KD300配电变压器监测终端(TTU)说明书

KD300配电变压器监测终端是配电自动化系统的重要核心组成单元。该终端装置采用了高速工业网络通信技术、嵌入式工业芯片组和多任务实时操作系统，稳定性强、可靠性高、实时性好、环境性广、功能强大，是一种集遥测、遥信、遥控、计量和通信等功能于一体的新一代微机型配电变压器自动化远方终端装置，适用于各类城市电网、农村电网、企业电网的配电自动化实施与改造，完成户内外变电亭、配电室、箱式变电站等场所的配电变压器监视、控制、计量和保护等自动化功能，并可与通信系统配合组成配电自动化及远程集中抄表系统。

KD300配变终端采用高性能32位ARM9内核硬件平台，自主嵌入式操作系统，具有强大的功能扩展和系统升级的空间。能通过串行口，无线模块（GPRS）或以太网有线网络与主站交换数据。具有超大数据存储空间，并能保证停电后数据可保存10年不丢失。终端采用大屏幕液晶显示，还具有远红外、RS485等通讯接口。完备的自恢复电路设计，确保设备正常工作。本终端采用先进的超低功耗大规模集成电路技术及SMT工艺制造的高新技术产品，关键元器件选用国际知名品牌的长寿命器件，提高了产品的可靠性和寿命。

二、主要性能特点

2.1  软硬设计可靠先进

a．装置本体设计基于多CPU集成协同工作技术：前端采用高精度互感器配以成熟、精简的交流采样算法，保证数据测量的精确性和准确性、快速、可靠；后端采用先进的LINUX多任务实时操作系统，完成强大的通信、维护、诊断、数据存储等外围事务管理功能。

b．装置电源设计采用领先的开关电源技术，实现多路交流、直流、后备电池自动切换及智能管理，适应当前配电网供电电源特殊性、多样性的特点，保证系统高可靠性供电。

 c．装置控制回路设计采用高性能超小型松下继电器，紧凑可靠，并与本体相互。

d．装置整体采用全封闭壳体工艺和多层电路板布线设计，与外部接口均采用电磁隔离和光电隔离技术，所有原器件均采用宽温型、高可靠的工业级或军用级芯片，大大提高了抗电磁干扰能力和可靠性；超大规模CPLD可编程逻辑电路，取代常规的逻辑电路，简化线路设计及原器件数量，降低功耗，提高可靠性。

2.2 性能卓越功能灵活

a．装置性能卓越：模拟量测量精度高达0.5级，可实现精确计量；开关量SOE分辨率小于10ms，可准确记录变位；控制接点容量达5A/250VAC，可直接驱动开关操作。

b．装置功能强大：既具有遥测、遥信、遥控、通信等常规监测控制/远动功能，又具有故障检测和统计计量功能。

2.3  通信方式丰富多样

a． 通信介质及规约多样化，具有RS-485、10/100M工业以太网或GPRS无线网络等多种通信接口，支持IEC60870-5-101/104等多种通信规约，并可按需要进行扩充。

b．方便的系统维护，完善的自诊断功能，支持远方在线参数整定。

c．可转发电度表或其它智能装置的数据。

2.4  结构设计紧凑一体

a．装置结构采用全封闭壳体工艺，整体高度集成。

b．防护箱体内部只包括装置、通信模块、端子等少量元件，布局紧凑、重量轻、体积小，便于安装维护。

2.5  适用环境严酷广泛

a．装置环境适应范围广泛：工作温度范围可达-40℃～＋85℃、相对湿度可达95%、大气压力范围为70～106kPa、海拔高度可达5000m。

b．外部防护箱体采用密封防尘防雨不锈钢箱体。

三、引用标准

4.1额定参数

●交流电压测量回路：        100/220/380VAC；

●交流电流测量回路：        5A/1A；

●直流输入测量回路：        4～20mA/±10V；

●频率：                    50Hz。

4.2精度指标

●U、I：                    0.5级；

●P、Q、S、cosΦ：            1.0级；

●频率：                     ±0.01Hz；

●SOE分辨率：                小于10ms。

4.3过载能力

●1.5倍额定电压连续工作

●2倍额定电流连续工作，

●10倍额定电流工作10秒，

●20倍额定电流1秒

4.4功率消耗

●交流电流回路：            In=5A 时每相≤0.1VA；In=1A时每相≤0.05VA

●交流电压回路：            每相≤1VA；

●电源回路：                正常工作时≤7 VA；操作时≤12 VA。

4.5开关量输入

●信号输入方式：                符合GB/T 135.1—1997；

●信号电平：                    12VDC（可选其他电平）；

●“1”电平有效电压范围：        –25%～+25%额定电压；

●“0”电平有效电压范围：        –5%～15%额定电压。

4.6开关量输出

●输出方式：                A/C型继电器，SBO输出（时间可设置）；

●接点容量：                250VAC/30VDC  5A；

●操作电源：                24/48/110/220VDC或100/220VAC（可选）；

4.7通信接口

●符合IEC60870-5-104国际标准的10/100Mbps高速工业EtherNet网络接口（带隔离）1个；

●符合DL/T634-1997（IEC60870-5-101）电力行业标准的RS-485接口（带隔离）2个；

●其他通信规约（如CDT、DNP3.0、SC1801等）可选；

RS 485输出端子能有如下的抗冲击能力：

——8kV静电接触放电无损坏；

——与电源端子间承受4000V的冲击电压试验无损坏；

——A、B端子间承受380V的交流电压历时5分钟无损坏；

——1kV电瞬变快速脉冲群耦合至通信线路能正常通信；

——各项试验后，终端485端口能正常通信。

4.8定值整定范围

●自检功能

●密码设置

●系统复位

●需量参数

●系统参数设置

●交流互感器变比设置。

●直流输入（DC）设置。

●数字输入（DI）设置。SOE，脉冲模式，分辨率，延时时间。

●数字输出（DO）设置

●测量间隔时间

●通讯地址码（ ID ）

●通讯方式：通讯速度、通讯规约选择、串行口分配、自检；

●*越限设定值:（电压上下限，电流上下限，电流不平衡率，功率因数，工频周波，无功功率等）

4.9蓄电池组（选配）

●电压：                    24/48VDC（2节或4节12V直流蓄电池串联）；

●容量：                    7/14Ah（可选其他容量）。

●充电方式：                浮充；

4.10抗干扰能力

a．抗干扰性能

符合国标  GB/T 15153.1(IEC60870-2-1)    4级高频干扰试验要求：

●共模：                    2.5kV，1MHz，2s；

●差模：                    1.0kV，1MHz，2s；

b．电磁兼容性

符合国标  GB/T 17626.4（IEC61000-4-4）   4级电快速瞬变脉冲群干扰试验；

符合国标  GB/T 17626.3（IEC61000-4-3）   4级辐射电磁场试验；

符合国标  GB/T 17626.2（IEC61000-4-2）   4级静电放电试验；

c．绝缘特性

绝缘耐压满足电力工业标准  DL/T721—2000

●额定绝缘电压：            2500VAC；

●绝缘电阻：                10M ；

d．工频耐压

●断开的输出触点之间：        1.0kV  50Hz  1min；

●外部端子（除通信）对地：    2.0kV  50Hz  1min；

●通信接线端子：            0.5kV  50Hz  1min；

e．冲击耐压：                    5kV  1.2/50 s。

4.11工作环境

●工作温度：                -40℃～＋70℃；

●相对湿度：                ≤95% ；

●大气压力：                70～106kPa；

●海拔：                    ≤5000m。

五、主要功能

KD300装置基于多CPU集成协同工作技术，采用ARM9 32位硬件开发平台和LINUX多任务实时操作系统，应用电磁隔离和光电隔离技术，配以成熟、精简的交流采样和测量算法，完成配电变压器的完全监测与控制，包括遥测（电压、电流、直流量等）、遥信（开关位置信号、报警信号等）、遥控（开关操作等）、通信等功能，以及装置维护、诊断、数据存储等外围事务管理功能。

5.1工作原理

KD300装置的工作原理如图3.1所示：

图5-1  装置工作原理图

KD300装置的工作电路主要包括：交流采样电路、直流采样电路、A/D转换电路、开关量输入采集电路、开关量输出控制电路、串口通信电路、高速工业网络通信电路。

5.2监视测量

遥信功能：开关量采集采用光电隔离技术，对6路无源空接点输入进行信号量采集，并具有SOE事件顺序记录功能，时间分辨率小于10ms，记录事件256条（详见附录四：遥信信息表）。

5.3越限报警

KD300装置具有完整的越限报警功能，可以通过现场或远端设置任意测量点的上限、下限动作定值，当被测量值超限时，装置可检测并记录越限事件，并可发出报警或信号。

a．检测参数：

1、电压、电流、有功、无功功率、功率因数、频率越限检测；

2、高次谐波畸变率越限检测；

3、三相电流不平衡越限检测；

4、电压合格率统计

b．报警方式：

1、逻辑量上报；

2、继电器输出（控制其他报警装置）；

c．报警时限：

1、各种电量的越限值可以在其测量范围内任意设定；

2、多种电量（不同越限定值，不同动作时限）可以通过内部的逻辑编程，共用一只继电器输出；

3、电量越限延时的时限包括两组参数：继电器启动延时、继电器返回延时；

4、继电器延时时限范围为：0～255秒，步长：1秒；

5.4计量统计记录

a．电量计量：

有功电度、无功电度的当前值和各种需量；

b．统计记录：

统计、记录并存储各种测量量的整点数据，及其在设定时间段内（5分钟到8小时可设定，出厂设定为15分钟）的最大值、最小值、平均值。

5.5控制操作

KD300装置的控制操作通过2组继电器完成，可以实现对开关对象的遥控合分闸操作，以一回路为例的控制操作回路图如图3.3所示：

图3.3  控制操作回路图（以一回路为例）

遥控合分闸回路相互，由一个启动继电器和两个输出继电器（分闸继电器：YTJ；合闸继电器：YHJ）构成；大大提高遥控的可靠性，遥控过程采用“选择-执行”方式，描述如下。

1)遥控合闸

上位机下发遥控返校命令，启动返校继电器，在返校时间内下发遥控合闸命令，闭合合闸继电器（YHJ），发出合闸脉冲。闭锁条件：※ 开关对象在分闸位置；

2)遥控分闸

上位机下发遥控返校命令，启动返校继电器，在返校时间内下发遥控分闸命令，闭合分闸继电器（YTJ），发出分闸脉冲。闭锁条件：※ 开关对象在合闸位置；

5.6通信功能

KD300装置配有多样化的通信接口和丰富的规约库，除完成与主站的远动通信和维护通信外，还可转发电度表或其它智能装置的数据。装置配有下列通信接口及规约：

●符合IEC60870-5-104国际标准的10/100Mbps高速工业EtherNet网络接口（带隔离）1个；

●符合DL/T634-1997（IEC60870-5-101）电力行业标准的RS-232接口1个、RS-485接口（带隔离）2个；

●其他通信规约（如CDT、DNP3.0、SC1801等）可选；

六、端子图