1.概述ARC300F測控一體化微機(jī)發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置

    ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置是悍客電氣（上海）有限公司在總結(jié)了國內(nèi)外同行多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際特點(diǎn)，開發(fā)研制的集保護(hù)、監(jiān)視、控制、通信等多種功能于一體的電力自動(dòng)化*產(chǎn)品，是構(gòu)成智能化開關(guān)柜的理想電器單元。多種功能的高度集成，靈活的配置，友好的人機(jī)界面，使得ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置可作為35KV及以下電壓等級的不接地系統(tǒng)、小電阻接地系統(tǒng)、消弧線圈接地系統(tǒng)、直接接地系統(tǒng)的各類各類電器設(shè)備和線路的保護(hù)及測控，也可作為部分66KV、110KV電壓等級中系統(tǒng)的電壓電流的保護(hù)及測控。

ARC300F測控一體化微機(jī)發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置

1.1   ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置的應(yīng)用范圍

    ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置內(nèi)置一個(gè)由二十多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)程序構(gòu)成的保護(hù)庫，具有對一次設(shè)備電壓電流模擬量和開關(guān)量的完整強(qiáng)大的采集功能，自帶自適應(yīng)型操作回路，配備標(biāo)準(zhǔn)RS485和工業(yè)CAN通訊口。以上基本功能通過合理配置可實(shí)現(xiàn)以下間隔的保護(hù)和測控功能：

（1）發(fā)電機(jī)后備保護(hù)測控

1.2   ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置的主要特點(diǎn)

■ 集保護(hù)、測量、監(jiān)視、控制、人機(jī)接口、通信等多種功能于一體；專門針對開關(guān)柜進(jìn)行“單元化”設(shè)計(jì)，一臺裝置即可完成開關(guān)柜內(nèi)所有的自動(dòng)化功能，簡化了開關(guān)柜二次設(shè)計(jì)和施工，代替了各種常規(guī)繼電器和測量儀表，節(jié)省了大量的安裝空間和控制電纜。

■ 采用32位數(shù)字信號處理器（DSP），具有*內(nèi)核結(jié)構(gòu)、高速運(yùn)算能力和實(shí)時(shí)信號處理等優(yōu)良特性，過去由于CPU性能等因素而無法實(shí)現(xiàn)的保護(hù)算法可輕松實(shí)現(xiàn)。

■ 支持常規(guī)的RS485總線及DeviceNet（CAN）現(xiàn)場總線通信，CAN總線具有出錯(cuò)幀自動(dòng)重發(fā)和故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)脫離等糾錯(cuò)機(jī)制，保證信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。速率1Mbps，長距離10km，一條總線多允許掛接110個(gè)設(shè)備。

■ 全封閉金屬機(jī)箱，超薄型設(shè)計(jì)，機(jī)箱凈深僅100mm，可適用安裝于任何柜型，特別是環(huán)網(wǎng)柜。機(jī)箱防水，防塵，并具有很強(qiáng)的抗靜電、抗電磁干擾和抗機(jī)械振動(dòng)能力；既可分布式就地安裝在開關(guān)柜上，也可集中組屏安裝；裝置結(jié)構(gòu)合理，便于安裝、配線和調(diào)試。

■ 表面貼工藝，重要器件（如電源模塊、互感器、繼電器、液晶顯示屏、接線端子等）均采用國內(nèi)外企業(yè)的成熟產(chǎn)品，平均*時(shí)間達(dá)100,000小時(shí)。

■ 完善的自檢能力，發(fā)現(xiàn)裝置異常能自動(dòng)告警；具有自保護(hù)能力，有效防止接線錯(cuò)誤或非正常運(yùn)行引起的裝置性損壞；免維護(hù)設(shè)計(jì)，無需在現(xiàn)場調(diào)整采樣精度，測量精度不會因?yàn)榄h(huán)境改變和*運(yùn)行引起誤差增大。

■ *通用輸入電源模塊，兼容85～264V交流或直流工作電源，更在電源跌落和電壓突變方面有出色表現(xiàn)。

■ 斷路器操作回路具有交直流通用的硬件防跳閉鎖模塊，分/合閘操作回路的電流大小不影響模塊正常工作。強(qiáng)化的斷路器操作管理功能，對各種運(yùn)行方式的變電站、配電站均能適用。

■ 開關(guān)量輸入支持直接跳閘或告，用于瓦斯、溫度等重要保護(hù)或聯(lián)鎖跳閘。采用可設(shè)置變位確認(rèn)時(shí)間窗技術(shù)，有效消除開關(guān)接點(diǎn)抖動(dòng)和電磁干擾，保證遙信正確率達(dá)。

■ 人機(jī)接口符合人機(jī)工程設(shè)計(jì)要求，帶背光圖形液晶，菜單化設(shè)計(jì)，全中文顯示，合理化屏幕保護(hù)控制。顯示內(nèi)容包括測量數(shù)據(jù)、開關(guān)量狀態(tài)、實(shí)時(shí)波形、事件記錄、故障錄波、保護(hù)定值和系統(tǒng)參數(shù)等。

■ 具有事件記錄功能，可記錄與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)的所有事件，時(shí)間分辨率小于1ms，可在線記錄事件100條，掉電不丟失，便于分析故障原因和診斷設(shè)備缺陷。

■ 具有故障錄波功能，可真實(shí)記錄故障前后的電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)等信息，記錄密度每周波24點(diǎn)，記錄長度為故障前2周波，故障后7周波，掉電不丟失。

■ 具有多套保護(hù)定值手動(dòng)切換功能。

1.3    保護(hù)功能

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置功能配置如下：

     序號                      保護(hù)功能        

      1            I段過流（速斷）保護(hù) （帶方向閉鎖、低壓閉鎖、負(fù)壓閉鎖、定值加倍） 

      2            Ⅱ段過流（*速斷）保護(hù) （帶方向閉鎖、低壓閉鎖、負(fù)壓閉鎖、定值加倍） 

      3            Ⅲ段過流（定時(shí)限過流）保護(hù) （帶方向閉鎖、低壓閉鎖、負(fù)壓閉鎖、保護(hù)退出) 

      4            反時(shí)限過流保護(hù) （IEC標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限四種特性曲線） 

      5            后加速保護(hù) 

      6            過負(fù)荷保護(hù) 

      7            負(fù)序電流保護(hù) 

      8            零序電流保護(hù) 

      9            單相接地選線保護(hù) （可選五次諧波判據(jù)） 

      10            過電壓保護(hù) 

      11            低電壓保護(hù) 

      12            失壓保護(hù) 

      13            負(fù)序電壓保護(hù)

      14            風(fēng)冷控制保護(hù) 

      15            零序電壓保護(hù) 

      16            低周減載保護(hù) （帶電壓閉鎖、滑差閉鎖、欠流閉鎖） 

      17            低壓解列保護(hù) （帶滑差閉鎖、欠流閉鎖） 

      18            重合閘保護(hù) （帶檢無壓、檢同期） 

      19            備自投保護(hù)（帶自投自復(fù)，檢無壓，檢無流） 

      20            過熱保護(hù) 

      21            逆功率保護(hù) 

      22            啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù) 

      23            定時(shí)限Ix過流保護(hù) 

      24            反時(shí)限Ix過流保護(hù) （IEC標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限四種特性曲線） 

      25            保護(hù)選項(xiàng)：電動(dòng)機(jī)參數(shù)（注1） 

      26            保護(hù)選項(xiàng)：PT控制（注2） 

      27            保護(hù)選項(xiàng)：PT并列切換（注3） 

      28            非電量保護(hù)1～8（注4）

      29            復(fù)壓開出保護(hù)（注5）

      注1： 電動(dòng)機(jī)參數(shù)選項(xiàng)開放后在定值菜單里會出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)額定電流及啟時(shí)時(shí)間設(shè)置參數(shù)，只有先設(shè)置此參數(shù)電動(dòng)啟動(dòng)時(shí)間過長和三段過流的啟動(dòng)加倍和啟動(dòng)退出才有意義，否則投入無效。

      注2： PT控制功能被開放后，裝置將具有PT控制邏輯，裝置對PT單元進(jìn)行測控時(shí)需要開放此參數(shù)。

      注3： PT切換并列功能被開放后，裝置將具有PT切換并列的功能，在PT單元需要并列時(shí)開放此參數(shù)。

      注4：非電量保護(hù)用于實(shí)現(xiàn)瓦斯、溫度等非電量保護(hù)，也可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)庫中未提供的特殊保護(hù)。

      注5：復(fù)壓開出保護(hù)用于主變后備保護(hù)各側(cè)復(fù)合電壓條件需要并列的情形，驅(qū)動(dòng)備用3繼電器，當(dāng)復(fù)合電壓條件不取其它側(cè)時(shí)，可不開此保護(hù)。

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置保護(hù)功能的優(yōu)點(diǎn)：

■ 保護(hù)庫中配置有二十幾種常用保護(hù)，滿足用戶對不同電氣設(shè)備或線路的保護(hù)要求。

■ 用戶可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要配置相應(yīng)的保護(hù)，真正實(shí)現(xiàn)為用戶“量身定做”。

■ 自定義保護(hù)功能可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)庫中未提供的特殊保護(hù)，大限度的滿足用戶要求。

■ 各保護(hù)功能相對獨(dú)立，保護(hù)定值、時(shí)限、閉鎖條件和保護(hù)投退可獨(dú)立整定和配置。

■ 保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，滿足電力系統(tǒng)對保護(hù)的可靠性要求。

■ 支持多套保護(hù)定值手動(dòng)切換。

■ 與事件記錄、故障錄波、通信功能緊密配合，使繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到一個(gè)新的水平。

1.4   測量功能

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置能測量以下電氣參數(shù)：

序號                 測量參數(shù)                                   測量精度 

 1            三相測量電流（IA、IB、IC）                              0.2% 

 2            三相相電壓 （Ua、Ub、Uc）                               0.2% 

 3            三相線電壓（Uab、Ubc、Uca）                              0.2% 

 4            頻率（F）                                          0.02Hz 

 5            有功功率（P）、無功功率（Q）、功率因數(shù)（COS）               0.5% 

 6            有功電度（PhI、PhE）、無功電度（QhI、QhE）                     0.5% 

 7            四路脈沖電度（PE1～PE4） 

以上測量值能根據(jù)CT、PT接線方式和變比，自動(dòng)進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換，并分別顯示一次側(cè)值和二次側(cè)值。

另外，ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置能夠顯示與保護(hù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，便于用戶調(diào)試和分析，具體如下：

序號                     保護(hù)數(shù)據(jù) 

 1            三相保護(hù)電流（Ia、Ib、Ic） 

 2            零序電流（3I0）、負(fù)序電流（I2） 

 3            零序電壓（3U0）、負(fù)序電壓（U2） 

 4            輔助電流（Ix） 

 5            輔助電壓（Uxab） 

 6            輔助電壓頻率（Fx） 

1.5   監(jiān)視功能

■ 開關(guān)量監(jiān)視

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置支持16路外部無源接點(diǎn)信號輸入，開關(guān)量名稱可由用戶定義，并能設(shè)置事件類型，將接點(diǎn)變位信息保存在事件記錄中，同時(shí)可啟動(dòng)跳閘或告警；為消除開關(guān)接點(diǎn)抖動(dòng)和電磁干擾等引起誤變位，ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置同時(shí)采用硬件電路濾波和軟件時(shí)間窗技術(shù)，保證遙信正確率達(dá)100％。

■ 系統(tǒng)異常告警

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置在線監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常自動(dòng)發(fā)出告警信號。監(jiān)視的內(nèi)容包括：控制電源失電、合閘回路斷線、跳閘回路斷線、CT斷線、PT斷線等。

■ 裝置自檢

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置具有完善的自檢能力，發(fā)現(xiàn)裝置工作異常將自動(dòng)發(fā)出自檢信號。自檢的項(xiàng)目包括：設(shè)備參數(shù)、保護(hù)定值、保護(hù)定值1、保護(hù)定值2、保護(hù)定值3、開入電源、A/D通道、CAN通信、Time芯片、Flash芯片、RAM1、RAM2、FRAM、繼電器線圈等。

1.6   控制功能

■ 斷路器控制

斷路器狀態(tài)通過輔助接點(diǎn)接入裝置IN01獲得，并在面板上以 “分位”、“合位”指示燈顯示。ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置上帶有“分閘/合閘”按鍵和“本地/遙控”切換鎖，用于斷路器的操作，強(qiáng)化了斷路器的控制和管理功能，包括：

?操作回路帶硬件防跳保持功能

?斷路器遙控/本地操作

?斷路器外部聯(lián)動(dòng)控制

?斷路器合閘閉鎖控制

?斷路器拒動(dòng)信號輸出

?斷路器分/合線圈保護(hù)

?斷路器操作信息統(tǒng)計(jì)

因此，ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置不僅僅是一般意義上的保護(hù)測控裝置，更是斷路器在線監(jiān)測管理器和智能化開關(guān)柜的控制管理中心。

■ PT控制

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置具有PT控制功能，當(dāng)PT控制功能開放后，測控裝置就會根據(jù)PT柜隔離刀輔助接點(diǎn)的斷合及PT回路是否有故障決定輸出或斷開電壓小母線，為PT并列和PT檢修做好準(zhǔn)備。

■ PT并列

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置具有PT并列功能，當(dāng)PT并列功能開放后，測控裝置就會根據(jù)分段柜斷路器位置及隔離刀輔助接點(diǎn)的位置及兩側(cè)PT柜小母線是否斷開的信息決定并列或斷開兩側(cè)電壓小母線。保證檢修或某段母線PT有故障時(shí)供電的連續(xù)進(jìn)行，提高供電的可靠性。

1.7     事件記錄

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置具有SOE事件記錄功能，可在線記錄發(fā)生的100條事件，并可在裝置顯示屏上顯示查看。記錄的時(shí)間分辨率小于1ms，掉電不丟失，便于分析故障原因和設(shè)備缺陷診斷。為了給事件記錄提供高精度的時(shí)間戳，ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置內(nèi)置了由可充電電池供電的內(nèi)部時(shí)鐘，并可接收上一級SCADA系統(tǒng)的通信校時(shí)和在裝置本地修改系統(tǒng)時(shí)間。

1.8     故障錄波

ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置支持故障錄波功能。裝置一般按故障跳閘作為觸發(fā)故障錄波的觸發(fā)事件，也可由用戶自行設(shè)定觸發(fā)事件，只要觸發(fā)事件發(fā)生，故障錄波器就自動(dòng)將發(fā)生該事件前后的電流、電壓等信息完整真實(shí)地記錄下來，采樣密度每周波24點(diǎn), 每次錄波的記錄周波數(shù)為12*9=108個(gè)周波，每個(gè)通道記錄故障前2個(gè)和故障后7個(gè)波形，裝置多能保存4個(gè)錄波波形。錄波波形可在裝置顯示屏或相關(guān)軟件上被顯示和分析。

1.9     人機(jī)接口

■  ARC300F測控一體化發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置采用帶高亮度背光的藍(lán)屏液晶，菜單化設(shè)計(jì)，全中文顯示。合理化的屏幕保護(hù)控制邏輯，有效延長液晶顯示屏的使用壽命，并在出現(xiàn)故障、告警、自檢異常時(shí)提供醒目的信號。

■ 液晶屏上可顯示測量數(shù)據(jù)、開關(guān)量狀態(tài)、實(shí)時(shí)波形、事件記錄、故障錄波、保護(hù)定值和系統(tǒng)參數(shù)等信息。

■ 10個(gè)高亮度LED指示燈，分別表示運(yùn)行、通信、自檢、合位、分位、遙控、停用、本地、故障、告警。

■ 3個(gè)備用LED指示燈可由用戶顯示其它信息，如重合閘充電指示、備自投充電指示、彈簧儲能狀態(tài)等。

■ 6個(gè)操作按鍵，用于操作菜單和當(dāng)?shù)貐?shù)設(shè)置功能。

■ 1個(gè)復(fù)歸按鍵，于本地復(fù)歸故障和告警信號。

■ 分/合閘按鍵，用于本地操作斷路器。

■ RS232調(diào)試端口，通過通信線與便攜式電腦連接，對裝置進(jìn)行高級設(shè)置。

■ 為配合電氣運(yùn)行和管理需要，裝置支持三個(gè)權(quán)限等級的工作模式：

?普通操作員：被*進(jìn)行保護(hù)投退和定值區(qū)手動(dòng)切換。

?高級管理員：被*進(jìn)行保護(hù)定值整定和系統(tǒng)參數(shù)修改。

?系統(tǒng)維護(hù)員：被*進(jìn)行裝置高級設(shè)置。

1.10     通信功能

■ 采用DeviceNet（CAN）現(xiàn)場總線和RS485總線雙總線方式，保證信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性，CAN速率達(dá)1Mbps，長距離達(dá)10km，一條總線多允許掛接110個(gè)設(shè)備。

■ 支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通信規(guī)約。

■ 將所有運(yùn)行信息實(shí)時(shí)發(fā)送到上一級SCADA系統(tǒng)，包括遙測、遙信、保護(hù)定值、系統(tǒng)參數(shù)等。

■ 能接收上一級SCADA系統(tǒng)下發(fā)的同步校時(shí)、遙控、遙調(diào)和保護(hù)定值整定、保護(hù)投退、系統(tǒng)參數(shù)修改等命令，實(shí)現(xiàn)變電站無人值班方案。