高压发电机组并机系统技术说明书

高 压 发 电 机 组 并 机 系 统 技 术 说 明 书 深圳海圣机电有限公司 科瑞悦电气设备有限公司 2008 年 8 月编制 精品文档 1 欢迎下载 高压并机系统简介 高压机组并机系统主要由高压柜和集中控制台两大部分组成 高压柜可设于专门的配电室集中管 理 集中控制台由可以安装于中央控制室 安装于高压柜上的综合保护器及集中控制台上的 COMAP 控 制器都带有通用 RS232 MODBUS 通讯协议接口 用户可以根据需要对整个并机系统的实时数据进行采 集 进行集中监控 归档管理 1 高压并机柜 高压并机柜主要由发电机进线柜 并机柜 及 PT 柜 出线柜组成 并机柜及出线柜装设综合保 护装置及差动保护装置 备选项 有效的保护机组及设备安装稳定运行 1 1 系统一次图 1 2 上述高压中置柜满足 IEC298 GB3906 等标准要求 按 GB3906 91 中的铠装式金属封闭开关设备而设 整体由柜体和中置式可抽出部件 即手车 两 大部分组成 见图 开关设备结构示意图 柜体分四个单独的隔室 外壳防护等级为 IP4X 各小室 韶山和断路器室门打开时防护等级为 IP2X 具有架空进出线 电缆进出线有其它功能方案 经排列 组合后能成为各种方案形式的配电装置 本开关设备可以从正面进行安装调试和维护 因此它可以背 靠背组成双重排列和靠墙安装 提高了开关设备的安全性 灵活性 减少了占地面积 开关设备的外 壳是选用进口敷铝锌薄钢板 经 CNC 机床加工 并采取多重折边工艺 这样使整个柜体不仅具有精度 高 很强的抗氧化作用 而且由于采用多重折边工艺 使柜体比其它同类设备柜体整体重量轻 机械 强度高 外形美观 柜体采用组装式结构 用拉铆螺母和高强度的螺栓联接而成 这样使加工生产周 期短 零部件通用性强 占地面积少 便于组织生产 精品文档 2 欢迎下载 1 2 1 开关设备结构 1 2 2 外形尺寸和重量 A 母线室 B 断路器手车室 C 电缆室 D 继电器仪表室 1 1 泄压装置 1 2 控制制小线槽 1 外壳 2 分支小母线 3 母线套管 4 主母线 5 静触头装置 6 静触头盒 7 电流互感器 8 接地开关 9 电缆 10 避雷器 11 接地主母线 12 装卸式隔板 13 隔板 活门 14 二次插头 15 断路器手车 16 加热装置 17 可抽出式水平隔板 18 接地开关操作机构 19 底板 开关设备结构示意图开关设备结构示意图 精品文档 3 欢迎下载 尺寸和重量说明表 高度 C mm 2300 分支小母线额定电流达到 1250A 热稳定电流 40KA 800 宽度 A mm 分支小母线额定电流 1600A 以上1000 电缆进出线1500 深度 B mm 架空进出线1660 重量 kg 700 1200 1 2 3 开关设备技术参数 项目单位数据 额定电压 KV 3 6 10 最高工作电压 KV 3 6 7 2 12 1min 工频耐受电压 KV42 额定绝缘 水平 雷电冲击受电压 KV75 额定频率 Hz50 主母线额定电流 A 630 1250 1600 2000 2500 3150 分支母线额定电流 A 630 1250 1600 2000 2500 3150 额定短时耐受电流 4S KA 16 20 25 31 5 40 50 额定峰值耐受电流 KA 40 50 63 80 100 125 防护等级外壳为 IP4X 隔室间 断路器室门打开时为 IP2X 注 电流互感器的短路容量应单独考虑 1 2 4 开关设备正常使用环境条件 a a 周围空气温度 上限 40 下限 10 b b 海拔 设备安装场所的最大海拔高度 1000m 精品文档 4 欢迎下载 c c 环境温度 日平均相对湿度不大于 95 月平均相对温度不大于 90 d d 地震 地震烈度不超过 8 度 e e 周围空气应不受腐蚀性或可燃气体 水蒸气等明显污染 f f 无严重污秽及经常性的剧烈振动 严酷条件下严酷设计满足 1 类要求 附 开关外观图 1 3 综合保护装置 综合保护装置选用珠海思创产品 1 3 1 ST200D1 L 微机型发动机差动保护装置 1 3 1 1 功能概述 本装置适用于 10MW 以下的火力发电厂 水利发电站 企业自备电厂发电机的主保护 主要功能如 下 差流越限告警 KYN28A 柜体 KYN28A 开关柜平面图 精品文档 5 欢迎下载 差动速断 带 CT 断线闭锁比率差动 CT 断线检测及闭锁 非电量保护 事件记录 RS485 通讯接口 1 3 1 2 保护功能说明 1 差流越限告警 在正常情况下装置监视各相差电流是否正常 当发现差流超过差动门槛定值的 50 时 延时 5s 后 发出告警信号 自动生成事件记录 2 差动速断 当差流大于差动速断定值时装置立即出口跳闸 主要用于发电机严重故障时加速跳闸 3 带 CT 断线闭锁的比率差动 本装置按三段折线式比率差动制动特性要求 实现比率差动 4 CT 断线检测及闭锁 CT 断线判别逻辑如下 1 机端侧或中性点侧仅有一相电流为零 2 当差流小于差动门槛定值时 延时 5s 报 CT 断线信号 当差流大于差动门槛定值时 比 率差动启动后各相电流均不大于启动前各相电流值 瞬时报 CT 断线信号 CT 断线可以由定值选择闭锁或不闭锁比率差动保护 5 非电量保护 本体保护 装置提供四路非电量信号输入 前两路信号直接出口解列 灭磁 停机动作继电器 后两路只发 告警信号 1 3 2 ST200D2 L 微机型发电机后备保护装置 1 3 2 1 功能概述 本装置适用于 10MW 以下的火力发电厂 水利发电站 企业自备电厂发电机的后备保护 主要功能 如下 两段复合电压闭锁记忆过流保护 过负荷保护 负序过流保护 零序过流保护 过电压保护 低电压保护 高低频保护 PT 断线报警 事件记录 RS485 通讯接口 1 3 2 2 保护功能说明 1 两段复合电压闭锁记忆过流保护 本装置采用复合电压闭锁记忆过流保护作为发电机内部短路故障和区外短路故障的后备保护 2 过负荷保护 装置采集发电机三相电流 与过负荷电流定值比较 当发现发电机电流大于定值时 延时发出报 警信号 3 负序过流保护 针对于发电机转子表层的过负荷 装置设置了负序过流保护 设一段时限 负序电流由装置软件 计算得到 4 零序过流 零序过流实现 95 范围的定子接地保护 精品文档 6 欢迎下载 5 过电压保护 装置检测三个线电压中任一值大于整定值 经延时后跳闸 过压保护可通过软压板自由投退 6 低电压保护 发电机运行中电压突然降低 保护将启动低电压保护 低电压保护不动作于出口 只发告警信号 当三相电压为零时 装置自动退出低电压保护 7 高低频保护 装置通过采集 Uab 电压获得频率信号 高 低频保护主要用于保护汽 水 轮机 满足定值条件 时动作于跳闸 8 PT 断线报警 装置接入电压为线电压 PT 断线监测不设置可整定定值 由装置自动判别 1 4 直流电源 高压柜正常工作电源为直流 220V 或直流 110V 36AH 最少两路用于开关电源 两路 用于保护装置的电源 以上电源一般用户自备或由供方代购 2 集中控制台 2 1 并机工作原理 并市电模式下 当市电停电时 市电开关自动跳闸 这时市电开关内送出一个市电失电信号 和市电开关跳闸信号 同时到各台机组的控制器上 如果控制器处于自动状态时 控制器收到启 动信号后 延时几秒钟后 0 30S 可调 启动机组预供滑油系统 使机组预润滑 再延时几秒后 0 30S 可调 启动机组 各机组运行正常后 电压 频率都一致 首先第一台机组自动合闸 另一台机组经过自动同步追踪系统自动追踪 同步合闸 并网运行 机组并网成功后 各机组通 过自动负载分配器自动进行负载分配 当市电来电时 市电转换开关柜送出一个市电有电信号和 市电开关合闸信号到各发电机控制器上 各发电机便分闸延时停机 从而实现自动开机 自动并 网 自动卸载停机 并机模式下 如果控制器处于自动状态下 控制器收到启动信号后 各台机组启动 首先第 一台机组自动合闸 当此机组正常运行后 另一台机组自动根据母排电参数进行追踪同步合闸 并机后 各机组通过自动负荷分配器自动进行负载分配及无功分配 启动信号消失后 机组自动 卸载停机 2 2 并机功能简述 高压集中控制台主要以科迈控制器 IG CU C 含负荷分配器 PCLSM 通讯模块 IG COM 为主 体 实现对发电机的并机 负荷控制 远程操作 科迈 IG CU 控制器是为在备用和并联模式下单台和多台发电机组工作的综合 AMF 控制器 模 块构造允许升级到不同的复杂水平 以便为各种各样的顾客应用程序提供最好的解决方案 模块 可选择多种操作模式 可以满足单 多机并网 多机并机 多机负荷调峰 单机备用等要求 并机柜具有齐全的保护功能 过电压 欠电压 过电流 短路保护 漏电保护 过频率 低 频率保护 相序保护 蓄电池过 欠压保护 逆功保护等 保护参数可以通过模块设定达到用户 的各方面要求 并机柜具有开放的通讯接口 支持 RS232C CAN 总线及 MODUS 通讯协议 用户可以通过科迈 自带的软件加上相应的通讯硬件或是自编上位软件对发电机系统进行远程监控 2 3主要材料 序号名称型号功能参数数量厂家 1 科迈控制器 IG CU C 中文版 2 科迈 2 负荷分配器 PCLSM 负荷分配 2 科迈 3 通讯模块 IG COM CAN 总线协议 2 科迈 精品文档 7 欢迎下载 4 电子电位器 备选 PRW 1 输出电阻最大 5 千欧 2 国产 5 电调板 备选 2 6 自动调压器 备选 2 2 4技术数据 工作条件 工作温度 20 70OC 储存温度 40 80 OC 正面保护 IP65 湿度 95 符合标准 LVD 低电压指引 EN61010 1 95 A1 97 EC 电磁兼容性 EN50081 1 94 EN50081 2 96 EN50082 1 99 EN50082 2 97 市电和发电机 公称频率 50 60Hz 频率测量误差 0 1Hz 电流输入 5A互感器 公称输入电流 来自电流互感器 5A 负载 电流互感器输出阻抗 0 1 来自电流互感器的最大测量电流 2X5A 10A 电流测量误差 2 公称电流 来自电流互感器的最大峰值电流 30X5A 150A 1S 最大连续电流 2 4X5A 12A 电压输入 测量电压 231VAC 相对零 400VAC相对相 最大的测量电压 290VAC相对零 输入阻抗 6 M 相对相 6 M 相对零 电压测量误差 2 公称电压 过电压等级 III EN61010 转速传感器输入 传感器形式 磁传感器 推荐用屏蔽线连接 最小输入电压 2 Vpk pk 从4Hz 4KHz 精品文档 8 欢迎下载 最大输入电压 50 Veff 最少测量频率 4 Hz 最大测量频率 10 K H z 最小输入电压6Vpk pk 频率测量误差 1 5 模拟输入 无电分离 输入数量 4 分辩率 10bits 传感器阻抗范围 0 2 4K 阻抗测量误差 4 2 超出测量值 模拟输出 无电分离 输入数量 1 分辩率 10bits 输出范围 0 20mA 2 5操作介面 2 5 1 科迈控制器上的按钮与指示灯 按钮 1 MODE 循环向前选择发电机组的操作模式 OFF MAN AUT 2 MODE 循环向后选择发电机组的操作模式 OFF MAN AUT 3 HORN RESET 解除警报蜂鸣 4 FAULT RESET 故障和警报确认 5 START 发电机组起动 6 STOP 发电机组停止 精品文档 9 欢迎下载 7 MCB ON OFF 市电电路断路器的手动打开 闭合 8 GCB ON OFF 发电电路断路器的手动打开 闭合 9 PAGE 显示模式的循环选择 测量 调整 历史记录 10 选择设定点 选择屏幕或增加设定点值 11 选择设定点 选择屏幕或减少设定点值 12 ENTER 确认设定点的值 指示灯 13 市电存在 如果市电存在并在限定值范围内 绿灯亮 14 市电故障 当市电发生故障时红色指示灯开始闪亮 按 FAULT RESET 键后 稳定亮光 如果故 障警报仍然存在 或熄灭 如果警报解除 15 发电电压存在 如果发电机电压存在并在限定值范围内 绿灯亮 16 发电组故障 当发电机组发生故障时红色指示灯开始闪亮 按 FAULT RESET 键后 稳定亮光 如果故障警报仍然存在 或熄灭 如果警报解除 17 发电机断路器闭合 如果发电机断路器闭合 绿灯亮 当发电机断路器的反馈 GCB FEEDBACK 与发电机断路器闭合 打开输出 GCB CLOSE OPEN 不配合 绿灯闪亮 18 市电断路器闭合 如果市电断路器闭合 绿灯亮 当市电断路器的反馈 MCB FEEDBACK 与市电 断路器闭合 打开输出 MCB CLOSE OPEN 不配合 绿灯闪亮 2 5 2 低压配是柜上的开关和指示灯 1 模式锁定开关 可以锁定科迈模块的操作模式 这样可以保证其它人员在模块上误启动机组 2 调压选择开关 可以选择手动电压调节或是自动电压调节 当开关置于自动时 将由数字电位器 自动调节电压至额定或是母排电压 并且能自动调节功率因数 3 电压调节电位器 当调压选择开关置于手动时 通过电位器调节 AVR 电压 4 频率调节电位器 调节转速 调节频率 5 合 分闸指示 显示断路器的工作状态 6 故障指示灯 显示警告不停机故障 7 上线指示灯 显示上线状态 8 运行指示灯 显示发电机的运行状态 9 蜂鸣器 显示造成停机的故障 2 6 测量屏幕显示的内容 2 6 1 科迈模块上的显示 精品文档 10 欢迎下载 1 发电机组的操作模式 5 发电机组的转速 RPM 2 动作警报的指示 6 有功功率 3 发电机组的状态 7 功率因数 4 发电机组的状态 主测量屏幕 科迈控制器模式 发电机组功率表 发电机组状态 功率因数 负载特征 转速 RPM 发电机屏幕 转速 RPM 单柱图 发电机频率 发电机电压 V1 V2 V3 三柱图 发电机电流 I1 I2 I3 三柱图 市电屏幕 零相电流 P 市电 Q 市电 市电功率因数 市电频率 市电电压 V1 V2 V3 三柱图 模拟传感器屏幕 机油压力 AI1 单柱图 水温 AI2 单柱图 燃油油位 AI3 单柱图 电池电压 单柱图 IG CU 的二进制的输入 BI1 到 BI9 精品文档 11 欢迎下载 IG CU 的二进制的输出 BO1 到 BO9 发电机组功率屏幕 有功功率 总功率和每相功率 功率因数 总功率因数和每相功率因数 无功功率 KVAr 总无功功率和每相无功功率 示在功率 总示在功率和每相示在功率 统计屏幕 千瓦时 KWh 总千瓦时和每相千瓦时 示在功率时 KVAh 总 KVAh 和每相 KVAh 运行小时 起动次数 2 6 2 低压配电柜上的仪表显示 显示发电机本地电压 频率 有功 无功 电流及母排上的电压 频率 2 7 远程控制的数据记录 直接连接到 PC 电子计算机 科迈控制器能经 RS232 接口直接连接到 PC 用标准的 RS232 来把 PC 接在科迈控制器上 PC 软件 WinEdit 在 PC 上 直接或调制解调