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RCX-9688D 发电机后备保护测控装置说明书(低压发电机)
编辑 :

专注微机保护

时间 : 2020-05-04 06:00 浏览量 : 63

 发电机后备保护测控装置

1 概述

1.1 适用范围

RCX-9688D 适用于水轮机容量不超过10MW、汽轮发电机容量不超过100MW的发电机保护,与发电机差动保护、发电机接地保护一起构成完整的发电机保护,用于低压侧。

1.2 保护特点

人性化设计界面:大屏幕液晶显示屏,实时显示电流、电压、功率、频率等电气量,汉化操作菜单简单易用,清晰显示保护动作全过程,使动作过程透明。

采样性能优越:保护电路和测量电路具有独立的采样回路,既保证了监测精度,又保证了保护的抗饱和性能。

出口独立:所有出口继电器都单独使用一个通道,方便保护的投入和退出。遥控分合、保护跳闸、事故信号、预告信号及其他特殊信号出口都可单独配置。

自保功能强:每个断路器对应一个操作回路,紧急时可直接对开关进行操作;另外,装置具有断路器跳合闸线圈保护功能,避免因机械拒动而烧毁断路器线圈。

替代性强:保护装置功能强大,具有“四遥”功能,完全可替代常规继电器的保护,全嵌入式的数字化平台结构,大大减少了维护量。

设计灵活:根据现场情况,可设计成集中组屏式,也可分散安装于开关柜。

运行可靠:完善的自检体系,硬件检测直到继电器跳闸出口,均采用可靠的元器件。

1.3 保护配置

1.3.1 保护配置

速断              (跳闸,低压闭锁,负压闭锁)

限时速断          (跳闸,低压闭锁,负压闭锁)

过电流            (跳闸,低压闭锁,负压闭锁,记忆过电流)

过流反时限        (跳闸,一般/非常/极端可选)

过负荷            (告警/跳闸)

负序I段          (跳闸)

负序II段         (告警/跳闸)

负序II段反时限   (跳闸,一般/非常/极端可选)

零序过流         (告警/跳闸,零序电流可自产)

母线绝缘监测    (告警/跳闸)

逆功率保护      (跳闸)

失磁保护        (跳闸)

频率过高        (跳闸)

频率过低        (跳闸)

过电压          (跳闸)

低电压          (跳闸)

PT断线         (告警)

PT失压         (告警)

系统失电        (告警/跳闸)

控制回路断线    (告警)

1.3.2 测控功能

母线电压:Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc;

测量电流:Ia、Ib、Ic;

功率:P、Q、COS;

频率:f;

电度:EP+、EP-、EQ+、EQ-;

具有14路遥信开入采集;

10路继电器出口(含告警/跳闸各1个),可扩展3个;自带1路装置失电信号;

事件SOE记录等;

1.3.3 通信功能

通讯接口:

1路以太网口

1路485口

1路B码对时口(也可作为第2路485通讯口)

通讯规约:继保南瑞-103通讯规约, MODBUS RTU规约。

1.3.4 GPS对时功能

支持IRIG-B对时。

1.3.5保护信息功能

装置描述的远方查看。

设备参数定值的远方查看。

保护定值和区号的远方查看、修改功能。

软压板状态的远方查看、遥控和就地投退功能。

装置保护开入状态的远方查看。

装置运行状态(包括保护动作元件的状态和自检报警信息等)的远方查看。

远方对装置信号复归。

2 技术参数

2.1 环境参数

正常工作温度:  -10 ~ 55 ℃

极限工作温度:  -20 ~ 60 ℃

贮存及运输:    -30 ~ 70 ℃

大气压力:          60 ~ 110 Kpa


2.2 额定电气参数

频率:              50Hz

交流电流:5A或1A(额定电流IN)

交流电压:100V或57.7V(额定电压UN)

交直流工作电源:交流:AC85V~265V;50Hz±0.5Hz;谐波畸变率不大于15%

直流:DC85V~265V,纹波系数不大于5%

数字系统工作电压:+5V,允许偏差:±0.15V

继电器回路工作电压:+24V,允许偏差:±2V

功耗:

交流电压回路:  UN = 57.7V,每相不大于0.5VA

交流电流回路:  IN = 5A,每相不大于1VA

IN = 1A,每相不大于0.5VA

IN = 0.3A,每相不大于0.5VA

直流电源回路:  正常工作时,不大于15W

保护动作时,不大于25W

保护回路过载能力:

交流电压回路: 1.2倍额定电压,连续工作

交流电流回路:   2倍额定电流,连续工作

10倍额定电源,允许10s

40倍额定电流,允许1s

直流电源回路:  80 ~ 115% 额定电压,连续工作

装置经受上述的过载电流/电压后,绝缘性能不下降。

2.3 主要技术指标

定值精度

电流定值误差:    ≤±5%

频率定值误差:    ≤±0.01Hz

激励量≥1.2倍定值时,瞬时动作段动作时间:≤35ms

延时动作段动作时间离散误差:≤30ms

各保护段返回时间:≤25ms

遥测量计量等级

电流、电压:       0.2级

频率:                     ±0.01Hz

其他:               0.5级

遥信量分辨率:       小于1ms

工作电压: DC220V/DC24V;(DC220V订货需注明,默认是DC24V)

输入方式:有源接点或无源接点;(默认是无源接点)

开关量输出

输出形式:无源接点;

冲击过流能力:6A@3s;15A@0.5s;30A@0.2s ;

动作时间:<8ms;

返回时间:<5ms;

电磁兼容

静电放电:            符合GB/T14598.14-1998  3级

辐射电磁场干扰:      符合GB/T14598.9-2002   3级

快速瞬变干扰:        符合GB/T14598.10-2007   B级

1MHz脉冲群干扰:    符合 GB/T14598.13-2008   3级

浪涌抗扰度:          符合GB/T14598.18-2001  3级

绝缘试验

装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能符合国际GB/T7261-2000的有关标准(绝缘≥20MΩ)。

3 保护菜单说明

保护序号

代号

整定方式

备注

01

RLP01

速断

/退

跳闸

02

RLP02

低压闭锁速断

/退


03

RLP03

负压闭锁速断

/退


04

RLP04

限时速断

/退

跳闸

05

RLP05

低压闭锁限时速断

/退


06

RLP06

负压闭锁限时速断

/退


07

RLP07

过电流

/退

跳闸

08

RLP08

低压闭锁过电流

/退


09

RLP09

负压闭锁过电流

/退


10

RLP10

记忆过电流

/退


11

RLP11

过流反时限

一般/非常/极端/退

四种方式选择使用

12

RLP12

过负荷

告警/跳闸/退

三种方式选择使用

13

RLP13

负序

/退

跳闸

14

RLP14

负序

告警/跳闸/退

三种方式选择使用

15

RLP15

负序段反时限

一般/非常/极端/退

四种方式选择使用

16

RLP16

零序过流

告警/跳闸/退

三种方式选择使用

17

RLP17

母线绝缘监测

告警/跳闸/退

三种方式选择使用

18

RLP18

逆功率保护

/退

跳闸

19

RLP19

失磁保护

/退

跳闸

20

RLP20

频率过高

/退

跳闸

21

RLP21

频率过低

/退

跳闸

22

RLP22

过电压

/退

跳闸

23

RLP23

低电压

/退

跳闸

24

RLP24

PT断线

/退

投—告警

25

RLP25

PT失压

/退

投—告警

26

RLP26

系统失电

告警/跳闸/退

三种方式选择使用

27

RLP27

控制回路断线

/退

投—告警

28

RLP28

零序电流自产

/退

投—软件计算零序电流

定值序号

代号

     

整定菜单

整定值说明

00


保护定值套数

1~3


01

Kv1

一次PT变比/10

0.01~300.00

PT变比值/10,输入电压等级值

02

Ki1

一次CT变比/10

0.01~300.00

CT变比/10200/5的整定4即可

03

Ie

发电机额定电流

0.1-10A


04

Idz0

速断定值

0.1~100A


05

Idz1

限时速断定值

0.1~100A


06

Tzd1

限时速断延时

0~100s


07

Idz2

过电流定值

0.1~100A


08

Tzd2

过电流延时

0~100s


09

U2bs

负压闭锁电流定值

0.1~400V


10

Ulbs

低压闭锁电流定值

0.1~400V


11

Idz3

过负荷定值

0.1~100A


12

Tzd3

过负荷延时

0~100s


13

I2dz1

负序过流段定值

0.1~100A


14

T2zd1

负序过流段延时

0~100s


15

I2dz2

负序过流段定值

0.1~100A


16

T2zd2

负序过流段延时

0~100s


17

I0dz

零序过流定值

0.1~6A


18

TI0zd

零序过流延时

0~100s


19

U0dz

母线绝缘监测定值

0.1~100V


20

Tu0zd

母线绝缘监测延时

0~100s


21

Pndz

逆功率保护定值

0.01~600W


22

Tpnzd

逆功率保护延时

0~100s


23

Zadz

失磁阻抗A定值

0.2~99


24

Zbdz

失磁阻抗B定值

0.2~99


25

Tsczd

失磁保护延时

0~100s


26

Uscu1

低压闭锁失磁定值

1~400V


27

Fdz1

频率过高定值

35.0Hz~64.99Hz


28

Tfzd1

频率过高延时

0~100s


29

Fdz2

频率过低定值

35.0~64.99Hz


30

Tfzd2

频率过低延时

0~100s


31

Udz1

过电压定值

50~600V


32

Tuzd1

过电压延时

0~100s


33

Udz2

低电压定值

30~400V


34

Tuzd2

低电压延时

0~100s


35

Upt1

PT断线定值

10~400V


36

Tupt1

PT断线延时

0~100s


37

Upt2

PT失压定值

0.1~160V

高压系统0.1~90V

38

Tupt2

PT失压延时

0~100s


39

Tkzdx

控制回路断线延时

0~100s


4 工作原理

4.1 速断

1.RLP01 速断-“投”;

2.保护电流ia、ib、ic任何一相≧速断定值(Idz0);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.2 限时速断

1.RLP04  限时速断-“投”;

2.保护电流ia、ib、ic任何一相≧ 限时速断定值(Idz1);

3.满足以上条件的持续时间≧限时速断延时(Tzd1);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.3 过电流

1.RLP07 过电流-“投”;

2.保护电流ia、ib、ic任何一相≧过电流定值(Idz2);

3.满足以上条件的持续时间≧过电流延时(Tzd2);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.4 复压闭锁电流保护

复压闭锁包含低电压闭锁、负序电压闭锁。速断、限时速断、过电流复压闭锁可独立投退,定值共用一套。低电压闭锁按相取下表中的电压作为判据,两个线电压中只要有一个低于定值时就开放电流(速断、限时速断、过电流)保护;低电压元件电压与电流的对应关系如下图所示:

电流相别

电压

A

UABUCA

B

UBCUAB

C

UCAUBC


说明:

低电压闭锁、负压闭锁是否起作用,受各段的复压闭锁投退和定值控制。即当某段的复压闭锁退出时,该段保护蜕变成纯电流保护。

如果投“PT断线”,当发生PT断线时,低电压、负压都不闭锁电流保护。

如果投“PT失压”,当发生PT失压时,低电压、负压都不闭锁电流保护。


4.5 过电流记忆

在自并励发电系统中,当发生对称或不对称短路时,如果短路点靠近发电机机端时,发电机电压下降,导致励磁电流减小,进一步导致发电机电压下降,使得短路电流衰减变小,造成故障电流在过流保护动作出口前已小于过流定值,过流保护提前返回,为此我们加入过电流记忆功能。投入该功能后,启动过电流记忆功能:当保护电流大于过电流定值时,过电流记忆功能启动,并开始按照过电流延时开始计时,当延时到达,若对应电压小于低压闭锁定值,则保护立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.6 过流反时限

装置提供三种反时限特性(依据IEC225-4标准):

发电机后备保护测控装置

上式中, Ip 为电流反时限电流定值,tp 为电流反时限时间定值。

注:过流反时限保护使用过电流保护定值和过电流延时,过流反时限保护和过电流同时投入时,反时限保护无效。


4.7 过负荷

1.RLP11 过负荷-“告警/跳闸”;

2.保护电流ia、ib、ic任何一相 ≧ 过负荷定值(Idz3);

3.满足以上条件的持续时间≧过负荷延时(Tzd3);

满足以上条件,若投“跳闸”立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮;若投“告警”驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。动作的逻辑框图如4-7所示:


4.8 负序I段

1.RLP12 负序I段-“投”;

2.负序电流i2≧ 负序过流I段定值(I2dz1);

3.满足以上条件的持续时间≧负序过流I段延时(T2zd1);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.9 负序II段

1.RLP13 负序II段-“告警/跳闸”;

2.负序电流i2 ≧ 负序过流II段定值(I2dz2);

3.满足以上条件的持续时间≧负序过流II段延时(I2zd2);

满足以上条件,若投“跳闸”立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮;若投“告警”驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。



4.10 负序II段反时限

装置提供三种反时限特性(依据IEC225-4标准):

发电机后备保护测控装置

上式中, Ip 为电流反时限电流定值,tp 为电流反时限时间定值。

注:负序II段反时限保护使用负序II段保护定值和负序II段延时,负序II段反时限保护和负序II段同时投入时,反时限保护无效。


4.11 零序过流

1.RLP15  零序过流-“告警/跳闸”;

2.零序电流i0 ≧ 零序过流定值(I0dz);

3.满足以上条件的持续时间≧零序过流延时(TI0zd);

满足以上条件,若投“跳闸”立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮;若投“告警”驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。注:若投“零序电流自产”,则零序电流i0是由软件通过计算三相不平衡电流所得。


4.12 母线绝缘监测

1.RLP16  母线绝缘监测-“告警/跳闸”;

2.零序电压u0 ≧ 母线绝缘监测定值(U0dz);

3.满足以上条件的持续时间≧母线绝缘监测延时(Tu0zd);

满足以上条件,若投“跳闸”立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮;若投“告警”驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。


4.13 逆功率保护

1.RLP17  逆功率保护-“投”;

2.三相总有功∑p的绝对值≧逆功率保护定值(Pndz);

3.满足以上条件的持续时间≧逆功率保护延时(Tpndz);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.14 失磁保护

失磁保护用于保护失励或低励引起的发电机异常,发电机失磁后,将过渡到异步运行,转子出现转差,定子电流增大,电压下降,有功功率下降,反向无功功率增加(从系统中吸收无功增加),引起系统电压下降。失磁后,发电机机端测量阻抗发生变化。可采用失磁阻抗作为主判据,当发电机失磁后的异步运行阶段,机端阻抗的变化见图4-14。

失磁后,机端测量阻抗位于第四象限,并最终落在jX轴上XA到XB的范围内。当满足下式时失磁阻抗继电器动作。

图4-14: 机端阻抗变化图

XA与XB为阻抗整定值,见整定说明。

动作条件:

式中Z为机端正序测量阻抗值,计算时,电流取自于机端电流 ia、ib、ic

1.RLP18  失磁保护-“投”;

2.正序阻抗在静稳态边界园内或圆周上;

3.三个线电压均大于 低压闭锁失磁定值(Uscul);

4.满足以上条件的持续时间≧失磁保护延时(Tscdz);

满足以上条件,保护立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。动作的逻辑框图如4-15所示:

发电机后备保护测控装置

为防止PT断线或机端发生短路时误动作,加入了低电压闭锁判据。当测量电压中,有一个线电压小于 低压闭锁失磁定值(Uscul) 时,闭锁失磁保护。


4.15 频率过高

1.RLP19  频率过高-“投”;

2.断路器为合位(R1=1);

3.测量频率f≧ 频率过高定值(Fdz1);

4.A相电压Ua >50V;

5.35HZ≦f<65HZ;

6.满足以上条件的持续时间≧ 频率过高延时(Tfzd1);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.16 频率过低

1.RLP20 频率过低-“投”;

2.断路器为合位(R1=1);

3.测量频率f≦ 频率过低定值(Fdz2);

4.A相电压Ua >50V;

5.35HZ≦f<65HZ;

6.满足以上条件的持续时间≧ 频率过低延时(Tfzd2);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.17 过电压

1.RLP21  过电压-“投”;

2.线电压Uab、Ubc、Uca中,有一个或者多个采样值≧ 过电压定值(Udz1);

3.满足以上条件的持续时间≧过电压延时(Tuzd1);

满足以上条件,保护立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.18 低电压

1.RLP22 低电压-“投”;

2.线电压Uab、Ubc、Uca都≦ 低电压定值(Udz2);

3.所有线电压均≧60V;

4.断路器合位(R1=1);

5.满足以上条件的持续时间≧低电压延时(Tuzd2);

满足以上条件,立即出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮。


4.19 PT断线

1.RLP23 PT断线-“投”;

2.Uab、Ubc、Uca中有一线电压采样值 ≧ PT断线电压定值(Upt1),另一相线电压采样值 < PT断线电压定值(Upt1);

3.满足以上条件的持续时间≧PT断线延时(Tupt1);

满足以上条件,立即出口告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。


4.20 PT失压

1.RLP24  PT失压-“投”;

2.线电压Uab、Ubc、Uca都≦ PT失压定值(Upt2);

3.保护电流ia、ib、ic任何一相 ≧ 0.1A;

4.满足以上条件的持续时间≧PT失压延时(Tupt2);

满足以上条件,立即出口告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。PT失压返回条件:其中一个线电压大于等于160V,或者保护电流都小于0.1A。若满足返回条件,则液晶显示的告警信息、告警灯、信号出口都可手动复归。


4.21 系统失电

1.RLP25 系统失电-“告警/跳闸”;

2.所有线电压都≦60V;

3.保护电流ia、ib、ic都≦0.1A;

4.断路器合位(R1=1);

5.系统有压标志 =1(当高压系统电压的所有线电压都大于等于60V后,置位有压标志=1,监测到分位信号并且所有线电压都小于60V时,清除该标志);

满足以上条件,若投“跳闸”立即驱动出口3J(C7/C8)、4J(C9/C10)、5J(C11/C12),以及事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板事故灯亮;若投“告警”立即驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。


4.22 控制回路断线

1.RLP26 控制回路断线-“投”;

2.同时采集到分位、合位信号,或同时采集不到分位、合位信号;

3.满足以上条件的持续时间≧控制回路断线延时(Tkzdx);

满足以上条件,立即驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归,继电器才返回),面板告警灯亮。


装置端子图说明

交流回路

控制回路

通讯回路

端子

定义

说明

端子

定义

说明

端子

说明

端子

说明

Z1

Ua*

母线

电压

F1

Ub*

母线

电压

P1

工作正电源

T1

485A

Z2

Uc*

F2

Un

P2

工作负电源

T2

485B

Z3



F3



P3

装置接地

T3

IRIG-B+

Z4



F4



P4

防跳负电源

T4

IRIG-B-

Z5



F5



P5

控制正电源

T5

备用

Z6

ia*

保护

电流

输入

F6

ia

保护

电流

输出

P6

合闸回路

T6

备用

Z7

ib*

F7

ib

P7

合闸线圈HQ

T7

装置失电

(常闭点)

Z8

ic*

F8

ic

P8

跳闸回路

T8

Z9



F9



P9

跳闸线圈TQ


Z10

Ia*

测量

电流

输入

F10

Ia

测量

电流

输出

P10

TWJHQ

Z11

Ib*

F11

Ib

继电器出口

开入量采集

Z12

Ic*

F12

Ic

装置接线说明

端子

说明

端子

说明

l  以上接线为标准的接线方式;

l  若电压采用V-V接线,则Ua*Z1Ub*F2Uc*Z2即可。

l  若保护装置使用交流供电,则P1/P5接火线,P2/P4接零线。

l  开入量R1/R2已经定义,R14前其它为一般开入量,没有特殊定义。

l  若保护不带防跳回路,则P4不接线。

 

C1

事故信号端

R1

合位信号

C2

告警信号端

R2

分位信号

C3

信号公共端

R3

备用开入量

C4

遥控跳闸端

R4

备用开入量

C5

遥控合闸端

R5

备用开入量

C6

遥控公共端

R6

备用开入量

C7

保护跳闸

出口1

R7

手动合闸信号

C8

R8

遥控允许信号

C9

保护跳闸

出口2

R9

手动跳闸信号

C10

R10

备用开入量

C11

保护跳闸

出口3

R11

备用开入量

C12

R12

备用开入量

C13

备用出口

R13

备用开入量

C14

R14

备用开入量

C15

备用出口

R15

开入内供正电

C16

R16

开入量公共端

C17

备用出口



C18



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