深圳旭振PLB-1B发电机保护装置具有过流过压反时限保护功能

PLB-1B发电机过流、过压保护器是针对小型水电站发电机保护存在问题而专门设计的智能型保护装置。它以PIC单片机为核心，硬件简单，精度较高，稳定性、可靠性好，整定灵活，功能多样。它具有过载、过流、短路三段反时限电流保护，以及过压、欠压、过速（飞车）、欠速保护，过速、欠速保护会自动根据发电机并网（电流>6%Ie视为并网状态）情况作不同处理。本保护器还可以用于400HZ的中频发电机的过流、过压保护。

一、技术指标

1.适用范围：     各类中、小型高压和低压发电机组

2.输入信号

(1)   PT电压： a. 标称100V发电机PT（电压互感器）电压

b.标称200V特种发电机线电压

c.标称400V发电机线电压

(2)三相电流：标称5A发电机三相CT (电流互感器)电流信号

3.输出信号：     继电器开关信号(常开)

触点容量：AC380V/3A  AC220V/5A  DC110V/0.8A  DC220V/0.2A

          a.故障输出（用于分断并网开关）

          b.飞车保护输出（用于控制调速器减速）

建议在外面负载（线圈）为交流时，在线圈两端并联一个不小于0.1uf的（CBB）交流电容，负载为直流时，反并联一个二极管。

4.电压测量精度:不低于±1％

5.电流测量精度:不低于±2％

6．频率测量精度:不低于±0.01％（残压≥3% 时频率可有效测出）

7.工作电源: 交流85V～280V   直流 100V～250V

8.功耗:小于6W

9.工作环境

环境温度:-5℃～＋45℃

相对湿度:不大于90%(40℃)

海拔2500米以下地区

10.外型尺寸：（长）112×（宽）112×（深）108mm

11．开孔尺寸：114×114（113×113）见安装示意图

二、主要功能：

1．过压保护

  系统运行中，当发电机电压连续高于设定过压保护值一定时间（此时间可设定）时，保护器判为过压故障。并网后（电流>6%Ie视为并网状态）过压，故障继电器动作，切断发电机输出，同时发出常规告警信号（断续蜂鸣告警声、故障指示灯亮），数码显示自动切到电压值显示状态，实时显示此时的电压值，同时电压指示灯闪烁。延时设定的一段时间后，如发电机电压恢复正常，则解除跳闸信号，退出故障状态。也可人工干预（用《参数》键）提前退出故障状态。并网前过压，故障继电器不动作，但其它故障告警信号一样，电压正常后立即解除故障状态。

2．欠压保护

  发电机电压连续低于设定欠压保护值时，保护器判为欠压状态。故障继电器不动作，但发出常规告警信号，在没有其它故障时，数码显示自动切到电压值显示状态，电压指示灯闪烁。发电机电压正常后，自动退出故障状态。它类似并网前过压故障。当欠压设定选择低于额定电压的50%时（49%）关闭欠压保护功能。

3．过载保护

并网运行中，发电机三相电流中**大一相电流连续大于过载设定值（102%～110%Ie）一定时间（此时间较长可设定）时，保护器判为过载故障。保护器有反时限控制功能，设实测电流减过载设定值的差与百分之一额定电流（1%Ie）的比为N，过载设定时间为Tas，那么实际过载时间Ta为：Ta=Tas/(1+N/50)。过载时间Ta计时是累加的，计时中间允许中断，但当**大一相电流小于90%Ie时，计时将减少，直到减至0为止（电流每小1% Ie，Ta计时减少速率为标准计时的1/50，即如果**大一相电流为40%Ie时，那么过载计时将在同样时间内减至0）。过载故障与过流故障处理很类似，处理方法参见下节过流故障处理。

3．过流保护

  并网运行中，发电机三相电流中**大一相电流连续大于设定过流设定值（110%～150%Ie）一定时间（此时间可设定）时，保护器判为过流故障，故障继电器动作切断发电机输出，同时发出常规告警信号。数码显示自动切到电流值显示状态，显示跳闸时刻的电流值，同时电流指示灯闪烁。延时设定的一段时间后，自动解除跳闸信号，退出故障状态，同样可以人工干预提前退出故障状态。过流保护也是反时限控制，在设定的过流延时跳闸时间的基础上，保护器根据“温升相等”原则自动修改过流动作时间，过流越大，则保护动作也越快。计算方法如下：设实测电流减过流设定值的差与百分之一额定电流（1%Ie）的比为N，过流设定时间为Tbs，那么实际过流时间Tb为：Tb=Tbs/(1+N/40)。过流时间Tb计时也是累加的，计时中间允许中断，但当**大一相电流小于75%Ie时，计时将减少，直到减至0为止（电流每小1% Ie，Tb计时减少速率为标准计时的1/40）。

  过载保护与过流保护是同时进行的，当实际电流大于过流设定值时，过流计时开始，但过载计时不中断继续进行，谁先达到设定值，谁先动作。

4．短路保护

当发电机三相电流中**大一相电流达到短路设定值（1.8～3.0Ie）时，保护器判为短路故障，故障继电器立即动作，其它处理与过流故障类似。注意电流显示值为跳闸前的电流值，可能会偏小一些。

5．低速保护

低速保护分“并网”前和“并网”后，“并网”前，当发电机转速从正常状态减至40HZ以下时保护器判为“低速”状态（刚开机时的低速状态不会）。保护器“飞车” 继电器动作，与“故障” 继电器的“常闭”组合后可以作为发电机的低速保护（轴承油膜问题），见下图，同时发出常规告警信号，一般数码显示会自动切到频率显示状态，频率指示灯闪烁。

“并网”后，在某些小型电网，发电机转速可能不稳定，当发电机转速小于低速设定值（40.0HZ～49.0HZ）时保护器判为“低速”故障，“故障” 继电器与“飞车” 继电器同时动作，除了“跳闸” 切断发电机输出外，还组合出“减速”信号，控制调速机减速。虽然是“低速”故障，一般来说不应该再去减速，但发电机“跳闸”后必然会升速，因此仍然应该减速，12 S后再检测“跳闸”后的发电机转速如果小于52HZ则退出“低速”故障状态。故障其它处理与“并网”前“低速”故障处理一样。低速保护功能可以人工选择去除。

6．过速（飞车）保护

过速（飞车）保护同样分“并网”前和“并网”后，“并网”前，特别是系统甩负荷以及保护跳闸后, 发电机可能出现飞车现象。当本保护器确认发电机频率（转速）超过60HZ时判为“过速”（飞车）故障，“故障” 继电器与“飞车” 继电器同时动作，组合出“减速”信号控制调速机减速，同时发出常规告警信号，一般数码显示会自动切到频率显示状态，频率指示灯闪烁。12 S后若发电机转速小于52HZ则退出“过速” 故障状态。

“并网”后，在某些小型电网，发电机转速可能不稳定，当发电机转速大于过速设定值（51.0HZ～60.0HZ）时保护器判为“过速” 故障，“故障” 继电器与“飞车” 继电器同时动作，除了“跳闸” 切断发电机输出外，还组合出“减速”信号，控制调速机减速。故障其它处理与“并网”前“过速” 故障处理一样。过速保护功能同样可以人工选择去除。

7．电压输入线掉线

当电压输入线掉线或发电机电压为零判为“掉线”故障，故障继电器不动作，但发出常规告警信号。在没有其它故障时数码显示自动切到电压显示状态。电压、频率显示都为0000。电压输入正常时自动退出故障状态。

                  继电输出信号逻辑组合

三、参数设置：

在正常状态下，按“参数”键，参数指示灯亮，即进入参数设置状态。一般数码管**位（个别前二位）显示参数标志或参数序号，参数标志闪烁，后三位（个别后二位）显示要修改的参数值。每按一次“参数”键，参数序号加1，依次递增，到**循回到参数00。可用“增”、“减”键修改所选项参数值。在参数修改状态下，当选择有关电压的参数项时，电压指示灯会闪亮；选择有关电流的参数项时则电流指示灯闪亮；设置低速、过速有关频率项时，则频率指示灯闪亮。若6.5秒钟内未作任何操作，则会自动退出参数设置状态，并记忆所作的修改。也可以持续按“参数”键0.8秒退出参数设置状态。

  本装置的所有参数均已按出厂值设定好，在实际运行中，参数值可根据电站情况进行修改。参数

修改在任何情况下均可进行。

（1）       参数00，400HZ/50HZ选择，参数标志为“H”。H400表示400HZ，H050表示50HZ，出厂设定为50HZ。

（2）       参数01，100V、400V、200V电压选择。参数标志为“U”。当接入的PT电压为100V左右时，选100V档；接入为400V、200V（特种电机）线电压时，选择对应电压档为U400、U200。出厂设定为U400。注意，400V、200V从同一对端子接入，100V从另一对端子接入。

（3）       参数02，低速保护选择，参数标志为“Fd”。FdYY为有低速保护，Fd--为取消低速保护。出厂设定为有，FdYY。

（4）       参数03，过速保护选择，参数标志为“FE”。FEYY为有过速保护，FE--为取消过速保护。出厂设定为有，FEYY。

（5）参数1  PT电压变比设定，当参数00选100V时有效，若发电机的额定电压为6300V，PT电压互感器的变比一般为63。参数设置范围为1～85，出厂设置为63。

（6）参数2  过电压阀值设置，参数值为与额定电压的百分比值。参数设置范围为110%～130%，出厂设定为120。

（7）参数3  欠电压阀值设置，参数值为与额定电压值的百分比，设置范围为50%～85%，出厂设定为70%。当其值设为49%时，即可关闭欠压保护功能。

（8）参数4  过电压检测时间设定，设定范围为0.5～7.5 秒，出厂值为1.0秒。

（9）参数5  发电机CT(电流互感器)电流变比设定，设定范围为4～900，出厂值为100。即电流互感器为500A∶5A。

（10）参数6  发电机额定电流值设置。其值为与CT标称值之百分比。例如标称值为500A的电流互感器，如发电机额定电流值为400A，则其百分比为80%，80即为本参数值。设定范围：30～100，出厂值设为80。

（11）参数7  电流过载值设置。参数值为过载电流值与发电机额定电流值的百分比。设定范围为102～110，出厂值设定为105。

（12）参数8  过载检测时间设置。设置过载时，持续多长时间后发过载保护动作。设定范围：5.0～50.0分**小设置单位为0.2分，出厂设置为30分，实际运行时有反时限控制功能。

（13）参数9  过电流阀值设置。设定值为过电流值与发电机额定电流值的百分比。设定范围为110～150，出厂值设定为120。

（14）参数10  过流检测时间设置，参数标志为“A”。设置过流时，持续多长时间后过流保护动作。设定范围为2～150S，出厂设定为30秒，实际运行时有反时限控制功能。

（15）参数11  短路保护设置，参数标志为“b”。参数值为短路保护阀值与发电机额定电流值的倍数，设定范围：1.8～3.0，出厂值设定为2.5倍。

（16）参数12  故障恢复时间设定，参数标志为“C”。设置故障跳闸后，延迟多长时间装置自动退出故障状态重新恢复正常检测。设定范围为0.4～20.0分**小设置单位为0.2分，出厂设置为5分。可以用《参数》键提前退出故障状态。

（17）参数13 低速检测阀值设置，参数标志为“d”。其值为“并网”后的低速保护值，设定范围为40.0HZ～49.0HZ**小设置单位为0.5HZ，出厂值设置为48HZ。“并网”前的低速保护值固定为40HZ。

（18）参数14 过速（飞车）检测阀值频率设置。参数标志为“E”。其值为“并网”后的过速保护值，设定范围为51.0HZ～60.0HZ**小设置单位为0.5HZ，出厂值设置为52HZ。“并网”前的过速保护值固定为60HZ。

（19）参数15电压测量修正，调试参数，用户一般不能进入。用来校正电压测量电路的制造误差。

（20）参数16电流测量修正，调试参数，用户一般不能进入。用来校正电流测量电路的制造误差。

五、使用方法：

1．安装与接线

安装时，将随机两块固定顶板扣于机身两侧，顺时针拧紧顶板螺杆固定于控制屏面板即可。接线集中于背壳接线座，如背板接线图所示。

（1）PT电压

输入的PT电压有两种选择：一是直接引入发电机的400V（200V）线电压，此时接“400V”与“COM”两端口；二是引入标称100V的发电机PT（电压互感器）电压，此时接“100V”与“COM”端口，同时参数01应作相应修改。

（2）三相电流输入

将发电机三相电流互感器（标称电流5A）输出端对应接入A*、B*、C*，A、B、C端口，注意同名端接同一侧。可以任意按三相六线，三相四线，三相三线接法接。三相六线时，三相电流互感器的输出端分别接入A*—A，B*—B，C*—C即可。三相四线（Y接，带中线）时A、B、C端口短接跟三相电流互感器中线O连接；三相三线时只A、B、C端口短接即可。

（3）电源线

本机工作电源为交、直流两用，按二.7电压要求范围接入电源端口即可。

（4）继电器输出

由于本机继电器触点容量有限，现场安装时如必要应通过中间继电器间接控制断路器，如果负载为交流，建议在线圈两端并联一个不小于0.1uf的（CBB）交流电容；负载为直流时，反并联一个二极管。如果再在本机继电器输出端并接一个0.001uf～0.003uf的（CBB）交流电容会更好一些（这个电容本应由我们接好，由于用户负载千差万别，可能电容“漏”电流**使中间继电器抖动，容量很难把握；还有，如果用户不在线圈两端处理一下，此电容极容易损坏）。

（5）接地

为提高本机的抗干扰性，应将本机接地点接地。

2．操作方法

操作界面如面板示意图，有三种操作显示状态。各按键操作蜂鸣器均会“滴”一声，表示已接受按键操作。

（1）正常工作状态

保护器上电后，如有正常的电压、电流输入，数码管应能显示当前的电压、电流（自动显示三相电流中**大电流的有效值）和频率等数值。按《增》或《减》键，可使电压、电流、频率显示值顺序切换，对应的电压、电流、频率指示也会点亮。即使是故障状态仍然可以用《增》或《减》键切换显示值。所有的电压、电流、频率显示均为实时值，电压单位为伏，电流单位为安，频率单位为HZ；小数点自动设置，若显示9999有可能为数值显示溢出。

（2）参数修改状态

参考第四节的参数设置操作方法，按一下“参数”键，可以使保护器从正常显示状态进入参数修改状态，停止操作6.5秒后自动退出参数修改状态，或持续按“参数”键0.8秒退出参数设置状态。

（3）故障告警状态

保护器对发电机的故障分为三类，一类只告警，不“跳闸”，不操作，如：“欠压” 故障、电压输入线“掉线” 故障。第二类只告警，不“跳闸”，但有操作，如：“并网前低速” 故障（“飞车” 继电器动作去“抱轴”）；“并网前过速” 故障，“故障” 继电器与“飞车” 继电器同时动作，组合出“减速”信号控制调速机减速（“故障” 继电器虽然动作，但不是去“跳闸”）。这两类故障都使保护器进入告警状态，故障指示灯亮、蜂鸣器断续鸣叫（告警音可通过《增》或《减》键予以取销），数码管自动切换到显示相关故障内容。一旦故障解除系统恢复正常，保护器立即退出故障告警状态。

第三类故障又告警，又“跳闸”，可能还有操作，如：“过压”、“过载”、“过流”“短路”，“并网后低速”、“并网后过速” （后两种同时使“飞车” 继电器动作组合出“减速”信号）。第三类故障同样使保护器进入告警状态，故障指示灯亮、蜂鸣器断续鸣叫（告警音可通过《增》或《减》键予以取销），数码管自动切换到显示相关故障内容。但此类故障解除系统恢复正常后，保护器不会立即退出故障告警状态。一直延长到参数12设定时间到才结束，可以用《参数》键提前退出故障告警状态（假进入参数修改状态，退出后则同时退出故障告警状态）。

四、注意事项

1．本装置出厂前，电流、电压测量显示值均已校准。但在使用前中，有必要对其测量显示值进行核对，如出入不大，可投入使用，否则请将信息反馈给我们。

2．投入使用前，应根据本站发电机实际情况设置合理的参数，以便有效的保障发电机安全运行。

3．注意保持保护器外部接线的良好接触，选用正确的保险管容量。

4．本装置保修一年，发现装置问题时请即时与我们联系。