一、TY8662公用测控装置的概述
TY8662数字式综合测控装置是图南锐志在TY8660系列下针对35kV及以下电压等级推出的公用测控主力型号。装置在设计过程中充分考虑了现场恶劣的运行条件——抗震性好、功率消耗低、工作温度范围宽(-25℃~+70℃)、抗电磁干扰能力强(EMC Ⅳ级),适合与变电站综合自动系统或电厂电气自动化系统配套。
在变电站自动化体系中,TY8662定位于间隔层基本测控单元。它采用分布式系统的设计理念:在信息源点安装小型高可靠性的单元测控装置,采用现场测控网络与安装于控制室的中心设备相连接,实现全变电站的监控。这种分布式架构充分满足各种电压等级的变电站实现综合自动化和无人值班的要求。
装置的核心价值在于“三合一集成”:
测量:两组三相电流/电压的全方位高精度采集,含2~13次谐波分析
控制:63路(可扩展84路)开入+8路(可扩展16路)遥控出口
通信:双100M以太网103规约 + RS485 Modbus,IRIG-B码/GPS网络对时
其技术特点还包括:采用国际主流高速32位处理器(200MHz主频)保证运算性能;8M字节Flash Memory提供充足存储空间;电流/电压/功率测量精度分别达0.2级和0.5级(含谐波);频率测量误差≤±0.01Hz;整机静态功耗低(约10W);液晶模块采用新工艺,寿命大为提高;通过10项电磁兼容检测认证,快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到最高等级(Ⅳ级)标准。
二、TY8662公用测控装置的主要功能
1. 遥测采集与计算
装置可输入两组三相电流和两组三相电压,支持三表法和两表法两种测量模式:
三表法:输入Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic,输出全电量参数(含分相P、Q、S、COSΦ及总P、Q、S、COSΦ、F)
两表法:输入Ua、Ub、Uc、Ia、Ic,采用Uab、Ucb与Ia、Ic计算,输出Pab、Qab、Sab、COSab、Pca、Qca、Sca、COSca及总P、Q、S、COSΦ、F
交流采样采用每周波32点采样,配合频率跟踪算法(防止工频偏离50Hz带来的误差),测量结果不仅反映基波,还可正确反映2~13次谐波,从而使测量结果与专用测量表计一致。电压、电流测量精度0.2级(含谐波);有功功率、无功功率、功率因数测量精度0.5级(含谐波);频率测量误差≤±0.01Hz。
2. 遥信采集
装置提供最多84路开入量接口(标准配置63路),开入为220/110/24V光电隔离输入。CPU对YX的扫描时间为0.625ms,并加有软件去抖动算法,遥信分辨率小于2ms。每一信号的采集带有现场可整定的时限,以确保信号功能的准确性。开入信号控制字可配置为“普通遥信/动作遥信/告警遥信”三种类型。
3. 遥控输出
装置提供8路(4组)遥控接点输出,可扩展为16路(8组)。控制单元接收上一级调度或当地监控下达的控制操作命令,校核无误后输出命令对开关进行跳/合操作。为保证遥控可靠性:
增加闭锁控制电路,由控制电路来控制遥控的输出
具有硬件自检闭锁功能,防止硬件损坏导致误出口
出口方式通过跳闸矩阵进行整定,接点可选择为跳闸接点(自动返回)或信号接点(复归后返回)
4. 直流测量与温度采集
3路4-20mA输入(标配):通过直流DC1~DC3控制字可配置为4-20mA或0-5V输入模式,配合系数整定实现工程量转换
3路Pt100电阻测温(标配):用于油温、绕组温度等温度信号采集
选配3路0-5V输入
5. 故障录波
装置支持16条故障录波,采样点录波最大包含14路模拟量,采样间隔1ms,录波文件采用标准Comtrade格式,为故障分析提供数据支撑。
6. 通信与对时
双100M以太网接口:标准IEC 60870-5-103规约(DL/T667-1999/IEC 60870-5-103)
RS485接口:标准Modbus规约,通讯速率最高19.2kbps,可复用为IRIG-B对时接口
GPS对时:支持网络对时方式和IRIG-B码对时方式(RS485接口),实现装置时钟与天文时钟同步
7. TV断线判别
具备有效、可靠的TV断线判据,有效防止电机低电压元件误动作,并提供I段/II段PT断线控制字独立投退。
三、TY8662公用测控装置的工作原理
TY8662采用“信号采集 → 数字计算 → 逻辑判别 → 控制输出/通信上送”的典型测控装置工作原理。
1. 交流信号采集与计算
现场CT、PT来的5A/1A、100V交变波形经高精度的变换器转换成适合计算机采集的小信号,经滤波后送入A/D变换成数字信号。装置按每个周波采集32个点,以三表法或两表法对CT、PT进行采样。
基于N次等间隔采样的离散表达式计算:
电压有效值:U = √(1/N × ΣU²(n))
电流有效值:I = √(1/N × ΣI²(n))
三相有功功率:P = 1/N × Σ[Ua(n)Ia(n) + Ub(n)Ib(n) + Uc(n)Ic(n)]
三相无功功率:Q = 1/N × Σ[Ua(n)Ia(n-3N/4) + Ub(n)Ib(n-3N/4) + Uc(n)Ic(n-3N/4)]
功率因数:COSθ = P/√(P²+Q²)
装置对系统进行频率跟踪计算,避免因工频频率不等于50Hz而带来误差。
2. 遥信处理
信号以空接点方式引入,经过光电隔离后转换成TTL电平信号进入装置。CPU每隔0.625ms查询一次信号状态,信号量采集带有滤波回路和软件去抖动算法,有变位即进行记录,确保遥信分辨率小于2ms。
3. 遥控执行
上一级调度或当地监控下达控制操作命令后,装置接收此命令并校核无误后,即输出命令对开关进行跳/合操作。该控制受开关控制电路的限制(含闭锁控制电路和硬件自检闭锁),保证了遥控能安全、可靠地执行。
4. 通信与数据上送
以太网103:将测量值、装置状态、故障信息、定值等通过IEC 60870-5-103规约上送至站控层
RS485 Modbus:支持定值查询/修改、遥控等操作
通信内容:测量值、保护定值查询和修改、装置状态/故障信息、遥控命令
5. 对时同步
通过RS485接口的IRIG-B码或网络对时方式,实现装置时钟与GPS天文时钟同步,确保SOE时序精准。
四、TY8662公用测控装置的特点
1. 高性能硬件平台
采用国际最流行的高速32位处理器(主频200MHz),内置资源丰富,外围电路设计简单,保证产品的制造质量及其稳定性;8M字节Flash Memory存储器提供充足的硬件资源;32位CPU+专业A/D采样,测量精度达0.2级(电压/电流)和0.5级(功率/功率因数),频率误差≤±0.01Hz。
2. 含谐波的高精度测量
电流、电压、功率、电度的测量值不仅反映基波,还可正确反映2~13次谐波,使测量结果与专用测量表计一致。这一特性在非线性负载普遍的工矿企业和新能源场景中尤为重要。
3. 灵活的I/O配置
开入:标准63路,最大可扩展至84路,220/110/24V光电隔离
开出:标准8路(4组),可扩展至16路(8组)
直流:3路4-20mA + 3路Pt100测温(标配),可选3路0-5V
开入控制字可配置为“普通遥信/动作遥信/告警遥信”
4. 双网通信冗余
两个100M以太网通信接口 + 一个RS485通信接口,支持IEC 60870-5-103和Modbus等规约,通信速率最高可达19.2kbps。双以太网设计满足变电站自动化系统对通信可靠性的要求。
5. 工业级可靠性
工作温度:-25℃~+70℃(液晶无模糊、迟钝现象)
电磁兼容:通过10项EMC检测认证,快速瞬变、静电放电、浪涌抗扰度均达到最高等级(Ⅳ级)标准
过载能力:电流回路2倍In连续、10倍In/10s、40倍In/1s;电压回路1.4倍Un连续
绝缘性能:绝缘电阻≥100MΩ,工频耐压1min无击穿,雷电波冲击5kV
机械性能:通过振动、冲击、碰撞I级试验
6. 安装部署灵活
装置可以组屏集中安装,也可直接安装于开关柜上进行分散式控制,充分满足分布式变电站自动化系统的设计要求。4U半层标准机箱设计,抗震性好。
7. 故障录波能力
16条故障录波,最大14路模拟量,1ms采样间隔,Comtrade标准格式,为故障分析提供数据支撑。
8. 全面的对时支持
支持网络对时和IRIG-B码对时(RS485接口)两种方式,RS485接口可复用为对时接口,节省硬件资源。