1、微机发电机差动保护装置使用说明书目录1 .使用范围及特点 11.1 基本保护配置11.2 保护装置主要特点 12 .主要技术数据12.1 额定参数12.2 功率消耗22.3 过载能力22.4 工频耐压及抗干扰性能 22.5 工作条件22.6 输出接点33 .硬件结本说明33.1 机箱外观视图 33.2 装置端子图54 .保护功能原理84.1 基本保护功能原理84.2 其他功能95 .使用操作指南 115.1 前面板配置及各部件功能 115.2 运行状态下的信息I及各键功能 116 .使用维护及故障处理 196.1 装置投运前的检查196.2 故障处理196.3 标志、包装、运输、贮存 197
2、.装置安装说明207.1 接线原理图207.2 装置接线方式图 207.3 安装尺寸21IMP-3401微机发电机差动保护装置使用说明书1 .使用范围及特点本装置适合用于100MVWA下发电机的主保护，具有发电机的差动保护、差流越限 告警。本装置提供通信接口，可以和其他保护、自动化设备一起，通过通信接口组成 自动化系统。1.1 基本保护配置二段式比率制动差动保护差流速断保护差流越限告警1.2 保护装置主要特点处理器采用32位浮点DSP具有处理速度快、多级流水线操作、快速中断处 理等优点，电量采集采用14位A/D转换芯片，具有测量精度高等优点；中文图形液晶显示，人机界面清晰友好，调试方便，操作简
3、单； 具有完善的自诊断和监视功能，对故障具体定位，方便调试；具有完整的的动作记录、录波记录，所有信息掉电保持；具有保护模拟量的采集功能；支持RS485 RS232通讯方式；可支持远方对时、远方参数修改、远方投退保护、传送记录信息；装置可以通过组合键恢复到参数的出厂默认设置；具有GPS寸时功能，满足现场的时间要求；具有现地远方打印功能，具有定值打印功能。2 .主要技术数据2.1 额定参数1) 额定频率：50Hz;2) 输入额定电流：5A;3) 电源额定电压： DC220V/AC220V2.2 功率消耗1）交流电流回路：功率消耗不大于0.5 VA ;2）整机电源功耗：不大于 25WW2.3 过载能
4、力交流电流回路：2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10s； 40倍额定电流，允许0.1s。2.4 工频耐压及抗干扰性能2.4.1电磁兼容试验项目耐受等级参照标准辐射电磁场干扰试验出级GB/T 14598.9-2002快速瞬变干扰试验IV级GB/T 14598.10-1996脉冲群干扰试验出级GB/T 14598.13-1998静放电试验IV级GB/T 14598.14-19982.4.2绝缘与耐压试验项目耐受等级参照标准绝缘试验100MQ （用500V兆欧表）GB/T 14598.3-1993耐压试验2.5kV （弱电 0.5kV）GB/T 14598.3-1993冲击试验5kV （
5、弱电 1kV）GB/T 14598.3-19932.5 工作条件1） 环境温度：-5C+50C;2） 相对湿度：5唳95%3） 大气压力：86106kPa；4）环境介质：不允许有导致金属或绝缘损坏的腐蚀性气体及较严重的尘埃和霉 菌。2.6 输出接点1） 输出回路的触点容量：电压不超过250V,电流不超过0.5A,时间常数为5ms 0.75ms,容量为30W的直流有感负荷；2） 动作速率为：1800次/h;3）装置应能可靠动作及返回次数：1000次，并无机械损坏现象。3 .硬件结构说明3.1 机箱外观视图1）装置正视图I*-斜以微机发电机差动保护装置口 行诅合间障 运通报跳故 口口口口 O立方。
6、复位。复归返回OO Q O确认。现地号武汉隼工电气自动化有限贵江公司2） 正视图说明如下：液晶显示屏 信号指示灯（从上到下）依次为：运行（绿色）、通讯（绿色）、报警（红色）、跳闸（红色）、故障（红色）功能按钮（从左到右）依次为：复位键、复归键、返回键、一键、T键、J键、键、确认键 远方/现地切换锁3）装置侧面及背面视图如下依次为装置的左侧面板、上侧面板、下侧面板、右侧面板视图：武汉华工电气自动化有限责任公司21国,置 iiKR2KR3l_co 1 2 3 4 5 mKR1nnrri2 2 3 3 4 42233441A1B AB ABA B 1A 1BA B A B A BMN4MN3NETn
7、nnnnnniiii nC _八 _r _c -c A BA B A B A BA B A B A B A B A B1234KC2KC3KC4ALARM125612TX1RX1G1TX2RX2G2ABG如下为装置的背面板视图:1A1B2A2B 3A3B 4A4B1A1B1 2AM 2A3B4A4B00000000 000000001 AC/DC220V3.2装置端子图3.2.1模拟量端子图MN1引脚定义1A机端电流Ia1B机端电流Ia地2A机端电流Ib2B机端电流Ib地3A机端电流Ic3B机端电流Ic地4A备用4B备用MN2引脚定义1A中性点电流Ia1B中性点电流Ia地2A中性点电流Ib2B
8、中性点电流Ib地3A中性点电流Ic3B中性点电流Ic地4A备用4B备用3.2.2开关量输出端子图引脚定义1A跳断路器Relay触点1 一1B跳断路器Relay触点22A跳火磁开关Relay触点12B跳灭磁开关Relay触点23A备用13B备用KC2引脚定义1ATA断线告警彳百号 Relay触点1BTA断线告警彳百号 Relay触点22A跳闸佶号输出Relay触点112B跳闸佶号输出Relay触点23A报警信号输出Relay触点13B报警信号输出Relay触点2KC1引脚定义1A装置故障报警Relay触点1B装置故障报警Relay触点22A备用2B备用3A备用3B备用KC3引脚定义1A备用1B备
9、用2A跳闸信号3秒脉冲触点12B跳闸信号3秒脉冲触点23A报警信号3秒脉冲触点13B报警信号3秒脉冲触点2KC4ALARM引脚定义1装置电源消失报警Relay触点112装置电源消失报警Relay触点23备用4备用3.2.3电源端子图电源输入123定义220V +220V-GND3.2.4通信接口装置提供RS-485, RS-232两种通讯方式，RS232为内部调试用，RS485端口通信 协议采用DL/T667-1999远动设备及系统 第5部分 传输规约 第103篇 继电保护设 备信息接口配套标准（IEC60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准），其通信接 口用于现场远方调试和组建自动
10、化系统。装置提供一 RS232打印通讯口，用于实现现地配置有打印机的现地打印功能。装置提供两个接口，分别为打印通讯口和计算机通讯口。1）打印通讯以及调试通讯口（ COM1：异步RS232 （波特率2400,数据位8,停 止位1个，无校验）端口序号端口定义功能COM1 (RS232)1TX打印2RX3GND4TX调试5RX6GND2）上位机通讯口 （COM2）:异步RS485 （波特率9600,数据位8,停止位1个, 无校验）端口序号端口定义功能COM2(RS485)1A通讯2B3GND4NC3)跳线说明：调试时可使用调试通讯RS232 口，调试通讯 RS232和RS485通讯口不能同时使用，跳
11、线方法如下：(1) JP5.1-JP5.3 JP5.2JP5.4 短接，选择 RS232接口(IET-3A00 板上)；(2) JP5.3-JP5.5 JP5.4JP5.6 短接，选择 RS485接口；(3)出厂默认为RS485方式通讯。4 .保护功能原理4.1 基本保护功能原理4.1.1 二段式比率制动差动保护装置设置二段式比率制动差动保护作为发电机的主保护，能反映发电机内部相间 短路、匝间短路等故障。其动作特性图如下：1 op - I op.0原理方程如下:I res I res.0I op 一 I op.0 S I res - I res.01I res I res.0式中：I op为差
12、动电流，Iop.0为差动动作最小值，I res为制动电流，I res.0为制动电流最小值，S为二段式比率制动系数。差动电流的计算：Iop NIL +制动电流的计算：Ires= IL -I2/2式中：IL、2为发电机定子绕组两侧二次电流矢量值。4.1.2 TA断线闭锁当TA断线时，可能引起差动保护的误动作，故可通过TA断线识别来闭锁差动保护。当三相电流大于等于0.2In时，启动TA断线判别程序，当同时满足以下条件时，认为TA断线：1）三相电流中至少一相电流不变（变化范围小于土 0.2A）;2）最大相电流小于1.2倍额定电流（线路正常）；3）三相电流中一相或两相无电流。TA断线投入TA断线TA断线
13、闭锁投入4.1.3 差流速断保护装置设置差流速断保护，在装置检测到任一相差流大于差流速断整定值时，立即 保护动作出口，动作于断路器跳闸，并且发出跳闸信号。4.1.4 差流越限告警装置设置差流越限告警功能，在装置检测到任一相差流大于差流越限告警整定值 时，差流越限告警，并发出差流越限告警信号。4.2 其他功能4.2.1 测量本装置可以测量到发电机机端Ia、Ib、Ic三相电流值，发电机中性点 Ia、Ib、Ic三相电流值。通过装置的液晶显示屏显示出机端、中性点电流的测量值，同时也可 以通过通信接口将测量值送至上位机进行显示。4.2.2 保护动作记录保护动作记录可以记录各种保护动作后的保护类型及相关事
14、故信息，本保护测控 装置最多可永久性记录15次事故内容。详细保护动作信息见后表三。4.2.3 故障录波记录本装置提供故障录波功能。保护跳闸或告警动作后，装置自动记录机端Ia、Ib、Ic三相电流和中性点Ia、Ib、Ic三相电流的波形数据，录波数据为记录故障前两个 周波和故障后两个周波，每周波12点采样的的波形数据。此录波数据通过保护的通讯 接口送入上位机系统后还原为原始波形。本装置最多可以记录15条的故障录波记录。4.2.4 装置电源消失报警装置由外部交流或者直流 220V电源供电，如果外部电源消失或者不能正常供电， 装置将不能实现正常的保护功能，因此装置设置电源消失报警功能。当接入装置的电 源
15、消失时，保护装置通过ALARM?接点输出口输出报警信号。装置电源正常时，ALARM 输出断开信号；装置电源消失时，ALARM俞出闭合信号。4.2.5 定值替换本装置提供5套定值，可以通过键盘选择运行定值组，也可以由上位机选择切换。4.2.6 定值打印本装置提供定值打印功能，可以打印的定值包括保护控制字，运行定值，其他设置，第15组运行定值。在数据打印菜单中选择所要打印的项目，按确定即可以打印出所选项目的全部定值。4.2.7 装置故障告警本装置具有完整的装置自检功能，当装置本体发生故障时， 装置报装置故障信号。装置具有故障模拟功能，为了测试装置故障时能够正常的输出装置故障报警信号，当 模拟装置故
16、障时，装置故障继电器将出口。装置可以模拟的故障有：出口通道故障， RAM 故障，FLASH 故障和 A/D故障。装置故障模拟的测试方法为：按住“一”键，再按装置“复位”键，启动系统， 直到装置进入系统后放开，装置模拟“出口通道故障”；按住键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模拟RAM1障”；按住键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模拟FLASM障”；按住“一”键，再按装置“复位”键，启动系统，直到装置进入系统后放开，装置模 拟A/D故障”。5 .使用操作指南装置面板采用128X 64中文显示带黄色背光的液晶显示器，装置显示的信息均以中文方式显
17、示。所有的保护参数及保护功能都可以通过面板上的键盘进行修改、保存。装置的所有信息均可以通过面板上的液晶显示屏进行查看。5.1 前面板配置及各部件功能装置设有8个功能按钮：复位键：主机复位功能，可将装置程序初始化；复归键：主机复归功能，可将装置保护动作进行复归，装置不进行初始化，继续 进行；确认键：确认执行此操作，包括菜单的选择定值的修改和控制命令的执行；返回键：放弃执行操作或返回到上一级菜单界面；T键：光标上移，数值+1；J键：光标下移，数值-1;一键：光标左移；一键：光标右移。装置面板上安装5个指示灯，其分别表示为：运行（绿色）一一装置运行指示灯；通信（绿色）一一装置开始通信时指示灯；报警（
18、红色）一一报警指示灯；跳闸（红色）一一保护跳闸指示灯；装置故障（红色）一一装置发生故障指示灯；装置具有远方/现地切换开关（带锁）。5.2运行状态下的信息及各键功能装置通电，或者在装置通电情况下按“复位”键，装置进入运行画面，画面显示 如下：IMP 3401 微机 发电机差动保护 版本4.00地址01武汉华工电气按“确定”键进入装置主菜单，装置主菜单显示如下:电量显示参数显示装置显示历史记录参数设定数据打印按“返回”键将返回到装置运行画面，在装置主菜单用键和键来选 择选项，按“确认”进入该所选项，按“一”键和“一”键换页显示。5.2.1 电量显示键，进入装置电量显示菜单，按“一”键和“-/键换屏
19、显示如下：A相差流0.00A机端Ib0.00A中点 Ic0.00AB相差流0.00A机端Ic0.00A制动 Ia0.00AC相差流0.00A中点Ia0.00A制动 Ia0.00A机端 Ia0.00A中点Ib0.00A制动 Ia0.00A电量显示菜单中显示发电机二次侧系统机端和中性点的A、B、C三相电流值,以及系统三相差动电流和制动电流值。当光标停留在“电量显示”选项时，按“确定”5.2.2参数显示参数显示菜单显示装置的保护控制字、运行定值、其他设置、第15组定值、通道校准的设定值，在此菜单中只显示装置参数设定值，不能对定值进行修改。当光标 停留在“参数显示”选项时，按“确定”键，进入装置参数显
20、示菜单，按键和键选择选项，按“一”键和“一”键换屏显示，参数显示菜单显示如下：保护控制字运行定值其它设置第1组定值第2组定值第3组定值第4组定值第5组定值通道校准当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键进入此选项的参数设定值显示。例如：光标停留在“保护控制字”，按“确认”键进入到保护控制字的参数设定显示， 参数显示菜单显示如下：差动速断投入差动保护退出TA断线闭锁退出差流越限告警退出其中，保护控制字用来显示装置各种保护功能的投入或者退出；运行定值中显示装置运行的保护定值；其他设置中显示装置网络地址、选定组值、CT变比、PT变比;第15组定值为装置提供的 5组保护定值供本装置或上位机选择切换
21、；通道校准显示通道校准系数为出厂调试用。5.2.3装置显示装置显示菜单中显示装置的厂家型号、系统时间、系统自检、打印口设置、通讯 口设置、以太网口设置。在装置主菜单中当光标停留在“装置显示”选项时，按“确 定”键，进入到装置的装置显示菜单，在此菜单中显示装置本身的设置，按键 和键选择选项，按“一”键和“一”键换屏显示，装置显示菜单显示如下：通讯口设置以太网设置厂家型号 系统时间 系统自检 打印口设置当光标停留在菜单的某个选项上时,按“确认”键进入此选项的装置显示，例如:装置系统自检、打印口设置、通讯口设置显示如下:出口通道OKSRAMOKFLASHRAMOKA/DOK波特率2400数据位8停止
22、位1校验0波特率9600数据位8停止位1校验0其中，厂家型号显示本装置的代号、名称、版本号、生产单位；系统时间显示为装置内部计时器的日期和时间；系统自检记录装置启动时自检状态；打印口、通讯口、以太网口设置显示装置的通讯设置值。5.2.4 历史纪录在装置主菜单中当光标停留在“历史记录”选项时，按“确定”键，进入到装置历史记录显示菜单，在此菜单中显示装置的历史记录，按键和键选择选 项，历史记录显示如下：动作记录 清除历史 录波记录当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键进入此选项的历史记录显示,动作记录记录装置最近 15次保护动作类型及相关的事故信息，当光标停留在“动作记录”，按“确认”键进入
23、到动作记录画面，按“一”键和“一”键换页显示如下:2. A相速断日期：2005-10-1时间：00:52:17差动电流 6.00A速断电流5.00A当光标停留在“录波记录”时，按“确认”键进入到录波记录画面，录波记录记 录装置最近15条录波数据信息，按“一”键和“一”键换页显示如下：11.机端电流Ia 日期：2006-6-12 时间：10:12:14.318Page NO 011#0.10.1020.150.1040.10.09060.020.07当光标停留在“清除历史”时，按“确认”键进入到记录画面，装置提示“按确 定执行，按返回退出”，如果按“返回”键，装置返回到历史记录主画面，如果按“确
24、 定”键装置显示如下：清除历史记录？按确定执行历史数据已清除!按返回退出如果没有相对应的历史记录，装置显示如下:动作记录总共记录条数05.2.5参数设定参数设定菜单中可以修改装置的全部参数设置。在装置主菜单中，当光标停留在“参数设定”选项时，按“确定”键，装置提示输入密码，在默认情况下密码为6个“一”键，装置显示如下：输入口令:*在输入密码后按“确认”键进入装置参数设定菜单画面，通过键和 键移动光标选择选项，参数设定菜单显示如下：保护控制字运行定值其他设置第1组定值第2组定值第3组定值第4组定值第5组定值通道校验 日期时间设置 修改口令 恢复出厂设置当光标停留在菜单的某个选项上时，按“确认”键
25、进入到此选项的参数设置画面,对于控制字型参数的设定，通过键和键将光标移动到此参数处，只需要 通过 一 键和“一”键便可以修改当前的设置。保护控制字菜单中设置装置各种保护功能的投入或者退出，详细保护控制字定义见后表一，装置保护控制字菜单显示如下：差动速断投入差动保护退出TA断线闭锁退出差流越限告警退出对于数字定值型参数的修改，通过键和键将光标移动到此参数处， 按“确定”键，通过键和“r 键来进行数据的加减，用“一”键和“一”键来进行数据位的选择。运行定值菜单中设置装置运行的保护定值，详细定义见后表二，运行定值菜单显 示如下：速断电流10.00A启动电流1.5A制动电流3.00A比率系数0.40越
26、限电流 1.00A其他设置中设置装置网络地址、选定组值、CT变比、PT变比，装置提供 5套保护定值，选定值组为当前装置运行的保护定值组，默认为 1。其他设置菜单显示如下:网络地址01选定组值1CT变比20.0PT变比100.0通道校准菜单中设置装置通道校准系数，为出厂调试用，用户不需修改。日期时 间设置菜单中设置系统的日期和时间；修改口令菜单中可以修改装置进入参数设定菜 单的密码；恢复出厂设置可以直接将装置的设定值恢复到装置出厂时的设置。通道校 准菜单部分、日期时间设置菜单、口令设置菜单显示如下：机端Ia1.000机端Ib1.000机端Ic1.000中占 1八、Ia1.0002005年01月0
27、1日00时22分47秒输入*修改后按“返回”键，当装置提示“按确认键保存当前的修改，按返回键放弃了 当前的修改”时，按“确认”保存参数的设定，按“返回”放弃。按“返回”或“确 定”的显示如下：定值修改结果 按确定固化 按返回键退出定值修改结果 按确定固化 按返回键退出 放弃修改返回定值修改结果 按确定固化 按返回键退出 修改固化成功按“返回”返回到装置主菜单。5.2.6数据打印装置提供数据打印功能，可以进行打印的内容为动作记录以及操作记录，当光标停留在“数据打印”选项时，按“确定”键，进入到装置数据打印功能主菜单，按“T键和键选择选项，数据打印菜单显示如下：动作记录 保护控制字 运行定值 其他
28、设置通过键和键移动光标选择选项，选项后按“确认”键装置开始打印,5.2.7保护动作显示若装置发生保护动作，将弹出保护动作信息画面，按“返回”键后退出保护动作 信息显示。例如装置当前显示为画面一，保护动作后显示为画面二，按“返回”键退 出，保护动作显示如下：A相差流0.00AB相差流0.00AC相差流0.00A机端Ia0.00AA相差动2005-01-1215:31:47按返回键退出表一、装置“参数设定”菜单中，保护控制字的定义如下：序号保护名称显示名称定义出厂设置1差流速断差流速断1投入；0:退出退出2差动保护差动保护1投入；0:退出退出3TA断线闭锁 11投入；0:退出退出4差流越限告警差流
29、越限告警1投入；0:退出退出表二、装置“参数设定”菜单中，运行定值的定义如下序号保护名称保护定值定值范围及步长出厂设置1差流速断速断电流0.1 99.99A, 0.01A10.00A2启动电流0.0240A, 0.01A1.50A3差动保护制动电流0.0260A, 0.01A3.00A4比率系数0.150.9, 0.010.405差流越限告警越限电流0.0212A, 0.01A1.00A表三、保护动作详细信息如下:序号名称时间数据1数据2数据3数据4数据50A相差动动作时间差电流启动电流拐点电流比例系数制动电流1B相差动动作时间差电流启动电流拐点电流比例系数制动电流2C相差动动作时间差电流启动
30、电流拐点电流比例系数制动电流3A相速断动作时间差电流速断电流未用未用未用4B相速断动作时间差电流速断电流未用未用未用5C相速断动作时间差电流速断电流未用未用未用6A相越限动作时间差电流差流越限未用未用未用7B相越限动作时间差电流差流越限未用未用未用8C相越限动作时间差电流差流越限未用未用未用9TA断线动作时间未用未用未用未用未用6.使用维护及故障处理6.1 装置投运前的检查1) 外观检查检查装置表面是否有撞击、摩擦所造成的损伤，检查装置的液晶显示屏是否干净 完好，检查装置键盘是否灵活、有弹性。2) 通电检查按照装置接线图，给装置接通电源，此时装置的运行指示灯应该不停的闪烁，然 后，按第5章的操
31、作指南完整的对装置操作一遍，观察是否有显示上或操作上的异常。6.2 故障处理装置具有完善的自诊断和监视功能，能够对故障的进行具体定位。因此，装置如 果出现故障，就会在装置的系统自检中准确的描述装置的故障和故障的具体位置。如 果装置在投运过程中出现故障，应及时联系专业人员进行维修。6.3 标志、包装、运输、贮存本装置的标志、包装、运输、贮存按GB/T 13729 92的规定执行。7.装置安装说明7.1接线原理图7.2装置接线方式图跳跳TAI b跳跳跳TAI a4B4A3B3A2B2A1B1A4B4A3B3A2B2A1B1A4B4A3B3A2B2A1B1AMN1MN2MN3呷朝朝朝朝朝一朝朝朝朝一-朝朝一跳 跳 跳 跳3s 跳 跳跳 跳 跳 跳 3s 跳 跳1A 1B2A2B3A 3B1A 1B2A2B3A3B1A 1B2A 2B3A3B1A 1B2A2B3A 3BKC1KC1KC2KC3KCI7.3安装尺寸IMF-34Q1撒机式电机差初保护朝望 行讯誓闹防 运通报跟故 口 口口 口 口o的。五位。复归返回。确认 0观地号双双华工电气自动化电醺责任公司知仆
