SF-960数字收发信机.ppt

,SF-960数字收发信机,一.收发信机用途及应用方式 1.输电线路高频通道的组成 2.高频收发信机与线路保护配合工作原理 3.继电保护专用收发信机的工作方式 二. SF-960整机工作原理 1. SF-960/A工作原理 2. SF-960/B工作原理 三.SF-960技术数据 四.SF-960特点 五.维护软件的简介 六.现场维护,用途及应用范围,SF-960型数字式收发信机是电力系统继电保护专用收发信机装置。适用于110500kV架空输电线路继电保护高频信号的发送和接收。它以电力线作为传输通道，可以与各类保护装置配合构成闭锁式或允许式等保护方式。,输电线路高频通道的组成,闭锁信号 闭锁信号是阻止保护动作于跳闸的信号。也就是只有满足以下两条件的保护才作用于跳闸： 1.本端保护元件动作； 2.无闭锁信号。表示闭锁信号逻辑的方框图如下：,高频收发信机与线路保护装置配合原理,允许信号 允许信号是允许保护动作于跳闸的信号。只有同时满足以下两个条件时，保护装置才动作于跳闸： 1.本端保护元件动作； 2.有允许信号 表示允许信号的逻辑框图如下：,高频闭锁距离保护构成原理,N,0/t2,T1/0,发 收,否2,收发信机,跳DLm,M,DLn,DLm,起动元件,方向阻抗元件,否1,d1,d2,起动元件无论内部或外部故障都起动收发信机发信，正方向元件控制收发信机停信。为了确保区外故障反方向侧的闭锁信号来得及闭锁正方向侧保护，目前，保护装置设置了二级延时，一是每侧必须在收到高频信号5ms之后才允许停信，二是本侧停信后要求持续5ms收不到高频信号才动作于出口。 同收发信机的一般连接有如下信号：“双接点方式” 1.启动元件 QXJ - - - 启动本侧发信，同时远方启动对侧收发信机。 2.停信元件 TXJ - - - 停止本侧发信。 3.收信输入 收发信机的收信输出触点 4.收发信机告警 收发信机的3dB告警触点,高频允许式保护构成原理,当两侧电源线路内部d1点故障时，两端方向元件W m、Wn 动作，控制收发信机发信，此时，发送的信号为“允许信号”，两侧收发信机将收信信号送保护装置，保护装置判断满足出口条件，输出跳闸脉冲，分别跳开断路器。当线路外部d2点故障时，m端的W m元件动作，n端的Wn不动，因此两端的线路保护都不误动。 此时，保护装置与收发信机的连接有如下信号： 1.TXJ - - - - 启动发信 2.收信输入 收信输出,继电保护专用收发信机的工作方式,一、断续键控收发信机（ON/OFF)方式 以键控方式来控制载波输出的一种调幅制收发信机。这种收发信机正 常运行时不发信（OFF）,接收到命令信号时发信（ON）。收发信机的工 作状态有两个，即有信号（ON）和无信号（OFF）。断续键控收发信机实 际上是一种调制为100%的调幅制收发信机，该种工作方式主要用于闭锁式 保护系统。 该种工作方式的特点：采用故障启动发信方式。为了确知高频通道是 否完好，往往采用定期“通道检查”的方法。一般情况下，由值班人员按一 定制度进行检查，通常每班一次。缺点是： 不能发现可能在相邻两次检查 之间发生的通道故障，也就是不能对通道进行全天候监视。,继电保护专用收发信机的工作方式,二、移频键控收发信机（FSK） 移频键控收发信机总是工作在发信（ON）状态，但发送信号的频率在 两个或多个预定值之间随保护装置的命令信号的控制而变换，正常运行时 发送监护信号，信号频率为fG; 发送命令时的信号频率为fT。前者用于监护 通道和闭锁保护；后者用于传送保护装置的命令信号。这类收发信机主要 应用于允许式、直跳式保护系统。 该种工作方式的特点：这种方式能够对通道情况进行全天候监视，提 高了工作的可靠性，并且抗干扰能力强。 移频方式在国外有广泛的应用。,SF-960型数字收发信机概述,SF-960型数字收发信机是在吸收了SF-600型、SF-800型，和国内外同类产品的优点，并结合当前先进的数字处理（DSP）、现场可编程逻辑阵列（FPGA）、微机控制技术，在进一步完善的产品工艺基础上开发的最新型数字式收发信机装置。 该装置可分为两种机型SF-960/A、SF-960/B。该装置的两种机型硬件电路完全相同，两种机型的实现完全通过软件设置完成。 SF-960/A为键控调幅(ON/OFF）实现控制载波输出的一种调幅制收发信机；该机型完全兼容SF-600型收发信机，可以工作在一端为SF-600,另一端为SF-960的方式下。 SF-960/B为键控移频方式(FSK）收发信机，该收发信机正常运行时发送监频fG，系统出现故障时启动收发信机发送跳频信号fT 。SF-960/B采用了常发“监频”（键控移频方式）收发信机原理。,SF-960整机工作原理,原理方框图,SF-960A工作原理,SF-960装置由“电源”、“接口”、 “数字处理”、 “高频收发”、 “功率放大”五个插件组成。 SF-960/A采用了键控调幅原理，兼容SF-500, SF-600产品。 “发信”回路： 正常运行时，装置不向通道发送高频信号。当系统出现故时，保护装置起动元件动作，送来“启动发信”空触点，该信号经“接口” 插件进行转换，去控制“发信”回路，送出f0 载频信号，经功率放大，线路滤波后送至高频通道。,SF-960/A工作原理,“收信” 回路：是工作在时分工作方式(即“自发自收”）。发信时，将收 信入口的电子开关打开，从而使收信回路不接收高频通道的信号，而此时 收信回路接收由数字处理插件输出发信信号f0。在停信时，收信入口的电 子开关闭合，只接收由通道送来的高频信号，经过数字处理插件的数字滤 波，数字解调， 通过“接口”插件输出收信输出信号，送给保护装置；同时 数字处理插件对收信信号进行能量计算，并驱动收信指示灯。 SF-960/A与保护装置配合构成高频闭锁式保护方式，在构成高频闭锁式 保护方式时，可以与“单触点”保护装置配合，也可以与“双触点”保护装置 配合。,SF-960/B工作原理,SF-960/B采用键控移频方式， 该装置在4kHz带宽内安排了4个频率，发、收各占2kHz，采用全双工方式工作。正常运行时，必须将其中一端设为“发送端”一端设为“接收端” ，频率分配见下图：,SF-960/B工作原理,在图中，f0 为中心频率，fG1=f0-1.5kHz为“发送端”的监频信号，fT1=f0-1kHz为“发送端”的跳频信号；fG2=f01.5kHz为“接收端”的监频信号，fT2=f01kHz为“接收端”的跳频信号。 “发信”回路： SF-960/B正常工作时发监频信号（fG1或fG2），该信号用于对通道进行“全天候”监视，当通道或对侧收发信机出现故障时，可立即给出告警信号，保证系统的可靠性。当电力系统故障时，受控于继电保护装置，SF-960/B发送跳频信号（fT1或fT2），该跳频信号经功率放大，线路滤波后送入通道。该跳频信号的功率将比监频信号功率高6dBm或9dBm。,SF-960/B工作原理,“收信”回路将高频通道送来的载波信号， 经过“高频收发”插件的阻抗变换、高频带通滤波后，送到：“数字处理”插件，进行A/D采样、数字处理，精确地解调出收信信号，并将收信信号送到“接口”插件，驱动收信输出继电器、光电耦合器，输出“收信输出”信号，送到继电保护装置。 SF-960/B可以与保护装置配合构成高频闭锁式保护方式，也可以构成高频允许式保护方式。在构成高频闭锁式保护方式时，可以与“单触点”保护装置配合，也可以与“双触点”保护装置配合。,SF-960技术数据,1. 工作频率范围：40kHz400kHz 2 .中心工作频率（f0） 推荐使用(42+4n）kHz,其中n0,1，89。 3 .发信频率误差：不超过10Hz。 4. 占用带宽：4kHz（两种工作方式）,其中SF-960B方式收信、发信各占 2kHz。 5. 额定发信功率： SF-960A 发信机额定功率10W（40dBm）或20W(43dBm)可选; SF-960B 监频额定发信功率2.5W(34dBm), 跳频额定发信功率10W（40dBm）或20W(43dBm)可选。 6. 发信功率电平误差：1dB。,7. 谐波衰耗：额定功率发信时，谐波衰耗大于66dB。 8. SF-960A停止发信状态下，载漏输出不大于20dBm。 9. 输入、输出阻抗：75(不平衡)，回波衰耗不小于10dB。 10. 并机分流衰耗： 不大于1dB（f014kHz）。 11.允许并机间隔：同相不小于3B；邻相允许紧邻使用（其中B4kHz）。 12. 收信输入电平及回差电平 最高收信输入电平：43dBm/75 收信灵敏启动电平：4dBm/75 标称收信输入电平：19dBm/75 回差电平：不大于1dB 13. 传输时间： 信号启动/返回:不大于 5ms/5ms 。 14. 输入信号电压： 保护装置提供空触点，起动电压由收发信机内部提供， 有24VDC或110VDC或220VDC 可选择。,15. 输出信号负载能力： 输出触点（选择其中之一）： 大容量快速型（动作时间约2ms）： 触点容量：100W/VA 切合电压：300V（max） 切合电流：1A（max） 小容量快速型（动作时间约0.5ms）： 触点容量：30W/VA 切合电压：200V（max） 切合电流：1A（max） 注：无特殊要求时，出厂一般为“小容量快速型”。 输出光耦：24VDC/50mA 中央信号：触点容量：60W / 125VA （max） 切合电压：220V DC/250V AC（max） 切合电流：2A DC / AC （max）,16.抗干扰性能及绝缘性能：满足IEC 60834-1（1999-10） 电力系统的远方保护装置性能与试验第1部分:命令系统的要求 17. 工作电压：220V/DC 110V/DC 允许偏差：2010 18. 结构：标准 19in 4U机箱。 19. 功耗：发信状态不大于120W。 20. 环境工作条件： 可靠工作温度：-1050 相对湿度：595 贮存温度：2570,SF-960特点,1. 体积小、重量轻、结构为一层19in 4U标准机箱，内部插件（除电源外）采用表面贴装工艺，整体5块插件。 2采用先进的数字信号处理技术（DSP）、数字信号合成（DDS）、可编程逻辑阵列（FPGA），及微机控制等技术，装置的可靠性高。 软件灵活设置工作方式：可以通过软件设置为键控调幅工作方式或键控移频工作方式。 3. 该装置两种工作方式都只占用4kHz带宽，节省频带资源。 电源和功率放大采用常发信“大容量”设计，功率放大采用后置散热，冗余度高、安全可靠。 4. “接口”插件采用了高性能的进口器件，输入电路采用进口表面贴装阻燃金属膜电阻及光耦合器，逻辑部分采用FPGA技术实现；输出继电器采用德国MEDER公司的快速继电器，动作可靠、速度快。,5. 完善的维护接口功能，可通过本装置RS232口与PC机设置工作频率 告警电平、输出功率设置等运行参数。 6. 具有事件记录功能，可记录248次记录，通过PC机RS232口读出记 录，并通过波形显示、文本记录方式输出，便于故障分析。 7. GPS (全球卫星定位系统)校时 。 8. 良好的监视回路， 提供3dB 告警指示（可以通过软件设置为3dB、 4dB、5dB、6dB），裕度告警（6dB）指示、接收电平指示。 9. 现场调试、投运方便，只需要将接收电平调到指定指示位置即可保 证正常工作。 10.SF-960B方式为变电站综合自动化，提供了有力的支持。 11.该装置即可以与继电保护装置配合构成“允许式”也可以构成“闭锁式” 12.设置方便。构成闭锁式保护方式时，既可与“单触点”保护配合，也可 与“双触点”保护配合,13.在抗电磁干扰方面通过严酷等级为级的考验，其中通道、电源、 开入、开出均通过4000V快速瞬变干扰。 14.背面母板采用印制线路板方式，输出端子采用PCB安装端子，接地 措施可靠完善，抗干扰性能强。 另外，为了使该装置具有更高的可靠性、安全性，精心设计细节电路， 并且进一步完善产品工艺，采取了下列措施解决了国内收发信机普遍存 在的抗干扰能力差等方面的问题： 1. “其它保护停信”、“位置停信”已加入5ms抗干扰延时 。 2. 启信、停信回路即可以采用直流220V、直流110V、也可以采用直流 24V启动。 3. 高频通道录波可以从高频通道录波，也可以从“功率放大”录波（出厂 的设置），能清晰判别两侧信号。,SF-960输出端子介绍,“1”“接机壳”（大地）端。 “3”“直流输入”端。该端子接DC220V或DC110V的端。 “5”“直流输入”端。该端子接DC220V或DC110V的端。 “10”“启信”输入端。保护装置“启动发信”触点接入该端与“输入信号 公开端可实现启信功能。 “12”“输入公共端”。该端子与“13”、“15”、“19”、“22”、“24”端子相 连。这些端子直接与电源插件输出24V-相连，或DC220V-相连。 不同的接口电压可通过改变“保护接口”插件中的短路块，以实现 不同接口电压。 “14”“停信”（stop1）输入端。保护装置“停止发信”触点接入该端子 与“输入公共端”端子可实现停信功能。在与“单触点”保护装置配 合时，此端不连。,“16”“保护故障启信”输入端。 “保护故障”触点接入该端子与“输入公共端”端子可实现启信功能，使收发信机发信，闭锁线路，防止保护误动。 “17”“其他保护停信”（stop2）输入端。其它保护装置来的“停信”触点接入该端子与“输入公共端”端子可以实现停信功能。 “18”“单触点控制”输入端，装置与“单触点”保护装置配合时，短接该端子与“输入公共端”端子可以实现“单触点”方式的逻辑。 SF-960与“单触点”保护装置配合时，可设置“接口”插件内的跳线：JP21连接、JP24断。当需要进行“单触点”方式与“双触点”方式的切换时，可以将“单触点控制”端子与“输入公共端”接至保护屏的“本机/旁路”切换把手的一组触点，同时将“接口”插件内的跳线：JP21断、JP24断，来实现“单触点”方式与“双触点”方式的切换。,“20”“位置停信”（stop3）输入端。断路器位置继电器的触点，接入该端子与“输入公共端”端子，可以实现位置停信。 “21”“通道试验”输入端。短接该端子与“输入公共端”端子，可通过此输入端进行日常交换信号试验。注：由于SF-960/B正常时，已有监视信号传输，通道故障时即发出告警信号，因此可不必进行日常通道试验。 “23”“复归”输入端。短接该端子与“输入公共端”端子，用于复归面板上的保持信号和输出的保持信号。 “26”，“27”“3dB告警”接点输出端，当通道接收信号比正常工作低3dB时，触点闭合。 “28”，“29”“收信输出（光耦）”输出端，其中“29”为“”，“28”为“”可接保护装置或故障录波器。 “30”，“31”“收信输出（触点）”输出端。可接保护装置或故障录波器。 “32”，“33”“收信输出（触点）”输出端。可接保护装置或故障录波器。,“34”“装置动作”输出端。当有“起动发信”、“停止发信”、“其他保护停信”、“保护故障启信”、“位置停信”时，触点闭合，并保持，送至中央信号。 “35”“中央公共端”输出。 “36”“装置异常”输出端。当装置异常时，触点闭合，并保持，送至中央信号。 “37”，“39” 高频通道录波输出。其中“37”为“”端，“39”为“”端，该端子用于对高频通道的信号进行记录，输出为直流信号。该信号可以从高频通道直接录波，也可以从功率放大插件输出录波信号，只需将背板的跳线JP1、JP2连接，JP3、JP4断开，即可完成切换到“功率放大”录波。 “38”，“40”高频通道输出端子。其中“38” 接高频电缆的芯线，“40”端接高频电缆的屏蔽线。,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,维护软件的简介,SF-960现场调试,测试步骤 检查各插件的跳线位置，必须按系统用途设置 由于产品的各项参数在出厂前已经过严格调试，各项参数指标由厂家保证，现场无需调整，只需将装置接入通道进行联调即可。,SF-960A接入通道试验,将装置接入高频通道，并将SF-960 “高频收发”插件的插头接在 “本机通道”位置，与线路对侧的变电站/发电厂联系，将两侧的SF- 960装置电源打开。 按下屏上的“通道试验”按钮，进行通道交换信号试验。在本侧停信 时，即前5s，只收对侧的高频信号，观察“数字处理”插件面板上的收 信指示灯状态，进行如下调整：,接收信号调整： 收信电平指示灯为：15dBm以下灯亮，说明接收线路衰减比较大 ， 需要对高频通道进行检查； 收信电平指示灯为：18dBm、21dBm、24dBm、27dBm电平指示灯 都可以正常工作，不需要调整，收信电平指示灯 与“告警裕度”的关系见表3; 收信电平指示灯为：30dBm以上亮，需要对接收的信号进行衰减，可 以通过调整“高频收发”插件面板上的“接收电平调 整”开关，每档1.5dB，使接收电平指示灯 “27dBm”、“24dBm”、“21dBm”、“18dBm”任 何一个亮都可以正常工作。建议将收信电平指示 灯调整到“27dBm”灯亮，此时告警裕度较大为 15dBm。, 通道3dB告警电平的调整： 根据收信电平指示灯的位置，将“数字处理”插件面板上的“3dB告警设置”开关，拨到相应位置：“1”对应“18dBm”灯，“2”对应“21dBm”灯，“3”对应“24dBm”灯，“4”对应“27dBm”灯。设置完成后，通道3dB告警电平即设置完成。详细的接收电平指示灯位置、通道3dB告警电平调整、告警电平的裕度见表3：,注：“告警裕度”为，接收电平距“裕度告警”电平（12dBm，装置内部固定，不可调整）的范围，告警裕度较大时，可以避免由于天气原因造成的高频保护频繁退出的问题。 试验完毕后，按“复归”按钮，复归面板上所有保持信号。即可投入 正运行。,SF-960B接入通道试验,将装置接入高频通道，并将SF-960 “高频收发”插件的插头接在“本机通道”位置，与线路对侧的变电站/发电厂联系，将两侧的SF-960装置电源打开。,匹配网络调整 将测试线插入“高频收发”插件面板上的“通道测量”测试孔中，将选频表的频率调至监频频率fG（若本端配置为“发送端”则振荡器与选频表的频率为：f0-1.5kHz，如配置为“接收端”，则频率需调f0+1.5kHz），调节高频插件面板上的“匹配调整”电位器，使选频表的指示降到最低，一般选频表指示应低于-39dB。测试接线如图4:,接入通道试验,由于SF960B常发监频信号，对通道进行监视，现场不需进行通道 试验。 接收监频信号调整 收信电平指示灯为：9dBm以下灯亮，说明接收线路衰减比较大，需要 对高频通道进行检查； 收信电平指示灯为：12dBm、15dBm、18dBm、21dBm电平指示灯 亮都可以正常工作，不需要调整，收信电平指示 灯与“告警裕度”的关系见表4； 收信电平指示灯为：24dBm以上亮，需要对接收的信号进行衰减，可 以通过调整“高频收发”插件面板上的“接受电平调整” 开关，每档1.5dB，使接收电平指示灯“21dBm”、 “18dBm”、“15dBm”、“12dBm”任何一个亮都可以 正常工作。建议将收信电平指示灯调整到“21dBm” 灯亮，此时告警裕度较大为15dBm。, 通道3dB告警电平的调整,根据收信电平指示灯的位置，将“数字处理”插件面板上的“3dB告 警设置”开关，拨到相应位置：“1”对应“12dBm”灯，“2”对应“15dBm ”灯，“3”对应“18dBm”灯，“4”对应“21dBm”灯。设置完成后，通道 3dB告警电平即设置完成。详细的接收电平指示灯位置、通道3dB告警 电平调整、告警电平的裕度见表4：,注：“告警裕度”为“接收电平指示灯”处于正常指示位置时，接收 电平距“裕度告警”电平的范围，告警裕度较大时，可以避免由于天气原 因造成的高频保护频繁退出的问题。 试验完毕后，按“复归”按钮，复归面板上所有保持信号。即可投入 正运行。,