继电保护装置

- 1 -目 录1 前言 - 5 -2 发变组保护 - 6 -2.1 概述 - 6 -2.2 发变组保护功能配置 - 6 -2.3 发变组保护组屏方案 - 6 -2.4 RCS-985A装置说明 - 7 -2.4.1 差动保护配置说明 - 7 -2.4.2 电流互感器配置说明 - 7 -2.4.3 电压互感器配置说明 - 7 -2.4.4 RCS-985A装置配置简介 - 8 -2.4.5 RCS-985A装置起动元件 - 9 -2.4.6 发电机电量保护概述 - 11 -2.4.7 主变压器电量保护概述 - 16 -2.4.8 高压厂用变压器电量保护概述 - 17 -2.4.9 励磁变压器电量保护概述 - 19 -2.4.10 CT断线报警功能 - 19 -2.4.11 TV断线报警功能 - 20 -2.4.12 RCS-985A装置的 DI含义 - 20 -2.4.13 RCS-985A装置的 DO含义 - 21 -2.4.14 RCS-985A装置闭锁与报警 - 21 -2.4.15 RCS-985A装置液晶显示说明 - 22 -2.4.15.4 保护开关量变位时液晶显示说明 - 22 -2.4.16 RCS-985A装置面板指示灯说明 - 23 -2.5 RCS-974FG装置说明 - 23 -2.5.1 RCS-974FG装置性能特征 - 23 -2.5.2 RCS-974FG装置基本原理 - 23 -2.5.3 RCS-974FG装置的 DI含义 - 25 -2.5.4 RCS-974FG装置的 DO含义 - 25 - 2 -2.5.5 RCS-974FG装置液晶显示说明 - 25 -2.5.6 RCS-974FG装置面板指示灯说明 - 26 -2.5.7 RCS-974FG 装置闭锁与报警 - 26 -3 线路及断路器保护 - 27 -3.1 线路保护功能配置 - 27 -3.2 7SD522线路保护装置说明 - 27 -3.2.1 7SD522装置性能特征 - 28 -3.2.2 7SD522装置保护功能概述 - 28 -3.2.3 7SD522装置的 DI含义 - 29 -3.2.4 7SD522装置的 DO含义 - 30 -3.2.5 7SD522装置液晶显示说明 - 31 -3.2.6 7SD522装置面板指示灯说明 - 31 -3.3 RCS-931AM线路保护装置说明 - 32 -3.3.1 RCS-931AM装置性能特征 - 33 -3.3.2 RCS-931AM装置起动元件 - 33 -3.3.3 RCS-931AM线路保护原理概述 - 33 -3.3.4 RCS-931AM装置选相元件 - 35 -3.3.5 RCS-931AM装置非全相运行状态 - 36 -3.3.6 RCS-931AM装置的振荡闭锁 - 36 -3.3.7 RCS-931AM装置正常运行程序 - 37 -3.3.8 RCS-931AM装置保护跳闸逻辑 - 37 -3.3.9 RCS-931AM装置的远传 - 38 -3.3.10 RCS-931AM装置的 DI含义 - 38 -3.3.11 RCS-931AM装置的 DO含义 - 38 -3.3.12 RCS-931AM装置液晶显示说明 - 39 -3.3.13 RCS-931AM装置面板指示灯说明 - 40 -3.4 RCS-902A线路后备保护装置说明 - 40 -3.4.1 RCS-902A装置性能特征 - 41 -3.4.2 RCS-902A装置起动元件 - 41 -3.4.3 RCS-902A线路后备保护原理概述 - 42 - 3 -3.4.4 RCS-902A装置选相元件 - 43 -3.4.5 RCS-902A装置非全相运行状态 - 43 -3.4.6 RCS-902A装置振荡闭锁 - 44 -3.4.7 RCS-902A装置正常运行程序 - 44 -3.4.8 RCS-902A装置保护跳闸逻辑 - 45 -3.4.9 RCS-902A装置的 DI含义 - 45 -3.4.10 RCS-902A装置的 DO含义 - 45 -3.4.11 RCS-902A装置液晶显示说明 - 46 -3.4.11 RCS-902A装置面板指示灯说明 - 47 -3.5 RCS-925A过电压保护及故障起动装置说明 - 47 -3.5.1 RCS-925A装置性能特征 - 48 -3.5.2 RCS-925A装置保护原理概述。 - 48 -3.5.3 RCS-925A装置正 常运行程序 - 50 -3.5.4 RCS-925A装置启动元件 - 51 -3.5.5 RCS-925A装置保护跳闸逻辑 - 51 -3.5.6 RCS-925A装置的 DI含义 - 51 -3.5.7 RCS-925A装置的 DO含义 - 52 -3.5.8 RCS-925A装置液晶显示说明 - 53 -3.5.9 RCS-925A装置面板指示灯说明 - 54 -3.6 RCS-922A数字式短引线保护装置说明 - 54 -3.6.1 RCS-922A装置性能特征 - 55 -3.6.2 RCS-922A装置保护原理概述。 - 55 -3.6.3 RCS-922A装置启动元件 - 56 -3.6.4 RCS-922A装置的 DI含义 - 57 -3.6.5 RCS-922A装置的 DO含义 - 57 -3.6.6 RCS-922A装置液晶显示说明 - 58 -3.6.7 RCS-922A装置面板指示灯说明 - 59 -3.7 RCS-921A断路器失灵保护及自动重合闸装置说明 - 59 -3.7.1 RCS-921A装置性能特征 - 60 -3.7.2 RCS-921A装置保护原理概述 - 61 - 4 -3.7.3 RCS-921A装置正常运行程序 - 63 -3.7.4 RCS-921A装置起动元件 - 64 -3.7.5 RCS-921A装置的 DI含义 - 64 -3.7.6 RCS-921A装置的 DO含义 - 64 -3.7.7 RCS-921A装置液晶显示说明 - 66 -3.7.8 RCS-921A装置面板指示灯说明 - 67 -3.8 CZX-22R2型操作继电器装置 - 67 -3.8.1 CZX-22R2型操作继电器装置特点 - 67 -3.8.2 CZX-22R2型操作继电器装置构成及原理 - 67 -3.8.3 CZX-22R2型操作继电器装置面板布置 - 70 -3.8.4 CZX-22R2型操作继电器装置原理图 - 71 -3.9 GL317X型 SF6+CF4断路器 - 71 -4 部分电力系统控制装置 - 73 -4.1 UFV-200A型频率电压紧急控制装置说明 - 73 -4.1.1 UFV-200A型装置原理说明 - 73 -4.1.2 UFV-200A型装置的 DI含义 - 74 -4.1.3 UFV-200A型装置的 Do含义 - 74 -4.1.4 UFV-200A型装置面板指示灯 - 75 -4.2 FWK-300分布式稳定控制装置说明 - 75 -4.2.1 FWK-300装置原理说明 - 76 -4.2.4 FWK-300装置键盘小面板 - 78 -4.2.5 FWK-300装置的 DI含义 - 78 -4.2.6 FWK-300装置的 Do含义 - 79 -4.2.7 FWK-300装置的 电源 - 79 - 5 -1 前言本文主要内容是针对发变组保护及线路和断路器保护结合我厂实际整定情况进行介绍，也包括了对断路器二次回路和部分电力系统控制装置的介绍，分为三大部分。第一部分内容针对发变组保护进行阐述，第二部分内容即针对线路和断路器保护装置以及断路器二次回路说明，第三部分内容为对部分电力系统控制装置进行介绍。在开始介绍之前，我们先来看一下一些名词的定义：继电保护装置：能反应电力系统电气设备发生故障或处于不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种设备。电力系统故障：包括短路和断线故障，最常见最危险的是短路故障，短路又分为：接地短路：单相接地短路，两相接地短路（特征是有零序分量）相间短路：两相相间短路，三相短路（特征是无零序分量）保护基本原理：电量保护：电力系统发生故障时，电气量发生较大变化，偏离正常运行范围，利用电气量变化特征构成各种原理继电保护。非电量保护：例如发电机断水，主变的风冷全停，瓦斯保护，压力释放不是依靠电气量变化而动作的保护。按保护的作用又可将保护分为：主保护：能够快速切除本元件故障保证系统稳定，设备安全的保护。后备保护：当主保护或断路器拒动时，用于切除故障的保护。继电保护“四性”：可靠性：该动作时不拒动，不该动时不误动。例如对于主设备及 220kv及以上的输电线路强调不拒动的信赖性，采用两套相互独立保护。选择性：最小区间将故障切除，最大限度保证系统无故障部分仍能继续安全运行。速动性：最短时间内切除故障，降低设备损坏程度。灵敏性：保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。继电保护“四性”是进行保护整定计算的参考标准，是分析保护性能的基本依据。- 6 -2 发变组保护2.1 概述由于我厂两台机组的保护配置完全相同，以一号机为例进行说明，我们厂采用南瑞继保的发电机和变压器成套保护装置RCS-985（A，B 柜）对发电机，主变，高厂变，励磁变实现全部电量保护配置，同时我厂配置两套 RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，保证保护可靠性的要求，而断路器操作回路和非电量保护装置独立组屏。两套 RCS-985取不同组 CT，而主保护、后备保护共用一组 CT，出口对应不同的跳闸回路，因此，具有以下优点：（1）设计简洁，二次回路清晰；（2）运行方便，安全可靠，符合反措要求；（3）整定、调试和维护方便。我厂采用变压器非电量及辅助保护装置RCS-974（C 柜）对发变组实现非电量保护。2.2 发变组保护功能配置RCS-985 装置分四个程序版本，分别适用于不同的主接线。RCS-985A 适用于标准的发变组单元主接线方式：两圈主变（220KV 或 500KV 出线） 、发电机容量 100MW 及以上、一台高厂变（三圈变或分裂变） 、励磁变或励磁机。根据我厂实际情况，选择了 RCS-985A保护装置。RCS-974变压器非电量及辅助保护装置也具有多个版本，因为 RCS-974FG装置适用于500KV及以上的电压等级变压器的非电量保护及辅助保护，因此我厂采用一套 RCS-974FG(C柜)对发变组实现非电量保护。2.3 发变组保护组屏方案发变组按三块屏配置，A、B 屏配置两套 RCS-985A，分别取自不同的 CT，每套 RCS-985A 包括一个发变组单元全部电量保护，C 屏配置非电量保护装置即 RCS-974FG装置。图中标出了接入 A 屏的 CT 极性端，其他接入 B 屏的 CT 极性端与 A 屏定义相同。图中为我厂的励磁变的主接线方式的配置方案。见图所示：- 7 -2.4 RCS-985A装置说明2.4.1 差动保护配置说明A、B 屏均配置主变差动、发电机差动、高厂变差动。对于主变差动、高厂变差动，需提供两种涌流判别原理，如二次谐波原理、波形判别原理等，一般一套装置中差动保护投二次谐波原理（A 柜） ，另一套装置投波形判别原理（B 柜） 。差动保护根据采用的电气量不同包含两种不同原理的比率差动：稳态比率差动、工频变化量差动。2.4.2 电流互感器配置说明（1）A、B 屏采用不同的电流互感器，且 CT二次回路直接接至保护装置内，不经过任何空开，以防 CT开路；（2）主后备共用一组 CT；（3）主变差动、发电机差动均用到机端电流，一般引入一组 CT 给两套保护用，对保护性能没有影响。（4）主变差动、高厂变差动均用到厂变高压侧电流，由于主变容量与厂变容量差别非常大，为提高两套差动保护性能，一般提供两组 CT分别给两套保护用。2.4.3 电压互感器配置说明- 8 -（1）屏后的小空气开关：1(2)ZKK1对应于发电机机端 TV1(3)；1(2)ZKK2对应于发电机机端 TV2；1(2)ZKK3对应于主变高压侧 TV；1(2)ZKK4对应于高厂变 A分支进线 TV；1(2)ZKK5对应于高厂变 B分支进线 TV；1(2)K3对应于转子电压；1(2)K4对应于失磁转子电压；1对应于 A柜；2 对应于 B柜。（2）对于发电机保护，为了提高保护动作的可靠性，一套保护需引入两组 TV。发电机机端配置三个 TV绕组：TV1、TV2、TV3，A 屏接入 TV1、TV2 电压，B 屏接入 TV2、TV3电压。正常运行时，A 屏取 TV1电压，TV2 作备用，B 屏取 TV3电压，TV2 作备用，任一组TV断线，软件自动切换至 TV2，TV2 同时专用作匝间保护。转子电压和失磁转子电压取自励磁系统同一实际电压信号，转子电压信号用于测量显示，失磁转子电压信号用于失磁保护。（3）对于中性点零序电压，取自中性点接地电阻柜中的接地变压器二次侧的接地电阻上，同时接入两套保护装置。2.4.4 RCS-985A装置配置简介组成装置的插件有：电源插件、交流插件、低通滤波器，CPU 插件、通信插件、24V 光耦插件、110V 高压光耦插件、信号继电器插件、跳闸出口插件、显示面板。输入电源为来自主厂房 110V直流馈电屏 1(发变组保护 A柜)、馈电屏 3(发变组保护 B柜)，提供装置电源(1K1)及外部重动电源(1K2)，输出5V、12V、24V（继电器电源）给保护装置其它插件供电，同时提供光耦电源(24V、110V)。交流插件对交流输入电压，电流进行变换，使之适应于内部运算需要。低通滤波器对电压，电流信号进行滤除高频信号处理和电平调整，将处理后的信号传给 CPU插件。CPU 插件是装置核心部分，包含两个独立的 CPU系统，CPU1板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、录波、保护部分的后台通讯及与面板 CPU的通讯；管理板(CPU2 板)内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源；另外，管理板还具有完整的故障录波功能。同时针对不同的保护采用不同的起动元件，CPU 板各保护动作元件只有在其相应的起动元件动作后同时管理板对应的起动元件动作后才能跳闸出口，否则会有不对应启动报警。正常情况下保护装置任一元件损坏- 9 -均不会引起装置误出口, 另有一块人机对话板，由面板 CPU专门处理人机对话任务，人机对话担负键盘操作和液晶显示功能。通信插件的功能是完成与 NCS系统的通信连接。光耦插件用于数字量开入，例如投保护、置检修状态、打印、TWJ 开入等。信号继电器插件无外部连线，该板主要是将 5V的动作信号经三极管转换为 24V信号，从而驱动继电器对外输出信号至 NCS和故障录波系统，正常运行时，装置会对所有三极管的出口进行检查，若有错则告警并闭锁保护；且本插件设置了总起动继电器，当 CPU满足起动条件，则该继电器动作，接点闭合，开放出口继电器的正电源。跳闸出口插件提供输出空接点，例如跳闸接点、信号接点、切机接点。显示面板负责汉字液晶显示、键盘处理，通过串口与 CPU交换数据。外部重动：从发变组单元本体保护及其它外部来的接点，经装置重动，装置进行事件记录，发报警信号，并可经保护装置延时由 CPU发出跳闸命令，属于非电量保护，我厂未采用。各插件关系如图所示：2.4.5 RCS-985A装置起动元件RCS-985A管理板针对不同的保护用不同的起动元件来起动，并且只有该种保护投入时，相应的起动元件才能起动，只有该保护起动元件起动后，该保护才能动作。当各起动元件动作后展宽 600ms开放出口正电源。保护起动是保护动作的必要条件，而非充分条件，有效提高了保护动作的可靠性。2.4.5.1 主变差动保护起动主变差动起动：当主变差动电流大于差动电流起动整定值时，起动元件动作。主变差动差流工频变化量起动时，起动元件动作。2.4.5.2 变压器后备保护起动相电流起动：当主变三相电流最大值大于相电流整定值时，起动元件动作。2.4.5.3 高厂变差动保护起动高厂变差动起动：高厂变差动电流大于差动电流起动整定值时，起动元件动作。2.4.5.4 高厂变后备保护起动电流起动：当高厂变高压侧三相电流最大值大于相电流整定值时，起动元件动作。- 10 -分支电流起动：当 A、B 分支三相电流最大值大于相电流整定值时，起动元件动作。分支零序电流起动：当 A、B 分支零序电流大于零序电流整定值时，起动元件动作。2.4.5.5 发电机差动保护起动发电机差动起动：当三相差动电流大于差动电流起动整定值时，起动元件动作。当差流工频变化量起动时，起动元件动作。2.4.5.6 发电机匝间保护起动零序电压匝间保护起动：当纵向零序电压大于纵向零序电压整定值时，起动元件动作。2.4.5.7 发电机定子接地保护起动零序电压起动：当发电机机端、中性点零序电压大于零序电压整定值时，起动元件动作。三次谐波电压比率起动：当三次谐波电压比率大于整定值时，起动元件动作。三次谐波电压差动起动：当三次谐波电压差值大于整定值时，起动元件动作。2.4.5.8 发电机定子过负荷保护起动定时限过负荷起动：当发电机三相电流最大值大于定时限整定值时，起动元件动作。反时限过负荷起动：当反时限累计值大于反时限整定值时，起动元件动作。2.4.5.9 发电机负序过负荷保护起动定时限负序过负荷起动：当发电机负序电流大于定时限整定值时，起动元件动作。反时限负序过负荷起动：当反时限累计值大于反时限整定值时，起动元件动作。2.4.5.10 发电机失磁保护起动当阻抗轨迹进入阻抗圆时，起动元件动作。2.4.5.11 发电机失步保护起动当阻抗轨迹离开阻抗边界时，起动元件动作。2.4.5.12 发电机过电压保护起动当发电机三相相间电压最大值大于整定值时，起动元件动作。2.4.5.13 发电机过励磁保护起动定时限过励磁起动：当测量值 U/F 大于定时限整定值时，起动元件动作。反时限过励磁起动：当过励磁反时限累计值大于反时限整定值时，起动元件动作。2.4.5.14 发电机逆功率保护起动当发电机反向功率大于逆功率整定值时，起动元件动作。- 11 -2.4.5.15 发电机频率保护起动低频保护起动：当发电机低频运行时间大于整定值时，起动元件动作。频率保护起动：当发电机频率高于定值运行时间大于整定值时，起动元件动作。2.4.5.16 发电机误上电保护起动误合闸保护起动：断路器侧三相电流最大值大于误合闸保护整定值时，起动元件动作。断路器闪络保护起动：断路器侧负序电流大于闪络保护定值时，起动元件动作。2.4.5.17 启停机保护起动主变、发电机、高厂变差流大于整定值时，起动元件动作。当发电机零序电压大于整定值时，起动元件动作。2.4.5.18 励磁变过流保护起动励磁变过流起动：当三相电流最大值大于整定值时，起动元件动作。2.4.5.19 励磁绕组过负荷保护起动励磁绕组定时限过负荷起动：当励磁绕组三相电流最大值大于定时限整定值时，起动元件动作。励磁绕组反时限过负荷起动：当反时限积累值大于反时限整定值时，起动元件动作。2.4.6 发电机电量保护概述发电机差动保护：针对发电机定子绕组相间短路的主保护。动作于全停（瞬动） ，取发电机机端电流和中性点电流。 （全停：跳 5011及 5012断路器，关主气门，跳灭磁开关，跳厂变低压两侧断路器，启动快切。 ）发电机差动保护起动发电机差动起动：当三相差动电流大于差动电流起动整定值时，起动元件动作。当差流工频变化量起动时，起动元件动作。原理：1.差动速断内部严重故障。2.稳态比率差动一般故障。3.高值稳态比率差动内部严重故障。- 12 -4.工频变化量比率差动内部轻微故障。CT断线时不闭锁比率差动，该保护有可能在 CT断线时误动，但保证了该动作时不拒动。根据差动保护制动电流工频变化量与差电流工频变化量的关系，明确判断出区内故障还是区外故障，如判出区外故障，投入相电流、差电流的波形识别 CT饱和闭锁判据，当某相差动电流有关的任意一个电流满足相应条件即认为此相差流为 CT饱和引起，闭锁比率差动保护。对于高值稳态比率差动和工频变化量比率差动保护，利用其本身的比率制动特性抗区外故障时 CT饱和造成保护误动，而差动速断保护定值较高，不会发生因区外故障 CT饱和而误动。发电机匝间保护：（纵向零序电压保护）针对同相同分支匝间短路，同相不同分支匝间短路，相间短路都有作用，动作于全停。 （0.2s 延时）装设在发电机出口专用 TV3开口三角上的纵向零序电压, 用作发电机定子绕组的匝间保护。原理：零序电压大于一整定值时动作，有高定值和灵敏段之分，灵敏段需采用机端电流配合，来提高匝间保护的可靠性和灵敏性。发电机定子接地保护：横相零序电压定子接地保护：基波零序电压保护发电机 8595的定子绕组单相接地，以机端为基点往中性点算，动作于全停（3s 延时） 。零序电压取自中性点零序电压。原理：零序电压大于一整定值时动作，有高定值和灵敏段之分，灵敏段经机端零序电压（TV1 开口三角）闭锁。三次谐波电压比率定子接地保护：此三次谐波是由于发电机气隙磁通密度非正弦分布和铁芯饱和影响在定子绕组中感应产生，大小约占百分之几。三次谐波电流通过对地电容及中性点接地变压器构成回路。三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点 25左右的定子接地，机端三次谐波电压取自机端开口三角零序电压，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点零序电压。数字滤波取其三次谐波，动作于信号。原理：机端三次谐波电压中性点侧三次谐波电压一定值。三次谐波电压差动定子接地保护：本判据在机组并网后且负荷电流大于 0.2发电机额定电流时自动投入，动作于信号。原理：|中性点三次谐波电压中性点侧三次谐波电系数|一定值。- 13 -三次谐波电压受二次回路及扰动影响比较大，例如并网前三次谐波电压随发电机端电压升高而升高，并网后随有功增大而增大。采用三次谐波这一电气量变化特征作为判据可靠性较低，所以只投信号。发电机转子接地保护：采用励磁系统的接地检测仪，外加一个60V 方波信号至转子绕组，可以检测当转子绕组接地电阻小于 10千欧时，发出报警信号；当接地电阻小于 4千欧时发出跳闸信号。发电机相间后备保护：发电机复合电压过流保护：作为发电机、变压器和相邻线路相间故障的后备，动作于全停（3.6s 延时） 。电流取机端和中性点电流的最大值。原理：复合电压元件+过流元件复合电压元件：相间低电压和负序电压或门构成。TV 断线时将该保护闭锁。发电机定子过负荷保护：定子过负荷保护反应发电机定子绕组的平均发热状况。保护动作量同时取机端、中性点定子最大相电流。一段为信号：电流大于一定值报警。 （6s 延时）反时限定子过负荷：利用定子电流模拟发电机的发热过程，当热量积累值大于一定值动作于程跳。当定子电流大于一定值时, 发电机开始热积累, 如定子电流小于该定值时,热积累值通过散热慢慢减小。负序过负荷保护：负序过负荷反应发电机转子表层过热状况，也可反应负序电流引起的其它异常。保护动作量取机端、中性点的负序电流最小值。一段为信号：负序电流大于一定值报警。 （6s 延时）反时限定子过负荷：利用定子负序电流模拟发电机的发热过程，当热量积累值大于一定值动作于程跳。发电机失磁保护：分为完全失磁和部分失磁，部分失磁易导致失步。失磁保护反应励磁回路故障引起的发电机异常运行。表现为：转子低电压；无功反向；机端电压下降；定子电流增大，端部过热；转子速度超过 3000；- 14 -部分失磁可能导致失步。失磁保护由以下四个判据组合而成：低电压判据（机端电压）：三相电压同时低于 85%UN时满足动作条件。定子侧阻抗判据：用机端正序电压和正序电流计算阻抗，判断是否满足动作条件。无功反向判据：无功小于-10%QN。转子侧低电压判据：转子电压小于一定值 90v或 169.5*有功标幺值，阻抗判据满足条件时该判据延时返回。减出力判据：有功大于 40%PN满足动作条件。段：阻抗判据+无功反向判据+转子低电压+减出力判据，延时 0.5s动作于发信。段：低电压+阻抗判据+无功反向判据+转子电压，延时 0.5s动作于跳两分支开关，启动快切。段：阻抗判据+无功反向判据，延时 1s动作于程跳。失步保护：针对电力系统振荡采取的保护，电力系统振荡是指并列运行的发电厂或电力系统间发生功角大范围内周期性变化现象，表现为：机端电压，机端电流，功率，测量阻抗的幅值和相角周期性变化。原理：因系统振荡时测量阻抗发生周期性变化，将阻抗复平面分成四个区域，阻抗轨迹顺序穿过四个区，并在每个区停留时间大于一时限，则保护判为发电机失步振荡。每顺序穿过一次，保护的滑行计数加 1，到达整定次数，保护动作。同时可根据滑行曲线轨迹判断区内或区外故障，若为区内故障，当滑行计数达到 2次时，动作于全停；若为区外故障，当滑行计数达到 2次时，动作于报警。失步保护阻抗元件计算采用发电机机端正序电压、正序电流，阻抗轨迹在各种故障下均能正确反映。失步保护可以识别的最小振荡周期为 120ms。过负荷，负序过负荷，失磁，失步在电力系统中同属不正常运行状态。误上电保护：1.误合闸保护：（0.6s 延时动作于全停）（1）发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。采用两组 PT均低电压延时 t1动作，电压恢复，延时 t2退出，受低频闭锁，动作电压和恢复电压定值以及 t1、t2 为内部整定。（2）发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值 46Hz，断路器误合。低频判据延时 t3 投入，延时 t4 返回，其时间应保证跳闸过程的完成。t3,t4 定值为- 15 -内部整定。（3）发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合（非同期合闸） 。采用断路器位置接点为分位作为辅助判据,延时 t3投入（考虑断路器分闸时间） ，延时t4退出其时间应保证跳闸过程的完成。t3,t4 定值为内部整定。动作判据：三种情况下都会发生过电流，取机端和中性点同时过流时为满足动作条件，同时判断当开关电流大于 0.1In认为满足有流条件作为保护动作的必要条件。当发电机非同期合闸时，如果发电机断路器两侧电势相差 180附近，非同期合闸电流太大，跳闸易造成断路器损坏，此时闭锁跳断路器出口，先跳灭磁开关，当断路器电流小于定值时再动作于跳出口开关。2.断路器闪络保护：（0.6s延时动作于全停）发电机在进行并列过程中，当断路器两侧电压方向为180，断口易发生闪络。断路器断口闪络只考虑一相或两相，不考虑三相闪络。断路器闪络保护取主变高压侧开关电流。判据：（1）断路器三相位置接点均为断开状态；（2）负序电流大于整定值；启停机保护:发电机启动或停机过程中，配置反应相间故障的保护和定子接地故障的保护，延时3s动作于跳灭磁开关。(1)对于发电机、变压器、厂用变的相间故障，根据需要各配置一组差回路过流保护。(2)对于发电机定子接地故障，配置一套中性点零序过压启停机保护。启停机保护为低频运行工况下的辅助保护，经低频46Hz闭锁。功率保护：(1)逆功率保护: 由于各种原因导致发电机失去原动力, 发电机变为电动机运行, 此时, 为防汽轮机叶片、燃气轮机齿轮损坏, 需配置逆功率保护。延时3s发信，120s动作于全停。功率计算取机端三相电压、三相电流。原理：有功功率小于-1%Pn(3MW)动作。(2)程序逆功率保护:发电机在(负序)过负荷、失磁、分支零序过流段等保护动作后，需要程序跳闸时。原理：这些保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁，且有功功率小于-1%Pn(3MW)延时1.5s动作于全停。功率计算取机端- 16 -三相电压、三相电流。频率保护：取机端AC相电压。(1) 低频保护:四段段：频率低于48.5Hz时累计运行，累计值(时间量)掉电后保持，达到300分钟,保护动作于信号。段：频率低于48Hz时累计运行，累计值(时间量)不保持，达到4分钟,保护动作于信号。段：频率低于47.5Hz时累计运行累计值(时间量) 不保持，达到48秒钟,保护动作于信号。段：频率低于47Hz时累计运行，累计值(时间量) 不保持，达到8秒钟,保护动作于信号。(2) 过频率保护:两段段：频率高于50.5Hz时累计运行，累计值(时间量)不保持，达到3分钟,保护动作于信号。段：频率高于51Hz时累计运行，累计值(时间量) 不保持，达到30秒钟,保护动作于信号。频率保护受断路器位置接点闭锁,不用投硬压板。发电机电压保护：(1) 过电压保护：保护发电机各种运行情况下引起的定子过电压，动作于全停，设两段，电压量取相间电压最大值。原理：发电机端电压大于130%Un时动作。(2) 低压保护：采用励磁系统的低励限制(UEL)。发电机过励磁保护:过励磁保护用于防止发电机、变压器因过励磁引起的危害。过励磁保护反映发电机出口的过励磁倍数。取机端AB相电压。定时限过励磁保护：机端电压的标幺值频率的标幺值1.06，经6s动作于信号。反时限过励磁保护：具有模拟铁芯热量积累和散热功能，机端电压的标幺值频率的标幺值越大动作时间越短，动作于全停。- 17 -2.4.7 主变压器电量保护概述差动保护：针对主变压器相间短路的主保护。动作于全停（瞬动）,取发电机机端电流，高厂变高压侧电流，5011和5012开关电流。原理：1.差动速断内部严重故障。2.稳态比率差动一般故障。3.高值稳态比率差动内部严重故障。4.工频变化量比率差动内部轻微故障。CT断线时不闭锁比率差动，该保护有可能在 CT断线时误动，但保证了该动作时不拒动。根据差动保护制动电流工频变化量与差电流工频变化量的关系，明确判断出区内故障还是区外故障，如判出区外故障，投入相电流、差电流的波形识别 CT 饱和闭锁判据，当某相差动电流有关的任意一个电流满足相应条件即认为此相差流为 CT饱和引起，闭锁比率差动保护。对于高值稳态比率差动和工频变化量比率差动保护，利用其本身的比率制动特性抗区外故障时 CT 饱和引起的误动，而差动速断保护定值较高，不会发生因区外故障 CT饱和而误动。由于在变压器过激磁时，变压器励磁电流将激增，可能引起变压器差动保护误动作。因此在装置中采取差电流的五次谐波与基波的比值大于一定值作为过激磁闭锁判据来闭锁差动保护。为防止励磁涌流引起差动保护误动作，设励磁涌流闭锁（差动速断保护除外） ，原理：(1) 谐波制动原理：励磁涌流包含大量高次谐波，以二次谐波为主，当差动电流中二次谐波含量达一定值时，进行励磁涌流闭锁。(2) 波形判别原理:装置利用三相差动电流的波形作为励磁涌流识别判据。内部故障时，各侧电流经互感器变换后，差流基本上是工频正弦波，而产生励磁涌流时，有大量的谐波分量及很大成分非周期分量存在，波形是间断不对称的(对于时间轴)。主变后备保护：(1) 相间后备保护:采用发电机的复压过流保护作为变压器和线路的相间后备保护。(2) 接地后备保护:零序过流保护作为主变压器中性点接地运行时的接地短路后备保护,零序电流取自主变- 18 -中性点连线上的零序 CT，同时作为高压侧输电线路接地短路的后备保护。原理：零序电流大于一定值时延时 7s动作于全停。其它异常保护：过负荷报警、起动风冷。原理：电流大于一定值 288A延时 6s启动风冷，小于 230A后返回，大于 468A过负荷报警，取主变高压侧套管 CT的 B相电流。2.4.8 高压厂用变压器电量保护概述差动保护：针对高厂变压器相间短路的主保护。动作于全停（瞬动） ，取高厂变高压侧电流，低压侧两分支电流。原理：1.差动速断内部严重故障。2.稳态比率差动一般故障。3.高值稳态比率差动内部严重故障。4.工频变化量比率差动内部轻微故障。CT断线时不闭锁比率差动，该保护有可能在 CT断线时误动，但保证了该动作时不拒动。根据差动保护制动电流工频变化量与差电流工频变化量的关系，明确判断出区内故障还是区外故障，如判出区外故障，投入相电流、差电流的波形识别 CT 饱和闭锁判据，当某相差动电流有关的任意一个电流满足相应条件即认为此相差流为 CT 饱和引起，闭锁比率差动保护。对于高值稳态比率差动和工频变化量比率差动保护，利用其本身的比率制动特性抗区外故障时 CT 的暂态和稳态饱和，而差动速断保护定值较高，不会发生因区外故障 CT饱和而误动。由于在变压器过激磁时，变压器励磁电流将激增，可能引起变压器差动保护误动作。因此在装置中采取差电流的五次谐波与基波的比值大于一定值作为过激磁闭锁判据来闭锁差动保护。为防止励磁涌流引起差动保护误动作，设励磁涌流闭锁（差动速断除外）原理：(1) 谐波制动原理:励磁涌流包含大量高次谐波，以二次谐波为主，当差动电流中二次谐波含量达一定值时，进行励磁涌流闭锁。(2) 波形判别原理:装置利用三相差动电流的波形作为励磁涌流识别判据。内部故障时，各侧电流经互感器变换后，差流基本上是工频正弦波，而产生励磁涌流时，有大量的谐波分- 19 -量及很大成分非周期分量存在，波形是间断不对称的(对于时间轴)。高厂变后备保护：高厂变高压侧相间后备保护：复压过流保护：共两段原理：复合电压元件+过流元件，电流取高厂变高压侧电流。复合电压元件：相间低电压和负序电压或门构成。TV 断线时将该保护闭锁,同时取高厂变低压侧两个分支工作电源进线电压，只要一个分支电压满足条件就成立。段：延时2s动作于跳两分支开关，启动快切。段：定值同段延时2.5s动作于全停。其它异常保护：设有过负荷报警、起动风冷。原理：电流大于一定值 1000A延时 6s启动风冷，大于 2400A过负荷报警，取厂变高压侧电流 B相。分支后备保护：相间后备保护：高厂变低压侧A、B 分支各设有一段纯过电流保护，作为分支相间后备保护。原理:电流大于一定值延时1.6s动作于跳分支同时闭锁快切，取分支电流。接地后备保护：高厂变低压侧A、B 分支均设两段零序过流保护零序电流取自分支中性点CT电流。段：延时1.2s动作于跳两分支开关，启动快切。段：定值同段延时1.5s动作于程跳。2.4.9 励磁变压器电量保护概述励磁后备保护：取其高压侧CT电流。速断保护(过流段)：电流大于一定值瞬时动作于全停。(主保护)过流保护(过流段)：电流大于一定值延时1s动作于全停。励磁绕组过负荷保护:反应励磁绕组的平均发热状况,取励磁变低压侧电流。励磁绕组定时限过负荷保护：动作于发信。原理：电流大于一定值延时6s动作于报警。励磁绕组反时限过负荷保护：利用励磁变低压侧电流模拟励磁绕组的发热和散热过程，当热量积累值大于一定值动作于程跳。- 20 -2.4.10 CT断线报警功能2.4.10.1 各侧三相电流回路 CT断线报警动作判据：3I0 0.04 In+ 0.25Imax。式中，In：二次额定电流（1A 或 5A） ，3I0：零序电流，Imax：最大相电流；满足条件后延时 10s 后发相应 CT异常报警信号，异常消失延时 10s自动返回。2.4.10.2 差动保护差流报警只有在相关差动保护控制字投入时（与压板投入无关） ，差流报警功能投入，满足条件，延时 10S报相应差动保护差流报警，不闭锁差动保护，差流消失，延时 10S返回。为提高差流报警的灵敏度，采用定比率制动差流报警判据，相当于一个报警差动保护。2.4.10.3 差动保护 CT 断线闭锁对于正常运行中 CT瞬时断线，差动保护设有瞬时 CT断线判别功能。只有在相关差动保护控制字及压板均投入时，差动保护 CT断线闭锁功能投入。内部故障时，至少满足以下条件中一个：（1）任一侧负序相电压大于 2V（2）起动后任一侧任一相电流比起动前增加（3）起动后最大相电流大于 1.2Ie（4）同时有三路电流比启动前减小而 CT断线时，以上条件均不符合。因此，差动保护启动后 40ms 内，以上条件均不满足，判为 CT断线，并发差动 CT断线报警信号，差动保护可能动作出口。在发出差动保护CT断线信号后，消除 CT断线情况，复位装置才能消除信号。在发电机变压器组未并网前，CT 断线报警或闭锁功能自动退出。2.4.11 TV断线报警功能2.4.11.1 各侧三相电压回路 TV断线报警动作判据：（1）正序电压小于 18V，且任一相电流大 0.04In；（2）负序电压 3U2大于 8V。发电机机端、主变高压侧 TV满足以上任一条件延时 10S发相应 TV 断线报警信号，异常消失，延时 10s后信号自动返回。厂变低压侧 TV满足以上任一条件延时 10s发相应 TV断线报警信号，异常消失，手动复归。2.4.11.2 发电机机端电压平衡功能(TV 断线)- 21 -对于每套保护，从发电机机端接入两组电压互感器，即 TV1和 TV3，比较两组电压互感器的相间电压、正序电压是否一致来判断 TV 断线。动作判据：|UAB-Uab| 5V|UBC-Ubc| 5V|UCA-Uca| 5V| U1 - U1| 3V满足以上任一条件延时 0.2s发 TV断线报警信号、并启动 TV切换，某一组 TV断线时，复压过流、失磁、失步、过电压、过励磁、逆功率、频率等相关保护不受影响。2.4.12 RCS-985A装置的 DI含义信号复位(24V)：1FA 按钮，用于复归装置的磁保持信号继电器和液晶的报告显示。GPS开入(24V)：用于对时，便于发生故障后分析系统保护动作顺序。打印(24V)：1YA 按钮，用于手动起动打印最新一次动作报告。打印电源取自主厂房UPS馈线柜，对应开关为发变组保护屏 A、B。投保护硬压板(24V)：将相应的保护投入。只有在保护软压板和硬压板都投入时且相应的保护控制字为 1时保护才能实现其功能。5011(5012)断路器跳闸位置接点(110V)：参与程序逆功率保护、误上电保护。主汽门接点(110V)：参与程序逆功率保护。部分硬压板对应的具体保护：投发电机相间后备保护压板：发电机复压过流保护。投发电机误上电保护压板：误合闸保护和断路器闪络保护。投发电机逆功率保护压板：逆功率保护和程跳逆功率保护。投定子接地三次谐波电压压板：三次谐波电压比率定子接地保护。该保护动作于信号，不受该硬压板投入与否的影响。投主变相间后备压板：启动风冷。投高厂变高压侧后备压板：高厂变复压过流保护，启动风冷。投高厂变 A(B)分支后备压板：分支过流，分支零序过流。投励磁后备保护压板：励磁后备保护和励磁绕组过负荷保护。2.4.13 RCS-985A装置的 DO含义全停：跳 5011及 5012断路器，关主气门，跳灭磁开关，跳 A、B 分支，启动 A、B 分支快切。对应的压板为：“5011跳” 、 “5011跳” 、 “5012跳” 、 “5012跳” 、 “关主气- 22 -门” 、 “跳灭磁开关” 、 “跳 A分支” 、 “跳 B分支” 、 “启动 A分支切换” 、 “启动 B分支切换” ，相应的压板投入后保护动作时才能执行相应的动作，因为断路器控制回路有两组跳闸回路，所以有对应每个断路器有两个压板，表示分别提供两组接点至每个断路器继电器操作箱的两组跳闸回路。另外当分支后备保护动作时需要闭锁厂用电切换，对应分别有闭锁 A、B 分支切换压板。程跳：关主汽门，利用程序逆功率动作于全停。各保护动作信号接点：保护跳闸和保护报警信号，至 DCS系统和故障录波系统。例如主变差动跳闸，频率报警。DCS 画面上“总光字报警”中“1 号发变组保护柜故障”的光子牌包含 A、B 柜保护报警动作信号。DCS 画面上“总光字报警”中“1 号发变组故障”的光子牌包含 A、B 柜保护跳闸动作信号。各个保护跳闸信号接点并联至 NCS系统，发保护动作报警信号，无对应光字，出现在报警信息框中。装置闭锁接点：至 DCS系统，DCS 画面上“总光字报警”中“1(2)号发变组保护柜故障”的光子牌包含 A、B 柜装置闭锁信号。装置报警接点：至 DCS系统，DCS 画面上“总光字报警”中“1(2)号发变组保护柜故障”的光子牌包含 A、B 柜装置报警信号、CT 断线、TV 断线信号。2.4.14 RCS-985A装置闭锁与报警（1）当 CPU(CPU 板或管理板)检测到装置本身硬件故障时，发出装置闭锁信号，闭锁整套保护。硬件故障包括：内存出错、程序区出错、定值区出错、读区定值无效、光耦失电和跳闸出口报警等。（2）当 CPU 检测到下列故障时（装置长期起动、不对应起动、装置内部通信出错、CT断线或异常、TV 断线或异常、保护报警） ，发出装置报警信号。2.4.15 RCS-985A装置液晶显示说明2.4.15.1 保护运行时液晶显示说明装置上电后，装置正常运行，根据主接线整定，显示不同主接线。液晶显示中断路器合位时断路器为实心方块，当断路器分位时为空心方块。当主接线整定为 500KV出线两圈主变的发变组单元时，液晶屏幕将显示如下信息：- 23 -2.4.15.2 保护异常时液晶显示说明保护装置运行中，液晶屏幕在硬件自检出错或系统运行异常时将自动显示最新一次异常报告，格式如下：2.4.15.3 保护动作时液晶显示说明当保护动作时，液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告，格式如下：2.4.15.4 保护开关量变位时液晶显示说明保护装置运行中，液晶屏幕在任一开关量发生变位时将自动显示最新一次开关量变位报告，格式如下： 2.4.16 RCS-985A装置面板指示灯说明信号灯说明如下：“运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮，熄灭表明装置不处于工作状态,装置闭锁；“TV 断线”灯为黄色，TV 异常或断线时点亮；“CT 断线”灯为黄色，CT 异常或断线、差流异常时点亮；- 24 -“报警”灯为黄色，保护发报警信号时点亮；“跳闸”灯为红色，当保护动作并出口时点亮，并磁保持；在保护返回后，只有按下“信号复归”后才熄灭。2.5 RCS-974FG装置说明RCS974FG 装置可提供发变组的非电量保护，装置每相设有 11路非电量信号接口、5路非电量直接跳闸接口、4 路非电量延时跳闸接口供用户选择，同时通过通讯接口与 NCS系统的建立通信连接。2.5.1 RCS-974FG装置性能特征(1) 非电量延时跳闸灯以及非电量信号灯为磁保持，需手动复归。(2) 友好的人机界面、汉字显示、报告中文打印。2.5.2 RCS-974FG装置基本原理主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。硬件自检内容包括RAM、E2PROM、跳闸出口三极管等的检查。正常运行程序中进行采样值自动零漂调整、及运行状态检查，运行状态检查包括交流电流断线、检查开关量位置状态等。不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告的整理，装置电源(8K)引自主厂房110V直流馈电屏1，对应开关为发变组保护C。从变压器本体或其他装置来的非电量开入信号(如瓦斯信号等)经过装置重动后给出中央信号(DCS)、远方信号(NCS)、事件记录(故录)三组接点，同时装置本身的CPU也可记录非- 25 -电量动作情况,无需采用电压和电流等电气量。非电量信号分为三类：1.不需跳闸的非电量