高压线路测控单元NSC681使用说明论文.doc

高压线路测控单元NSC681技术（使用）说明书(V3.6)目录第一章 引言31.1概述31.2主要功能41.3特性51.4应用6第二章 硬件与安装72.1结构72.2安装和接线112.2原理框图及板件结构162.2.1管理主板MMI162.2.2测控主板SCPU172.2.3遥信板182.2.4遥控板202.2.5交流采样输入板212.2.6直流采样输入板23第三章 NSC681装置的使用243.1概述243.2 面板操作243.3 信息的获取353.4 遥控功能363.5 设置373.6 检同期功能及其设置373.6.1 NSC681检同期功能主要技术条件：373.6.2同期功能主要技术指标：383.6.3同期功能参数设置说明：393.6.4同期功能特别说明：413.7 输入输出配置433.8 画面编辑433.9 可编程逻辑功能处理433.10 对时功能设置433.11 通信功能设置433.12 密码口令44第四章 维护与组态软件NSC-Manager454.1 新项目的建立454.2 输入/输出信息设置474.3 画面编辑494.4 可编程逻辑功能处理554.5 自动准同期（检同期）功能设置634.6 通信参数设置644.7 参数的下传与上传65第五章 附录70A.1 NSC681系列监控单元功能配置表70A.2 NSC681系列监控单元技术参数表71第一章 引言1.1概述NSC681是一款新型间隔层智能I/O测控单元，适用于高压及超高压变电站和大型发电厂网控系统的测量与控制。NSC681适应目前国内外流行的分散式变电站控制潮流，符合IEC关于变电站自动化系统的结构规范，核心部分是一个强大的DSP处理器，硬件采用多处理机技术，处理机为32位处理机。NSC681是分散型的监控装置，可实现遥测、遥信（电度）、遥控、遥调功能，它可以集中安装，也可以直接安装在中低压开关柜上，分散安装时可以节省大量的二次电缆，减少了接线的工作量。NSC681系列产品适用于6kV，10kV，35kV，110kV，220kV，500kV等电压等级。对于110kV以上的厂站，也可以组合安装在户外高压设备附近的小室内。模拟量输入NSC681测量输入部分由电流和电压互感器组成安装型号的不同，最多可配置两块交流采样遥测板（NSC681-0除外），每块交流采样遥测板上可安装12个电流或电压互感器，可完全满足各种不同用户的需要经过交流采样板的采样，主板的运算，可以在面板上显示相应的Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic，并计算出相应的Uab、Ubc、Uca、P、Q、COS、f。DSP处理系统NSC681装置使用功能强大的双DSP处理器DSP56F807，它可以完成以下功能：l 测量量的滤波与处理l 逻辑功能的处理l 下发遥控命令l 遥控的检同期合闸l 将控制命令输出到接点l 遥信信号采集l 事件记录、告警l 图形和人机交互界面l 数据通信和GPS对时l 装置之间直接通信进行逻辑功能的关联处理面板元件NSC681装置前面板由LEDs和大尺寸LCD组成，LEDs能反映装置的自身信息和状态，LCD可显示实时的间隔设备状态，提供友好的人机界面供查看各种实时数据、历史数据、信息记录、装置信息，在LCD上还可以图形化地执行控制操作。通信接口NSC681装置使用双冗余的10/100Mbps自适应以太网接口，保证了高速、稳定、可靠的通信.1.2主要功能状态采集l 单/双遥信可设l 每一路遥信去抖动时间可设，1ms10s命令输出l LED指示l 可当地/远方控制l 每一路双命令遥控由合、分、执行三个继电器组成l 具有遥控返校功能模拟量处理l 经变送器交流采样获得瞬时值的采集l 计算P、Q、COS、fl 两表法、三表法任意选择l 通过输入PT、CT变比,可显示或上送各量的二次值或实时值表计值l 接受脉冲电度表的输出，进行脉冲累计、转换l 根据采集的模拟量进行有、无功电度的计算l 所有表计值的预置和复位l 通过输入有关参数，可显示或上送脉冲数或电度值LCD显示内容l 实时测量、状态、表计量l 单元时钟、地址l 128个事件记录l 20个遥控操作记录键盘设置及操作内容l PT、CT变比，遥信单/双状态、滤波时间、电度转速、变比l 各串行口的方式，波特率、校验位、停止位l 单元地址LED指示l 遥信变位指示，遥控分、合、执行状态l 单元上电、运行状态l 各通讯口收、发状态检同期功能NSC681装置适用于各种电压等级线路或母联间隔，它可具有检同期功能，即当进行断路器合闸操作时，对两侧电压Ua进行同期判断，以决定能否合闸。当两侧都有压时，通过对两侧电压的幅值、频率、相角进行比较，以决定是否允许合闸，在不允许合闸情况下会有报警提示信号。防误闭锁功能NSC681装置系列具有防误闭锁功能，它能独立完成单个间隔间电动设备(断路器，隔离刀，地刀，手车)的防误功能，站内联锁可由NSC681直接与其它装置通信完成，也可以由站级控制层来完成，其防误闭锁条件可根据具体一次线路不同，进行方便设置，也可根据运行需要选择投入/解除某项条件。1.3特性l 大屏幕LCD显示图形与菜单，丰富的LED 指示，直观、方便。l 先进的电源供电系统支持分散供电方案，可用交流供电或者直流供电。l 强大的双DSP处理器系统，能对大量的数据进行稳定高速的处理。l 交流测量二表法、三表法任选，测量算法对交流量计算至13次谐波，测量精度可实现软件校准，大大减轻了调试和维护工作量。l 遥信输入为无源接点，其接点电压可为DC220V/110V/48V/24V，具有功能完善的外围信号处理电路和信号采集算法，保证消除遥信误报，同时提供全面的输入保护。l 具有多个通信口，能以RS232/485或以太网与主单元进行通讯。l 对所监控对象的完整的数字处理与控制l 全面的电气隔离保证元器件的可靠寿命l 采用看门狗技术及自复位电路，避免由于干扰引起的死机现象。l 控制功能NSC681支持所有的控制和监测功能，特别是检同期合闸和五防逻辑闭锁控制输出，这些都是高压和超高压变电站计算机监控系统所必不可缺少的功能，保证了特别是开关等一次设备的可靠控制这些功能也可以通过PC机与NSC681的以太网口联接，使用NSC-Manager软件方便地进行设定l 通信功能NSC681使用双冗余的10/100Mbps自适应以太网接口，可以很方便的集成到NSC系列变电站计算机监控系统中强大的以太网通信功能使得NSC681可以通过装置之间的直接通信，实现不同装置之间的逻辑闭锁功能，大大改善了以往监控单元之间的逻辑闭锁需要上一层主控单元实现的弱点，提高了可靠性和稳定性1.4应用NSC681监控单元是南京中德保护控制系统有限公司根据10年来的变电站计算机监控系统的生产经验，开发出来的新一代灵活智能输入/输出测控单元，它可以作为用于各种电压等级的测控单元第二章 硬件与安装2.1结构NSC681测控装置采用标准1/1 196U机箱或1/2 196U机箱 。其前示图如图2.1.1和图2.1.2所示；图中，左侧为运行指示灯，中间为大屏幕液晶显示，右侧为操作按钮。南京中德保护控制系统有限公司命令出口遥信变位发送2接收2合闸选择分闸选择发送1接收1运行电源复位功能消除确认NSC681NARI-NSPS图 2.1.1 NSC681前视图(1/1机箱)南京中德保护控制系统有限公司命令出口遥信变位发送2接收2合闸选择分闸选择发送1接收1电源复位功能消除确认NSC681-1NARI-NSPS图 2.1.2 NSC681-1前视图(1/2机箱)NSC681装置由四块必备板件：管理主板MMI、测控主板SCPU、总线板和液晶板，以及若干进行组合配置的遥信输入板、脉冲输入板、直流输入板、交流输入板、遥控输出板等组合而成。每块遥信输入板有32路遥信输入，每块遥控输出板有8路双遥控输出，每块交流输入板有6CT6PT输入或3CT9PT输入或12PT输入，每块直流输入板有32路单端输入或16路双端输入，每块脉冲输入板有32路输入。NSC681装置若全配遥信，可配18块遥信板，最多256路遥信，若全配遥控，可配18块遥控板，,最多64路双遥控；若全配交流输入板，可配15块交流板，最多可采集10条线路的交流量。MMI SCPU DCYC/ YX/ YK/ YM/ ACYC板件组合配置 POWERBUSNSC681装置板件布置前视图如图2.1.3和图2.1.4所示。MMI SCPU YX YK ACYC POWERBUS图2.1.3 NSC681测控装置内板件布置前视图图2.1.4 NSC681-1测控装置内板件布置前视图NSC681典型配置背示图如图2.1.5，图2.1.6，图2.1.和图2.1.8所示。P0 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 PPM RS485I TEST RS485IINET1NET2图2.1.5 NSC681测控装置标准配置机箱背视图P0 P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 PPM RS485I TEST RS485IINET1NET2图2.1.6 NSC681全遥信配置或全遥控配置机箱背视图P0 P5 P4 P3 P2 P1 PPM RS485I TEST RS485IINET1NET2图2.1.7 NSC681全交流配置机箱背视图P0 P3 P2 P1 PPM RS485I TEST RS485IINET1NET2图2.1.8 NSC681-1机箱背视图图2.1.5，图2.1.6，图2.1.和图2.1.8中, P0为电源板端子，RS485I、RS485II、NET1、NET2为管理主板MMI的通信端子，PPM、TEST为测控主板SCPU的硬对时及测试端子。图2.1.5为NSC681标准配置, P1P5为遥信板或遥控板或直流遥测板用端子，P6、P7为交流采样板端子; 图2.1.6中P1P8为NSC681全遥信或全遥控或遥信遥控直流遥测组合配置; 图2.1.7中P1P5为NSC681全交采输入板配置; 图2.1.8中P1P3为NSC681-1标准配置，其中P1为遥信板，P2为遥控板，P3为交流采样板。2.2安装和接线2.2.1 安装尺寸 431.30.2013.240.50.50前视图 450 前视图 301 29.5 231.5 侧视图 7.3 . 431.3405446 开孔尺寸 65 图2.2.1 NSC681-0、NSC681-29 外形及开孔尺寸图（196U） 225 1800.50 206.50.20 前视图NSC681-1尺寸：7.3 206.5180221开孔尺寸 6 5 30 29.5 172 231.5 侧视图图2.2.2 NSC681-1外形及开孔尺寸图（1/2 196U ）2.2.2端子接线 NSC681测控装置通信端子、电源端子、直流遥测输入端子、遥信输入端子、脉冲输入端子、遥控输出端子及交采输入端子见图2.2.3、图2.2.4、图2.2.5、图2.2.6、图2.2.7、图2.2.8、图2.2.9、图2.2.10、图2.2.11、图2.2.12、图2.2.13、图2.2.14所示。 RS485：DB93 A DB92 B DB95 GND RS485：DB93 A DB92 B DB95 GND 以太网：NET1 PIN1 TX1 PIN2 TX1 PIN3 RX1 PIN6 RX1 NET2 PIN1 TX2 PIN2 TX2 PIN3 RX2 PIN6 RX2 硬对时： PPM(IRIG-B) DB91 +24V脉冲 DB99 GND* 备用口（RS232）： TEST DB92 TxD DB93 RxDDB95 GND图2.2.3 NSC681通信端子图119220321422523624725826927102811291230133114321533163417351836129101112131415接地图2.2.4 NSC681电源端子图 图2.2.5 NSC681遥信板端子图遥控11遥控12遥控23遥控24遥控35遥控36遥控47遥控48遥控59遥控510遥控611遥控612遥控713遥控714遥控815遥控816空 17空 1819遥控120遥控121遥控222遥控223遥控324遥控325遥控426遥控427遥控528遥控529遥控630遥控631遥控732遥控733遥控834遥控835 空36 空图2.2.7 NSC681遥控栓锁板端子图遥控1（+） 1遥控合1 2遥控跳1 3遥控2（+） 4遥控合2 5遥控跳2 6遥控合3（+） 7遥控合3 8遥控跳3（+） 9遥控跳3 10遥控合5（+） 11遥控合5 12遥控跳5（+） 13遥控跳5 14遥控合7 （+）15遥控合7 16遥控跳7（+） 17遥控跳7 1819信号1（+）20信号合121信号跳122信号2（+）23信号合224信号跳225遥控合4（+）26遥控合427遥控跳4（+）28遥控跳429遥控合6（+）30遥控合631遥控合6（+）32遥控跳633遥控合8（+）34遥控合835遥控跳8（+）36遥控跳8图2.2.6 NSC681遥控板端子图 遥测1遥测1遥测2遥测2遥测3遥测3遥测4遥测4空端子 遥测5遥测5遥测6遥测6遥测7遥测7遥测8遥测8空端子 遥测9遥测9遥测10遥测10遥测11遥测11遥测12遥测12空端子遥测13遥测13遥测14遥测14遥测15遥测15遥测16遥测16空端子遥测1遥测2遥测3遥测4遥测5遥测6遥测7遥测8公共端(-)遥测9遥测10遥测11遥测12遥测13遥测14遥测15遥测16公共端(-)遥测17遥测18遥测19遥测20遥测21遥测22遥测23遥测24公共端(-)遥测25遥测26遥测27遥测28遥测29遥测30遥测31遥测32公共端(-)119220321422523624725826927102811291230133114321533163417351836119220321422523624725826927102811291230133114321533163417351836图2.2.8 NSC681 图2.2.9 NSC681直流05V单端输入端子图 直流420mA双端输入端子图1遥测1遥测1遥测2遥测2遥测3遥测3遥测4遥测4空端子遥测5遥测5遥测6遥测6遥测7遥测7遥测8遥测8空端子 遥测9遥测9遥测10遥测10遥测11遥测11遥测12遥测12空端子遥测13DC48V+遥测13DC48V-遥测14DC48V遥测14DC48V遥测15DC220V遥测15DC220V遥测16DC220V遥测16DC220V空端子19220321422523624725826927102811291230133114321533163417351836图2.2.10 NSC681直流电压双端输入端子图注：图3.1.8中遥测112输入为DC05V；遥测13、14输入为DC048V；遥测15、16输入为DC0220V；123456789101112131415161718192021222324123456789101112131415161718192021222324U1aU1bU1cU2aU2bU2cI1aI1bI1cU3aU3bU3cU1aU1bU1cU2aU2bU2cI1aI1bI1cI2aI2bI2cU1anU1bnU1cnU2anU2bnU2cnI1a*I1b*I1c*U3anU3bnU3cn 图2.2.11 NSC681 图2.2.12 NSC681交采6CT6PT输入端子图 交采3CT9PT输入端子图123456789101112131415161718192021222324123456789101112131415161718192021222324DSPU1anU1bnU1cnU2anU2bnU2cnU3anU3bnU3cnU4anU4bnU4cnU1aU1bU1cU2aU2bU2cU3aU3bU3cU4aU4bU4cU1anU1bnU1cnU2anI1anI1bnI1cnU1aU1bU1cU2aI1aI1bI1cU1anU1bnU1cnU2anU2bnU2cnI1a*I1b*I1c*I2a*I2b*I2c*运行 图2.2.13 NSC681 图2.2.14 NSC681交流采样12PT输入端子图 交流采样4PT3CT输入端子图2.2原理框图及板件结构NSC681由管理主板MMI、测控主板SCPU组成双DSP处理系统。管理主板MMI是主要用于完成人机对话和装置与上位机及装置间通信的功能并通过CAN总线与测控主板SCPU进行数据交换；测控主板SCPU主要用于完成遥信、遥测量的采集，控制量的输出处理以及通信规约的组织并通过CAN总线与管理主板MMI进行数据交换。NSC681内各板件是我公司自行开发的采用表面贴装新工艺的高性能，高密度模板，各模板能够实现标准化生产与调试，还有利于系统升级与维护。2.2.1管理主板MMI1、原理框图AB/DBRAM双串口双以太网口CANLCD上位机及其它装置上位机测控主板SCPU图 2.2.15 NSC681MMI板硬件结构框图2、板件外观及跳线DSPE1E5PROC1S2S1J1COM1COM2RJ45-248针总线端子图2.2.16 NSC681MMI主板外观图图2.2.16中，J1为50针端子，通过50芯数据排线连接到液晶显示面板上，E1为看门狗跳线，装置正常工作时E1须短接；PROC1装置软件下载接口；E5为CAN匹配电阻跳线，装置正常工作时E5须短接；S1、S2分别为RS485和RS485的终端电阻跳线。2.2.2测控主板SCPU图 2.2.17 NSC681SCPU板硬件结构框图DSPNVRAM开关量输入接口A/D转换开关量输出接口采样/保持AB/DBCAN管理主板MMIRAM1、原理框图2、板件外观及跳线图2.2.18 NSC681 SCPU主板外观图GPS9针座DSPJ148针总线端子PPS 9针座E2E1PROC1E3E4图2.2.18中，J1为16针端子，通过16芯排线接到液晶显示面板上。E1为看门狗跳线，装置正常工作时E1须短接；PROC1装置软件下载接口；E2为CAN匹配电阻跳线，装置正常工作时E2须短接；E3、E4为功能扩展用跳线（备用）。2.2.3遥信板1、原理框图总线接口光耦隔离保护及滤波网络图 2.2.19 遥信原理框图 YX状态量经保护及滤波网络降压限流后，通过光耦隔离输出一电平值至SCPU主板YX接口芯片上。2、板件外观及跳线K2 K148针总线端子36针接线端子图 2.2.20 遥信(遥脉)、遥控、交/直流遥测板外观图遥信(遥脉)、遥控、直流遥测板的外观图均类似，如图2.2.20所示。K1为板型跳线双排针，直流遥测输入板跳第1组针，遥信板跳第2组针，脉冲电度板跳第3组针，遥控板跳第4组针。K2为板地址跳线双排针，当只配一块同一板型板件时跳第1组针，当配二块以上同种板件时，第二块板跳第2组针，第三块板跳第3组针，以此类推。在交流遥测板中，第一块板的E1、E2跳线针均短接，第二及以后各遥测板空置。3. 遥信输入回路示意图图中开关或刀闸辅助节点通过信号线进入遥信板经光电隔离后变成+5V逻辑电平供CPU采集,图中只画了一路遥信的输入回路.Km-外部回路 遥信板图2.2.21 遥信输入回路示意图Km+YXnJVccYXn2.2.4遥控板1、原理框图接口继电器驱动电路出口继电器返校电路图 2.2.22 遥控原理框图NSC681的遥控，可以输出分、合控制命令，实现对开关和刀闸的分、合控制，也可以对变压器的有载调节输出升、降、急停命令，进行保护信号复归。测控主板SCPU接收到遥控命令后先启动SCPU板上的一只上电继电器，该继电器将为其它被选中的继电器提供动作电源，YK板上的某一被选中的选择继电器动作后，返校电路将采样该继电器线圈电压，并把此信号返送至主板。2、板件外观及跳线遥控板外观及跳线见图2.2.20所示。3、遥控板出口接线遥控板出口回路示意图见图2.2.23所示，图中YK1和YK2合闸、分闸的正电端子共用，且出口同时各有一路信号触点。YK3YK8合闸、分闸正电端子是分开的。正电1信号1信号合1合闸1信号分1分闸1正电8合闸8正电8分闸8图 2.2.23 遥控板出口接线图2.2.5交流采样输入板1. 原理框图PTCT采样保持电路Ua Ub UcUanUbnUcnIaIaIbIbIcIc至主板图 2.2.24 交流采样原理框图电子开关总线驱动 被测交流量经装置内PT、CT隔离后，通过滤波、采样保持等电路处理后，将此交流量送至主板，经A/D转换后,计算出各测量值。2、板件外观及跳线48针总线端子36针接线端子图 2.2.25 交流遥测板外观图K2 K1E1 E2交流遥测板的外观图如图2.2.25所示。K1为板型跳线双排针，与直流遥测输入板一样跳第1组针。K2为板地址跳线双排针，当只配一块交流板件时跳第1组针，当配二块以上同种板件时，第二块板跳第2组针，第三块板跳第3组针，以此类推。注意：由于交流遥测板最多只能配5块板，所以K2的第6、7、8三组针在任何时候都不能跳线。一台NSC681最多可测10条线路的交流量，但最多只能测其中2条线路的频率，为此在交流遥测板中，设E1、E2跳线针用于确定本装置采样其中某两条线路的频率。装置出厂时，第一块板跳线E1、E2均短接，第二及以后各交流遥测板的E1、E2均空置。此配置说明，该装置只能测量第一块板的U1a的频率和U2a的频率。3. 接线方法NSC681采用三相三线或三相四线或三角形接线方法。下面以某一块交流遥测板的第一条线路的接线为例说明三种接线方法。a) 三相三线接线(两表法)如图2.2.26所示，两表法可测量并计算出如下交流量：Uab、Ubc、Ia、Ic、P、Q、f、cos；b) 三相四线接线(三表法)如图2.2.27所示，三表法可测量并计算出如下交流量：Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、Uab、Ubc、Uca、P、Q、f、cos；c) 三角形接线如图2.2.28所示，该接线方法是为满足有的用户须直接测量三相线电压而考虑的。此接法不计算功率，可测量并计算出如下交流量：Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、f。1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 241 23 45 67 89 1011 1213 1415 1