BZL-10B型发电机轴电流继电保护装置

BZL-10B型发电机轴电流继电保护装置 2005年第20卷第2期 (总第71期) 电力 JOURNALoFELECTRICPOWER VOI.20No.22005 (Sum.71) 文章编号:1005—6548(2005)02—0212—03 BZL一10B型发电机轴电流继电保护装置 张秀菊 (黄河万家寨水利枢纽有限公司,山西偏关036412) BZL?10BGeneratorAxialCurrentProtectionApparatus ZHANGXiu—ju (YellowRiverWanjiazhaiWaterControlCO.Ltd,Pianguan036412,China) 摘要:主要对BZL一10B型发电机轴电流继电 保护装置的工作原理,操作说明,常见故障的处理 方法及上位机监测功能进行了简单的介绍. 关键词:发电机轴电流继电保护装置;发电机组: 轴电流继电器;轴电流互感器 中图分类号:TM303.4文献标识码:B Abstract:Thispapermainlyintroducesthework— ingprincipleofthisapparatus,operatinginstruction ,thesolutiontousualmalfunctionandthemonitoring functionoftheromateoperationoftheBZL——10B generatoraxialcurrentprotectionapparatus. KeyWords:generatoraxialcurrentprotectionap— paratus;generatingunit;axialcurrentrelay;axialcur renttransformer 由于发电机组定子和转子之间气隙,磁阻不同 及转子磁极配置不对称等原因,机组运行时,引起 磁通不平衡,该不平衡磁通与发电机机轴切割产生 轴电势,沿转子轴向分布.尽管此轴电势数值不大 (一般在十几V左右),但因转子轴内阻很小,如果 它沿着轴承和底板形成闭合回路,轴电流可达到很 大数值(数百到数kA),导致油质变化,轴承震动增 大,轴瓦烧伤等事故.因此一般采用0.5--2mm厚 酚醛玻璃板使轴承绝缘.尽管采取了上述措施,但 轴承的安全并不能得到完全保证,从某种意义上 讲,轴瓦的破坏程度取决于轴电流的幅值和作用时 间;从运行角度来讲,运行人员需要随时或提前知 道轴电流的变化或轴承绝缘的损坏程度.发电机 组轴电流继电保护装置就是为此而的. l工作原理 BZL一10B型发电机轴电流继电保护装置是利 用轴电流互感器检测出来的轴电流基波或三次谐 波信号,来检测轴承绝缘状态的.当发电机轴绝缘 低下或有击穿时,由于发电机轴承不对称,机轴将 产生轴电流而损坏其绝缘,发生故障.破坏程度取 决于轴电流的幅值和持续时间,为使发电机能够安 全运行,提前发现机轴的绝缘故障,以便采取相应 措施,就需要有灵敏的轴电流继电保护设备. 轴电流互感器用于测量轴电流的变化,可检测 出1A以下的轴电流,为继电保护装置提供监测信 号.BZL,10B型发电机轴电流继电器是由放大 器,双通道滤波器,A/D转换,单片机智能分析判断 控制及过电流动作等环节组成框图见图1.轴电流 指示仪表采用了先进的数字技术,动作灵敏,控制 精确,显示直观.采用2种工作方式,按电流基波 分量或电流的三次谐波分量进行检测. wT? L一.匝匦卜一臣卜一I型—回 .厂下 I由——埕 图lBZL一10B型轴电流继电器原理方框图 a.当发电机内干扰磁场较强,且互感器输出电 流中含有三次谐波分量时,仪器可同时测量50Hz和 收稿日期:2005—02—21修回日期:2005—03—29 作者简介:张秀菊(1973一),女,山东平原人,助理工程师,机电设备运行. 第2期张秀菊:BZL--10B型发电机轴电流继电保护装置213 150I-Iz信号,电流信号经滤波器滤除50I-Iz或150I-Iz 的杂散干扰电流,使继电器能够稳定的检测. b.当发电机内干扰磁场甚小,而轴电流中又无 谐波干扰时,仪器即按50Hz频率轴电流进行检 测.轴电流信号经50Hz工作通道,并滤除其他干 扰,防止误动作,当前轴电流为50Hz和150Hz信 号轮流显示,面板指示灯显示当前工作频率. 图1中,继电器从轴电流互感器中取出故障电 流信号,经放大器放大后,送入50Hz和150Hz双 通道滤波器中,双通道滤波器输出经整流合成后, 分别送入两路A/D模数转换器,再送入MCU进行 分析,判断,显示轴电流值,经MCU与两个故障电 流的设定值进行比较后,送出控制信号触发相应的 继电器,以控制告警及跳闸等信号.另外,本机还 有RS232接口,可以把数据上传到上位机,独立进 行管理.也可与组态软件接口集中管理. , , 2技术参数 2.1BZL一10B型轴电流继电器技术参数 额定频率50,60Hz 设定动作值1,2段均为0.01--2.5A 动作延时1--255S 返回系数?0.9 滤波比(对于基波)>70 触点断开容量AC一250V,5ADC一250V,2A 环境温度一10,十55?,保证性能参数 , 25,十70?,保证功能 相对湿度<90% 绝缘介质强度交流回路2kV,50Hz,1rain 直流回路1kV,50Hz,1rain 冲击电压5kV1.2/50L1S 2.2轴电流互感器主要技术指标 一 次侧能检测出0.1,2.0A的轴电流(或0.1 , 1.0A轴电流,也可由用户根据实际情况指定). 变化误差?10% 绝缘等级B级 两绕组间及绕组对外壳绝缘耐压为2kV 绕组与外壳间绝缘电阻>100Mr2 负载阻抗1.5Q 3操作说明 在继电器面板上有5个按键:"?"键,""键, "设置"键,"50/150Hz"转换键及"试验"电流输入 键,当接通电源时,工作频率指示灯(50Hz,红色) 亮,数码管开始显示,此时轴电流继电器已进入正 常工作状态.面板上的轴电流指示仪表在发电机 轴承绝缘良好状态下指示应为零.当仪表有数字 显示时,小数点前读数的单位为安培,与电流互感 器原边相对应,例如:当读数为1.20时,表示机轴 电流为1.2A. 3.1设置 按下"设置"键时进入设置状态,可以对1#告 警电流,2#告警电流及报警后延时继电器接点动作 时间进行设置,设置按键还具有复位功能. 3.2试验电流 3.2.1试验电流用于仪器的自检 需要验证新设定的动作电流时,按下"试验" 键,并调节试验电流,即由继电器送出50Hz模拟 轴电流信号加于试验绕组W2上,调节此电流至预 定值,直到相应的报警信号灯亮,检验设定值的正 确性.当按下试验按钮调节或试验轴电流输入键 时,继电器与跳闸控制电路已经断开,因此不会影 响整个控制系统的运行. 3.2.2手动工作频率按钮 当需要继电器工作于指定的频率时,按下相应 的工作频率按钮,仪器即工作在指定频率下不受自 动频率转换的影响. 4常见故障的处理方法 a.送入试验电流时指示值毫无变化.首先将 后面板的w1,W24个端子的接线卸下. b.将w1,W2相邻的2个端子用1根导线相 连接,然后按试验电流调节步骤调整继电器部分, 若指示值仍无变化,则应及时与厂家联系. c.若调节过程一切正常,则说明继电器部分没 有问题,请按下面步骤查找故障点:用万用表200n 档分别测W1,W2绕组的电阻(每组绕组的电阻值 小于并等于4n),若阻值过大则说明TA到继电器 的连线有问题,找到故障点并排除. 5上位机监测功能简介 5.1监测窗口功能介绍 a.监测窗口 b.50/150Hz监测通道数据显示. c.当前监测状态显示(正常运行级报警/二 级报警/动作延时(倒计时)/停机保护). d.一级报警设定值. e.二级报警设定值. f.预断开时间设定值. 5.2数据保留 214电力2005正 当轴电流的幅值及持续时间超过设定值,继电 器动作(保护).该数据将保留在继电器,直至人为 复归. 6实际装置采用与现场条件配合 a.继电器工作电压:AC220V,I~'220V,IK'24V. b.轴电流互感器的内径与发电机轴的直径. c.初次级间变流比,如2.0/0.005或1.0/0.005. d.工作频率:50,60Hz. e.为便于用户安装轴电流互感器,一般分成两 半(或四半),配有连接板,经螺栓紧固即可构成环 形整体. 7结束语 BZL一10B型轴电流继电保护装置在万家寨水 电厂6#发电机组安装使用时间较短,其性能还有 待进一步验证.但可以肯定的是:由于该继电保护 装置在发电机组的应用,使运行人员能及时了解轴 电流的变化或轴承绝缘的损坏程度,对避免机组烧 瓦事故的发生有着极其重大的意义. 参考文献: [1]龚力文.发电机轴电流保护动作的原因及防范[J].水 电厂自动化,2004(1). [责任编辑:王琨] I上接第211页) 碳刨之后至少打磨1n31Tl的坡口表面,参见图 3.在距坡口边缘i0n31Tl范围内不应有硬涂层. 背线 图3碳刨"1-艺不惹图l二) PT着色检验打磨区域已确定无任何线性显示 或尺寸超过4.8n31Tl的相关圆形显示. 2.2.4预热及焊接 从坡口边缘起,加热至少i00rnITl范围内的区 域,采用火焰加热,预热温度为60--80?. 必须用引弧板(或熄弧板)与焊缝的端部相连, 每个起弧点或熄弧点都必须在引弧板上或在坡口 外,参见图3.引弧板的材料与工件的相同. 如图4所示,首先焊接区域1(对缺陷超过500 ITln3的,应以中间为准,分为2段,进行退步施焊,第 1道焊肉厚度3n31Tl为宜,保证有足够的强度封住其 原有未清透的裂纹.),焊后清渣,砂轮修磨.然后背 部清根;所焊部位冷却到40?后Prr着色检验;再加 热到60?,焊接区域2,区域3.以上焊接都按照多 层施焊的原则,除底层与盖面层之外,均应敲击消应 处理,且层间温度不大于150?,焊后修磨焊渣,焊 缝表面平整. 在每一面的最终焊层上增加回火焊道以增加热 影响区和焊缝的韧性,参见图5. 回 图4焊接区域示意图 图5回火焊遭不意图 2.2.5打磨及抛光 打磨焊缝表面至光滑且与母材平齐. Prr着色检验打磨区域已确定无任何线性显示 或尺寸超过4.8turn的相关圆形显示. 3结论 通过完善的焊接修复技术措施和严格的焊接工 艺,,修复后的转轮叶片裂纹再没有在相同部位再次 出现裂纹的迹象.叶片焊接缺陷处理取得了明显的 效果. [责任编辑:王琨]