MB系列保护测控装置技术使用说明书

目录

第一部分主装置

第一章系统概述..................................................................1

1.1应用范围及硬件结构综述..................................................1

L2功能特点..................................................................2

1.3结构与安装..............................................................2

1.4操作使用说明............................................................3

第二章主要技术参数.............................................................7

2.1基本数据................................................................7

2.2功率消耗................................................................7

2.3过载能力................................................................7

2.4输出触点................................................................7

2.5绝缘性能................................................................7

2.6冲击电压................................................................8

2.7寿命....................................................................8

2.8机械性能................................................................8

2.9环境条件................................................................8

2.10抗干扰能力.............................................................8

第三章MB100发电机保护测控装置技术使用说明...................................9

MB111发电机差动保护装置...................................................9

MB1I2发电机后备保护测控装置..............................................16

MB113发变组差动保护装置..................................................28

第四章MB100变压器保护测控装置技术使用说明..................................37

MB121A变压器差动保护装置.................................................37

MB121B变压器差动保护装置.................................................45

MB122变压器后备保护测控装置..............................................53

MB125变压器保护测控装置..................................................62

第五章MB100线路保护测控装置技术使用说明....................................73

MB141线路保护测控装置....................................................73

MB142短线路纵差保护装置..................................................83

第六章MB100电动机保护测控装置技术使用说明..................................89

MB131电动机差动保护装置..................................................89

MB132电动机保护测控装置..................................................96

第七章MB100备自投及分段保护装置技术使用说明...............................106

MB171备自投及分段保护装置...............................................106

第二部分辅助装置

第一章概述.....................................................................115

1.基本技术参数................................................................115

1.1基本数据...............................................................115

1.2输出触点..............................................................115

1.3绝缘性能...............................................................115

1.4冲击电压..............................................................115

1.5机械性能...............................................................115

1.6环境条件..............................................................115

第二章MB191、MB192操作重动装置............................................116

1.概述.......................................................................116

2装置使用要点说明.............................................................116

3装置面板布置图和说明.........................................................116

4装置原理......................................................................116

第一部分主装置

第一章系统概述

1.1应用范围及硬件结构综述

MB100系列保护测控装置是主要应用于电力系统主设备保护的装置,包括发电机、变

压器、线路、厂用变、电动机的保护以及备用电源自投装置。MB100系列保护测控装置除

完成各种基本保护功能外，还具有一定的测控功能，能够直接与电厂综合自动化系统通过

RS485网及录波网交换信息。

保护测控装置采用本公司新一代基于DSP技术的硬件平台。整体大面板，全封闭机箱,

硬件电路采用后插拔式的插件式结构，强弱电分离。CPU电路板采用4层板，表面贴装技

术，提高了装置可靠性。硬件框图如下：

图1-1硬件框图

交

流

板

I

指

示

灯通液

和讯

按口晶

键

图1-2CPU部分硬件框图

装置的核心部分采用高性能的数字信号处理器，主要完成保护的算法及出口逻辑功能,

使保护整体精确、高速、可靠。另有一块人机对话（通讯模件）板，由新型高档8位单片

第1页

机专门处理人机对话任务。人机对话担负键盘操作、指示灯、液晶显示及串口通讯功能。

液晶显示各相电流、电压以及动作信息等。所有的菜单均为简体汉字，菜单层次清晰明了,

易于操作；通过本公司提供的后台软件，可对保护进行更为方便、详尽的监视与控制。

1.2功能特点

1.2.1采用高性能的DSP芯片采用高性能DSP处理器、14位高速AD,强弱电分离，具有

高度自检功能，保证硬件的高可靠性。

1.2.2液晶显示可组态人机交互液晶可以按照用户的要求进行组态

1.2.3灵活的出口配置方式所有保护出口均可以软件配置

1.2.4采用了防“误动”的出口方式CPU采用智能处理技术，避免元器件损坏引起误动。

保护出口采用“启动+出口”的方式。

1.2.5完善的通信功能具有保护、调试等通讯接口，信息和报文可上传；通信接口兼容

性、开放性强，支持IEC60870-5T03通信规约。

1.2.6友好的人机接口大屏幕、图形化、汉化液晶，也可以通过PC机进行操作。

1.2.7完善的事件记录功能保护动作报告、开关量变位、自检结果、定值改动、录波数

据均有记录，可实时传送至后台监控。

1.2.8完善的录波功能能有效地记录故障发生时刻的波形，为事故分析提供第一手资

料；录波专门设置串口，为接入保护录波网提供便利。

1.2.9完整的测控功能能够实时测量电压、电流、有功、无功、功率因数等电气测量值;

提供4路脉冲输入接口、两路测频输入，可在装置面板或以通讯的方式进行传动试验。

1.2.10完善的保护功能采用成熟的保护理论、完善的保护判据，确保故障不误判、拒判。

1.2.11GPS标准时钟接口具有标准GPS时钟分同步接U,无需设置和编程，可直接对时。

1.3结构与安装

装置采用全封闭6U标准机箱，嵌入式安装于屏（柜）上。插件为后插导轨式，插紧后上

下有锁紧螺丝。6U半宽的两个机箱（或6U1/3宽的3个机箱）可以并箱安装，并箱安装

的机箱中间通过装置自带的连接件连接，并以一个6U全宽机箱的方式安装在屏（柜）上。机

箱外形尺寸和安装开孔尺寸图如下：

WKHXWXD)H1|H0.W2WO翻

金宽机箱2659X482.8X2485266.91905450426.8465.16Uxl9"

半宽机箱-265.9X259.28X248.5266.91905227203.28241.6611x19"/"

-

1/3宽机箱2659X191.5X2485|2669190.5I591355173.86UX19V3*

&米〃耒示可拼装成标机9〃宽尺寸2W2为电气使用戏

图1-3外形及安装开孔尺寸图

第2页

1.4操作使用说明

1.4.1装置面板布置图和说明

本装置采用人性化面板设计：

配置大屏幕液晶显示器，按级操作各菜单页面，根据菜单提示可对装置采集的各种数

据、及各种事件进行监视、记录，可直接对装置进行遥控操作、参数修改、保护调试等操

作；配置装置运行指示灯，运行人员可直观地了解电源工作状态、装置的运行状态，通讯

第3页

的运行状态等；该装置还配置九个薄膜按键和一个按钮；另外还有一个调试口，该串口主

要用于调试用，与“通讯模件”的调试串口为同一串口。

1.4.2信号灯说明

a)“DSP”灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁1次，如果闪烁不正常说明DSP处于

不正常运行状态；

b)“通讯板”灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁1次，如果闪烁不正常说明通讯

板处于不正常运行状态；

c)“告警”灯为红灯，正常运行时熄灭，当任一保护告警时点亮；

d)“跳闸”灯为红灯，正常运行时熄灭，当任一保护跳闸时点亮；

e)“故障”灯为红灯，正常运行时熄灭，当装置发生故障时点亮。

1.4.3按键说明

键盘上共有九个按键和一个按钮，控制键包括“复归键”、“确认键”和“取消键”；内

容更改键包括“加键"和''减键"；光标移动键包括“上键”、“下键”、“左键”、“右键”；

还有•个专门用于复位的凹下去的装置复位按键。其功能分述如下：

a)复归键：主要用于对保护告警信号的复归，按下该键后，若保护告警消失，则装

置面板上的“告警”灯将熄灭，同时告警输出信号将复归；

b)确认键：主要用于对某项操作的确认或进入下级菜单；也可对某项操作进行确认。

c)取消键：主要用于对所作操作的撤消或返回上级菜单，也可对某项操作进行取消。

d)“+”、“一”键：具有修改功能，包括数值的增加和减少，或不同类型的选择。

“+”：在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中，具有对光标所

在位的数字加1功能；在控制字修改时则进行“投入”、“退出”等类似操作的转换。

“一”：在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中，具有对光标所

在位的数字减1功能；在控制字修改时则进行“退出”、“投入”等类似操作的转换。

e)tI--光标移动键：完成光标的移动。

“上键”：主要用于对页面中箭头的向上移动，按-下该键则箭头上移一个条

目；对于连续的页面还具有翻页功能，当箭头指向该页面中的第一个条目时按下该

键则显示与该页连续的上•页。

“下键”：主要用于对页面中箭头的向下移动，按一下该键则箭头下移一个条

目；对于连续的页面还具有翻页功能，当箭头指向该页面中的第四个条目时按下该

键则显示与该页连续的下一页。

“左键”：主要用于在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中光标

的左移，按一下该键则光标左移位，另外还具有翻页功能，按下该键则进入上一

个连续的页面。

“右键”：主要用于在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中光标

的右移，按一下该键则光标右移一位，另外还具有翻页功能，按下该键则进入下一

个连续的页面。

1.4.4液晶说明

装置正常时，上电后液晶屏即进入寻显页面，即循环显示电压、电流等测值的名称和

单位。每页最多显示8个条目，此时背光不亮。当按卜键盘的任意键则进入装置的主菜单,

按t1一一键移动光标，按“确认”进入相应子菜单，同时背光被点亮，并持续20s；

若经过两分钟对面板不进行任何操作，则装置自动返回寻显页面。

主菜单中八个条目分别是“测量量查看”、“参数查看”“报告显示”、“参数修改”、“保

护调试”、“录波查看”、“其它设置”、“版本信息”。(见菜单结构图)

第4页

测值杳看

——1测4及林太1------开出状态

开入状态

系统参数

定值先看

―1。散荏育1------

通道系数

时间位看

开入报告

保护吉普

-1报告显不1------供护事件

H诊断事件

系统参数

定值修改

―［萼数修设1------

通道系数修改

厂家设国

遥控

—1保费国试1------地址修改

开出传动

-1录波杳看1

修改密码

修改II期

修改时间

—1K它设置1------定值选择

栽约选择

设胃默认定值

加我默认定值

---1椒不佰耳|

图2菜单结构图

“测量量查看”菜单主要包括“测值查看”、“开出状态”、“开入状态”三项，按tI

键移动光标，按“确认”进入相应子菜单，进入子菜单后可对相应的量进行查看，按—

键可实现整屏的翻页功能，按“取消”返回上级菜单。

“参数查看”菜单主要包括“系统参数”、“定值查看”、“通道系数”、“时间查看”四

项，按tI键移动光标，按“确认”进入相应子菜单，进入子菜单后可对相应的量进行查

看，按f*键可实现整屏的翻页功能，按“取消”返回上级菜单。

“报告显示”菜单主要包括“开入报告"、“保护告警”、“保护事件”、“自诊断事件”

四项。当进入“**报告”后，其子菜单包括“**报告显示”和“**报告清除”两个条目，

按“确认”进入“**报告显示”条目后，若没有事件则屏幕出现“没有**报告报告队列为

空！”字样；若有事件，则屏幕显示第一行显示：该事件是第几个事件/事件总数，接着显

示其II期及时间等信息；按ENT键进入“**报告清除”条目后，则弹出密码页出现“请输

入你的密码：8888”，按--键移动光标按“+、键对数字进行加减，当输入正确的

密码后按“确认”则可清除报告，屏幕出现“**报告清除成功…”字样。

“参数修改”菜单，当按“确认”进入该菜单后，就弹出密码页出现“请输入你的密

码：8888"，按f+键移动光标按“+、-”键对数字进行加减，当输入正确的密码后

按“确认”后进入其子菜单，该菜单主要包括“系统参数”、“定值修改”、“通道系数修改”、

“厂家设置”四项。进入相应子菜单的各条目后，按tI-一键移动光标，按“+、-”

键对相应的值进行修改，当修改完成后按“确认”进行确认，即弹出页面询问“**已经修

改是否需要保存吗…”,如要保存按''确认”进行确认，确认后弹出页面显示“**修改成功…”

则完成修改操作；如要取消该操作，则按“取消”返回上级菜单。

“保护调试”菜单，当按“确认”进入该菜单后，就弹出密码页出现“请输入你的密

码：8888”，按f一键移动光标按“+、-”键对数字进行加减，当输入正确的密码后

第5页

按“确认”后进入其子菜单，该菜单主要包括“遥控”、“地址修改”、“开出传动”三

项。当按“确认”进入“遥控”条目后，则出现页面显示“遥控点号：1”字样，按“+、

-”键对数字进行加减，当修改完成后按“确认”进行确认，确认后即弹出页面显示“确

实要执行此遥控吗…”，如果要保存按“确认”进行确认，确认后弹出页面显示“遥控已

经完成…”则完成修改操作，最后弹出报告显示页面，如果要取消该操作，则按“取消”

返回上级菜单；当按“确认”进入“地址修改”条目后，则出现页面显示“通讯地址：1”

字样，按“+、-”键对数字进行加减，当修改完成后按“确认”进行确认，确认后即弹

出页面显示“通讯地址修改成功…”，如果要取消该操作，则按“取消”返回上级菜单；当

按“确认”进入“开出传动”条目后，按tI-一键移动光标按“+、-”键对值进行

修改，当修改完成后按“确认”进行确认，然后弹出报告显示页面，如果要取消该操作，

则按“取消”返回上级菜单。

“其他设置”菜单，当按“确认”进入该菜单后，就弹出密码页出现“请输入你的密

码：8888”，按键移动光标按”键对数字进行加减，当输入正确的密码后

按“确认”后进入其子菜单，该菜单主要包括“密码修改”、“修改时间”、“修改日期”、“定

值选择”、“规约选择”、“设置默认定值”、“加载默认定值”七项。

“版本信息”菜单，当按“确认”进入该菜单后，显示有关版本的一些信息包括装置

类型和版本号。

第6页

第二章主要技术参数

2.1基本数据

2.1.1额定交流数据

a）额定交流电流In：5A或1A：

b）额定交流电压U“：57.74V；

c）额定频率f„：50Hzo

2.1.2额定直流电源

220V或110V,允许变化范围80%〜110%。

2.1.3打印机辅助交流电源

220V交流，0.3A,50Hz/60Hz,允许变化范围80%〜110%。

2.1.4微机保护采样频率

采样频率1200Hz,系统频率跟踪范围40Hz〜60Hz。

2.2功率消耗

a）交流电压回路：不大于0.5VA/相（额定电压下）；

b）交流电流回路：不大于1VA/相（h=5A）；

不大于0.5VA/相（I„=1A）；

c）直流回路功率消耗：每个保护装置不大于35W（正常运行）；

每个保护装置不大于50W（保护动作）；

每路开入不大于1.5W。

2.3过载能力

交流电流回路：长期运行-------21„

10s-------------101„

1s--------------401„

交流电压回路：连续工作-------1.5U„

2.4输出触点

信号触点容量：允许长期通过电流：5A

切断电流：0.3A（DC220V,T=5ms）

跳闸出口触点容量：允许长期通过电流：10A

保持电流：不大于0.5A

切断电流：0.3A（DC220V,T=5ms）

辅助继电器触点容量：允许长期通过电流：5A

切断电流：0.3A（DC220V,T=5ms）

2.5绝缘性能

2.5.1绝缘电阻

装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于lOOMQo

2.5.2介质强度

装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz,电压2kV（有效值），历时lmin试

验，而无绝缘击穿或闪络现象。

第7页

2.6冲击电压

装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能

耐受幅值为5kV的标准雷电波短时冲击检验。

2.7寿命

2.7.1电寿命

装置输出触点电路在电压不超过250V,电流不超过0.5A,时间常数为5±0.75ms的

负荷条件下，装置能可靠动作及返回大于10000次。

2.7.2机械寿命

装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回10000次。

2.8机械性能

a）工作条件：能承受严酷等级为I级的振动响应，冲击响应检验；

b）运输条件：能承受严酷等级为I级的振动耐久，冲击及碰撞检验。

2.9环境条件

2.9.1环境温度

a）工作：〜+50℃,24h内平均温度不超过35℃；

b）贮存：-25"C〜+70℃在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复

后，装置能正常工作。

2.9.2大气压力

大气压力：80〜UOkPa。

2.10抗干扰能力

a）辐射电磁场干扰试验：符合国标GB/T14598.9的规定。

b）快速瞬变干扰试验：符合国标GB/T14598.10的规定。

c）脉冲群干扰试验：符合国标GB/T14598.13的规定。

d）抗静电放电干扰试验：符合国标GB/T14598.14的规定。

第8页

第三章MB100发电机保护测控装置技术使用说明

MB111发电机差动保护装置

1.保护装置适用范围及特点

MB111主要用于单机容量为I〜100MW的发电机机组保护，作为发电机内部相间短

路的主保护。

•双CPU结构，采用先进的DSP完成所有保护功能，独立的CPU完成人机界面及

通讯功能

•全封闭背插式机箱，强弱电分开，抗干扰能力强

•完善的故障录波及事件记录功能

•软件实现模拟量精度调整

•用FLASH存放保护定值，可预先设定4套定值适应各种运行工况

•完善的软硬件自检冗余设计

•跳闸出口可配置

•大屏幕液晶汉字显示、操作简便直观

•选用高性能、高可靠性的军用或工业及芯片，确保了装置的可靠性

2.保护功能配置

•差动速断保护

•比率差动保护

•差流告警

•转子一点接地告警

•转子两点接地保护

•CT断线闭锁比率差动并告警

3.测控功能

•开关遥跳、遥合

•开关信号采集

4.主要技术指标

4.1.差动保护

•整组动作时间

差动速断不大于30ms（1.5倍整定值）

比率差动不大于30ms（2倍整定值）

•CT断线可以选择闭锁单相比率差动保护出口或仅发报警信号

•电流定值误差<5%

•比率差动制动系数可调

4.2.转子一点接地告警，转子两点接地保护

转子接地电阻测量误差0.5KQ-10KQ时<0.3K。；10KQ±<10%

时间定值误差<1%整定值+20ms

第9页

5.主要保护功能及原理

5.1.差动速断保护

差动速断保护用于发电机内部严重故障时加快动作速度，当任一相差动电流大于差动

速断定值时，瞬时动作于出口继电器。

差动速断保护逻辑框图如下：

52比率差动保护

5.2.1.动作方程及特性

采用两折线差动原理，任一相保护动作出口，动作方程如下:

比率差动的动作特性如图，能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。

1马：制动拐点电流iid：速断定值。比例差动制动系数

5.2.3.CT断线判断方法

同时满足以下三个条件可以判定为差动CT断线：

•有一相电流小于判别CT断线的低门槛值0.25A；

•该相另一侧电流大于判别CT断线的高门槛值0.5A；

•其它两相机端侧和中性点侧电流都大于0.5A；

只判断一相差动CT断线，对于两相或三相CT断线不予考虑，CT断线是否闭

第10页

锁差动保护，可设置控制字由用户来选择。满足上述条件时间超过1S发CT断线报警。

524.比率差动逻辑框图

A相比率差动动作

5.3.差流告警

差流告警投入

5.4.转子••点接地告警

转子一点接地保护反应转子对大轴绝缘电阻的下降,转子一点接地保护采用乒乓切换采

样式原理，切换采样开关SI、S2、得到相应的回路方程，通过求解方程，可以得到转子接

地电阻转子一点接地动作于告警。乒乓式变电桥励磁绕组一点接地保护与接地点的

位置和励磁电压无关，在励磁绕组任何地点发生断路时、均具有很高的灵敏度。

励磁绕组

-Tr!

A◄n

—-uR\S2

U-3

►U2

+

转子一点接地告警逻辑框图如F：

转子一点接地告警投入

UR>20V

Rg<Rset

UR:励磁电压Rg:接地电阻Rset:接地电阻定值

第11页

55转子两点接地保护

转子两点接地保护反应定子电压中二次谐波的“正序”分量，转子两点接地保护受'

点接地保护闭锁

U2s:二次谐波正序电压U2sset::二次谐波正序电压定值

6.装置定值整定

6.1定值清单

保护定值

序号保护定值名称整定范围缺省值

1差动保护功能退出、投入退出

2速断电流定值3〜14Ie

3保护功能退出、投入退出

4比率启动电流定值0.3〜1.5Ie

5差动特性斜率0.3〜0.75

6拐点电流定值0.3〜2Ie

7保护功能退出、投入退出

差流

8电流定值0.1-2Ie

告警

9时间定值0〜40s

10CT保护功能退出、投入退出

11断线CT断线闭锁比率差动退出、投入退出

12转子保护功能退出、投入退出

13-"点接地电阻定值1〜80KQ10KQ

14接地时间定值0〜40s

15两点保护功能退出、投入退出

16接地二次谐波正序电压定值1〜50V

系统参数设置

序号名称定值名称整定范围缺省值

1故障录波功能退出、投入退出

.般

2系统频率跟踪退出、投入退出

系统

3MMI显示电流值二次电流、一次电流二次电流

参数

4CT变比0.01—1000KA/A1

第12页

厂家设置

序号名称定值名称整定范围缺省值

系统

1CT额定二次值5A、1A5A

设置

3出口差动保护出口配置0000〜FFFF000F

4设置转子两点接地出口配置0000-FFFF000F

6开入正负逻辑控制字0000〜FFFF0000

开入

7开入告警控制字0000-FFFF0000

设置

8开入事件控制字0000〜FFFF0000

7.装置使用要点说明

•系统参数：系统参数同保护定值一样重要，请务必按照实际情况整定。

•厂家设置：厂家设置一般不允许用户自行修改，在装置出厂前已经设置好默认值,

用户如果有特殊需要请在用户技术协议里提出，因为涉及保护跳闸出口配置，现

场修改厂家设置请谨慎。

出口控制字为16位二进制数，对应8个跳闸出口、8个告警出口。

开入控制字为16位二进制数，对应16个开入信号。

•电流正方向：差动保护的电流正方向指向发电机内部。

•CT规格：装置对于CT二次侧额定值默认为5A,如果CT二次侧额定电流为IA

请在用户技术协议里提出。

•转子一点接地保护的零漂调整：一点接地保护退出时，不加励磁电压的情况下，

在模拟量采集查看中可以获得零漂值。

第13页

8.装置接线原理图

三口和阻

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