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威能公司介绍与西门子保护体系


上海交通大学—威能电力科技 上海交通大学 威能电力科技
联合研发中心

专 家 研 讨 会
无锡威泰迅电力科技 电话 传真 E-Mail 0510-2763308 0510-2750646 www.wontex-power.com 上海威能电力科技 021-62820277,62820166 021-62932332 www.win-pow

er.net. 2004年3月18日

请您放心!我们是可靠的技术和服务支持! 请您放心!我们是可靠的技术和服务支持!
无锡威泰迅电力科技 有限公司

上海威能电力科技 有限公司

上海交通大学 电气工程系

西门子(中国) 西门子(中国) 有限公司

威能电力科技 研发中心

西门子电力技术 工程服务中心

SIEMENS——世界出色的电气产品制造商 SIEMENS

在中国电力的突出业绩
三峡左岸1~14#主变保护(容量:14*840MVA) 主变保护(容量: 三峡左岸 主变保护 ) 外高桥二期5、6#发变组保护(容量:2*900MW) 发变组保护( 外高桥二期 、 发变组保护 容量: ) 150余座 余座110~500kV等级变电站项目 余座 等级变电站项目 上海磁悬浮项目及其配套工程

SIEMENS继电保护 SIEMENS ——性能优异的保护技术平台
1.Siprotec系列保护装置 . 系列保护装置
Siprotec 4系列 系列 Siprotec 600系列 系列 Siprotec 3系列 系列

2.DIGSI 4 & SIGRA 4 . 保护管理与故障分析软件
1套DIGSI 4软件可以完成对所有 套 软件可以完成对所有Siprotec保护继电器的管理 软件可以完成对所有 保护继电器的管理

Siprotec系列保护装置功能一览表 系列保护装置功能一览表
保护类型 电流(综保 类 电流 综保)类 综保 线路保护类 元件差动类 距离 差动 3系列 7SJ51 7SA51 7SD50/51 7UT512/513 7SD600 600系列 600系列 7SJ600/602 4系列 7SJ61/62/63/64 7SA52、7SA6 、 7SD61 7UT612/613 7UT633/635 发电机保护类 母线保护类 母线差动 7UM51 7SS50 7SS60 7VH60 专用断路器失灵 同期类 其他类 测控单元类 通讯器材类 电能质量管理) 变送器类 (电能质量管理 电能质量管理 线路重合闸 发电机同期 电压保护 间歇性接地保护 6MD52 7XV5 7KG6 、7KG8 7SV512 7VK512 7VE511/512 7RW600 7SN600 6MD63/66 7SV600 7VE61 7VK6 7UM61/62 7SS52

Siprotec 600系列继电器 系列继电器——经济的紧凑型保护装置 系列继电器 经济的紧凑型保护装置
3 CT、3+1CT、3CT+1VT、2VT/CT 1A or 5A (经跳线切换) 电源电压:
DC 24/48 V DC 48 - 125V DC110 - 250 V / AC 115 V (经跳线转换) AC230 V

1/6 x 19“ 6U机箱
加强的接线端子模块 DIGSI 3以上操作程序 通讯方式与人机接口 RS485、RS232-485转换器、工业modem

监视功能
? 跳闸回路监视 ? 连续的自我监视 ? 30次事件记录,带时标,分辨率1ms ? 多达8次的故障录波,分辨率1ms

7SJ600简介 简介
保护功能
时限过电流保护(定时限/反时限) 零序/接地过电流保护(定时限/反时限) 过负荷保护(热模型、带/不带记忆) 负序电流保护(2段定时限) 起动时间监视(可用于电动机堵转保护) 自动重合闸(可达9次) 快速母线保护(反向联锁) 跳闸回路监视(1或2个BI)

可自定义的BI/BO数量 数量 可自定义的
3BI/4BO

用途
电流型后备保护 35kV以下线路保护 以下线路保护 电动机保护 6/10kV级馈电变压器保护 级馈电变压器保护

Siprotec 4系列保护装置 系列保护装置
特色:组合了保护、控制、测量、 技术平台” 特色:组合了保护、控制、测量、逻辑的 “技术平台”, 继电器( 系列) 决非只具有保护功能的继电器 系列 决非只具有保护功能的继电器(Siprotec 3系列)

人性化的人机界面

大屏幕显示 导航键 LED指示 指示 (可复位 可复位) 可复位 复位键 (装置复位 装置复位) 装置复位 控制按钮

钥匙锁定 功能键 (用户自定义 用户自定义) 用户自定义 数字键 前板调试( 前板调试(RS232) ) 远方/就地转换 远方 就地转换

现代化的技术水平
集成了许多功能的压缩性设计, 集成了许多功能的压缩性设计,使综合费用降低 综合的自我监视功能,使装置具有很高的可用性, 综合的自我监视功能,使装置具有很高的可用性,维护工作量极小 全数字化过程, 全数字化过程,使测量特性无漂移 采用数字滤波和优化的测量算法, 采用数字滤波和优化的测量算法,测量具有极高精度 集成了许多附加功能。 集成了许多附加功能。如,参数监视和事件/故障记录 参数监视和事件/ 符合人机工程学设计的本地操作键盘和显示 通过PC的串行接口,在本地和远方很容易地、可靠地读出保护信息 通过PC的串行接口,在本地和远方很容易地、 PC的串行接口 采用标准规约(开放性通讯) 采用标准规约(开放性通讯),适应与多种高一级控制系统的通讯

远程在线数据交换
通讯介质: 光纤( 双环) 通讯介质:电气通信 / 光纤(单、双环) / 数据交换网 数字化测量数值的数据链接 单元存储信息的远程查询 控制命令的远程下达 / 单元执行回馈 转换定值组的远程激活

方便的保护管理
保护功能、逻辑功能的离线组态, 保护功能、逻辑功能的离线组态,在线装载 硬件版本的轻松升级 事件/ 事件/故障记录的下载与离线分析 通过电话modem或有效网络, 通过电话modem或有效网络,对话过程可以在任何遥远的地点实现 modem或有效网络

优于预防性维护的校正
无遗漏的自我监视和失效诊断 系统监视从TA、TV回路到跳闸线圈 系统监视从TA、TV回路到跳闸线圈 监视 设备失效和回路故障将立即告警,所有保护出口被闭锁以防误动 设备失效和回路故障将立即告警,所有保护出口被闭锁以防误动 告警 保护出口被闭锁

自适应保护——定值组自动切换 定值组自动切换 自适应保护
定值切换方式:远程命令 / 运行方式的改变(设定的开关量输入) 定值切换方式: 运行方式的改变(设定的开关量输入) 定值为什么要切换? 定值为什么要切换? 1) 发电机在AVR不能自动调节时,故障电流低于正常负荷电流 发电机在 不能自动调节时, 不能自动调节时

并联运行的变压器中的一台退出运行,故障电流降低, 2) 并联运行的变压器中的一台退出运行,故障电流降低,原定值失去灵敏度 线路充电运行时提供的“合于故障”保护。 3) 线路充电运行时提供的“合于故障”保护。正常整定值在延迟一段时间后 自动恢复 4) 自动重合闸过程。即第一次跳闸后的瞬时操作和不成功重合后的延时操作 自动重合闸过程。 5) 6) “开环”或“闭环”操作 开环” 闭环” …….

自定义保护方式与自定义逻辑
自定义保护方式:
举例, 举例,对7SJ63中50N-2保护方式的逻辑连接 中 保护方式的逻辑连接

50N-2保护逻辑全图 保护逻辑全图

DIGSI 4中的逻辑矩阵 中的逻辑矩阵

注意:Siprotec 4保护提供的每一种保护功能的运行各环节 注意:
都设有逻辑关联接口

自定义逻辑:
举例,利用 举例,利用CFC自定义的低电流监视逻辑 自定义的低电流监视逻辑

特色:利用Siprotec 4保护CFC中提供的逻辑模块可以自做常用的保护功能。 特色: 中提供的逻辑模块可以自做常用的保护功能。
图形化的编辑界面是编辑过程极其简单,无需专门的软件知识。 图形化的编辑界面是编辑过程极其简单,无需专门的软件知识。

完备的运行数据测量 平台
以下测量数据可以为自动化系统提供数据,为逻辑应用提供基础: 以下测量数据可以为自动化系统提供数据,为逻辑应用提供基础: 为自动化系统提供数据 ■电流:IL1 、IL2、IL3、IN、IEE,Idiff、Istab 电流: ■电压:UL1、UL2、UL3、UL1-L2、UL2-L3、UL3-L1 电压: ■对称分量:I1、I2、3I0、U1、U2、3U0 对称分量: ■功率:Watts、Vars、VA/P、Q、S 功率: 、 、 、 、 ■功率因数:P.f(COSφ) 功率因数: ■频率 ■电量:±kWh ,±kVarh ,正向和反向功率潮流 电量: ■电流和电压的均值、最大值、最小值 电流和电压的均值、最大值、 ■运行时间累计 ■过负荷功能中的平均运行温度 ■限值监视 通过CFC中的可编程逻辑监视限值,并从中可以衍生出命令。 通过CFC中的可编程逻辑监视限值,并从中可以衍生出命令。 CFC中的可编程逻辑监视限值 ■零漂抑制 在极低测量值的确定范围内,所有位于该区间内的置都被置零, 在极低测量值的确定范围内 , 所有位于该区间内的置都被置零 , 以抑制干扰 。

多样的通讯方式
系统通讯( 系统通讯(B口): 60870- 103协议 RS232 协议: RS485 820nm光纤ST nm光纤ST接口 ■ IEC 60870-5-103协议:RS232 / RS485 / 820nm光纤ST接口 PROFIBUS-FMS协议 RS485 协议: 820nm nm光纤单环 ■ PROFIBUS-FMS协议:RS485 / 820nm光纤单环 / 光纤双环接口 PROFIBUS-DP协议 RS485 协议: 820nm nm光纤单环 ■ PROFIBUS-DP协议:RS485 / 820nm光纤单环 / 光纤双环接口 MODBUS协议 RS485 协议: 820nm nm光纤接口 ■ MODBUS协议:RS485 / 820nm光纤接口 DNP3 协议:RS485 820nm nm光纤接口 ■ DNP3.0协议:RS485 / 820nm光纤接口 TCP/IP: ■ TCP/IP:以太网 DIGSI调试( DIGSI调试(C口): 调试 ■ DIGSI协议:RS232 / RS485 / 820nm光纤ST接口 DIGSI协议:RS232 RS485 820nm光纤ST接口 协议 nm光纤ST 附加保护接口( 主要是光纤纵联保护) 附加保护接口(D口,主要是光纤纵联保护): 820nm nm多膜 1300nm单膜光纤ST nm单膜光纤ST接口 最大距离达35km(直接连接) 35km ■ 820nm多膜 / 1300nm单膜光纤ST接口 ,最大距离达35km(直接连接) 时间同步接口: 时间同步接口: ■ 经卫星接收器的 IRIG-B或DCF 77 或 ■ 系统通讯

可靠的控制模式
控制方式的产生: 控制方式的产生: ■ 操作面板 开关量输入 ■ 开关量输入 ■ 变电站控制系统 DIGSI程序 ■ DIGSI程序 开关操作权限: 开关操作权限: 三个等级, 就地” PC程序 程序” 远方” ■ 三个等级,即“就地”,“DIGSI PC程序”,“远方” 权限可由参数或DIGSI ■ 权限可由参数或DIGSI 4设定 命令处理: 命令处理: 单点和双点命令执行 ■ 单点和双点命令执行 自定义间隔元件联 ■ 自定义间隔元件联锁 若干开关联合操作顺序的 开关联合操作顺序的触发 ■ 若干开关联合操作顺序的触发 已有信息的逻辑分析,决定跳闸、 ■ 已有信息的逻辑分析,决定跳闸、显示或报警 命令回馈: 命令回馈: 回馈信号 命令输出逻辑对应,并可分辨出信号变化是开关操作的结果 信号与 ■ 回馈 信号 与 命令输出逻辑对应 , 并可 分辨出信号变化是开关操作的结果 ,还自发的状态变化

DIGSI 4——适合所有 适合所有Siprotec装置的操作软件 适合所有 装置的操作软件

系统元件的拓扑结构分层设置

逻辑输入/ 逻辑输入/输出的灵活设置

单元保护功能的选择

保护定值的修改

CFC自定义逻辑 自定义逻辑 接线图的编辑

SIGRA 4 故障记录分析

Siprotec 4系列保护装置简介 系列保护装置简介
1. 7SJ6x多功能电流保护装置 多功能电流保护装置
? 定时限、反时限相或接地过流保护(50,50N,51,51N) ? 接地或相间方向过流保护(67,67N) ;灵敏接地故障检测(67Ns) ? 电压保护(27/59);频率保护(80O/U);复合电压过流保护 ? 热过负荷保护(49);负序保护/不平衡保护(46);启动时间监视(48) ? 断路器失灵保护(50BF) ? 跳闸回路监视、冷负荷起动、涌流抑制(74TC) ? 低电流监视(37)、防误闭锁(86) ? 自动重合闸(79) ? 同期检测(25)(只限7SJ64) ? 内置完整PLC逻辑功能(CFC) ? 运行测量值监视:电压、电流、P、Q、f、功率因数等 ? 测量值处理,0~20mA信号检测

7SJ61、7SJ62 、

7SJ63、7SJ64 、

2. 7SA52、6x多功能距离保护装置 、 多功能距离保护装置
6段独立、非转换性的距离保护(21/21N) ? (四边形、偏移圆特性(7SA6x无此特性)) 单相和三相跳闸的高阻抗接地故障保护(50N,51N,67N) 纵联(导引线)保护(85)、故障测距(FL) 功率振荡探测/跳闸(68/68T)、相过电流保护(50/51)
反向

正向

线路

负荷

负荷

正向

反向

STUB母线过电流保护(50STUB、合于故障保护(50HS) 过/欠电压保护(59/27) 过/欠频率保护(81O/U) 自动重合闸(79)、同期检查(25) 断路器失灵保护(50BF) 内置完整PLC逻辑功能(CFC) 运行测量值监视:电压、电流、P、Q、f、功率因数等 测量值处理,0~20mA信号输出

SIPROTEC 4 7SA6 距离保护继电器

3. 7SD52、61线路差动保护装置 、 线路差动保护装置
?应用 通用应用于高压和超高压线路、电缆和母线的差动保护 能用于2终端(7SD522、7SD61)和 ? 多终端线路(7SD523),最多达到6个终端 适用于保护区域有变压器的情况 对串联补偿线路有很好的适应性 ?保护功能 分相单独测量的差动保护(87L) 分相单独测量的距离保护(21/21N)(可选) 高阻抗故障的灵敏测量段 三段过电流保护(50/51、50N/51N) 相别选择联跳 过负荷保护(49) 单/三相(可选择)自动重合闸(79) 合于故障保护(50HS) 断路器失灵保护(50BF)
SIPROTEC 4 7SA52& 61 差动保护继电器

4. 7UT612/3、633/635多功能变压器差动保护装置 、 多功能变压器差动保护装置
?功能应用: 2到5个绕组变压器保护(三相或单相) 发电机和电动机差动保护 2到5个终端的短引线差动保护 可作为多达12个馈线的分支点保护 ? (分相或通过求和CT) 单相测量的差动保护(87T) 低故障电流的灵敏测量功能 大故障电流状态下的快速跳闸特性 变压器涌流制动特性 相/地过电流保护 (50/51、50N/51N) 记忆或不记忆的热过载保护 (49) 负序保护(40) 高/低阻抗的限制性接地保护(REF) 断路器失灵保护(50BF) 过励磁保护的保护(7UT613/633)
具有专利的SIEMENS差动特性 差动特性 具有专利的

?保护功能

5. 7UM61/62发电机保护装置 发电机保护装置
保护功能 电流差动保护、接地电流差动保护(7UM61无此功能) 定时限过电流保护I>(电压保持),I>>(带方向) 定子过负荷保护(ANSI 49)、阻抗保护(ANSI 21) 负序保护(ANSI 46)、失步保护 欠励磁保护(失磁保护)(ANSI 40) 逆功率保护(ANSI 32R)、正向功率保护(ANSI 32F) 电压保护(ANSI 27/59)、过激磁保护(ANSI 24) 90%定子接地保护 (不带/带方向) 频率/滑差保护(ANSI 81) 灵敏接地保护 ( 50/51GN,64R)、转子接地保护(ANSI 64R) 三次谐波的100%定子接地保护 误上电保护(ANSI 50,27) 注入20Hz电压的100%定子接地保护 直流电压/电流时间保护 启动过程的过电流保护、矢量跳跃
SIPROTEC 4 7UM62&61 发电机保护继电器

6. 7SS52分布式母线与断路器失灵保护装置 分布式母线与断路器失灵保护装置
母线保护功能 分相测量系统、母线差动保护 跳闸区域选择、完整的区域检查 极短的跳闸时间(≤15ms) 外部故障时CT饱和的制动 可组态48个间隔,可保护12段母线,间隔选择性联跳 断路器失灵保护功能 断路器失灵保护(单相、带/不带电流判断) 每个间隔可选择5种跳闸模式 母线/线路故障模式可分别参数化 所有模式下单独设定延时 2段跳闸模式:重跳间隔断路器/全停母线 采用断路器辅助接点的“低电流”模式 辅助保护功能 具有联跳或母线跳闸的末端故障保护 每个间隔单独设定的后备过电流保护(定/反时限) 每个间隔单独设定的断路器失灵保护 特色 分布或集中式安装,易扩展 完整的试运行工具 使用DIGSI软件的集中式用 户自定义组态/参数化 通用硬件结构

7. 7VK61断路器管理保护装置 断路器管理保护装置
保护功能 单相/三相自动重合闸 与带电/不带电线路的同期检查 非同期条件下的合闸(考虑断路器动作时间) 2段的断路器失灵保护 末端保护 三相不一致保护 过/欠电压保护 控制功能 断路器、隔离开关的控制命令 特色 所有功能可单独使用 最多8次的自动重合闸,重合模式可选: ADT、DLC、RDT 衍生/顺序跳闸命令的识别 具有?U、??、?f测量的同期检查 具有短复位时间和超程时间的断路器失灵保护

8. 6MD63/66间隔测控单元 间隔测控单元
应用 最适用于三位置隔离开关连接情况 在高一级控制和保护层面上的开关设备联锁接口 适合于冗余配置的枢纽变电站 用CFC逻辑图形可自动进行配置 6MD66还具有强大的过程控制功能 控制功能 控制的开关的数量只是取决于6MD63输入输出的点数。 断路器的位置可以在显示屏上以图形显示出来。 通过钥匙开关可以进行本地/远方切换。 命令操作带有相关的提示。 4个可自由设置的功能键使用户可以简单和迅速地执行常用的操作。 数据传输闭锁功能、开关操作权限 馈线控制图表 测量功能,有功功率P,无功功率Q,功率因数cosф和电度量的计算 事件记录、开关统计

SIEMENS综合保护技术 SIEMENS综合保护技术 ——“一回馈线,一个继电器”概念 “一回馈线,一个继电器”

可靠的投资
?协议 ?PLC ?SCADA

经济的效费比
?采购 ?工程 ?培训

灵活的配置
?多系列的产品选择

SIEMENS综合保护设计思想 SIEMENS综合保护设计思想 ——按原理设计的通用性,满足用户的特殊需求 按原理设计的通用性,
多原理、多系列的产品, 多原理、多系列的产品,满足重要设备冗余配置的要求 的产品
举例: 举例:大型自耦变压器组的保护配置
主保护1:低阻抗的差动保护7UT613 主保护 :低阻抗的差动保护 主保护2:高阻抗的差动保护3*7VH600 主保护 :高阻抗的差动保护 后备保护: 后备保护: 高、中压侧:7SA52或7SA6 中压侧: 或 自耦变零序: 自耦变零序:7SJ600 低压侧: 零序过压) 低压侧:7SJ600+7RW600(零序过压 零序过压 高、中压侧断路器失灵:7SV600 中压侧断路器失灵:

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