FR-100G微机故障录波装置技术说明书V1.0

FR 100G 微机故障录波装置 技术说明书 V1 0 阿城继电器股份有限公司 哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司 2005 年 08 月 FR 100G 微机故障录波装置 技术说明书 V1 0 编 制 李正彬 审 核 鞠云峰 审 定 孙成发 版权所有 阿城继电器股份有限公司 哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司 本资料可能被修改 请注意最新版本资料 产品与此资料不符者 请以实际产品为准 技术支持 哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司 阿继电器科技中心 地址 哈尔滨市南岗区先锋路 326 号 电话 0451 82565818 8002 3 4 5 传真 0451 82565818 8001 电邮 reli0451 1 目 次 1 概述概述 1 1 1 特点 1 1 2 装置的主要功能 1 2 技术数据技术数据 2 2 1 电源 2 2 2 额定参数 2 2 3 过载能力 2 2 4 功率消耗 2 2 5 测量范围及精度 2 2 6 重量 3 2 7 绝缘性能 3 2 8 电磁兼容 3 2 9 触点性能 3 2 10 防护等级 4 2 11 机械稳定性 4 2 12 环境条件 4 2 13 屏体及其尺寸 4 2 14 屏体接地 4 3 装置硬件装置硬件 4 3 1 采集站机箱 5 3 2 结构及功能 6 4 起动暂态记录的参量起动暂态记录的参量 8 4 1 电压突变起动 含直流电压 8 4 2 电压越限起动 8 4 3 负序电压越限起动 8 4 4 零序电压越限起动 8 4 5 三次谐波电压型起动 9 4 6 电流突变起动 9 4 7 电流越限起动 9 4 8 负序电流越限起动 9 4 9 零序电流越限起动 9 4 10 过励磁起动 9 4 11 逆功率起动 10 4 12 开关量变位起动 10 4 13 手动起动 10 4 14 发电机特殊起动方式 10 5 装置整定参数表装置整定参数表 12 2 5 1 首次运行设置 12 5 2 发电机整定参数 13 5 3 变压器整定参数 14 5 4 测量单元整定参数 15 5 5 开关量单元整定 15 6 软件功能概况软件功能概况 16 6 1 采集站功能软件 16 6 2 分析站的故障录波分析软件 16 7 产品选型参考产品选型参考 17 8 订货须知订货须知 17 附录附录 A 系统接线图系统接线图 18 附录附录 B 交流原理图交流原理图 19 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 1 1 概述 FR 100G 微机故障录波装置 以下简称装置 适用于火电厂 水电厂 核电厂所用的微机型发电 机的动态记录装置及发电机变压器组的动态记录装置 组屏安装 1 1 特点 a 紧凑式设计 采集站 分析站模式 采集站和交流接口 直流接口为一整体 采用 19 英寸标 准机箱 机架式安装方式 可靠性高 b 装置后台软件以 Windows2000 操作系统为平台 具有强大的录波 运行监视 实时显示 故障 数据分析 数据通讯等功能 c 记录数据分为稳态数据记录和暂态数据记录两种方式 d 自动生成运行 操作日志 使录波器的运行 操作有据可查 e 高性能硬件配置 分析站计算机采用台湾研华原装整机 IPC 610P4 30HC 采集站主机采用台湾研华高速嵌入式 PC 104 卡 智能采集卡采用 32 位单片机 5kHz 采样率 14 位 A D 具有完善的自诊断功能 现场免 维护 f 分析站 采集站之间采用高速以太网通讯 稳定可靠 g 启动方式灵活多样 可根据需要自主配置 h 计算量可根据需要自由设定 i 测量内容丰富 工频电压 电流量 直流电压 电流量 中频量以及各种非电量 开关量等 j 具有网络通讯功能 采用 IEC60870 5 103 标准通讯规约 数据存储为 comtrade 格式 可以同 综合自动化系统进行通讯连接 设置装置定值 调用装置稳态和暂态数据 及获得装置的其它信息 k 试验功能 可进行机组大修后的短路 空载等项试验 l 适用温度范围宽 5 C 45 C m 装置抗干扰能力强 n 装置技术条件符合电力标准 DL T 873 2004 微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件 1 2 装置的主要功能 a 具有记录发电机变压器组正常运行数据的稳态记录功能 即对电压 电流 含负序电流 有 功功率 无功功率 频率等电气量自装置投入运行后即进行非故障启动的连续纪录 b 具有记录发电机变压器组 电网的异常或故障数据的暂态记录功能 当机组发生大扰动时能自 动地对扰动的全过程按要求进行暂态记录 并当暂态过程结束后 自动停止暂态记录 c 当机组连续多次发生大扰动时 装置能够完整地记录每次大扰动的全过程数据 d 装置所记录的数据真实 可靠 不失真 能准确反应谐波 非周期分量等 e 装置所记录的数据有足够的安全性 不会因装置连续多次启动 供电电源中断等偶然因素丢失 f 装置具有保存外部电源中断前所采数据的能力 每路外部电源的输入都设置独立的保险 具有 失电报警功能 起动报警功能 并有触点输出 g 当机组故障时 装置能输出简要的异常 故障信息 以便于运行人员的处理 输出信息包括 故障时间 设备名称 起动原因 保护及断路器跳合闸时间 保护及安全自动装置动作情况 开关量 动作清单等 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 2 h 装置具有利用数据网 RS485 实现远方调用当前和历史数据的功能 通讯规约采用 IEC60870 5 103 规约 i 装置具有自动检测功能 当装置元器件损坏时 能发出装置异常信号 j 装置具有自复位功能 当软件工作不正常时 能通过自复位电路自动恢复正常工作 k 分析站可外接 GPS 时钟装置实现自动对分析站和采集站校时 2 技术数据 2 1 电源 2 1 1 交流电源 a 额定电压 单相 220V 允许偏差 20 15 b 频率 50Hz 允许偏差 0 5Hz c 波形 正弦 波形畸变不大于 5 2 1 2 直流电源 a 额定电压 220V 110V b 允许偏差 20 15 c 纹波系数 不大于 5 2 2 额定参数 a 交流电流 5A 或 1A 订货时指明 b 交流电压 100 V 或 100V c 直流电压 转子 0V 600V 需外附件 d 直流电流 转子 75mV 4mA 20mA 0V 5V 变送器输出 e 频率 50Hz 励磁回路 400Hz f 采样频率 5kHz 2 3 过载能力 a 交流电流回路 2 倍额定电流 连续工作 15 倍额定电流 允许 10s 40 倍额定电流 允许 1s b 交流电压回路 2 倍额定电压 连续工作 2 4 倍额定电压 允许 10s 2 4 功率消耗 a 电源回路 不大于 650 VA b 交流电流回路 每相不大于 0 5VA c 交流电压回路 每相不大于 1VA 2 5 测量范围及精度 2 5 1 线性测量范围 a 交流电流 0 1In 30In b 交流电压 0 1Un 2 Un c 直流电流 0V 75mV 4 mA 20mA 0V 5V 变送器输出 d 直流电压 50mV 1000V 需外附件 In 50mV 1000V Out 0 5V e 模拟量通道测量频率 45Hz 55Hz d 专用通道测量频率 0Hz 1000Hz 3 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 3 2 5 2 起动量精度 a 动作值单一电量越限型起动量 电压 电流等 平均误差的绝对值应不大于 5 b 动作值单一电量突变型起动量 电压 电流等 平均误差的绝对值应不大于 20 c 动作值功率型电量起动量 有功 无功等 平均误差的绝对值应不大于 10 2 5 3 测量精度 a 电流 电压 0 5 b 有功功率 无功功率 2 c 功率因数 1 d 频率 0 01Hz 2 6 重量 装置总重量为 300kg 屏体重量 2 7 绝缘性能 2 7 1 绝缘电阻 在标准试验大气条件下 装置除非电量通道和开关量以外的各导电电路与外露非带电金属部分及 外壳之间 以及电气上无联系的不同电路之间 用直流开路电压为 500V 的兆欧表分别测定其绝缘电阻 值 应不小于 100M 在非电量通道和开关量的各导电电路与外露非带电金属部分及外壳之间 用直流开路电压为 250V 的兆欧表分别测定其绝缘电阻值 应不小于 10M 2 7 2 介质强度 在标准试验大气条件下 装置的各电路 非电量通道和开关量除外 与外壳之间 以及无电气联系 的各导电电路 非电量通道和开关量除外 之间 应能承受交流 50Hz 2kV 有效值 试验电压 历时 1min 无绝缘击穿或闪络现象 装置的非电量通道和开关量对地以及无电气联系的各导电电路之间 应能承受 0 5kV 有效值 50Hz 的交流试验电压 历时 1min 无绝缘击穿或闪络现象 2 8 电磁兼容 a 脉冲群干扰检验符合 GB T 14598 13 1998 中 3 11 规定 严酷等级为 级 b 承受静电放电干扰检验符合 GB T 14598 14 1998 中 4 2 规定 严酷等级为 级 c 电磁场辐射抗扰度检验符合 GB T 14598 9 2002 中 4 11 规定 严酷等级为 级 d 快速瞬变干扰检验符合 GB T 14598 10 1996 中 4 1 规定 严酷等级为 级 e 浪涌抗扰度检验符合 IEC 60255 22 5 2002 中第 4 章规定 严酷等级为 级 f 射频场感应的传导骚扰的抗扰度检验符合 IEC 60255 22 6 2001 中第 4 章规定 严酷等级为 级 g 工频抗扰度检验符合 IEC 60255 22 7 2003 中第 4 章规定 严酷等级为 级 h 承受电磁发射检验符合 GB T 14598 16 2002 中 4 1 和 4 2 规定 严酷等级为 级 2 9 触点性能 2 9 1 触点断开容量 交流 5A 250V AC 直流 2A 30V DC 2 9 2 触点长期允许闭合电流 装置输出触点长期允许闭合电流为 2A FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 4 2 10 防护等级 防护等级达到 IP50 2 11 机械稳定性 装置的抗振动检验符合 GB T 11287 2000 的规定 2 12 环境条件 a 环境温度 工作 5 C 45 C 贮存 25 C 70 C 在极限值下不施加激励量 装置不出现不可逆的变化 温度恢复后 装置 应能正常工作 b 相对湿度 最湿月的月平均最大相对湿度为 85 同时该月的月平均最低温度为 25 C 且表面无凝露最高温 度为 40 C 时 平均最大相对湿度不超过 50 c 大气压力 86 kPa 106kPa 相对海拔高度 2km 以下 2 13 屏体及其尺寸 标准 PK 30 屏 2260mm 2360mm 高 800mm 宽 600mm 深 如有特殊要求可特制 2 14 屏体接地 屏体接地性良好 配有专门的接地铜牌 安装时必须将此处与专用地线相接 接地电阻小于 0 4 3 装置硬件 本装置在总体设计 各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求 并在程序执行 信号指示 通信 等方面给与了详尽考虑 装置屏体采用分层分布式结构 由逆变电源 采集站 分析站和打印机组成 屏面设有键盘鼠标抽 屉 交流 220V 电源指示灯 直流 220V 电源指示灯 24V 电源指示灯 运行指示灯 启动指示灯以及 复归按钮 分析站 采集站之间通过以太网相连 构成局域通讯网络 分析站也可预留以太网端口用 来方便地与综合自动化系统联网 运行屏面布置如图 1 所示 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 5 打 印 机 电 源 输 入 打 印 机 采集站主机 开 关 量 输 入 电 源 开 入 1 计 算 机 互 2 器 感 互 1 感 器 A D 1 显示器 分析站主机 键盘 鼠标 FR 100微机故障录波装置 4 5 3 2 6 8 7 9 1 14 信 号 输 出 电 量 输 入 流 压 入 输 量 电 量 输 入 10 11 12 13 15 非 电 图 1 屏体正面和背面布置图 3 1 采集站机箱 采集站机箱为 19 英寸标准机箱 采用整面板 背插式结构 整面板为一整体结构 标明箱体名称 背插式结构即插件从装置的背后插拔 各插件间的连线在整背板上 背板位于机箱的前部 该结构具 有以下优点 a 各插件自带可插拔端子 母板上只有内部使用的 5V 和 12V 24V 电压等级回路连线 强弱电完 全分开 可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合 增强装置的抗干扰能力 提高其可靠性和安全性 b 采用印制板作为背板总线与传统的总线方式相比 具有正确率高的特点 减少人为的失误并且便 于插件按模块化设计 c 可取消交流变换模件的大电流端子提高装置的可靠性 本装置由于充分考虑装置的可靠性 并且装置内部无可调节元件 使得装置在现场调试时无需插 拔插件 因而背插式结构的上述优点得以充分体现 机箱外形尺寸及开孔图尺寸见图 2 所示 该机箱所有模块均以插件形式在箱后安装 以嵌入式 PC 104 模块工控机为核心构成 所有交直流 接口 采集卡与计算机 电源均在同一机箱内 大大提高了可靠性 提高了抗干扰能力 使装置更加紧凑 采集卡分为智能模拟量采集模块 智能开关量采集模块 每个采集模块是自带 32 位 CPU 的智能化采 集单元 可独立完成 64 96 路模拟量和 48 96 144 路开入量的数据采集和记录 3 组开出量的报警和 动作指示 同时还能完成各种直流量和非电量的采集 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 6 图 2 采集站机箱机箱外形尺寸及开孔图 3 2 结构及功能 3 2 1 采集站前面板 前面板为一整体结构 标明箱体名称 3 2 2 采集站后面板 箱后面板由各个功能模块插件铭牌组成 含运行指示灯 电源开关 指示灯 接线端子等 3 2 3 插件 从右至左各插件依次为 主机电源插件 开关量采集插件 主 CPU 插件 模拟量采集插件 交流 接口插件 多功能非电量接口插件 3 2 3 1 主机电源插件 该电源插件是自行设计 交 直流两用开关电源 具有过载保护 短路保护 各路电源根据负载 不同 采用不同的隔离方式 同时具有故障报警继电器 提供两路输出触点 该电源能够提供六组 5V 1 5V 2 12V 12V 24V 1 24V 2 电源供主机和信号板 使用 其中 24V 2 供外部开入使用 每组电压均不共地 且采用浮地方式 铭牌上有 5V 12V 24V 电源指示灯 电源开关 输入电源接线端子 电源故障报警触点 3 2 3 2 开关量采集插件 包括一块开关量采集主机插件和两块开关量采集从机插件 该插件用于开关量状态的检测 采用了多层印制板及表面贴装工艺 采用了 32 位单片机 通过板 上双口 RAM 完成该板与主板 PC 104CPU 间的数据交换 开关量信号采用单端输入光电隔离方式 开关量采集主机插件可同时完成 48 路开入量状态检测 3 路开关量输出 每路均有两组触点 每块开关量采集从机插件可同时完成 48 路开入量状态检测 需 和主机插件配合使用 从机插件可根据需要选择安装 该插件最多可同时检测 144 路开入量状态 3 路开关量 继电器 输出 开关量输出全部采用继电器触点方式输出 装置设置了三个基本功能继电器 a 装置自检故障告警继电器 装置一旦自检发现故障 继电器动作告警 b 录波起动信号继电器 当装置启动录波后 继电器动作告警 该继电器需要手动复归 c 打印机电源启动继电器 装置正常工作时 打印机电源关闭 一旦装置启动录波 通过该继电 器接通打印机电源 3 2 3 3 主 CPU 插件 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 7 该插件工作主频为 650MHz 128M 内存 PC104 内部总线 CPLD 逻辑管理 完成前置机的监控管 理 故障启动判别以及录波数据的记录和上传等功能 铭牌上有显示器接口 键盘鼠标接口 以太网接 口 USB 接口等用于与外部连接和交换数据 3 2 3 4 模拟量采集插件 包括一块模拟量采集主机插件和一块模拟量量采集从机插件 该插件用于模拟量信号的检测 采用了多层印制板及表面贴装工艺 采用了 32 位单片机及 14 位 A D 具有转换速度快 采样偏差小 无可调整元件等特点 通过板上双口 RAM 完成该板与主板 PC 104CPU 间的数据交换 模拟量采集主机插件完成 64 路模拟量的数据采集 从机插件完成 32 路模拟量的数据采集 需和 主机插件配合使用 从机插件可根据需要选择安装 一路脉冲输入型转速信号测量输入 可以精确测量 1000Hz 以内的频率信号 3 2 3 5 交流接口插件 该插件包括 10 路电流变换器 CT 和 10 路电压变换器 PT 采用电流端子作为接线端子 CT PT 位 置可根据需要随意安装 原理图参见附录 用于将系统 CT PT 的二次侧电流 电压信号转换成弱电信 号 供 A D 转换用 并起强弱电隔离作用 3 2 3 6 多功能非电量接口插件 a 鉴于发电机转子励磁电压幅值较大 过电压水平较高 为防止高压直接上屏可能对装置的正常 工作产生危害以及保证运行人员安全 发电机励磁电压引入装置前首先通过交直流电压传感器进行预 降压 本板有两路励磁电压 两路励磁电流输入 0 75mV 回路 b 本插件能够处理多种不同输入类型的非电量 接收现场的变送器信号 经过转换进行测量 信号 源可以是电压或电流 有 5 路 0 5V 电压型变送器输入信号处理回路 5 路 4mA 20mA 电流型变送器 输入信号处理回路 同时还有一路电压输入型转速信号测量输入信号处理回路 可以精确测量 1000Hz 以内的频率信号 接口插件中每路测量回路均有线性隔离电路 可实现被测回路与机箱内部电路的高 度绝缘和电气隔离 装置背后接线端子见图 3 装置背后接线见图 4 电源指示 PE PE GPS秒脉冲 V9 V9 V10 V10 V11 V11 V12 V12 V5 V5 V6 V6 V7 V7 V8 V8 V3 V3 V4 V4 高频信号 V1 V1 V2 V2 220L 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 1 2 3 4 A D 主 主板 VGA 以太网 USB 键盘 主机复位 NC 220N NC 24V 24VG ACM1 ACM2 运行运行 故障 电源指示 交流交流交流交流 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 开入 主 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 开入 从 49 50 51 52 图 3 装置背后接线端子图 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 8 V12负输入 V12正输入 V14正输入 V14负输入 V13负输入 V13正输入 23 24 25 26 27 28 19 20 21 22 15 16 17 18 11 12 13 14 V6负输入 V6正输入 NC NC 信号输入 信号输入 GPS脉冲输入信号 1 2 3 4 PE PE 6 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 非电量 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 1 2 3 4 A D 主 主板 VGA 以太网 电源指示灯 USB 键盘 主机复位 NC 220V NC 24V 24VG ACM1 ACM2 运行灯 运行 故障 交流 交流交流 交流开入 主 开入 从 开入 从 4 1 2 3 9 8 7 10 220V 电源故障2 电源故障1 220V 220地 24V 24V地 开入95 开入96 开入93 开入92 开入91 开入94 开入90 开入87 开入88 开入89 开入86 开入81 开入84 开入83 开入82 开入85 开入80 开入77 开入78 开入79 开入75 开入74 开入73 开入76 开入72 开入68 开入69 开入70 开入71 开入67 开入66 开入65 开入57 开入58 开入59 开入60 开入64 开入63 开入62 开入61 开入53 开入54 开入55 开入56 开入52 开入51 开入50 开入49 49 50 51 52 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 开入1 开入2 开入3 开入4 开入8 开入7 开入6 开入5 开入13 开入14 开入15 开入16 开入12 开入11 开入10 开入9 开入17 开入18 开入19 开入23 开入22 开入21 开入20 开入24 开入28 开入25 开入26 开入27 开入31 开入30 开入29 开入32 开入37 开入34 开入35 开入36 开入33 开入38 开入41 开入40 开入39 开入42 开入46 开入43 开入44 开入45 开入48 开入47 24V地 24V地 信号复归 信号地 58 57 53 55 54 56 显示器接口 K1 K2 QDJ 信号 24V地 24V地 24V地 24V地 电源插件 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 电流1 电流2 电流4 电流3 电流7 电流8 电流6 电流5 电压1 电流10 电流9 电压2 电压4 电压3 电压6 电压5电压15 电压16 电压13 电压14 电压12 电流19 电流20 电压11 电流15 电流16 电流18 电流17 电流13 电流14 电流12 电流11 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 电流31 电流32 电流34 电流33 电流37 电流38 电流36 电流35 电压31 电流40 电流39 电压32 电压34 电压33 电压36 电压35电压25 电压26 电压23 电压24 电压22 电流29 电流30 电压21 电流25 电流26 电流28 电流27 电流23 电流24 电流22 电流21 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 V1正输入 V1负输入 V2负输入 V2正输入 V4正输入 V4负输入 V3负输入 V3正输入 V5负输入 V5正输入 电压信号0 5V输入 V11正输入 V11负输入 V9正输入 V9负输入 V10负输入 V10正输入 V8正输入 V8负输入 V7负输入 V7正输入 转速脉冲信号 24V信号输入 信号输入 图 4 装置背后接线图 4 起动暂态记录的参量 基本起动方式 4 1 电压突变起动 含直流电压 性能 起动设置可按通道设定 整定值不小于 5 Un 时 动作值误差不大于整定值的 20 原理 当装置计算出的相电压 含直流电压 中任意一个电压突变高于电压突变起动定值时 装置 起动录波 起动判据 U Uzd Uzd 电压突变整定定值 整定 推荐整定值 5 Un 4 2 电压越限起动 性能 起动设置可按通道设定 分高限和低限 整定值在 90 110 Un 要求动作值误差不大 于整定值的 5 当电压 0 5 Un 时 自动退出电压越低限起动判据 原理 当装置计算出的相电压中任意一个电压有效值高于或低于电压越限起动定值时 装置起动 录波 起动判据 U Uzdg 或 U U2zd U2zd 负序电压整定定值 整定 推荐整定值 3 Un 4 4 零序电压越限起动 性能 起动设置可按通道设定 整定值不小于 3 Un 时 动作值误差不大于整定值的 10 原理 当装置计算出的零序电压高于零序电压起动定值时 装置起动录波 起动判据 U0 U0zd U0zd 零序电压整定定值 整定 推荐整定值 3 Un FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 9 4 5 三次谐波电压型起动 性能 起动设置可按通道设定 整定值不大于 1 5 时 动作值误差不大于整定值的 5 原理 三次谐波电压型起动的输入信号时发电机机端三次谐波电压 U3s 和中性点三次谐波电压 U3n 机端三次谐波电压取自发电机机端 TV 的开口绕组 中性点三次谐波电压取自发电机中性点 TV 或 配电变压器 或消弧线圈 该判据为发电机内部故障定子接地提供起动判断 反映发电机机端三次谐 波电压和中性点三次谐波电压的比值 起动判据 U3s U3n Kzd Kzd 整定定值 整定 推荐整定值 1 50 4 6 电流突变起动 性能 起动设置可按通道设定 整定值不小于 10 In 时 动作值误差不大于整定值的 20 原理 当装置计算出的相电流中任意一个电流突变高于电流突变起动定值时 装置起动录波 起动判据 I Izd Izd 电流突变整定定值 整定 推荐整定值 10 In 4 7 电流越限起动 性能 起动设置可按通道设定 整定值在不小于 110 In 动作值误差不大于整定值的 5 原理 当装置计算出的电流中任意一个电流有效值高于电流越限起动定值时 装置起动录波 起动判据 I Izd Izd 电流整定定值 整定 推荐整定值 110 In 4 8 负序电流越限起动 性能 起动设置可按通道设定 整定值不小于 10 In 时 动作值误差不大于整定值的 5 原理 当装置计算出的负序电流高于负序电流起动定值时 装置起动录波 起动判据 I2 I2zd I2zd 负序电流整定定值 整定 推荐整定值 10 In 4 9 零序电流越限起动 性能 起动设置可按通道设定 整定值不小于 10 In 时 动作值误差不大于整定值的 5 原理 当装置计算出的零序电流高于零序电流起动定值时 装置起动录波 起动判据 I0 I0zd I0zd 零序电流整定定值 整定 推荐整定值 10 In 4 10 过励磁起动 性能 起动设置可按元件设定 整定值不小于 1 1 时 动作值误差不大于整定值的 5 原理 发电机 变压器 会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁 发电机的过励磁能力比变压 器的能力要低一些 因此过励磁特性一般应按发电机的特性整定 过励磁保护反应的是过励磁的倍数 过励磁倍数定义如下 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 10 其中 U f 电压 频率 Ue fe 额定电压 额定频率 U f 电压 频率标么值 B Bn 磁通量和额定磁通量 过励磁电压取自机端 TV 相电压 起动判据 N Nzd其中 Nzd 过励磁整定定值 整定 过励磁倍数整定值一般在 1 0 1 5 之间 推荐整定值 1 1 4 11 逆功率起动 性能 起动设置可按元件设定 整定值 P 逆不小于 5 Pn 时 要求动作值误差不大于整定值的 10 原理 逆功率起动用于汽轮机 当主汽门误关闭或机组保护动作于关闭主汽门 而出口断路器未 跳闸时 发电机将变为电动机运行 从系统中吸收有功功率 此时由于鼓风损失 汽机尾部叶片有可 能过热 造成汽机损坏 因此一般不允许这种情况长期存在 逆功率起动反应发电机从系统吸收有功 的大小 起动判据 P RPzd RPzd 有功功率整定定值 整定 逆功率保护定值范围 0 5 10 Pn Pn 为发电机额定有功功率 推荐整定值 5 Pn 4 12 开关量变位起动 起动设置可按通道设定 可选择起动录波或记录变位 当外部开关量触点闭合 或断开 时间大于 1ms 时 应自动起动暂态记录 4 13 手动起动 在分析站中用鼠标按动快捷键中 手动录波 按钮 或在菜单中选择 手动录波 选项 装置起 动暂态记录的功能 4 14 发电机特殊起动方式 为提高装置性能 针对发电机内部故障和异常运行工况 本装置设置了以下几种特殊起动判据 用户可根据需要选择投入或退出 4 14 1 横差电流起动 性能 起动设置可按元件设定 整定值 Ihc 不小于 10 In 时 要求动作值误差不大于整定值的 10 横差电流起动是发变组保护中的主保护 可作用于发电机内部匝间短路 也可作用于发电机内部相 间短路及定子绕组开焊故障 单元件横差原理 单元件横差电流取自发电机定子并联绕组中性点之间单个 TA 的电流 装置检测到横差电流大 于整定电流后动作 起动判据 Ihc Ihczd Ihczd 单元件横差电流整定定值 裂相横差原理 裂相横差将发电机的分支分成两组后引入保护 一组 IA1 IB1 IC1 二组 IA2 IB2 IC2 使用裂相横差的发电机必须配有上述两组 TA 方能实现 接线方式见图 5 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 11 图 5 电流极性接线图 裂相横差整定相对比较复杂 它和所使用的一次 TA 变比 分支的组合方式都有关系 尤其当 两个臂的分支数不相等时更加复杂 为了避免严重故障时 TA 饱和等因素引起的差动延时动作 装置设有一高比例和高起动值的比 率差动 利用其比率制动特性抗区外故障时 TA 的暂态和稳态饱和 而在区内故障 TA 饱和时能可靠正 确动作 起动判据 Id K I1 I2 I1 I2 每组互感器二次电流值 I1 I2 裂相横差整定定值 K 可靠系数 定值 推荐整定值 10 In 裂相横差可靠系数在 1 2 之间 推荐取 1 2 4 14 2 无功功率反向起动 性能 起动设置可按元件设定 整定值 Q 无不小于 5 Qn 时 动作值误差不大于整定值的 10 定子电流不小于 10 In 时 要求动作值误差不大于整定值的 5 原理 本起动是针对发电机低励 失磁工况设定 当发电机励磁降低到不允许值的标志是逆无 功和定子过电流同时出现 逆无功原理失磁判据 则是根据这一特点构成的 在发电机失磁之后 必 然会出现逆无功和定子过电流 发电机空载或负载很小的情况下失磁除外 根据这一特点构成的失磁 判据具有比较明确的物理概念 此外通过对失磁过程的分析可以发现 发电机失磁之后无功很快从正 值变为负值 逆无功出现在功角小于 90 时 并且在整个失磁过程中无功始终为负值 因此利用逆 无功判据可以较快较好地检测出失磁 起动判据 I Izd Q Qzd Izd 定子电流整定定值 Qzd 无功功率整定定值 定值 逆无功定值 Qzd 为保证不误动一般整定为 0 05Qn 定子电流一般整定为 1 2 1 25In 4 14 3 低频过流起动 性能 起动设置可按元件设定 整定值 F 低不小于 85 Fn 时 动作值误差不大于整定值的 10 整定值 I 高不小于 10 In 时 动作值误差不大于整定值的 10 原理 对于水轮发电机 在启动过程中 转速逐步升高 当升高到额定转速的 85 时 进行升压 操作 逐渐加励磁升高定子绕组电压 这时定子绕组中电流应该是零或接近零 如果有电流且超过允 许值 则说明定子绕组有短路 装置应起动 起动判据 I Izd F Fzd FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 12 Izd 定子电流整定定值 Fzd 频率整定定值 定值 频率一般整定为 86 Fn 定子电流一般整定为 1 In 5 装置整定参数表 5 1 首次运行设置 FR 100 故障录波装置分析站软件首次运行时将进行以下设置 设置完成后无需重复设置 5 1 1 采集站设置 见图 6 该设置根据系统实际情况设置 其中 采集站名 可随意设置 图 6 采集站设置窗口 5 1 2 RS485 端口设置 该端口用于同本地网进行通讯 规约采用 103 规约 设置图见图 7 图 7 RS485 端口设置 5 1 3 GPS 端口设置 如果卫星同步时钟系统从分析站接入 需要设置 GPS 端口 设置图见图 8 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 13 图 8 GPS 端口设置 5 2 发电机整定参数 5 2 1 发电机整定参数表 表 1 发电机整定参数 序 号名称整定范围备注 1 采集站 1 缺省 1 2 发电机名称随意缺省 空 3 运行编号随意缺省 空 4 额定电压发电机额定电压 KV 缺省 1 5 额定电流发电机额定电流 KA 缺省 1 6 额定容量发电机额定容量 MVA 缺省 1 7 额定转速发电机额定转速 转 分钟 缺省 1 8 发电机电抗 Xd发电机实际电抗值缺省 1 9 发电机电抗 Xq发电机实际电抗值缺省 1 10 是否励磁机口 发电机 励磁机缺省 口 5 2 2 发电机特殊判据参数表 表 2 发电机特殊判据参数表 序 号名 称整定范围备注 1 发电机逆功率4 33VA 86 61VA典型值 20VA 2 发电机过励磁倍数1 0 1 5典型值 1 1 3 发电机机尾零序电流过流0A 150A典型值 0 5A 4 发电机中性点零序电压越限0V 200V典型值 1 73V 5 机端电压中性点越限0V 200V典型值 0 5V 6 发电机单元件横差电流越限0A 150A典型值 0 5A 7 发电机极端三次谐波电压越限0 5 2典型值 1 5 8 发电机低励失磁 无功功率 过流 定值 1 4 33W 86 61W 定值 2 0A 150A 典型值 6 2W 6 25A 9 发电机裂相横差电流 可靠系数 定值 1 0A 150A 定值 2 1 2 典型值 0 5A 1 2 10 发电机低频过电流 定值 1 42 5Hz 50Hz 定值 2 0A 150A 典型值 43Hz 0 5A 11 转子过电流0A 9999A典型值 1000A 5 2 3 发电机通用判据参数表 表 3 发电机极端电压 1 机端电压 2 起动判据参数表 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 14 序号名称整定范围备注 1 相越高限0V 200V典型值 63 51V 2 相越低限0V 200V典型值 51 97V 3 零序越限0V 200V典型值 1 73V 4 相突变0V 200V典型值 2 89V 5 负序越限0V 200V典型值 1 73V 6 高频45Hz 55Hz典型值 50 5Hz 7 低频45Hz 55Hz典型值 49 5Hz 表 4 发电机机端电流 机尾电流起动判据参数表 序号名称整定范围备注 1 相越高限0A 150A典型值 5 5A 2 负序越限0A 150A典型值 0 5A 3 零序越限0A 150A典型值 0 5A 4 相突变0A 150A典型值 0 5A 5 3 变压器整定参数 5 3 1 变压器整定参数表 表 5 变压器整定参数 序号名称整定范围备注 1 采集站 1 缺省 1 2 变压器名称随意缺省 空 3 运行编号随意缺省 空 4 绕组数 2 3 缺省 2 5 是否自耦变压器口 否 是缺省 6 中压侧相位移 度 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 缺省 0 7 低压侧相位移 度 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 缺省 0 8 额定电压高压侧变压器高压侧额定电压 KV 缺省 1 9 额定电压中压侧变压器中压侧额定电压 KV 缺省 1 10 额定电压低压侧变压器低压侧额定电压 KV 缺省 1 11 额定容量变压器额定容量 MVA 缺省 1 12 阻抗基值变压器实际值缺省 1 5 3 2 变压器特殊判据参数表 表 6 变压器特殊判据参数表 序号名称整定范围备注 1 变压器中性点过流0A 150A缺省 5 5A 5 3 3 变压器通用判据参数表 表 7 变压器高压侧电压 低压侧电压起动判据参数表 序号名称整定范围备注 1 相越高限0V 200V典型值 63 51V FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 15 2 相越低限0V 200V典型值 51 97V 3 零序越限0V 200V典型值 1 73V 4 相突变0V 200V典型值 2 89V 5 负序越限0V 200V典型值 1 73V 6 高频45Hz 55Hz典型值 50 5Hz 7 低频45Hz 55Hz典型值 49 5Hz 表 8 变压器高压侧电流 低压侧电流起动判据参数表 序号名称整定范围备注 1 相越高限0A 150A典型值 5 5A 2 负序越限0A 150A典型值 0 5A 3 零序越限0A 150A典型值 0 5A 4 相突变0A 150A典型值 0 5A 5 4 测量单元整定参数 表 9 测量单元整定参数 序号名称整定范围备注 1 采集站 1 缺省 1 2 测量单元名称随意缺省 空 3 单位根据测量值设定缺省 空 4 比例参见下注 缺省 1 5 取值类型 按交流量取值 按直流量取值 缺省 按直流量取值 测量单元的整定值按表 9 填写完成后 按界面中添加按钮即可完成添加 然后填写下一测量单元 的整定参数 重复添加过程 直至添加完所有测量单元的整定参数 注 比例 的设置 如果该测量单元是 按直流量取值 则该 比例 是系统侧满额度最大测量值 如测励磁电 流时 最大电流是 1000A 时 变送器输出 75mV 本装置满量程 该 比例 就设置成 1000 如果该测量单元是 按交流量取值 则该 比例 是装置互感器二次侧变比 如该测量单元 从本装置交流电压通道进入时 二次侧互感器是 120 3 53 如外部接变换器 还需将变换器变比乘进 去 例如外部测量量是交流 1000V 变换器变比是 10 二次互感器是 120 3 53 则该 比例 就 设置成 10 120 3 53 339 943 本装置最多可设置 14 个测量单元 5 5 开关量单元整定 表 12 开关量整定参数 序号名称整定范围备注 1采集站1缺省 1 2开关量编号001 144缺省 空 3开关量名称用户根据实际情况设定缺省 空 4状态起动录波 记录变位停用缺省 记录变位 开关量的整定值按表 12 填写完成后 按界面中添加按钮即可完成添加 然后填写下一开关量的整 定参数 重复添加过程 直至添加完所有开关量的整定参数 本装置最多可设置 144 个开关量 FR 100GFR 100G 微机故障录波装置微机故障录波装置 技术说明书技术说明书 V1 0 V1 0 16 6 软件功能概况 6 1 采集站功能软件 6 1 1 本机的初始化 自检和数据采集 a 装置投入运行后 首先对各相关模板进行初始化和初次自检 若装置运行正常 则开始进行模 拟量及开关量的定时采样 采样数据保存于指定的 RAM 区 并不断刷新 b 在每次定时中断采样过程中进行相关启动量的计算 以检测是否有故障发生 并穿插进行硬件 自检 整定值校核以及与分析站的巡检等 c 分析站内置或外接 GPS 时 校准本机实时时钟后 可以对采集站进行对时 保证各站时钟的统 一 d 一旦起动量满足起动要求 则立即停止自检 保留所需的故障前采样数据 并按故障记录时段 的要求 记录故障后的采样数据 同时起动相关信号继电器 e 录波数据及相关的起动信息将通过通讯网卡及时上传给分析站 存入硬盘保存 并据此打印故 障报告 f 装置投入运行后 采集站每周波都将系统稳态数据上传至分析站 作为稳态数据存储和分析使 用 6 1 2 故障的起动判别 根据事先整定的故障起动方式 定值大小与实测的采样数据进行比较 一旦故障起动条件满足 故障后的采样数据将转存微机的高端内存 内存容量可保存 15 次连续故障录波数据 6 1 3 装置实时数据读取 当装置进入实时数据状态后 采集站仍然可以进行故障起动判别 并且将根据分析站下传的实时 命令 完成当前模拟量和开关量采样数据的上传给分析站 由分析站完成