發(fā)電機保護概要介紹-7UM6

發(fā)電機保護

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)電機保護繼電器適用范圍7UM61/62集成了以下類型發(fā)電設(shè)備所需的所有保護功能水輪/抽水蓄能發(fā)電機組汽輪發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)機組柴油發(fā)電機組風(fēng)力發(fā)電機組燃?xì)鉁u輪發(fā)電機組7UM62還可以作為下列設(shè)備的保護大型變壓器大型異步電動機大型同步電動機在中國電力的典型業(yè)績上海外高橋二期 2×900MW

超超臨界機組長江三峽左岸 6×700MW

混流式水輪機組廣州抽水蓄能二期

4×300MW

水輪/蓄能機組山西陽城電廠 6×350MW

超臨界機組河北邯峰電廠 2×660MW

超臨界機組江蘇揚州二廠一期 2×600MW

超臨界機組華能福州電廠 2×350MW

超臨界機組河南禹州電廠 2×350MW

超臨界機組……保護功能（一）n

定子差動電流保護（ANSI87G）n

接地電流差動保護（ANSI87GN）n

定時限過電流保護（I>+電壓保持,I>>+方向）n

反時限過電流保護n

定子過負(fù)荷保護（ANSI49）n

負(fù)序保護（ANSI46）n

欠勵磁保護（失磁保護）（ANSI40）n

逆功率保護（ANSI32R）n

正向功率保護（ANSI32F）n

阻抗保護（ANSI21）n

電壓保護（ANSI27/59）n

過勵磁保護Volt/Herz（ANSI24）保護功能（二）n

90%定子接地保護（不帶方向，帶方向）n

頻率/滑差保護（ANSI81）n

靈敏接地保護（ANSI50/51GN，64R）n

三次諧波的100%定子接地保護n

突加電壓（誤上電）保護（ANSI50,27）n

轉(zhuǎn)子接地保護（ANSI64R）n

注入20Hz電壓的100%定子接地保護n

直流電壓/電流時間保護n

啟動過程的過電流保護n

矢量跳躍n

失步保護

n

匝間保護發(fā)電機保護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)電機保護（大型機組）附件的型號變更20Hz電壓注入設(shè)備（100％定子保護）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）控制單元：連接單元：7XT717XR6002/37XT337XT347XT717XR60047UM61的綜合功能定子接地故障保護,(無/有)方向(59N,64G,67G)靈敏接地故障保護,轉(zhuǎn)子接地保護(50/51GN,64R)過負(fù)荷保護(49)定時限過電流,低電壓保持(51)定時限過電流,方向(50/51/67)反時限過電流(受控,制動)(51V)過電壓(59)欠電壓(27)頻率保護(81)逆功率保護(32R)過激磁保護(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(32F)低勵保護(40)負(fù)序保護(46)斷路器失靈保護(50BF)突加電壓保護(50/27)100%定子接地故障保護(3rd諧波)(59TN,27TN)阻抗保護,I>/U<起動(21)7UM62的綜合功能7UM61基礎(chǔ)上的附加功能(Standard和Full):差動保護(87G/87T)通過串口輸入的溫度監(jiān)視(38)Trafo+7UM61Stand.Motor+7UM61Stand.GenBasic+7UM61Stand.GenStandard+7UM61FullGenFUll+7UM61Full電動機保護的啟動禁止(49Rotor)轉(zhuǎn)子接地故障保護(fn,R-測量)(64R)DC電壓保護(59NDC)接地差動保護(87GN)失步保護(78)轉(zhuǎn)子接地故障保護,1-3Hz-測量(64R)100%定子接地故障保護,20Hz(64G)匝間保護(59IT)7UM6特色保護、測量、控制邏輯的發(fā)電機“保護應(yīng)用平臺”主保護和后備保護的“一體化裝置”多保護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，可以測量如振動、溫度等信號配置0-24mA輸出模塊，將必要的測量參數(shù)傳到其它系統(tǒng)差動保護—Currentdifferentialprotection(ANSI87G,87M,87T)

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

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

(ANSI87G,87M,87T)

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

TV監(jiān)視和其他閉鎖條件，確保可靠性的保護失磁保護—Underexcitation(Loss-of-Field)Protection(ANSI40)

技術(shù)特點：(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，能可靠探測在非對稱故障時的失磁條件(3)

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

90%定子接地保護—90%StatorEarthFaultProtection

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

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

(ANSI59N,64G,67G)（續(xù)）方向接地保護的接線方式方向接地保護的特性100%三次諧波定子接地保護—100%StatorEarthFaultProtectionwith3rdHarmonics(ANSI27/59TN3rdHarm.)技術(shù)特點：(1)接線條件與90%定子接地保護相同，無需額外接線(2)零序電壓的測量部位不同，保護功能不同。1)當(dāng)零序電壓取自中性點配電變壓器，則設(shè)置為欠壓型2)當(dāng)零序電壓取自機端VT，則設(shè)置為過壓型3)如不專門測量，零序電壓則由計算而出，則設(shè)置為過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—100%StatorEarthFaultProtectionwith20HzVoltageInjection(ANSI64G-100%)

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

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

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

技術(shù)特點：(1)采用阻抗測量原理，評估復(fù)阻抗相角變化軌跡(2)振蕩次數(shù)計數(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—ImpedanceProtection(ANSI21)技術(shù)特點：(1)電流起動，正序低電壓保持（與電流保護相同）(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，能有效防止過渡電阻的影響阻抗特性阻抗保護的階段性斷路器失靈保護—BreakerFailureProtection(ANSI50BF)

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

技術(shù)特點：(1)正序低電壓或運行條件（0：發(fā)電機組旋轉(zhuǎn)達不到額定頻率）作為保護起動條件(2)正序過電流作為跳閘判據(jù)附加功能—AdditionalFunctions

測量—measuring電流：IL1,S1;IL2,S1;IL3,S1;IL1,S2;IL2,S2;IL3,S2;IEE1;IEE2;I1;I2差動電流：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：?過激磁參數(shù)：V/?溫度測量數(shù)據(jù)：ΘL1;ΘL2,ΘL3,ΘI2,ΘV/f；傳感器測量值機組溫度測量(串口)：6或12個傳感器機組參數(shù)(壓力、振動、速度)測量傳感器：3個附加功能—AdditionalFunctions（續(xù)）最值存儲—Min./max.memory存儲：帶時標(biāo)的測量數(shù)值復(fù)位手段：開關(guān)量輸入、面板按鍵、系統(tǒng)通訊存儲參數(shù)：V1;I1;P;Q;

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

瞬態(tài)數(shù)值：可達5秒

實時數(shù)值：可達80秒事件記錄：故障緩沖內(nèi)存—600個信息

運行緩沖內(nèi)存—200個信息監(jiān)視功能—MonitoringFunctions電流回路監(jiān)視—MonitoringofExternalCurrentTransformerCircuits監(jiān)視原理：各側(cè)電流對稱性|Imin|/|Imax|<BAL.FACTORI電壓回路監(jiān)視—MonitoringofVoltageTransformerCircuits監(jiān)視原理：電壓對稱性+斷線判據(jù)斷線判據(jù)：1）無斷線情況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—DIGSI4&SIGRA4保護功能的選擇保護功能的邏輯展開不涉及核心程序的保護組態(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)場特定功能！完善的故障分析功能，監(jiān)視機組和保護的一舉一動！接線圖—7UM622典型應(yīng)用（一）典型應(yīng)用（二）主保護配置示意圖主保護配置發(fā)電機差動：7UM62發(fā)變組差動：7UT633/635升壓變差動：7UT612廠高變差動：7UT613勵磁變差動：7UT612典型應(yīng)用（二）后備保護配置示意圖后備保護配置*發(fā)電機后備：7UM61/62升壓變后備（高側(cè)）：7SJ63/7SA63勵磁變后備：7SJ600廠高變后備：7SJ600廠高變低壓零序保護：7SJ600*：雙重化時酌情考慮典型應(yīng)用（三）G7UM622UMUexcrULUcontr.I