1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了靜態(tài)發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)裝置的型式、額定參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法及檢驗規(guī)則等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于單元件式橫差、零序電壓和轉(zhuǎn)子二次諧波電流原理的靜態(tài)發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)裝置。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB6162 靜態(tài)繼電器及保護(hù)裝置的電氣干擾試驗
GB7261 繼電器及繼電保護(hù)裝置基本試驗方法
DL478 靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動裝置通用技術(shù)條件
3 產(chǎn)品分類、額定參數(shù)
3.1 產(chǎn)品分類
按構(gòu)成發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)的原理劃分,有如下三種:
a.單元件橫差式匝間保護(hù)裝置
裝于發(fā)電機(jī)中性點的直接反應(yīng)發(fā)電機(jī)兩個并聯(lián)分支的不平衡電流的匝間保護(hù)裝置。
b.零序電壓式匝間保護(hù)裝置
裝于中性點直接與發(fā)電機(jī)中性點相連的電壓互感器開口三角側(cè)的濾過式過電壓繼電器,直接反應(yīng)發(fā)電機(jī)三相電壓不平衡的匝間保護(hù)裝置。
c.轉(zhuǎn)子二次諧波電流式匝間保護(hù)裝置
裝于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路電抗互感器的副方,直接反應(yīng)轉(zhuǎn)子中的二次諧波電流分量的匝間保護(hù)裝置。
以上不同原理構(gòu)成的發(fā)電機(jī)匝間保護(hù),按所用元件又分為晶體管型、集成電路型和微機(jī)型。
3.2 額定參數(shù)
3.2.1 交流額定電壓:100V。
3.2.2 交流額定電流:1、5A。
3.2.3 額定頻率:50Hz。
3.3 外形尺寸
裝置的外形尺寸由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
3.4 重量
裝置的重量由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4 技術(shù)要求
4.1 工作大氣條件
a.環(huán)境溫度:-5~+40℃;
b.相對濕度:5%~95%;
c.大氣壓力:86~106kPa。
4.2 仲裁大氣條件
a.環(huán)境溫度:20±2℃;
b.相對濕度:60%~70%;
c.大氣壓力:86~106kPa。
4.3 正常試驗大氣條件
a.環(huán)境溫度:+15~+35℃;
b.相對濕度:45%~75%;
c.大氣壓力:86~106kPa。
4.4 運輸、貯存極限溫度
裝置的運輸、貯存、安裝允許的環(huán)境溫度為-25~+70℃,在不施加任何激勵量的條件下,不出現(xiàn)不可逆變化,溫度恢復(fù)后,裝置的誤差應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)4.11條要求。
4.5 周圍環(huán)境
裝置的使用地點應(yīng)無爆炸危險,無腐蝕性氣體及導(dǎo)電塵埃,無嚴(yán)重霉菌,無劇烈振動源,有防御雨、雪、風(fēng)、沙、塵及防靜電措施。
4.6 直流電源
4.6.1 輸入電壓
a.額定電壓:110、220V;
b.允許偏差:-20%~+10%;
c.紋波系數(shù):不大于±5%。
4.6.2 逆變電源輸出電壓
a.額定電壓:+24V、±12V(±15V)、+5V;
b.允許偏差及紋波系數(shù)由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4.7 直流電源功率消耗
由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4.8 交流回路功率消耗
a.交流電壓回路在額定電壓下每相功率消耗小于1VA;
b.交流電流回路在額定電流下每相功率消耗小于1VA。
4.9 特征量和其他性能要求
4.9.1 單元件式橫差繼電器
a.動作電流整定范圍:額定電流5A時,0.5~3.5A,額定電流1A時,0.1~0.7A;
b.濾過比:基波對三次諧波濾過比大于50;
c.返回系數(shù):大于0.9;
d.最大動作時間:在1.2倍動作值下小于35ms;
e.最大返回時間:激勵電流由1.2倍動作值突然下降到零時,最大返回時間小于50ms。
4.9.2 零序電壓繼電器
a.動作電壓整定范圍:2~10V;
b.濾過比:基波對三次諧波濾過比大于50;
c.返回系數(shù):大于0.9;
d.最大動作時間:在1.2倍動作值下小于35ms;
e.最大返回時間:激勵電壓由1.2倍動作值突然下降到零時,最大返回時間小于50ms。
4.9.3 轉(zhuǎn)子二次諧波電流式繼電器
a.動作電壓整定范圍:1~10V;
b.濾過比:二次諧波對基波濾過比大于100;
c.返回系數(shù):大于0.9;
d.最大動作時間:1.2倍動作值下小于35ms;
e.最大返回時間:激勵電壓由1.2倍動作值突然下降到零時,最大返回時間不大于50ms。
4.9.4 電壓互感器斷線閉鎖繼電器
a.電壓互感器一次側(cè)和二次側(cè)斷線都能發(fā)信號,在電壓互感器一次側(cè)斷線時閉鎖保護(hù)出口;
b.動作時間小于20ms。
4.9.5 負(fù)序功率方向繼電器
a.最大靈敏角:-100±5°;
b.動作范圍:160°~180°;
c.最小動作負(fù)序相電壓:小于0.2V;
d.最小動作負(fù)序電流:5A時小于0.5A,1A時小于0.1A;
e.最大動作時間:小于30ms;
f.最小返回時間:不大于60ms。
4.9.6 觸點要求
a.各種型式保護(hù)輸出觸點數(shù)均不少于2對;
b.觸點的技術(shù)要求應(yīng)符合DL 478的規(guī)定。
4.9.7 其他性能要求
a.發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路故障和定子繞組的開焊故障;
b.零序電壓式匝間保護(hù)應(yīng)具備電壓互感器斷線閉鎖措施,使在匝間保護(hù)用電壓互感器的高壓熔絲熔斷時也不應(yīng)誤動;
c.轉(zhuǎn)子二次諧波電流式匝間保護(hù)應(yīng)具備負(fù)序功率方向閉鎖功能。當(dāng)發(fā)電機(jī)外部不對稱短路時不應(yīng)誤動。勵磁可控硅掉相時不應(yīng)誤動。
4.10 過載能力
4.10.1 交流電壓回路:1.1倍額定電壓連續(xù)運行。
4.10.2 交流電流回路
a. 2倍額定電流連續(xù)運行;
b. 10倍額定電流允許16s;
c. 40倍額定電流允許1s。
4.11 誤差要求
4.11.1 刻度誤差:不大于±5%。
4.11.2 溫度變差:在工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)不大于±5%。
4.12 絕緣性能
4.12.1 絕緣電阻
裝置的帶電部分和非帶電金屬部分及外殼之間,以及電氣上無聯(lián)系的各帶電電路之間,用開路電壓500V的兆歐表測量其絕緣電阻值應(yīng)不小于10MΩ。
4.12.2 介質(zhì)強度
a.裝置應(yīng)能承受頻率為50Hz、歷時1min的工頻耐壓試驗,無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象出現(xiàn);
b.試驗電壓值按表1進(jìn)行選擇;
c.試驗過程中,任一被試回路施加試驗電壓時,其余回路應(yīng)等電位互聯(lián)接地。
4.12.3 沖擊電壓
裝置的直流電壓輸入回路、信號報警輸出觸點回路對地及回路之間,應(yīng)能承受1.2/50μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波短時沖擊電壓試驗,開路試驗電壓5kV,裝置應(yīng)無絕緣損壞。
4.13 耐濕熱性能
裝置應(yīng)能承受GB7261第21章規(guī)定的濕熱試驗,即最高試驗溫度+40±2℃,最大濕度95%,試驗周期數(shù)為2d,每一周期歷時24h的交變濕熱試驗。在試驗結(jié)束前2h內(nèi),用開路電壓500V的兆歐表測量各導(dǎo)電電路對外露非帶電金屬部分及外殼之間,電氣上無聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻值,應(yīng)不小于1.5MΩ。介質(zhì)強度不低于第4.12.2條規(guī)定的工頻耐壓試驗電壓幅值的75%。
4.14 高頻電氣干擾
裝置應(yīng)能承受GB6162規(guī)定的電氣干擾試驗,試驗電源頻率為100kHz和1MHz,試驗電壓幅值:共模2500V、差模1000V的衰減振蕩波。試驗時對被試裝置加直流電源,按GB6162第3.3條表1所列臨界條件下疊加干擾試驗電壓。裝置不應(yīng)誤動和拒動。裝置內(nèi)電氣元件不應(yīng)損壞。
4.15 振動
裝置應(yīng)能承受GB7261第16.3條規(guī)定的嚴(yán)酷等級為1級的振動耐久能力試驗。試驗后,裝置應(yīng)無機(jī)械損傷及緊固件松動、脫落。
4.16 沖擊
裝置應(yīng)能承受GB7261第17.5條規(guī)定的嚴(yán)酷等級為1級的沖擊耐久能力試驗。試驗后,裝置應(yīng)無機(jī)械損傷及緊固件松動、脫落。
4.17 碰撞
裝置應(yīng)能承受GB7261第18章規(guī)定的嚴(yán)酷等級為1級的碰撞試驗。試驗后,裝置應(yīng)無機(jī)械損傷及緊固件松動、脫落。
4.18 外觀及其他
4.18.1 裝置應(yīng)有金屬機(jī)箱保護(hù),機(jī)箱前面應(yīng)有透明面罩。
4.18.2 裝置機(jī)箱應(yīng)采取必要的防靜電及電磁輻射干擾的防護(hù)措施,機(jī)箱的不帶電金屬部分應(yīng)在電氣上連成一體,可靠接地。
4.18.3 裝置面罩應(yīng)設(shè)置鉛封,啟封后方可進(jìn)行檢查或調(diào)試。
4.18.4 裝置模件應(yīng)插拔靈活,接觸可靠,互換性好。
5 試驗方法
5.1 試驗條件
5.1.1 除另有規(guī)定外,各項試驗均應(yīng)在第4.3條規(guī)定的正常試驗大氣條件下進(jìn)行。
5.1.2 被試裝置和測試儀表必須良好接地。
5.2 外觀檢查
按第4.18條的要求逐項進(jìn)行檢查。
5.3 技術(shù)性能試驗
5.3.1 單元件式橫差繼電器
a.整定值范圍試驗:將繼電器先后整定在最小和最大電流值上,從繼電器的輸入端加入頻率為50Hz的試驗電流,檢查繼電器的最小動作值和最大動作值。
b.濾過比試驗:將繼電器整定在最小整定值上,先從繼電器輸入端加入頻率為50Hz的試驗電流,測量動作值,再加入150Hz試驗電流,測量動作值,后者與前者之比即為繼電器的濾過比。
c.動作時間與返回時間試驗:用二極控制開關(guān)元件的一極施加50Hz試驗電流,另一極同時起動毫秒計。用繼電器的輸出觸點停毫秒計,測量繼電器的動作時間和返回時間。重復(fù)測量10次,取最大值。要求控制開關(guān)元件二極之間同期誤差不大于1ms。
5.3.2 零序電壓式繼電器
a.整定值范圍試驗:將繼電器先后整定在最小和最大整定電壓值上,從繼電器的輸入端加入頻率為50Hz的試驗電壓,檢查繼電器的最小和最大動作電流值。
b.濾過比試驗:將繼電器整定在最小整定值上,先從繼電器的輸入端加入50Hz試驗電壓,測量動作電壓值,再加入150Hz試驗電壓,測量動作值,后者與前者之比即為繼電器的濾過比。
c.動作時間與返回時間試驗:用二極控制開關(guān)元件的一極施加50Hz電壓,另一極同時起動毫秒計,用繼電器的輸出觸點停毫秒計,測量繼電器的動作時間和返回時間,重復(fù)測量10次,取最大值。要求控制開關(guān)元件兩極之間同期誤差不大于1ms。
5.3.3 轉(zhuǎn)子二次諧波電流式繼電器
a.整定值范圍試驗:將繼電器先后整定在最小和最大整定電壓值上,從繼電器的輸入端加入頻率為100Hz的試驗電壓,檢查繼電器的最小動作值和最大動作值。
b.濾過比試驗:將繼電器整定在最小整定值上,先從繼電器的輸入端輸入頻率為100Hz的試驗電壓,測量動作值,再加入50Hz試驗電壓,測量動作值,后者與前者之比即為繼電器的濾過比。
c.動作時間與返回時間試驗:用二極控制開關(guān)元件的一極施加100Hz試驗電壓,另一極同時起動毫秒計,用繼電器的輸出觸點停毫秒計,測量繼電器的動作時間和返回時間。重復(fù)測量10次,取最大值。要求控制開關(guān)元件兩極之間同期誤差不大于1ms。
5.3.4 電壓互感器斷線閉鎖繼電器
a.基本性能試驗:分別模擬電壓互感器二次側(cè)和一次側(cè)不同相別斷線,證實只有電壓互感器一次側(cè)斷線時才閉鎖保護(hù)出口,電壓互感器一次側(cè)和二次側(cè)斷線時都發(fā)信號。
b.動作時間試驗:取任一相(當(dāng)三相分別斷線,靈敏度不同時,取靈敏度最低的一相)進(jìn)行,重復(fù)測量10次,取最大值。
5.3.5 負(fù)序功率方向繼電器
a.動作區(qū)和最大靈敏角試驗:采用模擬短路的方法進(jìn)行試驗。電壓回路模擬BC相短路,在A相對BC相之間加電壓,此時負(fù)序電壓U2A與所加電壓同相;電流回路模擬A相接地,此時負(fù)序電流與所加電流同相,加100V電壓和額定電流(5A或1A)進(jìn)行試驗,測定繼電器的兩個動作邊界角為q1和q2,則繼電器的動作區(qū)為 ,最大靈敏角為 ,并校驗θ=0°,繼電器應(yīng)不動作。
b.最小動作負(fù)序相電壓和最小動作負(fù)序電流試驗:在最大靈敏角下,加單相電流相當(dāng)于負(fù)序電流為額定值(5A或1A),測量最小動作負(fù)序相電壓,在最大靈敏角下,加單相電壓相當(dāng)于負(fù)序電壓為額定值,測量最小動作負(fù)序電流。
c.動作時間與返回時間試驗:在最大靈敏角下,用二極控制開關(guān)元件的一極施加電流或電壓,另一極同時起動毫秒計,用繼電器的輸出觸點停毫秒計,測量繼電器的動作時間和返回時間,重復(fù)測量10次,動作時間取最大值,返回時間取最小值。
5.4 絕緣性能試驗
根據(jù)第4.12條絕緣性能要求,按GB7261第20章規(guī)定,分別進(jìn)行絕緣電阻測量和介質(zhì)強度及沖擊電壓試驗。試驗后,對裝置進(jìn)行電氣性能復(fù)測。
5.5 潮濕試驗
根據(jù)第4.13條耐濕熱性能要求,按GB7261第21章的規(guī)定,對裝置進(jìn)行潮濕試驗。
5.6 電氣干擾試驗
根據(jù)第4.14條要求,按GB6162的規(guī)定和方法,對裝置進(jìn)行高頻電氣干擾試驗。試驗后,對裝置進(jìn)行復(fù)測。
5.7 連續(xù)通電試驗
5.7.1 連續(xù)通電是裝置出廠檢驗的重要項目。
5.7.2 連續(xù)通電試驗的被試裝置只施加直流電源,必要時可施加其他激勵量進(jìn)行功能檢測。
5.7.3 連續(xù)通電試驗時間為100h。
5.7.4 在連續(xù)通電試驗過程中,裝置應(yīng)工作正常、信號指示正確,不應(yīng)有元器件損壞或其他異常情況出現(xiàn)。
5.8 溫度貯存試驗
按GB7261第22章的規(guī)定,進(jìn)行溫度貯存試驗,嚴(yán)酷等級采用22.2.1條方法1。
低溫溫度:-25℃;
高溫溫度:+70℃;
循環(huán)次數(shù):1次;
每一溫度下試驗持續(xù)時間:3h;
從低溫轉(zhuǎn)為高溫的轉(zhuǎn)換時間:2~3min。
試驗后裝置的電氣性能應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)第4.9條的要求。
5.9 振動試驗
根據(jù)第4.5條要求,按GB7261第16章規(guī)定,對裝置進(jìn)行振動試驗后進(jìn)行復(fù)測和檢查。
5.10 沖擊試驗
根據(jù)第4.16條要求,按GB7261第17章規(guī)定,對裝置進(jìn)行沖擊耐久試驗。試驗后進(jìn)行復(fù)測和檢查。
5.11 碰撞試驗
根據(jù)第4.17條要求,按GB7261第18章規(guī)定,對裝置進(jìn)行碰撞試驗。試驗后進(jìn)行復(fù)測和檢查。
6 檢驗規(guī)則
產(chǎn)品檢驗分出廠檢驗(交收檢驗)和型式檢驗(例行檢驗)兩種。
6.1 出廠檢驗
每臺裝置出廠前必須由制造廠檢驗部門進(jìn)行出廠檢驗,出廠檢驗在正常試驗大氣條件下進(jìn)行,檢驗項目如下:
a.外觀檢驗;
b.性能檢驗;
c.絕緣電阻檢驗;
d.介質(zhì)強度試驗;
e.連續(xù)通電試驗。
6.2 型式檢驗
由制造廠技術(shù)檢驗部門在出廠檢驗合格的裝置中抽取樣品進(jìn)行型式檢驗。型式檢驗在正常試驗大氣條件下進(jìn)行。
6.2.1 凡遇下列情況之一,應(yīng)進(jìn)行型式檢驗:
a.新產(chǎn)品定型鑒定前;
b.產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)定型鑒定前;
c.連續(xù)批量生產(chǎn)的裝置每四年一次;
d.正式投產(chǎn)后,如設(shè)計、工藝材料、元器件有較大改變,可能影響產(chǎn)品性能時;
e.產(chǎn)品停產(chǎn)一年以上又重新恢復(fù)生產(chǎn)時;
f.國家技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)或受其委托的技術(shù)檢驗部門提出型式檢驗要求時;
g.出廠檢驗結(jié)果與上批產(chǎn)品檢驗有較大差異時。
6.2.2 型式檢驗項目與順序
a.外觀檢查;
b.性能檢查;
c.功率消耗;
d.高低溫試驗;
e.溫度貯存試驗;
f.抗干擾試驗;
g.濕熱試驗;
h.振動試驗;
i.沖擊試驗;
j.碰撞試驗。
上述試驗項目中f、g、h、i、j五項具有破壞性,在產(chǎn)品設(shè)計定型時進(jìn)行,在一般型式檢驗中慎做。
6.2.3 型式檢驗的抽樣與判定
6.2.3.1 型式檢驗從出廠檢驗合格的產(chǎn)品中任意抽取2臺作為檢驗樣品,然后分兩組分別進(jìn)行檢驗。
A組樣品按6.2.2條規(guī)定的a、b、c、d、e各條進(jìn)行技術(shù)性能檢驗。
B組樣品按6.2.2條規(guī)定的f、g、h、i、j檢驗內(nèi)容進(jìn)行具有某種破壞性的極限性能檢驗。
6.2.3.2 樣品經(jīng)過型式檢驗,未發(fā)現(xiàn)主要缺陷,則判定產(chǎn)品合格。檢驗中如發(fā)現(xiàn)有一個主要缺陷,則進(jìn)行第二次抽樣,重復(fù)進(jìn)行型式檢驗,如未發(fā)現(xiàn)主要缺陷,仍判定該裝置型式檢驗合格。如第二次抽樣產(chǎn)品仍存在主要缺陷,則判定型式檢驗不合格。
6.2.3.3 裝置樣品型式檢驗結(jié)果達(dá)不到4.9~4.14條要求中任一條時,均按存在主要缺陷判定。
6.2.3.4 檢驗中裝置出現(xiàn)故障允許進(jìn)行修復(fù),修復(fù)內(nèi)容如對已做過檢驗項目的檢驗結(jié)果沒有影響,可繼續(xù)往下進(jìn)行檢驗;反之,受影響的檢驗項目要重做。
7 標(biāo)志、包裝、運輸、貯存
7.1 標(biāo)志
7.1.1 每臺裝置必須在機(jī)箱的顯著位置設(shè)置持久清晰的標(biāo)志。產(chǎn)品標(biāo)志的基本內(nèi)容包括:
a.裝置型號及代號;
b.產(chǎn)品名稱的全稱;
c.制造廠名全稱及商標(biāo);
d.額定參數(shù);
e.對外端子接線圖(或表);
f.出廠年月及編號。
7.1.2 外包裝箱上以不易洗刷或脫落的涂料作如下標(biāo)記:
a.發(fā)貨廠名、產(chǎn)品名稱、型號;
b.收貨單位名稱、地址、到站;
c.包裝箱外形尺寸(長×寬×高)及毛重;
d.包裝箱外書寫“防潮”、“向上”、“小心輕放”等標(biāo)志字樣。
7.2 包裝
7.2.1 產(chǎn)品包裝前的檢查:
a.產(chǎn)品的合格證書和技術(shù)文件、附件、備品備件齊全;
b.產(chǎn)品外觀無損傷;
c.產(chǎn)品表面無灰塵。
7.2.2 包裝的一般要求:
產(chǎn)品應(yīng)有內(nèi)包裝和外包裝,插件機(jī)箱及可動部分應(yīng)鎖緊扎牢,包裝應(yīng)有防塵、防雨、防水、防潮、防震等措施。
7.3 產(chǎn)品應(yīng)適于陸運、空運、水運(海運),運輸裝卸按包裝箱上的標(biāo)志進(jìn)行操作。
7.4 貯存
包裝完好的裝置應(yīng)滿足4.4條規(guī)定的貯存運輸?shù)囊?,長期不用的裝置應(yīng)保留原包裝,在相對濕度不大于85%的庫房內(nèi)貯存,并不受酸、堿、鹽及腐蝕性、爆炸性氣體和灰塵、雨、雪侵害。
附加說明:
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國電力工業(yè)部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國靜態(tài)繼電保護(hù)裝置分技術(shù)委員會歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由電力工業(yè)部南京電力自動化設(shè)備總廠負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:喬煥儒、艾德勝。