保护装置通用硬件平台需求规格说明书

WJQ保护装置 通用硬件平台 需求规格说明书 文件编号 保密级别 总 页 数 编 制 变更日志 编号 版本 修改内容 修改人 修改日期 1 V1.00 发布 目 录 1 引言 1 1.1 目的 1 1.2 背景 1 1.3 定义 1 1.4 1.4参考资料 1 2 概述 2 2.1 目标 2 2.2 业务场景 2 2.3 用户的特点 2 2.4 假定和约束 2 3 硬件需求 3 3.1 输入接口 3 2.1.1 电源输入 3 2.1.2 交流量输入 3 2.1.3 开关量输入 3 2.1.4 交流量输入 3 2.1.5 数字量输入 3 3.2 输出接口 3 3.2.1 开关量输出 3 3.3 通讯接口 3 3.4 人机接口 3 2.4.1 按键输入 3 2.4.2 LED输出 4 2.4.3 人机界面 4 2.4.4 人机对话 4 3.5 硬件平台 4 3.6 结构需求 4 3.6.1 箱体结构 4 3.6.2 插件方式 4 3.6.3 端子方式 4 3.6.4 面板结构 4 4 功能需求 5 4.1 主要功能 5 4.2 辅助功能 5 3.2.1 数据记录 5 3.2.2 设备自检 5 4.3 通讯功能 5 5 技术参数及性能 6 5.1 额定参数 6 4.1.1 工作电源 6 4.1.2 额定交流 6 4.1.3 功率消耗 6 4.1.4 出口容量 6 4.1.5 开入电平 6 5.2 技术指标 6 4.2.1 保护元件 6 4.2.2 保护时间 7 4.2.3 测量精度 7 5.3 过载能力 7 5.4 环境条件 7 5.5 绝缘性能 7 5.6 耐湿热性能 8 5.7 机械性能 8 5.8 电磁兼容 8 5.9 型式试验 9 5.10 测控性能 9 WJQ保护装置通用硬件平台需求规格说明书 1 引言 1.1 目的 本文档是对WJQ保护装置通用硬件平台的要求进行详细分析和讨论后得出的需求规格说明书，旨在明确客户对WJQ保护装置通用硬件平台需求。通过本需求规格说明书，可以了解到WJQ保护装置通用硬件平台的开发背景、设计要求、功能需求等。 本文档面向的读者是：WJQ保护装置通用硬件平台项目开发负责人、评审人员 1.2 背景 项目名称：WJQ保护装置通用硬件平台 该项目是在充分的市场调研后，由公司副总工提出项目建议，由研发中心硬件部组织组织开展具体研发工作的，项目有着很好的市场前景。 1.3 定义 以下列出本报告中专门术语的定义、英文缩写词的原词组和意义、项目组内达成一致意见的专用词汇，同时继承全部的先前过程中定义过的词汇。 词汇名称 词汇含义 备注 起动时间过长保护 电机起动时间超过设定值后，保护动作 起动过流（堵转）保护 电机启动过程中，出现的最大电流超过设定值，保护动作 短路（堵转）保护 电机出现了大于设定电流值时，保护动作 过载保护 电机运行过程中，负载大于200%时，保护按反时限曲线动作 欠载保护 电机负载小于设定值时，保护动作 电流不平衡保护 电机的三相电流不平衡度大于设定值时，保护动作 1.4 1.4参考资料 编号 资料名称 说明 1 WJQ-600 V1.00系列保护测控装置 2 WJQ-700 V1.20系列保护测控装置 2 概述 2.1 目标 WJQ保护装置通用硬件平台要能够满足我们目前的WJQ-600，WJQ-700，WJQ-700R的硬件需求。 2.2 业务场景 2.3 用户的特点 该装置需要具有相关的专业知识，并对装置功能有充分了解的人员操作。 2.4 假定和约束 项目周期约为4个月，开发人员能力、经验有限，按时完成项目的挑战较大。 装置是在已有硬件的基础上修改得来的，之前的硬件需要满足EMC三级试验要求，目前需要满足EMC四级试验要求，可能存在风险。 11 3 硬件需求 3.1 输入接口 2.1.1 电源输入 共3个端子：2个为电源输入，1个大地。 2.1.2 交流量输入 使用目前在用的电源板。 2.1.3 开关量输入 开入板保留现有14路遥信输入 在无开入板的装置上，主板可选10路遥信输入。 2.1.4 交流量输入 可选保留现有2路交流量输入。 2.1.5 数字量输入 1路24V的GPS对时脉冲开入。 3.2 输出接口 3.2.1 开关量输出 1) 操作电路模块 使用现在已有的操作模块 2) PT并列模块 出口板位置使用现在已有的并列模块。 开入板位置使用的并列模块提供两路并列刀闸投入、PT并列等开关量输出及5路开入量输入。配有两段母线并列功能，能够实现3路相线、1路零序电压的并列。该功能可通过当地的控制开关由开入量启动或通过遥控接点启动，控制信号为脉冲信号。并列出口自保持，装置断电后不影响状态。 3.3 通讯接口 2个RS485接口：2芯插接端子。 2个CAN借口：2芯接插端子。 2个以太网接口：RJ45端子。 RS485与CAN共用接插端子，内部通过跳线实现切换 3.4 人机接口 2.4.1 按键输入 9个菜单操作键：上、下、左、右、加、减、确认、复归、取消。 2.4.2 LED输出 使用现在装置面板 2.4.3 人机界面 使用现有装置面板。 2.4.4 人机对话 人机对话默认采用中文菜单，WJQ-700可以提供英文菜单，便于以后向国外扩展。 3.5 硬件平台 硬件平台采用32位的TI工控DSP（TMS320F28335）作为保护测控通讯处理中心同时完成人机界面的工作。 采用DSP内置的12位高速AD完成13路交流量的采集的测量。 硬件平台不采用离散的逻辑芯片，而选用工业级别的CPLD完成逻辑控制、出口闭锁、总线隔离，以及实现在DSP故障不工作时输出告警信息。 3.6 结构需求 3.6.1 箱体结构 箱体采用整体拉伸工艺生产的型材，插件导轨和壳体一次拉伸形成，上下导轨板和两侧板件螺丝连接。箱体高度为标准5U尺寸。表面喷漆处理。 3.6.2 插件方式 PCB板件连接方式采用总线板在前，功能插件后插接方式。电源交流板带一块底板，其他插件共用一块底板。总线板固定在前面板上。前面板通过螺丝固定在箱体上。 每个插件带一个助力把手,方便产品维护。 3.6.3 端子方式 交流端子采用直通方式，端子螺丝固定在插件上。其他端子都选用欧式端子，插座焊接在每个插件上，插头螺丝连接引线, 采用插接方式(不需要螺丝固定)。 3.6.4 面板结构 面板铸件方式，表面喷漆，螺丝固定在整体箱体上，总线板以及液晶模块和按键为一个整体，固定在面板铸件上，面板和总线板连接为一个整体。 要求面板能够同时适用于196*64和320*160的液晶屏。 4 功能需求 4.1 主要功能 满足现有WJQ-600所有功能； 4.2 辅助功能 3.2.1 数据记录 (1) 满足现有WJQ-600数据记录要求 (2) 可选配1M位的故障录波深度：采用铁电存储芯片，存储速度快，数据保存可靠，每个录波事件可以记录所有保护电量和开入开出状态的数据。每个事件记录故障启动前4个、启动后2个、保护动作后6个共12个波形。可以记录22个事件，只记录保护动作事件，扰动不记录。 3.2.2 设备自检 (1) 上电自检 设备上电时自检RAM、FLASH RAM 、程序烧写代码 (2) 实时自检 实时自检AD、RAM参数存储区，FRAM（铁电）定值存储区，出口光偶 (3) 闭锁功能 在发现设备硬件故障、程序跑飞以及CPU彻底不工作的情况下，闭锁保护出口。 4.3 通讯功能 (1) RS485接口：运行查询方式的IEC103规约。 (2) CAN接口：运行查询方式的IEC103规约。 (3) 以太网接口：基于UDP实现查询方式的IEC103协议及双网突发式通讯规约； 5 技术参数及性能 5.1 额定参数 4.1.1 工作电源 (1) 输入范围: 85～264Vac/47～63Hz, 或85～264Vdc，允许偏差：-20%～+15% (2) 额定功耗：静态不大于25W，动态不大于30W。 4.1.2 额定交流 (1) 交流电压： V（L-N），100V（L-L） (2) 交流电流：5A或1A，用于小电流时，20/200mA (3) 额定频率：50Hz或60Hz 4.1.3 功率消耗 (1) 交流电流功率： 每相 < 0.5VA（5A时）； 每相 < 0.1VA（1A时）； (2) 交流电压功率： 每相 < 0.5VA 4.1.4 出口容量 (1) 信号出口容量：1250VA、150W (2) 动作出口容量：2000VA、150W (3) 操作回路出口容量：2000VA、150W 4.1.5 开入电平 (1) GPS脉冲：DC24V (2) 遥信开入：DC/AC 220V（100V），DC24V 5.2 技术指标 4.2.1 保护元件 (1) 测量电流 范 围： 0.02IN～2IN，（IN为额定电流）； 级 差： 0.001A 误 差： ≤ 0.2％ (2) 保护电流 范 围： 0.05IN～20IN，（IN为额定电流）；0.02～20A（灵敏电流） 级 差： 0.01A 误 差： ≤ 2％ (3) 保护电压 范 围： 0.5V～120 V（相/线电压），0.5V～200 V（零序） 级 差： 0.1V 误 差： ≤ 2％ (4) 角度误差：≤ 3° 4.2.2 保护时间 (1) 瞬时动作误差 1.2倍额定值： ≤ 40ms 5.0倍额定值： ≤ 20 ms (2) 延时动作误差：≤±20 ms 4.2.3 测量精度 (1) 电流、电压误差： ±0.2% (2) 有功功率误差： ±0.5% (3) 无功功率误差： ±1.0% (4) 频率分辨率： 0.01 Hz (5) 遥信分辨率： ≤ 2ms (6) 有功电度误差： ±0.5% (7) 无功电度误差： ±1.0% (8) 模拟量输入准确度：±1％ (9) 模拟量输出准确度：±1％ 5.3 过载能力 (1) 交流电流过载能力： 2倍额定电流连续工作 20倍额定电流连续工作10秒 40倍额定电流连续工作1秒 (2) 交流电压过载能力： 1.2 倍额定电压连续工作，1.4倍额定电压连续工作10秒。 5.4 环境条件 (1) 工作温度：-10℃～+55℃； (2) 贮存温度：-40℃～+80℃。 5.5 绝缘性能 绝缘电阻 各电气