西门子7um62说明书

说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ： 1、功能： SIPROTEC 4 系列7UM62型保护是针对大、中、小型发电厂而开发的多功能密集型保护。它具备所有必要保护功能，尤其适用于以下情况： 水轮机和抽水蓄能电机 废能发电厂 利用再生能源（如风和沼气）发电的私人电站 柴油发电机电站 汽轮机电站 工业电站和蒸汽电站 另外它还应用于电机和变压器保护。 大量附加功能协助用户低成本系统管理和可靠电力供应。测量值显示目前运行状态。储存记录和故障录波有助于各种故障分析而不只局限于发电机运行扰动。 各单元的结合体现高效概念。 2、统一 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 SIPROTEC 4 系列设计统一，具有在保护、控制方面代表完整新型品质的多重功能：现地操作设计符合人类环境改造标准，大屏幕、清晰显示器是主要设计宗旨，DIGSI 4 操作程序简化规划和设计，节约调试时间。 3、高度可靠 7UM6硬件基于西门子20 年数字保护装置经验，采用精湛的工艺和32位微处理器。产品质检合格。 目前正致力于电磁兼容问题，采用集成电路精简电子模块数量。 软件设计结合最新技术和丰富累积经验。物体定向和高级语言程序与连续性保险系统紧密结合，最大限度保证软件的可靠性。 4、程序化逻辑 综合程序化逻辑功能充许用户通过图形用户界面实现开关（联锁）自动操作。用户还可以产生用户自定义信息。 各级不同电站可以根据所需自行调整。 5、保护功能 多数保护功能是电力装置可靠保护不可或缺的功能。它们的性能和组合取决于多种因素，例如机器型号、运行模式、电厂结构、实用需求、经验和基本原理。 这就决定了应用数字技术领先世界潮流的多功能的必要性。 为了满足不同要求，保护组合可升级（见表一）。所有保护已划分为五个部分以方便选择。 5、发电机基本保护 集中应用在需要差动保护的中、小型发电机上，也可以作为后备保护或进一步应用于同步电机。 6、发电机标准保护 对于并网的中型发电机（10 至100MVA），SIPROTEC 4 系列7UM62型保护能提供所需全部保护。除了误励磁保护，它还能作为变压器以及电力系统强大的后备保护。7UM62保护范围可以达到二段范围。 7、发电机全部保护 所有保护功能全部可用而且主要应用在大型单元（100MVA以上）。它不仅具备发电机所有必需保护功能，而且还可以作为电力系统内的变压器的后备保护。带启动转换器的发电机自启动​​​​​​​过程保护等附加功能亦包括在内。 它可用于第二段保护，不需要的保护功能可以不选中。 8、异步电机 除了差动保护，这个功能区包括所有大型异步电机（1MVA以上）必需保护。独立的RTD模块测量定子和轴承温度，测量数据被连续传输至保护单元评估。 9、变压器 这部分保护功能不但包括差动和过流保护而且还有一系列电压和频率压力监视保护功能。例如功率反向保护可以用作并列变压器的功率恢复监视器。 测量： 基于多年经验，针对发电机特性调整的高效保护运算法则已得到应用。因此，忽略发电机当时频率，利用11~69HZ范围内取样频率纠正的优势，可以获得高度的测量精度。过滤器法则抑制高频暂态现象和非周期直流分量。 保护结构： 保护提供两种版本：1/2 19-英寸宽的7UM621，和1/1 19-英寸宽的7UM622。软件功能和组件分类是相同的。7UM622具有更多的二进制输入和输出，适合与老式或更复杂的设备配合。 通信： 7UM62保护配有四个系列口： -前接口用于连接PC机 -服务接口通过MODEM连接一个PC -系统接口经 IEC 60870-5-103 PROFIBUS-DP MODBUS RTU连接至一个控制系统 -附加接口用于特殊功用 -经IRIG B 或 DCF 77用于时间同步的输入口 运行测量值： 为支持系统管理和调试之用，所有相关测量值以一次值和二次值显示保护和被保护设备相关值。 测量值也可以通过系列口传送。 另外，程序化逻辑允许极限值浏览，并且状态指示由此得到。 测量值也可以以能量测量值形式显示供应的有功功率和无功功率和累计表计值。 ●运行指示： SIPROTEC4单元提供强大的数据用于控制、故障分析。下列所有指示都能防止电源消失。 ●故障指示： 保护始终存储最后8个故障录波文件。新文件将依次覆盖旧文件。故障指示时间分辨率为1ms，它们提供故障时最详细的情况，缓冲器内存能容纳600个记录。 ●运行指示： 所有与故障没有直接关系的指示（例如运行或开关转换）存储在状态缓冲器内。时间分辨率为1ms，缓冲器内存：可存储200个指示。 ●温度监视： 运用独立的RTD模块通过温度传感器可以监视多至6个温度。它们通过一个系列接口传送至保护单元，并在那里被加工。 温度评估设定为12个测量点，因此 2个温度监视单元可以连接起来。温度一般以℃和华氏度计量。PT100，Ni100，Ni120可作为温度传感器。 ●测量传感器： 保护单元里有3个测量传感器可用。如果保护方面不需要，它们可以作为所选模拟信号（±10V，0 ～20MA）输入端。因此由压力传感器和振动仪表等送来的信号可以被评估。 阀值及逻辑加工在连续功能表（CFC）里处理。（见第七页）。 ●5～80秒的故障录波： 提供一个瞬时值或RMS值记录器。 硬件允许存放8个故障记录。触发录波的方法有以下几种：启动、跳闸、跳闸、二进制输入、DIGSI4操作程序或通过控制系统。 在记录瞬时值时，输入变量（4×V和8×I）和3个传感器值在频率为50HZ的情况下以1.25ms的间隔记录，而在频率为60HZ的情况下时间间隔为1.04s。时间总长为5s。如果时间超过了，则任何情况下的最早记录将被覆盖。 如果带有长延时的保护被激活，建议记录RMS值。相关计算变量（V1,VE,I1,I2,IEE1,IEE2,P,Q,φ，R，X,f-fn）一个周期存储一次。时间总计为80秒。 ●时间同步： 备用电池式时钟是标准元件并且可以经一个同步信号（DCF77；IRIG B经卫星接收器）、二进制输入、系统接口或者SCADA（例SICAM）同步。每一个记录上都有日期和时间。 ●可指定的二进制输入、输出： 二进制输入、继电器输出和LED通过指示指定具有用户特定性并且相互独立。 跳闸矩阵由硬件执行。简化自身跳闸程序设置。在跳闸命令功能性闭锁时，硬件支持一次侧测试。 ●持续的自监视： 硬件和软件持续处于自检状态，如果检测到异常情况，保护立即发信号。通过这种方式，保持高度的安全性、可靠性、实用性。 ●可靠电池监视： 在电源电压故障时电池缓冲指示和故障记录。它的功能由微处理器定时检查。如果电池的容量被发现正在下降，保护将产生一个报警指示。 所有设置参数存放在即使电源消失或电池用尽时数据也不会丢失的Flash-EPROM中。SIPROTEC 4保护包括全部的功能。 ●操作： ●用户友好现地操作： 在清晰并且友好用户前面板上你将发现许多优点： ■按键的布局和组合支持正常操作过程。 ■大屏幕无反射背景显示。 ■用于重要信息的可编程（自由指定）LEDs ■箭头排列按钮在功能菜单中方便导引 ■通过数字键或DIGSI 4可以轻松输入设定值 ■四个常用功能程序键 ●现地操作： 可以执行所有操作并且信息显示在综合用户面板上： ●DIGSI 4－用于操作保护装置的PC程序： PC操作程序DIGSI 4是用户与SIPROTEC单元之间的媒介。它具有现代、直观的操作界面。通过DIGSI 4，可以对SIPROTEC 4 保护进行配置、查询——它是一个应用于供电和制造工业的特制程序。 软件运行于windows（95级或者更高版本，NT也 可以） 图2：DIGS I 4，主菜单 ●简单的保护设置： 所需保护功能可以在提供的宽范围保护功能中选择（图3）。这意味着下一级菜单透明度增强了。新引进的一次值显示（设定置与被保护设备的额定值相关）可以使设定值标准化。按下一个按钮可以转换到二次值并且输入保护单元。 图3：DIGSI4，部分保护功能 ●DIGSI 4 矩阵： DIGSI4矩阵可以让用户扫视保护配置全局。例如，你可以显示所有带二进制输入的LEDS或者显示任何引至保护的信息。点击一下可以转换连接。利用优化过滤器功能，只有指定信息可视。另外，视图模式是可改变的。在二进制输出视图模式（输出继电器），跳闸矩阵清楚显示。 图4：DIGSI 4，矩阵排列 ●CFC：减少程序化逻辑时间、设计 有了CFC（连续功能图）的帮助，你可以通过拖动逻辑顺序很容易地配置联锁和转换次序，；不需要特定的软件知识。逻辑元件，比如AND、OR和时间元素、测量极限值等可用。 ●调试： 调试是一个令人关注的环节。所有二进制输入和输出可以直接读取和设置。这样大大简化用户查线过程。对于一次侧测试，可以激活一个传送闭锁功能以避免通过接口传送任何信息至中央控制室。另一方面，可以有意传送信息作测试之用。 图5：具有模块库的CFC ●SIGRA 4： 故障录波评估通用程序 存储在保护系统中的故障录波显示直观并且以明白的表格形式评估。可以方便地计算谐波，查看点测量值，显示相量和当时曲线图等。 大众化故障录波格式可以分析任何需要分析的故障记录。 在通讯方面，值得一提的是高度的灵活性、数据完整性和电力自动化通用标准的应用。通讯模块的设计一方面满足交换性要求，另一方面为以后 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 提供开放空间（例如，工业以太网）。 图6：故障录波 ●现地PC接口： 保护前面板上的PC接口容许快速访问所有参数和故障事件数据。特殊优势在于调试时DIGSI 4操作程序的运用。 ●后置接口： 保护背后有一个固定接口和两个通信模块。这两个模块包括有可选设备元件，易改进。它们满足不同通信接口及 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 （IEC 60870, PROFIBUS，DIGSI）的需求。 ●接口具有以下功能： ●服务接口（固定）： 对于RS485版本，运用DIGSI 4可以集中操作数个保护单元。连接一个MODEM，能实现远方控制。这点对故障清除提供了便利，尤其对于无人值守电站更是如此。 图7：IEC60870-5-103星形RS232铜线连接或光纤连接 ●系统接口： 这个接口用于与一个控制系统或保护和控制系统和支持（取决于连接的模块，各种通讯协议和接口类型）通信。 ●附加接口： 通过这个接口可以与RTD模块通信。 IEC 60870-5-103： IEC 60870-5-103是一个国际化标准协议，有效解决协议领域各种通讯难题。 IEC 60870-5-103得到许多保护制造厂商支持，并在全世界得到推广。 发电机保护功能存储在协议的专用区（已出版）。 图8：PROFIBUS：光双环回路 PROFIBUS－DP： PROFIBUS是一个国际化标准通讯系统（EN 50170）致力于通讯疑难问题的解决。PROFIBUS得到世界上数百家厂商支持，已注册使用产品在全世界已经超过1,000,000台。 通过PROFIBUS－DP，保护可以直接与SIMATIC S5/S7连接。传输数据有故障数据、测量值、逻辑单元（CFC）输入、输出数据。 图9：PROFIBUS：RS485铜导线 MODBUS RTU： MODBUS也是一个广泛应用的通讯规约，在众多自动化 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 中得到应用。 安全总线结构： ■RS485 总线： 运用RS485 总线数据传输通过铜导线时的电磁故障影响可通过双绞线的应用大量消除。如果有一个单元故障，其余的系统正常运行不受故障影响。 ■光纤双环电路： 光纤－光学双线回路不受电磁干扰影响。如果两个单元中间的某个区域故障，通讯系统不间断继续工作。 系统方案： SIPROTEC 4针对基于SIMATIC的自动化系统应用。 通过PROFIBUS-DP，指令（采集和跳闸）和所有相关运行测量数据由保护单元传送出来。 通过MODEM和服务接口，保护工程师随时可以访问保护装置，方便远方维护和故障分析（周期测试）。 另外，也可以现地通讯，例如，在一段重要监控期间。 图10：通讯模块，光 图11：通讯模块，光，双环 图12：通讯模块RS232，RS485 图13：模拟输出模块0至20MA，2通道 模拟量输出（0～20mamA）： 通过选择系列接口，在7UM62上可以安装1或2个模拟量输出模块（4通道）。 数个测量值（I1,I2,V,P,Q,f,PF(COSφ)可以被选择，并通过0～20mA接口传输。 图14：系统方案：通讯 电流差动保护：（ANSI 87G ,87M,87T） 图15：电流差动保护制动特性 这个保护功能为发电机、变压器、电机提供瞬时短路保护，保护原理基于差动 保护原理（基尔霍夫电流定律）。 差动电流和制动（稳定性）电流由相电流计算而来。优化数字过滤器可靠削弱非周期分量和谐波之类的干扰量。测量量的高分辨力可检测到小差流（10% IN）从而提 高灵敏度。 一个可调整制动特性充许对被保护设备的状态进行适当调整。利用软件纠正电流互感器的可能误差和相位角经过变压器后的偏移（相量组）。差动电流具有谐波分析，可以很灵敏检测到涌流（二次谐波）和过激磁（五次谐波）并且屏蔽差动保护不需要的选项。内部短路电流由快速测量段（IDiff ＞＞）可靠检测，这个快速测量段通过两个互助互补的测量程序运行。伴有互感器饱的外部短路由一个饱和探测器通过时间和状态监视器检测。当差动电流（IDiff）越过附加制动区后它就很灵敏。 如果作为电机保护，监视制动电流检测这些电流并且制动特性明显增长。这点防止电流互感器的不平衡电流引起误跳闸。图15显示制动特性和差动区域。 接地电流差流保护：（ANSI 87GN,87TN） 接地差电流保护对单相接地故障灵敏度较高。零序电流被比较。一方面，零序电流由相电流计算得来，另一方面接地电流直接由星形接线中性点上的电流互感器得来。 差动量和制动量生成并且符合制动特性。（图16） 利用特定过滤器直流分量得到大量抑制。许多监视流程在外部短路时避免了不需要的操作。 对于灵敏设定值，多重测量值保证了必要的可靠性。但是要说明的是灵敏度极限取决于电流互感器。 该保护功能只适用于中性点通过低阻抗接地的发电机，当用于变压器时，应接在中性点侧而且中性点必需低阻抗接地或者直接接地。 图16：接地电流差动保护的制动特性 定时限过流保护： I＞ I＞＞（ANSI 50 ,51, 67） 该保护功能包含发电机短路保护也可以作为上级装置例如变压器的后备保护或者作为电力系统保护。 当故障期间的电流降至阀值以下时I ＞段的一个欠压段维持启动。如果发电机机端电压下降，静态励磁系统就得不到充分供给。这也是短路电流下降的一个原因。 I＞＞段可以作为高值瞬动跳闸段。具有完整的方向功能，它也可作为变压器高压侧的后备保护。利用方向元件的信息，可以通过CFC控制阻抗保护。 反时限过流保护（ANSI 51V）： 这个功能也包括短路和后备保护，并利用电流独立保护装置作为电力系统保护。 可以选择IEC 或ANSI特性（表2） 电流功能可以通过评估发电机机端电压来控制。 “控制”方式：释放灵敏电流段 “抑制”方式：电流启动值随下降电压线性降低。 熔丝熔断监视防止不必要的操作。 定子过载保护（ANSI 49）： 过载保护的任务是保护发电机和电机的定子绕组使之免于持续高值过载电流。所有负载变量通过数学模块估算。Rms电流值的热效应组成运算的基本部分。 这一点与IEC 60255-8一致。 取决于电流冷却时间常数自动延长。如果周围温度或者冷却液温度通过一个传感器（TD2）或PROFIBUS-DP引入，模块自动调整至周围温度；否则采用一个稳定的环境温度。 图17：负序保护的特性 负序保护（ANSI 46）： 由于产生负序场，发电机三相不对称电流负载引起转子温度升高。 该保护检测发电机三相不对称负载。它在对称分量的基础上工作并且计算三相电流的负序分量。热处理程序被计入运算法则并且建立反特性。另外，负序由一个独立段（报警和跳闸）计算。这个段配有延时元件。（见图17） 应用于电机时，该保护功能也可以用来监视断相。 低励磁保护： （失磁保护） （ANSI 40） 由发电机机端的电压和电流计算出综合导纳，并传送给发电机图表，这种图表与每个单元相对应。 该保护防止由于欠励导致的异步产生的损害。保护提供三种特性用来监控静态和动态稳定性。通过一个传感器，可以引入励磁电压（见图25）并且在故障时保护可以通过计时转换器迅速反应。 直线特性充许对发电机图表作适当的保护变动。（见图18）图表以单元刻度显示，方便直接读出设定值。 采用正序电流和电压计算导纳，确保即使在不对称网络情况下保护也能动作正确。 当一个电压偏离额定电压时，导纳计算值具有保护特性和发电机特性曲线移动方向相同这样一个优势。 表2：反时限特性（IP-启动值；TP，D-时间盘） 逆功率保护： （ANSI 32R） 进相保护监视实时功率方向并且在机械能量故障时启动。这个功能可以用来操作停机（连续跳闸）也可以防止对汽轮机的损害。进相保护由正序系统电流和电压计算得来。因此不对称电源系统故障时不会降低测量值的精确度。紧急跳闸开关的位置作为二进制信息被引入，并且用来在两个跳闸命令延时之间转换。当用于电机保护时，实时功率的方向（＋/－）可以通过参数反向。 正序功率保护： （ANSI 32F） 监视发电机产生的动态功率在开机和停机时很有用处。一个段监视器超越限值的情况，另一个段监视器却监视降至另一个限值以下的情况。功率由正序分量电压和电流计算得来。这个功能可以用来关闭空转电机。 阻抗保护： （ANSI 21） 这个快速短路保护保护发电机、变压器单元并且作为电力系统的后备保护。这个保护有两个可设置的阻抗段；另外，第一段可以通过二进制输入来转换。当断路器在“断开”位置时（见图19）阻抗测量范围可以延长。 欠压闭锁过流启动元件保证可靠启动，回路选择逻辑确保故障回路的可靠检测。有了这个逻辑通过传送器单元执行正确测量是可行的。 图18：欠励磁保护特性 欠压保护： （ANSI 27） 欠压保护计算电压的正序分量并且与阀值比较。有两段可用。 欠压保护用作异步电机和抽水蓄能电站，防止这类装置在电压方面的不稳定性。 图19：阻抗保护分段 这个功能也可以用作监视之用。 过压保护： （ANSI 59） 该保护防止由于电压太高而引起的绝缘故障。 无论是线电压最大值或是相对地电压（对低电压发电机）都可以被计算。接地故障引起的中性点偏移对线电压测量值没有影响。该保护有二段动作区。 频率保护： （ANSI 81） 该频率保护防止欠频或者过频情况下设备（例如 涡轮机）应力过大。它也可以作为监视和控制元件。 该保护有四段；这些段可以作为欠频或者过频保护。每一个段可以单独设置延时。 即使在电压失真的情况下，频率测量运算法则可靠辨别基波，并且非常精确地测定频率。频率测量可以由欠压段闭锁。 过励磁保护： 电压/频率（ANSI 24） 过励磁保护用来检测发电机或变压器里的不允许的高值感应（与V/F成比例），高值感应会导致热过载。在开机、满负荷停机，弱馈系统或独立运行时会产生这种现象。负序特性可以通过机械数据的8个点设置。 另外，有一个定时限报警段和一个瞬动段可用。 计算V/F 比率，要用到频率和三相线电压最高值。可以监控的频率范围为11至69 HZ 。 90%定子接地保护，不带方向，方向： （ANSI ， 64G ，67G） 绝缘系统中的发电机发生接地故障的标志是电压偏移的产生。如果是单元接线，偏移电压是保护足够、可选择的判据。 如果发电机和母线直接连接，对于选择性接地故障检测，还必须评估接地故障电流方向。 保护继电器测量变压器中性点处压变的偏移电压,或压变开口三角形侧的偏移电压。作为一个选项，可以由相对地电压计算电压零序分量。与负载电阻的选择有关，发电机定子绕组的90%至95%可以得到保护。 灵敏电流输入端可用于接地电流测量。这个输入必须接至铁芯平衡电流互感器。由偏移电压和接地电流推算出故障方向。方向特性（直线特性）方便调整至系统状态。直接与总线连接的发电机因此可以得到有效保护。开机期间，通过一个外部接入信号，可以从方向性转换至偏移电压测量。 与保护设置有关，该保护功能可以贯彻不同接地故障保护理念。（见图23 至 26）。 灵敏接地保护： （ANSI 50/51 GN，64R） 灵敏接地电流输入也可以作为单独接地故障保护。它由两段组成。大于或等于2mA的二次接地电流可以被可靠地处理。 这个输入也可以选作转子接地故障保护。具有额定频率（50或60HZ）的电压通过接口单元7XR61接至转子回路。如果一个高值接地电流流动，则转子接地故障已经产生。测量回路监视就是这个作用。（见图29） 具有三次谐波的100%定子接地保护： （ANSI 59TN，27TN（3rdH）） 由于发电机设计方面原因，发电机产生一种三次谐波。这种谐波组成一个零序系统。开口三角形侧绕组保护或中性点互感器上的保护可以检测到这种零序。电压振幅的幅度取决于发电机和它的运行状况。当中性点侧发生接地故障时，三次谐波电压的振幅会有一些变化（中性点电压降低并且机端电压升高）。 与连接方式有关，保护必须设置为欠压保护方式或者过压保护方式。保护还可以设置延时。为了防止保护误动，有功功率和正序电压作为开放条件。 最终保护设置只能通过发电机一次侧测试来完成。 断路器失灵保护： （ANSI 50BF） 在定期检修期间或发电机故障期间，如果断路器发生故障并足以承受实质损坏，发电机可以保持合闸状态。 断路器失灵保护评估最小电流和断路器辅助接点。它可以通过内部保护跳闸启动或通过外部二进制输入启动。 两通道触发方式防止保护误动（见图20） 图20：断路器失灵保护逻辑图 突然供电保护： （ANSI 50,27） 在断路器突然合闸时，不管发电机是静态或是无励磁旋转还是同步旋转，保护具有防止发电机损坏的作用。如果与电力系统电压相连，发电机作为一个大滑差异步机械装置起动，最终导致转子中产生非常大的电流。 逻辑回路由各相灵敏电流测量、测量值检测器、时间控制和最小电压闭锁组成，跳闸命令能快速产生。如果熔丝熔断监视器动作，保护将无效。 转子接地保护： （ANSI 64R） 这个保护功能7UM62可以用三种方式实现。最简单的形式是转子电流测量原理（见灵敏接地电流测量）。 系统频率电压的电阻测量： 第二种形式是带工频电压的转子接地电阻测量。（见图29 典型应用）。保护测量引入电压和转子实时接地电流。 计入耦合装置（7XR61）综合阻抗，通过精确模式计算出转子接地电阻。通过这个方式，转子接地电容的干扰影响被消除，并且增加了灵敏度。，如果励磁电压没有中断，接地电阻测量值可以达到30KΩ。因此，可以实现一个两段保护功能，该保护功能的特性是具有报警段和跳闸段。附加欠流段，监视转子回路开路并报警。 带有1至3HZ方波电压的电阻测量： 大型发电机需要较高灵敏度。一方面，必须更有效地消除转子接地电容干扰影响，另一方面，励磁装置的谐波（例如六次谐波）干扰比率必须增长。转子回路接入一个低频率方波电压后效果良好。（见图30典型应用） 通过控制单元7XT71接入的方波电压用来给转子接地电容永欠充电。通过控制回路中的分路，流动的接地电流被测量出来，并传输给保护单元（测量输入）。在故障缺省（RE≈∞）时，转子接地电流在接地电容放电后接近于零。在接地故障时，接地电阻包括耦合电阻（7XR6004）和引入电压，限制固定电流。 方波电压和频率通过第二个输入（控制输入）被测量出来。 利用这个测量原则，接地电阻最大可以测量到80KΩ。在极性逆转期间，通过计算电流间断性地监视转子接地回路。 引入20HZ频率电压的100%定子接地保护： （ANSI 64 G (100%)） 接入一个20HZ电压检测接地故障（即使在发电机中性点处）已被证实是一个安全而且可靠的方法。与三次谐波判椐相反，（见12页，目录SIP 6.1），它与发电机的特性和运行方式是独立的。在系统静止期间，也可以进行测量。图28表示了基本接线方式。 这个保护功能是为检测整个发电机（实质上的100%）和所有电力连接系统分量的接地故障而设计的。 保护单元测量引入的20HZ电压和流动的20HZ电流，干扰变量，例如定子接地电容，通过精确模式消除，故障电阻欧姆值被确定下来。一方面保证了高灵敏度，另一方面，具有大接地电容值的发电机（例如大型水轮机）得以应用。通过接地互感器或中性点互感器的相角误差调试时被测量出来，并在运算法则中得到纠正。 保护有一个报警、跳闸段。测量回路被监视，并且20HZ发生器故障处于被测量状态。 与接地电阻计算分开，保护功能另外计算rms 电流值。 启动时间监视： （仅限于电机保护） （ANSI 48） 启动时间监视保护避免电机长时间不必要的启动。在负载转矩过大、电机内部电压降落过大，或者转子堵转时可能发生这种情况。 跳闸时间与启动电流方波和设置启动时间（反时限特性）有关。它通过下降电压自动调整启动。跳闸时间按照下列公式计算： tTrip跳闸时间 Istart允许启动电流 tstart max允许启动时间 Irms测量rms电流值 直到电流Irms位于可调整响应值之上时才开始计算（例如 2IN.MOTOR）。 如果允许闭锁时间少于容许启动时间（电机具有一个热极限转子），通过转速计发生器设置一个二进制信号检测堵转转子。这个二进制信号释放设置的转子闭锁时间，延时过后跳闸。 直流电压时间保护/ 直流电流时间保护 （ANSI 59N (直流) 51N(直流)） 水轮机或汽轮机通过频率启动转换器启动。在频率启动回路中发生接地故障将引起直流电压偏移并产生一个直流电流。由于中性点或接地互感器阻抗值比电压互感器阻抗值小，大部分直流电流流向它们，这样极易造成热过载。 如图28所示，直流电流由一个直接与分路连接的并联变压器（测量传感器）测量。与测量传感器型号有关，电流或者电压反馈给7UM62。测量运算法则过滤出直流分量并决定阀值。自0HZ开始该保护功能一直是活跃的。 如果测量传感器传送一个电压给保护，连接方式必须是免干扰方式并且应短接。 执行功能也可以用于特殊应用。因此，rms值可以被计算出来用于宽广频率范围输入的数量。 启动期间过流保护： （ANSI 51） 汽轮机通过频率启动转换器启动。过流保护在启动期间测量低频范围（大约从5HZ起）短路电流，并被设计成一个独立过流时间保护。启动值设置在额定电流以下 。该保护只在启动期间才被激活。如果频率高于10HZ，取样频率纠正功能动作，并且进一步短路保护功能被激活。 失步保护： （ANSI 78） 该保护测量系统功率摆动。如果发电机供应系统短路太长时间，故障清除之后系统和发电机之间可能会发生瞬时低频现象（动态功率摆动）。如果功率摆动中心在闭锁单元区域，“动态功率冲击”将导致发电机和涡轮机不允许的机械压力。 当电流和电压是对称时，正序阻抗在正序分量的基础上计算，并且阻抗轨迹被计算出来。通过计算负序电流监视对称性。R/X图的两个特性描绘失步保护的动态范围（发电机，单元变压器或电力系统）。 图21：失步保护特性 相关计数器的增加与特性范围有关，阻抗向量进入或者离开这个特性。 当计数器值达到设置值时保护跳闸。如果功率摆动在延时过后不再发生，计数器将自动复归。通过一个可调整的脉冲，每一个功率摆动可以发信号。特性在R方向的延伸确定一个可测量的功率摆动角度。120°的角度是可行的。当几个并列发电机并网时，特性可以被倾斜一个可调整的角度以适应当前状态。 反时限欠压保护 （ANSI 27） 电机在转矩小于极限转矩时将异步。这个反过来依赖于电压。一方面，它维持电机与系统连接状态尽可能长的时间，另一方面，转矩不会降至极限转矩以下。这个保护功能是通过反时限欠压保护实现的。电压小于启动阀值Vp＜时，反时限特性起动。跳闸时间与电压下降成反比例。保护功能利用正序电压，用于保护判定。 图22：转子温度特性和转子热模型复制（多重启动） tTRIP＝ tTRIP 跳闸时间 V 电压 Vp 启动值 TM 时间放大系数 系统解列： 例如，并网发电机直接向系统供电。引入线通常是系统主体与并网发电机之间的合法实体边界。如果由于重合闸而导致引入线故障，例如，电压或频率偏差产生取决于输出发电机的电力平衡。异步状态也可能发生在连接中，这样可能对发电机或发电机与涡轮机之间传动装置产生损害。除了像电压与频率这样的经典判据，以下两个标准也得到应用。（向量偏移、频率额定改变保护，见16页）。 向量跳跃： 监视电压相位角是辨认横切中断的一个标准。如果引入线故障，突然的电流中断导致电压相角偏移。这是由德尔塔程序测量的。当设定阀值被超越时断开发电机或断路器联接器。 额定频率变化保护： （ANSI 81） 在周期计算频率的基础上决定频率差异。它传送至瞬间额定频率变化。该保护设计功能响应正序和负序额定频率变化。持续监视容许额定频率变化的超越情况。相应方向的释放决定于实际频率是在额定频率之上还是额定频率之下。该保护总共有四段可用，而且可以随意选择。 电机重新启动禁止： （ANSI 66,49电机 ） 当寒冷或在运行温度时，电机只可以成功地连接若干次。启动电流引起的转轴热升温由启动禁止功能监视。 与传统计算原理相反，在电机重新启动禁止功能里转子冷却和热现象由一个热模型模拟。转子温度由定子电流决定。只有在转子具有足够热容量进行一次新启动时，重启禁止才充许电机重启动。图22显示在冷却状态下充许的三倍启动热剖面。如果热容量太小，重启功能发出一个闭锁信号闭锁电机启动回路。冷却以后并且热值已降至设置值以下时闭锁自动解除。 因为风扇在电机关闭时不能提供强迫冷却，它冷却的速度更慢，依赖于运行状态，保护功能控制冷却时间常数。小于最小电流的值是一个有效转换判据。 外部跳闸关联： 四个二进制输入用于记录和处理外部跳闸信息。它们用于从Buchholz 继电器来的信息或发电机特定命令，并且充当保护功能的角色。每一个输入启动一个故障事件并且可以通过一个计时器单独延时。 跳闸回路监视： （ANSI 74C） 可以用一至两个二进制输入监视断路器回路跳闸线圈和它的引入电缆。无论回路何时中断，保护发出一个报警信号。 相反向旋转： 如果继电器用于抽水蓄能电站，配置主要旋转场可以通过二进制输入实现。（发电机/电机通过相反向旋转运行） 2预先定义参数组： 保护设置值可以存放在两个数据设置中。除了标准参数组，第二个参数组用于某些运行状态（抽水蓄能电站）。可以通过二进制输入，现地控制或DIGSI 4激活这个功能。 闭锁 （ANSI 86） 所有二进制输出（报警或跳闸继电器）可以象LEDS一样存储，并利用LED复位键复归。在电源电压故障事件中闭锁状态也储存下来。重合闸只有在闭锁状态复归后才能使用。 熔丝故障和其它监视： 继电器包含硬件和软件监视的高性能。 测量回路模拟－数字转换，电源电压，内存和软件顺序都处于被监视状态。 熔丝熔断功能检测由线圈或压变的短路或开路引起的测量电压故障，并避免欠压元件在保护功能里误动。 正序和负序系统（电压和电流）被评估。 过滤时间： 所有二进制输入可以受制于过滤时间（指示抑制） 直接发电机－总线连接 图23图解数台发电机向一个母线供电时的建议标准接线。 利用方向接地故障判据分离相接地故障。相接地故障电流流过系统电缆。如果这样还不够的话，接至母线的一个接地互感器提供需要的电流（最大值大约为10A）并且保护范围可达到90%。接地故障电流应由铁芯平衡电流互感器检测以达到必要的灵敏度。在开始运行至达到同步期间，偏移电压可以作为接地故障判据。 差动保护包括发电机保护和引出电缆保护。 允许电缆长度和电流互感器型号（允许负载）是相互独立的。当长度＞100m时应该重算。 低阻抗接地的直接发电机－母线接线 如果发电机中性点低阻抗接地，接线如图24所示。如果是数台发电机的情况，只有一台发电机能接阻抗接地，避免产生环形电流（三次谐波）。 对于选择性接地故障检测，接地电流输入应串入两个差动互感器装置（差动连接）的共用返回导线中。电流互感器只能有一个接地点。偏移电压VE用作附加允许判据。 平衡电流互感器（绕组校准）适合这样接线形式。对于大功率发电机（例如，IN大约2000A），电流互感器二次侧额定电流建议为5A。 接地电流差动保护可以作为可选项（在此未图示）。 具有独立星形点的单元接线 将要建议的这个单元接线结构为另一种形式（见图25）。利用偏移电压检测接地故障流。在系统发生接地故障时为避免不必要的操作，开口三角形侧必须接入一个负载电阻。取决于发电机，一个具有大功率（VA）的电压互感器实际上可能已足够。如果不是，必需采用一个接地互感器。可用的测量绕组可以用于电压测量。 举一个应用例子，差动保护用于发电机。单元变压器由它自己的差动继电器保护（例如7UT612）。 如图所示，附加的保护功能可用于其它输入。它们用于大型发电机/变压器单元（同样见图28和30）。 具有中性互感器的单元接线： 采用这个系统结构，干扰电压减少并且发电机区域发生接地故障时的阻尼由发电机中性点的负载电阻影响。（见图26） 最大接地电流大约10A。中性互感器可以采用一次侧阻抗或二次侧阻抗的结构。为避免二次电阻过低，中性互感器变比应比较小（ ）。高值二次电压可以通过一个电压分配器减少。 回路电力方面与上面的结构相同（见图25）。 与应用相反，差动保护设计为一个全部功能并且包括发电机和单元变压器。保护功能处理向量组调整和其它调整。 电压互感器开口三角形接线： （V－连接） 保护也可以容易地在为开口三角形接线的电压互感器上执行。图27显示相应的接线。如果需要，用于相对地电压的操作测量值可以稍不对称。 如果不需要的话，中性点（R16）可以通过一个电容接地。在开口三角形接线的情况下，不可能从二次电压计算出偏移电压。它必须通过一个不同的途径传送至保护单元（例如，发电机中性点的电压互感器或者由接地互感器取得）。 100%定子接地故障保护，启动期间接地故障保护： 参照中性点互感器的例子，图28显示100%定子接在故障与引入20HZ电压的接口连接。这个接线同样适合接地互感器的开口三角绕组。 20HZ发生器可以既可以与直流电压连接又可以接至一个大功率电压互感器（＞100VA）。电流互感器4NC1225负载不应超过0.5Ω 7XT33，7XT34和负载阻抗接线必须用一个低阻形成（Rconnection＜RL＝。如果覆盖距离大，装置在接地柜里调节。 直流电压保护功能（TD1）的接线被显示出来用于带起动转换的系统。取决于装置选型，7KG6在分路放大测量信号至10V或20mA。 TD1输入可以跳至相关信号。 引入额定频率电压的转子接地故障保护： 为了举例，图29显示静态励磁发电机的转子接地故障保护接线。如果只评估转子电流，无需将电压接至继电器。接地时必须通过接地刷接地。如果由于励磁的原因（六次谐波）环流可以超过0.2A，外部阻抗3PP136必须增至耦合装置7XR61。在最不利的情况下，这是额定励磁电压＞150V的情况。 1至3HZ方波电压转子接地故障保护： 测量传感器TD1和TD2用作这个用途。（图30）。控制单元7XT71在输出端产生一个大约为±50V的方波电压。频率可以被抬高并且决定于转子接地电容。电压极性反转由控制输入测量并且流动环流由测量输入测量。接地时必须通过接地刷接地。 异步电机保护： 图31显示大型异步电机保护功能典型接线。差动保护包括电机及其引线。在长度大于100m时，电流互感器容许负载应重算。 用于电压和偏移电压监视的电压通常分接至母线。如果几台电机连接至母线，方向接地故障可以检测接地故障并且选择跳闸是可行的。一个铁心平衡电流互感器用于检测接地电流。在几条电缆平行时，选择的启动值必须要略微高一些。 空转情况下必要的关机通过动态功率监视器实现。 选择模拟量输入的用途； 几个保护功能分配资源给相同的模拟量输入，因此分配一定功能取决于应用。一个输入只能被一个保护功能应用。一个不同的组合可以被属于保护组2的单元应用，举例 多重应用参照灵敏接地电流输入和偏移电压输入（见表3）。 对测量传感器也有相同的应用。（表4） 电流互感器需求： 电流互感器需求取决于差动保护功能。瞬时跳闸段（IDiff>>）可靠控制（通过瞬时算法）任何高电流内部短路。 外部短路决定由于直流分量的原因加于电流互感器的需求。一个流动短路电流的不饱和期至少是5ms。相对表显示设计建议。IEC 60044-1和60044-6计算在内。列出必要的方程用于转换需求为拐点电压。目前应用的习惯应用也应该用于决定电流互感器额定电流的额定一次电流。它应该大于或等于保护设备的额定电流。 1、 发电机母线直接连接 如果数台发电机同时向母线供电，采用如下标准接线方式。相对地故障运用方向接地故障判据检测。如果这样还不够的话，一个与母线连接的接地互感器提供需要的电流（最大大约为10A），保护范围可以达到90%。接地故障电流可以通过铁芯平衡电流互感器检测来达到必要的灵敏度。在开机操作达到同期之前，偏移电压可以用作接地故障判据。差动保护包括发电机保护和出线电缆保护。容许电缆长度和电流互感器设计（容许负载）相互依赖。当长度大于100M时有必要重算。 2、 低阻抗接地的发电机与母线直接连接方式 如果发电机中性点低阻抗接地，接线图如图所示： 在有几台发电机的情况下，阻抗必须接至一台发电机，以免产生环流（3次谐波）。 对于选择性接地故障检测，接地电流输入应该串入两个电流互感器（差动接线）的公共返回导线。电流互感器一点接地。偏移电压VE作为附加启动判据。 平衡电流互感器（绕组校准）在这种接线方式时就得到应用。在大功率发电机（例如，IN大约2000A），电流互感器二次侧电流建议为5A 接地电流差动保护可以作为一个选项。 图24 3、 星形点绝缘的单元接线 接地故障检测由偏移电压作用。系统发生接地时，为避免不需要的操作，开口三角形绕组必须接入一个阻抗。与装置有关，一个具有高功率（VA）的电压互感器实际上已足够。如果不行，还必须采用一个接地互感器。可用的测量绕组可用作电压测量。 在应用的例子中，差动保护侧重于发电机保护。变压器有它自身的差动保护（7UT612）。 如图所示，附加保护功能可以利用其它输入端子。它们在大型发电机 /变压器单元得到应用。 图25 4、带中性点互感器的单元接线 采用这种接线方式，干扰电压减少并且发电机区域接地故障的阻尼通过一个接至发电机中性点的负载阻抗改变。 最大接地电流限制在10A以内。结构采用在中性点互感器一次侧或二次侧接入电阻。为避免二次阻值过低，中性点互感器的变比应较低 高值二次电压可以通过一个电压分压头减少。 从电气上来说，电路采用以上结构。 与应用相反，差动保护设计功能全面，包括发电机和变压器。保护功能观测向量组调整和其它调整。 图26 5、电压互感器开口三角形接线（V-接线） 保护也可以在电压互感器开口三角形侧执行。图27显示这种接线方式。如果需要的话，相对地电压的运行测量值可以轻微地不对称。如果这种情况不允许，中性点（R16）可以经一个电容接地。 在开口三角形接线方式下，不可能由二次电压计算偏移电压。必须从另一个通道传至保护（例如，发电机中性点侧的电压互感器或者从接地互感器来）。 6、100%定子接地故障保护，开机期间接地故障保护 参照中性点互感器，图28显示引入20HZ电压的100%定子接地故障保护的界面。接地互感器的开口三角形绕组也可以采用这种接线。 20HZ发生器可以接至直流电压也可以接至一个功率电压互感器（>100VA）。电流互感器4NC1225的负载不应超过0.5Ω 7XT33，7XT34和负载阻抗接线必须与一个低值阻抗（RCorrection150V的工频励磁电压的例子。 8、方波电压为1V至3V的转子接地故障保护 测量传感器TD1和TD2用于这个用途。（图30）。控制单元7XT71产生一个输出为±50V的方波电压。频率可以改变并且取决于转子接地电容。电压极性逆转可以通过控制输入被测量出来，通过的电流可以通过测量输入测量。大地必须通过接地碳刷。 9、异步电机转子保护 图31是大型异步电机转子的保护功能的典型接线。差动保护包括电机和电缆。在长度大于100m时有必要重新计算容许电流互感器。用于电压和偏移电压监视的电压一般取自母线电压。如果数台电机接至母线，接地故障可以由方向性接地故障保护检测并且可以选择性跳闸。一个铁芯平衡电流互感器用于检测接地电流。在数条电缆并列的情况下选择启动值必须较高。 电机空载时必要的关机可以通过有功功率监视器实现。 选择性模拟输入运用： 数个保护功能应用相同的模拟输入。因此，取消某些功能取决于应用。一个输入只可以用于一个保护功能。保护组2的单元可以应用一个不同的组合。例如。 多重应用参照灵敏接地电流输入和偏移电压输入（见表3）。 测量传感器的应用相同。（见表4） 电流互感器需求： 电流互感器的必要需求是由差动保护功能决定。瞬时跳闸段（IDIFF>>）可靠控制(经瞬时运算法则)任何内部短路高电流。 外部短路决定由于直流分量而强加于电流互感受器的需求。流动短路电流非饱和期至少为5MS。相反的表显示设计建议。IEC60044-1和60044-6计入在内。转换需求至拐点电压的必需方程已列出。目前应用的实际惯例也应用来决定电流互感器额定电流的额定一次侧电流。它应大于或等于被保护设备的额定电流。 硬件： 模拟输入： 额定频率 50 或 60 Hz 额定电流IN 1 或5 A 接地电流，灵敏电流IEmax 1.6 A 额定电压VN（在100V时） 100 至 125 V 测量传感器 10 至 + 10 V ( Ri= 1 MΩ) 或 20 至 + 20 mA (Ri = 10Ω) 功耗 在 IN = 1 A 大约 0.05 VA 在 IN = 5 A 大约 0.3 VA 灵敏接地电流 大约 0.05 VA 电压输入（在100V时） 大约 0.3 VA CT回路热容量(rms值) 100 IN 1 s 30 IN 10 s 4 IN 持续 动态（峰值） 250 IN (一个半周期) 接地电流，灵敏 300 A 1 s 100 A 10 s 15 A 持续 动态峰值 750 A (一个半周期) 电压通道容量 230 V 持续 测量传感器容量 作为电压输入 60 V持续 作为电流输入 100 mA持续 电源 额定辅助电压 24 至 48 V DC 60 至 125 V DC 110 至 250 V DC 115 V AC，频率为 50/60 Hz时 容许偏差 –20 至 +20 % 叠加(峰值对峰值) ≤15 % 功耗 在正常运行期间 7UM621 大约 5.3 W 7UM622 大约 5.5 W 所有输入和输出启动期间 7UM621 大约 12 W 7UM622 大约 15 W 辅助电压故障跨接时间 at Vaux = 48 V and Vaux≥ 110 V ≥50 ms at Vaux = 24 V and Vaux = 60 V ≥20 ms 二进制输入 数量 7UM621 7 7UM622 15 2个启动阀值 14 至 19 V DC 或 66 至 88 V DC 范围可以用跳线选择 最大容许电压 300 V DC 电流功耗，激发的 大约 1.8 mA 输出继电器 数量 7UM621 12 (1个常开; 通过跳线4个可选 择为常闭) 7UM622 21 (1个常开; 通过跳线5个可选 择为常闭) 转换容量 合闸 1000 W / VA 分闸 30 VA 分闸(用于电阻性负载) 40 W 分闸(L/R ≤ 50 ms) 25 VA 转换电压 250 V 容许电流 5 A 持续 30 A 0.5 秒 LED 数量 运行（绿色） 1 故障（红色） 1 可指定 LED（红色） 14 保护版本 7XP20外壳 具体尺寸见尺寸图 保护遵守EN 60529的程度 表面安装外壳 IP 51 嵌入安装外壳 前 IP 51 后 IP 50 接线端 IP 2x 接线端包壳也装上 重量 嵌入安装式外壳 7UM621 (1/2 x 19＂) 大约7 kg 7