本装置内部采用动态检测预期合闸角的方法,应用了浮动门槛,即预期合闸角随着计算频差的变化而变化。这样不仅可以有效提高合闸精度,而且可以保证在频差较大、合闸时间较长时将合闸角度控制在预期范围内。
dθ/dt -------- 当前时刻相差变化率;
d2θ/d2t -------- 当前时刻相位变化率加速度;
Tj -------- 装置计算时间间隔;
θyq -------- 预期合闸角度。
装置计算时间间隔为2ms,大频差为0.5Hz,大频差变化率为0.3Hz/s时,由上式可计算出合闸时预期合闸角度为:
θyq=1.5×(0.5×360×2/1000+0.5×0.3×360×360×4/100000)=0.44°
也就是装置大误差在0.44°范围内。
机组型同期点在满足压差、频差、频差变化率均小于整定值(|Ug-Us|≤ΔU且|fg-fs|≤Δf且df/dt≤0.3Hz/s)时,停发调速调压脉冲,在捕捉到个满足同期相位的条件时,发合闸令。若起过复归时间Tfg仍未捕捉到合闸条件,则报“同期操作**时”并告警。
3.3.5 调速调压
在同期方式下,装置判断到同期点类型为机组型、方式1机组型、方式2机组型正调或方式2机组型反调时,允许装置输出调速调压脉冲。系统侧电压过高(Us>120V)、待并侧电压过高(Ug>120V)、系统侧电压过低(Us<80V)或待并侧电压过低(Ug<80)系统侧频率过高(fs>55Hz)、待并侧频率过高(fg>55Hz)、系统侧频率过低(fs<45Hz)或待并侧频率过低(fg<45Hz)时,报相应信号并告警。
调频脉冲宽度Ep由调速比例因子Kfp控制,Ep=-Kfp×(fg-fs)×100。式中:Ep的单位为ms,fg及fs的单位为Hz。Ep>0,输出加速脉冲;Ep<0,输出减速脉冲。若计算的Ep小于100ms,则每次发100ms调速脉冲。
同频时(|fg-fs|≤0.025Hz),装置固定发1s加速令,以摆脱同频不同相过程,加快并网速度。
调压脉冲宽度Ev由调压比例因子Kvp控制。
Ev=-Kvp×(Ug-Us)。式中:Ev的单位为ms,Ug及Us的单位为V。Ev>0,输出升压脉冲;Ep<0,输出降压脉冲。
装置在检测到同期点类型为机组型、方式1机组型或方式2机组型正调时,正向发调频调压脉冲。检测到同期点类型为方式2机组型反调时,反向发调频调压脉冲。

机械性能
2.5.1振动
装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。
2.5.2冲击
装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
2.5.3碰撞
装置能承受GB7261*18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
2.6 环境条件
a) 环境温度:工作:-40℃~+85℃。
储存:-25℃~+70℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变
化,温度恢复后,装置应能正常工作。
b) 相对湿度:湿月的月平均大相对湿度为90%,同时该月的月平均
低温度为25 ℃且表面无凝露。高温度为+40℃时,平均大相对湿
度不**过50%。
c) 大气压力:86~106kPa(相对海拔高度2km以下)
三、软件功能说明
3.1.差动速断保护
当任一相差电流大于差动速断整定值时,保护动作于全停。用于发电机在区内发生严重故障情况下快速切除发电机。差动速断定值应能躲过外部故障的大不平衡电流,并考虑到电流互感器饱和因素,一般取3~8倍的额定电流。
3.2.比率差动保护
采用常规比率差动原理,其动作方程如下:
Id > Icd (Ir < Ir0)
Id - Icd > Kcd ·(Ir- Ir0) (Ir ≥ Ir0)
同时满足上述两个方程时,比率差动元件动作。其中,Id为差动电流,Ir为制动电流,Kcd为比率制动系数,Icd为差动电流门槛定值,Ir0为拐点电流值。
建议将元件中的拐点电流Ir0设定为1.0倍的高压侧额定电流,以保证匝间短路在制动电流小于额定电流即Ir < Ie时,没有制动作用。
差动电流门槛判据不宜过小,建议取Icd=(0.3~0.5) Ie。
比率制动系数的整定可按以下的公式进行:
Kcd = Kk ·(Ktx·Fwc + △Fph)
其中,Kk为可靠系数,取1.3~1.5
Ktx为同型系数,取1.0
Fwc为电流互感器的允许误差,取0.1
△Fph为因电流互感器引起的电流不平衡产生的相对误差,取0.05
比率制动系数Kcd建议取值范围为0.3~0.7。
Id =∣ +∣
Ir =∣-∣/2
式中,、分别为机端侧和中性点侧电流。
3.3.TA断线报警及闭锁
具有瞬时TA断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。
3.3.1瞬时TA断线
比率差动启动后,需经过瞬时TA断线的检测,保证差流不是由于断线引起的。判别为TA断线后,发出告警信号,报告TA断线,通过调整控制字可以决定是否闭锁差动保护。
瞬时TA断线判别在满足下列任何一个条件时,将不进行TA断线判别:
启动前某侧大相电流小于该侧额定电流的20%,则不判该侧;
启动后相电流大值大于该侧额定电流的120%;
启动后任一侧电流比启动前增加。
在上述三个条件均不满足的情况下,如某一侧同时满足以下条件,则判为CT断线:
只有一相电流为零;
其余两相电流于启动前电流相等。
3.3.2差流越限告警
如差流大于15%的额定电流,经判别**过10s后,发出告警信号。并报告差流越限,但不闭锁差动保护。这一功能兼起保护装置交流采样回路的监视功能。

失磁保护
发电机失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护,由发电机定子阻抗作为主判据,结合发电机励磁低电压和系统低电压作为判据,并具备TV断线闭锁功能,TV断线发告警信号。
其动作逻辑如下:
系统低电压〈定值
& t3/0 发信或发信且停机
阻抗圆满足
& t/0 + t1/0 发信或发信且切换励磁
PT断线
& t2/0 发信或发信且停机
Ufd转子低电压〈
转子低电压动作判据方程为:
Kf×Vfd/125 < (P-Pt)/866
3.5 过负荷保护
发电机过负荷保护反应发电机定子绕组过负荷或故障引起的定子绕组过流而导致绕组过热,保护判别发电机绕组B相电流的大小,当电流大于整定值时经延时发告警信号。
3.6 复合电压过电流保护
发电机复合电压过流保护是作为发电机对称和不对称短路故障的后备保护,保护判别发电机三相电流、AC相线电压和负序电压,当任一相电流大于定值,且AC相线电压小于定值或负序电压大于定值时出口,保护设置有两段延时,一段动作于解列或解列灭磁,二断动作于停机,保护可选择带电流记忆功能。
3.7 反时限过电流保护
发电机反时限过流保护反应发电机定子绕组电流大小,保护绕组因电流过大而导致定子绕组过热,保护判别发电机三相电流大小,由三个部分组成:
下限定时限:当三相电流任一相电流大于下限定值但不满足反时限启动值时,按下限延时动作于告警信号;
反时限:当三相电流任一相电流大于反时限启动值时,按反时限动作方程 (I2-1)t≥K动作, 式中:I--为发电机电流标么值,K—发电机定子绕组允许发热时间的常数;
上限定时限:当三相电流任一相电流大于上限定值,按上限延时动作于出口跳闸。
3.8 横差保护
发电机横差保护通常用于反应发电机定子绕组的匝间短路和某一并联绕组的开焊,保护取自发电机中性点双分支间的不平衡基波电流,但电流大于定值时经整定延时动作于告警或跳闸。
3.9 反时限负序过流保护
电力系统中发生不对称短路或三相负荷不平衡时可能在发电机定子绕组中流过负序电流,并在转子中产生倍频电流,引起转子表层过热,发电机反时限负序过流保护保护转子在上述情况下不长期过热使转子绝缘降低而导致发电机损坏,保护判别发电机定子负序电流大小,由三个部分组成:
下限定时限:当负序电流大于下限定值但不满足反时限启动值时,按下限延时动作于告警信号;
反时限:当负序电流大于反时限启动值时,按反时限动作方程(I22-K)t≥A动作,式中:I2--为发电机负序电流标么值,K—发电机长期运行运行负序电流的标么值,A—发电机转子表层承受负序电流能力的常数;;
上限定时限:当负序电流大于上限定值,按上限延时动作于出口跳闸。
3.10 定子过电压保护
对于发电机,尤其是水轮发电机,在甩负荷后由于调速系统调速跟不上,容易出现定子电压**出允许范围的过电压现象;此时一般需配备过电压保护,保护取自发电机机端线电压,当任一相大于整定值时经整定的延时动作于停机。
3.11 定子接地保护
发电机定子接地保护可用于发电机中性点不接地或经消弧线圈接地的接地方式,保护取自发电机机端开口△绕组电压,当开口△绕组电压大于整定值时经整定延时出口。
3.12 转子一点接地保护
对于水轮发电机多应装设转子一点接地保护,保护动作于信号,保护采用新型叠加直流原理,利用微机智能化测量技术克服传统保护中两较灵敏度不均匀的缺点,能准确计算出转子对地的绝缘电阻值,保证转子任一点对地接地的灵敏度,同时在不起励时也能发现转子一点接地故障,保护根据计算出的转子对地电阻,当电阻小于整定值时经整定延时发告警信号。
ÞÙJ

定值清单及说明
装置设单个定值区。
定值表:
序号
定值名称
定值范围
默认值
备注
1
控制字1
0000~FFFF
详见控制字1说明
2
控制字2
0000~FFFF
详见控制字2说明
12
调速周期Tf
2.0~20.0s
5.0s
推荐5s
13
调速比例因子Kfp
1~200
40
推荐40~50
14
调压周期Tv
1.0~5.0s
2.0s
推荐2s
15
调压比例因子Kvp
1~100
20
推荐20~30
说明:
同期复归时间Tfg:装置起动后开始计时,**时合闸不成功则报“同期操作**时”,发“告警”信号并退出同期过程。若需继续进行同期合闸,则需复归装置并重新起动。
允许环并合闸角θhb:仅对线路型同期点有效。相当于常规同期检查继电器整定角度。
合闸导前时间Tdq:装置发出合闸令(HZJ动作)到断路器合上的时间。
固有相角差θgy:指同期点断路器在合闸位置时同期点两侧引入装置的同期电压的固有相位。也可由此定值补偿由于外部回路产生的相位差(一般不需要)。待并电压滞后系统电压为正。
同频并网允许压差ΔUtp:控制字“允许同频并网”投入时有效。
同频并网允许相差Δθtp:控制字“允许同频并网”投入时有效。
同频并网时间Ttp:控制字“允许同频并网”投入时有效。
允许压差: 对机组型同期点,|Ug-Us|≤ΔU时允许合闸。
允许频差:对机组型同期点,|fg-fs|≤Δf时允许合闸。
调速周期Tf:每隔Tf时间发一次调速脉冲。
调压周期Tv:每隔Tv时间发一次调压脉冲。
调速比例因子Kfp:此定值控制调速脉冲的宽度Ep。
调压比例因子Kvp:此定值控制调压脉冲宽度Ev。
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