DEP560N系列发电机保护说明书

DEP-560N.121.JSDEP-560N系列发电机微机保护监控装置技术使用说明书V1.21编写:朱一峰审核:胡大良批准:吴天明上海申瑞电力科技有限公司二零零六年六月目 录1.DEP-500N系统概述11.1简介11.2技术数据21.2.1.额定数据：21.2.2.功耗21.2.3.定值误差21.2.4.精确工作范围21.2.5.测量精度31.2.6.环境要求31.2.7.工频耐压及耐冲击能力31.2.8.电磁兼容和抗干扰性能31.2.9.机械性能31.2.10.过载能力31.2.11.通讯能力31.3保护功能总览41.3.1.DEP-500N变电站综合自动化保护测控装置功能总览41.3.2.DEP-500N厂用电保护测控装置功能总览61.3.3.DEP-560N发电机保护测控装置功能总览81.4关于出口继电器的整定说明92.监控功能102.1遥测采集和计算102.2遥信采集112.3脉冲电度和积分电度112.4遥控输出112.5事件记录122.6数据通信122.7对时方式123.DEP-561N保护功能133.1系统参数133.2CT断线143.3纵差保护143.4单元件横差保护163.5转子接地保护173.5.1.转子一点接地保护173.5.2.转子二点接地保护183.6定子过流及过负荷保护183.6.1.定子过流保护183.6.2.定子过负荷保护193.7励磁变过流及转子过负荷保护203.7.1.励磁变或转子过流保护203.7.2.转子过负荷保护203.8非电量保护213.9失灵保护213.10出口逻辑编程223.11告警功能233.11.1.自检功能233.11.2.CT断线报警233.11.3.TWJ异常报警233.12LED指示灯243.13遥信信息表243.14遥测信息表253.15逻辑框图273.16接线图283.17外形尺寸及开孔示意图293.18背端子定义示意图304.DEP-562N保护功能314.1系统参数314.2PT断线334.3CT断线344.4纵差保护354.5转子接地保护364.5.1.转子一点接地保护364.5.2.转子二点接地保护374.6复压过流保护384.6.1.复合电压元件384.6.2.过电流元件384.7定子对称过负荷保护394.8负序过流及过负荷保护394.8.1.负序过流保护394.8.2.负序过负荷保护404.9负序功率方向保护404.10单元件横差保护414.11定子绕组单相接地保护424.11.1.零序（方向）过流424.11.2.零序过压434.12电压保护434.12.1.低电压保护434.12.2.过电压保护444.13频率异常保护444.13.1.低周保护444.13.2.高周保护454.14逆功率保护454.15失磁保护（带励磁低电压判据）464.16过励磁保护494.17失步保护504.18起停机保护524.19非电量保护524.20出口逻辑编程524.21告警功能544.21.1.自检功能544.21.2.CT断线报警544.21.3.PT断线报警544.21.4.TWJ异常报警554.22LED指示灯554.23遥信信息表554.24遥测信息表574.25逻辑框图604.26接线图634.27外形尺寸及开孔示意图654.28背端子定义示意图665.DEP-565N保护功能675.1系统参数675.2PT断线685.3复压过流保护685.3.1.复合电压元件685.3.2.过电流元件695.4负序过流及过负荷保护695.4.1.负序过流保护695.4.2.负序过负荷保护705.5定子绕组单相接地保护715.5.1.零序（方向）过流715.5.2.零序过压715.5.3.100%接地保护725.6电压保护735.6.1.低电压保护735.6.2.过电压保护735.7频率异常保护745.7.1.低周保护745.7.2.高周保护745.8逆功率保护755.9失磁保护755.10过励磁保护785.11负序功率方向保护795.12失步保护805.13起停机保护815.14出口逻辑编程825.15告警功能835.15.1.自检功能835.15.2.CT断线报警845.15.3.PT断线报警845.15.4.TWJ异常报警845.16遥信信息表845.17遥测信息表865.18逻辑框图885.19接线图895.20外形尺寸及开孔示意图905.21背端子定义示意图916.使用说明926.1开机显示926.2菜单结构926.3通讯参数设置946.3.1.串口参数设置946.3.2.以太网参数设置946.4显示和修改保护定值956.4.1.定值区号956.4.2.系统参数设置956.4.3.保护定值设置956.5实时数据显示976.6报文显示986.6.1.保护报文显示986.6.2.保护报文打印986.6.3.SOE报文显示986.6.4.SOE报文打印986.6.5.信号复归996.6.6.报文清除996.7故障录波显示996.7.1.录波设置996.7.2.波形显示1006.7.3.波形打印1016.7.4.录波测试1016.7.5.录波清除1016.8故障重演1016.8.1.重演设置1026.8.2.波形选择1026.9遥控操作1026.10密码管理1036.10.1.用户登录1036.10.2.退出登录1036.10.3.添加用户1036.10.4.删除用户1046.11遥控设置1046.12电度设置1056.13系统时钟设置1057.安装说明1067.1开箱1067.2安装环境1067.3安装说明1068.现场投运说明1078.1输入交流量调试1078.2输入开关量调试1078.3定值精度试验及传动试验1078.4通信功能调试1078.5调试结束工作1079.运行注意事项1089.1装置定检1089.2异常处理1089.3事故处理10810.附图10810.1DEP-500N操作回路示意图10910.2DEP-500N安装开孔尺寸示意图1091. DEP-500N系统概述1.1 简介DEP-560N发电机保护测控装置属于DEP-500N系列保护测控产品家族一员。DEP-500N系列微机保护监控装置是遵循当今世界最为流行的全分散式设计模式开发出来的开关柜上保护监控装置。该系列产品采用了高性能、低功耗的32位CPU，配有10M/100M自适应以太网，可满足大流量、高速率数据传输要求。装置集保护、遥控、遥测、遥信等功能于一体，机箱结构紧凑、密封性好、抗干扰、抗震动能力强。保护功能完善、配置灵活，普遍适用于335KV电压等级厂用电系统的保护和监控需要。特点：l 简捷的施工要求装置信息的传递由系统通过网络互联而实现，相互之间完全隔离,取消了常规的二次信号控制电缆，因而站內二次电缆大大简化，不仅节省了大量投资，而且减少了施工难度及维护工作量，节省了大量的人力物力。l 高可靠性的设计DEP-500N在硬件和软件设计上，都保证了装置的高可靠性。* 主CPU板采用多层板设计、贴装技术，可以提高抗干扰能力和稳定性。* 独具匠心的布线技术，使装置抗电磁干扰能力大大提高。电磁兼容达到4级，可在各种恶劣环境下使用。* 保护功能具有独立的输入输出回路。* 软件设计模块化，保护功能模块具有独立性和最高优先级，即使网络瘫痪也不影响保护正常运行。 * 装置兼容了传统的操作控制功能，保证在极限工作条件下电站的运行与控制。l 强大的通讯能力DEP-500N除了可配有二个（标准配置为一个）10M/100M自适应工业以太网口外，还配置有2个串口，便于和其它智能设备通讯。每个串口和以太网的各连接口的通讯规约均可独立配置。组网时，每个装置都可以双以太网方式直接接入系统，这样整个系统没有公用装置，信息主动上传到SCADA系统，是真正的多主结构，具有极高的实时性。DEP-500N可配有光纤以太网卡，整个系统可组成全光纤以太网。l 完备的通讯协议网络层支持TCP协议和UDP协议。应用层支持CDT92、IEC870-5-101、103、104等规约。l 量身定制的保护功能保护功能面向用户量身定制。每个保护测控装置中均内置数十种保护元件，可根据用户需要部分或全部开放使用，即简化了大多数用户的定值设置，又能在不更换软件下，提升保护配置，节约投资。l 灵活的运行方式切换每种保护均含16套定值，可根据运行方式任意切换，以达到灵敏度和可靠性的最佳组合。l 自适应的操作回路DEP-500N可自带操作回路，且操作回路自适应于断路器的跳合闸电流。l 高精度数字信号处理装置采用频率跟踪和同步采样技术，模拟量经低通滤波后，采样变换为数字信号。保护计算采用全波傅利叶算法，极大地提高了抗干扰能力；监控计算与保护计算分离，保证了测量精度。l 保护动作信号快速上传装置在上传保护报文的同时，也将各种保护元件动作信号就地转换成虚拟遥信信号上传，简化了解析保护动作报文的过程和要求。l 实时录波功能和大容量事件记录装置可根据用户需要配置录波参数，实时记录故障波形，并带有录波测试功能,故障录波采用标准的COMTRADE格式。装置内置大容量掉电保持RAM，在12路模拟输入,32路状态量输入下,装置最大录波时间可达8秒以上。另外，装置的SOE记录，保护报文记录，装置自检记录等报文可分别存储512条记录。l 简易的打印功能装置可根据用户需要配置打印任务，不仅可以打印保护报文和SOE记录，也能打印故障录波记录。通过网络互联，多台装置可共用一台打印机。l 友好的人机界面采用全汉化大屏幕液晶显示方式，可以方便直观地在装置上查看各种实时数据、设置通讯参数、进行遥控、修改定值等操作。l 完备的后台维护软件维护软件不仅操作简便，而且提供故障波形分析、装置在线升级、用户特制一次接线图及开关状态图下载等功能。1.2 技术数据1.2.1. 额定数据：直流电压：220V或110V，允许偏差15交流电压：100V/ 57.7V交流电流：5A或1A额定频率：50Hz1.2.2. 功耗整机功耗： 直流8W，交流14VA交流电压回路：0.2VA/相（100V）交流电流回路：0.5VA/相（5A）1.2.3. 定值误差电流/电压定值误差：3%整定值或0.01额定值频率定值误差：0.02Hz定时限时间误差：50ms反时限时间误差：3%或50ms1.2.4. 精确工作范围保护电流：0.5A 100A保护电压：1V - 120V监控电流：0.05A 6A监控电压：0.5V - 120V频率：45Hz - 55Hz1.2.5. 测量精度（1） 模拟量精度电流、电压、功率因数 0.2% 功率 0.125Ijmax是为防止大电流时由于各相CT不平衡造成装置误报CT不平衡。由于CT断线闭锁比率差动保护仅在负荷电流大于比例差动起动电流时投入，当负荷电流较小时，CT断线仅有延时报警而不闭锁差动保护，如果在轻负荷下发生CT断线，而后负荷电流突然增加，则差动保护有可能误动。因而要求运行人员在CT断线报警后及时处理，尽快消除隐患。CT断线定值单：定 值序号定值名称单位整定范围整定步长1动作电流安0.101.00Ie0.01A2出口逻辑0x00000x1FFF1备注：Ie的计算参见前文描述；关于定值“出口逻辑”整定说明，见概述1.4节，下同。3.3 纵差保护DEP-561N可根据用户需要，实现发电机完全差动或不完全差动保护。用户可以在“系统参数”中设置机端侧和中性点侧CT变比和极性，以及发电机分支系数，装置将根据参数自动调整差动电流和制动电流的计算。假设二侧CT极性都指向发电机，则差动电流 Id = | + （/Kfz）|制动电流 |（|/Kfz）|/2其中，为机端电流矢量，为中性点电流矢量，Kfz为分支系数，对完全差动保护，Kfz应为100%。l 纵差速断保护其动作判据：Id Izcsd上式中，Izcsd为纵差速断保护定值，纵差速断作为比率纵差的一个补充部分，一般需躲过区外故障或机组非同期合闸产生的最大不平衡电流，对于100MW以下机组，可取(35)Ie。纵差速断定值单：控 制 字序号控制字名称整定范围1软压板退/投定 值序号定值名称单位整定范围整定步长1电流定值安3.005.00Ie0.01A2出口逻辑0x00000x1FFF1l 比率纵差保护比率差动采用三段动作特性曲线，能可靠躲过正常负荷下和外部故障时的不平衡电流。下图中，Id为差动电流，Ir为制动电流，ICLzd为比率差动的启动电流定值，Kzd为比率差动制动系数，Ig为拐点制动电流。折线以上为动作区。ICLzdIdICLzd/KzdIgKzd1Ir动作区制动区其判据如下：1、Id ICLzd2、Id KzdIr,( 当IrIg) 或 Id KzdIg+(Ir-Ig),( 当IrIg)上式中:1式表示差动电流Id应大于差动保护最小动作电流ICLzd。ICLzd应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡电流整定，建议取（0.20.5）Ie。2式表示上图中的折线动作特性，此判据用于避开外部短路时的不平衡电流，该电流由短路电流和非周期暂态电流引起电流互感器饱和所产生。制动系数Kzd整定范围一般为0.200.80，推荐为0.5，拐点制动电流Ig整定范围一般为（0.55.0）Ie，推荐为2.5Ie，由于采用三段动作特性曲线，Kzd允许整定得相对小些。比率纵差定值单：控 制 字序号控制字名称整定范围1软压板0.退/1.投2CT断线闭锁0.退/1.投3CT断线闭锁方式0.交叉闭锁/1.按相闭锁定 值序号定值名称单位整定范围整定步长1纵差启动电流安0.200.50Ie0.01A2拐点制动电流安0.505.00Ie0.01A3制动特性斜率0.200.800.014出口逻辑0x00000x1FFF13.4 单元件横差保护单元件横差保护反应了匝间短路、分支开焊及发电机内部相间短路。其判据如下：1、Ih Ihqd ,(当ImaxIhr) 或 Ih Ihqd +KhzdIhqd ,( 当ImaxIhr)2、Imax Thzd上式中:Ih为横差电流,Imax为发电机端最大相电流，Ihqd为横差启动电流，Khzd为制动系数，Ihr为最小制动电流，Thzd为转子一点接地后的时限定值。1式和2式体现了下图所示的制动特性曲线，Ihqd按躲过发电机正常运行时最大不平衡电流整定，一般可取0.05Ie（考虑到装置的采样精度，整定值应大于0.04In，In 为CT二次额定电流，例如In 为5A时，整定值不应低于0.2A）。Khzd推荐取0.5，Ihr推荐取0.15Ie。有时为提高横差保护的灵敏度，横差CT与机端CT变比并不一定相同，整定时应引起注意。IhqdIhIhr1.5IeImax动作区制动区2式表示当机端最大相电流大于1.5倍额定电流时，将制动横差保护，以保证外部短路时不会误动。3式表示当发电机励磁回路一点接地动作后，为防止励磁回路发生瞬时性二点接地时横差保护误动，保护将延时Thzd整定时间动作，Thzd一般取0.51.0秒。单元件横差保护定值单：控 制 字序号控制字名称整定范围1软压板0.退/1.投定 值序号定值名称单位整定范围整定步长1横差启动电流安0.020.10Ie0.01A2最小制动电流安0.051.00Ie0.01A3制动系数0.002.000.014一点接地后延时秒0.05100.000.01s5出口逻辑0x00000x1FFF13.5 转子接地保护转子接地保护用于反应发电机励磁回路接地故障，分为转子一点接地保护和转子二点接地保护。由于转子一点接地后允许发电机继续运行，所以转子一点接地保护多动作于发信，但DEP-561N中为转子一点接地设置了接地电阻低定值段，对于严重的一点接地也可作用于跳闸。转子二点接地保护在一点接地保护动作后延时自动投入。3.5.1. 转子一点接地保护转子一点接地高定值段判据为:1、 Rfg Thzd转子一点接地低定值段判据为:1、 Rfg Tlzd上式中,Rfg为励磁回路接地电阻，Rhzd为接地电阻高定值，Rlzd为接地电阻低定值，Thzd为高定值时限，Tlzd为低定值时限。汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷和氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于1M,直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2K。水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不小于0.5K。所以：1、 转子一点接地保护高定值段一般整定：2080K,动作于信号。2、 转子一点接地保护低定值段：对于水轮发电机、空冷及氢冷汽轮发电机，一般整定20K，对于直接水冷却的励磁绕组，一般整定2.5K。3、 以上定值需在发电机运行时与转子绕组绝缘电阻实测值相比较。转子一点接地保护定值单：控 制 字序号控制字名称整定范围1软压板0.退/1.投定 值序号定值名称单位整定范围整定步长1接地电阻高定值千欧1.090.00.1 K2高定值时限秒0.50100.000.01s3一点接地出口10x00000x1FFF14接地电阻低定值千欧0.550.00.1 K5低定值时限秒1.00100.000.01s6一点接地出口20x00000x1FFF13.5.2. 转子二点接地保护转子二点接地保护判据