988发电机后备保护测控装置
988发电机后备保护测控装置

988发电机后备保护测控装置适用于水轮机容量不超过10MW、汽轮发电机容量不超过100MW的发电机保护,该保护装置具有复合电压闭锁过电流保护、负序过电流保护、失磁保护、逆功率保护、定子接地保护等发电机组专用的保护功能、与998(发电机差动保护)、989(发电机接地保护)一起构成完整的发电机保护。
988发电机后备保护样品图988发电机后备保护样品图
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保护功能

复合电压闭锁过电流保护;
负序过电流保护;
过负荷;
零序过流;
过电压;
低电压;
过频率;
低频率;
逆功率保护;
失磁保护;
定子接地保护;
 PT 断线告警
CT断线告警

 

测控功能

母线电压:Uab、Ubc、Uca;Ua、Ub、Uc;
测量电流:Ia、 Ib、 Ic、
功率:P、Q、cosФ;
频率:f;

 

辅助功能

控制回路断线;
手动分、合闸
遥控分、合闸;
故障录波;

 

通讯方式

485通讯;
以太网通讯;
光纤通讯;

保护原理

 

复合电压起动过流保护

该保护装在发电机机端,作为发电机及变压器相间短路的后备保护,由负序电压、低电压、过流元件构成,其原理框图如下:

 

 复合电压过流原理图

其中:U2——负序电压;
          U——三个线电压中的最低者;
          I——三个相电流中的最大者;
          U2·zd——负序电压整定值,整定范围0~50V;
          Uzd——低电压整定值,整定范围0~100V;
          Izd——过电流整定值,整定范围0~12Ie。
        (Ie为二次侧额定电流)
 

过负荷

     动作条件:Ia,b,c>Iset;  T>Tset
    其中:Ia,b,c为保护三相电流(或门关系),
   Iset 为过负荷整定值,Tset为过负荷延时整定值。
 

 

过电压保护

 过电压保护可作为作为发电机、主变过电压保护,输入信号为机端线电压。

 

过电压保护原理图

保护取三相线电压,当任一相线电压大于整定值,保护即动作。
a.动作电压整定范围:100-200V,整定误差不超过±5%;
b.动作延时整定范围:0.1~50s,误差不超过1%;
c.定值整定清单

PT断线保护

当输入电压满足以下条件时,PT断线告警并发出告警信号:
1.PT断线“投” ;
2:采样通道得到的零序电压小于PT断线电压设定值
3.计算得到的零序电压大于PT断线电压设定值,
经过延时,发出“PT断线”告警信号。
 

 

失磁保护

     失磁保护反应发电机励磁回路故障而引起的异步运行,采用异步阻抗圆。
动作判据为:

 

发电机失磁保护判断依据

  其中:U1、I1为正序电压、电流,UN为发电机额定电压57.7V,Ie为发电机二次额定电流,Xd为发电机同步电抗标幺值,X’d为发电机暂态电抗标幺值。
 为了可靠起见,增加辅助判据:U2《0.1UN,UN为发电机额定电压57.7V,只有两个判据同时满足要求才出口。
 保护设二时限,可分别整定,一般一时限动作于减出力、切换备用励磁,二时限动作于解列灭磁。

发电机失磁保护异步阻抗圆

失磁保护原理框图如下:

 

发电机失磁保护原理图

定子接地零序电压保护

 

     定子零序电压保护反应发电机定子接地引起的零序电压,基波零序电压保护发电机85%~95%的定子绕组单相接地,三次谐波零序电压保护发电机中性点附近定子绕组的接地,两部分共同完成发电机100%定子绕组单相接地保护,可由控制字选择发信号或跳闸。

    基波零序电压保护反应发电机零序电压的大小,零序电压取自发电机中性点TV,如中性点无TV,用机端TV的开口三角绕组零序电压。

三次谐波定子接地保护由以下两种判据组成:

   (1)三次谐波电压比较式,动作方程为:U3T/U3N》K3W     式中:U3T为当前测量的机端零序电压的三次谐波电压值,U3N为当前测量的中性点三次谐波电压值,K3W为两者的比值整定值,其中机端零序电压由机端三相电压软件合成。如无中性点零序电压TV,则三次谐波零序电压不能完成。

     (2)三次谐波电压比值变化量保护,动作方程如下:

        U3T/U3N-U3T(P)/U3N(P)》0.125

        式中: U3T(P)、U3N(P)为保护启动前测量的机端和中性点零序三次谐波的记忆值,发电机正常运行时其两者的比值变化很小,并且变化缓慢,在中性点附近发生接地时此判据能可靠灵敏动作。 

发电机定子接地保护原理图

 

装置额定数据:

      交流电流:  5A或1A
      交流电压:  100V或100/V
      工作电压:  AC/DC 85V到265V
      频    率:  50Hz
      波    形:  正弦,波形畸变不大于2%
      纹波系数:  不大于3%
 

装置功耗:


      交流电流回路:In=5A时每相不大于0.5VA;   In=1A时每相不大于0.3VA
      交流电压回路:每相不大于0.5VA
      直流电源回路:正常工作时,不大于10W;     保护动作时,不大于30W。
 

测量元件精度:


      刻度误差:不大于±1%
      温度变差:在工作环境温度范围内,不大于±2%
      综合误差:不大于±3%
      测量电流:0.2级;
      母线电压:0.2级;
      频    率: 0.01HZ;
      P、Q、COSφ:0.5级;
      通讯分辨率:不大于1ms;
      通讯速率:300N(N =1/2/4/8/16/32/64)可调;
      GPS对时精度:不大于1ms;
 

环境条件:


      正常工作温度范围:-30℃~+60℃; 极限工作温度范围:-40℃~+70℃
      贮存温度:-40℃~+70℃
      相对湿度:不大于95%,不凝露。
      地震烈度:8度
      水平加速度:0.2g
      垂直加速度:0.2g
      大气压力:60Kpa ~ 110Kpa
      防护等级:≥IP32级
      海拔高度:4000米
 

保护、测量范围:


      测量电流:0.1In~1.2In;
      保护电流:0.1In~20In;
      零序电流:0.1In~20In
      电    压:0.1V~120V
      频    率:48.00~52.00Hz
 

整定范围及误差:


      电流整定范围:0.01In ~20In,误差<±2%
      电压整定范围:0 ~120V,    误差<±2%
      整定步长:0.01In
      时间整定范围:0 ~100S,误差<±2%
      整定步长:0.01S
 

接点容量:


     跳闸、合闸线圈出口:0.5 至5A自适应;
     跳闸、合闸出口:DC220V   5A
     继电器最大出口:10A
     信号出口:DC220V   5A

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