一、产品介绍
水电站同期保护屏柜是机组并网的核心控制设备,符合《DL/T 823 水轮发电机组启动试验规程》。采用工业级加固机箱(2200×800×600mm),主体为2.0mm冷轧钢板(IP55防护),内置三重冗余控制单元:
• 测频测相单元:
双通道PT/CT输入(精度0.1级)
残压测频范围0.5~65Hz(分辨率0.001Hz)
• 合闸决策单元:
32位DSP处理器(计算周期≤1ms)
支持导前时间预测(误差±0.5ms)
• 录波分析单元:
存储128次并网过程波形(COMTRADE格式)
• 通信接口组:
双光纤以太网(IEC 61850-8-1)
4路RS485(Modbus RTU)
工作温度-25℃~60℃,通过IEC 60255-22四级抗扰度认证,MTBF≥15万小时。
二、工作原理
水电站同期保护屏柜系统构建五级控制链:
1. 多源信号采集
• 同步采集:
o 机组侧:机端电压/频率(残压/齿盘测频双源)
o 电网侧:母线电压/频率(PT二次值)
o 相角差:过零检测(分辨率0.1°)
2. 动态参数计算
• 滑差预测模型:
实时计算dF/dt(频差变化率)
预测合闸导前时间(适应0.1~5Hz/s滑差)
• 矢量合成分析:
计算电压矢量差幅值/相位(△U≤0.5%Un)
3. 智能合闸决策
• 准同期条件校核:
频差≤0.05Hz → 相角差≤5° → 电压差≤5%
• 闭锁保护机制:
相序错误闭锁(负序电压>10%)
断路器拒动闭锁(合闸令发出后200ms未变位)
4. 执行控制层
• 输出合闸脉冲(脉宽80ms)至断路器操作箱
• 启动录波:记录合闸前后10秒全电气量
5. 模式管理层
• 自动模式:全流程无人干预
• 手动模式:操作员手动调节调速/励磁
• 试验模式:离线仿真并网过程
三、主要功能及特点
1、核心功能
• 全自动准同期
一键启动→自动调频调压→捕捉合闸时机→生成并网报告
• 多模式测频
残压测频(0.5Hz起测)
齿盘脉冲测频(1024脉冲/转)
电网侧GPS守时测频(守时精度±0.01Hz/24h)
2、技术特性
• 高精度控制
电压测量误差≤±0.2%
相角测量误差≤±0.5°
合闸时间误差≤±1ms
• 抗干扰设计
谐波免疫(THDi>30%可靠工作)
断线闭锁(PT/CT断线检测≤10ms)
3、安全保护体系
• 五重闭锁
断路器合位闭锁
同期超时闭锁(>120s)
系统振荡闭锁(dF/dt>3Hz/s)
手动同期未授权闭锁
装置自检异常闭锁
• 硬接线保护
紧急分闸按钮直连调速器
4、智能分析功能
• 并网过程回溯
生成合闸相角散点图(目标窗±5°标绿)
计算冲击电流(预测值/实测值对比)
• 设备健康评估
合闸继电器动作时间趋势分析(>100ms预警)
5、水电站适配
• 机组特性优化
适应高水头机组快速并网(滑差补偿算法)
冲击式水轮机防过速协同控制
• 扩展接口
调速器接口(增/减负荷指令)
励磁系统接口(电压给定值)
四、获取专属水电站同期保护屏柜方案与报价
供机组参数(容量/转速/断路器型号)及并网要求(如孤网并网需求),输出定制方案:含屏柜配置清单、同期逻辑图、仿真测试报告。