微机发电机差动保护装置使用说明书概要.docx

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微机发电机差动保护装置使用说明书概要

微机发电机差动保护装置

使用说明书

1.使用范围及特点1

1.1基本保护配置1

1.2保护装置主要特点1

2.主要技术数据1

2.1额定参数1

2.2功率消耗2

2.3过载能力2

2.4工频耐压及抗干扰性能2

2.5工作条件2

2.6输出接点3

3.硬件结构说明3

3.1机箱外观视图3

3.2装置端子图5

4.保护功能原理8

4.1基本保护功能原理8

4.2其他功能9

5.使用操作指南11

5.1前面板配置及各部件功能11

5.2运行状态下的信息及各键功能11

6.使用维护及故障处理19

6.1装置投运前的检查19

6.2故障处理19

6.3标志、包装、运输、贮存19

7.装置安装说明20

7.1接线原理图20

7.2装置接线方式图20

7.3安装尺寸21

1.使用范围及特点

本装置适合用于100MW以下发电机的主保护，具有发电机的差动保护、差流越限告警。

本装置提供通信接口，可以和其他保护、自动化设备一起，通过通信接口组成自动化系统。

1.1基本保护配置

✧二段式比率制动差动保护

✧差流速断保护

✧差流越限告警

1.2保护装置主要特点

✧处理器采用32位浮点DSP，具有处理速度快、多级流水线操作、快速中断处理等优点，电量采集采用14位A/D转换芯片，具有测量精度高等优点；

✧中文图形液晶显示，人机界面清晰友好，调试方便，操作简单；

✧具有完善的自诊断和监视功能，对故障具体定位，方便调试；

✧具有完整的的动作记录、录波记录，所有信息掉电保持；

✧具有保护模拟量的采集功能；

✧支持RS485、RS232通讯方式；

✧可支持远方对时、远方参数修改、远方投退保护、传送记录信息；

✧装置可以通过组合键恢复到参数的出厂默认设置；

✧具有GPS对时功能，满足现场的时间要求；

✧具有现地\远方打印功能，具有定值打印功能。

2.主要技术数据

2.1额定参数

1）额定频率：

50Hz；

2）输入额定电流：

5A；

3）电源额定电压：

DC220V/AC220V。

2.2功率消耗

1）交流电流回路：

功率消耗不大于0.5VA；

2）整机电源功耗：

不大于25W。

2.3过载能力

交流电流回路：

2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10s；40倍额定电流，允许0.1s。

2.4工频耐压及抗干扰性能

2.4.1电磁兼容

试验项目

耐受等级

参照标准

辐射电磁场干扰试验

Ⅲ级

GB/T14598.9-2002

快速瞬变干扰试验

Ⅳ级

GB/T14598.10-1996

脉冲群干扰试验

Ⅲ级

GB/T14598.13-1998

静放电试验

Ⅳ级

GB/T14598.14-1998

2.4.2绝缘与耐压

试验项目

耐受等级

参照标准

绝缘试验

＞100MΩ（用500V兆欧表）

GB/T14598.3-1993

耐压试验

2.5kV（弱电0.5kV）

GB/T14598.3-1993

冲击试验

5kV（弱电1kV）

GB/T14598.3-1993

2.5工作条件

1）环境温度：

-5℃～+50℃；

2）相对湿度：

5%～95%；

3）大气压力：

86～106kPa；

4）环境介质：

不允许有导致金属或绝缘损坏的腐蚀性气体及较严重的尘埃和霉菌。

2.6输出接点

1）输出回路的触点容量：

电压不超过250V，电流不超过0.5A，时间常数为5ms±0.75ms，容量为30W的直流有感负荷；

2）动作速率为：

1800次/h；

3）装置应能可靠动作及返回次数：

1000次，并无机械损坏现象。

3.硬件结构说明

3.1机箱外观视图

1）装置正视图

④

③

①

②

2）正视图说明如下：

1液晶显示屏

2信号指示灯（从上到下）依次为：

运行（绿色）、通讯（绿色）、报警（红色）、跳闸（红色）、故障（红色）

3功能按钮（从左到右）依次为：

复位键、复归键、返回键、→键、↑键、↓键、←键、确认键

4远方/现地切换锁

3）装置侧面及背面视图

如下依次为装置的左侧面板、上侧面板、下侧面板、右侧面板视图：

如下为装置的背面板视图：

3.2装置端子图

3.2.1模拟量端子图

MN1MN2

引脚

定义

中性点电流Ia

中性点电流Ia地

中性点电流Ib

中性点电流Ib地

中性点电流Ic

中性点电流Ic地

备用

引脚

定义

机端电流Ia

机端电流Ia地

机端电流Ib

机端电流Ib地

机端电流Ic

机端电流Ic地

备用

3.2.2开关量输出端子图

KC2KC1

引脚

定义

跳断路器Relay触点1

跳断路器Relay触点2

跳灭磁开关Relay触点1

跳灭磁开关Relay触点2

备用

引脚

定义

TA断线告警信号Relay触点1

TA断线告警信号Relay触点2

跳闸信号输出Relay触点1

跳闸信号输出Relay触点2

报警信号输出Relay触点1

报警信号输出Relay触点2

KC3KC4

引脚

定义

装置故障报警Relay触点1

装置故障报警Relay触点2

备用

引脚

定义

备用

跳闸信号3秒脉冲触点1

跳闸信号3秒脉冲触点2

报警信号3秒脉冲触点1

报警信号3秒脉冲触点2

ALARM

引脚

定义

装置电源消失报警Relay触点1

装置电源消失报警Relay触点2

备用

3.2.3电源端子图

电源输入

定义

220V＋

220V－

GND

3.2.4通信接口

装置提供RS-485，RS-232两种通讯方式，RS232为内部调试用，RS485端口通信协议采用DL/T667-1999远动设备及系统第5部分传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准（IEC60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准），其通信接口用于现场远方调试和组建自动化系统。

装置提供一RS232打印通讯口，用于实现现地配置有打印机的现地打印功能。

装置提供两个接口，分别为打印通讯口和计算机通讯口。

1）打印通讯以及调试通讯口（COM1）：

异步RS232（波特率2400，数据位8，停止位1个，无校验）

端口

序号

端口定义

功能

COM1

（RS232）

打印

GND

调试

GND

2）上位机通讯口（COM2）：

异步RS485（波特率9600，数据位8，停止位1个，无校验）

端口

序号

端口定义

功能

COM2

（RS485）

通讯

GND

3）跳线说明：

调试时可使用调试通讯RS232口，调试通讯RS232和RS485通讯口不能同时使用，跳线方法如下：

（1）JP5.1---JP5.3JP5.2—JP5.4短接，选择RS232接口（IET-3A00板上）；

（2）JP5.3---JP5.5JP5.4—JP5.6短接，选择RS485接口；

（3）出厂默认为RS485方式通讯。

4.保护功能原理

4.1基本保护功能原理

4.1.1二段式比率制动差动保护

装置设置二段式比率制动差动保护作为发电机的主保护，能反映发电机内部相间短路、匝间短路等故障。

其动作特性图如下：

原理方程如下：

式中：

为差动电流，

为差动动作最小值，

为制动电流，

为制动电流最小值，

为二段式比率制动系数。

差动电流的计算：

制动电流的计算：

式中：

为发电机定子绕组两侧二次电流矢量值。

4.1.2TA断线闭锁

当TA断线时，可能引起差动保护的误动作，故可通过TA断线识别来闭锁差动保护。

当三相电流大于等于0.2In时，启动TA断线判别程序，当同时满足以下条件时，认为TA断线：

1）三相电流中至少一相电流不变（变化范围小于±0.2A）；

2）最大相电流小于1.2倍额定电流（线路正常）；

3）三相电流中一相或两相无电流。

4.1.3差流速断保护

装置设置差流速断保护，在装置检测到任一相差流大于差流速断整定值时，立即保护动作出口，动作于断路器跳闸，并且发出跳闸信号。

4.1.4差流越限告警

装置设置差流越限告警功能，在装置检测到任一相差流大于差流越限告警整定值时，差流越限告警，并发出差流越限告警信号。

4.2其他功能

4.2.1测量

本装置可以测量到发电机机端Ia、Ib、Ic三相电流值，发电机中性点Ia、Ib、Ic三相电流值。

通过装置的液晶显示屏显示出机端、中性点电流的测量值，同时也可以通过通信接口将测量值送至上位机进行显示。

4.2.2保护动作记录

保护动作记录可以记录各种保护动作后的保护类型及相关事故信息，本保护测控装置最多可永久性记录15次事故内容。

详细保护动作信息见后表三。

4.2.3故障录波记录

本装置提供故障录波功能。

保护跳闸或告警动作后，装置自动记录机端Ia、Ib、Ic三相电流和中性点Ia、Ib、Ic三相电流的波形数据，录波数据为记录故障前两个周波和故障后两个周波，每周波12点采样的的波形数据。

此录波数据通过保护的通讯接口送入上位机系统后还原为原始波形。

本装置最多可以记录15条的故障录波记录。

4.2.4装置电源消失报警

装置由外部交流或者直流220V电源供电，如果外部电源消失或者不能正常供电，装置将不能实现正常的保护功能，因此装置设置电源消失报警功能。

当接入装置的电源消失时，保护装置通过ALARM空接点输出口输出报警信号。

装置电源正常时，ALARM输出断开信号；装置电源消失时，ALARM输出闭合信号。

4.2.5定值替换

本装置提供5套定值，可以通过键盘选择运行定值组，也可以由上位机选择切换。

4.2.6定值打印

本装置提供定值打印功能，可以打印的定值包括保护控制字，运行定值，其他设置，第1～5组运行定值。

在数据打印菜单中选择所要打印的项目，按确定即可以打印出所选项目的全部定值。

4.2.7装置故障告警

本装置具有完整的装置自检功能，当装置本体发生故障时，装置报装置故障信号。

装置具有故障模拟功能，为了测试装置故障时能够正常的输出装置故障报警信号，当模拟装置故障时，装置故障继电器将出口。

装置可以模拟的故障有：

出口通道故障，RAM故障，FLASH故障和A/D故障。

装置故障模拟的测试方法为：

按住“←”键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模拟“出口通道故障”；按住“↑”键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模拟“RAM故障”；按住“↓”键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模拟“FLASH故障”；按住“→”键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模拟“A/D故障”。

5.使用操作指南

装置面板采用128×64中文显示带黄色背光的液晶显示器，装置显示的信息均以中文方式显示。

所有的保护参数及保护功能都可以通过面板上的键盘进行修改、保存。

装置的所有信息均可以通过面板上的液晶显示屏进行查看。

5.1前面板配置及各部件功能

装置设有8个功能按钮：

复位键：

主机复位功能，可将装置程序初始化；

复归键：

主机复归功能，可将装置保护动作进行复归，装置不进行初始化，继续进行；

确认键：

确认执行此操作，包括菜单的选择定值的修改和控制命令的执行；

返回键：

放弃执行操作或返回到上一级菜单界面；

↑键：

光标上移，数值+1；

↓键：

光标下移，数值-1；

←键：

光标左移；

→键：

光标右移。

装置面板上安装5个指示灯，其分别表示为：

运行（绿色）——装置运行指示灯；

通信（绿色）——装置开始通信时指示灯；

报警（红色）——报警指示灯；

跳闸（红色）——保护跳闸指示灯；

装置故障（红色）——装置发生故障指示灯；

装置具有远方/现地切换开关（带锁）。

5.2运行状态下的信息及各键功能

装置通电，或者在装置通电情况下按“复位”键，装置进入运行画面，画面显示如下：

IMP－3401微机

发电机差动保护

版本4.00地址01

武汉华工电气

按“确定”键进入装置主菜单，装置主菜单显示如下：

参数设定

数据打印

电量显示

参数显示

装置显示

历史记录

按“返回”键将返回到装置运行画面，在装置主菜单用“↑”键和“↓”键来选择选项，按“确认”进入该所选项，按“←”键和“→”键换页显示。

5.2.1电量显示

电量显示菜单中显示发电机二次侧系统机端和中性点的A、B、C三相电流值，以及系统三相差动电流和制动电流值。

当光标停留在“电量显示”选项时，按“确定”键，进入装置电量显示菜单，按“←”键和“→”键换屏显示如下：

机端Ib0.00A

机端Ic0.00A

中点Ia0.00A

中点Ib0.00A

A相差流0.00A

B相差流0.00A

C相差流0.00A

机端Ia0.00A

中点Ic0.00A

制动Ia0.00A

5.2.2参数显示

参数显示菜单显示装置的保护控制字、运行定值、其他设置、第1～5组定值、通道校准的设定值，在此菜单中只显示装置参数设定值，不能对定值进行修改。

当光标停留在“参数显示”选项时，按“确定”键，进入装置参数显示菜单，按“↑”键和“↓”键选择选项，按“←”键和“→”键换屏显示，参数显示菜单显示如下：

通道校准

第2组定值

第3组定值

第4组定值

第5组定值

保护控制字

运行定值

其它设置

第1组定值

当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键进入此选项的参数设定值显示。

例如：

光标停留在“保护控制字”，按“确认”键进入到保护控制字的参数设定显示，参数显示菜单显示如下：

差动速断投入

差动保护退出

TA断线闭锁退出

差流越限告警退出

其中，保护控制字用来显示装置各种保护功能的投入或者退出；运行定值中显示装置运行的保护定值；其他设置中显示装置网络地址、选定组值、CT变比、PT变比；第1～5组定值为装置提供的5组保护定值供本装置或上位机选择切换；通道校准显示通道校准系数为出厂调试用。

5.2.3装置显示

装置显示菜单中显示装置的厂家型号、系统时间、系统自检、打印口设置、通讯口设置、以太网口设置。

在装置主菜单中当光标停留在“装置显示”选项时，按“确定”键，进入到装置的装置显示菜单，在此菜单中显示装置本身的设置，按“↑”键和“↓”键选择选项，按“←”键和“→”键换屏显示，装置显示菜单显示如下：

厂家型号

系统时间

系统自检

打印口设置

通讯口设置

以太网设置

当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键进入此选项的装置显示，例如：

装置系统自检、打印口设置、通讯口设置显示如下：

波特率9600

数据位8

停止位1

校验0

波特率2400

数据位8

停止位1

校验0

出口通道OK

SRAMOK

FLASHRAMOK

A/DOK

其中，厂家型号显示本装置的代号、名称、版本号、生产单位；系统时间显示为装置内部计时器的日期和时间；系统自检记录装置启动时自检状态；打印口、通讯口、以太网口设置显示装置的通讯设置值。

5.2.4历史纪录

在装置主菜单中当光标停留在“历史记录”选项时，按“确定”键，进入到装置历史记录显示菜单，在此菜单中显示装置的历史记录，按“↑”键和“↓”键选择选项，历史记录显示如下：

动作记录

清除历史

录波记录

当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键进入此选项的历史记录显示，动作记录记录装置最近15次保护动作类型及相关的事故信息，当光标停留在“动作记录”，按“确认”键进入到动作记录画面，按“←”键和“→”键换页显示如下：

速断电流5.00A

2．A相速断

日期：

2005-10-1

时间：

00:

52:

差动电流6.00A

当光标停留在“录波记录”时，按“确认”键进入到录波记录画面，录波记录记录装置最近15条录波数据信息，按“←”键和“→”键换页显示如下：

11．机端电流Ia

日期：

2006-6-12

时间：

10:

12:

14.318

PageNO0

11#0.10.1

020.150.1

040.10.09

060.020.07

当光标停留在“清除历史”时，按“确认”键进入到记录画面，装置提示“按确定执行，按返回退出”，如果按“返回”键，装置返回到历史记录主画面，如果按“确定”键装置显示如下：

历史数据已清除！

清除历史记录？

按确定执行

按返回退出

如果没有相对应的历史记录，装置显示如下：

动作记录

总共记录条数0

5.2.5参数设定

参数设定菜单中可以修改装置的全部参数设置。

在装置主菜单中，当光标停留在“参数设定”选项时，按“确定”键，装置提示输入密码，在默认情况下密码为6个“←”键，装置显示如下：

输入口令：

******

在输入密码后按“确认”键进入装置参数设定菜单画面，通过“↑”键和“↓”键移动光标选择选项，参数设定菜单显示如下：

通道校验

日期时间设置

修改口令

恢复出厂设置

第2组定值

第3组定值

第4组定值

第5组定值

保护控制字

运行定值

其他设置

第1组定值

当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键进入到此选项的参数设置画面，对于控制字型参数的设定，通过“↓”键和“↑”键将光标移动到此参数处，只需要通过“←”键和“→”键便可以修改当前的设置。

保护控制字菜单中设置装置各种保护功能的投入或者退出，详细保护控制字定义见后表一，装置保护控制字菜单显示如下：

差动速断投入

差动保护退出

TA断线闭锁退出

差流越限告警退出

对于数字定值型参数的修改，通过“↓”键和“↑”键将光标移动到此参数处，按“确定”键，通过“↓”键和“↑”键来进行数据的加减，用“←”键和“→”键来进行数据位的选择。

运行定值菜单中设置装置运行的保护定值，详细定义见后表二，运行定值菜单显示如下：

速断电流10.00A

启动电流1.5A

制动电流3.00A

比率系数0.40

越限电流1.00A

其他设置中设置装置网络地址、选定组值、CT变比、PT变比，装置提供5套保护定值，选定值组为当前装置运行的保护定值组，默认为1。

其他设置菜单显示如下：

网络地址01

选定组值1

CT变比20.0

PT变比100.0

通道校准菜单中设置装置通道校准系数，为出厂调试用，用户不需修改。

日期时间设置菜单中设置系统的日期和时间；修改口令菜单中可以修改装置进入参数设定菜单的密码；恢复出厂设置可以直接将装置的设定值恢复到装置出厂时的设置。

通道校准菜单部分、日期时间设置菜单、口令设置菜单显示如下：

输入******

2005年01月01日

00时22分47秒

机端Ia1.000

机端Ib1.000

机端Ic1.000

中点Ia1.000

修改后按“返回”键，当装置提示“按确认键保存当前的修改，按返回键放弃了当前的修改”时，按“确认”保存参数的设定，按“返回”放弃。

按“返回”或“确定”的显示如下：

定值修改结果

按确定固化

按返回键退出

修改固化成功

定值修改结果

按确定固化

按返回键退出

放弃修改返回

定值修改结果

按确定固化

按返回键退出

按“返回”返回到装置主菜单。

5.2.6数据打印

装置提供数据打印功能，可以进行打印的内容为动作记录以及操作记录，当光标停留在“数据打印”选项时，按“确定”键，进入到装置数据打印功能主菜单，按“↑”键和“↓”键选择选项，数据打印菜单显示如下：

动作记录

保护控制字

运行定值

其他设置

通过“↑”键和“↓”键移动光标选择选项，选项后按“确认”键装置开始打印，显示“正在打印…”。

5.2.7保护动作显示

若装置发生保护动作，将弹出保护动作信息画面，按“返回”键后退出保护动作信息显示。

例如装置当前显示为画面一，保护动作后显示为画面二，按“返回”键退出，保护动作显示如下：

A相差流0.00A

B相差流0.00A

C相差流0.00A

机端Ia0.00A

A相差动

2005-01-12

15:

31:

按返回键退出

表一、装置“参数设定”菜单中，保护控制字的定义如下：

序号

保护名称

显示名称

定义

出厂设置

差流速断

1：

投入；0：

退出

差动保护

1：

投入；0：

退出

TA断线闭锁

1：

投入；0：

退出

差流越限告警

1：

投入；0：

退出

序号

保护名称

保护定值

定值范围及步长

出厂设置

差流速断

速断电流

0.1～99.99A，0.01A

10.00A

差动保护

启动电流

0.02～40A，0.01A

1.50A

制动电流

0.02～60A，0.01A

3.00A

比率系数

0.15～0.9，0.01

0.40

差流越限告警

越限电流

0.02～12A，0.01A

1.00A

表二、装置“参数设定”菜单中，运行定值的定义如下:

表三、保护动作详细信息如下：

序号

名称

时间

数据1

数据2

数据3

数据4

数据5

A相差动

动作时间

差电流

启动电流

拐点电流

比例系数

制动电流

B相差动

动作时间

差电流

启动电流

拐点电流

比例系数

制动电流

C相差动

动作时间

差电流

启动电流

拐点电流

比例系数

制动电流

A相速断

动作时间

差电流

速断电流

未用

B相速断

动作时间

差电流

速断电流

未用

C相速断

动作时间

差电流

速断电流

未用

A相越限

动作时间

差电流

差流越限

未用

B相越限

动作时间

差电流

差流越限

未用

C相越限

动作时间

差电流

差流越限

未用

TA断线

动作时间

未用

6.使用维护及故障处理

6.1装置投运前的检查

1）外观检查

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