1 概述

1.1 適用范圍

RCX-9688D 適用于水輪機(jī)容量不超過10MW、汽輪發(fā)電機(jī)容量不超過100MW的發(fā)電機(jī)保護(hù)，與發(fā)電機(jī)差動保護(hù)、發(fā)電機(jī)接地保護(hù)一起構(gòu)成完整的發(fā)電機(jī)保護(hù)，用于低壓側(cè)。

1.2 保護(hù)特點(diǎn)

人性化設(shè)計(jì)界面：大屏幕液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示電流、電壓、功率、頻率等電氣量，漢化操作菜單簡單易用，清晰顯示保護(hù)動作全過程，使動作過程透明。

采樣性能優(yōu)越：保護(hù)電路和測量電路具有獨(dú)立的采樣回路，既保證了監(jiān)測精度，又保證了保護(hù)的抗飽和性能。

出口獨(dú)立：所有出口繼電器都單獨(dú)使用一個通道，方便保護(hù)的投入和退出。遙控分合、保護(hù)跳閘、事故信號、預(yù)告信號及其他特殊信號出口都可單獨(dú)配置。

自保功能強(qiáng)：每個斷路器對應(yīng)一個操作回路，緊急時(shí)可直接對開關(guān)進(jìn)行操作；另外，裝置具有斷路器跳合閘線圈保護(hù)功能，避免因機(jī)械拒動而燒毀斷路器線圈。

替代性強(qiáng)：保護(hù)裝置功能強(qiáng)大，具有“四遙”功能，完全可替代常規(guī)繼電器的保護(hù)，全嵌入式的數(shù)字化平臺結(jié)構(gòu)，大大減少了維護(hù)量。

設(shè)計(jì)靈活：根據(jù)現(xiàn)場情況，可設(shè)計(jì)成集中組屏式，也可分散安裝于開關(guān)柜。

運(yùn)行可靠：完善的自檢體系，硬件檢測直到繼電器跳閘出口，均采用可靠的元器件。

1.3 保護(hù)配置

1.3.1 保護(hù)配置

速斷              （跳閘，低壓閉鎖，負(fù)壓閉鎖）

限時(shí)速斷          （跳閘，低壓閉鎖，負(fù)壓閉鎖）

過電流            （跳閘，低壓閉鎖，負(fù)壓閉鎖，記憶過電流）

過流反時(shí)限        （跳閘，一般/非常/極端可選）

過負(fù)荷            （告警/跳閘）

負(fù)序I段          （跳閘）

負(fù)序II段         （告警/跳閘）

負(fù)序II段反時(shí)限   （跳閘，一般/非常/極端可選）

零序過流         （告警/跳閘，零序電流可自產(chǎn)）

母線絕緣監(jiān)測    （告警/跳閘）

逆功率保護(hù)      （跳閘）

失磁保護(hù)        （跳閘）

頻率過高        （跳閘）

頻率過低        （跳閘）

過電壓          （跳閘）

低電壓          （跳閘）

PT斷線         （告警）

PT失壓         （告警）

系統(tǒng)失電        （告警/跳閘）

控制回路斷線    （告警）

1.3.2 測控功能

母線電壓：Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc；

測量電流：Ia、Ib、Ic；

功率：P、Q、COS；

頻率：f；

電度：EP+、EP-、EQ+、EQ-；

具有14路遙信開入采集；

10路繼電器出口（含告警/跳閘各1個），可擴(kuò)展3個；自帶1路裝置失電信號；

事件SOE記錄等；

1.3.3 通信功能

通訊接口：

1路以太網(wǎng)口

1路485口

1路B碼對時(shí)口（也可作為第2路485通訊口）

通訊規(guī)約：繼保南瑞-103通訊規(guī)約， MODBUS RTU規(guī)約。

1.3.4 GPS對時(shí)功能

支持IRIG-B對時(shí)。

1.3.5保護(hù)信息功能

裝置描述的遠(yuǎn)方查看。

設(shè)備參數(shù)定值的遠(yuǎn)方查看。

保護(hù)定值和區(qū)號的遠(yuǎn)方查看、修改功能。

軟壓板狀態(tài)的遠(yuǎn)方查看、遙控和就地投退功能。

裝置保護(hù)開入狀態(tài)的遠(yuǎn)方查看。

裝置運(yùn)行狀態(tài)（包括保護(hù)動作元件的狀態(tài)和自檢報(bào)警信息等）的遠(yuǎn)方查看。

遠(yuǎn)方對裝置信號復(fù)歸。

2 技術(shù)參數(shù)

2.1 環(huán)境參數(shù)

正常工作溫度：  -10 ～ 55 ℃

極限工作溫度：  -20 ～ 60 ℃

貯存及運(yùn)輸：    -30 ～ 70 ℃

大氣壓力：          60 ～ 110 Kpa

2.2 額定電氣參數(shù)

頻率：              50Hz

交流電流：5A或1A（額定電流IN）

交流電壓：100V或57.7V（額定電壓UN）

交直流工作電源：交流：AC85V~265V；50Hz±0.5Hz；諧波畸變率不大于15%

直流：DC85V~265V，紋波系數(shù)不大于5%

數(shù)字系統(tǒng)工作電壓：+5V，允許偏差：±0.15V

繼電器回路工作電壓：+24V，允許偏差：±2V

功耗：

交流電壓回路：  UN = 57.7V，每相不大于0.5VA

交流電流回路：  IN = 5A，每相不大于1VA

IN = 1A，每相不大于0.5VA

IN = 0.3A，每相不大于0.5VA

直流電源回路：  正常工作時(shí)，不大于15W

保護(hù)動作時(shí)，不大于25W

保護(hù)回路過載能力：

交流電壓回路： 1.2倍額定電壓，連續(xù)工作

交流電流回路：   2倍額定電流，連續(xù)工作

10倍額定電源，允許10s

40倍額定電流，允許1s

直流電源回路：  80 ～ 115% 額定電壓，連續(xù)工作

裝置經(jīng)受上述的過載電流/電壓后，絕緣性能不下降。

2.3 主要技術(shù)指標(biāo)

定值精度

電流定值誤差：    ≤±5%

頻率定值誤差：    ≤±0.01Hz

激勵量≥1.2倍定值時(shí)，瞬時(shí)動作段動作時(shí)間：≤35ms

延時(shí)動作段動作時(shí)間離散誤差：≤30ms

各保護(hù)段返回時(shí)間：≤25ms

遙測量計(jì)量等級

電流、電壓：       0.2級

頻率：                     ±0.01Hz

其他：               0.5級

遙信量分辨率：       小于1ms

工作電壓： DC220V/DC24V；（DC220V訂貨需注明，默認(rèn)是DC24V）

輸入方式：有源接點(diǎn)或無源接點(diǎn)；（默認(rèn)是無源接點(diǎn)）

開關(guān)量輸出

輸出形式：無源接點(diǎn)；

沖擊過流能力：6A@3s；15A@0.5s；30A@0.2s ；

動作時(shí)間：<8ms；

返回時(shí)間：<5ms；

電磁兼容

靜電放電：            符合GB/T14598.14-1998  3級

輻射電磁場干擾：      符合GB/T14598.9-2002   3級

快速瞬變干擾：        符合GB/T14598.10-2007   B級

1MHz脈沖群干擾：    符合 GB/T14598.13-2008   3級

浪涌抗擾度：          符合GB/T14598.18-2001  3級

絕緣試驗(yàn)

裝置絕緣耐壓、耐濕熱、抗振動、抗沖擊、抗碰撞性能符合國際GB/T7261-2000的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（絕緣≥20MΩ）。

3 保護(hù)菜單說明

4 工作原理

4.1 速斷

1．RLP01 速斷－“投”；

2．保護(hù)電流ia、ib、ic任何一相≧速斷定值（Idz0）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.2 限時(shí)速斷

1．RLP04  限時(shí)速斷－“投”；

2．保護(hù)電流ia、ib、ic任何一相≧ 限時(shí)速斷定值（Idz1）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧限時(shí)速斷延時(shí)（Tzd1）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.3 過電流

1．RLP07 過電流－“投”；

2．保護(hù)電流ia、ib、ic任何一相≧過電流定值（Idz2）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧過電流延時(shí)（Tzd2）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.4 復(fù)壓閉鎖電流保護(hù)

復(fù)壓閉鎖包含低電壓閉鎖、負(fù)序電壓閉鎖。速斷、限時(shí)速斷、過電流復(fù)壓閉鎖可獨(dú)立投退，定值共用一套。低電壓閉鎖按相取下表中的電壓作為判據(jù)，兩個線電壓中只要有一個低于定值時(shí)就開放電流（速斷、限時(shí)速斷、過電流）保護(hù)；低電壓元件電壓與電流的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示：

說明：

低電壓閉鎖、負(fù)壓閉鎖是否起作用，受各段的復(fù)壓閉鎖投退和定值控制。即當(dāng)某段的復(fù)壓閉鎖退出時(shí)，該段保護(hù)蛻變成純電流保護(hù)。

如果投“PT斷線”，當(dāng)發(fā)生PT斷線時(shí)，低電壓、負(fù)壓都不閉鎖電流保護(hù)。

如果投“PT失壓”，當(dāng)發(fā)生PT失壓時(shí)，低電壓、負(fù)壓都不閉鎖電流保護(hù)。

4.5 過電流記憶

在自并勵發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生對稱或不對稱短路時(shí)，如果短路點(diǎn)靠近發(fā)電機(jī)機(jī)端時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓下降，導(dǎo)致勵磁電流減小，進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電壓下降，使得短路電流衰減變小，造成故障電流在過流保護(hù)動作出口前已小于過流定值，過流保護(hù)提前返回，為此我們加入過電流記憶功能。投入該功能后，啟動過電流記憶功能：當(dāng)保護(hù)電流大于過電流定值時(shí)，過電流記憶功能啟動，并開始按照過電流延時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)到達(dá)，若對應(yīng)電壓小于低壓閉鎖定值，則保護(hù)立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.6 過流反時(shí)限

裝置提供三種反時(shí)限特性（依據(jù)IEC225-4標(biāo)準(zhǔn)）：

上式中， Ip 為電流反時(shí)限電流定值，tp 為電流反時(shí)限時(shí)間定值。

注：過流反時(shí)限保護(hù)使用過電流保護(hù)定值和過電流延時(shí)，過流反時(shí)限保護(hù)和過電流同時(shí)投入時(shí)，反時(shí)限保護(hù)無效。

4.7 過負(fù)荷

1．RLP11 過負(fù)荷－“告警/跳閘”；

2．保護(hù)電流ia、ib、ic任何一相 ≧ 過負(fù)荷定值（Idz3）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧過負(fù)荷延時(shí)（Tzd3）；

滿足以上條件，若投“跳閘”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅(qū)動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。動作的邏輯框圖如4-7所示：

4.8 負(fù)序I段

1．RLP12 負(fù)序I段－“投”；

2．負(fù)序電流i2≧ 負(fù)序過流I段定值（I2dz1）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧負(fù)序過流I段延時(shí)（T2zd1）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.9 負(fù)序II段

1．RLP13 負(fù)序II段－“告警/跳閘”；

2．負(fù)序電流i2 ≧ 負(fù)序過流II段定值（I2dz2）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧負(fù)序過流II段延時(shí)（I2zd2）；

滿足以上條件，若投“跳閘”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅(qū)動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

4.10 負(fù)序II段反時(shí)限

裝置提供三種反時(shí)限特性（依據(jù)IEC225-4標(biāo)準(zhǔn)）：

上式中， Ip 為電流反時(shí)限電流定值，tp 為電流反時(shí)限時(shí)間定值。

注：負(fù)序II段反時(shí)限保護(hù)使用負(fù)序II段保護(hù)定值和負(fù)序II段延時(shí)，負(fù)序II段反時(shí)限保護(hù)和負(fù)序II段同時(shí)投入時(shí)，反時(shí)限保護(hù)無效。

4.11 零序過流

1．RLP15  零序過流－“告警/跳閘”；

2．零序電流i0 ≧ 零序過流定值（I0dz）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧零序過流延時(shí)（TI0zd）；

滿足以上條件，若投“跳閘”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅(qū)動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。注：若投“零序電流自產(chǎn)”，則零序電流i0是由軟件通過計(jì)算三相不平衡電流所得。

4.12 母線絕緣監(jiān)測

1．RLP16  母線絕緣監(jiān)測－“告警/跳閘”；

2．零序電壓u0 ≧ 母線絕緣監(jiān)測定值（U0dz）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧母線絕緣監(jiān)測延時(shí)（Tu0zd）；

滿足以上條件，若投“跳閘”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅(qū)動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

4.13 逆功率保護(hù)

1．RLP17  逆功率保護(hù)－“投”；

2．三相總有功∑p的絕對值≧逆功率保護(hù)定值（Pndz）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧逆功率保護(hù)延時(shí)（Tpndz）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.14 失磁保護(hù)

失磁保護(hù)用于保護(hù)失勵或低勵引起的發(fā)電機(jī)異常，發(fā)電機(jī)失磁后，將過渡到異步運(yùn)行，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子電流增大，電壓下降，有功功率下降，反向無功功率增加（從系統(tǒng)中吸收無功增加），引起系統(tǒng)電壓下降。失磁后，發(fā)電機(jī)機(jī)端測量阻抗發(fā)生變化。可采用失磁阻抗作為主判據(jù)，當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁后的異步運(yùn)行階段，機(jī)端阻抗的變化見圖4-14。

失磁后，機(jī)端測量阻抗位于第四象限，并最終落在jX軸上XA到XB的范圍內(nèi)。當(dāng)滿足下式時(shí)失磁阻抗繼電器動作。

圖4-14： 機(jī)端阻抗變化圖

XA與XB為阻抗整定值，見整定說明。

動作條件：

式中Z為機(jī)端正序測量阻抗值，計(jì)算時(shí)，電流取自于機(jī)端電流 ia、ib、ic

1．RLP18  失磁保護(hù)－“投”；

2．正序阻抗在靜穩(wěn)態(tài)邊界園內(nèi)或圓周上；

3．三個線電壓均大于 低壓閉鎖失磁定值（Uscul）；

4．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧失磁保護(hù)延時(shí)（Tscdz）；

滿足以上條件，保護(hù)立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同時(shí)驅(qū)動事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。動作的邏輯框圖如4-15所示：

為防止PT斷線或機(jī)端發(fā)生短路時(shí)誤動作，加入了低電壓閉鎖判據(jù)。當(dāng)測量電壓中，有一個線電壓小于 低壓閉鎖失磁定值（Uscul） 時(shí)，閉鎖失磁保護(hù)。

4.15 頻率過高

1．RLP19  頻率過高－“投”；

2．?dāng)嗦菲鳛楹衔唬≧1=1）；

3．測量頻率f≧ 頻率過高定值（Fdz1）；

4．A相電壓Ua >50V；

5．35HZ≦f<65HZ；

6．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧ 頻率過高延時(shí)（Tfzd1）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.16 頻率過低

1．RLP20 頻率過低－“投”；

2．?dāng)嗦菲鳛楹衔唬≧1=1）；

3．測量頻率f≦ 頻率過低定值（Fdz2）；

4．A相電壓Ua >50V；

5．35HZ≦f<65HZ；

6．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧ 頻率過低延時(shí)（Tfzd2）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.17 過電壓

1．RLP21  過電壓－“投”；

2．線電壓Uab、Ubc、Uca中，有一個或者多個采樣值≧ 過電壓定值（Udz1）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧過電壓延時(shí)（Tuzd1）；

滿足以上條件，保護(hù)立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.18 低電壓

1．RLP22 低電壓－“投”；

2．線電壓Uab、Ubc、Uca都≦ 低電壓定值（Udz2）；

3．所有線電壓均≧60V；

4．?dāng)嗦菲骱衔唬≧1=1）；

5．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧低電壓延時(shí)（Tuzd2）；

滿足以上條件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.19 PT斷線

1．RLP23 PT斷線－“投”；

2．Uab、Ubc、Uca中有一線電壓采樣值 ≧ PT斷線電壓定值（Upt1），另一相線電壓采樣值 < PT斷線電壓定值（Upt1）；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧PT斷線延時(shí)（Tupt1）；

滿足以上條件，立即出口告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

4.20 PT失壓

1．RLP24  PT失壓－“投”；

2．線電壓Uab、Ubc、Uca都≦ PT失壓定值(Upt2)；

3．保護(hù)電流ia、ib、ic任何一相 ≧ 0.1A；

4．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧PT失壓延時(shí)（Tupt2）；

滿足以上條件，立即出口告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。PT失壓返回條件：其中一個線電壓大于等于160V，或者保護(hù)電流都小于0.1A。若滿足返回條件，則液晶顯示的告警信息、告警燈、信號出口都可手動復(fù)歸。

4.21 系統(tǒng)失電

1．RLP25 系統(tǒng)失電－“告警/跳閘”；

2．所有線電壓都≦60V；

3．保護(hù)電流ia、ib、ic都≦0.1A；

4．?dāng)嗦菲骱衔唬≧1=1）；

5．系統(tǒng)有壓標(biāo)志 =1（當(dāng)高壓系統(tǒng)電壓的所有線電壓都大于等于60V后，置位有壓標(biāo)志=1，監(jiān)測到分位信號并且所有線電壓都小于60V時(shí)，清除該標(biāo)志）；

滿足以上條件，若投“跳閘”立即驅(qū)動出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”立即驅(qū)動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

4.22 控制回路斷線

1．RLP26 控制回路斷線－“投”；

2．同時(shí)采集到分位、合位信號，或同時(shí)采集不到分位、合位信號；

3．滿足以上條件的持續(xù)時(shí)間≧控制回路斷線延時(shí)（Tkzdx）；

滿足以上條件，立即驅(qū)動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復(fù)歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

裝置端子圖說明

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