DMP383发电机后备保护测控装置汇编.docx
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DMP383发电机后备保护测控装置汇编
DMP—300
变电站、发电厂综合自动化系统
DMP383发电机后备保护保护测控装置
技术使用说明书
南京力导保护控制系统有限公司
2003年10月
1适用范围
DMP383发电机后备保护装置适用于200MW以下容量的发电机,作为发电机各种故障的后备保护。
2主要功能
2.1保护功能
1)两段三时限复合电压过流保护(负序电压闭锁、低电压闭锁、带电流记忆功能)
2)PT断线报警
3)定子接地保护
4)CT断线报警
5)失磁保护跳闸(告警)
6)负序过流跳闸(告警)
7)低电压保护
8)过压保护
9)零序过流跳闸(告警)
10)过负荷告警
以上各种保护均有软件开关,可分别投入和退出。
2.2远动功能
1)遥测:
IA、IB、IC、P、Q、COSФ、Uab、Ua、Ub、Uc、3Uo,上送量可根据用户要求选送
2)遥信:
一个断路器(双位置遥信),七个状态遥信,
弹簧未储能,压力异常报警,压力异常闭锁
3)遥脉:
有功,无功电量
4)遥控:
遥跳、遥合
2.3录波功能
装置具有故障录波功能,记忆最新8套故障波形,记录故障前10个周波,故障后10个周波,返回前10个周波,返回后5个周波,可在装置上查看、显示故障波形,进行故障分析,也可上传当地监控或调度。
3技术指标
3.1额定数据
交流电流5A、1A
交流电压100V
交流频率50HZ
直流电压220V、110V
3.2功率消耗
交流电流回路IN=5A每相不大于0.5VA
交流电压回路U=UN每相不大于0.2VA
直流电源回路正常工作不大于10W
保护动作不大于20W
3.3过载能力
交流电流回路2倍额定电流连续工作
10倍额定电流允许10S
40倍额定电流允许1S
交流电压回路1.2倍额定电压连续工作
直流电源回路80%—110%额定电压连续工作
3.4测量误差
测量电流电压不大于±0.3%
有(无)功功率不大于±0.5%
保护电流不大于±3%
3.5温度影响
正常工作温度:
-10℃~55℃
极限工作温度:
-25℃~75℃
装置在-10℃~55℃温度下动作值因温度变化而引起的变差不大于±1%。
3.6安全与电磁兼容
①脉冲干扰试验
能承受频率为1MHZ及100KHZ电压幅值共模2500V,差模1000V的衰减震荡波脉冲干扰试验.
②静电放电抗扰度测试
能承受IEC61000-4-2标准Ⅳ级、试验电压8KV的静电接触放电试验。
③射频电磁场辐射抗扰度测试
能承受IEC61000-4-3标准Ⅲ级、干扰场强10V/M的幅射电磁场干扰试验。
④电快速瞬变脉冲群抗扰度测试
能承受IEC61000-4-4标准Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
⑤浪涌(冲击)抗扰度试验
能承受IEC61000-4-5标准Ⅳ级、开路试验电压4KV的浪涌干扰试验。
⑥供电系统及所连设备谐波、谐间波的干扰试验
能满足IEC61000-4-7标准B级、电流和电压的最大允许误差不大于测量值的5%。
⑦电源电压压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
能承受IEC61000-4-11标准70%UT等级的电压暂降、短时中断干扰试验。
⑧振荡波抗扰度试验
能承受IEC61000-4-12标准Ⅳ级阻尼振荡波干扰试验,以及电压幅值共模4KV、差模2KV的Ⅳ级振铃波干扰试验。
⑨工频磁场抗干扰度
能承受IEC61000-4-8标准Ⅳ级持续工频磁场干扰试验。
⑩阻尼振荡磁场抗干扰度
能承受IEC61000-4-10标准Ⅳ级阻尼振荡磁场干扰试验。
3.7绝缘耐压
交流输入对地:
大于100兆欧
直流输入对地:
大于100兆欧
信号及输出触点对地:
大于100兆欧
开入回路对地:
大于100兆欧
能承受2KV/1min的工频耐压,5KV的冲击电压。
4保护逻辑原理
4.1I段三时限复压过流保护(带电流记忆功能)
Uset为低电压闭锁整定值,U2set为负序电压闭锁整定值
Iset为I段电流整定值,t1、t2、t3为I、II、III时限整定值
15S为电流元件保持时间。
由于自并励发电机在故障时,机端电压下降、励磁电流减小,短路电流减小从而可能使保护不动作,为适应自并励发电机的保护要求,本保护有电流记忆功能,当复合电压元件和过电流元件同时动作后,过流元件记忆15s返回,以保证故障时短路电流减小后仍能可靠动作。
但如果在保护启动期间,电压恢复正常则保护立即返回以保证保护的选择性。
4.2II段三时限复压过流保护
该段保护逻辑原理同I段复压过流保护。
4.3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,机端阻抗的变化见下图。
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。
XA与XB为阻抗整定值,见整定说明。
动作条件:
式中Z为机端测量阻抗值。
为防止PT断线或机端发生短路时误动作,采用负序电压和低电压闭锁判据,并以延时来躲过震荡。
失磁保护动作后,作用于跳闸或告警。
ULset1:
低压闭锁定值;ULset2:
低压起动定值
U2set:
负序电压定值;Tset:
时间定值
4.4定子接地保护
定子绕组的单相接地(定子绕组与铁芯间的绝缘破坏)是发电机最常见的一种故障。
由于大中型发电机中性点不接地或经高阻抗接地,定子单相接地故障并不产生大的故障电流,单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆,所以定子绕组单相接地通常只发信号而不跳闸,故障机组经转移负荷后平稳停机。
基于基波
零序电压方式的定子接地保护可完成除中性点5%区域以外的95%定子绕组接地的保护。
Ud0:
机端零序电压;Udset:
定子接地整定值
4.5负序过流保护
对50MW以上的发电机,不对称短路后备保护采用负序过流保护,一般以120S内不损坏转子表层的负序电流作为动作电流。
负序过流保护有过流告警和过流跳闸两种,可分别整定。
I2tset:
负序过流跳闸定值;Ttset:
时间定值
I2gset:
负序过流告警定值;Tgset:
时间定值
4.6低电压保护
Ulset:
低电压定值Tset:
时间定值
4.7过电压保护
对于水轮发电机,由于调速系统动作迟缓,在甩负荷后,转速上升容易出现不允许的过电压,因此都规定装设过电压保护;中小汽轮发电机通常不装设过压保护
UHset:
过电压定值;Tset:
时间定值
4.8零序过流保护
对发电机单相接地故障,采用零序过流保护。
零序过流保护有过流告警和过流跳闸两种。
I0set:
零序电流定值;Tset:
时间定值
4.9过负荷告警
发电机正常运行时,负荷增大,绕组电流增大,相应的铜损增大,铜损产生的热量将存储在绕组中,绕组的温度将按指数规律上升,所以要装设过负荷告警。
Iset:
过负荷告警电流定值;Tset:
时间定值
4.10CT断线告警
Iset:
CT断线检有流的电流定值
4.11PT断线告警
Uset:
PT断线检无压的电压定值,Iset:
CT检有流定值,
U2:
单相或两相断线时的负序电压值
5整定说明
5.1整定清单
序号
动作类型
保护投退
定值名称
整定范围
整定步长
1
复压过流I段
负序电压闭锁ON/OFF
低电压闭锁ON/OFF
自励ON/OFF
I时限ON/OFF
II时限ON/OFF
III时限ON/OFF
电流定值
1.0–80.0A
0.01A
低电压定值
20.0-100.0V
0.01V
负序电压
2.0-50.0V
0.01V
I时限
0.1-10.0S
0.01S
II时限
0.1-10.0S
0.01S
III时限
0.1-10.0S
0.01S
2
复压过流II段
负序电压闭锁ON/OFF
低电压闭锁ON/OFF
自励ON/OFF
I时限ON/OFF
II时限ON/OFF
III时限ON/OFF
电流定值
1.0–80.0A
0.01A
低电压定值
20.0-100.0V
0.01V
负序电压
2.0-50.0V
0.01V
I时限
0.1-10.0S
0.01S
II时限
0.1-10.0S
0.01S
III时限
0.1-10.0S
0.01S
3
定子接地保护
定子接地保护ON/OFF
定子接地
0.0-100.0V
0.01V
4
失磁保护
失磁保护告警ON/OFF
失磁保护跳闸ON/OFF
低压起动ON/OFF
XA:
0.5-200.0
0.01
XB:
0.5-200.0
0.01
负序电压
2.0-50.00V
0.01V
动作延时
0.1-50.00S
0.01S
低电压闭锁
0.1-100.00V
0.01V
低电压起动
0.1-100.00V
0.01V
5
负序过流告警
负序过流告警ON/OFF
负序过流
0.50-50.00A
0.01A
动作延时
0.10-50.00S
0.01S
6
负序过流跳闸
负序过流跳闸ON/OFF
负序过流
0.50-50.00A
0.01A
动作延时
0.50-50.00S
0.01S
7
低电压保护
低电压保护ON/OFF
PT断线闭锁ON/OFF
低电压定值
20.00-90.00V
0.01V
动作延时
0.10-50.00S
0.01S
PT断线闭锁电流定值
0.00-5.00A
0.01A
8
过压保护
过压保护ON/OFF
电压定值
0.50-200.0V
0.01V
动作延时
0.10-50.00S
0.01S
9
零序过流保护
零序过流告警ON/OFF
零序过流跳闸ON/OFF
零序过流
2.00-200.0MA
0.01MA
动作延时
1.00-200.0S
0.01S
10
过负荷告警
过负荷告警ON/OFF
告警电流
1.00-10.0A
0.01A
动作延时
0.1-50S
0.01S
11
CT断线告警
CT断线告警ON/OFF
CT断线定值
0.1~300A
0.01A
12
PT断线告警
PT断线告警ON/OFF
检无压定值
0~30V
0.01V
检无流定值
0~2A
0.01A
5.2整定说明
1)两段三时限复压过流保护
复压过流保护电流整定值
,
Kre:
可靠系数,一般为1.2;
Kf:
返回系数,在0.85~0.90之间;
In:
发电机额定电流。
负序电压按躲过正常运行时最大负序不平衡电压整定,
Un:
发电机额定电压。
低压按以下两条原则整定:
a)发电机自起动时不应误动;
b)发电机失磁时不应误动
保护投退中自励当用于自并励发电机时才将其投入。
各个时限跳闸选择可根据用户要求设定,一般t1时限跳分段,t2跳本机开关。
2)失磁保护
对异步边界圆:
XA=0.5Xd’
XB=Xd
Xd’:
发电机暂态电抗;Xd:
发电机同步电抗
3)负序过流保护
整定值按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定。
为发电机长期允许的负序电流标幺值,一般在0.04~0.1之间,容量大的机组,
较小。
Kre:
可靠系数,一般为1.1;
Kf:
返回系数,在0.85~0.95之间;
4)过压保护
一般根据水轮发电机的绝缘状况,动作电压取1.5倍额定电压,经0.5s解列灭磁。
对晶闸管整流励磁的水轮发电机,动作电压取这1.3倍额定电压,动作延时为0.3s。
5)PT断线告警
PT断线检无压的电压定值,一般设定为30V
CT检无流定值,推荐整定为0.1A
6)CT断线告警
CT断线检有流的电流定值,一般设定为0.3A
6厂家设置
该菜单下的内容由厂家出厂前根据用户技术协议已设置好,用户无需在设置,其内容如下:
1)测量精度调节;
出口
1
2
3
4
5
6
7
端子
B13、14
B15、16
C1、2
C3、4
C5、6
C7、8
C9、10
2)保护出口整定
出口和端子的对应关系如上表,保护对应的继电器出口由厂家根据用户的技术协议确定
3)机卡保护投退
4)额定电流设置,投入额定电流为5A,退出为1A。
5)脉冲电度投入退出设置,投入后D10、D11为脉冲电度输入;
6)弹簧未储能常开常闭接点设置。
附图1.DMP383发电机后备保护测控装置背板端子图
附图2.DMP383发电机后备保护测控装置原理图
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