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产品信息
ARS-600系列保护测控装置

1 适用范围
ARS-600Ⅲ系列保护测控装置继承了ARS-600其它系列产品稳定可靠的优点,着重考虑工矿企业、建筑小区等用户特点而研制的新一代产品,适用于10KV及以下开关柜或环网柜安装,具有保护、测量、控制和管理功能。可实现双网通信。
2 技术特点
ARS-600系列保护测控装置采用了目前继电保护领域全球最为先进的32位双CPU硬件平台,嵌入式RTOS系统构筑了强大的软件平台,图形化逻辑编程技术的应用避免了人为的软件错误,装置超强抗干扰能力远远高于国家标准,根本上杜绝了误动拒动的可能。
2.1装置高端配置
 配备高速Motorola32位CPU微处理器,速度快、可靠性高、资源丰富、扩展余地大。
 配备高达1M大容量RAM及FLASH,存储处理庞大的数据,可对50次故障全过程进行录波。
 配备两个ARS485接口,MODBUS、IEC103等多种规约选择。
 配备16位的保护用A/D转换,每周波采样24点,精度高、速度快,满足各种保护精度要求。
 配备DSP数字信号处理器,由纯硬件的方式实现全部测量功能,实现了内置电度表功能,达到计量级标准。
 一路4~20mA模拟量输出,代替变送器,电流电压功率灵活选择。
 配备大屏幕液晶显示器,全汉化操作、显示,不需说明书即能完成操作。
 配备完善的LED灯光指示,装置状态及故障信息有液晶报告和LED灯光两种明确指示,运行人员一目了然。
 配置故障分析帮助软件,能够重现故障过程,给事故分析极大方便。
 装置具有自校验功能,保护和测量精度免调校。
 基于RTOS系统结构的软件watchdog(看门狗)和完善的硬件watchdog保证了装置的稳定性,CPU故障时自动闭锁出口。
 完善的自检功能,故障定位到芯片,装置无故障指示,即可正常运行,长期免校验。
 装置采用背插式结构,实现了强弱电分离,内置完善的抗干扰组件,大大提高了装置的抗干扰性能,所有强电回路可以直接接入装置。
 装置采用全封闭结构,低功耗SMT工艺,适用于电力系统及化工、煤矿等特殊行业。
 内置完善可靠的集成防跳跃回路,不再需要开关柜内机械防跳回路,简化了外部接线。
 跳合闸电流完全自适应,对开关柜没有特殊要求。
 装置真正做到了交直流两用,彻底解决交流操作的问题。
 装置体积小,重量轻、功耗低,非常方便安装于高压开关柜上。
2.2抗干扰设计
本产品系列在总体设计及各模块设计上均充分考虑了可靠性的要求,在程序执行、信号指示、通信等方面均给予了详尽的考虑。在装置任何端子上实施4kV瞬变干扰脉冲,在装置任何部位实施15kV空间静电放电干扰或8kV接触静电放电干扰,保护不拒动、不误动,抗干扰能力远高于国家标准要求;装置强调了超低功耗设计,整机不出现功率元件,从根本上解决了同类产品因长期运行发热导致误动拒动的现象,装置在绝缘、震动、潮湿等各个方面性能指标也大大超过国家标准,远远领先国内同类产品。装置安装于开关柜上时,不需安装任何另外的抗干扰模件,可适用于任何恶劣的运行环境。
2.3系统特点
2.3.1 完整的自动化解决方案
从方案设计开始始终贯彻的设计思想:以高性能的子系统构筑优异的综合自动化系统,避免以往采用拼凑式构成的自动化系统从单元设备通信网络到监控系统等诸方面给整个系统带来的限制,以减少工程设计、生产、运行、维护以及系统扩展等各个环节的协调工作量,从而使系统构成的方式更加清晰,使系统信息的获得更加快捷,使系统维护的工作更加简单,使系统扩展更加方便。
2.3.2 工业总线的快速响应系统
从间隔层的单元设备即采用工业总线通信方式,加之单元设备内部采用了高效率的平衡式通信方式,使得ARS-600系列在信息的采集传输响应等各个环节都较以往的分布式系统有了质的飞跃。
2.3.3 开放性设计思想
ARS-600系列的开放性极大地提高了它与其他设备之间的可互操作性,在单元设备的接口设计中运用了总线通信接口,通过通信服务器使用开放式的TCP/IP 协议可方便地与广域网相联,其它厂家的后台监控也方便的链接ARS-600系列保护装置。。
2.3.4 高性能硬件平台带来强大的功能
a) 单元设备的通用性和可继承性使得产品的使用和维护变得更为简单可靠。
b) 单元设备在诸如模数转换回路的精度和动态范围测量回路的精度和稳定性等性能得以提高。
c) 单元设备可以记录完整的过程信息并将此信息保存在非易失性存储器中,实现了过程的全息再现,为系统的运行和分析提供了有力的保障。
2.4通信网络
综合自动化系统要求站内设备的信息可充分共享,并通过远动通信接口实现与外部系统的信息共享,构建一个快速稳定可靠和富有弹性的通信网络是综合自动化系统的基本要求,也是整个电力系统运行管理自动化的根本前提。
ARS-600系列的通信子系统由站内通信网络、远动通信接口以及与其他智能设备接口等三个部分组成。
2.4.1 站内通信网络
站内数据流通信要求自动化系统完成的功能分为7 组:
1) 远动功能
2) 自动控制功能
3) 测量表计功能
4) 继电保护功能
5) 与继电保护相关功能
6) 接口功能
7) 系统功能
站内保护设备直接挂接于工业总线,通过通信服务转成以太网方式接入后台监控系统。
2.4.2 远动通信接口
由于电力信息分层管理的需要,ARS-6000站内网上流通的各种数据还需要根据使用者需要传递至各级调度系统,即实现传统意义上的远动功能。
ARS-6000综合自动化系统利用专门的通信服务器完成自动化系统(运行TCP/IP 的10M 以太网)和各种外部网络的互连,可以收集站内所有智能装置的信息,使用各种标准通信规约以一对多的方式进行发送,并对各上位机下达的各种控制命令进行分析后发往对应的设备,正确执行。
ARS-660通信服务器在软件上兼容多种厂商/国家/国际的远动通信规约,也能在较短时间内实现使用者特殊的规约,远动接口能为全站统一提供高精度的卫星时钟,并能在没有GPS 的时候采用来自某个主站的信道时间统一全站时钟。
2.4.3 其它智能设备接口
ARS-600系列采用了开放式设计思想,不同厂家的智能设备完全可以通过ARS-660通信服务器方便地将不提供以太网的微机化设备连接进ARS-6000综合自动化系统的站内骨干网。智能设备被虚拟为一个以太网节点。
2.5 ARS-6000保护与控制系统
ARS-600系列保护与控制系统实现了统一硬件平台、统一软件平台、统一操作界面、统一信息处理的设计思想。
2.5.1 先进性
ARS-600系列的设计者们总结了十几年微机继电保护与控制系统的设计制造和工程应用的经验,广泛吸取了国内外同类产品的应用经验和信息技术发展的最新成果,并对新技术的应用作了一系列带有前瞻性和探索性的工作,使产品在技术上具有一系列的先进性,主要表现在以下新原理新技术的应用:
1) 背插式结构的电磁兼容方案
2) 嵌入式实时多任务系统
3) 图形化的逻辑可编程技术
4) 过程的全息再现技术
5) 嵌入式WEB Sever 技术
2.5.2 高性能的通用硬件平台
ARS-600系列保护装置的保护与控制子系统各单元设备本着高起点大资源的设计理念,率先采用了先进的32 位微处理器,改变了紧凑型系统设计在功能改进和功能扩展时捉襟见肘的局面,实现了诸多先进技术的嵌入式应用(如实时多任务操作系统和TCP/IP 等),并且为功能扩展预留了足够的资源。
2.5.3 易维护易升级的通用软件平台
受惠于高起点大资源的硬件平台,软件平台采用了C 语言编程,完全的模块化设计可以实现从一个硬件平台向更先进硬件平台的轻松移植,所做的工作不过是再编译一次程序和详尽的试验验证,保证了产品保护原理保护逻辑和保护功能的完美继承性。
2.5.4 人性化设计
1) 采用全汉化液晶显示器,显示信息多
2) 事件和定值全部采用汉字显示或打印,摒弃了字符表述方式
3) 录波数据以波形方式输出,包括模拟量和重要开关量可由突变量或开关变位启动
4) 定值以汉字表格方式输出,控制字既可按十六进制整定也可以按功能设置
5) 在采样回路中选用高精度高稳定的器件保证正常运行的高精度,避免因环境改变或长期运行而造成采样累积误差增大
6) 产品中无可调节元件,无需在现场调整采样精度,大大提高运行稳定性
7) 全汉化WINDOWS 界面的调试和分析软件,不但能完成人机对话的功能,还能对保护录波数据分析
8) 完善的自检功能满足状态检修的要求
2.5.5 运行过程的全息再现反演
应该说保护和控制设备动作过程的再现和电力系统故障反演是每一个运行管理人员和保护开发人员共同的心愿,同时对于事后事故分析杜绝原因不明的事故也是至关重要的。ARS-6000自动化系统每个单元设备都具有运行过程的全息再现反演功能,除提供一次系统电压、电流、二次接线的开入信息外,装置动作时刻的采样值、装置内各保护/控制元件的动作状态都一览无遗,系统故障情况、装置动作正确与否及原因的分析不再困难。录波数据在每个设备中可记录8至50个,记录的事件数不少于1000 条,且存储的信息在掉电后不会丢失。
2.5.6 单元设备接入
间隔层每个单元设备挂接于485总线,通信服务器采集数据后通过以太网交换机接入以太网,实现了监控层全以太网方式,成为无瓶颈快速响应系统。
2.5.7 可靠性
困扰电力工作者已久的电磁兼容问题在ARS-6000自动化系统放到了首先考虑的地位,始终如一贯彻在系统设计中,并在其保护与控制子系统中得到了彻底的解决:
在ARS-6000 的电气设计中,元器件的选择、核心控制回路、输入与输出回路、乃至结构设计等方方面面,对电磁兼容性都给予了细致的考虑,从而大大提高了其电磁兼容性能。所有这些努力使ARS-6000单元设备无需外加任何抗干扰措施的情况下,顺利通过了全部最高等级的国家标准测试。全部的试验结果表明,ARS-6000的电磁兼容性能大大高于国家标准的要求或国内同类产品相应的性能指标,从根本上为全部单元设备彻底下放扫清了最大的障碍。
3 系统典型设备及功能
ARS-601  适用于线路、联络线、母联、分段保护测控,可选配检同期、检无压重合闸。
ARS-602  适用于厂/站用变压器、接地变压器保护测控,带低压侧零序电流保护。
ARS-603   适用于电容器保护测控,可选配不平衡电压或不平衡电流保护。
ARS-604  适用于进线、分段互投装置,并具备对分段开关的保护与测控功能。
ARS-605  适用于异步电动机的综合保护测控。
ARS-605T 适用于同步电动机的综合保护测控。
ARS-605C 适用于同步/异步电动机的差动保护测控。
ARS-606  适用于两段母线TV保护测控装置吗,具备TV并列功能。
ARS-606C 适用于一段母线TV保护测控装置吗,具备TV重动功能。
4系统技术指标
4.1 保护部分
 额定数据
 ◆ 装置电源:            220V /110V(交直流通用)   订货注明
 ◆ 交流电流:            5A / 1A                       订货注明
 ◆ 交流电压:            100V,100/3 V
 ◆ 频    率:            50Hz
 功率消耗
 ◆ 直流回路:         < 10W
 ◆ 交流电压回路:        < 0.2VA(额定电压下)
 ◆ 交流电流回路:     < 0.2VA(额定电流下)
 精确工作范围
 ◆ 电    流:      0.5 ~ 100.0A
 ◆ 电    压:      0.5 ~ 120.0V
 ◆ 频    率:         45  ~ 55Hz
 ◆ df/dt   :         0.5 ~ 10Hz/s
 ◆ 时    间:         0.00~ 20.00s
 定值误差
 ◆ 电流电压:      < 3%
 ◆ 频    率:         < 0.02Hz
 ◆ 时    间:         < 1% 整定时间±10ms
 接点容量
 ◆ 信号回路接点载流容量:400VA
 ◆ 信号回路接点断弧容量:60VA
4.2 测量控制部分
 遥测
 ◆ 测量精度:         U,I:0.2%
P,Q:0.5%
f: 0.1%
COSΦ:0.5%
KWh/KVarh:0.5%
 ◆ 线性范围:      被测量0~120%额定值,相位0~360度
                 频率: 45~55Hz内满足要求

◆ 4~20mA输出:   Ia,(Ib),Ic,Uab,Ubc,Uca,P,Q可选
       精度0.2级
       负载电阻<250欧
 遥信
 ◆ 扫描间隔:      1 ms
 ◆ SOE分辨率:         ≤2 ms
 ◆ 防抖动:          1~255 ms
 遥控
 ◆ 接点容量(接通):  5A/250V AC,5A/30V DC。
4.3 通讯部分
间隔层通信
网络接口:装置配备通用的高速以太网通信接口,并集成了MODBUS标准通信规约通信方式,本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件(MMI)通信,一个SCI(标准RS232串行接口)用于连接PC机,可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试。
通讯距离:1200米。
通信速率:4800--19200bit/s可选。
远程通信
1) 调制方式或光纤以太网
2)通讯规约:部颁CDT、POLLING、MODBUS、IEC-60870-5-103或其他规约
4.4 性能指标
4.4.1绝缘性能
1)绝缘电阻
  装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值,正常试验大气条件下,各等级的各回路绝缘电阻不小于50MΩ。
2)介质强度
  在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz,信号输入端子对地电压为500V、其他回路对地电压为2000V,历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中,任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
3)冲击电压
  在正常试验大气条件下,装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地,以及回路之间,能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击电压试验,开路试验电压5kV。
4)耐湿热性能
  装置能承受GB/T 7261第20章规定的湿热试验。最高试验温度+40℃、最大湿度95%,试验时间为48小时,每一周期历时24小时的交变湿热试验,在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求,测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ,介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。
4.4.2 环境条件
    a) 环境温度:工作:-300℃~+55℃。
                 贮存:-40℃~+70℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
    b) 相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%。
    c) 大气压力:(86~106)kPa(相对海拔高度2km以下)。