第 1 章 产品概述
1.应用范围
光伏电站工程一般按“少人值守”的运行管理方式设计，整个光伏电场的集控室设置在升压站侧。光伏电场的分布比较分散，距离中控室最近的有几十米或几百米，最远的可达几十公里，而每个之间的距离也有500米到1000米。
由于上述原因，一直以来升压站综自系统都无法实现对箱变的监视和控制，使箱变系统成为光伏电场的信息孤岛和监控盲区。作为光伏发电的第一个变电环节，实现对光伏箱变的远程管理和自动化监控，满足光伏电站工程“少人值守”的运行管理方式，已经势在必行。
为此，我公司专门设计开发了一套ZL-XBJK系列箱变智能监控装置，可以很好地实现光伏箱变全部信息的监测、非电量保护、控制和通讯功能。
2. 产品特点
Ø产品是专门针对光伏厂箱变测量、控制和通讯的实际需要设计,是箱变监控的完整解决方案。
Ø装置采用工业级器件，可适用于光伏场-40℃～70℃的宽温工作环境。
Ø硬件平台统一，模块化设计，内部无可调元件，使装置现场安装调试更加方便。
Ø采用高性能DSP处理器和大容量的FLASHRAM存贮器，使装置具有极强的数据处理和存取能力。
Ø丰富多样的通讯接口（双RS485/CAN、双以太网、双光纤通讯接口），使可方便地接入现场监控系统。
Ø装置显示及操作由专用的巡检仪，通过无线/有线两种方式与巡检仪通讯。
Ø装置结构按箱变开关柜要求设计，尺寸较小，安装方式简单，配线方便。
第 2 章 技术指标
1、环境条件
| 工作环境 | 应安装在无爆炸危险和无导电尘埃、无足以腐蚀金属和破坏绝缘的地方。 |
| 工作环境温度 | -40℃～+70℃ |
| 储存环境温度 | -40℃～+85℃，相对湿度不大于85%，宜储存于防雨、防雪的室内，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体。 |
| 相对湿度 | 在最高温度为+75℃时相对湿度不超过50％；在较低温度下可以有较高的相对湿度，例如20℃时达90%，因温度变化偶尔产生的凝露，应采取特殊措施。 |
| 大气压力 | 80kPa～110kPa |
2、绝缘性能
| 绝缘电阻检验 | 100MΩ/500V |
| 介质强度检验 | 0.5 kV（额定绝缘电压≤63V 时） 2.0kV（额定绝缘电压＞63 V 时）； 50Hz，1min |
| 冲击电压检验 | 1.0 kV（额定绝缘电压≤63V 时）， 5.0kV（额定绝缘电压＞63 V 时）。 |
3、电磁兼容（EMC）性能
| 静电放电抗扰度检验： GB/T 14598.14-1998（IEC 60255-22-2：1996） | 4级 |
| 震荡波抗扰度检验：GB/T 14598.13-2008（IEC 60255-22-1：2007） | 3级 |
| 射频电磁场辐射抗扰度检验： GB/T 14598.9-2002（IEC 60255-22-3：2000） | 4级 |
| 电快速瞬变脉冲群抗扰度检验： GB/T 14598.10-2007（IEC 60255-22-4：2002） | 4级 |
| 浪涌抗扰度检验（1.2/50μs）： GB/T 14598.18-2007（IEC 60255-22-5：2002） | 4级 |
| 工频抗扰度检验：GB/T 15153.1998（IEC 60255-22-7：2003） | 3级 |
4、额定参数
| 额定工作电压 | AC/DC220V | 测量交流输入电压 | AC690V 或AC400V |
| 额定功耗 | 不大于20W | 测量交流频率 | 50Hz 或60Hz |
| 开关量输入 | AC/DC220V 外部有源接点 | 污染等级 | 3 级 |
| 控制继电器输出 | 交流220V 回路：AC250V，8A 交流380V 回路：AC380V，1.9A 直流回路：DC250V，1.5A | 安装类别 | Ⅲ级 |
| 测量交流输入电流 | 5A/1A |
5、测量精度
| 项目 | 范围 | 精度 | 项目 | 范围 | 精度 |
| 电流 | 10%～120%Ie | 0.5级 | 功率因数 | 0～1 | ±1% |
| 电压 | 50%～150%Ue | 0.5级 | 功率 | 0～7200W | ±1% |
| 频率 | 45Hz～65Hz | ±0.02Hz | 模拟量 | 4～20mA | 1级 |
| 热电阻 | 200～15000Ω | 2级 |
第 3 章 产品功能
1、装置功能表
ZL-XBJK装置分别对箱变低压侧2分支实现以下功能的监控：
| 功能分类 | 装置功能 |
| 测量功能 | 三相电压、三相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功功率电度、无功功率电度、零序电流、零序电压,温度 |
| 电气量保护功能 | 过流保护、过负荷、过压保护、欠压保护、低频、PT断线及闭锁 高温保护、直流保护。 |
| 非电量保护功能 | 跳闸：重瓦斯、超高温 报警：轻瓦斯、高温、变压器油位低、压力释放 |
| 控制功能 | 6路开出：35KV开关分合闸；低压侧2路分支开关分合闸 |
| 通讯功能 | 2路RS485或2路以太网或2路光纤接口 |
| 直流模拟量输入 | 2路4～20mA直流 1路PT100热电阻 |
| 开关量输入 | 16路(外部提供DC220/110/48/24V或AC220/110V电源或无源输入均可) |
| 事件记录 | 100条 |
2．测量功能
装置具有12路交流量输入，分别为低压侧2路分支的三路测量电流输入，三路电压输入。电压输入方式可以通过整定值进行整定，可选择的方式有三相四线星形（三个相电压）、三相三角形（三个线电压）。
装置显示单元可显示出采集到各路交流量的实时值及相位，电压及测量电流的幅值以一次值显示,相位则均以UA为基准向量显示。
装置根据所监测的电流电压情况计算得到系统的功率因数。
装置计算得到有功、无功功率，其显示值折算到一次侧。
装置根据计算得到的有功、无功功率进行累计得到的电能统计。
装置根据A相电压得到系统的频率。
其中各相角均以UA为参考，装置的相角测量未作精度要求，但能显示各输入量的相位关系，可直观的反映现场的接线是否出错。
装置可实时测量各种电气量并在显示单元进行显示，亦可通过通信口随时将当地测量参数内容上传后台机。
积分电能参数是一个累计值，基本的电能参数包括：
● 有功电能（KWH）
● 无功电能（KVARH）
电能读数是真有效值，所有的电能参数表示三相的总和。电能读数的分辨率为0.01度，最大范围为199999999.9度。超出最大值，积分电能自动归零后继续累加。所有电能参数均为其电能总量(表示三相电能输入和输出的总量)。
编程模式下，可将积分电能累加器清零、置数。
提供3路DC4～20mA或热电阻模拟量输入，用于采集温度变送器等传送过来的信号。
3．开关量输入
装置能够低压侧2支路分别采集16路开关量输入。开入回路中均可设置为无源方式或有源方式（订货时注明）。
无源方式：装置将输出一路DC24V电压作为开关量采集的电源。只需要将公共端与相应的开入端子接通（电阻小于100Ω）即可采集到该开关量。
有源方式：开关量采集的工作电压由外部提供，工作电压可以选择为DC220V、DC24V、AC220V等（特殊电压可由用户特别提出）。此时公共端接负（或零线），相应的开入端子接正（或火线）。
装置的开关量采集电路采取了严格的防雷、防瞬变电磁干扰措施，保证了遥信采集的高可靠性。开入中两路（B1、B2）已经定义为低压侧开关的合位信号输入，另外14路用户可以自行定义。仪表的面板可以查看到各路开入的实时状态。
开入的变位可以由仪表记录下来，在仪表菜单中事件记录一栏可以查看到变位时的状态、时间。事件记录中的时间分辨率为1ms。
4．开关量输出
控制器低压侧2支路各有6个独立的继电器输出，采用干接点形式输出。继电器的输出方式（电平和脉冲/脉宽可设置）可编程设置,继电器的用途可根据用户需要编程设置。
5．通信接口
控制器能够低压侧各提供两个通讯接口。两个通信口均可选配为RS485、以太网或光纤接口以太网。两个通信口相互独立，可以与两个独立的通信管理机（后台）同时通信，实现完整的双网通信。
通过通讯电缆将通信口与一台PC机连接，通过在PC机上运行的专用调试软件，用户可以完全监视仪表的运行状况及各种实时数据，也可以修改仪表的各种参数或控制继电器的输出，甚至可以获得仪表的一些高级应用功能。多台仪表可以通过通讯接口挂接在同一总线上（具体数量由现场环境、通讯速率等因数决定）与计算机监控系统连接。
装置显示菜单中通讯地址、通讯波特率可编程设置。
6．保护功能
本产品可以对箱变低压侧2支路实现以下保护功能，所有的保护功能均按照简单的过量/欠量原理工作。各种保护可以通过软压板整定为跳闸、报警或退出，其保护启动的出口可以任意整定。
6.1 过流保护、过负荷动作逻辑框图如下：（各软压板均投入）
6.2 过电压保护
为避免在发生单相接地故障时单相电压升高，引起过压保护误动，装置过压保护电压取母线线电压。其保护逻辑图如下（各软压板均投入）
6.3 欠压保护
欠压保护电压取母线线电压，可根据整定选择任意线电压低于欠压定值（或逻辑）或三个线电压全低于欠压定值（与逻辑）。
欠压保护可根据设定选择是否需要有流闭锁、PT断线闭锁。
欠压保护电压取母线线电压，其保护逻辑图如下：（各软压板均投入）
图3-3 欠压保护逻辑图
欠压保护可根据设定选择是否需要有流闭锁。
6.4 低频率保护逻辑图如下（各软压板均投入）
图4-4 低频率保护逻辑图
6.5 PT断线及断线闭锁
PT断线、PT失压在采用不同的PT接线方式时判据分别为：
A、装置PT接线方式设定为四线星型（Y型）时判据
① PT失压检测的判据如下：
三相电压均小于10V，三相电流小于0.06In，断路器处于合位，判为三相PT无压，装置报“PT无压”事件。
② PT断线检测的判据如下：
在下面三个条件之一得到满足时，装置报“PT断线”事件。
1）三相电压均小于10V，任一相电流大于0.06In，断路器处于合位，判为PT断线；
2）三相电压向量和大于18V，最小线电压小于18V，判为PT断线；
3）三相电压向量和大于18V，最大线电压与最小线电压的差值大于18V，判为PT断线。
B、装置设定PT接线方式为三线三角型（V型）时判据
① PT失压检测的判据如下：
三线电压均小于10V，三相电流小于0.06In，断路器处于合位，判为三相PT无压，装置报“PT无压”事件
② PT断线检测的判据如下：
在下面二个条件之一得到满足时，装置报“PT断线”事件。
1）三线电压均小于10V，任一相电流大于0.06In，断路器处于合位，判为PT断线；
2）线电压最大值减其余两线电压和的差值(绝对值)小于20V且线电压最大值大于80V，判为PT断线；
PT断线保护、PT无压均动作于发信，两保护出口可独立任意整定（通信方式）。
③ PT断线闭锁
装置在检测到PT断线后，根据PT断线闭锁的设置方式来判定是否闭锁有关电压保护。
PT断线解除后，闭锁保护亦相应解除。
6.6 高温保护
保护装置检测到测到的温度超过设定值，保护经设定延时跳闸。
图3-5 高温保护动作逻辑图
6.7 直流保护
装置采样的两路直流4～20mA信号分别配置DC1、DC2两路保护，采样值经过转换后的数据超过设定值，保护经设定延时跳闸。
7. 联锁控制功能
装置低压侧各自提供6组联锁控制功能。每一组的联锁控制可独立设定其工作方式，可最多控制6个继电器输出（出口可独立任意整定），并可设定相应的延时时间。
参与联锁控制的开入量可以选择高电平或低电平，可选择相与和相或的逻辑关系。
联锁控制的动作条件是：【联锁控制方式】选择方式0或方式1或方式2，当【开入选择】所选择参与的开入量满足【联锁逻辑关系】后经过【联锁时间定值】所设定时间后，装置将按照【联锁出口方式】所设定控制出口继电器动作，并产生相应的联锁动作事件记录。
8．装置告警
置检测到下列硬件故障时，发出运行异常信号并报警，并同时闭锁保护出口。硬件故障包括：RAM、NVRAM、定值出错时等。
9．事件记录功能
装置低压侧各自可记录NO.00至NO.99共100个带有精确到1ms的事件记录，其中显示NO.00为最近一次事件记录。总事件超出100个，则最早产生的事件记录将被新近产生的事件记录覆盖。装置掉电后事件记录仍可保存。
事件记录主要内容有：
● 保护动作类型及动作参数；
● 装置告警情况；
● 遥信变位；
● 控制监视（如“遥控选择”合/分操作等）
