WFB810微機發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書

1、wfb-810wfb-810 微機發(fā)電機變壓器組微機發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書保護裝置技術說明書 地址：河南省許昌市許繼大道 38 號 電話：（0374）-3212854 傳真：（0374）-3212099 郵編:461000 網(wǎng)址： wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書2目目 錄錄1 1 概述概述-32 基本技術參數(shù)基本技術參數(shù)-33 主要技術指標主要技術指標-54 4 裝置整體說明裝置整體說明-84.1 硬件平臺說明-84.2 軟件平臺說明-104.3 與電廠自動化系統(tǒng)接口說明-104.4 裝置面板布置圖-104.5 結構與安裝-114.6 裝置背視圖-125 5 保護原

2、理及判據(jù)說明保護原理及判據(jù)說明- -135.1 發(fā)電機比率制動式差動保護-135.2 發(fā)電機匝間保護-145.3 變壓器（發(fā)-變組、高廠變、勵磁變）差動保護-175.4 勵磁機比率制動式差動保護-235.5 定子接地保護-265.6 轉子一點接地保護-265.7 轉子一點接地加兩點接地保護-275.8 失磁保護-275.9 逆功率保護-305.10 復合電壓啟動(方向)過流保護-315.11 零序（方向）過流保護-365.12 零序過壓保護-395.13 間隙零序電流及零序電壓保護-395.14 過負荷(有載調(diào)壓閉鎖、通風啟動)- -405.15 低壓（記憶）過流保護-405.16 過流保護-

3、415.17 負序過流保護-425.18 定子對稱過負荷保護-435.19 過電壓保護-445.20 低頻保護-445.21 tv 斷線判別-456 6 訂貨需知-46附附 a a 人機接口使用說明人機接口使用說明-47附附 b b 裝置標準版本選用指南及接線端子裝置標準版本選用指南及接線端子-50 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書31 1 概述概述1.11.1 應用范圍應用范圍wfb-810 發(fā)變組保護裝置主要適用于電力系統(tǒng) 20mw-100mw 各種接線的發(fā)變組保護。wfb-811 裝置集成了一臺發(fā)電機的全部保護，wfb-812 裝置集成了一臺主變壓器的全部電氣量保護，wf

4、b-813 裝置集成了一臺高廠變和勵磁變（勵磁機）的全部電氣量保護，非電量類保護仍借用 wfb-804 或 wbh-814 裝置。wfb-810 微機發(fā)變組保護裝置可滿足中小型發(fā)變組雙主單后、主后備保護合理分開且相互獨立、非電量類保護完全獨立的配置要求。同時，該系列保護也能直接與電廠綜合自動化系統(tǒng)聯(lián)接。注：所有 ta 的二次接線均接成“y”型。1.21.2 功能特點功能特點高性能的硬件:采用 32 位高性能 dsp 處理器、32 位邏輯處理器和 16 位高速串口 a/d；強弱電徹底分離，具有高度自檢功能，保證硬件的高可靠性。實時多任務的操作平臺:采用 nucleus plus 公司的實時多任務

5、操作系統(tǒng)，保證軟件運行的穩(wěn)定性。主后分開的 cpu 運行方式:保護裝置采用雙電源、雙 cpu 運行方式。其中一個 cpu完成某一對象主保護的功能，另一 cpu 完成某一對象后備保護的功能，且相互獨立，電源分開、并能單獨工作行使其相應保護功能。強大的通信功能:信息和報文可上傳，錄波數(shù)據(jù)與 comtrade 格式兼容；通信接口兼容性、開放性強，支持 iec60870-5-103 通信規(guī)約。可實現(xiàn)“雙主單后，主后備保護分開”的保護配置要求；非電量類保護獨立于電氣量保護，滿足“反措”的有關要求。跳閘方式在線修改:每種保護動作后的跳閘方式用戶可以自己整定，無須再修改保護二次回路接線；跳閘觸點可直接接入斷

6、路器跳閘回路。友好的人機界面:大屏幕、圖形化、漢化、彩色液晶，也可以通過 pc 機進行操作。提供錄波功能和完善的波形分析軟件 保護裝置可記錄動作前 4 周期，動作后 6 周期的波形；數(shù)據(jù)信息可就地打印或通過網(wǎng)絡打印機打印，便于事故后的故障分析；提供離線的波形分析軟件，該軟件可以再現(xiàn)故障發(fā)展趨勢。完善的事件記錄功能:保護動作報告、開關量變位、自檢結果、定值改動、錄波數(shù)據(jù)均有記錄，可實時打印及召喚打印。2 2 基本技術參數(shù)基本技術參數(shù)2.12.1 基本數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)2.1.1 額定交流數(shù)據(jù)a.額定交流電流in：5a 或 1a；b.額定交流電壓un：100v；c.額定頻率fn：50hz。2.1.2 額

7、定直流數(shù)據(jù)220v 或 110v，允許變化范圍 80%115%。2.1.3 打印機輔助交流電源220v，0.7a，50hz/60hz，允許變化范圍 80%110%。2.1.4 微機保護采樣及錄波頻率 1 200hz，系統(tǒng)頻率跟蹤范圍 40hz60hz。2.22.2 功率消耗功率消耗 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書4a.交流電壓回路：不大于 0.5va/相(額定電壓下)；b.交流電流回路：不大于 1va/相(in=5a)； 不大于 0.5va/相(in=1a)；c.直流回路功率消耗：每個保護裝置不大于 35w（正常運行） ；每個保護裝置不大于 50w（保護動作） ；每路開入不大

8、于 1.5w。2.32.3 過載能力過載能力交流電流回路：長期運行2in10s10in1s40in交流電壓回路：1.5un連續(xù)工作2.42.4 輸出觸點輸出觸點信號觸點容量：允許長期通過電流：5a切斷電流：0.3a(dc220v，=5ms)跳閘出口觸點容量：允許長期通過電流：10a保持電流：不大于 0.5a切斷電流：0.3a(dc220v，=5ms)輔助繼電器觸點容量：允許長期通過電流：5a切斷電流：0.3a(dc220v，=5ms)2.52.5 絕緣性能絕緣性能絕緣電阻：裝置所有電路與外殼之間的絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于 100m。介質(zhì)強度：裝置所有電路與外殼的介質(zhì)強度能耐受交流 50

9、hz，電壓 2kv(有效值)，歷時 1min試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現(xiàn)象。2.62.6 沖擊電壓沖擊電壓裝置的導電部分對外露的非導電金屬部分外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5kv 的標準雷電波短時沖擊檢驗。2.72.7 壽命壽命電壽命：裝置輸出觸點電路在電壓不超過 250v，電流不超過 0.5a，時間常數(shù)為 5ms0.75ms 的負荷條件下，裝置能可靠動作及返回 1 000 次。機械壽命：裝置輸出觸點不接負荷，能可靠動作和返回 10 000 次。2.82.8 機械性能機械性能工作條件：能承受嚴酷等級為 i 級的振動響應，沖擊響應檢驗；運輸條件：能承受嚴酷等級為 i 級的振動耐久，

10、沖擊及碰撞檢驗。2.92.9 環(huán)境條件環(huán)境條件2.9.1 環(huán)境溫度：工作：-10+50，24h 內(nèi)平均溫度不超過 35；貯存：-25+70在極限值下不施加激勵量，裝置不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復后，裝置應能正常工作。2.9.2 大氣壓力：80kpa 110kpa。2.9.3 相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為 90%，同時該月的月平均最低溫度為 25且表面無凝露。最高溫度為 40時，平均最大相對濕度不超過 50%。2.102.10 抗干擾能力抗干擾能力輻射電磁場干擾：符合 gb/t 14598.9-2002 規(guī)定的嚴酷等級輻射電磁場干擾。 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書5快

11、速瞬變：符合 gb/t 14598.10-1996 規(guī)定的嚴酷等級為 iv 級快速瞬變干擾。脈沖群干擾試驗：符合 gb/t 14598.13-1998 規(guī)定的頻率為 1mhz 及 100khz 衰減振蕩波（第一個半波為電壓幅值共模為 2.5kv，差模為 1kv）脈沖群干擾?？轨o電放電干擾：符合 gb/t 14598.14-1998 規(guī)定嚴酷等級為 iii 級抗靜電放電干擾。電磁發(fā)射試驗：符合 gb/t 14598.16-20024.1 規(guī)定的傳導發(fā)射限值和 4.2 規(guī)定的輻射發(fā)射限值。工頻磁場抗擾度試驗：符合 gb/t 17626.8-1998 第 5 章規(guī)定的嚴酷等級為級的工頻磁場干擾。脈沖

12、磁場抗擾度試驗：符合 gb/t 17626.9-1998 第 5 章規(guī)定的嚴酷等級為級的脈沖磁場干擾。阻尼振蕩磁場抗擾度試驗：符合 gb/t 17626.10-1998 中第 5 章規(guī)定的嚴酷等級為級的阻尼振蕩磁場干擾。浪涌抗擾度試驗：符合 iec 60255-22-5:2002 中第 4 章規(guī)定的嚴酷等級為級的浪涌騷擾。射頻場感應的傳導騷擾抗擾度：符合 iec 60255-22-6:2001 中第 4 章的規(guī)定。工頻抗擾度試驗：符合 iec 60255-22-7:2003 中第 4 章的規(guī)定。3 3 主要技術指標主要技術指標3.13.1 發(fā)電機比率制動式差動保護發(fā)電機比率制動式差動保護a.最

13、小動作電流整定范圍：0.1 in 1.0in，誤差不超過2.5%或0.01in；b.最小制動電流整定范圍：0.5 in 2.0in；c.制動特性斜率整定范圍：0.30.7，誤差不超過5%；d.差動動作時間：在 2 倍整定值下，動作時間不大于 25ms。3.23.2 發(fā)電機匝間保護發(fā)電機匝間保護3.2.13.2.1 故障分量負序方向故障分量負序方向(p(p2 2) )保護保護a. 故障分量負序電流(i2)整定范圍：0.02 in 0.5in；b. 故障分量負序電壓(u2)整定范圍：0.5 v 10v；c. 故障分量負序方向最大靈敏角：605；d. 故障分量負序方向動作區(qū)：1605；e. 故障分量

14、負序方向靈敏度：在最大靈敏角下，最小動作負序增量p2不大于 0.005sn(sn 為二次額定容量)；f. 動作時間：在最大靈敏角下，模擬兩相短路，施加u=0.3un，i=0.4in，動作時間不大于 30ms。3.2.23.2.2 發(fā)電機縱向零序過電壓型匝間保護發(fā)電機縱向零序過電壓型匝間保護a.動作電壓整定范圍：0.5 v 30v，誤差不超過2.5%或0.05v；b.動作延時：p2未動作時延時可整定為 0.1 s 10s；p2動作時時間不大于 30ms；c.當頻率為 150hz 時，保護動作電壓不小于 100 倍基波動作電壓；d.p2技術指標同前。3.33.3 主變壓器主變壓器 ( (發(fā)發(fā)- -

15、變組、高廠變、勵磁變變組、高廠變、勵磁變) )差動保護差動保護a. 最小動作電流整定范圍：0.2 in 1.0in，誤差不超過2.5%或0.01in；b. 最小制動電流整定范圍：0.5 in 1.2in； wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書6c. 制動特性斜率整定范圍：0.30.7，誤差不超過5%；d. 二次諧波制動系數(shù)整定范圍：0.150.30 誤差不超過10%；e. 差動平衡系數(shù)整定范圍：0.14；f. 差流速斷整定范圍：1.0 in 10.0in，誤差不超過2.5%或0.01in；g. 差流越限動作電流整定范圍：0.1in1.0in，誤差不超過2.5%或0.01in；差流越

16、限動作延時整定范圍：0.1s10s；h. 動作時間：在 2 倍整定值下，差動動作時間不大于 30ms；在 1.5 倍整定值下，差流速斷動作時間不大于 20ms；i. 勵磁涌流判別選擇功能，控制字“1”時為波形比較原理，為“0”時為二次諧波原理；j. 具有電流回路斷線閉鎖差動保護功能，控制字為“1”時閉鎖，為“0”時不閉鎖。3.43.4 勵磁機比率制動式差動保護勵磁機比率制動式差動保護a. 最小動作電流整定范圍：0.1 in 1.0in，誤差不超過2.5%或0.01in；b. 最小制動電流整定范圍：0.5 in 2.0in；c. 制動特性斜率整定范圍：0.30.7，誤差不超過5%；d. 差動動作

17、時間：在 2 倍整定值下，動作時間不大于 25ms；e. 頻率 50hz、100hz 可選。3.53.5 定子接地保護定子接地保護a.基波零序動作電壓整定范圍：5v 50v，誤差不超過2.5%或0.05v；b.機端三次諧波動作電壓：不大于 0.2v；c.三次諧波電壓比值(機端/中性點)整定范圍：0.52，誤差不超過5%；d.基波零序動作延時整定范圍：0.1s 10s；e.三次諧波延時整定范圍：0.1 s 10s。3.63.6 轉子一點接地保護轉子一點接地保護a.接地電阻高定值整定范圍：0.5k50k，誤差不超過10%或0.5 k；b.接地電阻低定值整定范圍：0.5 k20k，誤差不超過10%或

18、0.5 k；c.接地電阻高定值延時整定范圍：1.0s 10s，誤差不超過1%定值+1s；d.接地電阻低定值延時整定范圍：1.0s 10s，誤差不超過1%定值+1s。3.73.7 轉子一點接地加兩點接地保護轉子一點接地加兩點接地保護a.接地電阻定值整定范圍：0.5k50k，誤差不超過10%或0.5 k；b.接地電阻定值延時整定范圍：1.0s 10s，誤差不超過1%定值+1s；c.接地位置變化量 （%）動作值整定范圍：120，誤差不超過10%；d.動作延時整定范圍 1.0s 10s，誤差不超過1%定值+1s。3.83.8 失磁保護失磁保護a.阻抗的最大靈敏角為 2705；b.靜穩(wěn)阻抗動作值整定范圍

19、：z1a=120；z1b=550，誤差不超過2.5%或0.1；c.靜穩(wěn)阻抗動作延時整定范圍：0.1s 10s；d.異步阻抗動作值整定范圍：z2a=120，z2b=550，誤差2.5%或0.1；e.異步阻抗動作延時整定范圍：0.1s 10s；f.機端三相低電壓元件動作值整定范圍：50v 100v，誤差不超過2.5%；g.系統(tǒng)三相低電壓元件動作值整定范圍：50v 100v，誤差不超過2.5%；h.勵磁低電壓動作值整定范圍：10v 500v；i.延時整定范圍：0.1s 10s。 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書73.93.9 逆功率保護逆功率保護a. 動作區(qū)：在 90270之間不小于

20、 175；b.額定電壓下的動作功率整定范圍：0.5%pe10%pe，誤差不超過2.5%；c. 動作延時整定范圍：1 段為 1s20s，2 段為 10s100s；d. 潛動試驗電流潛動：u=0，i=10in不誤動；電壓潛動：u=un，i=0 不誤動。3.103.10 復合電壓啟動復合電壓啟動( (方向方向) )過流保護過流保護a. 負序電壓整定范圍：5v 20v，誤差不超過2.5%或0.05v；b. 低動作電壓整定范圍：30v 100v，誤差不超過2.5%或0.05v；c. 動作電流整定范圍：0.2in 10in，誤差不超過2.5%或0.01in；d. 動作邊界允許誤差不超過3；e. 相間功率方

21、向靈敏角誤差不超過3；f. 延時時間整定范圍： 0.1s 10s 。3.113.11 零序（方向）過流保護零序（方向）過流保護a零序動作電流整定范圍：0.1in 10in，誤差不超過2.5%或0.01in；b延時整定范圍：0.1s 10s；c動作邊界允許誤差不超過3；d零序功率方向最大靈敏角誤差不超過3。3.123.12 零序過壓保護零序過壓保護a動作電壓整定范圍：100v300v，誤差不超過2.5%或0.05v；b動作延時整定范圍：0.1s 10s 。3.133.13 間隙零序電流保護間隙零序電流保護a零序電流整定范圍：0.1in 10 in，誤差不超過2.5%或0.01in；b動作延時整定

22、范圍：0.1s 10s 。3.143.14 過負荷過負荷( (有載調(diào)壓閉鎖、通風啟動有載調(diào)壓閉鎖、通風啟動) )a過負荷/有載調(diào)壓閉鎖動作電流整定范圍：0.2in10in，誤差2.5%或0.01in；通風啟動的動作電流整定范圍：0.2in2in，返回電流整定范圍：0.1in1.9in；誤差不超過2.5%或0.01in；b動作延時整定范圍：0.1s 10s 。3.153.15 低壓低壓( (記憶記憶) )過流保護過流保護a.低電壓整定范圍：50v100v，誤差不超過2.5%或0.05v；b.動作電流整定范圍：0.1in 10in，誤差不超過2.5%或0.01in；c.動作延時整定范圍：0.1s

23、10s 。3.163.16 過流保護過流保護a.動作電流整定范圍：0.2in 10in，誤差不超過2.5%或0.01in；b.動作延時整定范圍：0.1s 10s 。3.173.17 負序過流保護負序過流保護a. 負序動作電流整定范圍：0.1 in 0.8in，誤差不超過2.5%或0.01in；b. 動作延時整定范圍：0.1 s 10s；c. 施加 2 倍正序額定電流應可靠不誤動。3.183.18 定子對稱過負荷保護定子對稱過負荷保護a. 定時限過負荷動作電流整定范圍：1 in 2in，誤差不超過2.5%或0.01in；b. 反時限過流動作值整定范圍：1.1 in 2in，誤差不超過2.5%或0

24、.01in； wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書8c. 定子繞組熱容量常數(shù)k整定范圍：1100；d. 定時限延時整定范圍：0.1 s 10s；e, 反時限延時上限整定范圍：0.1 s 10s；g. 反時限延時下限整定范圍：10 s 1000s；h. 散熱系數(shù) 整定范圍：00.1；i. 反時限延時誤差(與計算值比較)不超過5%或25ms；)1(ikt2*j. 返回系數(shù)不小于 0.96。3.193.19 過電壓保護過電壓保護a.動作電壓整定范圍：100v150v，誤差不超過2.5%或0.05v；b.動作延時整定范圍：0.1s10s；c.返回系數(shù)不小于 0.96。3.203.20 低頻

25、保護低頻保護a. 段頻率 f1整定范圍：46 hz 49.8hz，整定誤差不超過0.02hz；b. 段頻率 f2整定范圍：44 hz 48hz，整定誤差不超過0.02hz；c. 動作延時整定范圍：0.5s50s；d. 低壓閉鎖動作值整定范圍：50v100v，誤差不超過2.5%或0.05v。3.213.21 tvtv 斷線保護斷線保護a.動作電壓整定范圍：5v50v，誤差不超過2.5%或0.05v；b.閉鎖電流整定范圍：0.2 in 1.5in，誤差不超過2.5%或0.05v；c.啟動電流：不大于 0.06in；d.動作時間不大于 100ms。說明：說明：如無專門說明，所有延時誤差均為2.5%或

26、25ms。3.223.22 記錄容量記錄容量3.22.13.22.1 故障錄波內(nèi)容和故障事件報告容量故障錄波內(nèi)容和故障事件報告容量保護動作記錄動作前 4 個周波、動作后 6 個周波的所有電流電壓波形；保護裝置可循環(huán)記錄 100 次故障事件報告、8 次波形數(shù)據(jù)。3.22.23.22.2 正常波形記錄正常波形記錄正常時裝置可手動錄取啟動前 4 周波、啟動后 6 周波所有電流電壓波形，以供記錄或校驗極性。3.22.33.22.3 事件記錄容量事件記錄容量可循環(huán)記錄 200 次事件記錄和裝置自檢報告。事件記錄包括軟、硬壓板投退、開關量變位、定值改動等；裝置自檢報告包括硬件自檢出錯報警等。3.233.2

27、3 通信接口通信接口兩個與內(nèi)部其它部分電氣隔離的 rs485 通信接口，可以復用為光纖接口，也可以轉換為兩個獨立的 ethernet；一個同步時鐘接口；另外有一個 rs232 調(diào)試通信接口和獨立的打印接口；通信規(guī)約可采用電力行業(yè)標準 dlt 667-1999(iec 60870-5-103)。3.243.24 對時方式對時方式a.外部正脈沖秒對時；b.rs485 方式的同步時鐘秒對時；c.c.監(jiān)控系統(tǒng)絕對時間的對時報文。4.4.裝置整體說明裝置整體說明 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書94.14.1 硬件平臺說明硬件平臺說明保護裝置采用許繼公司新一代 32 位基于 dsp 技術

28、的通用硬件平臺。整體大面板，全封閉機箱，硬件電路采用后插拔式的插件式結構，cpu 電路板采用 6 層板，表面貼裝技術，提高了裝置可靠性。機箱采用 19in 6u 全寬機箱，抗干擾能力強。硬件框圖如圖 4.1.1。交流插件多路轉換開關dsp1跳閘插件開入開出插件管理機電源插件dsp2跳閘插件開入開出插件電源插件 圖 4.1.1 硬件框圖保護裝置采用雙電源、雙 cpu 運行方式。裝置有兩個完全獨立的、相同的 cpu 板，并各自具有獨立的采樣、a/d 變換、邏輯計算功能；兩塊 cpu 板硬件電路完全一樣，其中一個 cpu 完成某一對象主保護的功能，另一 cpu 完成某一對象后備保護的功能，且相互獨立

29、，電源分開、并能單獨工作行使其相應保護功能，不會因為某一回路故障（如電源）而導致整套保護裝置拒動。其中外部模擬量信息為兩個 cpu 共享。另有一塊人機對話板，由一片 dsp 專門處理人機對話任務。人機對話擔負鍵盤操作和液晶顯示功能。正常時，液晶顯示當前時間、機組的主接線、各側電流、電壓、差電流。人機對話中所有的菜單均為簡體漢字；通過本公司為保護提供的軟件，可對保護進行更為方便、詳盡的監(jiān)視與控制。裝置核心部分采用德州儀器公司(texas instruments)的 32 位數(shù)字信號處理器 tms320c32，主要完成保護的出口邏輯及后臺功能，使保護整體精確、高速、可靠。低通濾波多路開關cpu(d

30、sp)gps對時脈沖16位adlonworks(mc3150)sram(1mb)eeprom(128k)flash(1m)cpld復雜可編程邏輯控制器開入開出lon網(wǎng)32路32路40路模入 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書10圖 4.1.2 cpu 部分硬件框圖模擬量變換由 23 塊交流變換插件完成，功能是將 ta、tv 二次電氣量轉換成小電壓信號。保護出口和開入分別由兩塊跳閘出口插件和 2 塊開入開出插件構成，完成跳閘出口、信號出口、開關量輸入等功能。4.24.2 軟件平臺說明軟件平臺說明軟件平臺采用 ati 公司的 rtos 系統(tǒng) nucleus plus。nucleus

31、plus 是一個經(jīng)過測試的內(nèi)核，保證軟件運行的穩(wěn)定性。4.34.3 與電廠自動化系統(tǒng)接口說明與電廠自動化系統(tǒng)接口說明wfb-810保護裝置1cpu1cpu2mmi規(guī)約變換wfb-810保護裝置2cpu1cpu2gps對時脈沖pc機調(diào)試電廠綜合自動化系統(tǒng)rs-485rs-485ethernetethernet網(wǎng)絡打印機mmi規(guī)約變換 4.3.1 系統(tǒng)總體框圖構成系統(tǒng)的各裝置之間、保護 cpu 與通信管理 cpu 間通過現(xiàn)場總線 lonworks 相連，可方便的實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、自檢和互檢，同時減少各部分的關聯(lián)性，有利于整體可靠性的提高。單元管理機以串行通信或網(wǎng)絡通信方式與電廠監(jiān)控系統(tǒng)相聯(lián)，可對電廠監(jiān)

32、控系統(tǒng)上送事件報告、告警信息等，并可通過電廠監(jiān)控系統(tǒng)對保護系統(tǒng)所具有的各種功能實施全遙控操作。單元管理機設有兩組獨立的通信接口 rs-485（可配置成光纖） ，還可轉換為兩獨立的 ethernet，支持 iec 60870-5-103 通訊規(guī)約，滿足電廠自動化系統(tǒng)的要求。4.44.4 裝置面板布置圖裝置面板布置圖 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書11 圖 4.4.1 面板布置圖面板中信號燈說明如下：每臺保護裝置有兩個保護 cpu，每個 cpu 對應 4 個信號燈，其中：“運行”燈為綠燈，裝置正常運行時，每秒閃爍 5 次，如果閃爍不正常說明本 cpu 處于不正常運行狀態(tài)；“啟動”

33、燈為黃燈，正常運行時熄滅，當本 cpu 中任一保護啟動元件啟動時點亮；“信號”燈為紅燈，正常運行時熄滅，當本 cpu 中任一保護動作時點亮；“跳閘”燈為紅燈，正常運行時熄滅，當本 cpu 中任一保護跳閘時點亮。每臺保護裝置還有一個“裝置故障”燈， “裝置故障”燈為紅燈，正常運行時熄滅，當裝置發(fā)生故障時點亮。4.54.5 結構與安裝結構與安裝( (外形尺寸、開孔尺寸外形尺寸、開孔尺寸) )wfb-810 裝置采用 19in 6u 全寬全封閉標準機箱，嵌入式安裝于屏(柜)上，機箱外形尺寸和安裝開孔尺寸如圖 4.5.1 和圖 4.5.2。 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書12圖 4.

34、5.1 機箱外形尺寸圖圖 4.5.2 安裝開孔尺寸圖4.64.6 裝置背視圖裝置背視圖d#c#uu保件插件 件插插cpc采p3#b#9#a#8# 7#2#1#4#5#6#圖 4.6.1 a wfb-811 裝置背視圖 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書13d#c#uu保件插件 件插插cpc采p3#b#9#a#8# 7#2#1#4#5#6#圖 4.6.1 b wfb-812,wfb-813 裝置背視圖 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書145 5 保護原理及判據(jù)說明保護原理及判據(jù)說明5.15.1 發(fā)電機比率制動式差動保護發(fā)電機比率制動式差動保護 比率制動式差動保護是發(fā)

35、電機內(nèi)部相間短路故障的主保護。5.1.15.1.1 保護原理保護原理5.1.1.15.1.1.1 比率差動原理。比率差動原理。差動動作方程如下：iop iop.0 ( ires ires.0 時)iop iop.0 + s(ires ires.0) ( ires ires.0 時)式中：iop為差動電流，iop.0為差動最小動作電流整定值，ires為制動電流，ires.0為最小制動電流整定值，s為比率制動特性的斜率。各側電流的方向都以指向發(fā)電機為正方向，見圖 5.1.1。差動電流： ntopiii制動電流： 2ntresiii式中：it，in分別為機端、中性點電流互感器(ta)二次側的電流，t

36、a 的極性見圖 5.1.1。圖 5.1.1 電流極性接線示意圖根據(jù)工程需要，也可將 ta 極性端均定義為靠近發(fā)電機側。5.1.1.25.1.1.2 tata 斷線判別斷線判別當任一相差動電流大于 0.15 倍額定電流時啟動 ta 斷線判別程序，滿足下列條件認為 ta 斷線：a.本側三相電流中至少一相電流為零；b.本側三相電流中至少一相電流不變；c.最大相電流小于 1.2 倍的額定電流。5.1.1.35.1.1.3 保護邏輯框圖見圖保護邏輯框圖見圖 5.1.25.1.2發(fā)電機保護通常采用“三取二”方式。三相中有任兩項同時滿足差動條件，差動保護才可動作。 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術

37、說明書15以下圖示為“三取一”方式，三項中任何一項滿足條件，差動動作。如采用“三取一”方式進行保護配置，應特別注明。&圖 5.1.2 發(fā)電機差動保護邏輯框圖5.1.25.1.2 定值整定定值整定5.1.2.15.1.2.1 定值整定計算定值整定計算a. 最小動作電流一般取發(fā)電機額定電流(in)的 0.10.3 倍；b. 比例制動特性斜率一般可取 0.30.5；c. 電流回路斷線的整定：ta 斷線閉鎖差動整定為“1”時，閉鎖差動；ta 斷線閉鎖差動整定為“0”時，不閉鎖差動。5.1.2.25.1.2.2 定值清單定值清單定定 值值 名名 稱稱整定范圍整定范圍備備 注注發(fā)電機比率制動式差動保護發(fā)電

38、機比率制動式差動保護最小動作電流0.1in-1.0iniop.0最小制動電流0.5in-2.0inires.0制動特性斜率0.3-0.7sta 斷線閉鎖差動0-11：閉鎖 0：不閉鎖以下為保護軟壓板比率制動式差動軟壓板：投入 ：退出5.1.35.1.3 工程應用工程應用機端和中性點電流互感器必須同型號、同變比。5.25.2 發(fā)電機匝間保護發(fā)電機匝間保護匝間保護作為發(fā)電機內(nèi)部匝間短路的主保護。根據(jù)電廠設備情況，可選擇以下方案中的一種。5.2.15.2.1 發(fā)電機縱向零序過電壓及故障分量負序方向型匝間保護發(fā)電機縱向零序過電壓及故障分量負序方向型匝間保護本保護不僅作為發(fā)電機內(nèi)部匝間短路的主保護，還可

39、作為發(fā)電機內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護。5.2.1.15.2.1.1 保護原理保護原理發(fā)電機定子繞組發(fā)生內(nèi)部短路，三相機端對中性點的電壓不再平衡，因為機端電壓互感器中性點與發(fā)電機中性點直接相連且不接地，所以互感器開口三角繞組輸出縱向 3u0，保護判據(jù)為：| 3u0 | uset wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書16式中，uset為保護的整定值。發(fā)電機正常運行時，機端不平衡基波零序電壓很小，但可能有較大的三次諧波電壓，為降低保護定值和提高靈敏度，保護裝置中增設三次諧波阻波功能。為保證匝間保護的動作靈敏度，縱向零序電壓的動作值一般整定較小，為防止外部短路時縱向零序不平衡電壓增大

40、造成保護誤動，須增設故障分量負序方向元件為選擇元件，用于判別是發(fā)電機內(nèi)部短路還是外部短路。故障分量負序方向元件采用圖 5.2.1.2 所示的邏輯，方案二的綜合框圖見圖 5.2.2。發(fā)電機并網(wǎng)后運行時，縱向零序電壓元件及故障分量負序方向元件組成“與”門實現(xiàn)匝間保護；在并網(wǎng)前，因 i2=0，則故障分量負序方向元件失效，僅由縱向零序電壓元件經(jīng)短延時 t1 實現(xiàn)匝間保護。并網(wǎng)后不允許縱向零序電壓元件單獨出口，為此以過電流iiset閉鎖該判據(jù)，固定iset=0.06in。&圖 5.2.2 匝間保護方案二邏輯框圖5.2.1.25.2.1.2 定值整定定值整定a. 縱向基波零序電壓保護動作電壓設計值可初選為

41、 2v3v，以躲過外部短路時的不平衡電壓。b.p2整定同前定定 值值 名名 稱稱整定范圍整定范圍備備 注注縱向零序電壓匝間保護縱向零序電壓匝間保護故障分量負序電流0.02in-0.5ini故障分量負序電壓0.5v-10vu故障分量負序功率0.1va-20vap零序動作電壓0.5v-30vuset延時時間0.1s-10sttv 斷線閉鎖投退0-11：投入，0：退出以下為保護軟壓板匝間保護軟壓板：投入 ：退出5.2.1.35.2.1.3 工程應用工程應用為取得發(fā)電機縱向零序電壓，本保護須接于發(fā)電機機端專用電壓互感器 tv 的二次側，該 tv 的一次側中性點與發(fā)電機中性點相連且不接地。 wfb-81

42、0 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書175.2.25.2.2 高靈敏零序電流型橫差保護高靈敏零序電流型橫差保護作為發(fā)電機內(nèi)部匝間、相間短路及定子繞組開焊的主保護。5.2.2.15.2.2.1 保護原理保護原理本保護檢測發(fā)電機定子多分支繞組的不同中性點連線電流(即零序電流)3i0中的基波成分，保護判據(jù)為：判據(jù) 1（無制動特性）：iop iset， iset為動作電流的整定值，見后判據(jù) 2（有制動特性）：iop iop.0 ( ires ires.0 時) ( ires ires.0 時)0 .0 .0 .0 .)(opresresresopopiiiisii式中：iop為橫差電流，iop.0為橫

43、差最小動作電流整定值，ires為制動電流（取機端三相電流最大值） ，ires.0為最小制動電流整定值，s為比率制動特性的斜率。判據(jù) 1、2 均可單獨構成橫差保護，用戶可通過控制字進行選擇。發(fā)電機正常運行時，接于兩中性點之間的橫差保護，不平衡電流主要是基波，在外部短路時，不平衡電流主要是三次諧波成分，為降低保護定值和提高靈敏度，保護中還增加有三次諧波阻波功能。橫差保護瞬時動作于出口，當轉子發(fā)生一點接地時，橫差保護經(jīng)延時 t 動作于出口，t 一般整定為 0.5s。該方案的綜合邏輯框圖如圖 5.2.3。&t 圖 5.2.3 橫差保護邏輯框圖5.2.2.25.2.2.2 定值整定計算定值整定計算a.高

44、靈敏零序電流型橫差保護動作電流設計值可初選為 0.05ign/nta(ign為發(fā)電機額定電流，nta為橫差保護用互感器變比)；b.高靈敏零序電流型橫差保護動作電流運行值應如下整定：23max. 3 .unb2max. 1 .unbaperrelset)k/i(ikkikrel為可靠系數(shù)，取 1.31.5；kaper為暫態(tài)系數(shù)取 2；iunb.1.max為最大外部短路電流時橫差 ta 二次側輸出端的基波零序不平衡電流；iunb.3.max為最大外部短路電流時橫差 ta 二次側輸出端（未經(jīng)過三次諧波阻波器過濾的）三次諧波不平衡電流；iunb.1.max及iunb.3.max都可通過機端常規(guī)短路試驗

45、（iin）曲線的延伸而獲得；k3為三次諧波濾過比，k3100。iset為判據(jù) 1（無制動特性）橫差保護 ta 二次側（即保護端子）動作電流整定值。 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書18定定 值值 名名 稱稱整定范圍整定范圍備備 注注橫差保護橫差保護最小動作電流0.1in -1.0iniop.0最小制動電流0.5in -2.0inires.0制動特性斜率0.2-2.0s一點接地后延時時間0.1s-1.0s有無制動選擇0-10：無制動 1：有制動 以下為保護軟壓板橫差保護軟壓板：投入 ：退出5.2.2.35.2.2.3 工程應用工程應用選擇無制動特性的橫差保護時，定值整定一般在保護

46、投運前做升流實驗時，由管理機測取不平衡電流，用線性外推法求出對應外部短路電流最大值(等于 1/x”d，x”d取飽和值)時的iunb.1.max和iunb.3.max。選擇有制動特性橫差保護時，最小動作電流只需按躲過正常運行時最大不平衡電流整定。5.35.3 變壓器（發(fā)變壓器（發(fā)- -變組、高廠變、勵磁變）差動保護變組、高廠變、勵磁變）差動保護比率制動式差動保護是變壓器（發(fā)-變組、高廠變、勵磁變）的主保護，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側單相接地短路及匝間層間短路故障；保護能正確區(qū)分勵磁涌流、過勵磁故障。保護采取自適應提高定值的方式，防止外部故障時由于 ta 飽和引起差動誤動，當差流中的三次

47、諧波與基波的比值大于某一定值時，自動提高比率制動差動的動作值、改變比率制動系數(shù)和最小制動電流，進一步提高保護的可靠性。請注意，該差動用 ct 接線均采用 y 型接線方式。發(fā)-變組保護裝置最多可實現(xiàn) 6 側差動，動作特性圖如下：2 n n制動電流( res)動作電流( op)res.0 圖 5.3.1 比率差動動作特性圖圖中陰影部分要經(jīng)過勵磁涌流判別、ta 斷線判別和 ta 飽和判別后才出口，雙陰影部分只要經(jīng) wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書19過勵磁涌流判別就出口。 5.3.15.3.1 比率差動原理比率差動原理差動動作方程如下iop iop.0 ( ires ires.0)i

48、op iop.0 + s(ires ires.0) ( ires ires.0 ) (5-3-1)ires 1.2 iniop 1.2in + 0.8(ires 1.2 in) ( ires 1.2 in ) (5-3-2)iop為差動電流，iop.0為差動最小動作電流整定值，ires為制動電流，ires.0為最小制動電流整定值，s為比率制動特性斜率，in為基準側電流互感器的額定二次電流，各側電流的方向都以指向變壓器為正方向。對于兩側差動：iop = | 1 + 2 | (5-3-3)iiires = |1 - 2| / 2 (5-3-4)ii對于三側及以上差動：iop = | 1 +2 +

49、n | (5-3-5)iiiires = max |1|，|2|，|n| (5-3-6)iii式中：3n6，1 1，2 2，。 。 。n n分別為變壓器各側電流互感器二次側的電流。iii判據(jù)(5-3-1)為低定值的比率制動差動，判據(jù)(5-3-2)為高定值比率制動差動。5.3.25.3.2 勵磁涌流判別勵磁涌流判別裝置提供兩種勵磁涌流識別判據(jù)，用戶可根據(jù)需要由控制字進行選用，該控制字設為“1”時，勵磁涌流判據(jù)為波形畸變判據(jù)；該控制字設為“0”時，勵磁涌流判據(jù)為二次諧波判據(jù)。5.3.2.15.3.2.1 二次諧波判據(jù)二次諧波判據(jù)保護利用三相差動電流中的二次諧波分量作為勵磁涌流閉鎖判據(jù)。判別方程如下

50、： (5-3-7)1 .22 .opopiki式中：iop.2為 a，b，c 三相差動電流中最大二次諧波電流，k2為二次諧波制動系數(shù)，iop.1為三相差動電流中最大基波電流。該判據(jù)閉鎖方式為“或”閉鎖，即涌流滿足(5-3-7)式，同時閉鎖三相保護。5.3.2.25.3.2.2 波形畸變判據(jù)波形畸變判據(jù) 保護利用每相差流波形的畸變作為勵磁涌流閉鎖判據(jù)。判別方程如下：ssum+ k * ssum (5-3-8)式中：ssum+為差動電流采樣點的不對稱度值， ssum-為對應差動電流的對稱度值，k為某一固定系數(shù)。該判據(jù)閉鎖方式為“或”閉鎖，即任一相涌流滿足(5-3-8)式，同時閉鎖三相保護。5.3.

51、35.3.3 tata 飽和判別飽和判別 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書20保護利用每相差流中的三次諧波分量作為 ta 飽和閉鎖判據(jù)。判別方程如下：i3 k3 * i1 (5-3-9)式中：i3為每相差流中三次諧波電流，k3為三次諧波比例系數(shù)（裝置內(nèi)部固定，不需整定） ，i1為對應基波電流。 任一相差流滿足(5-3-9)式，比率制動差動自動改變該相的最小動作電流和比率制動斜率，保證差動保護正確、可靠動作。5.3.45.3.4 tata 斷線判據(jù)斷線判據(jù) 當任一相差動電流大于 0.15 倍的額定電流時啟動 ta 斷線判別程序，滿足下列條件認為 ta 斷線: 本側三相電流中至少一

52、相電流不變；最大相電流小于 1.2 倍的額定電流；本側三相電流中至少有一相電流為零。 5.3.55.3.5 差流速斷保護差流速斷保護當任一相差動電流大于差流速斷整定值時瞬時動作于跳各側斷路器。5.3.65.3.6 差流越限差流越限當差動電流超過一定值時，發(fā)告警信號。差流越限定值可整定。 5.3.75.3.7 比率制動式差動保護極性接線圖及保護邏輯圖比率制動式差動保護極性接線圖及保護邏輯圖 差動輔助 圖 5.3.2 比率制動差動極性接線圖 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書21圖 5.3.3 比率制動差動保護邏輯圖5.3.85.3.8 整定計算整定計算（1 1） 平衡系數(shù)的計算平衡

53、系數(shù)的計算各側參數(shù)項目名稱高壓側中壓側低壓側ta 一次電流ih=hnus3im=mnus3il=lnus3ta 接線方式y(tǒng)yyta 二次電流ih=hahni im=mamniil=lalni平衡系數(shù)k1= hbiik2=mbiik3=lbii對上述表格的說明：sn 為計算平衡系數(shù)的基準容量。對于兩圈變壓器 sn 為變壓器的容量；對于三圈變壓器 sn 一般取變壓器高壓側的容量。uh、um、ul分別為變壓器高壓側、中壓側、低壓側的額定線電壓。nha、nma、nla分別為高壓側、中壓側、低壓側的 ta 變比。ta 的二次側均接成“y”型ib為計算平衡系數(shù)的基準電流，一般取變壓器額定容量下高壓側的二次

54、電流。如果按上述的基準電流計算的平衡系數(shù)大于 4 或小于 0.1，那么要更換基準電流ib，直到平衡系數(shù)滿足0.1k4；如果無論怎么選取基準電流都不能滿足 0.1k4 的要求，建議使用中間變流器。（2 2）最小動作電流）最小動作電流i iopop。0 0iop。0為差動保護的最小動作電流，應按躲過變壓器額定負載運行時的最大不平衡電流整定，即：iop.0= =bnirelimufk)()( wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書22式中：ib為變壓器基準側的額定電流歸算到 ta 二次側的值， krel為可靠系數(shù)，krel=1.31.5；fi(n)為電流互感器在額定電流下的變比誤差。fi(

55、n)=0.032（10p） ，fi(n)=0.012（5p）u 為變壓器分接頭調(diào)節(jié)引起的誤差（相對于額定電壓的百分數(shù)） ；m 為 ta 和 taa 變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，m 一般取 0.05。一般情況下可?。?iop.0=。bi )5 . 02 . 0( （3 3） 最小制動電流的整定最小制動電流的整定 ires.0 = 。bi )0 . 18 . 0(（4 4）比率制動斜率）比率制動斜率 s s 的整定的整定 最大不平衡電流的計算 a、三圈變壓器iunb.max =kstkaperfiis.max +uhis.h.max +umis.m.max +m1is.1.max+m2is.2.ma

56、x式中：kst為 ta 的同型系數(shù)，kst=1.0kaper 為 ta 的非周期系數(shù)，kaper=1.52.0（5p 或 10p 型 ta）或 kaper=1.0（tp 型 ta）fi 為 ta 的比值誤差，fi=0.1；is.max為流過靠近故障側的 ta 的最大外部短路周期分量電流；is.h.max、is.m.max分別為在所計算的外部短路時，流過調(diào)壓側（h、m）ta 的最大周期分量電流；is.1.max、is.2.max分別為在所計算的外部短路時，流過非靠近故障點的另兩側的最大周期分量電流；m1、m2為由于 1 側和 2 側的 ta（包括 taa）變比不完全匹配而產(chǎn)生的誤差，初選可取m1

57、=m2=0.05； b、 兩圈變壓器 iunb.max =（kstkaperfi +u +m）is.max 式中的符號與三圈變壓器一樣。比率制動特性斜率 s 為：s=s= res.0res.maxop.0unb.maxrel-kiiii應根據(jù)上式的計算來整定 s 值，一般取 s=0.30.5。（5 5）靈敏度計算校驗）靈敏度計算校驗在系統(tǒng)最小運行方式下，計算變壓器出口兩相短路的最小短路電流is.min。如果變壓器具有單側電源運行的可能性，則以單側電源的情況計算，即差動電流i op=min.121siiii wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書23制動電流i res=222min.1

58、21siiii在比率制動式差動保護的動作特性曲線上以ires=值查找出保護相應的動作電流整定值min. s21iiop.set，見圖 5.6.4。則靈敏系數(shù)ksen為：ksen= set.opmin. sset.opopiiii要求ksen2.0。 圖 5.3.4（6 6）諧波制動的整定）諧波制動的整定利用二次諧波來防止勵磁涌流誤動的差動保護，二次諧波制動比表示差流中的二次諧波分量與基波分量的比值。一般二次諧波制動比可整定為 15%20%。（7 7）差流速斷）差流速斷為了加速切除變壓器嚴重的內(nèi)部故障，常常增設差流速斷保護，其動作電流按照避越勵磁涌流來整定，即：iop=krelie.amx式中：

59、ie.amx為變壓器實際的最大勵磁涌流。krel為可靠系數(shù)，可取 1.151.30。實際的最大的勵磁涌流很難測量，應參考整定計算導則進行整定。差流速斷保護的靈敏度系數(shù)按正常運行方式下保護安裝處兩相金屬性短路計算，要求ksen1.2。5.3.95.3.9 定值清單定值清單 （1 1）主變差動定值清單）主變差動定值清單定定 值值 名名 稱稱整定范圍整定范圍備備 注注額定電流（基準電流）0.1in1.2 in最小動作電流0.1in1.0iniop.0最小制動電流0.5in2inires.0 wfb-810 發(fā)電機變壓器組保護裝置技術說明書24比例制動特性斜率0.30.7s2 次諧波制動系數(shù)0.150

60、.30k2差動第 1 側平衡系數(shù)0.14差動第 2 側平衡系數(shù)0.14差動第 3 側平衡系數(shù)0.14識別勵磁涌流方式0-11：波形畸變 0：二次諧波差流速斷電流1in10inta 斷線閉鎖差動0-11：閉鎖 0：不閉鎖差流越限動作電流0.1in1.0in差流越限延時0.1s10s比率制動式差動軟壓板：投入 ：退出差流速斷軟壓板：投入 ：退出差流越限軟壓板：投入 ：退出（2 2）tata 斷線定值清單斷線定值清單定定 值值 名名 稱稱整定范圍整定范圍備備 注注tata 斷線斷線額定電流（基準電流）0.1in1.2 in差動第 1 側平衡系數(shù)0.14差動第 2 側平衡系數(shù)0.14差動第 3 側平衡