发电机保护7UM62部分调试大纲

7UM62部分调试大纲

一、 失磁保护（ANSI 40）

1、功能描述：

失磁保护检测三相电流和电压构成定子侧判据，7UM62固定评价电压和Side2的电流，同时也可由励磁电压或外部励磁电压监测信号构成转子侧判据。

在定子侧判据中，保护特性曲线的理论依据是发电机运行的静态特性，其中的单位导纳是由正序电压和正序电流计算而来，图1-1是7UM62失磁保护的启动特性曲线图。

图1-1 7UM62失磁保护启动特性曲线

其中：

G(P,U)?P/Sn 单位电导 2(U/Un)Q/Sn 单位电纳 公式1-1

(U/Un)2 B(Q,U)??需要注意的是，特性曲线（以及定值组中的数据）均是二次侧的数据，如果代入公式1-1计算的数据就是二次数据（注此时Sn?3UnIn?3?100?5）,则可直接与定值数据进行校验；如果代入公式的数据是一次侧数据，则校验以前需要按公式1-2把数据折算到二次侧

：

Bsec(Gsec)?Bpri(Gpri).其中：

INmatchUNVTpri 公式1-2 .UNmatchINCTpri UNmat，chINmatch分别为发电机的额定电压和额定电流

UNVTp，riINCTpri分别为电压互感器的一次电压和电流互感器的一次电流

2、定值设定

7UM62失磁保护的相关定值设定及说明如表格1-1所示：

表格1-1 失磁保护定值 地址 3001 设定标题 UNDEREXIT. 设定选项 OFF ON Block relay for commands 默认设置 OFF 说明 失磁保护软压板 3011 T SHRT Uex< 0.00··60.00sec;? 0.5sec 励磁电压消失（同时失磁保护特性发生）跳闸延时 3012 3013 3014A 3002 3003 3004 3005 3006 3007 3008 3009 3010 EXCIT.VOLT. Uexcit.< Umin ON OFF 0.50··8.00V 10.0··120.00V 0.25··3.00 50°··120° 0.00··60.00sec;? 0.25··3.00 50°··120° 0.00··60.00sec;? 0.25··3.00 50°··120° 0.00··60.00sec;? OFF 2.00V(注是分压器输出的电压) 25.0V 0.41 80° 10.00sec 0.36 90° 10.00sec 1.10 90° 0.30sec 励磁电压监测投入软压板 励磁电压消失门槛值 欠压闭锁门槛值 特性曲线1与横轴交点电纳 特性曲线1倾斜角 特性1动作延时 特性曲线2与横轴交点电纳 特性曲线2倾斜角 特性2动作延时 特性曲线3与横轴交点电纳 特性曲线3倾斜角 特性3动作延时 1/XdCHAR.1 ANGLE1 TCHAR.1 1/XdCHAR.2 ANGLE2 TCHAR.2 1/XdCHAR.3 ANGLE3 TCHAR.3 整定失磁保护的三个特性曲线可按以下原则：

1）1/XdCHAR.1?1.05/Xdsec(Xdsec为按照公式1-2折算后的发电机直轴同步电抗)；角度ANGLE1取60°~80°；

2）1/XdCHAR.2?0.9?(1/XCHAR.1)；角度一般取90°；

'3）1/XdCHAR.3?Xdsec~Xdsec之间，但应该大于1（Xdsec为折算到二次侧的发电机

''直轴暂态电抗），若Xdsec与Xdsec都小于1，则取1.1；角度ANGLE3取80°~110°。

3、实验方法及过程：

下面以一个具体的例子来说明失磁保护的实验过程以及如何判断实验数据是否与定值相吻合。发电机额定容量为8750KVA，额定电压为11KV，额定电流为459A，PT变比为11KV/100V，CT变比为600/5。假定三条特性曲线的定值分别为：(0.4, 60°),(0.36, 90°),(1.1, 90°):

3.1 检验三条曲线与横轴的交点（即为（0.4,0）,(0.36,0),(1.1,0)）:

1) 实验过程：加三相额定电压57.7V(可以不取额定值)，功率因数角为-90°（必须为

-90°才能落在横轴上），逐渐增大三相电流，当I=1.8A时，特性2动作；当I=2A时，特性1动作；当 I=5.5A时。特性3动作。 2) 实验数据校验（从一次数据计算再折算回二次）：

a. 特性1校验：

GpriP/Sn3?11?2?120?cos(?90?)/8750???0

1(U/Un)2?Q/Sn?3?11?2?120?sin(?90?）/8750???0.523 21(U/Un) Bpri按照公式1-2把数据折算到二次侧： Gsec?0 Bsec?0.523?459?11?0.40

11?600可见，实验数据与定值相吻合。 b. 特性2校验：

GpriP/Sn3?11?1.8?120?cos(?90?)/8750???0

1(U/Un)2?Q/Sn?3?11?1.8?120?sin(?90?）/8750???0.47 21(U/Un) Bpri 按照公式1-2把数据折算到二次侧：

Gsec?0

Bsec?0.47?459?11?0.36

11?600 可见，实验数据与定值相吻合。 c. 特性3校验：

GpriP/Sn3?11?5.5?120?cos(?90?)/8750???0

1(U/Un)2 Bpri?Q/Sn?3?11?5.5?120?sin(?90?）/8750???1.437

1(U/Un)2 折算到二次侧：

Gsec?0

Bsec?1.437?459?11?1.1

11?600 可见，实验数据与定值吻合。 3．2 校验特性曲线1上的随机点：

1） 实验过程：输入三相额定电压57.7V，功率因数角为-60°，逐渐增大三相电流，

当I=1.732A时，特性1动作，此为第一点；输入三相电压40V，功率因数角为-45°,逐渐增大三相电流，当I=1.243A时，特性1动作，此为第二点。

2） 实验数据校验：特性1曲线方程为G?tg60?(0.4?B)，数据校验只需根据实验

数据求出导纳，判断是否满足该直线方程。 a. 第一点，首先求出导纳： Gsec? Bsec11?459?0.173

600?1111?459??3?11?1.732?120?sin(?60?)/8750??0.3

600?113?11?1.732?120?cos(?60?)/8750? 代入特性1曲线方程，3?(0.4?0.3)?0.1732?0.173，可见实验数据满足方程；

b. 第二点，首先求出导纳：

3?3?40?

Gsec?11?1.243?120?cos(?45?)459100??0.253 2600(40/57.7)?875011?1.243?120?sin(?45?)459100??0.253 2600(40/57.7)?8750?3?3?40?Bsec?代入特性1曲线方程，3?(0.4?0.253)?0.255?0.253，可见实验数据

满足方程。

3.3 校验特性曲线2：

本小节的实验采用先根据定值求出理论的输入量，然后再实验检验保护动作值是否

与理论输入值一致。

1） 校验特性1与特性2的交点：

a. 理论输入量计算：由特性1和特性2的方程联立可求出它们的焦点为（0.36,0.0693）,取U=Un，计算输入电流和功率因数角如下（此计算过程为直接在二次数据中进行）：

?P/Sn?(U/U)2?0.0693?Icos?/5?0.0693?I?1.832?n ? ???????Isin?/5?0.36????79.1??Q/Sn?0.362?(U/U)n?b.

实验校验：固定输入三相额定电压57.7V，功率因数角为-79.1°，然后

逐渐增大三相电流，当I=1.84A时，特性1与特性2同时动作。可见保护动作值与理论计算值相吻合。 2） 校验特性2上的随机点：

a. 理论输入量计算：随机取输入电流为2A，电压为40V，计算功率因数角度如下：

Bsec??Q/Sn?(U/Un)2?3?40?2?sin??0.36????38.6? 4023?100?5?()57.7b、实验校验：固定输入三相电压40V，功率因数角为-38.6°，逐渐增大电流，当I=2.05A时，特性2动作。可见保护动作值与理论计算值吻合。

3.4 校验特性曲线3：

1） 实验过程：输入三相电压28.8V，功率因数角为-45°，逐渐增加三相电流，当

I=3.96A时，动作特性3动作； 2） 实验数据校验：

Bsec?Q/Sn3?28.8?3.96?sin(?45?)与特性3定值数???1.12?1.1，22(U/Un)3?100?5?0.5据相吻合。

二、 转子接地保护（ANSI 64R）

1、功能描述：

7UM62的转子接地保护把一个大约为36~45V的外部辅助交流电压通过耦合单元

7XR6100-0*A00耦合到发电机励磁绕组，此辅助电压可以直接从PT上接入，图2-1为转子接地保护的一个典型接线图，图2-2为接线展开图。7XR6100把从PT接入的电压（100V~125V）降为36V~45V，并接入7UM62的电压输入端子UE形成注入电压URE，同时该电压通过7UM62的电流输入端子IEE1、串联电阻Rseries以及耦合电容CK被耦合到发电机的励磁绕组。在正常运行状态，注入电流IRE（即流入7UM62的电流IEE1）通过励磁绕组的对地电容形成回路，一般只有几个mA

7UM62转子接地保护通过URE和IRE计算出合成的接地阻抗，然后减去耦合电路中的串联电阻即得出转子接地时的纯接地电阻RE。当转子发生接地故障时，IRE增大，测量电阻

RE降低，从而可以通过设置RE的门槛值来判断转子是否发生接地故障。应该注意的是，

7UM62只能判断转子的一点接地故障。

图2-1 7UM62转子接地保护（ANSI 64R）典型接线图

图2-2 7UM62转子接地保护（ANSI 64R）接线展开图

2、定值设定

7UM62转子接地保护的相关定值设定及说明如表格2-1所示：

表格2-1 转子接地保护定值 地址 6001 设定标题 ROTOR E/F 设定选项 OFF ON Block relay for trip commands 默认设置 OFF 说明 转子接地保护投入软压板 6002 6003 6004 6005 6006 6007 RE的端子1B1之间串联一个变阻箱（大于10Kohm）;

2） 实验测定耦合电路中的耦合电抗以及串联电阻：把变阻箱的阻值调为零，在线打开DIGSI软件中的Measurement->Secondary Values->Earth fault values, secondary，其中的Total Resistance(R total)即为串联电阻值（正值），Total Reactance(X total)即为耦合电抗值（应为负值，表容抗）。如果发现上面的电阻值为负（同时电抗值为正数），则表明接入7UM62的UE或IEE1的线路被接反，需要查线核实；

3） 把2）中测量出的耦合电路中的串联电阻和耦合电抗设置到定值6007和6006中。调节变阻箱电阻，当阻值到达RE三、 90%定子接地保护

1、功能描述：

2、 定值设定：需要注意的是：定值组中的零压判据（地址5002，59N V0>Pick up）为位

移电压（displacement voltage）而不是零序电压（zero sequence voltage），实验中发现前者好象是后者的3倍

3、实验过程：

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