RCX-9688D 發電機后備保護測控裝置說明書（低壓發電機）

1 概述

1.1 適用范圍

RCX-9688D 適用于水輪機容量不超過10MW、汽輪發電機容量不超過100MW的發電機保護，與發電機差動保護、發電機接地保護一起構成完整的發電機保護，用于低壓側。

1.2 保護特點

人性化設計界面：大屏幕液晶顯示屏，實時顯示電流、電壓、功率、頻率等電氣量，漢化操作菜單簡單易用，清晰顯示保護動作全過程，使動作過程透明。

采樣性能優越：保護電路和測量電路具有獨立的采樣回路，既保證了監測精度，又保證了保護的抗飽和性能。

出口獨立：所有出口繼電器都單獨使用一個通道，方便保護的投入和退出。遙控分合、保護跳閘、事故信號、預告信號及其他特殊信號出口都可單獨配置。

自保功能強：每個斷路器對應一個操作回路，緊急時可直接對開關進行操作；另外，裝置具有斷路器跳合閘線圈保護功能，避免因機械拒動而燒毀斷路器線圈。

替代性強：保護裝置功能強大，具有“四遙”功能，完全可替代常規繼電器的保護，全嵌入式的數字化平臺結構，大大減少了維護量。

設計靈活：根據現場情況，可設計成集中組屏式，也可分散安裝于開關柜。

運行可靠：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 保護配置

1.3.1 保護配置

速斷              （跳閘，低壓閉鎖，負壓閉鎖）

限時速斷          （跳閘，低壓閉鎖，負壓閉鎖）

過電流            （跳閘，低壓閉鎖，負壓閉鎖，記憶過電流）

過流反時限        （跳閘，一般/非常/極端可選）

過負荷            （告警/跳閘）

負序I段          （跳閘）

負序II段         （告警/跳閘）

負序II段反時限   （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）

母線絕緣監測    （告警/跳閘）

逆功率保護      （跳閘）

失磁保護        （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路以太網口

1路485口

1路B碼對時口（也可作為第2路485通訊口）

通訊規約：繼保南瑞-103通訊規約， MODBUS RTU規約。

1.3.4 GPS對時功能

支持IRIG-B對時。

1.3.5保護信息功能

裝置描述的遠方查看。

設備參數定值的遠方查看。

保護定值和區號的遠方查看、修改功能。

軟壓板狀態的遠方查看、遙控和就地投退功能。

裝置保護開入狀態的遠方查看。

裝置運行狀態（包括保護動作元件的狀態和自檢報警信息等）的遠方查看。

遠方對裝置信號復歸。

2 技術參數

2.1 環境參數

正常工作溫度：  -10 ～ 55 ℃

極限工作溫度：  -20 ～ 60 ℃

貯存及運輸：    -30 ～ 70 ℃

大氣壓力：          60 ～ 110 Kpa

2.2 額定電氣參數

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，紋波系數不大于5%

數字系統工作電壓：+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，不大于15W

保護動作時，不大于25W

保護回路過載能力：

交流電壓回路： 1.2倍額定電壓，連續工作

交流電流回路：   2倍額定電流，連續工作

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，連續工作

裝置經受上述的過載電流/電壓后，絕緣性能不下降。

2.3 主要技術指標

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，瞬時動作段動作時間：≤35ms

延時動作段動作時間離散誤差：≤30ms

各保護段返回時間：≤25ms

遙測量計量等級

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，默認是DC24V）

輸入方式：有源接點或無源接點；（默認是無源接點）

開關量輸出

輸出形式：無源接點；

沖擊過流能力：6A@3s；15A@0.5s；30A@0.2s ；

動作時間：<8ms；

返回時間：<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

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的有關標準（絕緣≥20MΩ）。

3 保護菜單說明

4 工作原理

4.1 速斷

1．RLP01 速斷－“投”；

2．保護電流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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.2 限時速斷

1．RLP04  限時速斷－“投”；

2．保護電流ia、ib、ic任何一相≧ 限時速斷定值（Idz1）；

3．滿足以上條件的持續時間≧限時速斷延時（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時間≧過電流延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.4 復壓閉鎖電流保護

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

說明：

低電壓閉鎖、負壓閉鎖是否起作用，受各段的復壓閉鎖投退和定值控制。即當某段的復壓閉鎖退出時，該段保護蛻變成純電流保護。

如果投“PT斷線”，當發生PT斷線時，低電壓、負壓都不閉鎖電流保護。

如果投“PT失壓”，當發生PT失壓時，低電壓、負壓都不閉鎖電流保護。

4.5 過電流記憶

在自并勵發電系統中，當發生對稱或不對稱短路時，如果短路點靠近發電機機端時，發電機電壓下降，導致勵磁電流減小，進一步導致發電機電壓下降，使得短路電流衰減變小，造成故障電流在過流保護動作出口前已小于過流定值，過流保護提前返回，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：當保護電流大于過電流定值時，過電流記憶功能啟動，并開始按照過電流延時開始計時，當延時到達，若對應電壓小于低壓閉鎖定值，則保護立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.6 過流反時限

裝置提供三種反時限特性（依據IEC225-4標準）：

上式中， Ip 為電流反時限電流定值，tp 為電流反時限時間定值。

注：過流反時限保護使用過電流保護定值和過電流延時，過流反時限保護和過電流同時投入時，反時限保護無效。

4.7 過負荷

1．RLP11 過負荷－“告警/跳閘”；

2．保護電流ia、ib、ic任何一相 ≧ 過負荷定值（Idz3）；

3．滿足以上條件的持續時間≧過負荷延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復歸，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 負序I段

1．RLP12 負序I段－“投”；

2．負序電流i2≧ 負序過流I段定值（I2dz1）；

3．滿足以上條件的持續時間≧負序過流I段延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.9 負序II段

1．RLP13 負序II段－“告警/跳閘”；

2．負序電流i2 ≧ 負序過流II段定值（I2dz2）；

3．滿足以上條件的持續時間≧負序過流II段延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

4.10 負序II段反時限

裝置提供三種反時限特性（依據IEC225-4標準）：

上式中， Ip 為電流反時限電流定值，tp 為電流反時限時間定值。

注：負序II段反時限保護使用負序II段保護定值和負序II段延時，負序II段反時限保護和負序II段同時投入時，反時限保護無效。

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時間≧零序過流延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。注：若投“零序電流自產”，則零序電流i0是由軟件通過計算三相不平衡電流所得。

4.12 母線絕緣監測

1．RLP16  母線絕緣監測－“告警/跳閘”；

2．零序電壓u0 ≧ 母線絕緣監測定值（U0dz）；

3．滿足以上條件的持續時間≧母線絕緣監測延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”驅動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板告警燈亮。

4.13 逆功率保護

1．RLP17  逆功率保護－“投”；

2．三相總有功∑p的絕對值≧逆功率保護定值（Pndz）；

3．滿足以上條件的持續時間≧逆功率保護延時（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）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮。

4.14 失磁保護

失磁保護用于保護失勵或低勵引起的發電機異常，發電機失磁后，將過渡到異步運行，轉子出現轉差，定子電流增大，電壓下降，有功功率下降，反向無功功率增加（從系統中吸收無功增加），引起系統電壓下降。失磁后，發電機機端測量阻抗發生變化。可采用失磁阻抗作為主判據，當發電機失磁后的異步運行階段，機端阻抗的變化見圖4-14。

失磁后，機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。當滿足下式時失磁阻抗繼電器動作。

圖4-14： 機端阻抗變化圖

XA與XB為阻抗整定值，見整定說明。

動作條件：

式中Z為機端正序測量阻抗值，計算時，電流取自于機端電流 ia、ib、ic

1．RLP18  失磁保護－“投”；

2．正序阻抗在靜穩態邊界園內或圓周上；

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時間≧失磁保護延時（Tscdz）；

滿足以上條件，保護立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同時驅動事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復歸，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斷線或機端發生短路時誤動作，加入了低電壓閉鎖判據。當測量電壓中，有一個線電壓小于 低壓閉鎖失磁定值（Uscul） 時，閉鎖失磁保護。

4.15 頻率過高

1．RLP19  頻率過高－“投”；

2．斷路器為合位（R1=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時間≧ 頻率過高延時（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．斷路器為合位（R1=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時間≧ 頻率過低延時（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時間≧過電壓延時（Tuzd1）；

滿足以上條件，保護立即出口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．斷路器合位（R1=1）；

5．滿足以上條件的持續時間≧低電壓延時（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時間≧PT斷線延時（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．保護電流ia、ib、ic任何一相 ≧ 0.1A；

4．滿足以上條件的持續時間≧PT失壓延時（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歸。

4.21 系統失電

1．RLP25 系統失電－“告警/跳閘”；

2．所有線電壓都≦60V；

3．保護電流ia、ib、ic都≦0.1A；

4．斷路器合位（R1=1）；

5．系統有壓標志 =1（當高壓系統電壓的所有線電壓都大于等于60V后，置位有壓標志=1，監測到分位信號并且所有線電壓都小于60V時，清除該標志）；

滿足以上條件，若投“跳閘”立即驅動出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信號繼電器11J（C1/C3）（直到手動復歸，繼電器才返回），面板事故燈亮；若投“告警”立即驅動告警信號繼電器12J（C2/C3）（直到手動復歸，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．同時采集到分位、合位信號，或同時采集不到分位、合位信號；

3．滿足以上條件的持續時間≧控制回路斷線延時（Tkzdx）；

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

裝置端子圖說明

文章來自電力微機保護網