NSR-300系列高压保护及平台介绍.pot资料文档下载
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在统一平台和成熟保护算法的基础上,进行了一定的技术创新,研制NSR-300系列保护装置,构成了涵盖35kV-1000kV电压等级,完整的高压、超高压系列成套保护装置。
5一、研制背景和目标NSR-302、NSR-303超高压线路保护装置NSR-371母线保护装置NSR-376发电机变压器组保护装置NSR-377并联电抗器保护装置NSR-378变压器保护装置.二、整体技术方案平台硬件平台软件数据通信总线数据通信总线通信管理板通信管理板保护处理板保护处理板输入输出板输入输出板统一编程接口统一编程接口自检及监视自检及监视调试调试、组态工具组态工具保护应用保护功能保护功能线路保护线路保护母差保护母差保护主变保护主变保护板卡间通信板卡间通信任务调度任务调度底层驱动与控制底层驱动与控制结构分层:
结构分层:
按硬件、支撑软件、应用进行分层。
功能分块:
每层按照功能模块划分。
灵活组合:
根据不同的插件、不同的软件功能模块组建合适的应用装置。
充分解耦:
应用与硬件通过支撑软件隔离支撑程序提供统一编程接口,应用与支撑程序独立。
优点:
结构清晰、扩展性好、适应性强优点:
结构清晰、扩展性好、适应性强61.NSR-3001.NSR-300系列装置平台构架系列装置平台构架ADCADCCPUFPGA以太网接口以太网接口DSP继电器继电器E/OE/O输出输出阵列阵列滤波滤波+E+48V-48V开入开入纵联光纤接口纵联光纤接口信号信号事件记录事件记录跳闸跳闸UIDC+DC-地地串口5V24V0V0V正常运行正常运行告警告警前面板前面板指示灯指示灯打印机打印机工厂调试口工厂调试口GPS键盘键盘液晶液晶监控系统监控系统保信子站调试网口SVGOOSE信号信号UI滤波滤波测试仪72.NSR-2.NSR-300300系列系列装置平台装置平台硬件构架硬件构架二、整体技术方案装置的核心是一块装置的核心是一块CPU和一块和一块DSPCPU系统负责总启动,只有总起动元件动作才能开系统负责总启动,只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源放出口继电器正电源DSP负责保护功能,两者同时发出开出命令装置才负责保护功能,两者同时发出开出命令装置才会出口会出口装置既支持常规互感器,也支持电子式互感器装置既支持常规互感器,也支持电子式互感器既支持继电器开出、光耦开入,也支持智能化接口既支持继电器开出、光耦开入,也支持智能化接口ADC芯片选用芯片选用8通道通道16位高精度并行同步采样位高精度并行同步采样ADCCPU与与DSP的数据采样系统(的数据采样系统(ADC)在电路上完)在电路上完全独立全独立82.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案2.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案平台通过配置不同的板卡插件即可实现各种型号保护平台通过配置不同的板卡插件即可实现各种型号保护装置。
装置。
装置可以方便的实现传统互感器采样、电子式互感装置可以方便的实现传统互感器采样、电子式互感器采器采样、光耦开入、继电器输出、样、光耦开入、继电器输出、GOOSE插件任意混合模式插件任意混合模式。
电子式互感器可支持电子式互感器可支持IEC61850-9-2接口,也支持接口,也支持IEC60044-8串行接口,串行接口,9-2接口支持组网和点对点方式。
接口支持组网和点对点方式。
GOOSE接口和接口和SV接口的数量可灵活配置,大量扩充接口的数量可灵活配置,大量扩充。
102.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案装置采用标准装置采用标准4U4U或或8U8U、1919英寸全封闭铝型材机箱英寸全封闭铝型材机箱各种型材模块之间使用迷宫式搭接结构及导电处理各种型材模块之间使用迷宫式搭接结构及导电处理机箱前面板整体设计机箱前面板整体设计插件均采用背插式结构,强弱电分开插件均采用背插式结构,强弱电分开4U机箱机箱112.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案8U机箱机箱122.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案数字化装置数字化装置132.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案装置各种电连接器采用线簧插孔技术,大大提高了装置各种电连接器采用线簧插孔技术,大大提高了接触可靠性,具有极低的接触电阻和较强的电流负荷能接触可靠性,具有极低的接触电阻和较强的电流负荷能力。
力。
结构件结构件142.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案152.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架CPU板板二、整体技术方案CPUCPU板技术特点:
板技术特点:
CPUCPU采用采用FreescaleFreescale高性能的高性能的PowerPCPowerPCDSPDSP采用采用ADIADI公司的高性能公司的高性能3232位浮点位浮点DSPDSP,处理能力,处理能力为每秒为每秒2.4GFLOPS2.4GFLOPS浮点计算,内部具有大容量浮点计算,内部具有大容量RAMRAM保护程序在片内保护程序在片内RAMRAM中运行中运行,由于先进高性能的由于先进高性能的CPUCPU和和DSPDSP的选用,在实现实时并行计算的条件下,时间的选用,在实现实时并行计算的条件下,时间仍有较大的冗余仍有较大的冗余采用超级电容作为采用超级电容作为RTCRTC备份电源,实现免维护备份电源,实现免维护采用采用4Mb4Mb非易失性非易失性SRAMSRAM作为实时事件报告存储作为实时事件报告存储162.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案CPUCPU板技术特点:
板卡具有板卡具有1Gb1Gb容量的容量的NandFlashNandFlash,可存储大量录波数据,可存储大量录波数据板卡内各电源电路采用高效率的板卡内各电源电路采用高效率的DC/DCDC/DC电源电源33个对外的以太网口接口,均为完全独立个对外的以太网口接口,均为完全独立MACMAC方式方式所有通信口都有完善的隔离与防护措施所有通信口都有完善的隔离与防护措施所有晶振外壳采用接地屏蔽,具有良好的所有晶振外壳采用接地屏蔽,具有良好的EMIEMI抑制能抑制能力力背板高速串行通信接口全部采用背板高速串行通信接口全部采用LVDSLVDS差分驱动差分驱动172.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案跳闸出口板跳闸出口板跳闸出口板采用特殊跳闸出口板采用特殊的加强层间绝缘的叠的加强层间绝缘的叠层设计,保证继电器层设计,保证继电器接点信号高耐压,减接点信号高耐压,减少以往高密度继电器少以往高密度继电器出口板采用飞线方式出口板采用飞线方式带来的不可靠性因素带来的不可靠性因素。
182.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案开入板开入板采用表贴工艺,可采用表贴工艺,可以完全保证通道间以完全保证通道间的安规要求的安规要求发热均匀发热均匀短时过电压能力强短时过电压能力强板件选用特性优良板件选用特性优良的齐纳管,保证开的齐纳管,保证开入电压门槛入电压门槛55%-70%55%-70%的指标要求的指标要求192.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架开入板开入板二、整体技术方案202.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化SV板板数字化数字化SVSV接口插件接口插件支持支持9-29-2光纤以太光纤以太网口接入网口接入(ST(ST接口接口)二、整体技术方案212.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化SV板板数字化数字化SVSV接口插件接口插件支持支持9-29-2光纤以太光纤以太网口接入网口接入(LC(LC接口接口)二、整体技术方案222.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化SV板板数字化数字化SVSV接口插件支接口插件支持持FT3FT3格式格式光纤输入光纤输入(60044-8)(60044-8)二、整体技术方案232.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化GS板板数字化数字化GOOSEGOOSE接口插件接口插件二、整体技术方案设计思路:
设计思路:
通过支撑软件来保证应用与硬件通过支撑软件来保证应用与硬件解耦解耦各种保护装置采用各种保护装置采用统一的支撑程序统一的支撑程序,包括录波、,包括录波、事件记录、显示打印、通信功能、定值管理程序等事件记录、显示打印、通信功能、定值管理程序等目的:
目的:
硬件板卡的升级、扩充不会带来应用软件的变更硬件板卡的升级、扩充不会带来应用软件的变更各种保护装置统一风格、统一操作方式各种保护装置统一风格、统一操作方式243.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案平台支撑软件结构平台支撑软件结构平台支撑软件结构平台支撑软件结构253.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案基本功能:
基本功能:
板级支持包板级支持包包括:
各种外设驱动、中断管理等功能支撑系统程序支撑系统程序包括:
任务调度及管理、定值管理、系统监视、板卡间数据通信、调试下载等通用应用通用应用包括:
事件记录、故障录波、人机界面、通信、(网络)打印、定值管理263.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案支撑软件的自动测试系统:
支撑软件的自动测试系统:
为保证代码质量,平台专门设计了软件自动测试系统,为保证代码质量,平台专门设计了软件自动测试系统,实现软件自动测试功能,大大提高了软件可靠性。
实现软件自动测试功能,大大提高了软件可靠性。
与研发同步开发,黑盒测试及白盒测试相结合提供自动回归、压力、边缘测试,全方位检查正常、异常情况下平台运行状况测试内容包括:
外设驱动、支撑功能、模拟测试内容包括:
外设驱动、支撑功能、模拟IEC61850IEC61850和和IEC60870-5-103IEC60870-5-103后台、整组事件、后台、整组事件、LCDLCD显示、打印功能等显示、打印功能等273.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案提供配置调试工具软件提供配置调试工具软件NSRTools,包括:
,包括:
可视化后台调试工具可视化后台调试工具离线整定定值,查看、召回波形及历史事件,实时刷新突发事件。
可视化研发调试工具可视化研发调试工具支持基于变量名全景数据调试,支持程序升级、文件下装和上召。
可视化装置功能组态配置工具可视化装置功能组态配置工具自动获取装置信息,可视化配置装置IEC61850模型,并自动检查装置信息与模型信息的一致性。
283.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案提供强大的数字化配置工具,完成各阶段配置需求提供强大的数字化配置工具,完成各阶段配置需求:
293.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案提供强大的数字化调试工具,完成各种调试需要:
提供强大的数字化调试工具,完成各种调试需要:
303.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案实时的事件报告记录,最大可存储实时的事件报告记录,最大可存储10241024条事件,条事件,且掉电不丢失且掉电不丢失设计了专用可靠的文件系统,实时存储故障录波设计了专用可靠的文件系统,实时存储故障录波数据并可自恢复;
容量大,最大可存储数据并可自恢复;
容量大,最大可存储6464256256次整组波形;
支持标准次整组波形;
支持标准COMTRADECOMTRADE协议协议314.4.装置性能及特点装置性能及特点二、整体技术方案33个以太网接口支持个以太网接口支持IEC61850IEC61850或或IEC60870-5-103IEC60870-5-103规约规约11个个RS-232RS-232通信串口用于打印通信串口用于打印11个个RS-485RS-485(EIAEIA)差分总线接口用于对时信号输入)差分总线接口用于对时信号输入IRIG-BIRIG-B码对时接口可选光纤接口码对时接口可选光纤接口支持过程层支持过程层GOOSEGOOSE的光纤以太网接口,接口数量可扩展的光纤以太网接口,接口数量可扩展。
SVSV光纤接口协议可选光纤接口协议可选IEC60044-8IEC60044-8或或IEC61850-9-2IEC61850-9-2,接口数量可扩展。
接口数量可扩展。
11个以太网口可以同辅助软件个以太网口可以同辅助软件NSRToolsNSRTools连接用于测试连接用于测试和配置装置和配置装置324.4.装置性能及特点装置性能及特点二、整体技术方案334.4.装置性能及特点装置性能及特点二、整体技术方案灵活的显示打印功能。
灵活的显示打印功能。
LCDLCD菜单、主接线图可配置;
打菜单、主接线图可配置;
打印内容可定制,支持本地和网络打印印内容可定制,支持本地和网络打印开发了开发了NSRToolsNSRTools配置调试工具软件,可进行后台调试配置调试工具软件,可进行后台调试、研发调试、装置功能组态配置,功能丰富使用方便、研发调试、装置功能组态配置,功能丰富使用方便同步开发了强大的数字化工具软件:
数字化同步开发了强大的数字化工具软件:
数字化SCDSCD系统集系统集成工具、成工具、ICDICD模型开发维护工具、模型开发维护工具、6185061850调试工具等调试工具等装置抗干扰能力强,装置抗干扰能力强,EMCEMC性能指标满足相关规范的最性能指标满足相关规范的最高等级要求;
部分指标超过最高等级的高等级要求;
部分指标超过最高等级的10%10%装置电磁发射试验按装置电磁发射试验按GB/T14598.16-2002GB/T14598.16-2002(GBGB9254-20089254-2008、CISPR22CISPR22:
20062006)标准)标准,A,A级辐射骚级辐射骚扰限值,该指标满足国外工程需求扰限值,该指标满足国外工程需求同时装置通过了对讲机幅射、手机幅射、振铃波等抗同时装置通过了对讲机幅射、手机幅射、振铃波等抗扰度试验扰度试验344.4.装置性能及特点装置性能及特点二、整体技术方案测试内容测试内容参照标准参照标准脉冲群干扰试验GB/T14598.13-1998(idtIEC61000-4-12)静电放电试验GB/T14598.14-1998(IEC60255-22-2)辐射电磁场干扰试验GB/T14598.9-2002(IEC60255-22-3)快速瞬变干扰试验GB/T14598.10-2007(IEC60255-22-4)浪涌试验GB/T17626.5-1999(IEC60255-22-5)射频传导干扰试验GB/T17626.6-1998(IEC60255-22-6)工频磁场抗扰度试验GB/T17626.8-1998(IEC61000-4-8:
1993)脉冲磁场试验GB/T17626.9-1998(IEC61000-4-9:
1993)阻尼振荡磁场试验GB/T17626.9-1998(IEC61000-4-9:
1993)电源端口传导发射试验GBT14598.16-2002(GB9254-2008、CISPR22:
2006)354.4.装置性能及特点装置性能及特点二、整体技术方案364.4.装置性能及特点:
装置性能及特点:
二、整体技术方案374.4.装置性能及特点:
二、整体技术方案必要的状态监测功能必要的状态监测功能状态监测功能包括:
系统电源的监视ADC基准源的监视光纤光功率在线监测出口继电器回路的监测总启动信号的监视开入电源监视机箱内温湿度的监测等384.4.装置性能及特点装置性能及特点二、整体技术方案与产品研制同步开发了系列化的配套自动测试系统:
与产品研制同步开发了系列化的配套自动测试系统:
单插件自动测试仪单插件自动测试仪装置整机自动测试仪装置整机自动测试仪自动化整屏测试仪自动化整屏测试仪自动测试系统的特点:
自动测试系统的特点:
实现闭环测试,测点覆盖完全实现闭环测试,测点覆盖完全具备故障定位功能,方便诊断具备故障定位功能,方便诊断引入条码系统,测试过程实现信息化和网络化引入条码系统,测试过程实现信息化和网络化三、可靠性保证体系391.1.生产测试过程实现自动化生产测试过程实现自动化严格的质量控制流程统一统一物料物料管理管理体系体系单板单板自动自动测试测试ESDESD管控管控整机整机自动自动测试测试7272小时小时4242度度恒温恒温拷机拷机整机整机再次再次检测检测整屏整屏仿真仿真调试调试出出厂厂402.2.硬件可靠性保证管理体系硬件可靠性保证管理体系三、可靠性保证体系为保障产品质量,建立了硬件可靠性管理体系。
该为保障产品质量,建立了硬件可靠性管理体系。
该体体系由物料可靠性、设计可靠性、生产可靠性管理等环节构系由物料可靠性、设计可靠性、生产可靠性管理等环节构成,保证器件在产品整个生命周期中可靠工作。
成,保证器件在产品整个生命周期中可靠工作。
硬件可靠性管理体系主要包含硬件可靠性管理体系主要包含三个方面三个方面的内容:
的内容:
1.建立物料技术及流程控制平台;
建立物料技术及流程控制平台;
2.建立硬件设计及测试基础技术平台;
建立硬件设计及测试基础技术平台;
3.建立生产建立生产ESD管控体系。
管控体系。
412.2.硬件可靠性保证管理体系硬件可靠性保证管理体系三、可靠性保证体系国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司NSR-300NSR-300系列超高压线路及系列超高压线路及辅助保护装置辅助保护装置NSR-300线路保护装置一、保护概况一、保护概况二、保护技术创新二、保护技术创新三、入网测试与运行情况三、入网测试与运行情况431.NSR-303G:
超高压电流差动保护装置2.NSR-302G:
超高压纵联距离保护装置3.NSR-321G:
断路器保护装置4.NSR-324AG:
短引线保护装置5.NSR-325G:
过电压及远方跳闸保护装置500kV(国网六统一版本):
装置型号装置型号适用范围:
35kV1000kV系列线路保护及辅助保护装置型号装置型号适用范围:
35kV1000kV系列线路保护及辅助保护1.NSR-303G:
超高压纵联距离保护装置3.NSR-322CG:
母联(分段)保护装置220kV(国网六统一版本):
1.NSR-303B:
超高压电流差动保护装置2.NSR-302B:
超高压纵联距离保护装置3.NSR-322C:
母联(分段)保护装置4.NSR-322A:
断路器失灵启动及辅助保护装置220kV(普通版本):
35kV1000kV系列线路保护及辅助保护1.NSR-304D:
高压电流差动保护装置2.NSR-304A:
高压距离保护装置3.NSR-304T:
高压T接线电流差动保护装置4.NSR-322CD:
母联(分段)保护装置5.NSR-306:
铁路电气化两相式供电线路保护装置110kV:
1.NSR-305D:
高压电流差动保护装置2.NSR-305A:
高压距离保护装置3.NSR-305T:
母联(分段)保护装置3566kV:
1.NSR-326:
远方信号传输装置2.NSR-327M:
光电装换装置通信辅助装置:
NSR-300线路保护概况47NSR-300线路保护概况48母线线路52NSR-303G8721D21P21G67G50/51G51PVTSOTF51GVT79/25FRFL87纵联差动保护21D21P21G67G50/51G51PVT51GVT79/25工频变化量距离保护相间距离保护接地距离保护零序方向过流保护瞬时/定时限零序过流保护PT断线相过流保护PT断线零序过流保护自动重合闸/同期检测68FR振荡闭锁故障录波SOTF距离加速/零序加速59FL故障测距68过电压保护59电流差动保护工频变化量距离两段定时限零序过流,一段反时限过流三段距离保护单/三相重合闸(单重、三重、禁止、停用)NSR-300线路保护概况49母线线路52NSR-3028521D21P21G67G50/51G51PVTSOTF51GVT79/25FRFL85纵联保护21D21P21G67G50/51G51PVT51GVT79/25工频变化量距离保护相间距离保护接地距离保护零序方向过流保护瞬时/定时限零序过流保护PT断线相过流保护PT断线零序过流保护自动重合闸/同期检测68FR振荡闭锁故障录波SOTF距离加速/零序加速68FL故障测距5959过电压保护纵联距离、纵联零序保护两段定时限零序过流,一段反时限过流三段距离保护单/三相重合闸(单重、三重、禁止、停用)NSR-300线路保护概况50两段相过流,一段零序过流母线I52NSR-322C50/51G50/51G瞬时/定时限零序过流保护FR故障录波FR母线IINSR-300线路保护概况51后缀功能含义S适用于串联补偿的输电线路L适用于电缆线路(增加过流跳闸、过负荷告警功能)P增加三相不一致保护功能V增加过电压及就地判据功能Q适用于负荷频繁变化的场合(如电铁、钢厂)F光纤通信为一个2048kbit/s数据接口(仅针对NSR-302)FF光纤通信为两个2048kbit/s数据接口-SH地区版本(上海220kV线路专用版本)-D1适用于智能变电站版本(数字采样IEC-61850-9-2协议、GOOSE跳闸)-D2适用于智能变电站版本(数字采样IEC-60044-8协议、GOOSE跳闸)-D3适用于智能变电站版本(模拟采样、GOOSE跳闸)NSR-302、303子型号后缀说明子型号后缀说明NSR-300线路保护概况52母线线路52NSR-3048721P21G67G50/51G51PVTSOTF8179/25FRFL87纵联差动保护
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