发电机说明书

一装置介绍1.1装置概述RBC800G系列数字式发电机保护装置采取高性能芯片支持通用硬件平台，维护简便；全以太网通讯方式，数据传输快速、可靠；完全汉字汉化显示技术，操作简捷。基于防水、防尘、抗振动设计，可在各种现场条件下运行。适适用于容量为50MW及以下火力和水力发电机保护。1.2装置主要特点 摩托罗拉32位单片机技术，使产品稳定性和运算速度得到确保保护采取14位A/D转换器、可选配专用测量模块其A/D转换精度更是高达24位，各项测量指标轻松达成配置以大容量RAM和FlashMemory，可统计8至50个录波汇报，统计事件数不少于1000条可独立整定32套保护定值，定值切换安全方便高精度时钟芯片，并配置有GPS硬件对时电路，便于全系统时钟同时配置高速以太网络通信接口，并集成了IEC870-5-103标准通信规约尽心电气设计，整机无可调整器件高等级、品质确保元器件选取优异抗干扰性能，组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件完善自诊疗功效防水、防尘、抗振动机箱设计免调试概念设计1.3功效配置表1本系列产品型号及功效配置表功效RBC801GRBC802G差动速断√比率制动式差动√CT断线闭锁差动√CT断线告警√定子过电压保护√定子接地保护√过负荷告警√反时限过流保护√横差保护√失磁保护√转子一点接地保护√转子二点接地保护√复合电压过流保护√反时限负序过流保护√PT断线告警√发电机断水(开关量)√发电机热工(开关量)√发电机励磁事故(开关量)√主汽门关闭(开关量)√其它备用非电量开入√√遥控功效压板√√GPS对时√√远方管理√√二技术参数2.1额定参数2.1.1额定直流电压： 220V或110V（订货注明）2.1.2额定交流数据：a) 相电压 Vs=3\#"0.00%"b) 线电压 100Vc) 交流电流 5A或1A（订货注明）d) 额定频率 50Hz2.1.3功率消耗：a) 直流回路 正常工作时：小于15W动作时：小于25Wb) 交流电压回路 每相小于0.5VAc) 交流电流回路 额定电流为5A时：每相小于1VA额定电流为1A时：每相小于0.5VA2.1.4状态量电平：CPU及通信接口模件输入状态量电平 24V（18V～30V）GPS对时脉冲输入电平 24V（18V～30V）各CPU输出状态量（光耦输出）允许电平 24V（18V～30V） 驱动能力150mA2.2主要技术性能2.2.1采样回路精准工作范围（10％误差）电压：0.4V～120V电流：0.08In－20In2.2.2接点容量信号回路接点载流容量 400VA信号回路接点断弧容量 60VA2.2.3跳合闸电流 断路器跳闸电流 0.5A~4A（订货注明） 断路器合闸电流 0.5A~4A（订货注明）2.2.4各类元件精度电流元件： <5%电压元件： <5%时间元件： 0s-1s时，误差不超出40ms; 1s以上时，误差不超出<±2.5％;频率偏差： <0.02Hz2.2.5整组动作时间(包含继电器固有时间)速动段固有动作时间：1.2倍整定值时测量，小于50ms2.2.6 暂态超越小于5%模拟量测量回路精度装设专用测量子模件测控装置：电流、电压：0.2级功率、电度：0.5级2.3绝缘性能2.3.1绝缘电阻装置带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联络各电路之间用开路电压500V兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级各回路绝缘电阻大于100MΩ。2.3.2介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压V历时1分钟工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。2.3.3冲击电压在正常试验大气条件下，装置电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50µs标准雷电波短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。2.3.4耐湿热性能装置能承受GB7261第21章要求湿热试验。最高试验温度+40℃、最大湿度95％，试验时间为48小时，每一周期历时二十四小时交变湿热试验，在试验结束前2小时内依照2.3.1要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联络各回路之间绝缘电阻大于1.5MΩ，介质耐压强度不低于2.3.2要求介质强度试验电压幅值75％。2.4电磁兼容性能2.4.1静电放电抗干扰度经过GB/T17626.2－1998标准、静电放电抗干扰Ⅳ级试验。2.4.2射频电磁场辐射抗干扰度经过GB/T17626.3－1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。2.4.3电快速瞬变脉冲群抗扰度经过GB/T17626.4－1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度Ⅳ级试验。2.4.4浪涌（冲击）抗扰度经过GB/T17626.5－1999标准、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。2.4.5射频场感应传导骚扰度经过GB/T17626.6－1998标准、射频场感应传导骚扰度3级试验2.4.6工频磁场抗扰度经过GB/T17626.8－1998标准、工频磁场抗扰度5级试验2.4.7脉冲磁场抗扰度经过GB/T17626.9－1998标准、脉冲磁场抗扰度5级试验。2.4.8阻尼振荡磁场抗扰度经过GB/T17626.10－1998标准、阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。2.4.9振荡波抗扰度经过GB/T17626.12－1998标准、振荡波抗扰度4级试验。2.5机械性能2.5.1振动装置能承受GB7261中16.3要求严酷等级为I级振动耐久能力试验。2.5.2冲击装置能承受GB7261中17.5要求严酷等级为I级冲击耐久能力试验。2.5.3碰撞装置能承受GB7261第18章要求严酷等级为I级冲击耐久能力试验。2.6环境条件a)环境温度：工作：-40℃～8贮存：25℃～+70℃,在极限值下不施加激励量化,温度恢复后,装置应能正常工作。b)相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度为90%,同时该月月平均最低温度为25℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时度不超出50%。c)大气压力：86～106kPa（相对海拔高度2km以下）三、软件功效说明3.1.差动速断保护Ir0Ir0Ir0IdIcdKcd3.2.比率差动保护采取常规比率差动原理，其动作方程以下：Id>Icd（IrIr0）Id-Icd>Kcd·(Ir-Ir0)(Ir≥Ir0)同时满足上述两个方程时，比率差动元件动作。其中，Id为差动电流，Ir为制动电流，Kcd为比率制动系数，Icd为差动电流门槛定值，Ir0为拐点电流值。提议将元件中拐点电流Ir0设定为1.0倍高压侧额定电流，以确保匝间短路在制动电流小于额定电流即IrIe时，没有制动作用。差动电流门槛判据不宜过小，提议取Icd＝(0.3～0.5)Ie。比率制动系数整定可按以下公式进行:Kcd=Kk·(Ktx·Fwc+△Fph)其中，Kk为可靠系数，取1.3～1.5Ktx为同型系数，取1.0Fwc为电流互感器允许误差，取0.1△Fph为因电流互感器引发电流不平衡产生相对误差，取0.05比率制动系数Kcd提议取值范围为0.3～0.7。Id＝∣EQ\o(\s\up12(·),\s\up1(I)\s\do1(H))+EQ\o(\s\up12(·),\s\up1(I)\s\do1(L))∣Ir＝∣EQ\o(\s\up12(·),\s\up1(I)\s\do1(H))-EQ\o(\s\up12(·),\s\up1(I)\s\do1(L))∣/2式中，EQ\o(\s\up12(·),\s\up1(I)\s\do1(H))、EQ\o(\s\up12(·),\s\up1(I)\s\do1(L))分别为机端侧和中性点侧电流。3.3.TA断线报警及闭锁具备瞬时TA断线闭锁或告警功效及差流越限告警功效。比率差动开启后，需经过瞬时TA断线检测，确保差流不是因为断线引发。判别为TA断线后，发出告警信号，汇报TA断线，经过调整控制字能够决定是否闭锁差动保护。瞬时TA断线判别在满足以下任何一个条件时，将不进行TA断线判别：开启前某侧最大相电流小于该侧额定电流20％，则不判该侧；开启后相电流最大值大于该侧额定电流120％；开启后任一侧电流比开启前增加。在上述三个条件均不满足情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为CT断线：只有一相电流为零；其余两相电流于开启前电流相等。如差流大于15％额定电流，经判别超出10s后，发出告警信号。并汇报差流越限，但不闭锁差动保护。这一功效兼起保护装置交流采样回路监视功效。3.4失磁保护发电机失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失失磁故障保护，由发电机定子阻抗作为主判据，结合发电机励磁低电压和系统低电压作为辅助判据，并具备TV断线闭锁功效，TV断线发告警信号。其动作逻辑以下：系统低电压〈定值&t3/0发信或发信且停机阻抗圆满足&t/0+t1/0发信或发信且切换励磁PT断线&t2/0发信或发信且停机Ufd转子低电压〈转子低电压动作判据方程为：Kf×Vfd/125<(P-Pt)/8663.5过负荷保护发电机过负荷保护反应发电机定子绕组过负荷或故障引发定子绕组过流而造成绕组过热，保护判别发电机绕组B相电流大小，当电流大于整定值时经延时发告警信号。3.6复合电压过电流保护发电机复合电压过流保护是作为发电机对称和不对称短路故障后备保护，保护判别发电机三相电流、AC相线电压和负序电压，当任一相电流大于定值，且AC相线电压小于定值或负序电压大于定值时出口，保护设置有两段延时，一段动作于解列或解列灭磁，二断动作于停机，保护可选择带电流记忆功效。3.7反时限过电流保护发电机反时限过流保护反应发电机定子绕组电流大小，保护绕组因电流过大而造成定子绕组过热，保护判别发电机三相电流大小，由三个部分组成：下限定时限：当三相电流任一相电流大于下限定值但不满足反时限开启值时，按下限延时动作于告警信号；反时限：当三相电流任一相电流大于反时限开启值时，按反时限动作方程(I2-1)t≥K动作，式中：I--为发电机电流标么值，K—发电机定子绕组允许发烧时间常数；上限定时限：当三相电流任一相电流大于上限定值，按上限延时动作于出口跳闸。3.8横差保护发电机横差保护通惯用于反应发电机定子绕组匝间短路和某一并联绕组开焊，保护取自发电机中性点双分支间不平衡基波电流，但电流大于定值时经整定延时动作于告警或跳闸。3.9反时限负序过流保护电力系统中发生不对称短路或三相负荷不平衡时可能在发电机定子绕组中流过负序电流，并在转子中产生倍频电流，引发转子表层过热，发电机反时限负序过流保护保护转子在上述情况下不长久过热使转子绝缘降低而造成发电机损坏，保护判别发电机定子负序电流大小，由三个部分组成：下限定时限：当负序电流大于下限定值但不满足反时限开启值时，按下限延时动作于告警信号；反时限：当负序电流大于反时限开启值时，按反时限动作方程(I22-K)t≥A动作，式中：I2--为发电机负序电流标么值，K—发电机长久运行运行负序电流标么值，A—发电机转子表层承受负序电流能力常数；；上限定时限：当负序电流大于上限定值，按上限延时动作于出口跳闸。3.10定子过电压保护对于发电机，尤其是水轮发电机，在甩负荷后因为调速系统调速跟不上，轻易出现定子电压超出允许范围过电压现象；此时通常需配置过电压保护，保护取自发电机机端线电压，当任一相大于整定值时经整定延时动作于停机。3.11定子接地保护发电机定子接地保护可用于发电机中性点不接地或经消弧线圈接地接地方式，保护取自发电机机端开口△绕组电压，当开口△绕组电压大于整定值时经整定延时出口。3.12转子一点接地保护对于水轮发电机多应装设转子一点接地保护，保护动作于信号，保护采取新型叠加直流原理，利用微机智能化测量技术克服传统保护中两极灵敏度不均匀缺点，能准确计算出转子对地绝缘电阻值，确保转子任一点对地接地灵敏度，同时在不起励时也能发觉转子一点接地故障，保护依照计算出转子对地电阻，当电阻小于整定值时经整定延时发告警信号。3.13转子二点接地保护对于水轮发电机，装设转子一点接地保护后，能够不装设二点接地保护，中小型汽轮发电机可装设转子二点接地保护，当励磁回路发生二点接地故障后，定子绕组机端侧必存在二次谐波电压，保护取自此二次谐波电压，受一点接地保护闭锁，当发生一点接地故障后，机端二次谐波正序电压大于整定值时，经整定延时出口。3.14若发电机机端PT有负序电压出现，但机端电流没有负序则判断为PT断线，PT断线功效可用于闭锁相关保护。3.15数据统计 本装置具备故障录波功效。可统计模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、3Uo，可统计状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。全部数据统计信息数据存入FLASHRAM中，可被PC机读取。可统计录波汇报为5个以上，可统计事件不少于60次。本装置除统计系统扰动数据外，还统计装置操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。四、装置整定4.1RBC801G数字式发电机差动保护装置整定及说明序号保护定值名称参考范围单位备注1控制字一0000～FFFF无参见控制字说明2控制字二0000～FFFF无备用3发电机额定电流0.1～10A4差动保护差动速断电流3Ie～12IeA5差动开启电流0.2Ie～2IeA6比率差动拐点电流0.2～15.0A7比率差动制动系数0.20～1.00无8负序电压闭锁值0.1～100V9过电压保护电压动作值100～180V10动作延时0～10S11定子接地保护电压动作值0～100V12动作延时0～100S13过负荷动作电流0～100A14动作延时0～100S15反时限过流定时限段动作电流0～100A16定时限段动作延时0～9999S17反时限段开启电流0～100A18反时限长延时时间0～9999S19发烧时间常数0～999920反时限段速断电流0～100A21反时限速断延时时间0.005～127S控制字一定义：位置1时含义置0时含义15~2备用备用1CT断线闭锁差动保护CT断线不闭锁差动保护，仅发信0CT额定电流为1ACT额定电流为5A一、差动计算发电机额定电流：计算流入差动元件额定二次电流：比率差动元件开启值通常取“额定电流”定值30％～50％。比率差动拐点电流通常取1.0倍“额定电流”定值。比率制动系数通常取0.3～0.7之间。差动速断元件按躲过最严重外部故障时不平衡电流等情况整定，通常3～8倍“额定电流”定值。二、过负荷保护1）动作电流：按照发电机能够承受过负荷电流整定；2）动作延时：按照发电机能够承受过负荷电流时间整定。三、过电压保护1）电压动作值：水轮发电机通常为1.3~1.5Ue ，汽轮发电机通常为1.3Ue；2）动作延时：水轮发电机通常为0.3S ，汽轮发电机通常为0.5S。四、定子接地保护1）电压动作值：按照躲过正常运行时最大不平衡电压整定；2）动作延时：通常应大于系统接地保护动作时间。五、反时限过流保护1）定时限段动作电流：按照发电机长久允许负荷电流下能可靠返回条件整定；2）定时限段动作延时：按躲过后备保护最大动作延时整定；3）反时限段开启电流：按照发电机长久允许负荷电流下能可靠返回条件整定；4）反时限段长延时：按照发电机能承受反时限段开启电流时间整定；5）发烧时间常数：由发电机厂家提供；6）反时限段速断电流：按照大于机端三相短路条件整定；7）反时限段速断延时：按照保护动作灵敏度整定延时时间。压板名称对应功效差动保护差动保护功效投退差速保护差速保护功效投退过负荷保护发电机过负荷保护功效投退反时限过流保护发电机反时限过流保护功效投退定子过电压保护发电机定子过电压保护功效投退定子接地保护发电机定子接地保护功效投退4.2RBC802G数字式发电机后备保护装置整定及说明序号保护定值名称范围单位备注1控制字一0000～FFFF无参见控制字说明2控制字二0000～FFFF无备用3发电机额定电流0.1~10A4横差保护动作电流0～10A5动作延时0～5S6失磁保护抗圆圆心0～1000Ω7阻抗圆半径0～1000Ω8系统低电压0～100V9转子低电压0～600V10转子低电压判据系数0～10011反应功率0～9999W12动作延时10～100S13动作延时20～100S14动作延时30～100S15复合电压过流过流动作值0～100A16低压动作值0～100V17负序电压动作值0～100V18动作延时10～100S19动作延时20～100S20电流记忆时间0～100S21反时限负序过流定时限段负序动作电流0～100A22定时限段动作延时0～1000S23反时限段负序开启电流0～100A24反时限长延时时间0～1000S25散热系数0～1026热值系数0～999927反时限段速断电流0～100A28反时限速断延时时间0～10S29转子一点接地保护一点接地电阻动作值0～100KΩ30一点接地动作延时0～1000S31转子二点接地保护二次谐波电压动作值0～100V32动作延时0～1033PT断线负序电压动作值0～100V34负序电流动作值0～10A35PT断线延时时间0～20S36发电机断水延时时间0～9999S37发电机热工延时时间0～9999S38主汽门关闭延时时间0～9999S39励磁事故延时时间0～9999S控制字1定义：位置1时含义置时0含义15~2备用备用1复合电压过流带电流记忆复合电压过流不带电流记忆0CT额定电流为1ACT额定电流为5A一、横差保护1）动作电流：按躲过发电机正常运行时最大不平衡电流整定；2）动作延时：通常情况下瞬时动作，当发生转子一点接地后经0.5~1S整定延时动作。二、失磁保护1）阻抗圆圆心：通常以发电机静稳圆整定，也可按异步圆整定；2）阻抗圆半径：通常以发电机静稳圆整定，也可按异步圆整定；3）系统低电压：按照系统长久允许运行低电压整定；4）转子低电压：按照发电机空载励磁电压0.2~0.5倍整定；5）转子低电压判据系数：此系数用于整定转子电压与有功动作曲线斜率，Kf=KK/Xd∑，其中Xd∑=Xd+Xs，Xd为发电机电抗标幺值,Xs为变压器和系统电抗和标幺值，KK为可靠系数；6）反应功率：考虑凸极效应，Pt=1/2*SN*(1/Xq∑–1/Xd∑),其中Xd∑=Xd+Xs,Xq∑=Xq+Xs,Xd为发电机d轴电抗标幺值,Xq为发电机q轴电抗标幺值,SN为二次基准功率；7）动作延时1：通常整定为失磁后告警或切换励磁延时时间；8）动作延时2：通常整定为失磁跳闸时间；9）动作延时3：通常整定为失磁后系统电压低于允许值跳闸时间。三、复合电压过流保护1）过流动作值：按和相邻后备保护配合整定，且要大于发电机额定电流；2）低电压动作值：按照躲过发电机运行中可能出现最低电压整定；3）负序电压动作值：按照躲过正常运行时最大不平衡电压整定；4）动作时间1和2：按照和相邻后备保护配合整定；5）电流记忆时间：依照系统实际情况整定。四、反时限负序过流保护1）定时限段负序电流动作值：按照发电机长久允许运行负序电流整定；2）定时限段动作延时：按躲过后备保护动作延时整定；3）反时限段开启电流：按照发电机长久允许运行负序电流整定；4）反时限长延时时间：按照发电机能承受反时限段开启电流时间整定；5）散热系数：通常按照发电机长久允许负序电流标么值整定；6）热值系数：按发电机A值整定；7）反时限段速断电流：按躲过主变高压侧两相短路条件整定；8）反时限段速断延时：按照保护动作灵敏度整定延时时间。五、转子一点接地保护1）动作电阻：依照机组实际情况整定动作电阻；2）动作延时：依照机组时间情况整定动作延时。六、转子二点接地保护1）二次谐波动作电压：通常等于额定负荷下二次谐波电压实测值乘于可靠系数；2）动作延时：按躲过瞬时出现两点接地故障整定，通常为1～1.5S。七、PT断线告警1）负序电压动作值：按照躲过发电机运行时最大不平衡电压整定；2）负序电流动作值：按照躲过发电机运行时最大不平衡电流整定；3）动作延时：通常取6～10S。压板名称对应功效横差保护发电机横差保护功效投退失磁保护发电机失磁保护功效投退复合电压过流保护发电机复合电压过流保护功效投退反时限负序过流保护发电机反时限负序过流保护功效投退转子一点接地保护发电机转子一点接地保护功效投退转子二点接地保护发电机转子二点接地保护功效投退PT断线保护PT断线告警功效投退发电机断水发电机断水遥信统计功效投退发电机热工发电机热工遥信统计功效投退主汽门关闭主汽门关闭遥信统计功效投退发电机励磁事故发电机励磁事故遥信统计功效投退

五、装置背板端子图5.1RBC801G数字式发电机差动保护装置背板端子定义图5.2RBC802G数字式发电机后备保护装置背板端子定义图225241.5265.5190.5225241.5265.5190.52592304-7×10.522225265.5190.5241.5±0.34×φ7RBC803R数字式测控装置一、概述RBC803R数字式综合测控装置主要是针对发电机组相关测控、主变有载调压控制、发电厂变电站公共测控要求设计开发，也能够用于一条线路或变压器回路测控。功效配置交流量测量一组三相电流、三相电压及零序电压﹑电度、频率、功率﹑功率因数开关量输入11路开关量输入，可整定非电量为“跳闸”或“告警”，前4路非电量可任意整定跳闸出口开关量输出8路开关量空接点输出，可对4个开关进行跳﹑合闸遥控操作回路三相操作回路，断路器手跳、手合操作及跳合位置指示二、整定及压板2.1整定值清单及说明序号定值名称参考范围单位备注