GE 489-P1-HI-A20-T-H Generator Management Relay Module

GE 489-P1-HI-A20-T-H Generator Management Relay Module

I. Kernarbeitslogik-Framework

Datenakquise und Signaleingang

Stromsignalerfassung: über den Sekund?reingang der 1A-Phasen-CT entsprechend "P1" werden die dreiphasigen Str?me (IA, IB, IC) der Generatorstatorwicklung in Echtzeit überwacht, was für Funktionen wie Differenzschutz und überstromschutz verwendet wird.

Spannungs- und Leistungseingang: Die Steuerstromversorgung vom Typ "HI" (90-300VDC/70-265VAC) versorgt das Relais mit Strom und kann auch an die Systemspannung (z. B. die Sekund?rspannung der PT) angeschlossen werden, um die Leistungsrichtung zu bestimmen, Distanzschutz usw. durchzuführen.

Zusatzsignaleingang: Unterstützt den Eingang externer Schaltgr??en (z. B. Schalterstellung, Start/Stopp-Signal) und empf?ngt Daten von anderen Ger?ten über den Eingang von analogen Gr??en (z. B. 4-20mA).

2. Signalverarbeitung und Berechnung

Analog-Digital-Umwandlung (ADC): Sie wandelt die gesammelten analogen Gr??en (Strom, Spannung) in digitale Signale um, die von dem internen Mikroprozessor (MCU) verarbeitet werden.

Algorithmusberechnung: Durch den eingebauten Schutzlogikalgorithmus (z. B. die Verh?ltnisbremscharakteristik des Differenzschutzes, die Impedanzberechnung des Distanzschutzes, das Leistungsrichtungsmerkmal usw.) werden die elektrischen Parameter (z. B. Stromdifferenz, Impedanzwert, Wirk-/Blindleistung) in Echtzeit berechnet und mit den voreingestellten Sollwerten verglichen.

Ii. Arbeitsweise der Kernschutzfunktionen

Generatorstator-Differenzschutz

Prinzip: Vergleichen Sie die Stromdifferenz (ΔI) zwischen dem Ein- und Ausgang der Generatorstatorwicklung. Unter normalen Umst?nden sind die Str?me auf beiden Seiten ausgeglichen (ΔI≈0). Wenn ein interner Kurzschluss in der Statorwicklung auftritt, erscheint eine Stromdifferenz auf beiden Seiten. Wenn dieser Wert den Sollwert überschreitet, wird eine Schutzaktion ausgel?st.

Algorithmusimplementierung: Es wird die "Verh?ltnisbremscharakteristik" verwendet, d. h., es wird nur dann aktiv, wenn der Differenzstrom einen bestimmten Anteil des Bremsstroms überschreitet, um Fehlausl?sungen bei St?rungen au?erhalb der Zone (z. B. externer Kurzschluss) zu vermeiden.

2. 100%-Statorerdschutz

Segmentierter Schutzlogik

Grundfrequenz-Nullsequenzspannungsschutz: überwachen Sie die Nullsequenzspannung (3U0) der Statorwicklung gegen Erde. Wenn die Statorwicklung metallisch geerdet ist, steigt 3U0 auf den Sollwert (z. B. 15V) an, und es tritt eine Schutzaktion auf (Abdeckung von 85%-95% der Statorwicklungserdungsst?rungen).

Drittes Harmonischespannungsschutz: Durch Vergleich des Verh?ltnisses der dritten Harmonischenspannung (3ω) zwischen dem Neutralpunkt der Statorwicklung und dem Maschinendeckel wird, wenn die Statorwicklung in der N?he des Neutralpunkts geerdet ist, die Ver?nderung der Verteilung der dritten Harmonischenspannung ausgel?st, um den Schutz auszul?sen (Abdeckung der restlichen 5%-15% der Erdungsst?rungen), wodurch eine 100%-ige Abdeckung erreicht wird.

3. Reservephasen-Distanzschutz

Impedanzmessprinzip: Berechnen Sie den Impedanzwert Z=U/I basierend auf der gemessenen Spannung (U) und dem Strom (I) und bestimmen Sie den St?rungsort in Kombination mit dem Leistungsfaktor. Wenn ein Kurzschluss im System auftritt, wird, wenn die gemessene Impedanz kleiner als der Sollwert (entsprechend dem geschützten Abschnitt) ist und die Leistungsrichtung auf den geschützten Bereich zeigt, eine Schutzaktion ausgel?st.

Dreistufige Verz?gerungseigenschaft: Es kann mit Stufe I (schnelle Trennung), Stufe II (Verz?gerung) und Stufe III (Reserve) eingestellt werden, die verschiedenen Schutzzonen und St?rungspriorit?ten entsprechen.

4. Empfindlicher Richtungsleistungs-Schutz

Leistungsrichtungsbestimmung: Durch Berechnung der Richtungen der Wirkleistung (P) und der Blindleistung (Q) wird festgestellt, ob die St?rung innerhalb des geschützten Bereichs liegt. Beispielsweise flie?t bei einer externen St?rung des Generators die Leistungsrichtung vom Generator zum System. Wenn eine interne St?rung oder eine umgekehrte St?rung auftritt, kehrt die Leistungsrichtung um, was den Schutz blockiert oder ausl?st.

5. Schalterst?rungsschutz (CB Fail)

Logische Ausl?sung: Wenn die Schutzaktion den Ausschaltbefehl gibt und der Schalter nicht innerhalb der angegebenen Zeit ausgeschaltet wird (beurteilt anhand der fortlaufenden Existenz des Stroms), wird festgestellt, dass der Schalter nicht reagiert, was den CB Fail-Schutz ausl?st und den oberen Schalter ausl?st, um die St?rung zu verhindern.

Iii. Prinzipien der Kommunikation und Interaktion

Analogausgang (A20)

Die intern berechneten elektrischen Parameter (z. B. Strom, Spannung und Leistung) werden über eine 4-20mA-Stromschleife in Standardanalogsignale umgewandelt und an das DCS (Distributed Control System) oder andere Ger?te übertragen, um die Fernüberwachung zu erm?glichen.

2. Anzeige- und Kommunikationsschnittstelle (T/H-Eigenschaften)

Erweiterte Anzeige (T): über die 10Base-T-Ethernet-Schnittstelle wird der Zugang zur Web-Schnittstelle oder zu spezieller Software (z. B. Multilin ToolSet) unterstützt, um Informationen wie elektrische Parameter, Schutzstatus und St?rungsaufzeichnung in Echtzeit anzuzeigen und die Parametereinstellung und die St?rungsanalyse zu unterstützen.

Kommunikationsprotokoll: Kompatibel mit Protokollen wie Modbus RTU, Modbus TCP/IP und DNP 3.0, kommuniziert es mit dem überwachungssystem über RS232/RS485 oder Ethernet, um Datenhochladung und Fernsteuerung zu erm?glichen.

Iv. Unterstützung der Hardware-Designs für die Arbeitsweise

Stromversorgung und St?rsicherheitsdesign

Die Steuerstromversorgung vom Typ "HI" mit breitem Spannungsbereich gew?hrleistet einen stabilen Betrieb bei Spannungsschwankungen. Das interne Strommodul ist mit Filter- und Isolationsfunktionen ausgestattet, um St?rungen zu verhindern, die die logischen Entscheidungen beeinflussen k?nnen.

Die chemische Umgebungs-Konformalbeschichtung vom Typ "H" schützt die Leiterplatte vor korrosiven Gasen und Feuchtigkeit und gew?hrleistet den zuverl?ssigen Betrieb der Hardware in rauen Umgebungen.

2. Schubladenstruktur und Schnittstellendesign

Die Schubladenstruktur erleichtert den schnellen Austausch von Hardwaremodulen und reduziert die Wartungszeit. Die Ein- und Ausgangsschnittstellen (z. B. CT/PT-Anschlüsse, Kommunikationsports und Relaiskontakte) verwenden standardisierte Designs und unterstützen Plug-and-Play.

V. Arbeitsablaufzusammenfassung

Echtzeitüberwachung: Strom- und Spannungssignale werden über CT/PT gesammelt, in digitale Gr??en umgewandelt und in den Mikroprozessor gesendet.

Logische Berechnung: Der Mikroprozessor berechnet die Parameter basierend auf voreingestellten Schutzalgorithmen (z. B. Differenz-, Distanz- und Leistungsrichtung) und vergleicht sie mit den Sollwerten.

Schutzaktion: Wenn die Parameter den Sollwert überschreiten, steuert es die internen Relaiskontakte an, um einen Ausschaltbefehl auszugeben und gleichzeitig die St?rungsinformationen aufzuzeichnen.

Informationsaustausch: über den analogen Ausgang, die Kommunikationsschnittstellen und die Anzeige werden die Statusdaten an externe Systeme übertragen, um die Fernüberwachung und die St?rungsanalyse zu unterstützen.