就可檢測出發生接地故障時的零序電流 以切斷故障回路 而對 IT 系統 一般 均是使用對供電可靠性要求較高 對單相接地不必要立即切斷供電回路 但需發出絕緣破壞監察信號 以維持繼 續供電一段時間 工礦企業內的不配出中性線的三相三線配電線路 當單相接地時 該故障線路上流過的零序電 流是全系統非故障系統電容電流之和 因而容易檢測出接地故障電流 故可用零序電流保護裝置來監察相對地第 一次接地故障 TT 接地系統常應用于工農業 民用建筑的照明 動力混合供電的三相四線配電系統中 常發現三 相不平衡電流較大 當發生一相接地時 Id 回路阻抗包括相線阻抗 Z1 PE 線阻抗 ZPE 負載側接地電阻 RA 和電 源側接地電阻 RB 接觸阻抗 Zf 即 ZS Z1 ZPE RA RB Zf 接地故障電流 Id 220 ZS 由于 RA RB Z1 ZPE Zf 且 RA RB 數值一般均較大 很明顯 TT 系統的故障環路阻抗大 產生的單接故障電流 Id 遠遠小于不平衡電流 很 難檢測出故障電流 故不適用于 TT 接地系統 零序電流保護具體應用可在三相線路上各裝一個電流互感器 C T 或讓三相導線一起穿過一零序 C T 也可 在中性線 N 上安裝一個零序 C T 利用這些 C T 來檢測三相的電流矢量和 即零序電流 Io IA IB IC IO 當線路上 所接的三相負荷完全平衡時 無接地故障 且不考慮線路 電器設備的泄漏電流 IO 0 當線路上所接的三相負 荷不平衡 則 IO IN 此時的零序電流為不平衡電流 IN 當某一相發生接地故障時 必然產生一個單相接地故障電 流 Id 此時檢測到的零序電流 IO IN Id 是三相不平衡電流與單相接地電流的矢量和 負序電壓 這個只有我口頭給你說說了 通常一些大型變壓器我們會看到這樣的保護 負序電壓啟動的過流保護 為什么要用負序電壓來啟動過流保護作為后備保護 因為負序電壓是在系統三相不平衡短路 除了三相同時短路 屬于平衡短路 其他的短路都屬于不平衡短路 的情況下會發生 而系統短路的情況基本都屬于不平衡短路 所 以對于一些大型變壓器 斷電之后會有很大的經濟或者其他損失 為了保證其保護的準確性 通常會在過流保護 加裝負序電壓啟動 三段式電流保護 三段式電流保護通常由無時限電流速斷保護 也稱瞬時電流速斷保護 帶時限電流速斷保護 簡稱延時電流速斷 保護 及定時限過電流保護 簡稱過電流保護 它們又分別稱為三段式電流保護的第 段 第 段及第 段 涌流 電力系統中的涌流是一種持續時間很短的電流 由于涌流值需要與穩定電流相比較才有意義 因此通常不用 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 7 涌流的電流值來描述涌流 而是用倍數來描述涌流 所謂涌流倍數就是涌流與穩定電流的比值 由于涌流是一種 持續時間很短的電流 因此沒有有效值的概念 只有瞬時值的概念 因此準確地講 涌流倍數就是涌流峰值與穩 定電流峰值的比值 可以用涌流檢測儀來檢測涌流的數值 投入電容器的時候會產生涌流 投入變壓器的時候也會產生涌流 涌流的大小與投入時刻的相位角有關 抑制涌流的有效手段是使用同步開關來投切電容器或者變壓器 同步開關可以在確定的相位角將負荷投入系 統 因此可以消除涌流 需要注意的是 投切電容器的同步開關與投切變壓器的同步開關需要使用不同的控制策略 電容器需要在電 壓過零的時刻投入 而變壓器需要在電壓為峰值的時刻投入 因此控制電容器的同步開關與控制變壓器的同步開 關是不能互換的 為了實現同步開關操作 同步開關的三相觸點必須分別動作 三相觸點同時動作的開關不能實現同步操作 定時限與反時限 定時限過電流保護是指保護裝置的動作時間不隨短路電流的大小而變化的保護 反時限過電流保護是指保護裝置的動作時間隨短路電流的增大而自動減小的保護 定時限過電流保護特性 為了實現過電流保護的動作選擇性 各保護的動作時間一般按階梯原則進行整定 即相鄰保護的動作時間 自負 荷向電源方向逐級增大 且每套保護的動作時間是恒定不變的 與短路電流的大小無關 反時限過電流保護特性 流過熔斷器的電流越大 熔斷時間越短 反時限過電流保護是指動作時間隨短路電流的增大而自動減小的保護 使用在輸電線路上的反時限過電流保護 能更快的切除被保護線路首端的故障 過電流保護一般是按避開最大負荷電流這一原則整定的 為了使上 下級的過電流保護具有選擇性 在時限上也 應應有一個級差 這就使靠近電源端的保護動作時限將很長 這在許多情況下是不允許的 為克服這一缺點 通 常采用提高整定值以限制動作范圍的辦法 不加時限 可以瞬時動作 這種保護叫做電流速斷保護 無時限電流速斷不能保護線路全長 它只能保護線路的一部分 所以 為了保證動作的選擇性 其起動電流必 須按最大運行方式來整定 即通過本線路的電流為最大電流 這就存在著保護的死區 為了彌補瞬時速斷保護不 能保護線路全長的缺點 常采用略帶時限的速斷保護 即延時速斷保護 這種保護一般與瞬時速斷保護配合使用 其特點與定時限過電流保護裝置基本相同 所不同的是其動作時間比定時限過電流保護的整定時間短 為了使保 護具有一定的選擇性 其動作時間應比下一級線路的瞬時速斷大一時限級差一般取 0 5 秒 重合閘后加速 前加速 當線路上發生故障時 靠近電源側的保護先無選擇性地瞬時動作于跳閘 而后再靠重合閘來糾正這種非 選擇性動作 前加速一般用于具有幾段串聯的輻射線路中 重合閘裝置僅裝在靠近電源的一段線路上 后加速 當線路發生故障后 保護有選擇性地動作切除故障 重合閘進行一次重合后回復供電 若重合于永久性 故障時 保護裝置不帶時限無選擇性的動作跳開斷路器 這種方式稱為重合閘后加速 重合閘成功與否取決于故障的類型 要是永久性故障 無論那種方式都一樣不能成功 只能說前加速跳閘快 可 以減少瞬時性故障發展成永久性故障的概率 但重合閘前加速的應用停電面積大 沒有選擇性 所以應用較后加 速少 兩者區分在于有無選擇性 前加速無選擇性 所以可能會造成事故的擴大化 斷開不必要斷開的線路 造成正常 用戶不能供電 珠海博威智能電網有限公司 電話 0756 6102222 傳真 0756 6102975 網址 8 單雙穩態 1 雙穩態電路 電路可以保持在兩個穩態上 當施加觸發脈沖時 電路翻轉 變為另一個穩態 觸發脈沖撤銷后 能夠保持在這個穩定狀態上 直到下一個觸發脈沖的到來 才再次改變狀態 2 單穩態電路 電路只能保