发电机说明书

RBC800G 系列数字式发电机保护装置 一 装置简介 1.1 装置概述 RBC800G 系列数字式发电机保护装置采用高性能芯片支持的通用硬件平台，维护简便；全以太网通讯方式，数据传输 快速、可靠；完全中文汉化显示技术，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。 适用于容量为 50MW 及以下的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，使产品的稳定性和运算速度得到保证 保护采用 14 位的 A/D 转换器、可选配的专用测量模块其 A/D 转换精度更是高达 24 位，各项测量指标轻松达到 配置以大容量的 RAM 和 Flash Memory，可记录 8 至 50 个录波报告，记录的事件数不少于 1000 条 可独立整定 32 套保护定值，定值切换安全方便 高精度的时钟芯片，并配置有 GPS 硬件对时电路，便于全系统时钟同步 配备高速以太网络通信接口，并集成了 IEC870-5-103 标准通信规约 尽心的电气设计，整机无可调节器件 高等级、品质保证的元器件选用 优异的抗干扰性能，组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件 完善的自诊断功能 防水、防尘、抗振动的机箱设计 免调试概念设计
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三、软件功能说明 3.1.差动速断保护 当任一相差电流大于差动速断整定值时，保护动作于全停。用于发电机在区内发生严重故障情况下快 速切除发电机。差动速断定值应能躲过外部故障的最大不平衡电流，并考虑到电流互感器饱和因素，一般 取 3～8 倍的额定电流。 3.2.比率差动保护 采用常规比率差动原理，其动作方程如下： Id > Icd （Ir Ir0） Id - Icd > Kcd ·(Ir- Ir0) (Ir ≥ Ir0) Id 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。 建议将元件中的拐点电流 Ir0 设定为 1.0 倍的高压侧额定电流， 以 保证匝间短路在制动电流小于额定电流即 Ir Ie 时，没有制动作 用。 差动电流门槛判据不宜过小，建议取 Icd＝(0.3～0.5) Ie。 比率制动系数的整定可按以下的公式进行: Kcd = Kk ·(Ktx·Fwc + △Fph) 其中，Kk 为可靠系数，取 1.3～1.5 Ktx 为同型系数，取 1.0 Kcd Fwc 为电流互感器的允许误差，取 0.1 △ Fph 为因电流互感器引起的电流不平衡产生的 Icd 相对误差，取 0.05 · · 比率制动系数 Kcd 建议取值范围为 0.3～0.7。 · · IL ∣ Id ＝∣ I + H 0 3Ie · ·Ir ＝∣ IH - IL ∣/2 Ir0 式中， IH 、 IL 分别为机端侧和中性点侧电流。 3.3.TA 断线报警及闭锁 具有瞬时 TA 断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。 3.3.1 瞬时 TA 断线 比率差动启动后，需经过瞬时 TA 断线的检测，保证差流不是由于断线引起的。判别为 TA 断线后， 发出告警信号，报告 TA 断线，通过调整控制字可以决定是否闭锁差动保护。 瞬时 TA 断线判别在满足下列任何一个条件时，将不进行 TA 断线判别： 1) 启动前某侧最大相电流小于该侧额定电流的 20％，则不判该侧； 2) 启动后相电流最大值大于该侧额定电流的 120％； 3) 启动后任一侧电流比启动前增加。 在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为 CT 断线： 1) 只有一相电流为零； 2) 其余两相电流于启动前电流相等。 3.3.2 差流越限告警 如差流大于 15％的额定电流，经判别超过 10s 后，发出告警信号。并报告差流越限，但不闭锁差动保护。 这一功能兼起保护装置交流采样回路的监视功能。 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的失磁故障保护，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 断线闭锁功能， TV 断线 发告警信号。 其动作逻辑如下： 系统低电压〈定值 & 阻抗圆满足 & PT 断线 & Ufd 转子低电压〈 t2/0 发信或发信且停机 t/0 + t1/0 发信或发信且切换励磁 t3/0 发信或发信且停机
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2.4.5 射频场感应的传导骚扰度 通过 GB/T 17626.6－1998 标准、射频场感应的传导骚扰度 3 级试验 2.4.6 工频磁场抗扰度 通过 GB/T 17626.8－1998 标准、工频磁场抗扰度 5 级试验 2.4.7 脉冲磁场抗扰度 通过 GB/T 17626.9－1998 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 通过 GB/T 17626.10－1998 标准、阻尼振荡磁场抗扰度 5 级试验。 2.4.9 振荡波抗扰度 通过 GB/T 17626.12－1998 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 规定的严酷等级为 I 级的振动耐久能力试验。 2.5.2 冲击 装置能承受 GB7261 中 17.5 规定的严酷等级为 I 级的冲击耐久能力试验。 2.5.3 碰撞 装置能承受 GB7261 第 18 章规定的严酷等级为 I 级的冲击耐久能力试验。 2.6 环境条件 a) 环境温度：工作：-40℃～85℃。 贮存：25℃～+70℃,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 90%,同时该月的月平均 最低温度为 25 ℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时,平均最大相对湿 度不超过 50%。 c) 大气压力：86～106kPa（相对海拔高度 2km 以下）
1.3 功能配置 表 1 本系列产品的型号及功能配置表 功能 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 遥控功能压板 GPS 对时 远方管理
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转子低电压动作判据方程为： Kf×Vfd/125 < (P-Pt)/866 3.5 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起的定子绕组过流而导致绕组过热，保护 判别发电机绕组 B 相电流的大小，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的后备保护，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 记忆功能。 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导致定子绕组过 热，保护判别发电机三相电流大小，由三个部分组成： 1) 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启动值时，按下限延时动 作于告警信号； 2 2) 反时限： 当三相电流任一相电流大于反时限启动值时， 按反时限动作方程 (I -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热时间的常数； 3) 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 发电机横差保护通常用于反应发电机定子绕组的匝间短路和某一并联绕组的开焊，保护取自发电机 中性点双分支间的不平衡基波电流，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，引起转子表层过热，发电机反时限负序过流保护保护转子在上述情况下不长期 过热使转子绝缘降低而导致发电机损坏，保护判别发电机定子负序电流大小，由三个部分组成： 1) 下限定时限：当负序电流大于下限定值但不满足反时限启动值时，按下限延时动作于 告警信号； 2 2) 反时限：当负序电流大于反时限启动值时，按反时限动作方程 (I2 -K)t ≥ A 动作，式中： I 2--为发电机负序电流标么值，K —发电机长期运行运行负序电流的标么值，A—发电机 转子表层承受负序电流能力的常数； ； 3) 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，在甩负荷后由于调速系统调速跟不上，容易出现定子电压超出 允许范围的过电压现象；此时一般需配备过电压保护，保护取自发电机机端线电压，当任一相大于整 定值时经整定的延时动作于停机。 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的接地方式， 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，保护采用新型叠加直流原理，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的缺点，能准确计算出转子对地的绝缘电阻值，保证转子 任一点对地接地的灵敏度，同时在不起励时也能发现转子一点接地故障，保护根据计算出的转子对地电阻， 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，可以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
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二 技术参数 2.1 额定参数 2.1.1 额定直流电压： 2.1.2 额定交流数据： a) 相电压 b) 线电压 c) 交流电流 220V 或 110V（订货注明） V 100 V 5A 或 1A（订货注明）
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d) 额定频率 2.1.3 功率消耗： a) 直流回路
50Hz
正常工作时：不大于 15W 动作时： 不大于 25W b) 交流电压回路 每相不大于 0.5VA c) 交流电流回路 额定电流为 5A 时：每相不大于 1VA 额定电流为 1A 时：每相不大于 0.5VA 2.1.4 状态量电平： CPU 及通信接口模件的输入状态量电平 24V（18 V～30V） GPS 对时脉冲输入电平 24V（18 V～30V） 各 CPU 输出状态量（光耦输出）允许电平 24V（18 V～30V） 驱动能力 150mA 2.2 主要技术性能 2.2.1 采样回路精确工作范围（10％误差） 电压：0.4 V～120V 电流：0.08In－20In 2.2.2 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 60VA 2.2.3 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，误差不超过 40ms; 1s 以上时，误差不超过<±2.5％; 频率偏差： <0.02Hz 2.2.5 整组动作时间(包括继电器固有时间) 速动段的固有动作时间： 1.2 倍整定值时测量，不大于 50ms 2.2.6 暂态超越 不大于 5% 2.2.7 模拟量测量回路精度 装设专用测量子模件的测控装置： 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 装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压 500V 的兆欧表测量其绝缘电阻 值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于 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 2000V 历时 1 分钟的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，装置的电源输入回路、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 的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压 5kV。 2.3.4 耐湿热性能 装置能承受 GB7261 第 21 章规定的湿热试验。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 24 小时的交变湿热试验， 在试验结束前 2 小时内根据 2.3.1 的要求， 测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、 电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于 1.5MΩ ，介质耐压强度不低于 2.3.2 规定的介质强度试验电压幅值的 75％。 2.4 电磁兼容性能 2.4.1 静电放电抗干扰度 通过 GB/T 17626.2－1998 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 通过 GB/T 17626.3－1998 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 通过 GB/T 17626.4－1998 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 通过 GB/T 17626.5－1999 标准、浪涌（冲击）抗扰度 3 级试验。