终端箱

1.2 功能配置

支持实时GOOSE通信，通过与保护和测控等装置相配合能够实现对断路器、刀闸的分合操作，同时能够就地采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信号。

装置接收保护和测控装置通过GOOSE网下发的断路器或刀闸的分、合及闭锁命令，然后转换成相应的继电器硬接点输出。对于断路器操作，需要将其分、合闸输出接点再接入装置本身的操作回路插件，由该插件来实现断路器跳合闸电流自保持、防跳以及压力闭锁等功能。装置同时能够就地采集断路器、刀闸以及变压器本体等一次设备的开关量状态，并通过GOOSE网络上送给保护和测控装置。

1) 断路器跳合闸

装置具有一组TJQ跳闸出口、TJR跳闸出口以及重合闸出口，其中TJQ是不闭锁重合闸的跳闸出口，TJR是闭锁重合闸的跳闸出口。

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装置接收保护发来的各种GOOSE命令，包括TJQ跳闸、TJR跳闸和重合闸命令，然后驱动相应的出口继电器动作，把GOOSE命令转换成硬接点输出。

装置带有一块操作回路插件，具有跳合闸电流自保持、防跳、压力闭锁等硬件回路，由GOOSE转换而来的断路器跳、合闸硬接点需通过操作回路插件才能动作于断路器。

2) 遥控输出

装置具有33路开出，除了断路器跳、合闸及闭锁出口外，还具有4把隔刀、4把地刀的遥控分、合及闭锁共24付出口接点。

装置接收测控发来的各种GOOSE命令，包括断路器分合闸、隔刀和地刀的分合闸及闭锁控制命令，然后驱动相应的出口继电器动作，把GOOSE命令转换成硬接点输出。

3) 遥信输入

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装置具有54路开入，能够就地采集断路器位置、刀闸位置、断路器机构和主变本体信号等开关量，并通过GOOSE网上送给相应的保护和测控装置。

1) 能够接收保护跳合闸、测控的手合、手分及闸刀、地刀控制的GOOSE命令，输出相应动作接点；能够采集并上送断路器、闸刀及地刀位置、断路器本体信号等。

2) 出口动作速度快，从收到GOOSE报文到出口继电器动作＜8ms，并且基本不受GOOSE网络风暴的影响。

3) 出口继电器经启动DSP闭锁，可以有效保证装置动作的可靠性。

2.3.5 遥信输入

遥信输入为110V/220V，无源接点输入，经光耦隔离。

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3 软件工作原理

装置软件功能主要包括收发GOOSE信号和少量的信号合成逻辑（如控制回路断线和事故总），至于断路器操作中的跳合闸电流自保持、防跳、压力闭锁等功能均由硬件实现，

3.1 GOOSE命令

3.1.1 保护GOOSE命令

装置能够接收保护装置通过GOOSE报文送来的跳合闸命令,然后将其转换成相应的继电器硬接点输出。

图3.1.1 保护GOOSE输入命令

如图3.1.1所示，装置能够接收2路启动重合闸的TJQ跳闸命令、10路不启动重合闸的TJR

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跳闸命令和1路重合闸命令，再经过简单的逻辑处理后转换成相应的硬接点输出。

3.1.2 测控GOOSE命令

图3.1.2 测控GOOSE输入命令

如图3.1.2所示，对于断路器、4把隔离刀闸和4把接地刀闸中的任一一个遥控对象，装置都能接收1路遥分命令、1路遥合命令和1路闭锁命令，然后转换成相应的硬接点输出。

3.2 合成信号

3.2.1 控制回路断线

“断路器分位”和“断路器合位”是取自操作回路插件输出的跳位和合位，当二者均为“0”时，装置给出“控制回路断线”信号。

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3.2.2 事故总

“断路器分位”和“KK合后位置”是取自操作回路插件输出的跳位和KKJ，当二者均为“1”时，装置给出“事故总”信号。

另外，当装置收到保护来的TJR跳闸命令时，也会给出“事故总”信号，这样就允许把TJR跳闸输出接点接至操作回路插件的手跳输入端，在跳闸的同时既能通过KKJ通知保护闭锁重合闸，又能发出“事故总”信号。

4.1 装置硬件结构

PCS-222C智能操作箱采用4U标准机箱，由电源插件、DSP插件、智能开入插件、智能开出插件和操作回路插件组成。

DSP插件负责GOOSE通信和装置运行管理；智能开入插件能够采集断路器、刀闸等一次设

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备的开关量信息，然后通过DSP插件发送给保护和测控装置；智能开出插件能根据保护和测控装置通过GOOSE网送来的分、合闸命令驱动相应的出口继电器动作，并且出口继电器经DSP启动控制，保证其动作的可靠性；智能开出插件的跳、合闸出口接点连接至操作回路插件，由操作回路插件完成跳、合闸电流自保持功能，从而动作于断路器。

4.5.1 电源插件（NR1301）

电源插件具有很宽的输入范围，为88VDC～264VDC。两级高频DC/DC变换，采用BOOST+FORWARD电路，提高电源的稳定性。输出采用同步整流，提高效率，两级总效率>81%。具有优良的抗干扰性能。电源插件的端子布置如图4.5.1所示。

电源插件的001-003端子为装置输出的闭锁和报警空接点，001端子为公共端，闭锁为常闭接点，报警为常开接点。

电源插件的004-006端子为另外一组闭锁和报警空接点。

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电源插件的007、008端子为24V电源输出端子。

电源插件的010、011端子为电源输入端子，其中010为DC+，011为DC-。输入电源的额定电压为220V和110V自适应，电源插件提供012端子和接地柱用于装置接地。应将012端子接至接地柱然后通过专用接地线接至屏柜的接地铜排。良好接地是装置抗电磁干扰最重要的措施，因此装置投入使用前一定要确保装置良好接地。 4.5.2 GOOSE插件（NR1126）

DSP插件也即装置的GOOSE插件，由高性能嵌入式DSP处理器、现场可编程门阵列（FPGA）、以太网控制器及其他外设组成。主要实现装置管理、跳合闸逻辑、GOOSE通讯、事件记录等功能。DSP插件通过CAN总线与装置内其他插件实现数据交换，通过RS-232总线实现显示和调试数据通信。

此插件设计有两组光纤以太网接口，可以实现双网的实时GOOSE通信，负责与保护和测控

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装置进行数据交换，一方面接收保护和测控装置的GOOSE动作命令并进行解析处理，另一方面将开入插件采集到的一次设备状态量信号通过GOOSE报文传送给保护测控装置。

指示灯下方是两组光纤GOOSE网络接口，“TX”是发送端，“RX”是接收端， GOOSE网口下方有一个开口，开口内侧有一个温湿度传感器，能够测量环境温度和湿度。

4.5.3 智能开入插件1（NR1504）

装置有两块智能开入插件，用于采集包括断路器位置、刀闸位置以及断路器本体信号（含重合闸压力低）在内的一次设备的状态量信号，然后通过内部CAN总线送给DSP插件。通过智能开入插件，可以把间隔内所有的开关量信号进行就地集中采集，然后通过GOOSE网上送给保护和测控装置， 工作电压均为直流110V/220V，由于采用了A/D采样的方式来检测开入电压

光耦电源为装置电源，用作正常运行开关量的供电电源，其正端接外部无源开入接点的一端，同时电源正需直接接入本板401端

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402端子是投检修输入，一般在屏上装设“投检修态”压板，在装置检修时，将该压板投上，在此期间进行试验的动作报告带有检修标志；运行时应将该压板退出。

智能操作箱的检修开入同时具有一个很重要的作用，在检修时可以根据需要禁止或允许出口动作，说明如下：

（1）正常运行时，保护和智能操作箱的检修压板都不投，双方的检修状态相同，此时智能操作箱的出口是允许的；

（2）当单独检修保护或智能操作箱时，双方的检修状态是不同的，此时智能操作箱的出口是禁止的，以免导致一次设备误动；

（3）当保护和智能操作箱一起做传动试验时，双方的检修压板均投入，此时双方的检修状态相同，智能操作箱的出口也是允许的。

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总之，只有在保护和智能操作箱的检修状态相同时，智能操作箱的出口才允许动作。

404端子是KKJ输入，取自于操作回路插件输出的合后KK位置信号，送给保护装置。

405和406端子是跳位和合位监视输入，分别取自于操作回路插件输出的TWJ和HWJ信号，送给保护装置。

409和410端子是跳闸压力低和合闸压力低输入，分别取自于操作回路插件输出的TYJ和HYJ信号，送给保护装置。

411和412端子是取自断路器辅助触点的分位和合位监视输入，送给测控装置作事件记录。

413～414端子分别是取自第1把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。

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416～417端子分别是取自第2把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。

418～419端子分别是取自第3把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。

420～421端子分别是取自第4把隔离刀闸辅助触点的分位和合位监视输入，送给母线保护或测控装置。

4.5.4 智能开入插件2～3（NR1504）

5～6号插件是智能开入插件2～3，均为直流110V/220V强电开入 号。

4.5.5 智能开出插件（NR1521）

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7～9号插件是智能开出插件，提供33路无源空接点开出。它们通过内部CAN总线接收DSP插件送来的动作命令，然后驱动相应的出口继电器动作，并且出口继电器的正电源经DSP启动闭锁。如图4.4.1所示，输出信号包括：

端子701-702、703-704是不闭锁重合闸的保护跳闸：TJQ、TJQ’；

端子705-706、707-708是闭锁重合闸的保护跳闸：TJR、TJR’；

端子709-710、711-712是保护重合闸：重合闸、重合闸’；

以上每种类型的断路器跳、合闸出口均给出了完全相同的两付接点，它们在装置内部是由同一个信号驱动的，其中一付接点接至操作回路插件以驱动相应的跳、合闸回路，另一付接点可引至本装置的开入端，用作返校接点，即把它当作开入量采集，并通过GOOSE上送给测控装置和后台，以便运行人员检查智能操作箱的出口是否正确动作。

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余下的端子均为遥控输出接点，包括断路器、4把隔离刀闸、4把接地刀闸的遥分、遥合和闭锁出口接点。

4.5.6 操作回路插件（NR1531）

12号插件是断路器操作回路插件，具有跳合闸电流自保持功能，跳合位监视功能，跳合闸压力闭锁功能，以及防跳功能。

装置开入部分直接由操作回路引入合后位置KK、跳合闸位置、合闸压力HYJ和跳闸压力TYJ。图中KKJ为磁保持继电器，合闸时该继电器动作并磁保持，仅手跳该继电器才复归，保护动作或开关偷跳该继电器不复归，因此其输出接点为合后KK位置接点。用本装置的操作回路，就不需要从KK把手取合后KK位置。也适应了无控制屏的无人值守变电站的要求。

5.1 指示灯说明

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➢ “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮。

➢ “报警”灯为黄色，当发生装置自检异常时点亮。

➢ “检修”灯为黄色，当装置检修投入时点亮；

➢ “GOOSE异常”灯为黄色，当检测到GOOSE通讯异常时闪烁；

➢ “配置错误”灯为黄色，当通信双方的GOOSE配置内容不一致时点亮。

➢ “保护跳闸”、“重合闸”灯为红色，当装置收到保护跳、合闸命令而动作时点亮并保持，在“信号复归”后熄灭。

➢ “遥控分闸”、“遥控合闸”灯为红色，当装置收到测控分、合闸命令而动作时点亮。

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➢ “断路器跳位”灯为绿色，“断路器合位”灯为红色，指示当前断路器位置。

➢ “隔刀1合位”、 “隔刀2合位”、 “隔刀3合位”、 “隔刀4合位”、 “地刀1合位”、 “地刀2合位”、 “地刀3合位” 、 “地刀4合位”灯为红色，指示当前4把隔刀、4把地刀的位置。

5.2 报警说明

当发生下列异常情况时，装置的“报警”会点亮，电源插件上的报警接点闭合：

1．任一NR1504开入插件上的光耦电源监视失电；

2．控制回路断线，即4号插件上的TWJ和HWJ开入均为“0”；

3．跳闸或合闸压力低，即4号插件上的跳压低或合压低开入为“1”；

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4．GOOSE网络异常，包括GOOSE断链、配置错误、网络风暴等；

5．总线启动信号异常，指启动信号控制电路异常，是装置内部硬件错误；

6．GOOSE输入命令长期有效，指装置接收到的GOOSE跳合闸命令长期动作，可能是保护长期动作或者GOOSE信号接收异常。

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