IMP3402微机发电机保护测控装置调试说明书.docx

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IMP3402微机发电机保护测控装置调试说明书

武汉华工电气自动化有限责任公司发布

2005-7-20实施

2005-7-20发布

IMP-3402微机发电机保护测控装置

调试说明书

Q/HEAJ.TS004-2005

Q/HEA

武汉华工电气自动化有限责任公司企业标准

前言

制订本标准的目的是保证公司对IMP-3402微机发电机保护测控装置的调试达到规定的质量标准。

本标准如有与新颁的国家标准、行业标准或上级文件精神等相抵触的地方，则应以新颁的国家标准、行业标准或上级文件精神为准。

本标准由公司技术室提出并归口。

本标准主要起草人：

本标准由公司技术室负责解释。

校核：

审定：

批准：

适用于IMP-3402V4.00以上。

目录

前言I

目录2

1目的1

2适用范围1

3环境要求1

3.1工作大气条件1

3.2周围环境要求1

4定义1

5参考及引用资料1

6仪器设备、工具及附件1

7软件1

8功能及性能指标1

8.1功能1

8.2性能指标2

9工作原理3

10设备的连接3

11调试前的准备3

11.1开入板与装置的连接3

11.2开出转接板与装置的连接4

12调试过程4

12.1电压采集精度测试4

12.2电流采集精度测试5

12.3功率测试5

12.4频率测试5

12.5开关量状态测试6

12.6直流模拟量测试6

12.7基本保护功能测试6

12.8测试记录（附录A）11

附　录　AIMP-3402微机发电机保护测控装置测试记录表12

A.1电量精度测量12

A.2开关量状态、SOE控制与记录测试13

A.3基本保护功能测试13

A.4动作时间测试15

A.5直流模拟量测试16

A.6装置故障模拟16

附　录　B装置接线图17

11　目的

制定本调试说明书的目的为了规范IMP-3402微机发电机保护测控装置的调试方法。

12　适用范围

本调试说明书主要适用于IMP-3402微机发电机保护测控装置的调试工作，也可以作为工程技术人员参考使用，在进行装置调试这前请阅读IMP-3402微机发电机保护测控装置使用说明书。

13　环境要求

13.1　工作大气条件

1）环境温度：

0～45℃；

2）相对湿度：

5%～95%；

3）大气压力：

66～108kPa。

13.2　周围环境要求

1）无导电尘埃，无剧烈振动冲击源；

2）工作台面干净、整洁；

3）设备接地良好。

14　定义

无

15　参考及引用资料

1）IMP-3402微机发电机保护测控装置使用说明书；

2）IMP-3402微机发电机保护测控装置通用技术条件；

3）继电保护测试仪使用说明书。

16　仪器设备、工具及附件

1）继电保护测试仪一台；

2）0.2级标准功率源一台；

3）4位半数字万用表一块；

4）计算机一套；

5）IET8203开入转接板两块和直流24V电源一块；

6）十字螺钉起、一字螺钉起各1件。

17　软件

ONLLY系列计算机自动化测试调试（继电保护）系统。

18　功能及性能指标

18.1　功能

18.1.1　保护功能

1）复合电压启动过电流保护；

2）过电压保护；

3）发电机综合式3Uo定子接地保护；

4）发电机3Io定子接地保护；

5）负序过电流保护；

6）频率异常保护；

7）过负荷告警功能；

8）PT断线告警功能；

9）控制回路异常告警功能。

18.1.2　其他功能

1）测量；

2）保护动作记录；

3）SOE记录；

4）定值替换。

18.2　性能指标

18.2.1　额定参数

1）交流频率：

50Hz；

2）电源工作电压：

直流DC220V；

3）装置功耗：

不大于25W；

4）交流电流回路额定电流：

5A；

5）交流电压回路额定相电压：

57.7V；

6）交流电流回路功耗：

小于0.5VA；

7）交流回路相移：

小于5度；

8）输出接点容量:

不大于2.0A（纯阻性负载）。

18.2.2　参数整定

1）电流定值:

0.1A～50.00A；

2）零序和低电压定值:

1V～99.99V；

2）负序电压定值：

1V～50.00V；

3）负序电流定值：

0.1～50.00A；

3）过电压整定值：

1V～150V；

4）过负荷电流定值：

0.1A～50A；

5）延时定值：

0.01s～10.00s；

6）过负荷延时定值：

0.01s～20.00s；

7）开关变位顺序记录（SOE）：

允许/禁止（与之对应开关保存SOE/不保存SOE）；

8）装置在网络系统中的网络地址号：

1～99；

9）当前使用的定值组号：

1～5。

18.2.3　精度

1）测量电流、电压精度0.5级；

2）有功功率、无功功率精度1级；

3）频率测量误差不超过：

±0.1Hz；

4）功率因数测量误差不超过：

±0.05；

5）方向元件整定误差：

±5°；

6）时间整定误差：

50ms；

7）SOE时间要求：

小于5ms；

8）保护动作精度：

±5％。

18.2.4　工频耐压、抗干扰性能

1）工频耐压符合IEC255-5,GB/T15145-94的规定；

2）抗干扰性能符合IEC255-22-4,IEC255-22-2,GB/T14589.9-1995及ZBK45032-90的规定。

18.2.5　环境温度变化对性能的影响

1）当环境温度变化范围为0℃~+45℃时，装置动作值变差不超过±5%；

2）当环境温度为-25℃、+70℃各存贮24小时，并从低温转为高温的转换时间为2.5小时，装置不加激励、不通电的情况下，不应出现不可逆变化的损坏。

18.2.6　湿热性能

耐湿热性能符合GB2423.4-81的规定。

18.2.7　相对湿度

月平均最大相对湿度≤90%，机壳表面无凝露。

19　工作原理

硬件系统功能结构图如下所示：

数字IO信号

开关量输入输出

光电隔离

采样保持

阻容滤波

信号调整

模拟信号1

AD转换

模拟信号n

CPLD

CPLD

内部数据总线，地址总线，控制总线

键盘控制

LCD显示

面板信号

FLASH

SRAM

CPLD

DSP

硬件系统功能结构图

110　设备的连接

参见附录B。

111　调试前的准备

111.1　开入板与装置的连接

装置的KR1、KR3、KR4开入量为24V直流开关量输入，在调试的过程中可以采用IET8203开入转接板来对之调试，KR2开入量为直流220V开关量输入，用于采集断路器跳闸位置信号和合闸位置信号，详细接线参看附录B，，连接方法如下：

1）将IET8203开入转接板的公共端接24V直流电源的正极，开入端接24V直流电源的负极；

直流24V电源

IET8203开入转接板

开入端

公共端

－

＋

2）将IMP-3402装置的KR1、KR3、KR4的开入量端子分别接入到IET8203开入转接板的开入端子上，公共端接入到装置的COM公共端，并标明对应关系，如下图所示：

IMP-3402装置KR端子

IET8203开入转接板

开入2

开入1

COM

开入2

电源端子

公共端

开入1

3）如果将220V直流电源正极接入到装置的KR2公共端（101）端子上，220V负极接装置KR2的HWX（105）和TWX（135）端子，这时HWX和TWX为合状态，如果将220V负极断开105和135端子时，这时HWX、TWX为分状态，在IMP-3402装置可以先不接入直流220V电源，待需要做HWX和TWX状态试验时再施加直流电源。

111.2　开出转接板与装置的连接

装置的开出量为空接点输出，参看附录B，在调试的过程中可以采用IET8203开入板来对之调试，开入板的连接方法是：

1）将IET8203开入转接板的公共端接24V直流电源的正极，开入端接24V直流电源的负极，连接方式与开入的连接方式一样；

2）将IMP-3402装置的空接点开出分别接入IET8203开入转接板的开入端子，例如：

将开入板1号的上端子接装置KC2的1A，下端子接装置KC2的1B，连接方式如下图所示：

跳闸信号

IMP-3402装置KC2

IET8203开入转接板

跳断路器

1B

1A

电源端子

112　调试过程

112.1　电压采集精度测试

装置采集电压量为发电机系统二次侧三相电压UA、UB、UC以及机端和中性点的零序电压U0。

0.2标准功率源与装置的具体接线位置参见附录B。

根据调试报告，对装置的待测相施加不同的激励，记录此时电压的采集值，并计算出误差，要求误差不能超过±0.5%。

测试方法如下：

1）功率源选用“三相四线有功电能表”档；

2）将功率源的A相、B相、C相和N相电压输出端子分别接入到装置的A相、B相、C相和N相电压采集端子上；

3）三相同时输入装置额定电压0%的电压值，记录此时的Uab、Ubc、Uca线电压零点，而后升至20%（80%、100%、120%），记录此时测量的线电压值；

4）根据公式

计算各次相电压的测量误差，然后计算各次误差的平均值；

5）将功率源的A相、B相和N相电压输出端子分别接入到装置的机端零序、中性点零序和N相的电压采集端子，对机端零序和中性点零序输入装置额定电压0%的的电压值，记录此时装置的零序电压值，而后升至20%（80%、100%、120%），记录装置的零序电压测量值；

6）根据上述4）计算出机端零序、中性点零序电压的测量误差，然后计算各次误差的平均值，将测试记录填入装置调试报告。

112.2　电流采集精度测试

装置采集电流量为发电机系统二次侧三相电流Ia、Ib、Ic以及中性点零序电流I0。

功率源与装置的具体接线位置参见附录B。

装置分别设置保护电流采集端子和测量电流采集端子，根据调试报告，对装置的待测相施加不同的激励，记录此时电量的采集值，并计算出误差，测量电流采集要求误差不能超过±0.5%。

以下以测量电流采集端子A相电流为例，使用测量电流采集端子之前需要在装置保护控制字中投入“测量CT”，测量方法如下：

1）功率源选用“单相电能表”档；

2）将功率源的B相、N相电流输出引线接入到装置的A相和N相测量电流采集端子；

3）对电流A相输入装置额定电流0%的电流值，记录此时A相的电流零点，而后升至20%（80%、100%、120%），记录此时装置实际测量电流；

4）根据公式差

就算各次测量误差，然后计算各次相电流测量误差的平均值；

5）同样的方法测试测量电流采集端子的Ib、Ic、I0的电流采集精度，也可以测试保护电流采集端子三相电流采集精度，并将测试记录填入调试报告中。

112.3　功率测试

装置在采集到电压、电流、功率因素角的情况下，自动的计算出此时的有功功率、无功功率、视在功率、功率因素角。

功率因素角可以通过电流和电压相位的变化来体现其变化情况，功率源与装置的连接具体接线位置参见附录B。

根据调试报告，对装置施加不同的激励和不同的功率因素角，记录此时功率值，并计算出误差，要求误差不能超过±1%，功率因素测量误差不超过±0.05。

测量过程如下：

有功功率和视在功率的测试方法如下：

1）功率源选用“三相四线有功电能表”档；

2）将功率源的三相和N相电压、电流输出引线全部接入到装置的三相和N相电压和电流接线端子上；

3）输入额定电压57.7V不变，输入额定电流的0%，记录此时的有功功率和视在功率，而后升至20%（80%、100%、120%），记录此时装置实际测量的有功功率和视在功率；

4）根据公式

、

计算各次测量误差，而后计算各次功率测量误差的平均值。

无功功率和功率因素的测量方法如下：

1）功率源选用“三元无功功率电能表”档；

2）将继保的三相和N相电压、三相和N相电流输出引线全部接入到装置的电压和电流接线端子上；

3）输入额定电压57.7V、额定电流5A不变，改变三相电流和对应相电压的方向±30度（±45度、±60度、±90度），记录此时无功功率和功率因素的测量的平均值；

4）根据公式

、

计算各次无功功率和功率因素的测量误差，而后计算各次误差的平均值。

112.4　频率测试

频率的测试需采用继电保护测试仪（以下简称“继保”），测试方法如下，误差要求在±0.1Hz，测试方法如下:

1）继保选用“频率测试”档；

2）将继保的A相和N相电压输出引线接入到装置的A相和N相电压接线端子上；

3）根据调试报告的要求，继保对A相电压施加额定电压值57.7V，同时输入不同的频率值，记录此时装置的频率采集值，并根据误差计算公式

计算出误差，填入到调试报告中。

112.5　开关量状态测试

开关量状态测试方法如下：

（以断路器位置信号为例）

1）首先装置开关量输入信号端子不与IET8203开入转接板相连，从装置显示板上观察开入量状态，若为“分”则正确，否则为不正确；

2）同样的方法，观察状态其他开关量的状态信息，如果状态为“分”则此状态正确；

3）将装置KR1、KR3、KR4开入量端子引线接入到IET8203开入板上，依次短接开关量对应于转接板上的开入端子，如果开关量状态变为“合”则表明此开关量状态正常；

4）将装置的KR2开入量公共端接直流220V的正极，合闸位置信号（105）接入直流220V负极，则装置HWX为“合”，装置面板合闸指示绿灯亮，装置跳闸信号（135）接入直流220V负极，则装置TWX为“合”，装置面板跳闸指示红灯亮，直流220V负极断开装置105、135端子，装置显示“分”，此时表明KR2开入量正确。

112.6　直流模拟量测试

装置可以采集4路直流模拟量，其测试方法如下：

1）将装置的4路直流模拟量输入端的正极并连起来接入到直流电源装置的正极上；

2）将装置的4路直流模拟量输入端的负极并连起来接入到直流电源装置的负极上；

3）通过直流源装置分别对保护装置施加0V、3V、5V的直流电压,分别记录装置显示的模拟量值，并于标准值相比较，用（测量值－标准值）/标准值计算出测量误差；

4）模拟量的测量误差满足±1%认为装置模拟量输入正确。

112.7　基本保护功能测试

112.7.1　复合电压启动过电流保护功能测试

装置设置复合电压启动过电流保护，保护功能设置低电压或负序电压启动；同时设置PT断线闭锁，复合电压启动、PT断线都可以实现单独投/退。

复合电压启动过电流保护功能测试方法如下：

过电流保护功能测试：

1）将继保的A相、B相、C相和N相电流输出引线分别接入到装置的A相、B相、C相和N相保护电流采集端子上；

2）在保护控制中投入“过流保护；

3）在运行定值中设置过流定值为0.4A；

4）对A相施加95%整定值的电流，保护不动作，对装置A相施加105%整定值的电流，保护动作，经延时1保护跳闸，经延时2跳灭磁开关；

5）保护动作后，装置显示“复合过流动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告，改变装置过电流定值，重复上述测试，并将测试结果填入调试报告中；

7）B相、C相的过电流保护功能的测试方法同上，将测试结果填入调试报告中。

线电压低压启动过电流保护测试方法如下：

1）将继保的A相、B相、C相和N相的电压和电流输出引线分别接入到装置的A相、B相、C相和N相电压采集端子和保护电流采集端子上，以A相电压和A相电流为0相位，电压和电流相位满足星型接法；

2）在保护控制中投入“过流保护”和“电压闭锁”；

3）在运行定值中设置低压定值为10V，过流定值为2A；

4）对A相施加3A的电流，同时对装置三相施加105%整定值的线电压，保护不动作，对装置三相同时施加95%整定值的线电压，保护动作，经延时1保护跳闸，经延时2跳灭磁开关；

5）保护动作后，装置显示“复合过流动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告，改变低电压值，重复上述测试，并将测试结果填入调试报告中。

负序电压启动过电流保护测试方法如下：

1）将继保的A相、B相、C相和N相的电压和电流输出引线分别接入到装置的A相、B相、C相和N相电压采集端子和保护电流采集端子上，相位满足星型接法；

2）在保护控制中投入“过流保护”和“电压闭锁”；

3）在运行定值中设置低压定值为0V，负序电压设置为10V，过流定值为2A，将A相和B相电压输入引线互换，这样负序电压大小约为A相的电压值；

4）对A相施加3A的电流，对装置三相同时施加95%负序电压整定值的相电压，保护不动作，对装置三相同时施加105%负序电压整定值的相电压，保护动作，经延时1保护跳闸，经延时2跳灭磁开关；

5）保护动作后，装置显示“复合过流动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告，改变负序电压值，重复上述测试，并将测试结果填入调试报告中。

PT断线闭锁功能测试：

1）将继保的A、B、C三相和N相电压和电流输出引线接入到装置A、B、C三相和N相电压和保护电流端子上；

2）在装置保护控制字中投入“PT断线闭锁”、“过流保护”、“电压闭锁”，继保施加57.7V的额定相电压；

3）将A相电压设为0V，按上述方法重做低电压启动过电流试验，此时装置闭锁装置保护出口，并报PT断线告警。

4）装置报警后，装置显示“PT断线”及相关信息，面板报警灯亮，装置输出报警信号，开出转接板相对应的报警信号指示灯亮，装置复归后，报警信号返回，查看装置动作记录，装置动作记录中详细记录装置的告警相关信息；

5）同样的方法做B相和C相的PT断线闭锁测试，并将测试结果填入装置调试报告中。

112.7.2　过电压保护功能测试

装置设置过电压保护，作为发电机突然甩负荷时出现的过电压保护。

保护功能测试方法如下：

1）保护控制字中投入“过压保护”，其他退出，继保选择“交流电流/电压”档；

2）将继保的A相、B相、C相和N相接入到装置对应的A相、B相、C相和N相保护电压采集端子上，施加电压时只对待测相施加电压，其他相施加的电压为0。

3）在保护运行定值设定中设定过电压整定值为10V；

4）施加95%整定值的电压，保护不动作，施加105%整定值的电压，经延时后保护跳闸；

5）保护动作后，装置显示“过压保护动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告要求改变过压定值，重复上述试验。

112.7.3　发电机综合式3Uo定子接地保护功能测试

发电机综合式3Uo定子接地保护测试方法如下：

1）将继保A相和N相电压入端子接入到装置机端零序电压输入端子上；

2）在保护控制字中投入“综合3U0保护”、投入“出口跳闸”，继保选择“交流电流/电压”档进行测试；

3）在保护运行定值中设置3U0机端电压为10V；

4）对装置施加95％的3U0机端电压，保护不动作，对装置施加105%的3U0机端电压，保护动作，经延时保护跳闸；

5）保护动作后，装置显示“综合接地动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告要求，改变3U0机端电压的设定值，记录保护的动作情况。

三次谐波定子接地保护测试方法如下：

1）将继保A相和N相电压入端子接入到装置机端零序电压输入端子上，B相和N相接入到装置的中性点零序电压输入端子上；

2）在保护控制字中投入“综合3U0保护”、投入“中性点电压”、投入“出口跳闸”，继保选择“交流电流/电压”档进行测试；

3）对装置施加的3U0机端三次谐波电压小于3U0中性点三次谐波电压，保护不动作，对装置施加的3U0机端三次谐波电压小于3U0中性点三次谐波电压，保护动作，经延时保护跳闸；

4）保护动作后，装置显示“综合接地动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

5）根据调试报告要求，记录保护的动作情况。

112.7.4　发电机3Io定子接地保护能测试

装置设置发电机3Io定子接地保护，作为反映发电机的零序电流过流的保护功能，发电机3Io定子接地保护功能测试方法如下：

1）将继保A相和N相电流输入端子接入到装置的零序电流端子上；

2）在保护控制字中投入“3I0接地”，继保选择“交流电流/电压”档进行测试；

3）在保护运行定值中设置3I0定值为0.4A；

4）对装置施加95％整定值的电流，保护不动作，对装置施加105%整定值的电流，保护动作，经延时保护跳闸；

5）保护动作后，装置显示“3I0接地动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告要求，改变3I0定值的设定值，记录保护的动作情况。

112.7.5　负序过电流保护功能测试

装置设置负序过电流保护，包括负序过负荷，定时限负序过电流，反时限负序过电流。

测试方法说明如下：

负序过负荷：

1）将继保A相、B相、C相和N相电流入端子接入到装置的三相电流输入端子上；

2）在保护控制字中投入“负序过负荷”，继保选择“交流电流/电压”档进行测试；

3）在保护运行定值中设置负序过负荷电流值为0.5A；

4）通过改变三相电流的相位使之产生负序电流，对装置施加95％的负序过负荷定值，保护不动作，对装置施加105%的负序过负荷定值，保护动作，经延时保护跳闸；

5）保护动作后，装置显示“负序过负荷动作”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出1s跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告要求，改变负序过负荷的设定值，记录保护的动作情况。

定时限负序过电流：

1）将继保A相、B相、C相和N相电流入端子接入到装置的三相电流输入端子上；

2）在保护控制字中投入“负序过电流”，继保选择“交流电流/电压”档进行测试；

3）在保护运行定值中设置负序过电流的电流值为0.5A；

4）通过改变三相电流的相位使之产生负序电流，对装置施加95％的负序过电流定值，保护