高压发电机组并机系统技术说明书.docx
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高压发电机组并机系统技术说明书
高压发电机组
并机系统
技
术
说
明
书
深圳海圣机电有限公司
科瑞悦电气设备有限公司
2008年8月编制
高压并机系统简介
高压机组并机系统主要由高压柜和集中控制台两大部分组成。
高压柜可设于专门的配电室集中管理，集中控制台由可以安装于中央控制室。
安装于高压柜上的综合保护器及集中控制台上的COMAP控制器都带有通用RS232、MODBUS通讯协议接口，用户可以根据需要对整个并机系统的实时数据进行采集，进行集中监控、归档管理。
1.高压并机柜：
高压并机柜主要由发电机进线柜（并机柜）及PT柜、出线柜组成。
并机柜及出线柜装设综合保护装置及差动保护装置（备选项）有效的保护机组及设备安装稳定运行。
1.1系统一次图：
1.2上述高压中置柜满足IEC298、GB3906等标准要求。
按GB3906-91中的铠装式金属封闭开关设备而设。
整体由柜体和中置式可抽出部件（即手车）两大部分组成，见图《开关设备结构示意图》。
柜体分四个单独的隔室，外壳防护等级为IP4X，各小室韶山和断路器室门打开时防护等级为IP2X。
具有架空进出线、电缆进出线有其它功能方案，经排列、组合后能成为各种方案形式的配电装置。
本开关设备可以从正面进行安装调试和维护，因此它可以背靠背组成双重排列和靠墙安装，提高了开关设备的安全性、灵活性，减少了占地面积。
开关设备的外壳是选用进口敷铝锌薄钢板，经CNC机床加工，并采取多重折边工艺，这样使整个柜体不仅具有精度高、很强的抗氧化作用，而且由于采用多重折边工艺，使柜体比其它同类设备柜体整体重量轻、机械强度高、外形美观。
柜体采用组装式结构，用拉铆螺母和高强度的螺栓联接而成，这样使加工生产周期短、零部件通用性强、占地面积少，便于组织生产。
1.2.1开关设备结构
1.2.2外形尺寸和重量
尺寸和重量说明表
高度C（mm）
2300
宽度A（mm）
分支小母线额定电流达到1250A
热稳定电流40KA
800
分支小母线额定电流1600A以上
1000
深度B（mm）
电缆进出线
1500
架空进出线
1660
重量（kg）
700-1200
1.2.3开关设备技术参数
项目
单位
数据
额定电压
KV
3，6，10
最高工作电压
KV
3.6，7.2，12
额定绝缘水平
1min工频耐受电压
KV
42
雷电冲击受电压
KV
75
额定频率
Hz
50
主母线额定电流
A
630，1250，1600，2000，2500，3150
分支母线额定电流
A
630，1250，1600，2000，2500，3150
额定短时耐受电流（4S）
KA
16，20，25，31.5，40，50
额定峰值耐受电流
KA
40，50，63，80，100，125
防护等级
外壳为IP4X，隔室间，断路器室门打开时为IP2X
注：
*电流互感器的短路容量应单独考虑
1.2.4开关设备正常使用环境条件
a.周围空气温度
上限+40℃下限-10℃
b.海拔
设备安装场所的最大海拔高度1000m
c.环境温度
日平均相对湿度不大于95%，月平均相对温度不大于90%。
d.地震
地震烈度不超过8度
e.周围空气应不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气等明显污染。
f.无严重污秽及经常性的剧烈振动，严酷条件下严酷设计满足1类要求。
附：
开关外观图
1.3综合保护装置
综合保护装置选用珠海思创产品
1.3.1ST200D1-L微机型发动机差动保护装置
1.3.1.1功能概述
本装置适用于10MW以下的火力发电厂、水利发电站、企业自备电厂发电机的主保护，主要功能如下：
☆差流越限告警
☆差动速断
☆带CT断线闭锁比率差动
☆CT断线检测及闭锁
☆非电量保护
☆事件记录
☆RS485通讯接口
1.3.1.2保护功能说明
1、差流越限告警
在正常情况下装置监视各相差电流是否正常，当发现差流超过差动门槛定值的50%时，延时5s后发出告警信号，自动生成事件记录。
2、差动速断
当差流大于差动速断定值时装置立即出口跳闸，主要用于发电机严重故障时加速跳闸。
3、带CT断线闭锁的比率差动
本装置按三段折线式比率差动制动特性要求，实现比率差动。
4、CT断线检测及闭锁
CT断线判别逻辑如下：
1） 机端侧或中性点侧仅有一相电流为零；
2） 当差流小于差动门槛定值时，延时5s报CT断线信号；当差流大于差动门槛定值时，比率差动启动后各相电流均不大于启动前各相电流值，瞬时报CT断线信号。
CT断线可以由定值选择闭锁或不闭锁比率差动保护。
5、非电量保护（本体保护）
装置提供四路非电量信号输入。
前两路信号直接出口解列、灭磁、停机动作继电器，后两路只发告警信号。
1.3.2ST200D2-L微机型发电机后备保护装置
1.3.2.1功能概述
本装置适用于10MW以下的火力发电厂、水利发电站、企业自备电厂发电机的后备保护，主要功能如下：
☆两段复合电压闭锁记忆过流保护
☆过负荷保护
☆负序过流保护
☆零序过流保护
☆过电压保护
☆低电压保护
☆高低频保护
☆PT断线报警
☆事件记录
☆RS485通讯接口
1.3.2.2保护功能说明
1、两段复合电压闭锁记忆过流保护
本装置采用复合电压闭锁记忆过流保护作为发电机内部短路故障和区外短路故障的后备保护。
2、过负荷保护
装置采集发电机三相电流，与过负荷电流定值比较，当发现发电机电流大于定值时，延时发出报警信号。
3、负序过流保护
针对于发电机转子表层的过负荷，装置设置了负序过流保护，设一段时限。
负序电流由装置软件计算得到。
4、零序过流
零序过流实现95%范围的定子接地保护。
5、过电压保护
装置检测三个线电压中任一值大于整定值，经延时后跳闸。
过压保护可通过软压板自由投退。
6、低电压保护
发电机运行中电压突然降低，保护将启动低电压保护。
低电压保护不动作于出口，只发告警信号。
当三相电压为零时，装置自动退出低电压保护。
7、高低频保护
装置通过采集Uab电压获得频率信号。
高、低频保护主要用于保护汽（水）轮机，满足定值条件时动作于跳闸。
8、PT断线报警
装置接入电压为线电压，PT断线监测不设置可整定定值，由装置自动判别。
1.4直流电源
高压柜正常工作电源为直流220V或直流110V、36AH，最少两路用于开关电源，两路用于保护装置的电源。
以上电源一般用户自备或由供方代购。
2集中控制台
2.1并机工作原理
并市电模式下，当市电停电时，市电开关自动跳闸，这时市电开关内送出一个市电失电信号和市电开关跳闸信号，同时到各台机组的控制器上，如果控制器处于自动状态时，控制器收到启动信号后，延时几秒钟后（0-30S可调）启动机组预供滑油系统，使机组预润滑，再延时几秒后（0-30S可调）启动机组，各机组运行正常后，电压、频率都一致。
首先第一台机组自动合闸，另一台机组经过自动同步追踪系统自动追踪，同步合闸，并网运行，机组并网成功后，各机组通过自动负载分配器自动进行负载分配。
当市电来电时，市电转换开关柜送出一个市电有电信号和市电开关合闸信号到各发电机控制器上，各发电机便分闸延时停机，从而实现自动开机、自动并网、自动卸载停机。
并机模式下，如果控制器处于自动状态下，控制器收到启动信号后，各台机组启动，首先第一台机组自动合闸，当此机组正常运行后，另一台机组自动根据母排电参数进行追踪同步合闸。
并机后，各机组通过自动负荷分配器自动进行负载分配及无功分配。
启动信号消失后，机组自动卸载停机。
2.2并机功能简述
高压集中控制台主要以科迈控制器IG-CU-C（含负荷分配器PCLSM、通讯模块IG-COM）为主体，实现对发电机的并机、负荷控制、远程操作。
科迈IG-CU控制器是为在备用和并联模式下单台和多台发电机组工作的综合AMF控制器。
模块构造允许升级到不同的复杂水平，以便为各种各样的顾客应用程序提供最好的解决方案。
模块可选择多种操作模式，可以满足单、多机并网、多机并机、多机负荷调峰、单机备用等要求。
并机柜具有齐全的保护功能：
过电压、欠电压、过电流、短路保护、漏电保护、过频率、低频率保护、相序保护、蓄电池过、欠压保护、逆功保护等。
保护参数可以通过模块设定达到用户的各方面要求。
并机柜具有开放的通讯接口，支持RS232C、CAN总线及MODUS通讯协议。
用户可以通过科迈自带的软件加上相应的通讯硬件或是自编上位软件对发电机系统进行远程监控。
2.3主要材料
序号
名称
型号
功能参数
数量
厂家
1
科迈控制器
IG-CU-C
中文版
2
科迈
2
负荷分配器
PCLSM
负荷分配
2
科迈
3
通讯模块
IG-COM
CAN总线协议
2
科迈
4
电子电位器（备选）
PRW-1
输出电阻最大5千欧
2
国产
5
电调板（备选）
2
6
自动调压器（备选）
2
2.4技术数据
工作条件
工作温度-20~+70OC
储存温度-40~+80OC
正面保护IP65
湿度95%
符合标准
LVD（低电压指引）EN61010-1:
95+A1:
97
EC（电磁兼容性）EN50081-1:
94,EN50081-2:
96
EN50082-1:
99,EN50082-2:
97
市电和发电机
公称频率50~60Hz
频率测量误差0.1Hz
电流输入../5A互感器
公称输入电流（来自电流互感器）5A
负载（电流互感器输出阻抗）<0.1Ω
来自电流互感器的最大测量电流2X5A（10A）
电流测量误差2%公称电流
来自电流互感器的最大峰值电流30X5A=150A/1S
最大连续电流2.4X5A=12A
电压输入
测量电压231VAC相对零
400VAC相对相
最大的测量电压290VAC相对零
输入阻抗6MΩ相对相
6MΩ相对零
电压测量误差2%公称电压
过电压等级III（EN61010）
转速传感器输入
传感器形式磁传感器（推荐用屏蔽线连接）
最小输入电压2Vpk-pk（从4Hz~4KHz）
最大输入电压50Veff
最少测量频率4Hz
最大测量频率10KHz（最小输入电压6Vpk-pk）
频率测量误差1.5%
模拟输入（无电分离）
输入数量4
分辩率10bits
传感器阻抗范围0Ω~2.4KΩ
阻抗测量误差4%+/-2Ω超出测量值
模拟输出（无电分离）
输入数量1
分辩率10bits
输出范围0~20mA
2.5操作介面
2.5.1科迈控制器上的按钮与指示灯
按钮：
1.MODE►循环向前选择发电机组的操作模式（OFF→MAN→AUT）
2.MODE◄循环向后选择发电机组的操作模式（OFF→MAN→AUT）
3.HORNRESET解除警报蜂鸣
4.FAULTRESET故障和警报确认
5.START发电机组起动
6.STOP发电机组停止
7.MCBON/OFF市电电路断路器的手动打开/闭合
8.GCBON/OFF发电电路断路器的手动打开/闭合
9.PAGE显示模式的循环选择（测量→调整→历史记录）
10.▲选择设定点，选择屏幕或增加设定点值
11.▼选择设定点，选择屏幕或减少设定点值
12.ENTER确认设定点的值
指示灯：
13.市电存在：
如果市电存在并在限定值范围内，绿灯亮。
14.市电故障：
当市电发生故障时红色指示灯开始闪亮。
按FAULTRESET键后，稳定亮光（如果故障警报仍然存在）或熄灭（如果警报解除）。
15.发电电压存在：
如果发电机电压存在并在限定值范围内，绿灯亮。
16.发电组故障：
当发电机组发生故障时红色指示灯开始闪亮。
按FAULTRESET键后，稳定亮光（如果故障警报仍然存在）或熄灭（如果警报解除）。
17.发电机断路器闭合：
如果发电机断路器闭合，绿灯亮。
当发电机断路器的反馈（GCBFEEDBACK）与发电机断路器闭合/打开输出（GCBCLOSE/OPEN）不配合，绿灯闪亮。
18.市电断路器闭合：
如果市电断路器闭合，绿灯亮。
当市电断路器的反馈（MCBFEEDBACK）与市电断路器闭合/打开输出（MCBCLOSE/OPEN）不配合，绿灯闪亮。
2.5.2低压配是柜上的开关和指示灯
1．模式锁定开关：
可以锁定科迈模块的操作模式，这样可以保证其它人员在模块上误启动机组。
2．调压选择开关：
可以选择手动电压调节或是自动电压调节，当开关置于自动时，将由数字电位器自动调节电压至额定或是母排电压，并且能自动调节功率因数。
3．电压调节电位器：
当调压选择开关置于手动时，通过电位器调节AVR电压。
4．频率调节电位器：
调节转速，调节频率。
5．合、分闸指示：
显示断路器的工作状态。
6．故障指示灯：
显示警告不停机故障。
7．上线指示灯：
显示上线状态。
8．运行指示灯：
显示发电机的运行状态。
9．蜂鸣器：
显示造成停机的故障。
2.6测量屏幕显示的内容
2.6.1科迈模块上的显示
1.发电机组的操作模式。
5.发电机组的转速RPM。
2.动作警报的指示。
6.有功功率。
3.发电机组的状态。
7.功率因数。
4.发电机组的状态。
主测量屏幕
科迈控制器模式
发电机组功率表
发电机组状态
功率因数，负载特征
转速RPM
发电机屏幕
转速RPM（单柱图）
发电机频率
发电机电压V1，V2，V3（三柱图）
发电机电流I1，I2，I3（三柱图）
市电屏幕
零相电流
P市电，Q市电
市电功率因数
市电频率
市电电压V1，V2，V3（三柱图）
模拟传感器屏幕
机油压力（AI1）（单柱图）
水温（AI2）（单柱图）
燃油油位（AI3）（单柱图）
电池电压（单柱图）
IG-CU的二进制的输入
BI1到BI9
IG-CU的二进制的输出
BO1到BO9
发电机组功率屏幕
有功功率（总功率和每相功率）
功率因数（总功率因数和每相功率因数）
无功功率KVAr（总无功功率和每相无功功率）
示在功率（总示在功率和每相示在功率）
统计屏幕
千瓦时KWh（总千瓦时和每相千瓦时）
示在功率时KVAh（总KVAh和每相KVAh）
运行小时
起动次数
2.6.2低压配电柜上的仪表显示：
显示发电机本地电压、频率、有功、无功、电流及母排上的电压、频率。
2.7远程控制的数据记录
直接连接到PC（电子计算机）
科迈控制器能经RS232接口直接连接到PC。
用标准的RS232来把PC接在科迈控制器上。
PC软件--WinEdit
在PC上（直接或调制解调器连接）必需要安装ComAp软件包WinEdit（在Windows95或更新平台）。
WinEdit执行：
读数，调整所有设定点
阅读历史记录
控制引擎
配置控制器
选择软件配置
修改警报输入和输出点
直接或调制解调器通信
接收主动呼叫
历史记录文件
科迈控制器储备每一个重要的事件的记录进入历史记录文件。
历史记录文件收容117记录。
当历史记录文件满时，最旧的记录被删除掉。
记录的构成
缩写
历史记录的值
No.
历史记录事件的数字
Reason
事件的起因
Time
历史事件的时间，用格式HH：
MM：
SS（时：
分：
秒）
Date
历史事件的日期，用格式DD/MM/YY（日：
月：
年）
PWr
发电机的有功功率
PF
发电机的功率因数COSФ
LCHr
负载单位
Spd
引擎转速
Gfrq
发电机频率
Vg1
发电机电压L1
Vg2
发电机电压L2
Vg3
发电机电压L3
Mfrq
市电频率
Vm1
市电电压L1
Vm2
市电电压L2
Vm3
市电电压L3
Ig1
发电机电流L1
Ig2
发电机电流L2
Ig3
发电机电流L3
Batt
电池电压
AI1（油压）
IG-CU模拟输入1值（默认油压）
AI2（水温）
IG-CU模拟输入2值（默认水温）
AI3（燃油位）
IG-CU模拟输入3值（默认燃油位）
BInp
IG-CU的二进制输入
BOut
IG-CU的二进制输出
升级会员 