水电站控制系统,AE-6052后备保护单元箱

1. 概述
AE-6052发电机后备保护装置(以下简称装置),主要适应于50MW以下发电机的后备保护和测控。6052发电机后备保护测控与6051发电机差动保护装置一起构成发电机成套保护测控系统。
主要功能
保护功能:
a) 速断保护
b) III段复合电压闭锁过流保护
c) 过负荷保护
d) II段负序电流保护
e) 过电压保护
f) 低电压保护
g) 定子接地保护
h) 失此磁保护
i) PT断线告警
j) 控制回路断线告警
遥测功能:
三相电流、三相电压 、三线电压、频率,功率、功率因数、零序电压、直流量
遥控功能:
断路器分合闸,装置信号复归,保护软压板投退
遥信功能:
8路遥信开入量
其它:
网络对时和手动对时功能
全隔离RS-485通讯接口,国际标准ModBUS-RTU通讯协议
2. 技术数据
AC输入电流
额定5A: 15A连续;短时250A 1秒
极限动态范围:625A持续 1周波(正弦波)
功耗:5A 时0.16VA,15A时1.15VA
额定1A: 3A连续;短时100A 1秒
极限动态范围:250A 持续1周波(正弦波)
功耗:1A 时0.06VA,3A时1.18VA
输出接点
符合IEC 255-0-20:1974,采用简单评估法
5A持续
30A接通符合IEEC C37.90:1989
100A持续 1秒
启动/返回时间:<5ms
分断能力(L/R = 40ms):
24V 0.75A 10,000次
48V 0.50A 10,000次
125V 0.30A 10,000次
250V 0.20A 10,000次
循环能力(L/R = 40ms):
24V 0.75A 每秒2.5次
48V 0.50A 每秒2.5次
125V 0.30A 每秒2.5次
250V 0.20A 每秒2.5次
光隔输入
在额定控制电压下,每个光隔输入的电流为5mA。
额定电源
110伏: 88 - 132Vdc或88 – 121Vac
220伏: 176 - 264Vdc或176 - 242Vac
额定5.5瓦, 最大8.5瓦
例行绝缘
试验 电流输入端:500Vac 60秒 不小于10M
电源、光隔输入及输出接点:500Vac 60秒 不小于10M
带CE标志的装置进行下列IEC255-5:1977绝缘测试;
模拟输入:500Vac 60秒 不小于10M
电源、光隔输入及输出接点:500Vac 60秒 不小于10M
工作温度 -10℃~+55℃(+14°F~+131°F)。
老化 从室温到+75℃(+167℉)每次48小时以上。一共二十(20)次温度循环。
装置重量 2.5kg(5磅8盎司)。
型式试验及标准
IEEE C37.90.1:1989 IEEE保护继电器及继电器系统抗冲击性能(SWC)试验标准。
IEEE C37.90.2:1987 继电器系统抗电磁辐射干扰试验试用标准
IEC 68-2-30:1985 基本环境试验程序Part 2:试验,试验Db和导则:湿度,周期(12+12小时循环)。湿度 95% ,温度 25-55℃之间
IEC 801-2:1991 工业过程测量及控制设备电磁兼容性,
Part 2:静电放电要求
IEC 801-3:1984 工业过程测量及控制设备电磁兼容性,
Part 3:辐射电磁场要求
IEC 801-4:1988 工业过程测量及控制设备电磁兼容性,
Part 4:电子快速暂态要求
GB/T 17626.2-1998 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗干扰度试验
GB/T 17626.11-1998 电磁兼容 试验和测量技术 快速瞬变脉冲群抗度试验
GB/T 14285 -93 《继电保护及安全自动装置技术规程》
GB/T 7261-2000 《继电器及装置基本试验方法》
3. 保护原理说明
3.1 速断保护
装置设速断保护,无时限,可通过软压板投退,其动作方程:
Imax≥Idz
式中:
Imax:A、B、C三相电流中最大值
Idz:速断电流定值
保护逻辑框:
3.2 III段复合电压闭锁过流保护
装置设III段复合电压闭锁过电流保护,定值、时间可独立整定,其保护方程为:
Imax≥Idz and (Umin≤U1dz or U2≥U2dz)
式中:
Imax:A、B、C三相电流中最大值
Umin:A、B、C三相电压中的最小相
U1dz: 复合电压闭锁低电压定值
U2: 负序电压
U2dz: 复合电压闭锁负序电压定值
保护逻辑框:
3.3 过负荷保护
装置设过负荷保护,定值、时间可独立整定,其保护方程为:
Imax≥Idz
式中:
Imax:A、B、C三相电流中最大值
Idz:过负荷定值
保护逻辑框:
3.4 II段负序电流保护
装置设II段负序电流保护,定值、时间可独立整定,I段可跳闸,II段发故障信号,其保护方程为:
Ⅰ段动作方程为:I2>I21dz
Ⅱ段动作方程为:I2>I22dz
负序电流计算公式如下:
I2=(Ia+Ibe-120j+Ice+120j)/3
式中:
I2:负序电流
I21dz:负序I电流定值
I22dz:负序II电流定值
保护逻辑框:
3.5 过电压保护
装置设过电压保护,定值、时间可独立整定,其保护方程为:
Umax≥Udz
式中:
Umax:三相线电压中的最大值
Udz:过电压保护定值
保护逻辑框:
3.6 低电压保护
装置设低电压保护,定值、时间可独立整定,其保护方程为:
Umax≤Udz
式中:
Umax:三相线电压中的最大值
Udz:低电压保护定值
保护逻辑框:
3.7 定子接地保护
装置设定子接地保护,定值、时间可独立整定,其保护方程为:
U0≥U0dz
式中:
U0:零序电压
U0dz:定子接地保护定值
保护逻辑框:
3.8 失磁保护
失磁保护是为反映发电机励磁回路工作是否异常而设定的,当发电机运行在低励或失磁状态下时,该保护经延时动作于跳主开关、灭磁开关、关闭发电机阀门。
失磁保护采用最大灵敏角为-90°的具有偏移特性的方向阻抗原理,采用静稳阻抗圆来检测发电机失磁,具有低电压、励磁电压闭锁,动作特性如下:
静态阻抗特性圆
保护逻辑图:
阻抗元件按以下公式计算:
:发电机暂态电抗 Xd:发电机同步电抗
uef:发电机额定线电压 Ief:发电机额定电流
3.9 PT断线告警
三相电压最大相大于20V,最小相小于10V或三相电压最大相小于20V,三相电流最大相大于0.2A
4. 系统参数、定值清单
序号 | 项目 | 说明 |
1 | 通讯地址 | 范围:1~225 |
2 | 波特率 | 1200/2400/4800/9600 |
3 | 保护电流系数 | 出厂整定为1230 (缺省值) |
4 | 测量电流系数 | 出厂整定为12300 (缺省值) |
5 | 零序电流系数 | 出厂整定为12300 (缺省值) |
6 | 电压系数 | 出厂整定为1160 (缺省值) |
7 | 直流量1系数 | 出厂整定为9592 (缺省值) |
8 | 直流量2系数 | 出厂整定为9592 (缺省值) |
9 | 线路号 | 用户可根据需要调整 |
10 | PT变比 | 反映系统一次电压和二次电压的比例关系 |
11 | CT变比 | 反映系统一次电流和二次电流的比例关系 |
12 | 直流量1变比 | 用户调整 |
13 | 直流量2变比 | 用户调整 |
14 | 速断保护 | 投/退 |
15 | 速断定值 | 范围:0~100A |
16 | 复闭电流定值 | 范围:0~100A |
17 | 复闭电流方向 | 投/退 |
18 | 复合电压闭锁 | 投/退 |
19 | 低电压定值 | 范围:0~200V |
20 | 负序电压定值 | 范围:0~200V |
21 | 复闭流I | 投/退 |
22 | 复闭流I延时 | 范围:0~100S |
23 | 复闭流II | 投/退 |
24 | 复闭流II延时 | 范围:0~100S |
25 | 复闭流III | 投/退 |
26 | 复闭流III延时 | 范围:0~100S |
27 | 过负荷保护 | 投/退 |
28 | 过负荷定值 | 范围:0~100A |
29 | 过负荷延时 | 范围:0~100S |
30 | 负序I保护 | 投/退 |
31 | 负序I定值 | 范围:0~100A |
32 | 负序I延时 | 范围:0~100S |
33 | 负序II保护 | 投/退 |
34 | 负序II定值 | 范围:0~100A |
35 | 负序II延时 | 范围:0~100S |
36 | 过电压保护 | 投/退 |
37 | 过电压出口方式 | 跳闸/信号 |
38 | 过电压定值 | 范围:0~200V |
39 | 过电压延时 | 范围:0~100S |
40 | 低电压保护 | 投/退 |
41 | 低电压出口方式 | 跳闸/信号 |
42 | 低电压定值 | 范围:0~200V |
43 | 低电压延时 | 范围:0~100S |
44 | 定子接地保护 | 投/退 |
45 | 定子接地出口方式 | 跳闸/信号 |
46 | 定子接地定值 | 范围:0~200V |
47 | 定子接地延时 | 范围:0~100S |
48 | 失磁保护 | 投/退 |
49 | 失磁出口方式 | 跳闸/信号 |
50 | 失磁电压 | 范围:0~200V |
51 | 低电压启动 | 范围:0~200V |
52 | XA | 范围:0~10Ω |
53 | XB | 范围:10~60Ω |
54 | 失磁保护延时 | 范围:0~100S |
5. 装置接线说明
5.1 装置对外接线图
参考附图1(背面端子图)参考附图2(装置接线原理图)
5.2 装置电源及直流量
端子201、202为装置电源输入端,电源为直流时,201接正极,202接负极,为交流时不分极性;端子203为装置屏蔽接地端子;
端子101、102、103为直流量输入端,101为公共端。
5.3 交流电流和电压输入
端子104、105、106、107、108、109分别为保护电流IA、IB、IC输入;端子110、111、112、113、114、115分别为测量电流Ia、Ib、Ic输入;端子116、117、118、119分别为电压UA、UB、UC、UN输入;端子120、121为备用端子;端子122、123为零序电压输入。
5.4 开入量
装置共有8路开入,端子223为合位位置信号、224为跳位位置信号。端子225、226、227、228、229、230为备用开入信号;端子231为公共端。接线见附图3。
5.5 信号及控制回路端子
204、205端子为装置异常告警出口;
206、207为事故告警出口;
208、209为故障告警出口;
210、211,212、213,214、215为三组跳闸出口;
216端子为遥控输入端;
218端子接合闸线圈;219端子接跳闸线圈;
220端子为手动合闸端子;221端子为手动跳闸端子;
217、222端子接-KM、+KM,该操作电源可交直两用。
注:控制回路电源为交流电源时装置不带防跳继电器
5.6 通讯端子
232、233端子为RS-485通讯端子。
6. 显示及键盘操作说明
6.1 键盘及信号灯说明
信号灯:
RUN:运行信号灯
COMM:通讯信号灯
ON:合位信号灯
OFF:跳位信号灯
FAULT:事故信号灯
EVENT:故障信号灯
6.2 运行说明
正常运行时显示模拟量,线路号,断路器位置。如下图所示
6.3 正常显示及菜单说明
在正常显示方式下或显示动作时,按下ENT键弹出主菜单,如下:
按 ↓
进入主菜单按↑ ↓ 键使光标在菜单之间切换,按ENT键进入所选的菜单,进入某些菜单需要密码,出厂整定密码为000000
6.4 设置参数菜单说明
进入设置参数菜单时,输入装置密码,装置出现以下界面
设置密码可以设置装置密码
进入修改系统参数按ENT键进行修改第一项定值,可用↑ ↓ ← →键进行整定,定值整定后按ENT键会弹出如下界面
按←键或→键选择否或是,按ENT键确认。按↑或↓进行下一个定值修改。
6.5 历史报告菜单说明
进入历史报告菜单弹出如下界面
查看报告:显示所记录的事件报告,按↑键和↓键进行查看,查看报告时按←键或→键可查看对应此报告的动作数据。装置可记录31个事件,且掉电不丢失。
删除报告:按ENT键可删除所有报告。
6.6 时钟日历菜单说明
时钟日历菜单可查看和修改时钟日历,修改时钟日历可按↑ ↓ ← →键进行修改
6.7 开入检测菜单说明
进入开入检测菜单弹出如下界面
有开入信号对应的开入显示为1,反之则为0
6.8 就地遥控菜单说明
进入就地遥控菜单弹出如下界面
按↑键和↓键选择要检测的继电器号,按ENT键确认,然后按←键或→键使光标处在合的位置上,按ENT键确认。
6.9 版本号菜单说
版本号菜单显示的是此装置的版本信息。
7. 调试及异常处理说明
7.1 开关量输入检查
在开入检测菜单下对开关量进行检查,将开关量输入端子231接-220V直流电源 ,223、224、225、226、227、228、229、230分别接+220V直流电源,对应的开关量显示为1,否则显示为0。如装置的控制电源为交流只需把端子231分别与其余各端子短接,对应的开关量显示为1,否则显示为0。
7.2 继电器回路检查
在就地遥控菜单下对继电器回路进行检查,详细操作见就地遥控菜单说明。
7.3 模拟量输入检查
在装置交流电流、电压输入端加入额定值,在正常显示界面下查看模拟量,显示值误差分别是:保护电流不超过±5%,电压不超过±5%,测量电流不超过±0.5%。如果某一路误差过大,应该在定值菜单中调整的电流或电压系数。
7.4 整组调试
如上述检查全部正确,可整定装置的定值,然后检查装置的动作情况,确认所有保护功能全部正确。
7.5异常处理说明
告警及异常内容 | 处理方法 |
PT断线告警 | 检查PT二次保险 |
控制回路异常 | 检查开关辅助节点,+KM、-KM保险,跳、合位监视 |
模拟量异常 | 检查电流或电压系数,模拟量输入端子 |
开出回路故障 | 检查开出回路端子,更换CPU插件或开入开出插件 |
开入回路故障 | 检查开入回路端子,更换CPU插件或开入开出插件 |
8. 运行及保修
8.1 运行重要注意事项
1. 装置接地端子必须可靠接地。
2. 装置工作环境温度为-25℃~55℃,防雷、防雨雪,干燥无尘,通风好,原理热源,周围空气中不含有酸、碱等腐蚀性物质。
3. 运行前装置的液晶视窗如有“冷凝”现象,请在装置干燥后通电。
4. 装置工作电源变化不应超过额定电压的±20%。
5. 运行中不允许在就地遥控菜单中操作。
8.2 保修
用户在正常贮存、运输及运行的条件下,产品出厂日期一年内如发现产品损坏,制造厂负责免费更新或修理。产品终生有偿服务。
9. 订货须知
订货时应指明
a.产品型号、名称、订货数量
b.电源电压、控制回路电压类型(AC220/DC220)
c.装置是否需要带防跳继电器
d.特殊功能要求
e.供货地址及时间