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HR-WJ4.2.3-07q智能配变终端TTU技术方案

1.概述

1.1应用范围

台区智能配变终端安装于柱上变压器台区,具备对配电变压器0.4kV低压设备实现电能分配、电能计量、无功补偿以及供用电信息的自动测量、采集、保护、监控及安全防护等功能。配变终端通过信息汇聚并上传至配电自动化主站,,具有“标准化、信息化、自动化、互动化”的智能化特征,实现智能台区的精益化管理。

1.2 产品特点

台区智能配变终端产品功能全面,以智能台区配变终端为核心,实现台区的配变监测、智能无功投切监测、低压进出线监测、三相不平衡治理和智能巡检功能,并具备安全加密功能。对配电台区各设备进行集中管控,并通过多种通讯方式将相关信息上送至主站系统。台区智能配变终端其特点如下:

配变监测:对台区电压、电流、温度等实时数据采集和上传。

自动抄表:台区总表采集,获得台区精细化运行数据;可扩展宽带载波抄读用户电表数据。

台区设备监控: 对台区馈线开关、漏电开关等设备自动监控。

智能补偿监控:对智能无功补偿设备信息实时采集。

微功率无线维护:由于箱体安装位置环境复杂,目前终端提供方便的现场无线调试,升级。

三相不平衡治理:通过对台区三相不平衡情况的监测,通过换相装置进行平衡调节。

故障定位与指示:通过监测自身状态和外接开关故障等信息就地指示及自动上报。

安全防护:具备基于内嵌安全芯片实现的信息安全防护功能。

2.终端结构

2.1终端外观

终端尺寸大小:259 mm(宽)*276 mm(高)*184 mm(深)(含重载连接器)。

2.2 结构设计

终端采用一体化整体设计,功能集成化,主要外设设备接线采用重载连接器接连,通讯线采取标准RJ11和RJ45接口,更便于现场实际施工操作。

3. 主要技术指标

3.1、使用环境

环境温度:-40℃~ +70℃

海拔高度: ≤1000m

环境相对湿度(在25℃时) : 10%—100%

3.2、电源工作指标

使用交流三相四线制供电,在系统故障(三相四线供电时任断二相电)时,交流电源可供终端正常工作。

1)   额定电压:AC220V/380V,50Hz  允许偏差:-30%~+30% ,额定电流: 5A ;

2)   终端加上电源、断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降,无误动或误发信号,当电源恢复正常后可自动恢复正常运行;

3)   电源恢复后保存数据不丢失,内部时钟正常运行;

4)   电源由非有效接地系统或中性点不接地系统的三相四线配电网供电时,在接地故障及相对地产生10%过电压的情况下,没有接地的两相对地电压将会达到1.9倍的标称电压,维持4小时,终端不损坏。供电恢复正常后终端可正常工作,保存数据无改变。

3.3模拟量

1)精确测量范围

电压:176~264V;电流:0~6A;频率:45Hz ~55Hz

2)测量精度:

电压:≤±0.5%;电流:≤±0.5%;频率:≤0.01Hz;有功功率:≤±1%;无功功率:≤±1%;功率因数:≤±1%;视在功率:≤±1.0%;电度量:≤1.0%。

3.4功率消耗

终端静态功耗:≤20 VA;电压、电流回路功耗:≤0.5VA。

4.终端功能

4.1 终端基本架构

终端由电源电路、开关量采集电路、核心控制电路、通讯电路等电路模块组态构成,所有应能在电源模块的辅助下独立运行或在核心控制模块的协调下运行,载波通信模块即插即用。

4.2配变监测

对台区实时采集配变低压侧的总三相电压、电流.,实现基本配变监测功能:

1)三相电压、电流有效值及2~13次谐波分量;

2)电压偏差、频率偏差;

3)三相电压/电流不平衡率;

4)电压合格率统计;

5)分相及三相有功、无功功率、四象限累积电量;

6)台区变负载率。


4.3状态量采集

终端能采集8组开关量状态信号,支持单点无源遥信;软件防抖动时间可设,事件记录分辨率达到2ms及以上。

4.4通讯通道

功能

需求

配置

串口(RS-485/232)

4+2路

台区总表(电表 645 通信协议)
智能电容器

进线塑壳开关
剩余电流动作保护器(DLT-645行业标准通信协议)

终端维护 (RS-485/232)

无线通讯

1 路

GPRS/CDMA/3G/4G(104/101 通信协议)

预留一组天线接口

微功率无线(RF)

1 路

局域内通讯、现场调试维护

GPRS

1路

配置1路4G通讯模块,可弹出式SIM卡卡座

LAN以太网

2 路

通讯、维护(104/101通信协议,376.1通讯协议)以太网接口传输速率可选用10/100Mbit/s全双工

载波接口

1 路

外接设备的采集

USB接口

2路

用于软件升级、数据读取

4.5台区设备监测

用电信息监测功能:配变终端可通过RS-485、LAN以太网等通信方式与集中器通信实现配电台区的用电信息采集,包括失电信息、用户侧电压数据信息。可通过宽带载波等通信方式与低压用户终端等设备通信实现配电台区的用电信息采集,包括供电电压、用电负荷、低压开关监测等。

开关监测:通过RS-485接口接入剩余电流动作保护器及塑壳断路器,实现对剩余电流动作保护器的分/合状态、剩余电流值、电压/电流和事件报警等信息的监测;采集低压进出线开关的位置等信息。

环境温度或变压器状态监测:配置温度、湿度传感器实现对户外配电箱、配电站和箱式变电站的温度、湿度信息的监测,可配合风机等设备自动调节;可对油浸式变压器的油温、油浸式变压器的瓦斯保护状态、有载调压/调容变压器的档位状态、干式变压器的绕组温度、干式变压器的风机状态等变压器状态信息进行监测。

智能电容器监测:通过RS-485通讯实现智能电容器容量、投切状态、共补/分补电压等信息监测及状态并上传。

三相不平衡治理功能:智能配变终端可通过对台区三相不平衡情况的监测,控制接入的智能换相开关或其他三相不平衡调节设备进行三相不平衡的调节。

4.6数据处理及传送

1)配电台区失电、故障等事件发生时,智能配变终端应实时自动记录、上传和追忆;

2)智能配变终端实时记录采集的模拟量数据,并每15min主动上送配电自动化主站。主动上送的模拟量数据可设置。当地记录数据包括了变压器低压侧三相电压、三相电流;三相有功功率,三相正、反向无功功率,有功电量,正、反向无功电量;三相电压、电流总畸变率,三相电压、电流不平衡度;变压器有功功率损耗,无功功率损耗;

3)智能配变终端循环存储不少于1024条事件顺序记录,采用文件传输方式上送最新的1024条记录模拟量数据曲线记录至少保存30天。

4.7数据统计

智能配变终端统计按日统计并记录,统计时间1年,统计数据支持配电自动化远方调用,终端统计数据包括:

1)常规统计数据:总、尖、峰、平、谷的有功电量和正、反向无功电量;配电台区线损、变损;平均负荷率;日重过载次数及时段;日运行时间;

2)极值统计:三相电压最大、最小值,三相电流最大、最小值及出现时间;功率因数最大、最小值及出现时间;三相电压、电流畸变率最大值,电压、电流不平衡度最大值及出现时间;

3)电压监测统计:电压监测统计以1min作为一个统计单元,取1min内电压预处理值的平均值,记录保存按月、按日累计各相别电压合格率;记录保存按月、按日累计各相别电压偏差超上限和超下限累计时间;计量15分钟平均电压。

4.8就地及外接设备异常指示

智能配变终端具有本地指示灯终端运行、通信、遥信等状态,检测到通讯异常或者终端自身故障情况(如各功能板卡及重要芯片发生故障)时,可本地显示并表示出具体异常事件类型。

智能配置终端能监测所采集设备的各通信接口状态,记录通信接口的通信开始时间,通信中断时间,并记录在终端系统日志文件中,当通信出现异常时,能将其以遥信的方式上报远方主站。

4.9后备电源

1) 采用超级电容(尺寸不大于45*60*34,符合RoHS要求)作为终端后备电源,置于终端内部。当终端主电源故障时,超级电容能自动投入,并维持终端工作不少于2分钟,并具有与主站通讯3次完成定时上报数据的能力。

2) 失去工作电源,终端可保存各项设置值和记录数据不少于1年。

3) 超级电容免维护时间不少于8年。

4.10自恢复

终端重新上电或运行复位后,具有自动恢复功能,保持原有的各项设置值。

4.11无线管理

无线方便本台区终端与现场设备的实时数据对接,也可以通过微功率无线通讯在局域网内,使用户更加方便的使用台区终端。

4.12安全防护

具备基于内嵌安全芯片实现的信息安全防护功能,安全防护功能包括基于国产商用密码算法的统一密钥和数字证书,可与配电主站实现双向身份认证、参数配置等的签名验证、数据的加解密与完整性保护;具备监视安全芯片工作状态功能。

5.终端端子图及指示灯定义

5.1  终端面板指示灯定义

指示灯

灯指示说明

电源

绿色,正常运行时,指示灯常亮。

运行

绿色,正常运行时,指示灯秒闪。

过压

红色,当采样电压值高于额定值的130%时,指示灯点亮。

欠压

红色,当采样电压值低于额定值的70%时,指示灯点亮。

故障

红色,交采通信异常时,指示灯点亮。

异常

红色,内部产生相序异常事件时,指示灯点亮。

遥信

红色,遥信有状态量变化时灯点亮,遥信1—4状态清除后指示灯灭。

在线

绿色,远程通道在线指示灯点亮;远程通道不在线指示灯熄灭。

4G信号

红绿双色,远程通道信号强度指示灯,红、绿双色,红色灯亮时表示信号强度差,绿色亮时表示信号强度最好。

通信

绿色,远程通讯时,指示灯秒闪。

载波

绿色,载波通讯数据收发时,指示灯秒闪。

小无线

绿色,正常运行收发数据时,指示灯秒闪。

串口

绿色、红色,每一路通信时收到数据串口红灯点亮,发送数据时绿灯点亮。

5.2  终端侧面功能端子定义图

RS-485 S0~S3,04,05为标准RJ11接口,S0~S3定义为 :“4”表示RS-485-A,“3”表示RS-485-B。

04,05为RS-485/232,232定义:“1”表示GND_232,“5”表示RX_232,“6”表示TX_232


LAN0、LAN1以太网接口为标准RJ45接口,定义为:1、2、3、6用于信号收发。

USB为标准接口,可以支持2.0及以上标准;GPRS/RF接头用于外接天线,GPRS包括外触点弹出式SIM卡座;一路天线接口预留备用。

5.3重载连接器接口定义

重载连接器规格定义,包含电压输入、电流输入、直流量输入和数字量输入等信号,其中1-10选用2.5mm2插针,其余选用0.5mm2,具体端子定义如下所示,实物端子上有对应的数字序号,请注意查看!

序号

端子特性

功能说明

备注

1

UA

A相电源

工作电源

2

UB

B相电源

3

UC

C相电源

4

UN

N相线

5

IA

接A相电流互感器S1端

测量A相电流

6

IAN

接A相电流互感器S2端

7

IB

接B相电流互感器S1端

测量B相电流

8

IBN

接B相电流互感器S2端

9

IC

接C相电流互感器S1端

测量C相电流

10

ICN

接C相电流互感器S2端

11

YG+

有功

校表用

12

WG-

无功

13

COM

公共端

14

INYX1

开关量遥信状态

无源节点输入,严禁将220VAC 的电压信号接入遥信端子。

15

INYX0

开关量遥信状态

16

INYX3

开关量遥信状态

17

INYX2

开关量遥信状态

18

INYX5

开关量遥信状态

19

INYX4

开关量遥信状态

20

INYX7

开关量遥信状态

21

INYX6

开关量遥信状态

22

INYXGND

开关量遥信的公共端

23

Ua

A相采样电压

电源供电

24

Ub

B相采样电压

25

Uc

C相采样电压

26

Un

N相线

6.调试口简要说明

RS-485/RS-232通讯说明:

RS-485-S0~S3,速率2400~19200可选,用于连接外联其他RS-485设备;

RS-485/232-04,05,用于维护:9600 /19200。

LAN以太网通讯说明:

LAN0:IP:192.168.1.208  端口:2404  子网掩码:255.255.255.0 网关:192.168.1.1;

LAN1: IP:192.168.1.209  端口:5100  子网掩码:255.255.255.0 网关:192.168.1.1。

7.终端故障及解决方法

现象

可能原因

排查解决方法

上电后示灯不亮

交流电压不对或接线错误

排查三相电压是否均在220V左右

与主站无法通讯

1、  参数设置不对

2、  SIM卡未接触好

3、  GSM 天线接触不好

1、主站重新设

2、检查SIM卡

3、重新安装吸盘天线

读取不到电表数据

1、 电表地址是否正确

2、 RS-485是否接线正确

1、查看电表地址

2、检查RS-485-1接线

断路器485无法通讯

1、  RS-485-2口通讯线接触不良

2、  终端关于断路器的参数不正确

1、 依照接线图检查排除485接线故障

2、 检查参数(通讯规约、速率、地址)

智能电容器无法投切或投入即切除

1、 智能电容器参数配置不正确

2、 供电缺相或者电压过高越限致闭锁

1、  对照参数配置说明检查参数配置

2、  检查交采及电容器电压是否正常

8.配置方案

序 号

设 备 名 称

型号

数 量

备注

1

智能配变终端TTU

 

 

 

2

重载连接器标配线

 

 

 

3

电流互感器

变压器容量为100KVA使用150/5,200KVA使用300/5,315KVA使用500/5,400KVA使用600/5.

 

需考虑户外安装使用或是户内安装使用,使用卡扣式电流互感器便于安装接线

4

电压线

RVV-4x1.5

 

根据现场接线配置长度

5

电流线

RVV-6x2.5

 

根据现场接线配置长度

6

通讯线屏蔽线

RVVP-2x0.5

 

根据现场接线配置长度

7

终端外箱安装结构件

 

 

 

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