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文檔簡介

1、RCS-985RCS-985微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù) 一一 保護(hù)功能配置保護(hù)功能配置RCS985型號及功能配置型號及功能配置 RCS-985裝置分四個程序版本,分別適用于不同的主接線: RCS-985A適用于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)變組單元主接線方式:兩圈主變(220KV或500KV出線)、發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、一臺高廠變(三圈變或分裂變)、勵磁變或勵磁機(jī); RCS-985B適用于兩臺高廠變的發(fā)變組主接線方式:兩圈主變(220KV或500KV出線)、發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、兩臺高廠變、勵磁變或勵磁機(jī); RCS-985C適用于多種發(fā)變組主接線方式:兩圈或三圈主變、發(fā)電機(jī)容量小于300MW、一臺高廠

2、變(三圈變或分裂變)、分支電纜、勵磁變或勵磁機(jī); RCS-985G 適用于大型發(fā)電機(jī)保護(hù),可以滿足汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、抽水蓄能機(jī)組的保護(hù)要求。1.1 發(fā)變組保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄發(fā)變組保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄 1.1.1電壓在電壓在3kV及以上,容量在及以上,容量在600MW及以下的發(fā)電機(jī),應(yīng)及以下的發(fā)電機(jī),應(yīng)按本條的規(guī)定,對下列故障及異常運(yùn)行方式,裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。按本條的規(guī)定,對下列故障及異常運(yùn)行方式,裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。容量在容量在600MW以上的發(fā)電機(jī)可參照執(zhí)行:以上的發(fā)電機(jī)可參照執(zhí)行: (a) 定子繞組相間短路;定子繞組相間短路; (b) 定子繞組接地;定子繞組接地

3、; (c) 定子繞組匝間短路;定子繞組匝間短路; (e) 發(fā)電機(jī)外部相間短路;發(fā)電機(jī)外部相間短路; (f) 定子繞組過電壓;定子繞組過電壓; (g) 定子繞組過負(fù)荷;定子繞組過負(fù)荷; (h) 轉(zhuǎn)子表層(負(fù)序)過負(fù)荷;轉(zhuǎn)子表層(負(fù)序)過負(fù)荷; (i) 勵磁繞組過負(fù)荷;勵磁繞組過負(fù)荷; (j) 勵磁回路接地;勵磁回路接地; (k) 勵磁電流異常下降或消失;勵磁電流異常下降或消失; (l) 定子鐵芯過勵磁;定子鐵芯過勵磁; (m) 發(fā)電機(jī)逆功率;發(fā)電機(jī)逆功率; (n) 低頻;低頻; (o) 失步;失步; (p) 發(fā)電機(jī)突然加電壓;發(fā)電機(jī)突然加電壓; (q) 發(fā)電機(jī)起停機(jī);發(fā)電機(jī)起停機(jī); (r) 其他

4、故障和異常運(yùn)行。其他故障和異常運(yùn)行。 1.1.2 對發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障,應(yīng)按下列對發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障,應(yīng)按下列規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù):規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù): (a) 1MW以上的發(fā)電機(jī),應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。以上的發(fā)電機(jī),應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 (b)對發(fā)電機(jī)變壓器組,當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí),發(fā)電機(jī)對發(fā)電機(jī)變壓器組,當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí),發(fā)電機(jī)與主要變壓器宜分別裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù);當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間與主要變壓器宜分別裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù);當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時(shí),沒有斷路器時(shí),100MW及以下發(fā)

5、電機(jī),可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用及以下發(fā)電機(jī),可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動保護(hù),縱聯(lián)差動保護(hù),100MW以上發(fā)電機(jī),除發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動以上發(fā)電機(jī),除發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動保護(hù)外,發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)。保護(hù)外,發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)。 (c) 對對200MW及以上發(fā)電機(jī)變壓器組,應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù),即裝設(shè)及以上發(fā)電機(jī)變壓器組,應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù),即裝設(shè)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)、變壓器縱聯(lián)差動保護(hù),發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)、變壓器縱聯(lián)差動保護(hù),發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動保護(hù),當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí),宜分別裝設(shè)雙重發(fā)電機(jī)差動保護(hù),當(dāng)發(fā)電機(jī)與

6、變壓器之間有斷路器時(shí),宜分別裝設(shè)雙重發(fā)電機(jī)縱聯(lián)和差動保護(hù)、雙重變壓器縱聯(lián)差動保護(hù),不再裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組縱聯(lián)和差動保護(hù)、雙重變壓器縱聯(lián)差動保護(hù),不再裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動保護(hù)。共用縱聯(lián)差動保護(hù)。 (d) 應(yīng)對縱聯(lián)差動保護(hù)采取措施,在穿越性短路及自同步或非同步合應(yīng)對縱聯(lián)差動保護(hù)采取措施,在穿越性短路及自同步或非同步合閘過程中,減輕不平衡電流所產(chǎn)生的影響,以盡量降低動作電流整定值閘過程中,減輕不平衡電流所產(chǎn)生的影響,以盡量降低動作電流整定值。 (e)縱聯(lián)差動保護(hù),應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置,斷線后動作于信號縱聯(lián)差動保護(hù),應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置,斷線后動作于信號。電流回路斷線允許差動保護(hù)

7、跳閘。電流回路斷線允許差動保護(hù)跳閘。 (f) 本條中規(guī)定裝設(shè)的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、低本條中規(guī)定裝設(shè)的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、低壓過流和差動保護(hù)均應(yīng)動作于停機(jī)。壓過流和差動保護(hù)均應(yīng)動作于停機(jī)。 1.1.3 各項(xiàng)保護(hù)裝置,宜根據(jù)故障和異常運(yùn)行方式的性質(zhì)及熱力各項(xiàng)保護(hù)裝置,宜根據(jù)故障和異常運(yùn)行方式的性質(zhì)及熱力系統(tǒng)具體條件,按各條的規(guī)定分別動作于:系統(tǒng)具體條件,按各條的規(guī)定分別動作于: a停機(jī)停機(jī): 斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁,對汽輪發(fā)電機(jī),還要關(guān)閉主汽門;斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁,對汽輪發(fā)電機(jī),還要關(guān)閉主汽門;對水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼;對水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼; b.

8、解列滅磁解列滅磁: 斷開發(fā)電機(jī)斷路器,滅磁,汽輪機(jī)甩負(fù)荷;斷開發(fā)電機(jī)斷路器,滅磁,汽輪機(jī)甩負(fù)荷; c. 解列解列: 斷開發(fā)電機(jī)斷路器,汽輪機(jī)甩負(fù)荷;斷開發(fā)電機(jī)斷路器,汽輪機(jī)甩負(fù)荷; d減出力減出力: 將原動機(jī)出力減到給定值;將原動機(jī)出力減到給定值; e縮小故障影響范圍縮小故障影響范圍: 例如雙母線系統(tǒng)斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器等;例如雙母線系統(tǒng)斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器等; f. 程序跳閘程序跳閘: 對汽輪發(fā)電機(jī)首先關(guān)閉主汽門,待逆功率繼電器動作后,再對汽輪發(fā)電機(jī)首先關(guān)閉主汽門,待逆功率繼電器動作后,再跳發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機(jī),首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置,跳發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機(jī),首先將導(dǎo)水

9、翼關(guān)到空載位置,再跳開發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁;再跳開發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁; g減勵磁減勵磁: 將發(fā)電機(jī)勵磁電流減至給定值;將發(fā)電機(jī)勵磁電流減至給定值; h勵磁切換勵磁切換: 將勵磁電源由工作勵磁電源系統(tǒng)切換到備用勵磁電源系統(tǒng)將勵磁電源由工作勵磁電源系統(tǒng)切換到備用勵磁電源系統(tǒng); i廠用電源切換廠用電源切換: 由廠用工作電源供電切換到備用電源供電;由廠用工作電源供電切換到備用電源供電; j分出口分出口: 動作于單獨(dú)回路;動作于單獨(dú)回路; k信號信號: 發(fā)出聲光信號。發(fā)出聲光信號。 總體方案為總體方案為雙主雙后雙主雙后,即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套,即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常異常運(yùn)行保護(hù)運(yùn)行

10、保護(hù)的配置方案。其思想是將一個發(fā)變組單元的全套電量保的配置方案。其思想是將一個發(fā)變組單元的全套電量保護(hù)集成在一套裝置中。護(hù)集成在一套裝置中。 對于一個發(fā)變組單元,配置兩套完整的電氣量保護(hù),每套保護(hù)裝對于一個發(fā)變組單元,配置兩套完整的電氣量保護(hù),每套保護(hù)裝置采用不同組置采用不同組TATA,均有獨(dú)立的出口跳閘回路。,均有獨(dú)立的出口跳閘回路。 非電量保護(hù)出口跳閘回路完全獨(dú)立,和操作回路獨(dú)立組屏。非電量保護(hù)出口跳閘回路完全獨(dú)立,和操作回路獨(dú)立組屏。1.2 保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想1.3 特大型火電機(jī)組保護(hù)典型配置方案特大型火電機(jī)組保護(hù)典型配置方案300MW-500KV300MW-500

11、KV機(jī)組機(jī)組TATA、TVTV配置方案配置方案配置方案一500kVRCS-985A屏RCS-974GC屏RCS-974FRCS-985B屏主變壓器發(fā)電機(jī)勵磁變高廠變RCS-974AG300MW-220KV300MW-220KV機(jī)組機(jī)組TATA、TVTV配置方案配置方案配置方案 二100MW-220KV100MW-220KV機(jī)組機(jī)組TATA、TVTV配置方案配置方案配置方案 三CZX-12AC屏RCS-974GRCS-985A屏220kV110kVTV5RCS-985B屏BBBBBBBBB高廠變主變壓器發(fā)電機(jī)勵磁變 RCS-985水輪機(jī)組保護(hù)裝置共分為三個程序版本,分別適用于不水輪機(jī)組保護(hù)裝置共

12、分為三個程序版本,分別適用于不同的主接線:同的主接線: RCS-985AW適用于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)變組單元主接線方式:兩圈主變(適用于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)變組單元主接線方式:兩圈主變(220KV或或500KV出線)、發(fā)電機(jī)容量出線)、發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、一臺高廠及以上、一臺高廠變(兩圈變)、一臺勵磁變或勵磁機(jī);變(兩圈變)、一臺勵磁變或勵磁機(jī); RCS-985GW適用于大型發(fā)電機(jī)保護(hù),主接線方式:發(fā)電機(jī)容量適用于大型發(fā)電機(jī)保護(hù),主接線方式:發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、一臺勵磁變或勵磁機(jī);及以上、一臺勵磁變或勵磁機(jī); RCS-985TW適用于大型變壓器保護(hù),主接線方式:兩圈主變(適用于大型變壓器保護(hù),主接線方

13、式:兩圈主變(220KV或或500KV出線)、一臺高廠變(兩圈變)。出線)、一臺高廠變(兩圈變)。1.4 水電版本保護(hù)功能配置配置方案一配置方案 二二二 硬件平臺硬件平臺裝置面板和背面布置圖6B7B8B9C10B10C11B12B11C12C9B發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置南瑞繼保電氣有限公司RCS-985運(yùn) 行報(bào) 警跳 閘確認(rèn)區(qū)號取消33鍵盤調(diào)試接口1A1B3A3B4A4B5B5A2A2B 2.1 機(jī)箱結(jié)構(gòu)機(jī)箱結(jié)構(gòu)2.2 先進(jìn)的硬件核心先進(jìn)的硬件核心 一一 高速數(shù)字信號處理器高速數(shù)字信號處理器DSPDSP 大規(guī)模邏輯門陣列大規(guī)模邏輯門陣列FPGAFPGA 可編程邏輯門陣列可編程邏輯門陣列CPLDC

14、PLD 并行高精度并行高精度A/DA/D 3232位微處理器位微處理器CPUCPU 獨(dú)立的獨(dú)立的CPUCPU處理顯示、鍵盤等人機(jī)對話處理顯示、鍵盤等人機(jī)對話 大屏幕漢字液晶顯示大屏幕漢字液晶顯示 高速數(shù)字信號處理器DSP32位微處理器CPU 雙CPU系統(tǒng):低通、低通、ADAD采樣、保護(hù)計(jì)算、邏輯輸出采樣、保護(hù)計(jì)算、邏輯輸出1 1、CPU2CPU2作用于啟動繼電器,作用于啟動繼電器,CPU1CPU1作用于跳閘矩陣作用于跳閘矩陣 2 2、啟動一致性啟動一致性,CPU1CPU1和和CPU2CPU2的啟動元件相同,保護(hù)才出口的啟動元件相同,保護(hù)才出口3 3、兩個、兩個CPUCPU系統(tǒng)之間均進(jìn)行完善的自

15、檢和互檢,任一系統(tǒng)之間均進(jìn)行完善的自檢和互檢,任一CPUCPU板故板故障,閉鎖裝置并發(fā)報(bào)警信號障,閉鎖裝置并發(fā)報(bào)警信號2.3先進(jìn)的硬件核心二先進(jìn)的硬件核心二2.4 RCS-985硬件配置示意圖硬件配置示意圖交流信號低通濾波A/DDSP1DSP2CPU1外部開入串口打印出口繼電器CPU板低通濾波A/DDSP3DSP4CPU2管理板串口打印+E光隔光隔外部開入QDJCPLDCPLD濾波器DC/DC5V12V24V至裝置內(nèi)部其他插件光耦24V至相應(yīng)插件220/11024V24V-地220/110-人機(jī)CPU顯示人機(jī)通訊口人機(jī)通訊口人機(jī)通訊口 靈活的跳閘矩陣:每一種保護(hù)均可經(jīng)跳閘矩陣整定出口方式靈活的

16、跳閘矩陣:每一種保護(hù)均可經(jīng)跳閘矩陣整定出口方式2.5 跳閘矩陣的功能特點(diǎn)2.6 保護(hù)功能壓板保護(hù)功能壓板6B36B2投 主 變 相 間 后 備投 主 變 接 地 保 護(hù)6B56B4投 主 變 不 接 地 保 護(hù)投 發(fā) 變 組 差 動6B76B6備 用投 高 廠 變 差 動6B96B8投 高 廠 變 高 壓 側(cè) 后 備投 高 廠 變 A分 支 后 備6B116B10備 用備 用6B126B136B14對 時(shí)打 印6B16B15信 號 復(fù) 歸投 主 變 差 動 保 護(hù)24V光 耦 +( 輸 入 )6B17投 高 廠 變 B分 支 后 備5B75B6投 三 次 諧 波 電 壓 保 護(hù)投 轉(zhuǎn) 子 一

17、點(diǎn) 接 地 保 護(hù)5B95B8投 轉(zhuǎn) 子 兩 點(diǎn) 接 地 保 護(hù)投 定 子 過 負(fù) 荷5B115B10投 負(fù) 序 過 負(fù) 荷投 失 磁 保 護(hù)5B135B12投 失 步 保 護(hù)投 過 電 壓 保 護(hù)5B155B14投 逆 功 率 保 護(hù)5B205B19投 勵 磁 過 負(fù) 荷5B225B21備 用斷 水 保 護(hù) 投 跳5B245B23熱 工 保 護(hù) 投 跳投 勵 磁 變 差 動 保 護(hù)備 用投 頻 率 保 護(hù)投 誤 上 電 保 護(hù)投 起 停 機(jī) 保 護(hù)5B165B175B185B255B3投 發(fā) 電 機(jī) 差 動 保 護(hù)投 發(fā) 電 機(jī) 后 備 保 護(hù)5B55B4投 發(fā) 電 機(jī) 匝 間 保 護(hù)投 定

18、 子 接 地 零 序 電 壓 保 護(hù)24V光 耦 +( 輸 入 )5B29投 過 勵 磁 保 護(hù)保 護(hù) 功 能 壓 板1 1、采用了工頻變化量原理、變斜率比率差動保護(hù)新原理、采用了工頻變化量原理、變斜率比率差動保護(hù)新原理; ;2 2、全新的異步法、全新的異步法TATA飽和判據(jù);飽和判據(jù);3 3、首次提出并實(shí)現(xiàn)了浮動門檻和電流比率制動相結(jié)合的縱向零序、首次提出并實(shí)現(xiàn)了浮動門檻和電流比率制動相結(jié)合的縱向零序電壓匝間保護(hù)、復(fù)式零序電壓匝間保護(hù)、高靈敏橫差保護(hù)新原電壓匝間保護(hù)、復(fù)式零序電壓匝間保護(hù)、高靈敏橫差保護(hù)新原理;理;4 4、采用三次諧波電壓差動新原理的、采用三次諧波電壓差動新原理的100100

19、定子接地保護(hù);定子接地保護(hù);5 5、新型外加電源定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù);、新型外加電源定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù);6 6、靈敏的、靈敏的TVTV、TATA回路自檢功能;回路自檢功能;7 7、其他先進(jìn)技術(shù)、其他先進(jìn)技術(shù)2.7 RCS2.7 RCS985985保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)三三 差動保護(hù)差動保護(hù)3.1發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)2121112212)()2/()()()()/()(IIIIIInInKKbnKKKnIIIbnIIKIIIKKKnIIIIKIdreblrblblblblrercdqderblderblrblblercdqdrbld發(fā)電機(jī)完全縱差方程:電流參考方向:規(guī)定由發(fā)電機(jī)機(jī)端流向

20、中性點(diǎn)為正,如圖所示保護(hù)范圍 假設(shè)定值單中:假設(shè)定值單中:各側(cè)電流都轉(zhuǎn)為標(biāo)么值代入差動方程對發(fā)電機(jī)差動,;)(43 . 0I7 . 01 . 021nIKKecdqdblblrrblrblblblrblblblblrIIKKKnnKKbnKKK075. 01 . 06 . 14)4075. 01 . 0()(075. 0)42/(0.10.7)2/()(1112)()(9 . 07 . 0)()(3 . 01 . 0075. 022errcdqdrblderrrcdqdrbldnIIIIbnIKInIIIIIIKI差動方程變換為:差動方程變換為:由上式可以看出,差動方程分兩段,第一段為拋物由上

21、式可以看出,差動方程分兩段,第一段為拋物線,第二段為直線,在平面圖上如下圖所示:線,第二段為直線,在平面圖上如下圖所示:發(fā)電機(jī)變斜率比率差動方程分析發(fā)電機(jī)變斜率比率差動方程分析比率差動的動作特性比率差動的動作特性IenIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動作區(qū)制動區(qū)速斷動作區(qū)保護(hù)動作分析保護(hù)動作分析區(qū)內(nèi)故障時(shí):區(qū)內(nèi)故障時(shí):如圖所示,如圖所示,機(jī)端側(cè)短路電流機(jī)端側(cè)短路電流I1由機(jī)端流由機(jī)端流向中性點(diǎn),為正值。中性點(diǎn)向中性點(diǎn),為正值。中性點(diǎn)側(cè)電流側(cè)電流I2由中性點(diǎn)流向機(jī)端,由中性點(diǎn)流向機(jī)端,為負(fù)值,由差動電流和制動為負(fù)值,由差動電流和制動電流公式可以看出:電流公式可以看出:此時(shí)差流很

22、大而制動電此時(shí)差流很大而制動電流很小,差動方程很容易滿流很小,差動方程很容易滿足,差動保護(hù)動作。足,差動保護(hù)動作。21212IIIIIIdr保護(hù)動作分析保護(hù)動作分析區(qū)外故障時(shí):區(qū)外故障時(shí):如圖所示,如圖所示,機(jī)端側(cè)短路電流機(jī)端側(cè)短路電流I1由機(jī)端流由機(jī)端流向中性點(diǎn),為正值。中性點(diǎn)向中性點(diǎn),為正值。中性點(diǎn)側(cè)電流側(cè)電流I2也是由機(jī)端流向中也是由機(jī)端流向中性點(diǎn),為正值,并且兩電性點(diǎn),為正值,并且兩電流大小相等,由差動電流和流大小相等,由差動電流和制動電流公式可以看出:制動電流公式可以看出:此時(shí)差流為此時(shí)差流為0而制動電流而制動電流很大,差動方程不滿足,差很大,差動方程不滿足,差動保護(hù)不動作。動保護(hù)不

23、動作。21212IIIIIIdr發(fā)電機(jī)差動各側(cè)電流的折算發(fā)電機(jī)差動各側(cè)電流的折算發(fā)電機(jī)差動所用電流為發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流,兩側(cè)電流發(fā)電機(jī)差動所用電流為發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流,兩側(cè)電流TA變比可能不一至變比可能不一至,所以在差動運(yùn)算前,要對各側(cè)電流進(jìn)行折算,折算到同一變比。在,所以在差動運(yùn)算前,要對各側(cè)電流進(jìn)行折算,折算到同一變比。在RCS985中,電流的中,電流的折算方法是采用標(biāo)么值。折算方法是采用標(biāo)么值。標(biāo)么值定義:電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值,一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。標(biāo)么值定義:電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值,一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。對于發(fā)電機(jī)兩側(cè)額

24、定電流的計(jì)算公式如下:對于發(fā)電機(jī)兩側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下:1):發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè):):發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè):2)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè):)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè):各參數(shù)定義如下:各參數(shù)定義如下:SGN: 發(fā)電機(jī)視在功率發(fā)電機(jī)視在功率PGN: 發(fā)電機(jī)額定有功功率發(fā)電機(jī)額定有功功率COS:發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù):發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)UGN: 發(fā)電機(jī)機(jī)端額定線電壓發(fā)電機(jī)機(jī)端額定線電壓 N1:發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè):發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)TA變比變比 N2: 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)TA變比變比 1133cos/NUSNUPIGNGNGNGNTE2233cos/NUSNUPIGNGNGNGNNE發(fā)電機(jī)差動定值發(fā)電機(jī)差動定值序序號號定值名稱定值名稱定

25、值范圍定值范圍整定步整定步長長1比率差動起動定值 0.10 - 1.50 (Ie)0.01 (Ie)2差動速斷定值 2.00 14.00 (Ie)0.01 (Ie)3比率差動起始斜率 0.00 - 0.100.014比率差動最大斜率 0.40 0.600.015差動保護(hù)跳閘控制字 0000 - FFFF1以下是運(yùn)行方式控制字整定1表示投入,0表示退出1差動速斷投入0,12比率差動投入0,13工頻變化量差動投入0,1發(fā)電機(jī)差動邏輯框圖發(fā)電機(jī)差動邏輯框圖比率差動元件&差動保護(hù)硬壓板投入比率差動保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別&差動起動元件TA飽和判別元件高值比率差動元件&差動

26、保護(hù)硬壓板投入比率差動保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別比率差動保護(hù)跳閘&差動起動元件=1差動速斷元件&差動保護(hù)硬壓板投入差動速斷保護(hù)軟壓板投入&差動起動元件差動速斷保護(hù)跳閘&3.2TA飽和對差動保護(hù)的影響飽和對差動保護(hù)的影響 e1 1)由磁化曲線,知道一)由磁化曲線,知道一次電流的波形,可以畫出次電流的波形,可以畫出磁通的波形。磁通的波形。 2 2)由電磁感應(yīng)定理:)由電磁感應(yīng)定理: 可由磁通可由磁通畫出畫出e e2 2波形波形。 3 3)由于電流互感器二次)由于電流互感器二次側(cè)相當(dāng)于一個純電阻回路,側(cè)相當(dāng)于一個純電阻回路,由:由:e e2 2=R=R2 2i i

27、2 2 可得二次電流可得二次電流i i2 2波形。波形。dtdNe22e發(fā)電機(jī)差動保護(hù)所用的TA飽和問題以往認(rèn)為: 發(fā)電機(jī)差動采用保護(hù)級TA,并且TA同型; 區(qū)外故障電流倍數(shù)小,一次電流完全相同,二次 不平衡差流小; 因此,發(fā)電機(jī)差動保護(hù)不存在TA飽和問題,為提高內(nèi)部故障靈敏度,可降低差動起始定值和比率制動系數(shù)。實(shí)際情況: 發(fā)電機(jī)差動TA盡管同型,但兩側(cè)電纜長度可能不 一致,TA二次負(fù)載不同。部分機(jī)組TA不是真正同 型TA; 區(qū)外故障電流倍數(shù)盡管小,但非周期分量衰減慢; 結(jié)果,導(dǎo)致TA飽和,不平衡差流增大,差動保護(hù) 屢有誤動發(fā)生;TA飽和判據(jù)的特點(diǎn)全新的“異步法” TA飽和判據(jù)抗TA飽和算法:

28、利用變壓器、發(fā)電機(jī)差電流中諧波含量和波形特征來識別電流互感器是否飽和。關(guān)鍵判據(jù):根據(jù)TA飽和也是在短路過了一段時(shí)間后才飽和的理論先初步判出是區(qū)外故障時(shí),再投入抗TA飽和算法。初步判出區(qū)外故障的判據(jù)為: 制動電流工頻變化量 差動電流工頻變化量滿足上兩判據(jù)時(shí)間大于一定值初步判為區(qū)外故障。2thd1thrIIIITA保護(hù)判據(jù)的特點(diǎn) 區(qū)內(nèi)故障時(shí),無論TA是否飽和,制動電流和差電流的工頻變化量電流同步出現(xiàn)。TA保護(hù)判據(jù)的特點(diǎn) 區(qū)外故障時(shí),如果TA飽和,制動電流與差電流的工頻變化量電流先后異步出現(xiàn) -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 -100 0 100 A 相(A) -40 -2

29、0 0 20 40 60 80 100 120 -100 0 100 B 相(A) -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 -100 0 100 C 相(A) t (ms) TA飽和時(shí)波形飽和時(shí)波形TA嚴(yán)重飽和時(shí)的主要特征嚴(yán)重飽和時(shí)的主要特征 1)二次電流波形有嚴(yán)重缺損,顯著非正弦。 2)在短路后TA很快進(jìn)入深飽和,以致二次繞組的感應(yīng)電動勢降為零。在相應(yīng)的一段時(shí)間內(nèi)二次電流為零,此時(shí)一次電流全部成為勵磁電流。 3)當(dāng)一次電流全部成為勵磁電流后其瞬時(shí)值下降時(shí)TA逐漸退出飽和,當(dāng)它下降到零繼而改變極性時(shí)鐵心安全退出飽和,二次繞組的感應(yīng)電動勢增大,二次電流又幾乎與一次電流相等,但

30、這時(shí)鐵心中有相當(dāng)大的剩磁存在。 4)當(dāng)一次電流恢復(fù)初始的極性又上升時(shí),由于有剩磁存在鐵心又很快飽和,二次電流又降為零。 5)在短路開始時(shí)鐵心要維持磁通不變,或者說勵磁回路的電感不允許其電流突變,一次電流全部變換為二次電流,TA無誤差。這段時(shí)間雖短,一般為38ms ,但可以被差動保護(hù)所利用。TA飽和處理方法飽和處理方法(1)為防止在區(qū)外故障時(shí)為防止在區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和時(shí)可能引起的穩(wěn)態(tài)比的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和時(shí)可能引起的穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)誤動作,裝置采用各相差電流的綜合諧波作為率差動保護(hù)誤動作,裝置采用各相差電流的綜合諧波作為TA飽和的判據(jù),飽和的判據(jù),其表達(dá)式如下:其表達(dá)式如下:In Knx

31、b*I1其中其中In為某相差電流中的綜合諧波,為某相差電流中的綜合諧波,I1為對應(yīng)相差電流的基為對應(yīng)相差電流的基波,波,Knxb為某一比例常數(shù)。為某一比例常數(shù)。故障發(fā)生時(shí),保護(hù)裝置利用差電流工頻變化量和制動電流工故障發(fā)生時(shí),保護(hù)裝置利用差電流工頻變化量和制動電流工頻變化量是否同步出現(xiàn),先判出是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障,如區(qū)外故障,頻變化量是否同步出現(xiàn),先判出是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障,如區(qū)外故障,投入投入TA飽和閉鎖判據(jù),可靠防止飽和閉鎖判據(jù),可靠防止TA飽和引起的比率差動保護(hù)誤動。飽和引起的比率差動保護(hù)誤動。 TA飽和處理方法飽和處理方法(2):高值比率差動高值比率差動 為避免區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)TA飽和

32、等因素引起的比率差動延時(shí)動作,裝置設(shè)有一高比率和高起動值的比率差動保護(hù),利用其比率制動特性抗區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和,而在區(qū)內(nèi)故障TA飽和時(shí)能可靠正確動作。高值比率差動不判TA飽和。穩(wěn)態(tài)高值比率差動的動作方程如下: rdedIIII2 . 11.2Ie0IdIr0.70Icdsd動作區(qū)速斷動作區(qū)高值和低值差動的配合1)區(qū)內(nèi)輕微故障,短路電流小,TA不飽和:低值比率差動靈敏動作2)區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障,短路電流大,TA飽和:低值閉鎖,高值動作3)區(qū)外輕微故障,短路電流小,TA不飽和:差流為0,低值和高值都不動作4)區(qū)外嚴(yán)重故障,短路電流大, TA飽和:低值閉鎖,高值差動由于定值比較高,差流進(jìn)入不到

33、動作區(qū),也不會動作。3.3 差動保護(hù)差動保護(hù)TA斷線報(bào)警或閉鎖斷線報(bào)警或閉鎖 內(nèi)部故障時(shí),至少滿足以下條件中一個:內(nèi)部故障時(shí),至少滿足以下條件中一個:(1)任一側(cè)負(fù)序相電壓大于)任一側(cè)負(fù)序相電壓大于2V(2)起動后任一側(cè)任一相電流比起動前增加)起動后任一側(cè)任一相電流比起動前增加(3)起動后最大相電流大于)起動后最大相電流大于1.2 Ie(4)同時(shí)有三路電流比啟動前減?。┩瑫r(shí)有三路電流比啟動前減小因此,差動保護(hù)啟動后因此,差動保護(hù)啟動后40ms內(nèi),以上條件均不滿足,內(nèi),以上條件均不滿足,判為判為TA斷線。如此時(shí)斷線。如此時(shí)“TA斷線閉鎖比率差動投入斷線閉鎖比率差動投入”置置1,則閉鎖差動保護(hù),并

34、發(fā)差動則閉鎖差動保護(hù),并發(fā)差動TA斷線報(bào)警信號,如控制字置斷線報(bào)警信號,如控制字置0,差動保護(hù)動作于出口,同時(shí)發(fā)差動,差動保護(hù)動作于出口,同時(shí)發(fā)差動TA斷線報(bào)警信號。斷線報(bào)警信號。 3.3 TA斷線報(bào)警功能斷線報(bào)警功能3.3.1 各側(cè)三相電流回路各側(cè)三相電流回路TA斷線報(bào)警斷線報(bào)警動作判據(jù):動作判據(jù):I2 0.04 Ie + 0.25Imax式中,式中,Ie:二次額定電流(:二次額定電流(1A或或5A),),I2:負(fù)序電流,:負(fù)序電流,Imax:最大相電流;:最大相電流;滿足條件,延時(shí)滿足條件,延時(shí)10s后發(fā)相應(yīng)后發(fā)相應(yīng)TA異常報(bào)警信號,異常消失,延時(shí)異常報(bào)警信號,異常消失,延時(shí)10S自動返回

35、。自動返回。3.3.2 差動保護(hù)差流報(bào)警差動保護(hù)差流報(bào)警只有在相關(guān)差動保護(hù)控制字投入時(shí)(與壓板投入無關(guān)),差流報(bào)警功能投入,滿足判據(jù),延只有在相關(guān)差動保護(hù)控制字投入時(shí)(與壓板投入無關(guān)),差流報(bào)警功能投入,滿足判據(jù),延時(shí)時(shí)10S報(bào)相應(yīng)差動保護(hù)差流報(bào)警,不閉鎖差動保護(hù),差流消失,延時(shí)報(bào)相應(yīng)差動保護(hù)差流報(bào)警,不閉鎖差動保護(hù),差流消失,延時(shí)10S返回。返回。為提高差流報(bào)警的靈敏度,采用比率制動差流報(bào)警判據(jù):為提高差流報(bào)警的靈敏度,采用比率制動差流報(bào)警判據(jù):dI di_bjzd 及及 dI kbj Ires 式中式中 dI為差電流,為差電流,di_bjzd為差流報(bào)警門檻,為差流報(bào)警門檻,kbj為差流報(bào)警

36、比率制動系數(shù),為差流報(bào)警比率制動系數(shù),Ires為制動電流。為制動電流。3.3.3 差動保護(hù)差動保護(hù)TA斷線報(bào)警或閉鎖斷線報(bào)警或閉鎖對于正常運(yùn)行中對于正常運(yùn)行中TA瞬時(shí)斷線,差動保護(hù)設(shè)有瞬時(shí)瞬時(shí)斷線,差動保護(hù)設(shè)有瞬時(shí)TA斷線判別功能。只有在相關(guān)差動保護(hù)控制斷線判別功能。只有在相關(guān)差動保護(hù)控制字及壓板均投入時(shí),差動保護(hù)字及壓板均投入時(shí),差動保護(hù)TA斷線報(bào)警或閉鎖功能投入。斷線報(bào)警或閉鎖功能投入。內(nèi)部故障時(shí),至少滿足以下條件中一個:內(nèi)部故障時(shí),至少滿足以下條件中一個:(1)任一側(cè)負(fù)序相電壓大于)任一側(cè)負(fù)序相電壓大于2V(2)起動后任一側(cè)任一相電流比起動前增加)起動后任一側(cè)任一相電流比起動前增加(3)

37、起動后最大相電流大于)起動后最大相電流大于1.2 Ie(4)同時(shí)有三路電流比啟動前減?。┩瑫r(shí)有三路電流比啟動前減小而而TA斷線時(shí),以上條件均不符合。因此,差動保護(hù)啟動后斷線時(shí),以上條件均不符合。因此,差動保護(hù)啟動后40ms內(nèi),以上條件均不滿足,判內(nèi),以上條件均不滿足,判為為TA斷線。如此時(shí)斷線。如此時(shí)“TA斷線閉鎖比率差動投入斷線閉鎖比率差動投入”置置1,則閉鎖差動保護(hù),并發(fā)差動,則閉鎖差動保護(hù),并發(fā)差動TA斷線報(bào)斷線報(bào)警信號,如控制字置警信號,如控制字置0,差動保護(hù)動作于出口,同時(shí)發(fā)差動,差動保護(hù)動作于出口,同時(shí)發(fā)差動TA斷線報(bào)警信號。斷線報(bào)警信號。在發(fā)出差動保護(hù)在發(fā)出差動保護(hù)TA斷線信號后

38、,消除斷線信號后,消除TA斷線情況,復(fù)位裝置才能消除信號。斷線情況,復(fù)位裝置才能消除信號。在發(fā)電機(jī)變壓器組未并網(wǎng)前,在發(fā)電機(jī)變壓器組未并網(wǎng)前,TA斷線報(bào)警或閉鎖功能自動退出。斷線報(bào)警或閉鎖功能自動退出。3.4 TV斷線報(bào)警功能斷線報(bào)警功能 3.4.1 各側(cè)三相電壓回路各側(cè)三相電壓回路TV斷線報(bào)警斷線報(bào)警動作判據(jù):動作判據(jù):(1)正序電壓小于)正序電壓小于18V,且任一相電流大,且任一相電流大0.04In; (2)負(fù)序電壓)負(fù)序電壓3U2大于大于 8V。發(fā)電機(jī)機(jī)端、主變高壓側(cè)發(fā)電機(jī)機(jī)端、主變高壓側(cè)TV滿足以上任一條件延時(shí)滿足以上任一條件延時(shí)10S 發(fā)相應(yīng)發(fā)相應(yīng)TV斷線報(bào)警斷線報(bào)警信號,異常消失,

39、延時(shí)信號,異常消失,延時(shí)10s后信號自動返回。廠變低壓側(cè)后信號自動返回。廠變低壓側(cè)TV滿足以上任一條滿足以上任一條件延時(shí)件延時(shí)10S 發(fā)相應(yīng)發(fā)相應(yīng)TV斷線報(bào)警信號,異常消失,手動復(fù)歸。斷線報(bào)警信號,異常消失,手動復(fù)歸。 3.4.2 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓平衡功能發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓平衡功能發(fā)電機(jī)機(jī)端接入兩組電壓互感器,比較兩組電壓互感器的相間電壓、正序發(fā)電機(jī)機(jī)端接入兩組電壓互感器,比較兩組電壓互感器的相間電壓、正序電壓是否一致來判斷電壓是否一致來判斷TV斷線。動作判據(jù):斷線。動作判據(jù):|UAB-Uab| 5V|UBC-Ubc| 5V|UCA-Uca| 5V| U1 - U1| 3V 滿足以上任一條件延時(shí)滿足

40、以上任一條件延時(shí)0.2S發(fā)發(fā)TV斷線報(bào)警信號、并啟動斷線報(bào)警信號、并啟動TV切換切換某一組某一組TV斷線時(shí),失磁、失步、過電壓、過勵磁、逆功率、頻率等相關(guān)保斷線時(shí),失磁、失步、過電壓、過勵磁、逆功率、頻率等相關(guān)保護(hù)不受影響護(hù)不受影響如機(jī)端只有一組如機(jī)端只有一組TV輸入,本功能可以選擇退出。輸入,本功能可以選擇退出。3.5發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù) 如右圖所示,如右圖所示,差同方程同完全差同方程同完全差動保護(hù)一樣,差動保護(hù)一樣,電流參考方向規(guī)電流參考方向規(guī)定由機(jī)端流向中定由機(jī)端流向中性點(diǎn)為正方向性點(diǎn)為正方向 大于大于50MW的發(fā)電機(jī),每相定子繞組有二分支或二分支以上。可用機(jī)的發(fā)電機(jī),每相定子繞組有二分

41、支或二分支以上??捎脵C(jī)端端TA和機(jī)尾某一分支上的和機(jī)尾某一分支上的TA組成發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù),如上圖所示。組成發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù),如上圖所示。用用TA和和TA電流互感器的二次電流構(gòu)成電流互感器的二次電流構(gòu)成A相的不完全縱差保護(hù)。以此類推相的不完全縱差保護(hù)。以此類推可構(gòu)成可構(gòu)成B相和相和C相的不完全縱差保護(hù)。以上圖中每相兩分支為例,當(dāng)外部相的不完全縱差保護(hù)。以上圖中每相兩分支為例,當(dāng)外部短路和正常運(yùn)行時(shí)兩分支電流相等,短路和正常運(yùn)行時(shí)兩分支電流相等,TA的電流是的電流是TA電流的兩倍。如果電流的兩倍。如果TA的變比是的變比是TA變比的兩倍,那么外部短路和正常運(yùn)行時(shí)變比的兩倍,那么外部短路和正

42、常運(yùn)行時(shí)TA和和TA的二次電的二次電流相等,其相量差是零。當(dāng)然和也可取同一變比,在微機(jī)保護(hù)軟件中進(jìn)行流相等,其相量差是零。當(dāng)然和也可取同一變比,在微機(jī)保護(hù)軟件中進(jìn)行變比的補(bǔ)償。變比的補(bǔ)償。 而在定子繞組上發(fā)生相間短路時(shí),無論是同一中性點(diǎn)的兩相間的短路而在定子繞組上發(fā)生相間短路時(shí),無論是同一中性點(diǎn)的兩相間的短路還是不同中性點(diǎn)的兩相間的短路,該兩還是不同中性點(diǎn)的兩相間的短路,該兩TA二次電流的相量差不再是零。二次電流的相量差不再是零。所以不完全縱差保護(hù)可以保護(hù)相間短路。所以不完全縱差保護(hù)可以保護(hù)相間短路。 當(dāng)發(fā)生匝間短路時(shí),無論匝間短路發(fā)生的分支是電流互感器所在分支當(dāng)發(fā)生匝間短路時(shí),無論匝間短路發(fā)

43、生的分支是電流互感器所在分支還是不是電流互感器所在分支,由于定子各分支繞組間互感的影響該兩還是不是電流互感器所在分支,由于定子各分支繞組間互感的影響該兩TA二次電流的相量差也不再是零。所以發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù)也可保護(hù)二次電流的相量差也不再是零。所以發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù)也可保護(hù)匝間短路。此外不完全縱差保護(hù)對分支的開焊故障也能起到保護(hù)作用。匝間短路。此外不完全縱差保護(hù)對分支的開焊故障也能起到保護(hù)作用。3.6發(fā)電機(jī)裂相橫差保護(hù) 如右圖所示,如右圖所示,差同方程同完全差同方程同完全差動保護(hù)一樣,差動保護(hù)一樣,電流參考方向規(guī)電流參考方向規(guī)定由機(jī)端流向中定由機(jī)端流向中性點(diǎn)為正方向性點(diǎn)為正方向 在一些大型機(jī)

44、組上,每相兩路分支在中性點(diǎn)的端子全部引出,所以可以在一些大型機(jī)組上,每相兩路分支在中性點(diǎn)的端子全部引出,所以可以裝設(shè)裂相橫差保護(hù),作為內(nèi)部故障時(shí)的另一重要主保護(hù)。裝設(shè)裂相橫差保護(hù),作為內(nèi)部故障時(shí)的另一重要主保護(hù)。 裂相橫差原理接線圖如圖所示,當(dāng)定子繞組發(fā)生一分支的匝間短路裂相橫差原理接線圖如圖所示,當(dāng)定子繞組發(fā)生一分支的匝間短路(K1)、同相不同分支間的匝間短路、同相不同分支間的匝間短路(K3)和不同相兩分支相間短路和不同相兩分支相間短路(K2)時(shí),裂時(shí),裂相橫差保護(hù)均能動作;對于大負(fù)荷時(shí)一分支開焊相橫差保護(hù)均能動作;對于大負(fù)荷時(shí)一分支開焊(K4)時(shí),裂相橫差保護(hù)時(shí),裂相橫差保護(hù)也有反應(yīng)。因此

45、裂相橫差保護(hù)也是發(fā)電機(jī)定子繞組所有內(nèi)部故障的主保也有反應(yīng)。因此裂相橫差保護(hù)也是發(fā)電機(jī)定子繞組所有內(nèi)部故障的主保護(hù)。護(hù)。RCS-985中,裂相橫差保護(hù)采用比率制動原理,動作判據(jù)和縱差保中,裂相橫差保護(hù)采用比率制動原理,動作判據(jù)和縱差保護(hù)一樣,具有很高的靈敏度。護(hù)一樣,具有很高的靈敏度。 發(fā)電機(jī)裂相差動保護(hù)定值發(fā)電機(jī)裂相差動保護(hù)定值序序號號定值名稱定值名稱定值范圍定值范圍整定步整定步長長1裂相比率差動起動定值 0.10 - 1.50 (Ie)0.01 (Ie)2裂相差動速斷定值 2.00 14.00 (Ie)0.01 (Ie)3裂相比率差動起始斜率 0.00 - 0.100.014裂相比率差動最大

46、斜率 0.40 0.600.015差動保護(hù)跳閘控制字 0000 - FFFF1以下是運(yùn)行方式控制字整定1表示投入,0表示退出1差動速斷投入0,12比率差動投入0,13TA斷線閉鎖比率差動0,13.7工頻變化量電流差動保護(hù)工頻變化量電流差動保護(hù)I=IK-IN工頻變化量的物理解釋RESEFUFUMNZKZUISEREMNFUlUlIMNFUUI短路后狀 態(tài)短路附加狀態(tài)llIIIUUU正常負(fù)荷狀態(tài)線性系統(tǒng)疊加原理的應(yīng)用線性系統(tǒng)疊加原理的應(yīng)用工頻變化量差動動作方程工頻變化量差動動作方程ererderrddthdtdIIIIIIIIIIII23 . 075. 026 . 025. 121IIId21II

47、Ir工頻變化量動作特性工頻變化量動作特性工頻變化量比例差動的優(yōu)點(diǎn)工頻變化量比例差動的優(yōu)點(diǎn)1. 1. 只反映故障分量,不受發(fā)電機(jī)、變壓器正常運(yùn)只反映故障分量,不受發(fā)電機(jī)、變壓器正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流的影響過渡電阻影響很小行時(shí)負(fù)荷電流的影響過渡電阻影響很小2. 2. 采用高比率制動系數(shù)抗采用高比率制動系數(shù)抗TATA飽和飽和 3.3.提高了發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)保護(hù)的靈提高了發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)保護(hù)的靈敏度,區(qū)外故障不會誤動敏度,區(qū)外故障不會誤動四四 發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)發(fā)電機(jī)匝間保護(hù) 4.1發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)發(fā)電機(jī)橫差保護(hù) 當(dāng)發(fā)電機(jī)每相繞組為兩分支或多分支時(shí),在中心點(diǎn)處如果三相最后構(gòu)成兩個中性點(diǎn),

48、在這兩個中心點(diǎn)的連線上裝有一個TA ,反應(yīng)該TA二次電流的保護(hù)就稱作單元件的橫差保護(hù) 當(dāng)正常運(yùn)行和繞組的外部發(fā)生短路時(shí),各個分支電勢相同。兩個中性點(diǎn)等電位,兩中性點(diǎn)連線上的電流為零,或者說僅為不平衡電流,保護(hù)不會動作。當(dāng)某相上的某一分支發(fā)生匝間短路時(shí)、當(dāng)繞組間發(fā)生相間短路時(shí)、當(dāng)某一分支繞組開焊時(shí),兩中性點(diǎn)出現(xiàn)電位差。在兩中性點(diǎn)連線上出現(xiàn)電流。所以該橫差保護(hù)可以保護(hù)繞組的匝間短路、繞組的相間短路和分支開焊的故障。當(dāng)然對于小匝數(shù)的匝間短路保護(hù)靈敏度可能不夠。 1.高定值段橫差保護(hù) : 動作方程: 其定值按躲過外部三相短路時(shí)的最大不平衡電流整定,建議取為 hhczddII.aNhhczdnII3 .

49、 02 . 0.NI為發(fā)電機(jī)一次額定電流,為橫差TA變比an 2.靈敏段橫差保護(hù) 本保護(hù)采用相電流比率制動原理的橫差保護(hù)。其動作方程為: 時(shí)當(dāng) 1時(shí)當(dāng) Nmax.set.hcNNmax.set.hcdNmax.set.hcdIIIIIIKIIIII式中為橫差保護(hù)TA二次電流。為靈敏段橫差保護(hù)的電流定值,按躲發(fā)電機(jī)額定電流下的不平衡電流整定,建議取為。為三相電流中的最大相電流。為發(fā)電機(jī)的額定電流。為單元件橫差保護(hù)電流制動系數(shù),推薦值為1.5。和在定值單中需要整定。dIset.hcImax.IaNset.hcnI.I050NIset.hcKset.hcIset.hcK 靈敏段橫差保護(hù)的特點(diǎn): 由于

50、采用了最大相電流比率制動原理,有效地防止了在外部短路時(shí)保護(hù)的誤動,因此靈敏段橫差保護(hù)的定值可不像高定值段橫差保護(hù)那樣按躲外部三相短路時(shí)的最大不平衡電流整定,而只需按躲發(fā)電機(jī)額定電流下的不平衡電流整定。 在上述動作方程中引入了浮動門檻,所以在正常運(yùn)行中不平衡電流緩慢增大時(shí)保護(hù)不會誤動。 當(dāng)勵磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)由于氣隙磁通發(fā)生畸變,由于同一相的兩個分支并不一定位于同一定子槽中而產(chǎn)生不同的感應(yīng)電勢,產(chǎn)生的環(huán)流會使靈敏段與高定值段的橫差保護(hù)都可能會動作。所以它們可以兼作水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)沒有專門的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)出信號后,運(yùn)

51、行人員應(yīng)設(shè)法停機(jī)。如果在這期間又發(fā)生了轉(zhuǎn)子另外一點(diǎn)短路形成兩點(diǎn)接地,本保護(hù)可瞬時(shí)動作于跳閘。對于裝設(shè)有專門的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的中、小型汽輪發(fā)電機(jī),當(dāng)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)出信號后應(yīng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。此時(shí)為避免發(fā)生瞬間兩點(diǎn)接地時(shí)本橫差保護(hù)誤動,本橫差保護(hù)可切換為帶(0.51)秒延時(shí)動作于跳閘。4.2縱向零序電壓保護(hù)縱向零序電壓保護(hù) 縱向零序過電壓保護(hù)需從裝于機(jī)端的專用的電壓互感器的開口三角處取得零序電壓,該TV一次繞組的中性點(diǎn)不是接地而是與發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)相連,如圖所示。所以該TV開口三角處取得的電壓實(shí)際上反應(yīng)的是機(jī)端T點(diǎn)對發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)N點(diǎn)的零序電壓 CCNEUAANEUBBNEUCCNEU03.

52、 0CBACNBNANTNEEEUUUU在正常運(yùn)行、外部短路時(shí)故開口三角輸出電壓為:故縱向零序過電壓保護(hù)不會誤動作 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地短路時(shí),例如圖中C相繞組發(fā)生單相接地短路時(shí),由于C相機(jī)端對N點(diǎn)的電壓不變,所以縱向零序電壓仍為零。因此該保護(hù)不能保護(hù)定子接地短路。需要指出,此時(shí)機(jī)端對地是會出現(xiàn)零序電壓的。但本保護(hù)不反應(yīng)機(jī)端對地的零序電壓。如果發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路。例如A相某一分支繞組發(fā)生匝間短路,如圖所示。短路匝數(shù)占總匝數(shù)的百分?jǐn)?shù)a。此時(shí)A相機(jī)端對N點(diǎn)電壓由于部分匝數(shù)被短接故: 而B、C相機(jī)端對N點(diǎn)電壓不變,電壓為:故開口三角輸出電壓為:AANEU 1BBNEUCCNEUACB

53、ACNBNANTNEEEEUUUU13. 0縱向零序過電壓保護(hù)可以動作,所以該保護(hù)可保護(hù)同分支的匝間短路 。同理在同相不同分支繞組間短路時(shí)和在繞組內(nèi)的相間短路時(shí)都會造成各相機(jī)端對中性點(diǎn)的電壓幅值發(fā)生變化,從而會出現(xiàn)縱向(機(jī)端對中性點(diǎn))零序電壓。所以縱向零序過電壓保護(hù)也可以保護(hù)這些故障類型。1.高定值段縱向零序過電壓匝間短路保護(hù) :hzdZ0UU. 0其動作電壓按躲各種情況下的最大不平衡電壓整定。建議取為(812)V 。2.靈敏段縱向零序過電壓匝間短路保護(hù) :UzozoIm/IeUzozd Im = 3I2Imax =匝間保護(hù)硬壓板投入&1t&橫差保護(hù)起動零序電壓元件TV斷線閉鎖

54、匝間保護(hù)軟壓板投入匝間保護(hù)硬壓板投入&匝間保護(hù)跳閘1t&匝間保護(hù)起動&發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)邏輯框圖 縱向零序電壓保護(hù)邏輯框圖 五五 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù) 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組與鐵芯間的絕緣損壞將引起定子繞組的單相接地短路。如當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組與鐵芯間的絕緣損壞將引起定子繞組的單相接地短路。如果發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)是絕緣不接地的,此時(shí)接地點(diǎn)的接地電流是發(fā)電機(jī)電壓系果發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)是絕緣不接地的,此時(shí)接地點(diǎn)的接地電流是發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)的電容電流。該電流較大時(shí)非但燒傷定子繞組的絕緣還會燒損鐵芯,還會統(tǒng)的電容電流。該電流較大時(shí)非但燒傷定子繞組的絕緣還會燒損鐵芯,還會將多層鐵芯疊片燒

55、接在一起在故障點(diǎn)形成渦流,使鐵芯進(jìn)一步加速熔化導(dǎo)致將多層鐵芯疊片燒接在一起在故障點(diǎn)形成渦流,使鐵芯進(jìn)一步加速熔化導(dǎo)致鐵芯嚴(yán)重?fù)p傷鐵芯嚴(yán)重?fù)p傷 。 為了確保發(fā)電機(jī)的安全應(yīng)不使發(fā)電機(jī)的單相接地短路發(fā)展成相間短路或匝間為了確保發(fā)電機(jī)的安全應(yīng)不使發(fā)電機(jī)的單相接地短路發(fā)展成相間短路或匝間短路因此應(yīng)該使單相接地故障處不產(chǎn)生電弧或者使接地電弧瞬間熄滅。這個短路因此應(yīng)該使單相接地故障處不產(chǎn)生電弧或者使接地電弧瞬間熄滅。這個不產(chǎn)生電弧的最大接地電流被定義為發(fā)電機(jī)單相接地的安全電流。該電流與不產(chǎn)生電弧的最大接地電流被定義為發(fā)電機(jī)單相接地的安全電流。該電流與發(fā)電機(jī)的額定電壓有關(guān)。目前發(fā)電機(jī)單相接地的安全電流如無制造

56、廠提供的發(fā)電機(jī)的額定電壓有關(guān)。目前發(fā)電機(jī)單相接地的安全電流如無制造廠提供的規(guī)定值可以下表所列數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值可以下表所列數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn) 。 當(dāng)單相接地電流小于表上的安全電流時(shí),定子接地保護(hù)動作后只發(fā)當(dāng)單相接地電流小于表上的安全電流時(shí),定子接地保護(hù)動作后只發(fā)信號而不跳閘。調(diào)度人員應(yīng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷、平穩(wěn)停機(jī),以免再發(fā)生一點(diǎn)信號而不跳閘。調(diào)度人員應(yīng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷、平穩(wěn)停機(jī),以免再發(fā)生一點(diǎn)接地形成很大的短路電流而燒壞發(fā)電機(jī)。當(dāng)單相接地電流大于表上接地形成很大的短路電流而燒壞發(fā)電機(jī)。當(dāng)單相接地電流大于表上的安全電流時(shí),定子接地保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。的安全電流時(shí),定子接地保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。 發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)發(fā)電機(jī)接

57、地電流允許值(A)發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)發(fā)電機(jī)接地電流允許值(A) 6.3及以下 4 13.815.752(氫冷發(fā)電機(jī)可取為2.5A ) 10.5 3 1820 15.1零序電壓定子接地保護(hù)零序電壓定子接地保護(hù) 假設(shè)在右圖中假設(shè)在右圖中F點(diǎn)的點(diǎn)的A相繞組發(fā)生接地相繞組發(fā)生接地短路。短路。F點(diǎn)到中性點(diǎn)的匝數(shù)占該相繞點(diǎn)到中性點(diǎn)的匝數(shù)占該相繞組總匝數(shù)的百分比為組總匝數(shù)的百分比為a。此時(shí)機(jī)端。此時(shí)機(jī)端T點(diǎn)點(diǎn)各相的對地(對各相的對地(對A相的相的F點(diǎn))電壓為點(diǎn))電壓為 :ACTCABTBATAEEUEEUEU1所以機(jī)端所以機(jī)端T點(diǎn)對地的零序電壓為:點(diǎn)對地的零序電壓為:AACABATCTBTATEEEEE

58、EUUUU3130零序電壓值隨短路點(diǎn)位置零序電壓值隨短路點(diǎn)位置a的變化而變化的的變化而變化的關(guān)系如圖所示。在機(jī)端單相接地時(shí)零序電壓關(guān)系如圖所示。在機(jī)端單相接地時(shí)零序電壓最大,在中性點(diǎn)處接地時(shí)零序電壓為零。最大,在中性點(diǎn)處接地時(shí)零序電壓為零?;阈螂妷罕Wo(hù)發(fā)電機(jī)8595的定子繞組單相接地,在中性點(diǎn)N附近發(fā)生接地故障,保護(hù)有死區(qū)?;阈螂妷罕Wo(hù)設(shè)兩段定值,一段為靈敏段,另一段為高定值段。 1.靈敏段基波零序電壓保護(hù),動作于信號時(shí),其動作方程為:Un0 U0zd式中Un0為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓,U0zd為零序電壓定值。靈敏段動作于跳閘時(shí),還需主變高、中壓側(cè)零序電壓閉鎖,以防止區(qū)外故障時(shí)定子接地基

59、波零序電壓靈敏段誤動。對于RCS-985A、RCS-985B、RCS-985G裝置,零序電壓取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處,靈敏段動作于跳閘時(shí),需經(jīng)機(jī)端開口三角零序電壓閉鎖,這主要是為了防止在高、中壓側(cè)發(fā)生接地短路時(shí),高、中壓側(cè)的零序電壓經(jīng)過變壓器繞組間的耦合電容傳遞到低壓側(cè),造成靈敏段的零序過電壓保護(hù)誤動。因此當(dāng)高、中壓側(cè)的零序電壓大于40V時(shí)將靈敏段的零序過電壓保護(hù)閉鎖 2.高定值段基波零序電壓保護(hù),取中性點(diǎn)零序電壓為動作量,動作方程為:Un0 U0hzd 高定值段可單獨(dú)整定動作于跳閘。5.2三次諧波電壓比率定子接地保護(hù)三次諧波電壓比率定子接地保護(hù) 上述基波零序過電壓保護(hù)對于中性點(diǎn)附近的單相接地短路是

60、存在死區(qū)的。雖然正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)的電壓很低,發(fā)電機(jī)的定子繞組又是全絕緣的,中性點(diǎn)附近發(fā)生接地短路的幾率較少。但是不能完全排除中性點(diǎn)附近發(fā)生接地短路的可能性。 因此規(guī)程規(guī)定對容量小于100MW的發(fā)電機(jī)變壓器組中的發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)中可只裝設(shè)保護(hù)范圍不小于90%的基波零序過電壓保護(hù)。但對容量大于等于100MW的發(fā)電機(jī)變壓器組中的發(fā)電機(jī)一定要配置能對100%的定子繞組發(fā)生接地短路的保護(hù)。 100%的定子繞組接地短路保護(hù)的一種方案是用三次諧波電壓和基波零序過電壓兩種保護(hù)聯(lián)合構(gòu)成。三次諧波電壓定子接地保護(hù)對于中性點(diǎn)附近的單相接地短路有很高的靈敏度,它與基波零序過電壓保護(hù)正好有互補(bǔ)性。所以可用這兩個保護(hù)聯(lián)合構(gòu)成100%的定子繞組接地短路保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)機(jī)端與中性點(diǎn)處的三次諧波電壓的特征正常運(yùn)

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