备用电源自动投入装置说明书

目 录

第一章 系统概述.............................................................................................................................1 1.1 适用范围......................................................................................................................................1 1.2 主要特点......................................................................................................................................1 第二章 技术参数....................................................................................................................................2 2.1 通用参数......................................................................................................................................2 2.2 电气性能......................................................................................................................................3 2.2.1 绝缘电阻...............................................................................................................................3 2.2.2 介质强度...............................................................................................................................3 2.2.3 冲击电压...............................................................................................................................3 2.2.4 抗电磁干扰性能...................................................................................................................3 2.3 保护、测控、通讯参数..............................................................................................................4 第三章 装置功能.............................................................................................................................5 第四章 装置原理.............................................................................................................................6 4.1 HN-2013A的控制及保护原理....................................................................................................6 4.1.1 定时限过流保护.....................................................................................................................8 4.1.2 过负荷联切保护...................................................................................................................8 4.1.3 分段合闸后加速保护...........................................................................................................8 4.2 HN-2013B 电源备自投原理.......................................................................................................9 4.2.1 分段备自投原理说明...........................................................................................................9 4.2.2 进线备自投原理说明.........................................................................................................11 4.2.3 变压器备自投.....................................................................................................................14 4.2.4 自识别备自投.....................................................................................................................18 4.2.5 进线开关合闸后加速..........................................................................................................18 4.3 PT断线.......................................................................................................................................19 4.4 位置监测....................................................................................................................................19 4.5 遥控功能....................................................................................................................................19 4.6 定值的整定原则........................................................................................................................20 4.6.1 无压元件.............................................................................................................................20

4.6.2 有压元件.............................................................................................................................20 4.6.3 无流元件.............................................................................................................................20 4.7 定值清单....................................................................................................................................21 4.8 测量功能....................................................................................................................................23 4.8.1 遥测采集和计算.................................................................................................................23 4.8.2 遥信采集.............................................................................................................................23 4.9 通讯...........................................................................................................................................25 4.10 对时...........................................................................................................................................25 4.11 统计..........................................................................................................................................25 4.12 自检功能..................................................................................................................................25 第五章 硬件说明..................................................................................................................................26 5.1 整体配置.................................................................................................................................26 5.2 面板说明....................................................................................................................................26 5.2.1 液晶显示屏.........................................................................................................................27 5.2.2 信号指示灯.........................................................................................................................27 5.2.3 调试口.................................................................................................................................27 5.2.4 按键.....................................................................................................................................27 5.3 显示说明...................................................................................................................................29 5.4 模件说明....................................................................................................................................32 5.5 机械结构....................................................................................................................................34 5.6 背板布局及端子号....................................................................................................................34 5.7 装置硬件接线图........................................................................................................................34 第六章 安装调试与投运......................................................................................................................35 6.1 安装前检查................................................................................................................................35 6.2 装置通电检查............................................................................................................................35 6.3 投运说明及注意事项................................................................................................................35 第七章 订货须知..............................................................................................................................36

第一章 系统概述

1.1 适用范围

HN-2013A/B微机备用电源自动投入装置是在总结近十年来本公司电力系统微机控制及保护的研发和工程经验的基础上，参考国内外相关成果，应用先进的软、硬件技术和专利抗干扰技术研制而成，符合继电保护的四统一的要求，适用于110V及以下电压等级电站需要备用电源自动投入的场合。其中HN-2013A分段开关备自投装置是适用于母线分段开关自投的微机保护测控装置；HN-2013B是不带保护功能的电源自投装置。 1.2 主要特点

Ø 保护原理成熟可靠，并经历长时间的现场运行考验

Ø 带有测控功能，计算精度高，能实现四遥功能，是四合一保护产品

Ø 可采用CAN网、以太网等通讯方式，以单网、双网方式与监控系统通讯，通讯

速度快，可靠性高

Ø 保护功能与通讯功能相互独立，通信故障不影响保护单元的正常运行 Ø 具有本地或远方操作功能

Ø 装置可存入多套定值，定值可以本地或远方整定

Ø 采用硬件实时时钟，装置掉电后仍连续计时，并采用GPS、通讯对时 Ø 大屏幕液晶中文显示，人机界面友好，信息详细直观，操作调试方便 Ø 面板上有专用调试口，便于调试、整定和维护

Ø 装置具有故障录波功能及32次带时间信息的保护动作顺序事件记录，且具有掉

电保持功能

Ø 装置具有自检功能，菜单中带有开出试验选项，便于调试、检验 Ø 采用与本系列其它产品统一的软硬件平台，便于调试和维护 Ø 通讯采用统一编码设计，伸缩性和扩展性好

Ø 装置为分板插件整面板式结构，封闭、加强型单元机箱，抗强振动、强干扰设计，

适应于恶劣环境

Ø 采用模块化设计，软硬件兼容性好

Ø 装置具有独立的交流电流电压输入、输出回路，及独立的具有防跳功能的操作回

路（适用于断路器回路或FC回路） Ø 可分散安装于开关柜上，也可集中组屏安装

第二章 技术参数

2.1 通用参数

2.2 电气性能

2.2.1 绝缘电阻

在标准试验大气条件下，装置各带电的导电回路对地之间，及电气上无联系的各 带电的导电回路之间，用开路电压500V摇表测其绝缘电阻应不小于100M 。 2.2.2 介质强度

在标准试验大气条件下，装置各带电的导电回路对地之间，及电气上无联系的 各带电的导电回路之间能承受2KV工频耐压试验，一分钟无击穿或闪络现象。 2.2.3 冲击电压

在标准试验大气条件下，装置各带电的导电回路对地之间，及电气上无联系的各 带电的导电回路之间能承受冲击电压波形为标准雷电波，幅值为5KV的试验电压，无绝缘损坏。

2.2.4 抗电磁干扰性能

1） 脉冲干扰试验

能承受频率为1MHz及100kHz衰减振荡波脉冲干扰试验（第一半波电压幅 值共模2.5KV，差模1KV），持续时间不少于2s； 2) 静电放电测试

能承受GB/T14598标准Ⅳ级、试验电压8KV的静电放电试验； 3) 辐射电磁场干扰测试

能承受GB/T14598标准Ⅲ级、干扰场强10V/m的辐射电磁场干扰试验； 4） 快速瞬变干扰试验

能承受GB/T14598标准规定的Ⅳ级快速瞬变干扰试验。

2.3 保护、测控、通讯参数

电流幅值 电压幅值 动作时限

保护参数

定值误差 动作时限误差 定值整定步长 事件分辨率 遥测路数 电流幅值 电压幅值 电流、电压精度

遥测参数

有功、无功精度 功率因数精度 频率测量误差

刷新率 遥信路数

遥信参数

分辨率 回路电压 脉冲宽度

遥脉参数

输入电压 网络类型

网络参数

通讯速率

24V CAN或以太网

CAN： 20K～500K可设置；

以太网：10M

0.5级 0.5级 0.01Hz <1s 12路 ＜2ms DC 220V或110V

≥10ms 0.1In～20In 0.5V～120V 0.01～99.99S ＜±3%整定值 零时限误差 ≤30ms； 延时时间误差 ≤3%整定值

0.01 <2ms 12路 0.02～6A 0.5～120V 0.2级

装置型号 装置名称

分段开关自投功能 进线开关自投功能 变压器自投功能 自识别自投功能 控 制 功 能

PT断线监测 位置异常监测

断路器拒合、拒跳监测 定时限过流保护 过负荷联切保护

分段开关合闸后加速保护 进线开关合闸后加速保护 遥测采集和计算 测 量 功 能

遥信采集 事故记录 通讯 对时 统计 自 检 功 能

HN-2013A 分段开关备自投装置

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

HN-2013B 备用电源自动投入装置

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

掉电自检 内部故障自检 开出自检

4.1 HN-2013A的控制及保护原理

HN-2013A适用于<图 1>所示的主接线系统:共12个模拟量：Ia、Ic为保护用，I1、

装置引入二段母线电压，用于有压、无压判别，每个进线开关各引入一相电流，是为了防止PT三相断线后造成分段开关误投，也是为了更好地确认进线开关已断开。装置引入1DL、2DL开关位置接点，加上装置自带操作回路产生的分段开关位置接点，用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。

充电条件：a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压； b）1DL、2DL在合位，3DL在分位； 经15秒后充电完成，主屏有充电标志指示。 放电条件：a）3DL在合位； b）Ⅰ母、Ⅱ母均无压； c）有外部闭锁信号； d）手跳1DL或2DL；

e）控制回路断线，弹簧未储能，1DL，2DL，3DL的TWJ异常。

UI 有压UII 有压1DL跳位2DL跳位3DL跳位

&

充电标志

CD

3DL跳位UI无压UII 无压闭锁信号 手跳

控制回路断线

跳位异常

&

1

图2 方式1、方式2充放电原理框图

动作过程：当充电完成后，

a）Ⅰ母无压、#1进线无流，Ⅱ母有压，则经延时后跳开1DL，确认

1DL跳开后合上3DL，该过程称为自投方式1（若发跳1DL命令后，5秒内1DL不在跳位，发1DL拒跳信号，终止备自投逻辑；若发合3DL命令后，5秒内3DL不在合位，发3DL拒合信号，终止备自投逻辑。）；

b）Ⅱ母无压、#2进线无流，Ⅰ母有压，则经延时后跳开2DL，确认

2DL跳开后合上3DL，该过程称为自投方式2（断路器拒跳、拒合逻辑同方式1）。

图3 方式1、方式2备自投动作原理框图

图7 分段开关备自投一次接线

装置引入二段母线电压，用于有压、无压判别；每个进线开关各引入一相电流，是为了防止PT三相断线后造成分段开关误投，也是为了更好地确认进线开关已断开；装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点，用于系统运行方式判别，自投准备及自投

动作。

充电条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

b）1DL、2DL在合位，3DL在分位； 经15秒后充电完成，主屏有充电标志指示。 放电条件： a）3DL在合位； b）Ⅰ母、Ⅱ母均无压； c）有外部闭锁信号； d）手跳1DL或2DL；

e）控制回路断线，1DL，2DL的TWJ异常。 分段自投的充放电原理如下：

UI有压UII有压1DL跳位2DL跳位3DL跳位

&

充电标志

CD

3DL跳位

IU <IIU <

闭锁信号 手跳控制回路断线

跳位异常

&

1

图8 方式1、方式2充放电原理框图

充电完成后分段自投入控制过程：

a）Ⅰ母无压、#1进线无流，Ⅱ母有压，则经延时后跳开1DL，确认1DL跳 开后合上3DL，该过程称为自投方式1（若发跳1DL命令后，5s内1DL 不在跳位，发1DL拒跳信号，终止备自投逻辑；若发合3DL命令后，5s 内3DL不在合位，发3DL拒合信号，终止备自投逻辑）；

b）Ⅱ母无压、#2进线无流，Ⅰ母有压，则经延时后跳开2DL，确认2DL跳

开后合上3DL，该过程称为自投方式2（断路器拒跳、拒合逻辑同方式1）。

图9 方式1、方式2备自投动作原理框图

4.2.2 进线备自投原理说明

进线备自投适用于<图 10>所示的主接线系统，进线1和进线2互为明备用。当2DL备用1DL时控制字方式3设定为投入；当1DL备用2DL是控制字方式4设定为投入。使用说明和操作显示界面均按<图 10>的定义。

UL1

I1aI1c1DL

I2aI2c2DL

UL2

I母1#PT

Uab1,Ubc1,Uca1

3DL

II母2#PT

Uab2,Ubc2,Uca2

图10 进线开关备自投一次接线

装置引入二段母线电压，用于有压、无压判别；每个进线开关各引入一相电流，是为了防止PT三相断线后造成分段开关误投，也是为了更好地确认进线开关已断开；引入两进线上的一线电压，是用于进线有压的判断；装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点，用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。

方式3充电条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

b）1DL、3DL在合位，2DL在分位； c）当进线电压判断投入时，UL2满足有压条件； 经15秒后充电完成，主屏有充电标志指示。 方式3放电条件： a）2DL在合位；

b）当进线电压判断投入时，UL2不满足有压条件持续时间大于备自投延时+1S；c）有外部闭锁信号； d）手跳1DL或3DL；

e）控制回路断线，1DL，2DL的TWJ异常。 方式3充放电原理框图如下：

UI有压UII有压1DL跳位2DL跳位3DL跳位

进线有压判断投

UL2有压2DL跳位

进线有压判断投UL2无压>自投延时+1S

闭锁信号

手跳控制回路断线

跳位异常

&&

1

&

充电标志

CD

图11 方式3充放电原理框图

充电完成后控制过程：

若Ⅰ母无压、#1进线无流，Ⅱ母无压，UL2有压（当进线有压判断投入），则经延时后跳开1DL，确认1DL跳开后合上2DL，该过程称为自投方式3（若发跳1DL命令后，5秒内1DL不在跳位，发1DL拒跳信号，终止备自投逻辑；若发合2DL命令后，5秒内2DL不在合位，发2DL拒合信号，终止备自投逻辑）。

图12 方式3备自投动作原理框图

方式4充电条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

b）2DL、3DL在合位，1DL在分位；

c）当进线电压判断投入时，UL1满足有压条件； 经15秒后充电完成，主屏有充电标志指示。 方式4放电条件： a） 1DL在合位；

b）当进线电压判断投入时，UL1不满足有压条件持续时间大于备自投延时+1S； c）有外部闭锁信号； c） 手跳2DL或3DL；

e）控制回路断线，1DL，2DL的TWJ异常。 方式4充放电原理框图如下：

UI有压

UII有压1DL跳位2DL跳位3DL跳位

进线有压判断投

UL1有压

1DL跳位

进线有压判断投

UL1无压>自投延时+1S

闭锁信号

手跳控制回路断线

跳位异常

&&

&

充电标志

CD

1

图13 方式4充放电原理框图

充电完成后控制过程：

若Ⅰ母无压,Ⅱ母无压，#2进线无流，UL1有压（当进线有压判断投入），则经延时后跳开2DL，确认2DL跳开后合上1DL，该过程称为自投方式4（若发跳2DL命令后，5秒内2DL不在跳位，发2DL拒跳信号，终止备自投逻辑；若发合1DL命令后，5秒内1DL不在合位，发1DL拒合信号，终止备自投逻辑）。

图14 方式4备自投动作原理框图

4.2.3 变压器备自投

变压器备自投适用于<图 15>所示的主接线系统， 1#变和2#变互为明备用。当2#变备用1#变时控制字方式5设定为投入，当1#变备用2#变时控制字方式6设定为投入。使用说明和操作显示界面均按<图 15>的定义。

UL1

4DL1#变I1aI1c1DL

I母1#PT

Uab1,Ubc1,Uca1

3DL

5DL2#变I2aI2c2DL

II母2#PT

Uab2,Ubc2,Uca2

UL2

图15 变压器备自投一次接线

装置引入二段母线电压，用于有压、无压判别；每个进线开关各引入一相电流，是为了防止PT三相断线后造成分段开关误投，也是为了更好地确认进线开关已断开；引入两进线上的一线电压，是用于进线有压的判断；装置引入1DL、2DL、3DL、4DL、5DL开关位置接点，用于系统运行方式判别，自投准备及自投动作。

方式5充电条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

b）1DL、3DL、4DL在合位，2DL在分位； c）当进线电压判断投入时，UL2满足有压条件； 经15秒后充电完成，主屏有充电标志指示。

方式5放电条件： a）2DL、5DL在合位；

b）当进线电压判断投入时，UL2不满足有压条件持续时间大于备自投延时+1S； c）有外部闭锁信号； d）手跳1DL或3DL；

e）控制回路断线，1DL，2DL的TWJ异常。 变压器自投的充放电原理如下：

UI有压

UII有压1DL跳位2DL跳位3DL跳位4DL跳位进线有压判断投

&

UL2有压2DL跳位5DL跳位

进线有压判断投

&

UL2无压>自投延时+1S

闭锁信号 手跳控制回路断线

跳位异常

&

充电标志

CD

1

图16 方式5充放电原理框图

充电完成后控制过程：

若Ⅰ母无压、#1进线无流，Ⅱ母无压，UL2有压（当进线有压判断投入），则经延时后跳开1DL和4DL，确认1DL跳开后合上5DL，延时0.6S后合上2DL，该过程称为自投方式5（发跳1DL命令后，5秒内1DL不在跳位，发1DL拒跳信号，终止备自投逻辑；若发合2DL命令后，5秒内2DL不在合位，发2DL拒合信号，终止自投逻辑。）

图17 方式5备自投动作原理框图

方式6充电条件：

a）Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

b）2DL、3DL、5DL在合位，1DL在分位； c）当进线电压判断投入时，UL1满足有压条件； 经15秒后充电完成，主屏有充电标志指示。

方式6放电条件： a）1DL、4DL在合位；

b）当进线电压判断投入时，UL1不满足有压条件持续时间大于备自投延时+1S； c）有外部闭锁信号； d）手跳2DL或3DL；

e）控制回路断线，1DL，2DL的TWJ异常。

方式6充放电原理框图如下： UI有压UII有压1DL跳位2DL跳位3DL跳位5DL跳位

进线有压判断投

UL1有压1DL跳位4DL跳位

进线有压判断投UL1无压>自投延时+1S

闭锁信号 手跳控制回路断线

跳位异常

&

&

充电标志

CD

&

1

图18 方式6充放电原理框图

充电完成后控制过程：

若Ⅰ母、Ⅱ母都无压、#2进线无流， UL1有压（当进线有压判断投入），则经延时后跳开2DL和5DL，确认2DL跳开后合上4DL，延时0.6S后合上1DL，该过程称为自投方式6（若发跳2DL命令后，5秒内2DL不在跳位，发2DL拒跳信号，终止备自投逻辑；若发合1DL命令后，5秒内1DL不在合位，发1DL拒合信号，终止备自投逻辑。）

图19 方式6备自投动作原理框图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dsim.html