微机式发电机变压器保护装置技术规范书分解.docx
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微机式发电机变压器保护装置技术规范书分解
大唐黑龙江五常生物质发电有限公司
大唐五常生物质发电项目(1×30MW)新建工程
微机式发电机、主变压器保护装置
技术规范
招标人:
大唐黑龙江五常生物质发电有限公司
招标代理机构:
黑龙江省招标公司
黑龙江·哈尔滨
2015年01月
附件1技术规范
1一般要求
1.1本技术规格书适用于大唐五常生物质发电项目(1x30MW)新建工程的发电机、主变压器保护装置,它包括对设备的功能设计、结构、性能、安装和试验的技术要求。
1.2本技术规格书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应提供符合本技术规格书和工业标准的优质产品。
1.3卖方提供的设备完全符合本技术规格书和标准的要求。
1.4
系统的编制原则由买方提出,具体标识由卖方编制提出,在设计联络会上讨论确定。
1.5本技术规格书中涉及的发电机及主变的保护配置和保护出口逻辑以设计院提供的图纸为准。
1.6本技术规格书经买卖双方确认签字后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。
本技术规格书中涉及有关商务方面的内容,如与技术规格书的商务部分有矛盾时,以商务部分为准。
1.7若卖方所提供的投标文件与技术规格书前后有不一致的地方,应以更有利于设备安装运行、工程质量为原则,由买方确定。
1.8卖方中标后,投标文件经技术澄清后,承诺内容和技术规格书具有同等约束力,与订货合同正文具有同等效力。
1.9在合同签定后,买方有权因规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求,在设备投料生产前,卖方应在设计上给以修改。
1.10商务合同中涉及有关技术方面的内容,如与技术规格书有矛盾时,以技术规格书为准。
1.11本工程采用KKS标识系统。
中标后合同签订后,买方将向卖方提供电厂KKS功能标识系统的编码原则和要求,卖方应据此对其所提供的系统和设备进行编码,并编制在提供的技术文件(包括图纸及说明书)中。
1.12本技术规格书未尽事宜,由买卖双方在合同技术谈判时协商确定。
2工程概况
本工程采用发电机-变压器-线路组单元接线方式,电厂通过单回66kV架空线路接入66kV牛家变。
同时设置一路10kV外接备用电源。
主变为66kV双绕组无励磁调压升压变压器,额定容量40MVA;电压比69±2×2.5%/10.5kV;接线组别YN,d11。
作为发电厂与系统同期点,发电机与主变压器之间设置断路器。
同时高压厂用电源由主变低压侧引接,连接处亦设置断路器。
本工程不设专用的高压起动备用变压器,启动电源由系统通过主变倒送。
(起动时,断开发电机出口断路器,通过主变倒送电至高压厂用段。
)
电厂66kV,10.5kV采用中性点不接地系统,380V/220V采用中性点直接接地系统。
3设计和运行条件
3.1工程概况
1)主接线:
发电机-变压器-线路组单元接线方式
2)发电机
容量:
37.5MVA
电压:
10.5kV
励磁方式:
静止可控硅励磁系统
额定励磁电压94V,额定励磁电流1312A
3)#1主变压器
容量:
40MVA
电压变比:
69±2×2.5%/10.5kV
接线:
Yn,d11
3.2工程主要原始资料
3.2.1海拔高度:
142.3m。
3.2.2环境温度
最高气温:
+39.2℃。
最低气温:
-38.1℃。
年平均温度:
+5.4℃
3.2.3相对湿度(20C时):
相对湿度:
77%。
3.2.4污秽等级:
III级爬电比距:
不小于25mm/kV。
3.2.5耐震能力:
6度(中国12级度标准)
水平加速度:
g
垂直加速度:
g
3.2.6最大冻土深度:
2050mm
3.2.7累计平均雷暴日数:
31.7天
3.2.8安装地点:
户内。
4技术参数和性能要求
4.1应遵循的主要现行标准
下列标准所包含的条文,通过在本技术规格书中所引用而构成为本技术规格书的条文。
所示标准均应采用最新有效版本。
《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》的通知
《微机发电机变压器组保护装置通用技术条件》
《电气设备预防性试验标准》
《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则
《继电保护和安全自动装置技术规程》
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
《电工电子产品基本环境试验规程》
《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》
《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》
《继电器及继电保护装置基本试验方法》
《计算机场地技术条件》
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》
《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》
《交流电气装置的接地设计规范》
《辐射静电试验》
《快速瞬变干扰试验》
《1兆赫脉冲群干扰试验》
《静电放电试验》
《继电保护设备信息接口配套标准》
《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》
《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》
4.2发电机、主变压器保护
4.2.1基本技术条件
4.2.1.1型式:
微机型
4.2.1.2交流电源
1)额定电压:
220V;
2)允许偏差:
-15%~+10%:
3)波形:
正弦,波形畸变不大于5%:
4)频率:
50Hz±0.5%。
4.2.1.3直流电源
1)额定电压:
220V;
2)允许偏差:
-20%~+10%;
3)波纹系数:
不大于5%。
4.2.2主要设备技术参数
1)CT变比:
主变高压侧:
5P30400-800/5A;
发电机侧:
5P203000/5A;
10kV厂用电源侧:
5P20750/5A;
励磁变高压侧:
5P20150/5A;
励磁变低压侧:
5P202500/5A;
2)PT二次电压:
10.5kV:
100/√3/100/√3/100/3V;
66kV:
100/√3/100/√3/100/√3/100V;
3)频率:
50Hz。
4.2.3整套装置的主要功能
1)装置应具有独立性、完整性、成套性。
被保护设备包括发电机、主变压器、励磁系统等。
在成套装置内应具有被保护设备所必需的保护功能。
2)装置的保护模块配置应合理。
当装置出现单一硬件故障退出运行时,被保护设备应能允许继续运行。
3)非电量保护可经装置触点转换出口或经装置延时后出口,装置应反映其信号。
4)装置中不同类型的保护,应设有方便的投退功能。
5)装置应具有必要的参数监视功能。
6)装置应具有必要的自动检测功能。
当装置自检出元器件损坏时,应能发出装置异常信号,而装置不应误动。
装置应具有自复位功能,当软件工作不正常时应能通过自复位电路自动恢复正常工作。
装置各保护软件在任何情况下都不得相互影响。
装置每一个独立逆变稳压电源的输入应具有独立的保险功能,并设有失电报警。
装置应记录必要的信息(如故障波形数据),并通过接口送出;信息且不应丢失,并可重复输出,信息内容及输出方式由企业标准规定。
7)
保护屏柜端子不允许与装置弱电系统(指CPU的电源系统)有直接电气上的联系。
针对不同回路,应分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽的变压器磁耦合等隔离措施。
8)装置应有独立的内部时钟,其误差每24h不应超过±5s,并提供外部时钟同步接口。
9)系统有可靠的数码管或液晶显示,提供独立的监控手段,并有良好的人机界面和丰富的操作功能。
10)删除
4.2.4微机型发电机-变压器组(含励磁变)各种保护功能的主要技术要求
4.2.4.1差动保护
发电机-变压器组应装设差动保护作为主保护,共装设有以下差动保护装置:
1)发电机差动保护:
保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障。
2)主变压器差动保护:
保护主变压器绕组及其引出线的相间短路故障。
以上各差动保护均应具有以下主要功能及技术要求:
1)应具有防止区外故障误动的制动特性;
2)应具有电流互感器(TA)断线判别功能,并能闭锁差动或报警,当电流大于额定电流时应自动解除闭锁并可动作出口跳闸,同时发出断线信号;
3)在同一相上出现两点接地故障(一点区内、一点区外)时,可动作出口;
4)应具有差动电流速断功能;
5)由于各侧电流互感器的变比可能不同,应有平衡差动保护各侧电流的措施;
6)对于变压器的差动保护应有防止励磁涌流引起误动的功能;
7)动作电流的整定范围应为0.1-1.0额定电流,整定值允许误差±5%;
8)动作时间(2倍整定电流时)不大于30ms。
4.2.4.2
相间短路后备保护
作为发电机-变压器组主保护的远、近后备保护的相间短路故障保护,装设以下保护装置:
1)主变压器高压侧装设复合电压起动过电流保护装置;
2)主变压器低压侧装设复合电压起动过电流保护装置;
3)发电机复合电压起动过电流保护。
4)励磁变过流。
上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求:
1)保护应与差动保护及线路相间保护的后备保护相配合,保证动作的选择性;
2)反时限特性应能整定,以便与发电机定子或转子表层过热特性近似匹配;
3)反时限特性的长延时应可整定到1000s;
4)反时限整个特性应由信号段、反时限段、速断段等三部分组成;
5)阻抗元件应具有偏移特性,正、反向阻抗均可分别整定;
6)当有电压元件时,应能防止电压互感器(TV)断线和电压切换时的误动;
7)用于励磁变压器的电流元件,应具有电流记忆功能,记忆时间不小于15s;
8)电流整定值允许误差±2.5%;阻抗整定值允许误差±5%;
9)电流元件返回系数不小于0.9;
10)保护固有延时不大于70ms;
11)反时限延时允许误差±5%。
4.2.4.3发电机定子接地保护
保护发电机定子绕组的单相接地故障,发电机中性点的接地方式为不接地,应装设保护区10
0%
的定子接地保护。
保护装置带时限动作于信号。
保护装置应能监视发电机零序电压值。
保护装置由下列方式构成:
装设零序电压式和三次谐波式接地保护装置;
上述保护装置应具有以下主要功能和技术要求:
1)保护范围应为定子绕组的100%;
2)作用于跳闸的零序电压取自发电机中性点,应具有TV断线闭锁功能;
3)三次谐波式应能通过参数监视功能提供整定依据;
4)固有延时不大于70ms。
4.2.4.4发电机励磁回路保护
保护发电机转子回路一点接地故障和两点接地,其主要功能和技术要求如下:
1)转子回路一点接地保护要满足无励磁状态下测量要求,返回系数不大于1.3;
2)转子绕组不同地点发生一点接地时,在同一整定值下,其动作值误差为:
当整定值为1kΩ-5kΩ时允许误差±0.5kΩ,当整定值大于5kΩ时允许误差±10%;最小整定范围为1kΩ-20kΩ;
4.2.4.5发电机过电压保护
保护发电机在起动或并网过程中发生电压升高而损坏发电机绝缘的事故。
其主要功能和技术要求如下:
1)电压整定范围:
1.0~1.5额定电压;整定值允许误差±2.5%;
2)返回系数不小于0.9;
3)固有延时不大于70ms。
4.2.4.6发电机失磁保护
保护发电机在发生失磁或部分失磁时,防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。
其主要功能和技术要求如下:
1)应能检测或预测机组的静稳边界,或检测机组的稳态异步边界及系统的崩溃电压;还应能检测不同负荷下各种全失磁和部分失磁;
2)应防止机组正常进相运行时和电力系统振荡时的误动;还应防止系统故障、故障切除过程中以及电压互感器断线和电压切换时的误动;
3)阻抗整定值允许误差±5%,其他整定值允许误差±2.5%;
4)固有延时不大于70ms。
4.2.4.7发电机失步保护
保护发电机在发生失步时,造成机组受力和热的损伤及厂用电压急剧下降,使厂用机械受到严重威胁,导致停机、停炉严重事故的保护装置。
其主要功能和技术要求如下:
1)应能检测加速和减速失步;
2)应能区分短路故障与失步、机组稳定振荡与失步;
3)应具有区分振荡中心在发电机变压器组内部或外部的功能;
4)应能记录滑极次数;
5)应具有选择失磁保护闭锁或解除失步保护以及当电流过大危及断路器安全跳闸时应闭锁出口的功能;
6)阻抗整定值允许误差±5%,其他整定值允许误差±2.5%;
7)固有延时不大于70ms。
4.2.4.8主变压器本体保护
主变压器本体内部的瓦斯、压力释放、温度以及冷却系统故障等,均应设有信号和保护装置。
4.2.5微机型发电机变压器组保护装置的保护
4.2.5.1发电机(含励磁变)故障及异常保护
发电机差动
发电机复合电压过流
定子绕组过负荷
定子接地
失磁
发电机过电压
转子一点接地
转子两点接地
失磁保护
励磁变压器电流速断
励磁变压器过流
励磁绕组过负荷
4.2.5.2主变压器故障及异常保护
主变压器差动
主变高压侧复合电压过流
主变低压侧复合电压过流
主变高压侧过负荷
4.2.5.3主变压器非电量保护:
主变压器瓦斯
主变压器压力释放
主变压器冷却器故障
主变压器绕组温度
主变压器油温
主变压器油位
4.2.5.4其它保护
CT断线PT断线
励磁系统故障
热工保护
4.2.6保护出口配置及连接片配置
4.2.6.1保护装置出口动作可分为下列方式:
1)全停I:
断开发电机出口断路器、跳灭磁开关、关闭汽轮机主汽门
2)全停II:
断开66kV断路器、跳厂用分支断路器
3)解列灭磁:
断开发电机出口断路器、跳灭磁开关、汽轮机甩负荷
4)解列:
断开发电机出口断路器
5)缩小故障影响范围
6)信号:
发出声光信号
4.2.6.2每套保护装置的出口回路应设置有保护投、退的连接片。
至每个断路器跳闸出口回路也应设置投、退压板。
4.2.6.3保护信息数量及输出方式
1)整套微机型发电机保护装置,整套微机型变压器保护装置所有保护信号通过保护装置的RS485串行口或网口与电厂监控系统ECMS进行通信。
(配置两个串口两个网口)
保护装置应输出保护报警信号,保护跳闸信号,保护装置异常信号,直流电源消失等。
每个信号至少输出四对接点,二对不保持接点,二对保持接点。
其中二对不保持接点送远动装置、机组故障录波,一对保持接点送监控系统,一对备用。
预告信号和保护动作信号不能共公共端。
保护装置具有对时功能,接收RS-485差分IRIG-B码时钟和接受无源秒脉冲信号作为对时信号源,对时误差<1ms。
4.2.7保护分柜原则
微机型发电机-变压器组保护装置(含励磁变),分设4面柜。
发电机保护屏2面,主变保护屏2面。
4.2.7CPU配置原则
1)CPU保护系统各自独立,并具有自己单独的电源和自动开关。
2)主保护应布置在不同的CPU系统内,同一元件的主保护和后备保护也尽量布置在不同的CPU系统内。
4.2.8交直流电源配置
1)每面保护柜应引接至少二路220V直流电源
2)每个CPU系统电源和非电量系统电源应分别设有小型直流自动开关。
3)各自动开关均应设有监视,并可发出断电信号。
4.2.9CT、PT配置
见附图:
发电机保护配置图
主变压器保护配置图
4.2.10电气干扰
1)脉冲群干扰
装置应能承受GB/T14598.13-1998中3.1.1规定的严酷等级为3级的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验,试验期间及试验后装置的性能应符合该标准3.4规定的要求。
2)静电放电
装置应能承受GB/T14598.14-1998中4.2规定的严酷等级为3级的静电放电试验,试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.6规定的要求。
3)辐射电磁场干扰
装置应能承受GB/T14598.9-1998中4.1.1规定的严酷等级为3级的辐射电磁场干扰试验,试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.5规定的要求。
4)快速瞬变干扰
装置应能承受GB/T14598.10-1998中4.1规定的严酷等级为3级的快速瞬变干扰试验,试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.6规定的要求。
4.2.11电源影响
1)交流电源影响
在试验的标准大气条件下,改变4.2.1条件中的各参数中任一项为选定的极限条件(其余为额定值),装置应可靠工作,性能及参数符合4.2.2,4.2.3,4.2.4的规定。
2)直流电源影响
1)在试验的标准大气条件下,改变4.2.1条件中的各参数中任一项为选定的极限条件(其余为额定值),装置应可靠工作,性能及参数符合4.2.2,4.2.3,4.2.4的规定。
2)将输入直流电源正负极性颠倒,装置应无损坏,并在恢复极性后能正常工作,性能及参数符合4.2.2,4.2.3,4.2.4的规定。
3)装置突然加上电源、突然断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降,装置均不应误动作和误发信号。
4)按GB/T7261-87第15章的规定,进行辅助激励量直流电源中断影响试验,试验期间装置应正常工作。
(中断时间由企业标准规定)
4.2.12连续通电
装置完成调试后,出厂前应进行不少于100h或72h连续通电试验。
各项参数和性能应符合4.2.2,4.2.3,4.2.4的规定。
4.2.13结构、外观及其他
1)装置应有金属机箱,机箱前面应有透明面罩。
2)装置机箱应采取必要的防静电及电磁辐射干扰的防护措施。
机箱的不带电金属部分应在电气上连成一体,并可靠接地。
3)机箱应满足发热元件的通风散热要求。
4)柜内导线截面;电流回路不应小于4mm2;其它回路不应小于2.5mm2。
绝缘电压水平均不应低于500V。
5)所有端子的额定值为1000V、10A,压接型端子,采用凤凰端子。
电流回路的端子应能接不小于6mm2的电缆芯线。
CT和PT的二次回路应提供标准的试验端子,便于断开或短接装置的输入与输出回路。
一个端子只允许接入一根导线。
端子排间应有足够的绝缘,端子排应根据功能分段排列,并应至少留有20%的备用端子。
端子排间应留有足够的空间,便于外部电缆的连接。
直流电源的正负极不应布置在相邻的端子上。
6)柜体下方应设有接地铜排和端子,接地铜排的规格为25x4mm2,接地端子为压接型。
屏间铜排应方便互连。
7)柜体尺寸为:
高2260mm、宽800mm、深600mm。
结构为屏前、后开门并带门锁的垂直自立式的柜式结构。
门含单侧旋转玻璃门,其门开启角度应方便施工人员进入柜内接线,柜内主要设备及装置均采用嵌入式安装,并要求与屏正面平齐美观。
柜内的侧板和背板上可安装少量零星部件。
柜内端子排布置在柜内两侧的专用构件上。
应提供随柜门自动开启的柜内照明设备,以便于对柜内的设备进行检查和接线。
柜内应设有横向及竖向导线槽,所有设备安装的位置都应方便外部电缆从屏柜的底部进入。
柜底部采用由多块小钢板组成的前后搭接用螺钉固定的密封板。
8)设备接地
保护屏的保护接地和工作接地均不允许混接,各类接地应实现一点接地。
所有的屏柜体、打印机等设备的金属壳体应可靠接地。
装设敏感电子装置的屏柜应设专用的、与柜体绝缘的接地铜排母线,其截面不得小于100mm2,并列布置的屏柜体之间接地铜排应直接连通。
当屏柜上布置有多个系统插件时,各插件的工作接地点均应与插件箱体绝缘,并分别引至屏柜内专用的接地铜排母线。
9)防护等级不低于IP31。
10)柜体颜色为:
待第一次设计联络会由甲方确定
4.3继电保护装置的要求
4.3.1保护装置组件(大规模集成块、二极管、三极管、发光二极管、电位器、拨轮开关、继电器)和接插件均采用经过严格筛选的质量可靠的进口元件。
柜上的电缆接线端子排均采用高质量的端子,并具有阻燃性能、可靠、方便。
所有电子元器件、组件及整机应符合国家标准和部颁标准的要求,使之具有高度的可靠性和互换性,具有较强的抗干扰能力。
4.3.2继电保护装置采用插入式结构,各插件应接触良好,可靠耐用,并且有防震脱松的措施。
4.3.3所有保护装置均具有自诊断功能,确保装置运行安全可靠。
继电保护的出口回路应设置因元器件损坏而引起误动的闭锁环节,防止保护误出口,并发出元器件损坏的警告信号。
4.3.4每个微机系统应有独立的逆变电源,具备独立的运行能力。
当逆变电源内部故障或外部电源消失时发出报警信号。
直流电源消失,装置不应误动作。
4.3.5所有差动保护在电流回路断线时,保护装置不应误动,并能发出信号。
差动回路CT断线闭锁装置的运行和退出应能选择。
4.3.6保护出口采用进口继电器,动作时间小于2ms,接点容量为10A。
4.3.7微机继电保护装置的实时时钟信号及其它主要动作信号在失去直流电源的情况下不丢失,在电源恢复正常后能重新正确显示并输出。
4.3.8微机继电保护装置具有自动对时功能。
提供与GPS外部时钟接口。
4.3.9保护装置能提供可编程的保护跳闸出口矩阵。
确定的保护出口可通过软件控制和压板进行投退,并提供独立的自保持信号输出。
4.3.10保护装置所有的报警接点,包括保护动作、装置故障、电源消失及所转接的变压器本体报警接点等,需以硬接点方式输出,且可提供三对接点。
每套保护装置输出的三付信号接点,其中一付启动故障录波器,另二付可送至光字牌和其他用途。
4.3.11微机继电保护装置能在局部模块出现故障时,方便的退出运行,实行在线检修,不影响其他保护运行。
4.3.12微机继电保护装置配置的各保护功能,有软硬件投退功能,明显的压板投退回路,投、退的保护有明确的指示。
4.3.13微机继电保护装置在失去直流电源的情况下不误动,并发出报警。
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