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關鍵詞: 水電站自動化,大壩監測,水庫閘門自動化,光伏新能源|

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水電站綜合自動化系統

水電站控制系統,AE-6052后備保護單元箱

1. 概述

AE-6052發電機后備保護裝置(以下簡稱裝置),主要適應于50MW以下發電機的后備保護和測控。6052發電機后備保護測控與6051發電機差動保護裝置一起構成發電機成套保護測控系統。

主要功能

保護功能:

a) 速斷保護                          

b) III段復合電壓閉鎖過流保護

c) 過負荷保護

d) II段負序電流保護

e) 過電壓保護

f) 低電壓保護             

g) 定子接地保護    

h) 失此磁保護  

i) PT斷線告警

j) 控制回路斷線告警

 

遙測功能:

三相電流、三相電壓 、三線電壓、頻率,功率、功率因數、零序電壓、直流量

遙控功能:

斷路器分合閘,裝置信號復歸,保護軟壓板投退

遙信功能:

8路遙信開入量

其它:

網絡對時和手動對時功能

全隔離RS-485通訊接口,國際標準ModBUS-RTU通訊協議

 

2. 技術數據

AC輸入電流

額定5A 15A連續;短時250A  1

            極限動態范圍:625A持續 1周波(正弦波)

                 功耗:5A 0.16VA,15A1.15VA

額定1A 3A連續;短時100A 1

                 極限動態范圍:250A 持續1周波(正弦波)

                功耗:1A 0.06VA,3A1.18VA

輸出接點        

符合IEC 255-0-201974,采用簡單評估法 

         5A持續

         30A接通符合IEEC C37.901989

         100A持續 1

         啟動/返回時間:<5ms

         分斷能力(L/R = 40ms):

         24V 0.75A 10,000

         48V 0.50A 10,000

         125V 0.30A 10,000

         250V 0.20A 10,000

   循環能力(L/R = 40ms):

          24V 0.75A 每秒2.5 

          48V 0.50A 每秒2.5 

          125V 0.30A 每秒2.5

          250V 0.20A 每秒2.5 

光隔輸入

在額定控制電壓下,每個光隔輸入的電流為5mA。

額定電源

 110伏: 88 - 132Vdc88  121Vac

          220伏: 176 - 264Vdc176 - 242Vac

          額定5.5, 最大8.5

例行絕緣

試驗       電流輸入端:500Vac 60 不小于10M

  電源、光隔輸入及輸出接點:500Vac 60 不小于10M

          CE標志的裝置進行下列IEC255-51977絕緣測試;

          模擬輸入:500Vac 60 不小于10M

          電源、光隔輸入及輸出接點:500Vac 60 不小于10M

工作溫度   -10℃~+55℃(+14°F~+131°F)。

老化         從室溫到+75+167)每次48小時以上。一共二十(20)次溫度循環。

裝置重量   2.5kg58盎司)。

型式試驗及標準      

  IEEE C37.90.11989 IEEE保護繼電器及繼電器系統抗沖擊性能(SWC試驗標準。

IEEE C37.90.21987 繼電器系統抗電磁輻射干擾試驗試用標準 

IEC 68-2-301985 基本環境試驗程序Part 2:試驗,試驗Db和導則:濕度,周期(12+12小時循環)。濕度 95% ,溫度 25-55℃之間            

IEC 801-21991 工業過程測量及控制設備電磁兼容性,

Part 2:靜電放電要求

IEC 801-31984 工業過程測量及控制設備電磁兼容性,

Part 3:輻射電磁場要求

IEC 801-41988 工業過程測量及控制設備電磁兼容性,

Part 4:電子快速暫態要求

GB/T 17626.2-1998 電磁兼容 試驗和測量技術 靜電放電抗干擾度試驗

GB/T 17626.11-1998 電磁兼容 試驗和測量技術 快速瞬變脈沖群抗度試驗

GB/T 14285 -93 《繼電保護及安全自動裝置技術規程》

GB/T 7261-2000 《繼電器及裝置基本試驗方法》

 

3. 保護原理說明

3.1 速斷保護 

裝置設速斷保護,無時限,可通過軟壓板投退,其動作方程:

Imax≥Idz

式中:

  Imax:A、B、C三相電流中最大值

  Idz:速斷電流定值

保護邏輯框:

3.2  III段復合電壓閉鎖過流保護

裝置設III段復合電壓閉鎖過電流保護,定值、時間可獨立整定,其保護方程為:

Imax≥Idz  and  (UminU1dz  or   U2U2dz)

式中:

  Imax:A、B、C三相電流中最大值

  Umin:A、B、C三相電壓中的最小相

  U1dz: 復合電壓閉鎖低電壓定值

  U2: 負序電壓

  U2dz: 復合電壓閉鎖負序電壓定值

保護邏輯框:

3.3 過負荷保護

    裝置設過負荷保護,定值、時間可獨立整定,其保護方程為:

Imax≥Idz

式中:

  Imax:A、B、C三相電流中最大值

  Idz:過負荷定值

保護邏輯框:

3.4 II段負序電流保護

裝置設II段負序電流保護,定值、時間可獨立整定,I段可跳閘,II段發故障信號,其保護方程為:

動作方程為:I2>I21dz

  動作方程為:I2>I22dz

負序電流計算公式如下:

I2=(Ia+Ibe-120j+Ice+120j/3

      

式中:

  I2:負序電流

  I21dz:負序I電流定值

I22dz:負序II電流定值

保護邏輯框:

3.5 過電壓保護

裝置設過電壓保護,定值、時間可獨立整定,其保護方程為:

Umax≥Udz

式中:

  Umax:三相線電壓中的最大值

  Udz:過電壓保護定值

保護邏輯框:

 

 

3.6 低電壓保護

裝置設低電壓保護,定值、時間可獨立整定,其保護方程為:

UmaxUdz

式中:

  Umax:三相線電壓中的最大值

  Udz:低電壓保護定值

保護邏輯框:

 

3.7 定子接地保護

裝置設定子接地保護,定值、時間可獨立整定,其保護方程為:

U0≥U0dz

式中:

  U0:零序電壓

 U0dz:定子接地保護定值

保護邏輯框:

 

3.8 失磁保護

失磁保護是為反映發電機勵磁回路工作是否異常而設定的,當發電機運行在低勵或失磁狀態下時,該保護經延時動作于主開關、滅磁開關、關閉發電機閥門。

失磁保護采用最大靈敏角為-90°的具有偏移特性的方向阻抗原理,采用靜穩阻抗圓來檢測發電機失磁,具有低電壓、勵磁電壓閉鎖,動作特性如下:

靜態阻抗特性圓

保護邏輯圖:

阻抗元件按以下公式計算:

       

 

發電機暫態電抗     Xd發電機同步電抗

uef發電機額定線電壓    Ief發電機額定電流

 

3.9 PT斷線告警

   三相電壓最大相大于20V,最小相小于10V或三相電壓最大相小于20V,三相電流最大相大于0.2A   

 

4. 系統參數、定值清單

序號

       項目

                說明

 1

 通訊地址

 范圍:1~225

 2

 波特率

 1200/2400/4800/9600

 3

 保護電流系數

 出廠整定為1230 (缺省值)

 4

 測量電流系數

 出廠整定為12300 (缺省值)

 5

 零序電流系數

 出廠整定為12300 (缺省值)

 6

 電壓系數

 出廠整定為1160 (缺省值)

 7

 直流量1系數

 出廠整定為9592 (缺省值)

 8

 直流量2系數

 出廠整定為9592 (缺省值)

 9

 線路號

 用戶可根據需要調整

 10

 PT變比

反映系統一次電壓和二次電壓的比例關系

 11

 CT變比

反映系統一次電流和二次電流的比例關系

 12

 直流量1變比

 用戶調整

 13

 直流量2變比

 用戶調整

 14

 速斷保護

 /退

 15

 速斷定值

 范圍:0~100A

 16

 復閉電流定值

 范圍:0~100A

 17

 復閉電流方向

 /退

 18

 復合電壓閉鎖

 /退

 19

 低電壓定值

 范圍:0~200V

 20

 負序電壓定值

 范圍:0~200V

 21

 復閉流I

 /退

 22

 復閉流I延時

 范圍:0~100S

 23

 復閉流II

 /退

 24

 復閉流II延時

 范圍:0~100S

 25

 復閉流III

 /退

 26

 復閉流III延時

 范圍:0~100S

 27

 過負荷保護

 /退

 28

 過負荷定值

 范圍:0~100A

29

 過負荷延時

 范圍:0~100S

30

 負序I保護

 /退

31

 負序I定值

 范圍:0~100A

32

 負序I延時

 范圍:0~100S

33

 負序II保護

 /退

34

 負序II定值

 范圍:0~100A

35

 負序II延時

 范圍:0~100S

36

 過電壓保護

 /退

37

 過電壓出口方式

 跳閘/信號

38

 過電壓定值

 范圍:0~200V

39

 過電壓延時

 范圍:0~100S

40

 低電壓保護

 /退

41

 低電壓出口方式

 跳閘/信號

42

 低電壓定值

 范圍:0~200V

43

 低電壓延時

 范圍:0~100S

44

 定子接地保護

 /退

45

 定子接地出口方式

 跳閘/信號

46

 定子接地定值

 范圍:0~200V

47

 定子接地延時

 范圍:0~100S

48

 失磁保護

 /退

49

 失磁出口方式

 跳閘/信號

50

 失磁電壓

 范圍:0~200V

51

 低電壓啟動

 范圍:0~200V

52

 XA

 范圍:0~10Ω

   53

 XB

 范圍:10~60Ω

   54

 失磁保護延時

 范圍:0~100S

 

 

 

 

5. 裝置接線說明

5.1 裝置對外接線圖

 參考附圖1(背面端子圖)參考附圖2(裝置接線原理圖)

5.2 裝置電源及直流量

 端子201、202為裝置電源輸入端,電源為直流時,201接正極,202接負極,為交流時不分極性;端子203為裝置屏蔽接地端子;

端子101、102、103為直流量輸入端,101為公共端。

5.3 交流電流和電壓輸入

 端子104、105、106、107、108、109分別為保護電流IA、IB、IC輸入;端子110、111、112、113、114、115分別為測量電流Ia、Ib、Ic輸入;端子116、117、118、119分別為電壓UA、UB、UC、UN輸入;端子120、121為備用端子;端子122、123為零序電壓輸入。

5.4 開入量

 裝置共有8路開入,端子223為合位位置信號、224為跳位位置信號。端子225、226、227、228、229、230為備用開入信號;端子231為公共端。接線見附圖3。

5.5 信號及控制回路端子      

 204、205端子為裝置異常告警出口;

 206、207為事故告警出口;

 208、209為故障告警出口;

 210、211,212、213,214、215為三組跳閘出口;

 216端子為遙控輸入端;

 218端子接合閘線圈;219端子接跳閘線圈;

 220端子為手動合閘端子;221端子為手動跳閘端子;

 217、222端子接-KM、+KM,該操作電源可交直兩用。

注:控制回路電源為交流電源時裝置不帶防跳繼電器

 

 

5.6 通訊端子

 232、233端子為RS-485通訊端子。

 

6. 顯示及鍵盤操作說明

6.1 鍵盤及信號燈說明

 信號燈:

 RUN:運行信號燈

 COMM:通訊信號燈

 ON:合位信號燈

 OFF:跳位信號燈

 FAULT:事故信號燈

 EVENT:故障信號燈   

 

 6.2 運行說明

    正常運行時顯示模擬量,線路號,斷路器位置。如下圖所示

 

6.3 正常顯示及菜單說明

在正常顯示方式下或顯示動作時,按下ENT鍵彈出主菜單,如下:

 

 

                                       

 

 

 

進入主菜單按   鍵使光標在菜單之間切換,按ENT鍵進入所選的菜單,進入某些菜單需要密碼,出廠整定密碼為000000  

6.4 設置參數菜單說明

進入設置參數菜單時,輸入裝置密碼,裝置出現以下界面

 

 

  

 

 

 

設置密碼可以設置裝置密碼

進入修改系統參數按ENT鍵進行修改第一項定值,可用   鍵進行整定,定值整定后按ENT鍵會彈出如下界面      

 

   

 

 

 

 

鍵或鍵選擇否或是,按ENT鍵確認。按進行下一個定值修改。

6.5 歷史報告菜單說明

進入歷史報告菜單彈出如下界面

 

 

 

 

 

查看報告:顯示所記錄的事件報告,按鍵和鍵進行查看,查看報告時按鍵或鍵可查看對應此報告的動作數據。裝置可記錄31個事件,且掉電不丟失。

刪除報告:按ENT鍵可刪除所有報告。

6.6 時鐘日歷菜單說明

時鐘日歷菜單可查看和修改時鐘日歷,修改時鐘日歷可按   鍵進行修改

6.7 開入檢測菜單說明  

進入開入檢測菜單彈出如下界面

 

 

 

 

 

 

有開入信號對應的開入顯示為1,反之則為0

6.8 就地遙控菜單說明

進入就地遙控菜單彈出如下界面

 

 

 

 

 

 

鍵和鍵選擇要檢測的繼電器號,按ENT鍵確認,然后按鍵或鍵使光標處在合的位置上,按ENT鍵確認。

6.9 版本號菜單說

版本號菜單顯示的是此裝置的版本信息。

7. 調試及異常處理說明

7.1 開關量輸入檢查

在開入檢測菜單下對開關量進行檢查,將開關量輸入端子231接-220V直流電源 ,223、224、225、226、227、228、229、230分別接+220V直流電源,對應的開關量顯示為1,否則顯示為0。如裝置的控制電源為交流只需把端子231分別與其余各端子短接,對應的開關量顯示為1,否則顯示為0。

7.2 繼電器回路檢查

在就地遙控菜單下對繼電器回路進行檢查,詳細操作見就地遙控菜單說明。

7.3 模擬量輸入檢查

在裝置交流電流、電壓輸入端加入額定值,在正常顯示界面下查看模擬量,顯示值誤差分別是:保護電流不超過±5%,電壓不超過±5%,測量電流不超過±0.5%。如果某一路誤差過大,應該在定值菜單中調整的電流或電壓系數。

7.4 整組調試

如上述檢查全部正確,可整定裝置的定值,然后檢查裝置的動作情況,確認所有保護功能全部正確。

7.5異常處理說明

   

告警及異常內容

處理方法

PT斷線告警

檢查PT二次保險

控制回路異常

檢查開關輔助節點,+KM、-KM保險,跳、合位監視

模擬量異常

檢查電流或電壓系數,模擬量輸入端子

開出回路故障

檢查開出回路端子,更換CPU插件或開入開出插件

開入回路故障

檢查開入回路端子,更換CPU插件或開入開出插件

 

8. 運行及保修

8.1 運行重要注意事項

1. 裝置接地端子必須可靠接地。

2. 裝置工作環境溫度為-25~55,防雷、防雨雪,干燥無塵,通風好,原理熱源,周圍空氣中不含有酸、堿等腐蝕性物質。

 3. 運行前裝置的液晶視窗如有“冷凝”現象,請在裝置干燥后通電。

 4. 裝置工作電源變化不應超過額定電壓的±20%。

 5. 運行中不允許在就地遙控菜單中操作。

8.2 保修

用戶在正常貯存、運輸及運行的條件下,產品出廠日期一年內如發現產品損壞,制造廠負責免費更新或修理。產品終生有償服務。

 

 

 

 

 

 

9. 訂貨須知

  訂貨時應指明

  a.產品型號、名稱、訂貨數量

  b.電源電壓、控制回路電壓類型(AC220/DC220

  c.裝置是否需要帶防跳繼電器

  d.特殊功能要求

  e.供貨地址及時間

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