發(fā)電機(jī)保護(hù)

GeneratorProtection

of7UM6Relays上海交通大學(xué)—威能電力科技聯(lián)合研發(fā)中心2004SIPROTECNumericalProtectionRelaysSIPROTEC4RelayFamily7UM61/62發(fā)電機(jī)保護(hù)繼電器適用范圍7UM61/62集成了以下類型發(fā)電設(shè)備所需的所有保護(hù)功能水輪/抽水蓄能發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組風(fēng)力發(fā)電機(jī)組燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)組7UM62還可以作為下列設(shè)備的保護(hù)大型變壓器大型異步電動(dòng)機(jī)大型同步電動(dòng)機(jī)在中國(guó)電力的典型業(yè)績(jī)上海外高橋二期 2×900MW

超超臨界機(jī)組長(zhǎng)江三峽左岸 6×700MW

混流式水輪機(jī)組廣州抽水蓄能二期

4×300MW

水輪/蓄能機(jī)組山西陽(yáng)城電廠 6×350MW

超臨界機(jī)組河北邯峰電廠 2×660MW

超臨界機(jī)組江蘇揚(yáng)州二廠一期 2×600MW

超臨界機(jī)組華能福州電廠 2×350MW

超臨界機(jī)組河南禹州電廠 2×350MW

超臨界機(jī)組……保護(hù)功能（一）n

定子差動(dòng)電流保護(hù)（ANSI87G）n

接地電流差動(dòng)保護(hù)（ANSI87GN）n

定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（I>+電壓保持,I>>+方向）n

反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)n

定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)（ANSI49）n

負(fù)序保護(hù)（ANSI46）n

欠勵(lì)磁保護(hù)（失磁保護(hù)）（ANSI40）n

逆功率保護(hù)（ANSI32R）n

正向功率保護(hù)（ANSI32F）n

阻抗保護(hù)（ANSI21）n

電壓保護(hù)（ANSI27/59）n

過(guò)勵(lì)磁保護(hù)Volt/Herz（ANSI24）保護(hù)功能（二）n

90%定子接地保護(hù)（不帶方向，帶方向）n

頻率/滑差保護(hù)（ANSI81）n

靈敏接地保護(hù)（ANSI50/51GN，64R）n

三次諧波的100%定子接地保護(hù)n

突加電壓（誤上電）保護(hù)（ANSI50,27）n

轉(zhuǎn)子接地保護(hù)（ANSI64R）n

注入20Hz電壓的100%定子接地保護(hù)n

直流電壓/電流時(shí)間保護(hù)n

啟動(dòng)過(guò)程的過(guò)電流保護(hù)n

矢量跳躍n

失步保護(hù)

n

匝間保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)7UM5/6的比較7UM511/2/5/6SIPROTEC3SIPROTEC47UM617UM627UM6的硬件選擇7UM6113(3)*13/1---71114lines7UM6123(3)*13/1---151914lines7UM6217(6)*13/1371214lines

裝置

電流輸入(正常)

電流輸入(靈敏)

電壓輸入(Uph/UE)

傳感器輸入

開關(guān)量輸入

開關(guān)量輸出

裝置自檢接點(diǎn)LC液晶顯示7UM6227(6)*13/13152014lines*1A,5A,(1A,5A)可調(diào)節(jié)(跳線位置)發(fā)電機(jī)保護(hù)（大型機(jī)組）附件的型號(hào)變更20Hz電壓注入設(shè)備（100％定子保護(hù)）發(fā)生器：濾波器：7XT317XT321～3Hz電壓注入設(shè)備（轉(zhuǎn)子靈敏接地保護(hù)）控制單元：連接單元：7XT717XR6002/37XT337XT347XT717XR60047UM61的綜合功能定子接地故障保護(hù),(無(wú)/有)方向(59N,64G,67G)靈敏接地故障保護(hù),轉(zhuǎn)子接地保護(hù)(50/51GN,64R)過(guò)負(fù)荷保護(hù)(49)定時(shí)限過(guò)電流,低電壓保持(51)定時(shí)限過(guò)電流,方向(50/51/67)反時(shí)限過(guò)電流(受控,制動(dòng))(51V)過(guò)電壓(59)欠電壓(27)頻率保護(hù)(81)逆功率保護(hù)(32R)過(guò)激磁保護(hù)(24)熔斷器故障監(jiān)視(60FL)外部跳閘連接跳閘回路監(jiān)視(74TC)A-BasisB-StandardC-Full正向功率保護(hù)(32F)低勵(lì)保護(hù)(40)負(fù)序保護(hù)(46)斷路器失靈保護(hù)(50BF)突加電壓保護(hù)(50/27)100%定子接地故障保護(hù)(3rd諧波)(59TN,27TN)阻抗保護(hù),I>/U<起動(dòng)(21)7UM62的綜合功能7UM61基礎(chǔ)上的附加功能(Standard和Full):差動(dòng)保護(hù)(87G/87T)通過(guò)串口輸入的溫度監(jiān)視(38)Trafo+7UM61Stand.Motor+7UM61Stand.GenBasic+7UM61Stand.GenStandard+7UM61FullGenFUll+7UM61Full電動(dòng)機(jī)保護(hù)的啟動(dòng)禁止(49Rotor)轉(zhuǎn)子接地故障保護(hù)(fn,R-測(cè)量)(64R)DC電壓保護(hù)(59NDC)接地差動(dòng)保護(hù)(87GN)失步保護(hù)(78)轉(zhuǎn)子接地故障保護(hù),1-3Hz-測(cè)量(64R)100%定子接地故障保護(hù),20Hz(64G)匝間保護(hù)(59IT)7UM6特色保護(hù)、測(cè)量、控制邏輯的發(fā)電機(jī)“保護(hù)應(yīng)用平臺(tái)”主保護(hù)和后備保護(hù)的“一體化裝置”多保護(hù)原理的組合與選擇方便的、圖形化的DIGSI4管理編輯軟件完整的監(jiān)視功能包含跳閘線圈、二次回路到保護(hù)的各環(huán)節(jié)多樣可選擇的系統(tǒng)接口，適合于各種監(jiān)控系統(tǒng)全面的模擬量輸入配置，可以測(cè)量如振動(dòng)、溫度等信號(hào)配置0-24mA輸出模塊，將必要的測(cè)量參數(shù)傳到其它系統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)—Currentdifferentialprotection(ANSI87G,87M,87T)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)電流方程：Idiff=|I1+I2|、Istab=|I1|+|I2|(2)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)，兩段制動(dòng)特性(3)二次諧波制動(dòng)、三次（或五次）諧波制動(dòng)(4)交叉閉鎖

a段：差動(dòng)保護(hù)靈敏動(dòng)作門檻b段：小制動(dòng)區(qū)。防調(diào)壓、CT變比差異造成的不平衡電流c段：大制動(dòng)區(qū)+附加制動(dòng)區(qū)（CT飽和探測(cè)），防在區(qū)外故障時(shí)，CT飽和深度不同的差流誤動(dòng)d段：差動(dòng)速斷保護(hù)門檻。接地電流差動(dòng)保護(hù)—RestrictedEarthFaultProtection

(ANSI87G,87M,87T)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)零序電流的產(chǎn)生：三相電流求和、零序電流互感器測(cè)量(2)電流方程：Idiff=|I1+I2|、Istab=|I1|+|I2|(3)比率制動(dòng)式特性低電壓保持式過(guò)電流保護(hù)—Definite-Time0vercurrentProtectionwithUndervoltageSeal-In(I>,ANSI50/51)技術(shù)特點(diǎn)：(1)電流測(cè)量經(jīng)濾波后的基波分量，對(duì)暫態(tài)過(guò)程反應(yīng)不靈敏(2)正序低電壓元件的起動(dòng)和保持，避免其他分量的干擾(3)

TV監(jiān)視和其他閉鎖條件，確?？煽啃缘谋Ｗo(hù)失磁保護(hù)—Underexcitation(Loss-of-Field)Protection(ANSI40)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)正序電流電壓中得到的導(dǎo)納參數(shù)，防振蕩特性更佳(2)導(dǎo)納平面特性，能可靠探測(cè)在非對(duì)稱故障時(shí)的失磁條件(3)

裝置能夠測(cè)量勵(lì)磁電壓，作為輔助判據(jù)(4)三種失磁特性可供選擇，具有動(dòng)穩(wěn)邊界和異步運(yùn)行整定條件。

90%定子接地保護(hù)—90%StatorEarthFaultProtection

(ANSI59N,64G,67G)技術(shù)特點(diǎn)：(1)測(cè)量精確，零序電壓經(jīng)過(guò)高濾過(guò)比的三次諧波濾波器，僅保留基波分量(2)零序電壓的測(cè)量部位不受限制，適應(yīng)多種接線條件(3)

與零序電流測(cè)量配合，可形成帶方向的接地保護(hù)保護(hù)的兩種接線方式90%定子接地保護(hù)—90%StatorEarthFaultProtection

(ANSI59N,64G,67G)（續(xù)）方向接地保護(hù)的接線方式方向接地保護(hù)的特性100%三次諧波定子接地保護(hù)—100%StatorEarthFaultProtectionwith3rdHarmonics(ANSI27/59TN3rdHarm.)技術(shù)特點(diǎn)：(1)接線條件與90%定子接地保護(hù)相同，無(wú)需額外接線(2)零序電壓的測(cè)量部位不同，保護(hù)功能不同。1)當(dāng)零序電壓取自中性點(diǎn)配電變壓器，則設(shè)置為欠壓型2)當(dāng)零序電壓取自機(jī)端VT，則設(shè)置為過(guò)壓型3)如不專門測(cè)量，零序電壓則由計(jì)算而出，則設(shè)置為過(guò)壓型沿定子繞組的三次諧波分布20Hz電壓注入的100%定子接地保護(hù)—100%StatorEarthFaultProtectionwith20HzVoltageInjection(ANSI64G-100%)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)“真正的100%接地保護(hù)”，特別適合大型發(fā)電機(jī)保護(hù)

(2)20Hz電壓注入方式靈活，見下圖(3)校正測(cè)量誤差轉(zhuǎn)子接地保護(hù)—RotorEarthFaultProtectionR,fn(ANSI64R)技術(shù)特點(diǎn)：(1)工頻100V注入，2種保護(hù)方式：對(duì)地電流式、對(duì)地電阻式(2)2段式保護(hù)1～3Hz方波電壓注入式轉(zhuǎn)子靈敏接地保護(hù)—SensitiveRotorEarthFaultProtectionwith1to3HzSquareWaveVoltageInjection(ANSI64R-1to3Hz)特點(diǎn)：計(jì)算對(duì)地電阻，兩段式保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：(1)有效地消除了轉(zhuǎn)子對(duì)地電容的影響，特別適合大型發(fā)電機(jī)組(2)確保對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)來(lái)的干擾信號(hào)有足夠的裕度1到3Hz方波電壓注入式轉(zhuǎn)子靈敏接地保護(hù)—SensitiveRotorEarthFaultProtectionwith1to3HzSquareWaveVoltageInjection(ANSI64R-1to3Hz)（續(xù)）注入式轉(zhuǎn)子保護(hù)的測(cè)量電流Umeas和測(cè)量電流Ig波形圖過(guò)勵(lì)磁保護(hù)—Overexcitation(Volt/Hertz)Protection(ANSI24)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)采用U/f原理，由定時(shí)限和反時(shí)限構(gòu)成(2)反時(shí)限部分可自定義失步保護(hù)—OutofStepProtection(ANSI78)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)采用阻抗測(cè)量原理，評(píng)估復(fù)阻抗相角變化軌跡(2)振蕩次數(shù)計(jì)數(shù)。失步特性多邊形與典型振蕩圖中：和為振蕩正在發(fā)生和為即將發(fā)生振蕩阻抗保護(hù)—ImpedanceProtection(ANSI21)技術(shù)特點(diǎn)：(1)電流起動(dòng)，正序低電壓保持（與電流保護(hù)相同）(2)2段正常阻抗段，1段受控阻抗段(3)振蕩閉鎖，VT斷線閉鎖(4)四邊形阻抗特性，能有效防止過(guò)渡電阻的影響阻抗特性阻抗保護(hù)的階段性斷路器失靈保護(hù)—BreakerFailureProtection(ANSI50BF)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)保護(hù)功能的激活：裝置內(nèi)部保護(hù)功能、外部開關(guān)量輸入信號(hào)(2)默認(rèn)配置是過(guò)電流準(zhǔn)則，通過(guò)CFC可實(shí)現(xiàn)其他判斷準(zhǔn)則斷路器失靈保護(hù)邏輯框圖斷路器失靈保護(hù)原理突加勵(lì)磁（誤上電）保護(hù)—InadvertentEnergization(ANSI50,27)

技術(shù)特點(diǎn)：(1)正序低電壓或運(yùn)行條件（0：發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)達(dá)不到額定頻率）作為保護(hù)起動(dòng)條件(2)正序過(guò)電流作為跳閘判據(jù)附加功能—AdditionalFunctions

測(cè)量—measuring電流：IL1,S1;IL2,S1;IL3,S1;IL1,S2;IL2,S2;IL3,S2;IEE1;IEE2;I1;I2差動(dòng)電流：Idiff,L1;Idiff,L2;Idiff,L3;Irest,L1;Irest,L2;Irest,L3;電流相角：

IL1,S1;

IL2,S1;

IL3,S1;

IL1,S2;

IL2,S2;

IL3,S2;電壓：VL1;VL2;VL3;VE;VL12;VL23;VL31;V1;V2;V3.h.;(V2.h.)阻抗：R,X功率與功率因數(shù)：S;P;Q;

cos

(p.f.)頻率：?過(guò)激磁參數(shù)：V/?溫度測(cè)量數(shù)據(jù)：ΘL1;ΘL2,ΘL3,ΘI2,ΘV/f；傳感器測(cè)量值機(jī)組溫度測(cè)量(串口)：6或12個(gè)傳感器機(jī)組參數(shù)(壓力、振動(dòng)、速度)測(cè)量傳感器：3個(gè)附加功能—AdditionalFunctions（續(xù)）最值存儲(chǔ)—Min./max.memory存儲(chǔ)：帶時(shí)標(biāo)的測(cè)量數(shù)值復(fù)位手段：開關(guān)量輸入、面板按鍵、系統(tǒng)通訊存儲(chǔ)參數(shù)：V1;I1;P;Q;

?;VE(3rdharm.);能量計(jì)量—Energymetering計(jì)量參數(shù)：WP+;WP–;WQ+;WQ–故障與時(shí)間記錄—Faultrecords/Faulteventlogging故障記錄次數(shù)：最新的8次

瞬態(tài)數(shù)值：可達(dá)5秒

實(shí)時(shí)數(shù)值：可達(dá)80秒事件記錄：故障緩沖內(nèi)存—600個(gè)信息

運(yùn)行緩沖內(nèi)存—200個(gè)信息監(jiān)視功能—MonitoringFunctions電流回路監(jiān)視—MonitoringofExternalCurrentTransformerCircuits監(jiān)視原理：各側(cè)電流對(duì)稱性|Imin|/|Imax|<BAL.FACTORI電壓回路監(jiān)視—MonitoringofVoltageTransformerCircuits監(jiān)視原理：電壓對(duì)稱性+斷線判據(jù)斷線判據(jù)：1）無(wú)斷線情況2）一相斷線情況3）兩相斷線情況&&&4）全斷線情況V1<10V方便的調(diào)試平臺(tái)—DIGSI4&SIGRA4保護(hù)功能的選擇保護(hù)功能的邏輯展開不涉及核心程序的保護(hù)組態(tài)！確保了軟件的穩(wěn)定性！CFC自定義邏輯故障錄波分析用戶自編程，完成現(xiàn)場(chǎng)特定功能！完善的故障分析功能，監(jiān)視機(jī)組和保護(hù)的一舉一動(dòng)！接線圖—7UM622典型應(yīng)用（一）典型應(yīng)用（二）主保護(hù)配置示意圖主保護(hù)配置發(fā)電機(jī)差動(dòng)：7UM62發(fā)變組差動(dòng)：7UT633/635升壓變差動(dòng)：7UT612廠高變差動(dòng)：7UT613勵(lì)磁變差動(dòng)：7UT612典型應(yīng)用（二）后備保護(hù)配置示意圖后備保護(hù)配置*發(fā)電機(jī)后備：7UM61/62升壓變后備（高側(cè)）：7SJ63/7SA63勵(lì)磁變后備：7SJ600廠高變后備：7SJ600廠高變低壓零序保護(hù)：7SJ600*：雙重化時(shí)酌情考慮典型應(yīng)用（三）G7UM622UMUexcrULUcontr.I