DSU系列说明书套框.doc

目 录1.概述31.1.应用范围31.2.产品特点32.技术指标42.1.基本电气参数42.2.重要技术指标42.3.绝缘性能62.4.连续通电的稳定性72.5.机械性能72.6.抗干扰能力72.7.环境条件73.功能介绍83.1.参数可配置功能83.2.接入过程层网络84.装置说明及应用94.1.结构与安装94.2.装置前面板说明104.2.1 DSU-801104.2.2 DSU-802104.2.3 DSU-803124.2.4 DSU-811124.2.5 DSU-812134.2.6 DSU-813134.3.装置接线端子说明134.4.工程应用145.配置操作说明165.1.装置信息查询165.2.通道设立165.3.调节控制175.4.浏览实时参数175.5.固化配置信息18附录19附录1 许继采集器与合并器间通信规约19附录2 DSU-810与合并单元接口的异步通讯规约211. 概述1.1. 应用范围DSU-800系列采集器装置涉及DSU-801/811电压采集装置、DSU-802/812电流采集装置、DSU-803/813电子式互感器采集装置三个产品，分别接入传统电压互感器、传统电流互感器和电子式互感器输出的模拟量，通过解决后按FT3格式输出，该格式遵循许继采集器与合并器间通信规约。DSU-800系列采集器装置输出数据通过光纤接入合并器，合并器对各采集器同步解决，以符合IEC61850-9-1/2规约接至过程层网络或直接给数字化保护装置或数字化电表，用作保护或测量。合用于变电站的数字化改造。1.2. 产品特点1.2.1数据高精度装置输出数据满足保护或测控、计量需要。1.2.2高速集成芯片系统采用TMS320F2812作为CPU和信号解决器件。2812是美国德州仪器公司(TI)推出的功能强大、性能优越的32位定点DSP，具有最大150 MIPS的解决能力和强大的事件管理及嵌入式控制能力。减少了系统成本，使系统功耗低，实时性高，灵活性强。1.2.3灵活配置通过USB上位机软件可灵活配置DSU-800的采样率、固定延时、额定输入等采集参数。各通道可配置不同额定，方便不同用户的使用。可调整输出为额定数字量输出，便于接入过程层网络，供保护装置和电表使用。1.2.4 安装方便装置采用尺寸135160112，并配备安装孔，便于螺丝固定，可现场壁挂式或屏上安装。1.2.5 强抗干扰能力软硬件设计上充足考虑过程层相对恶劣的运营环境，采用全封闭机箱，装置的抗震动能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。各模拟通道采用隔离措施，消除通道窜扰；光纤数字输出抗干扰能力强，可远距离传输。1.2.6 宽温工作范围装置的合用环境温度范围宽，温度在2560 环境均可正常工作，可在端子箱就地安装。1.2.7 数据共享装置输出数据接入过程层网络，供间隔层以及站控层设备使用，节省二次电缆。2. 技术指标2.1. 基本电气参数2.1.1. 电源额定直流电压：220V或110V（正常工作范围80%115%）。2.1.2. 功率消耗直流回路：不大于15W。2.2. 重要技术指标2.2.1. 工作波长820nm860nm(典型值820nm)2.2.2. 波特率 DSU-80X为2Mbps，DSU-81X为4Mbps2.2.3. 光纤类型62.5/125m，ST接头 2.2.4. 传输距离小于1km 2.2.5. 通道抗干扰4通道性能指标完全一致且通道之间无窜扰2.2.6. 采样率DSU-80X为每周波固定160点；DSU-81X为每周波固定80点。2.2.7. 输出报文格式FT3格式，标准UART，DSU-80X遵循附录许继采集器与合并器间通信规约；DSU-81X遵循附录DSU-810与合并单元接口的异步通讯规约。2.2.8. 输出延时固定延时定义为采集器输出帧格式的帧头0x64的帧尾距被测信号的延时时间。DSU-801输出固定延时93us；保护用DSU-802输出固定延时73us；测量用DSU-802输出固定延时33us；DSU-803输出固定延时50us；DSU-811输出固定延时108us；保护用DSU-812输出固定延时98us；测量用DSU-802输出固定延时48us；DSU-803输出固定延时65us；2.2.9. DSU-801装置的专有性能2.2.9.1 模拟量输入(Un)：相电压额定57.74V，线电压额定100V2.2.9.2 额定输出规定：输入额定期输出为11585；2.2.9.3 输出数据规定：测量按0.2级精度。2.2.9.4 谐波精度按交流采样远动终端技术条件中4.5.1节模拟量误差规定；2.2.10. DSU-802装置的专有性能2.2.10.1 模拟量输入(In)：额定电流为5A或1A规格，测量用采集器输入为CIA、CIB、CIC、3I0；保护用采集器输入为IA、IB、IC、Ux 2.2.10.2 额定输出规定：保护用额定输出为463；测量用额定输出为115852.2.10.3 输出数据规定：测量用输出精度0.2级；保护用精度按保护采集精度修改为按GBT 20840.8-2023 互感器 第8部分：电子式电流互感器中13.1.3规定的误差限值5P30级。2.2.10.4 谐波精度按交流采样远动终端技术条件中4.5.1节模拟量误差规定2.2.11. DSU-803装置的专有性能2.2.11.1 模拟量输入： 各类型模拟量输出的电子式互感器2.2.11.2 输出数据规定： 输出精度：电流标准按2.2.10，电压标准按2.2.92.2.11.3谐波的比差精度满足GBT 20840.8-2023 互感器第8部分：电子式电流互感器中附录C.4.1.2中品质测量的规定，测量谐波次数为18次。2.2.12. DSU-811装置的专有性能DSU-811各项指标同DSU-801;2.2.13. DSU-812装置的专有性能DSU-812各项指标同DSU-802;2.2.14. DSU-813装置的专有性能DSU-813各项指标同DSU-803;2.3. 绝缘性能2.3.1.绝缘电阻装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100 M。2.3.2.介质强度装置的导电部分对外壳或外露的非导电金属之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，能耐受交流50 Hz，电压2 kV（有效值），历时1 min实验，而无绝缘击穿或闪络现象。2.3.3.冲击电压装置的导电部分对外壳或外露的非导电金属之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，在规定的实验条件下，能耐受幅值为5 kV的冲击电压波形为标准雷电波的短时冲击检查。2.3.4.耐湿热性能能承受GB/T 7261-2023规定的湿热实验。实验温度为402，相对湿度为（933），实验连续时间为48h（每一周期为24h）。在实验结束前2h内，测量各导电回路对外露非带电导电部位及外壳之间，电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻，其绝缘电阻不应小于1.5M；介质强度不低于2.3.2.规定的介质强度实验电压值的75。2.4. 连续通电的稳定性装置完毕调试后,在出厂前应进行100 h（常温）或72 h(+40 )的连续通电实验，考核其稳定性，直流电压为额定值，正常运营负载条件下，各项功能和性能符合2.2的规定。2.5. 机械性能装置应能承受GB/T 7261-2023规定的严酷等级为级的振动耐久能力实验。2.6. 抗干扰能力2.6.1射频电磁场辐射抗扰度实验：能承受GB/T 17626.3-2023中规定的严酷等级为级的射频电磁场干扰。2.6.2快速瞬变干扰实验：符合GB/T 17626.4-1998规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰。2.6.3抗静电放电干扰实验：符合GB/T 17626.2-2023规定的严酷等级为级的抗静电放电干扰。2.6.4工频磁场抗扰度实验：符合GB/T 17626.8-2023规定的严酷等级为级的工频磁场干扰。2.6.5脉冲磁场抗扰度实验：符合GB/T 17626.9-1998规定的严酷等级为级的脉冲磁场干扰。2.6.6阻尼振荡磁场抗扰度实验：符合GB/T 17626.10-1998规定的严酷等级为级的阻尼振荡磁场干扰。2.6.7浪涌抗扰度实验：符合GB/T 17626.5-1999中规定的严酷等级为级的浪涌骚扰。2.6.8射频场感应的传导骚扰抗扰度实验：符合GB/T 17626.6-1998规定的严酷等级为级的射频场感应传导骚扰。2.6.9电压暂降、短时中断和电压变化实验：应能承GB/T 17626.11-1999中规定电压中断为100ms，电压暂降40%为1s的干扰实验。2.6.10高频抗扰度实验：应能承受GB/T 17626.12-1998中规定的严酷等级为级的干扰实验。2.7. 环境条件2.7.1工作环境温度：25 60。2.7.2储运环境温度：40 85 。在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复正常后，装置的性能应符合2.2的规定。2.7.3相对湿度：5%95%（无凝露）。2.7.4大气压力：80 kPa110 kPa。2.7.5 24小时内环境气温变化不超过353. 功能介绍DSU-800系列装置可同时进行四路电压、电流模拟量的数字变换，或三路小信号模拟量的数字转换，也可与ECVT-800/10配合使用。与以可配置的固定延时，以固定帧格式通过光纤接口积极式发送。输出格式按许继采集器与合并器间通信规约，通过多模光纤接至合并单元，进入过程层网络。提供USB配置口，可以通过上位机配置工具“XJ DSU-801 Config”调整采集器各项参数。重要功能有：3.1. 参数可配置功能3.1.1. 版本CRC校验查看采集器程序的版本号、CRC校验码与FPGA的版本号。3.1.2. 额定输入与输出根据用户需要，可灵活设立模拟量的额定输入与相相应的额定输出的数字量。3.1.3. 调整零漂与系数由于运放等模拟器件由于温度等因素会产生一定零漂，在使用前应进行零漂调整；在额定模拟量输入时，由于信号传输损耗等因素，采集器也许不是额定数字量输出，这时须调系数，使光纤数字量输出与互感器一次输入相相应。3.1.4. 实时浏览量值装置可设立每隔一段时间浏览采集器输出的量值。3.1.5. 固化信息为使已配置的采样率、零漂、系数等系统参数在装置掉电不至于丢失，在配置完毕后应进行固化操作。3.2. 接入过程层网络装置将4路模拟量转为固定帧格式的数字量，已精确的固定延时输出，通过合并单元转为61850-9-1或61850-9-2，接入数字化变电站过程层网络，实现数据共享，供间隔层保护装置或电表使用，减少二次电缆。4. 装置说明及应用4.1. 结构与安装DSU-800系列装置为136158.5115机箱，面板使用LED显示装置接入电源状态，设1个USB口用于调试及配置；1个光纤ST接口用于数据输出，输入端子可接4路模拟通道；装置使用交流或直流220V电源供电；可就地壁挂安装。图4-1 装置的外形及开孔尺寸图4.2. 装置前面板说明4.2.1 DSU-801图4-2 装置端子图4.2.1.1“USB”为与上位机相连的配置口4.2.1.2“OUT”为输出光纤接口。820nm860nm多模光纤，波特率2Mbps，标准UART串口4.2.1.3“电源灯”为显示采集器接电源状态，绿色表达已接电源。4.2.2 DSU-802图4-3为保护用电流采集器；Ia、Ib、Ic为三相保护电流，Ux为抽取电压，5A表达额定为5A；图4-4为测量用电流采集器；CIa、CIb、CIc为三相测量电流，3I0为零序电流; 5A表达额定为5A图4-3 保护用DSU-802装置端子图图4-4 测量用DSU-802装置端子图4.2.3 DSU-803图4-5 DSU-803装置端子图图4-5为小信号采集器，分电压采集和电流采集两种型号；重要用于模拟输出的电子互感器数字化。其前端为ECVT-800E交流调理装置。S1-1为Ua; S1-2为Ia; S1-3为CIA; S1-4为GND;同理S2、S3分别为B相和C相。注意每个航空插头只能接1路电压或1路保护电流与测量电流，不能同时接电压与电流。4.2.4 DSU-811DSU-811实现四路电压的双AD采样，其接线端子与装置外形与DSU-801完全相同。工程应用与DSU-801也相同。其输出规约为异步方式，满足附录2。其输出通道1通道8输出有效。其中通道1、通道5是UA的双AD采样，通道2、通道6是UB的双AD采样，通道3、通道7是UC的双AD采样，通道4、通道8是3U0的双AD采样。4.2.5 DSU-812DSU-812其接线端子与装置外形与DSU-802完全相同。工程应用与DSU-802也相同。也分为保护用与测量用两种。其输出规约为异步方式，满足附录2。保护用采集器输出通道1通道8输出有效。其中通道1、通道5是IA的双AD采样，通道2、通道6是IB的双AD采样，通道3、通道7是IC的双AD采样，通道4、通道8是Ux的双AD采样。测量用采集器输出通道1通道5输出有效。其中通道1是CIA的采样值，通道2是CIB的采样值，通道3是CIC的采样值，通道4、通道5是3I0的双AD采样4.2.6 DSU-813DSU-813其接线端子与装置外形与DSU-803完全相同。工程应用与DSU-803也相同。也分为保护用与测量用两种。其输出规约为异步方式，满足附录2。电压用采集器输出通道1通道6输出有效。其中通道1、通道2是UA的双AD采样，通道3、通道4是UB的双AD采样，通道5、通道6是UC的双AD采样。电流用采集器输出通道1通道9输出有效。其中通道1是CIA的采样值、通道2是IA的采样，通道3是CIB的采样值、通道4是IB的双AD采样，通道5是CIC的采样值、通道6是IC的采样，通道7是IA的双AD采样、通道8是IB的双AD采样、通道9是IC的双AD采样。4.3. 装置接线端子说明DSU-801/811的接线端子如图4-2和所示，Ua接传统PT的输出端，Ua为传统PT的地端。其它三路通道与Ua，Ua完全相同，印字只是区分通道，工程安装可自由定义。对于DSU-802/812，接线端子数目不变，但端子为电流接头，印字Ua和Ua改为Ia和Ia，其它各通道亦作相应改变。对于DSU-803/813, 接线端子数目不变，但端子为航空接头，A通道印字根据工程需要为Ua和Ua或Ia和Ia。 其它各通道亦如此.电源端子的“电源+” 、“电源-”接直流220V，“屏蔽地”接地线。4.4. 工程应用DSU-800系列采集装置为数字化变电站过程层设备，重要用于变电站的数字化改造。重要功能是用模拟量转换成数字量，通过固定延时、采样率等的配置可几台采集器装置联合使用或独立使用，可送至保护装置或电表，用作保护或测量。4.4.1. DSU-801与DSU-811典型应用DSU-801与DSU-811将传统PT模拟量转为数字量，可用作保护测控与计量，通过合并单元和互换机把输出数据送至过程层网络，供数字化保护装置用作保护用。需要同期合闸时，可将DSU-801接至线路抽取电压，4个通道可所有使用，也可只使用其中某几路通道。图4-6 DSU-801与DSU-811典型应用4.4.2. DSU-802与DSU-812典型应用DSU-802与DSU-812将传统CT输出模拟量转为数字量，通过合并单元和互换机把输出数据送至过程层网络，供数字化保护装置和数字化电表分别用作保护和测量。4路通道可所有使用或部分使用，也可几台装置联合使用。图4-4 DSU-802与DSU-812典型应用4.4.3. DSU-803与DSU-813典型应用DSU-803与DSU-813输入为电子式互感器的输出模拟量，电压或电流均可，为弱电信号，通过合并单元和互换机把输出数据送至过程层网络，供数字化保护装置和数字化电表分别用作保护和测量。图4-5 DSU-803与DSU-813典型应用5. 配置操作说明采集器配置工具”XJ DSU-800”主界面如图5-1所示：图5-1 采集器配置工具主界面采集器配置工具主界面重要使用菜单“采集器配置”项。用来配置采集器的采样频率、发送延时、额定输出等参数。在对DSU-800对的配置后，应关掉界面离开配置状态。5.1. 装置信息查询在采集器配置工具主界面上点击“采集器配置”菜单，即可转到“装置信息查询”界面，查询程序CRC码、FPGA版本号。如图5-2所示：图5-2 采集器信息查询页面5.2. 通道设立 在采集器配置工具主界面上点击“采样配置”菜单，即可转到“通道设立”界面。DSU-800系列装置不支持积分。DSU-801为电压采集，额定输出为11585，额定输入为1070或1850。其中传统PT额定输出57.74V时，额定输入为1070；传统PT额定输出100V时，额定输入为1850； DSU-802为电流采集，可接额定为5A或1A的传统CT，当接5A的CT时，额定输入为250；当接1A的CT时，额定输入为50；保护电流额定输出为463，测量电流输出为11585。DSU-803用作输出为模拟量的电子式互感器的电压或电流采集，额定输入即为连接的电子互感器的额定输出，DSU-803的额定输出根据输出电压、电流的用途按DSU-801和DSU-802“通道设立”来设立。图5-3 通道设立界面5.3. 调节控制在采集器配置工具主界面上点击“采样配置”菜单，即可转到“调节控制”界面。“获取零漂”和“获取参数”为当前EEPROM存放的零漂和系数，“自动调节零漂”为调节使当前零漂为0；“自动调节系数”为调节系数使当前采样值为额定值；一般在装置上电十分钟后进行该项操作。图5-4 调节控制界面5.4. 浏览实时参数 在采集器配置工具主界面上点击“采样配置”菜单，即可转到“浏览实时参数”界面。“实时查询时间”手工输入，单位为“秒”。图5-5 浏览实时参数界面5.5. 固化配置信息 通过固化操作，可将已修改好的参数存入EEPROM，保证装置掉电后参数不消失。 图5-6 固化配置界面附录附录1 许继采集器与合并器间通信规约本节是许继电气股份有限公司制定的电子式电流/电压互感器传感头（采集器）与合并器间光纤同步串行通信的规约文本。1 光纤特性采集器合并器采用光纤传输系统，光纤为850nm多模光纤，物理接头方式采用ST接头。采集器数据在保证可靠接受的前提下，传输距离不大于1km。2 数据传输数据传输格式为UART通信方式，采用典型的 11 位（1 个起始位、8 位数据、1 个奇校验位和1 个停止位 ），起始位为“0”，停止位为“1”。传输波特率为2Mbit/s。两帧之间应传输空闲位。空闲位是二进制 “1”，光纤内“0”亮，“1”灭。3 帧格式链接层帧格式：起始符（2字节）+通道个数N（1字节）+数据（通道个数N2字节）+状态（2字节）+采样序号（2字节）+CRC帧校验（1字节）。合计8+2N字节，N最多为8路，为预先配置值，运营中N为常量。双字节数据时，先传输高字节，每字节先传输低位。（两帧之间空闲位最少33位，帧内字符间空闲间隔最大不超过12位）起始符：固定为0564H。数据：最前2字节为第1通道数据；依次类推；最后2字节为第N通道数据。状态：说明注释BIT 0规定维修(LPHD.PHHealth)0 : 良好1 : 警告或报警（规定维修）BIT 1LLNO.Mode0 : 接通（正常运营）1 : 实验BIT 2激发时间指示激发时间数据的有效性0 : 接通（正常运营），数据有效1 : 激发时间，数据无效在激发时间期间应设立BIT 3对同步的各合并单元0 : 样本同步1 : 时间同步消逝无效如合并单元用插值法也要设立BIT 4CT输出类型i(t) 或 d (i(t) / d t)0 : i(t)1 : d (i(t) / d t)对空心线圈应设立BIT 5RangeFlag0 : 标度因子SCP = 01CF H1 : 标度因子SCP = 01E7 H标度因子SCM和SV皆无作用BIT 6供将来使用BIT 7供将来使用BIT 8对第1通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 9对第2通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 10对第3通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 11对第4通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 12对第5通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 13对第6通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 14对第7通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效BIT 15对第8通道数据0 : 正常运营，数据有效1 : 数据无效帧校验：简朴CRC校验。CRC码生成多项式为：X8+X2+X+1，CRC的计算数据内容为：通道个数N+数据+状态+采样序号，不涉及起始符。采样序号：此计数应在每出现一个新采样点时加1，溢出后从0重新开始计数（当采用秒同步脉冲进行同步时，计数器随每一个秒同步脉冲出现时置0）。附录2 DSU-810与合并单元接口的异步通讯规约a) DSU-810与合并单元之间宜采用多模光纤，高位（相应UART空闲位）定义为“光纤灭”，低位定义为“光纤亮”。传输速率为 2.0Mbit/s或其整数倍。采样率为4000Hz，帧格式IV的传输速率宜为4.0Mbit/s。光纤接头宜采用ST或FC接头。 b) 帧结构的说明：温度（1字节）：带符号整数（二进制补码），相应摄氏度。如采集器无测温功能置为0x80（-128，正常情况下不也许的温度）。序列码：X16X13X12X11X10X8X6X5X21，生成的16比特校验序列再取反成为所规定的校验序列。bit位2726252423222120起始符0000010101100100用户数据（16字节）msb报文类型（0x04）lsbmsb温度lsbmsb额定延时时间(tdr)lsbmsbDataChannel #1 lsbmsbDataChannel #2lsbmsbDataChannel #3 lsbmsbDataChannel #4 lsbmsbDataChannel #5lsbmsbDataChannel #6lsbCRCmsb 报文类型、数据的CRC校验lsb用户数据（16字节）msbDataChannel #7lsbmsbDataChannel #8 lsbmsbDataChannel #9 lsbmsbDataChannel #10 lsbmsbDataChannel #11 lsbmsbDataChannel #12lsbmsbDataChannel #13 lsbmsbDataChannel #14lsbCRCmsb 报文类型、数据的CRC校验lsb用户数据（8字节）msbDataChannel #15 C相电压2lsbmsb状态字1lsbmsb状态字2lsbmsbSmpCntlsbCRCmsb 报文类型、数据的CRC校验lsb数据传输帧格式状态字1 说明注释比特0规定维修0 : 良好1 : 警告或报警（规定维修）比特1互感器工作状态0 : 接通（正常运营）1 : 实验比特2激发时间指示激发时间数据的有效性0 : 接通（正常运营），数据有效1 : 激发时间，数据无效在激发时间期间应设立比特3互感器的同步方法0 : 数据集不采用插值法1 : 数据集合用于插值法比特4对同步的各互感器0 : 样本同步1 : 时间同步消逝无效如MU采用插值法也要设立比特5对DataChannel #10 : 有效1 : 无效比特6对DataChannel #20 : 有效1 : 无效比特7对DataChannel #30 : 有效1 : 无效比特8对DataChannel #40 : 有效1 : 无效比特9对DataChannel #50 : 有效1 : 无效比特10对DataChannel #60 : 有效1 : 无效比特11对DataChannel #70 : 有效1 : 无效比特12CT输出类型i(t) 或 d i(t) / d t0 : i(t)1 : d (i(t) / d t对空心线圈应设立比特13RangeFlag0 : 标度因子SCP = 01CF H1 : 标度因子SCP = 00E7 H标度因子SCM和SV皆无作用比特14供将来使用比特15供将来使用状态字2说明注释比特0对DataChannel #80 : 有效1 : 无效比特1对DataChannel #90 : 有效1 : 无效比特2对DataChannel #100 : 有效1 : 无效比特3对DataChannel #110 : 有效1 : 无效比特4对DataChannel #120 : 有效1 : 无效比特5对DataChannel #130 : 有效1 : 无效比特6对DataChannel #140 : 有效1 : 无效比特7对DataChannel #150 : 有效1 : 无效比特8A/D错误0 : 对的1 : 错误比特91电源异常0 : 对的1 : 异常比特102电源异常0 : 对的1 : 异常比特11高压电源无效0 : 有效1 : 无效比特12、13、14激光电源0 : 激光器应“保持当前输出功率”1 : 激光器应“下调至维持功率”2 : 激光器应“下调”输出功率3 : 激光器应“上调”输出功率5 : 激光器应“速上调”输出功率7 : 激光器故障比特15供专用