RCX-9688D 发电机后备保护测控装置说明书（低压发电机）

1 概述

1.1 适用范围

RCX-9688D 适用于水轮机容量不超过10MW、汽轮发电机容量不超过100MW的发电机保护，与发电机差动保护、发电机接地保护一起构成完整的发电机保护，用于低压侧。

1.2 保护特点

人性化设计界面：大屏幕液晶显示屏，实时显示电流、电压、功率、频率等电气量，汉化操作菜单简单易用，清晰显示保护动作全过程，使动作过程透明。

采样性能优越：保护电路和测量电路具有独立的采样回路，既保证了监测精度，又保证了保护的抗饱和性能。

出口独立：所有出口继电器都单独使用一个通道，方便保护的投入和退出。遥控分合、保护跳闸、事故信号、预告信号及其他特殊信号出口都可单独配置。

自保功能强：每个断路器对应一个操作回路，紧急时可直接对开关进行操作；另外，装置具有断路器跳合闸线圈保护功能，避免因机械拒动而烧毁断路器线圈。

替代性强：保护装置功能强大，具有“四遥”功能，完全可替代常规继电器的保护，全嵌入式的数字化平台结构，大大减少了维护量。

设计灵活：根据现场情况，可设计成集中组屏式，也可分散安装于开关柜。

运行可靠：完善的自检体系，硬件检测直到继电器跳闸出口，均采用可靠的元器件。

1.3 保护配置

1.3.1 保护配置

速断              （跳闸，低压闭锁，负压闭锁）

限时速断          （跳闸，低压闭锁，负压闭锁）

过电流            （跳闸，低压闭锁，负压闭锁，记忆过电流）

过流反时限        （跳闸，一般/非常/极端可选）

过负荷            （告警/跳闸）

负序I段          （跳闸）

负序II段         （告警/跳闸）

负序II段反时限   （跳闸，一般/非常/极端可选）

零序过流         （告警/跳闸，零序电流可自产）

母线绝缘监测    （告警/跳闸）

逆功率保护      （跳闸）

失磁保护        （跳闸）

频率过高        （跳闸）

频率过低        （跳闸）

过电压          （跳闸）

低电压          （跳闸）

PT断线         （告警）

PT失压         （告警）

系统失电        （告警/跳闸）

控制回路断线    （告警）

1.3.2 测控功能

母线电压：Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc；

测量电流：Ia、Ib、Ic；

功率：P、Q、COS；

频率：f；

电度：EP+、EP-、EQ+、EQ-；

具有14路遥信开入采集；

10路继电器出口（含告警/跳闸各1个），可扩展3个；自带1路装置失电信号；

事件SOE记录等；

1.3.3 通信功能

通讯接口：

1路以太网口

1路485口

1路B码对时口（也可作为第2路485通讯口）

通讯规约：继保南瑞-103通讯规约， MODBUS RTU规约。

1.3.4 GPS对时功能

支持IRIG-B对时。

1.3.5保护信息功能

装置描述的远方查看。

设备参数定值的远方查看。

保护定值和区号的远方查看、修改功能。

软压板状态的远方查看、遥控和就地投退功能。

装置保护开入状态的远方查看。

装置运行状态（包括保护动作元件的状态和自检报警信息等）的远方查看。

远方对装置信号复归。

2 技术参数

2.1 环境参数

正常工作温度：  -10 ～ 55 ℃

极限工作温度：  -20 ～ 60 ℃

贮存及运输：    -30 ～ 70 ℃

大气压力：          60 ～ 110 Kpa

2.2 额定电气参数

频率：              50Hz

交流电流：5A或1A（额定电流IN）

交流电压：100V或57.7V（额定电压UN）

交直流工作电源：交流：AC85V~265V；50Hz±0.5Hz；谐波畸变率不大于15%

直流：DC85V~265V，纹波系数不大于5%

数字系统工作电压：+5V，允许偏差：±0.15V

继电器回路工作电压：+24V，允许偏差：±2V

功耗：

交流电压回路：  UN = 57.7V，每相不大于0.5VA

交流电流回路：  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

直流电源回路：  正常工作时，不大于15W

保护动作时，不大于25W

保护回路过载能力：

交流电压回路： 1.2倍额定电压，连续工作

交流电流回路：   2倍额定电流，连续工作

10倍额定电源，允许10s

40倍额定电流，允许1s

直流电源回路：  80 ～ 115% 额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。

2.3 主要技术指标

定值精度

电流定值误差：    ≤±5%

频率定值误差：    ≤±0.01Hz

激励量≥1.2倍定值时，瞬时动作段动作时间：≤35ms

延时动作段动作时间离散误差：≤30ms

各保护段返回时间：≤25ms

遥测量计量等级

电流、电压：       0.2级

频率：                     ±0.01Hz

其他：               0.5级

遥信量分辨率：       小于1ms

工作电压： DC220V/DC24V；（DC220V订货需注明，默认是DC24V）

输入方式：有源接点或无源接点；（默认是无源接点）

开关量输出

输出形式：无源接点；

冲击过流能力：6A@3s；[email protected]；[email protected] ；

动作时间：<8ms；

返回时间：<5ms；

电磁兼容

静电放电：            符合GB/T14598.14-1998  3级

辐射电磁场干扰：      符合GB/T14598.9-2002   3级

快速瞬变干扰：        符合GB/T14598.10-2007   B级

1MHz脉冲群干扰：    符合 GB/T14598.13-2008   3级

浪涌抗扰度：          符合GB/T14598.18-2001  3级

绝缘试验

装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能符合国际GB/T7261-2000的有关标准（绝缘≥20MΩ）。

3 保护菜单说明

4 工作原理

4.1 速断

1．RLP01 速断－“投”；

2．保护电流ia、ib、ic任何一相≧速断定值（Idz0）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.2 限时速断

1．RLP04  限时速断－“投”；

2．保护电流ia、ib、ic任何一相≧ 限时速断定值（Idz1）；

3．满足以上条件的持续时间≧限时速断延时（Tzd1）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.3 过电流

1．RLP07 过电流－“投”；

2．保护电流ia、ib、ic任何一相≧过电流定值（Idz2）；

3．满足以上条件的持续时间≧过电流延时（Tzd2）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.4 复压闭锁电流保护

复压闭锁包含低电压闭锁、负序电压闭锁。速断、限时速断、过电流复压闭锁可独立投退，定值共用一套。低电压闭锁按相取下表中的电压作为判据，两个线电压中只要有一个低于定值时就开放电流（速断、限时速断、过电流）保护；低电压元件电压与电流的对应关系如下图所示：

说明：

低电压闭锁、负压闭锁是否起作用，受各段的复压闭锁投退和定值控制。即当某段的复压闭锁退出时，该段保护蜕变成纯电流保护。

如果投“PT断线”，当发生PT断线时，低电压、负压都不闭锁电流保护。

如果投“PT失压”，当发生PT失压时，低电压、负压都不闭锁电流保护。

4.5 过电流记忆

在自并励发电系统中，当发生对称或不对称短路时，如果短路点靠近发电机机端时，发电机电压下降，导致励磁电流减小，进一步导致发电机电压下降，使得短路电流衰减变小，造成故障电流在过流保护动作出口前已小于过流定值，过流保护提前返回，为此我们加入过电流记忆功能。投入该功能后，启动过电流记忆功能：当保护电流大于过电流定值时，过电流记忆功能启动，并开始按照过电流延时开始计时，当延时到达，若对应电压小于低压闭锁定值，则保护立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.6 过流反时限

装置提供三种反时限特性（依据IEC225-4标准）：

上式中， Ip 为电流反时限电流定值，tp 为电流反时限时间定值。

注：过流反时限保护使用过电流保护定值和过电流延时，过流反时限保护和过电流同时投入时，反时限保护无效。

4.7 过负荷

1．RLP11 过负荷－“告警/跳闸”；

2．保护电流ia、ib、ic任何一相 ≧ 过负荷定值（Idz3）；

3．满足以上条件的持续时间≧过负荷延时（Tzd3）；

满足以上条件，若投“跳闸”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮；若投“告警”驱动告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。动作的逻辑框图如4-7所示：

4.8 负序I段

1．RLP12 负序I段－“投”；

2．负序电流i2≧ 负序过流I段定值（I2dz1）；

3．满足以上条件的持续时间≧负序过流I段延时（T2zd1）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.9 负序II段

1．RLP13 负序II段－“告警/跳闸”；

2．负序电流i2 ≧ 负序过流II段定值（I2dz2）；

3．满足以上条件的持续时间≧负序过流II段延时（I2zd2）；

满足以上条件，若投“跳闸”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮；若投“告警”驱动告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

4.10 负序II段反时限

装置提供三种反时限特性（依据IEC225-4标准）：

上式中， Ip 为电流反时限电流定值，tp 为电流反时限时间定值。

注：负序II段反时限保护使用负序II段保护定值和负序II段延时，负序II段反时限保护和负序II段同时投入时，反时限保护无效。

4.11 零序过流

1．RLP15  零序过流－“告警/跳闸”；

2．零序电流i0 ≧ 零序过流定值（I0dz）；

3．满足以上条件的持续时间≧零序过流延时（TI0zd）；

满足以上条件，若投“跳闸”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮；若投“告警”驱动告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。注：若投“零序电流自产”，则零序电流i0是由软件通过计算三相不平衡电流所得。

4.12 母线绝缘监测

1．RLP16  母线绝缘监测－“告警/跳闸”；

2．零序电压u0 ≧ 母线绝缘监测定值（U0dz）；

3．满足以上条件的持续时间≧母线绝缘监测延时（Tu0zd）；

满足以上条件，若投“跳闸”立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮；若投“告警”驱动告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

4.13 逆功率保护

1．RLP17  逆功率保护－“投”；

2．三相总有功∑p的绝对值≧逆功率保护定值（Pndz）；

3．满足以上条件的持续时间≧逆功率保护延时（Tpndz）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.14 失磁保护

失磁保护用于保护失励或低励引起的发电机异常，发电机失磁后，将过渡到异步运行，转子出现转差，定子电流增大，电压下降，有功功率下降，反向无功功率增加（从系统中吸收无功增加），引起系统电压下降。失磁后，发电机机端测量阻抗发生变化。可采用失磁阻抗作为主判据，当发电机失磁后的异步运行阶段，机端阻抗的变化见图4-14。

失磁后，机端测量阻抗位于第四象限，并最终落在jX轴上XA到XB的范围内。当满足下式时失磁阻抗继电器动作。

图4-14： 机端阻抗变化图

XA与XB为阻抗整定值，见整定说明。

动作条件：

式中Z为机端正序测量阻抗值，计算时，电流取自于机端电流 ia、ib、ic

1．RLP18  失磁保护－“投”；

2．正序阻抗在静稳态边界园内或圆周上；

3．三个线电压均大于 低压闭锁失磁定值（Uscul）；

4．满足以上条件的持续时间≧失磁保护延时（Tscdz）；

满足以上条件，保护立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同时驱动事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。动作的逻辑框图如4-15所示：

为防止PT断线或机端发生短路时误动作，加入了低电压闭锁判据。当测量电压中，有一个线电压小于 低压闭锁失磁定值（Uscul） 时，闭锁失磁保护。

4.15 频率过高

1．RLP19  频率过高－“投”；

2．断路器为合位（R1=1）；

3．测量频率f≧ 频率过高定值（Fdz1）；

4．A相电压Ua >50V；

5．35HZ≦f<65HZ；

6．满足以上条件的持续时间≧ 频率过高延时（Tfzd1）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.16 频率过低

1．RLP20 频率过低－“投”；

2．断路器为合位（R1=1）；

3．测量频率f≦ 频率过低定值（Fdz2）；

4．A相电压Ua >50V；

5．35HZ≦f<65HZ；

6．满足以上条件的持续时间≧ 频率过低延时（Tfzd2）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.17 过电压

1．RLP21  过电压－“投”；

2．线电压Uab、Ubc、Uca中，有一个或者多个采样值≧ 过电压定值（Udz1）；

3．满足以上条件的持续时间≧过电压延时（Tuzd1）；

满足以上条件，保护立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.18 低电压

1．RLP22 低电压－“投”；

2．线电压Uab、Ubc、Uca都≦ 低电压定值（Udz2）；

3．所有线电压均≧60V；

4．断路器合位（R1=1）；

5．满足以上条件的持续时间≧低电压延时（Tuzd2）；

满足以上条件，立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮。

4.19 PT断线

1．RLP23 PT断线－“投”；

2．Uab、Ubc、Uca中有一线电压采样值 ≧ PT断线电压定值（Upt1），另一相线电压采样值 < PT断线电压定值（Upt1）；

3．满足以上条件的持续时间≧PT断线延时（Tupt1）；

满足以上条件，立即出口告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

4.20 PT失压

1．RLP24  PT失压－“投”；

2．线电压Uab、Ubc、Uca都≦ PT失压定值(Upt2)；

3．保护电流ia、ib、ic任何一相 ≧ 0.1A；

4．满足以上条件的持续时间≧PT失压延时（Tupt2）；

满足以上条件，立即出口告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。PT失压返回条件：其中一个线电压大于等于160V，或者保护电流都小于0.1A。若满足返回条件，则液晶显示的告警信息、告警灯、信号出口都可手动复归。

4.21 系统失电

1．RLP25 系统失电－“告警/跳闸”；

2．所有线电压都≦60V；

3．保护电流ia、ib、ic都≦0.1A；

4．断路器合位（R1=1）；

5．系统有压标志 =1（当高压系统电压的所有线电压都大于等于60V后，置位有压标志=1，监测到分位信号并且所有线电压都小于60V时，清除该标志）；

满足以上条件，若投“跳闸”立即驱动出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），以及事故信号继电器11J（C1/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮；若投“告警”立即驱动告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

4.22 控制回路断线

1．RLP26 控制回路断线－“投”；

2．同时采集到分位、合位信号，或同时采集不到分位、合位信号；

3．满足以上条件的持续时间≧控制回路断线延时（Tkzdx）；

满足以上条件，立即驱动告警信号继电器12J（C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

装置端子图说明

文章来自电力微机保护网