WFB—800技术说明书G

WFB 800 微机发电机变压器组微机发电机变压器组 成套保护装置成套保护装置 技术说明书技术说明书 2005 06 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 2 许继电气保护及自动化事业部 本说明书会进行必要的修改 若实际产品与此说明书有不符之处 以实际产品为准 技术支持电话 0374 3212246 技术支持传真 0374 3212251 E mail xjzsbbh 2005 06 第一次印刷 ver 1 3 目目 录录 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 3 1 概述概述 5 2 基本技术参数基本技术参数 10 3 主要技术指标主要技术指标 12 4 装置整体说明装置整体说明 18 4 1 硬件平台说明 18 4 2 软件平台说明 18 4 3 与电厂自动化系统接口说明 19 4 4 装置面板布置图 19 4 5 结构与安装 20 4 6 装置背视图和接线端子 20 5 保护原理及判据说明保护原理及判据说明 32 5 1 发电机比率制动式差动保护 32 5 2 不完全纵差保护 33 5 3 标积制动式差动保护 34 5 4 发电机匝间保护 36 5 4 1 故障分量负序方向 P2 保护 方案一 36 5 4 2 发电机纵向零序过电压型匝间保护 方案二 38 5 4 3 高灵敏零序电流型横差保护 方案三 39 5 5 裂相横差保护 41 5 6 变压器 发 变组 高厂变 励磁变 差动保护 43 5 7 变压器比率制动式零序差动保护 47 5 8 励磁机比率制动式差动保护 50 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 4 5 9 定子接地保护 51 5 10 转子一点接地保护 53 5 11 转子一点接地加两点接地保护 54 5 12 失磁保护 54 5 13 逆功率保护 64 5 14 失步保护 65 5 15 低阻抗保护 70 5 16 复合电压启动 方向 过流保护 72 5 17 过励磁保护 77 5 18 零序 方向 过流保护 79 5 19 零序过压保护 83 5 20 间隙零序电流保护 83 5 21 非全相保护 84 5 22 失灵启动 84 5 23 过负荷 有载调压闭锁 通风启动 85 5 24 低压 记忆 过流保护 86 5 25 过流保护 87 5 26 负序反时限过流保护 89 5 27 负序过流保护 90 5 28 转子过负荷保护 90 5 29 定子对称过负荷保护 91 5 30 过电压保护 93 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 5 5 31 低电压保护 93 5 32 低频累加保护 93 5 33 突加电压保护 95 5 34 起停机定子接地保护 96 5 35 TV 断线判别 97 5 36 外加 20Hz 电源定子接地保护 98 6非电量保护说明非电量保护说明 101 7订货需知订货需知 101 附附 A 装置通讯说明装置通讯说明 102 附附 B 人机接口使用说明人机接口使用说明 112 附附 C 操作装置说明操作装置说明 115 附附 D 组屏方案组屏方案 116 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 6 WFB 800 微机发电机变压器组成套保护装置 1 1 概述概述 1 11 1 应用范围应用范围 WFB 800 系列微机发 变组成套保护装置主要适用于 100MW 及以上发电机变压 器组的保护 WFB 801 装置集成了一台发电机的全部电气量保护 WFB 802 装置集成 了一台主变压器的全部电气量保护 WFB 803 装置集成了一台高厂变和励磁变 励磁 机 的全部电气量保护 WFB 804 装置集成了一台主变压器及高厂变的全部非电量类 保护 可满足大型发 变组双套主保护 双套后备保护 非电量类保护完全独立的配 置要求 同时 该系列保护装置可直接与电厂综合自动化系统联接 1 21 2 功能特点功能特点 高性能的硬件 采用 32 位高性能 DSP 处理器 32 位逻辑处理器和 16 位高速 AD 强弱电彻底分 离 具有高度自检功能 保证硬件的高可靠性 任何元器件的损坏不造成保护误动和拒动 三个 CPU 并行智能处理技术 一个 CPU 负责通信 两个保护 CPU 与 逻辑出 口 避免元器件损坏引起误动 双主双后的配置避免元器件损坏引起拒动 完善的自检功能 包括对数据采集回路 数字回路及输出回路的完善自检 可自检到出口继电器线圈 强电磁兼容能力 后插拔双连接器 强弱电完全分开专利技术 整体背板式后插拔结构 减少插件 转接次数 抗干扰能力强 维护方便 外附管理功能 通过专用的 PC 机管理软件 可实现对装置的所有操作 便于调试及故障分析 强大的通信功能 信息和报文可上传 录波数据与 COMTRADE 格式兼容 通信接口兼容性 开放 性强 支持 IEC60870 5 103 通信规约 跳闸方式在线修改 每种保护动作后的跳闸方式用户可以自己整定 无须再修改保护二次回路接线 跳闸触点可直接接入断路器跳闸回路 友好的人机界面 彩色大屏幕 图形化汉字菜单显示 也可以通过 PC 机进行操作 提供录波功能和完善的波形分析软件 完善的事件记录功能 保护动作报告 开关量变位 自检结果 定值改动 录波数据均有记录 可实时 打印及召唤打印 1 31 3 装置的典型应用装置的典型应用 本装置可以适应发 变组各种接线的要求 注意 所有 注意 所有 TA 的二次接线均接成的二次接线均接成 Y 型 型 下面是发 变组几种典型的接线和保护配置方案 其接线方式不一定完全 符合实际的应用 仅作为参考 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 7 1 3 1 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元保护配置变压器组单元保护配置 图 1 是 600 300 MW 500kV 汽轮发电机 变压器组单元保护配置 高压侧为 3 2 断路器 图 1 600 300 MW 500kV 汽轮发电机变压器组保护配置图 说明 1 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元主保护配置为 变压器组单元主保护配置为 发电机纵差 保护 发电机匝间保护 单元件横差保护或负序增量方向闭锁纵向零序电压 保护 主变差动保护 发变组差动保护 高厂变差动保护 励磁机 变 差动保护 2 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元发电机后备保护和异常运行变压器组单元发电机后备保护和异常运行 保护配置为 保护配置为 相间阻抗保护 基波零序电压保护 三次谐波电压保护 转子 一点接地保护 转子两点接地保护 定反时限定子绕组过负荷保护 定反时 限转子表层过负荷保护 失磁保护 失步保护 过电压保护 定反时限过励 磁保护 逆功率保护 程序跳闸逆功率保护 低压记忆过流保护 频率异常 保护 起停机保护 突加电压保护 电超速保护 断线保护 断线 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 8 保护 3 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元变压器后备保护配置为 变压器组单元变压器后备保护配置为 相 间阻抗保护 复合电压过流保护 零序电流保护 间隙零序电流电压保护 过负荷 断线 断线 4 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元高厂变后备保护配置为 变压器组单元高厂变后备保护配置为 复 压过流保护 分支低压过流保护 分支零序过流保护 分支零序过电压保护 过负荷 通风启动 断线 断线 5 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元励磁机 变 后备保护配置变压器组单元励磁机 变 后备保护配置 为 为 励磁机 变 过电流保护 定反时限励磁绕组过负荷保护 断线 6 600 300 MW 500kV 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元其它保护 变压器组单元其它保护 失灵启动 断 路器断口闪络保护 非全相运行保护 发电机断水保护 发电机热工保护 励磁系统故障 系统保护动作联跳 主变及厂变全部非电量保护 1 3 2 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元保护配置变压器组单元保护配置 图 2 为 600 300 MW 500kV 水轮发电机 变压器组单元保护配置 高压侧为 3 2 断路器 G WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 9 图 2 600 300 MW 500kV 水轮发电机 变压器组保护配置图 说明 1 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元主保护配置为 变压器组单元主保护配置为 发电机 完 全或不完全 纵差保护 发电机匝间保护 单元件横差保护或发电机裂相横 差保护 负序增量方向闭锁纵向零序电压保护 主变差动保护 发变组差 动保护 励磁机 变 差动保护 2 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元发电机后备保护和异常运行变压器组单元发电机后备保护和异常运行 保护配置为 保护配置为 相间阻抗保护 基波零序电压保护 三次谐波电压保护 转子 一点接地保护 定反时限定子绕组过负荷保护 定反时限转子表层过负荷保 护 低压记忆过流保护 失磁保护 失步保护 过电压保护 定反时限过励 磁保护 起停机保护 突加电压保护 断线 断线 3 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元变压器后备保护配置为 变压器组单元变压器后备保护配置为 相 间阻抗保护 复合电压过流保护 零序电流保护 间隙零序电流电压保护 过负荷 断线 断线 4 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元高厂变后备保护配置为 变压器组单元高厂变后备保护配置为 复 压过流保护 分支低压过流保护 分支零序过流保护 分支零序过电压保护 过负荷 通风启动 断线 断线 5 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元励磁机 变 后备保护配置变压器组单元励磁机 变 后备保护配置 为 为 励磁机 变 过电流保护 定反时限励磁绕组过负荷保护 断线 6 600 300 MW 500kV 水轮发电机水轮发电机 变压器组单元其它保护 变压器组单元其它保护 失灵启动 断路 器断口闪络保护 非全相运行保护 励磁系统故障 系统保护动作联跳 主 变及厂变全部非电量保护 1 3 3 600 300 MW 220kV 发电机发电机 变压器组单元保护配置同变压器组单元保护配置同 600 300 MW 500kV 1 3 4 125MW 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元保护配置变压器组单元保护配置 图 3 是 125MW 汽轮发电机 变压器组单元保护配置 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 10 图 3 125MW 汽轮发电机变压器组保护配置图 图中 1 125MW 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元主保护配置为 变压器组单元主保护配置为 发电机纵差保护 发电 机匝间保护 单元件横差保护或负序增量方向闭锁纵向零序电压保护 主 变差动保护 高厂变差动保护 励磁机 变 差动保护 或励磁机 变 电 流速断保护 2 125MW 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元发电机后备保护和异常运行保护配置为 变压器组单元发电机后备保护和异常运行保护配置为 高压侧复压过流保护 或复合电流保护 基波零序电压保护 三次谐波电 压保护 转子一点接地保护 转子两点接地保护 定反时限定子绕组过负荷 保护 定反时限转子表层过负荷保护 失磁保护 过电压保护 逆功率保护 程序逆功率保护 电超速保护 断线 断线 3 125MW 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元变压器后备保护配置为 变压器组单元变压器后备保护配置为 高压侧复压 方向 过流保护 高压侧零序 方向 过流保护 高压侧间隙零序电流电 压保护 高压侧过负荷 高压侧 TV 断线保护 中压侧复压 方向 过流保 护 中压侧零序 方向 过流保护 中压侧间隙零序电流电压保护 中压侧 过负荷 中压侧 TV 断线 断线 4 125MW 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元高厂变后备保护配置为 变压器组单元高厂变后备保护配置为 高压侧复合电 压过流保护 分支限时速断过电流保护 两分支低压 或复合电压 过流保 护 两分支零序过流保护 两分支零序过电压保护 过负荷 通风启动 断线 断线 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 11 5 125MW 汽轮发电机汽轮发电机 变压器组单元其它保护 变压器组单元其它保护 失灵启动 断路器断口闪络 保护 非全相运行保护 发电机断水保护 发电机热工保护 励磁系统故障 系统保护动作联跳 主变及厂变全部非电量保护 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 12 2 基本技术参数基本技术参数 2 1 基本数据基本数据 2 1 1额定交流数据 a 额定交流电流 In 5A 或 1A b 额定交流电压 Un 100V c 额定频率 fn 50Hz 2 1 2额定直流数据 220V 或 110V 允许变化范围 80 115 2 1 3打印机辅助交流电源 220V 0 7A 50Hz 60Hz 允许变化范围 80 110 2 1 4微机保护采样及录波频率 1200Hz 系统频率跟踪范围 40Hz 60Hz 2 2 功率消耗功率消耗 a 交流电压回路 不大于 0 5VA 相 额定电压下 b 交流电流回路 不大于 1VA 相 In 5A 不大于 0 5VA 相 In 1A c 直流回路功率消耗 每个保护装置不大于 35W 正常运行 每个保护装置不大于 50W 保护动作 每路开入不大于 1 5W 2 3 过载能力过载能力 交流电流回路 长期运行 2In 10s 10In 1s 40In 交流电压回路 1 5Un连续工作 2 4 输出触点输出触点 信号触点容量 允许长期通过电流 5A 切断电流 0 3A DC220V 5ms 跳闸出口触点容量 允许长期通过电流 10A 保持电流 不大于 0 5A 切断电流 0 3A DC220V 5ms 辅助继电器触点容量 允许长期通过电流 5A 切断电流 0 3A DC220V 5ms 2 5 绝缘性能绝缘性能 2 5 1绝缘电阻 装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下 不小于 100M 2 5 2介质强度 装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流 50Hz 电压 2kV 有效值 历时 1min 试验 而无绝缘击穿或闪络现象 2 6 冲击电压冲击电压 装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间 在规定的试验大气条件下 能 耐受幅值为 5kV 的标准雷电波短时冲击检验 2 7 寿命寿命 2 7 1电寿命 装置输出触点电路在电压不超过 250V 电流不超过 0 5A 时间常数为 5 0 75ms 的负荷条件下 装置能可靠动作及返回 1000 次 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 13 2 7 2机械寿命 装置输出触点不接负荷 能可靠动作和返回 10000 次 2 8 机械性能机械性能 a 工作条件 能承受严酷等级为 I 级的振动响应 冲击响应检验 b 运输条件 能承受严酷等级为 I 级的振动耐久 冲击及碰撞检验 2 9 环境条件环境条件 2 9 1环境温度 工作 10 50 24h 内平均温度不超过 35 贮存 25 70 在极限值下不施加激励量 装置不出现不可逆变化 温度恢复 后 装置应能正常工作 2 9 2大气压力 80 110kPa 2 9 3相对湿度 最湿月的月平均最大相对湿度为 90 同时该月的月平均最低温度 为 25 且表面无凝露 最高温度为 40 时 平均最大相对湿度不超过 50 2 10抗干扰能力抗干扰能力 2 10 1 辐射电磁场干扰试验 符合国标 GB T14598 9 2002 的规定 2 10 2 快速瞬变干扰试验 符合国标 GB T14598 10 1996 的规定 2 10 3 脉冲群干扰试验 符合国标 GB T14598 13 1998 的规定 2 10 4 抗静电放电干扰试验 符合国标 GB T14598 14 1998 的规定 2 10 5 工频磁场抗扰度试验 符合 GB T17626 8 1998 的规定 2 10 6 脉冲磁场抗扰度试验 符合 GB T17626 9 1998 的规定 2 10 7 浪涌抗扰度试验 符合 IEC 60255 22 5 2002 的规定 2 10 8 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 符合 IEC 60255 22 6 2001 的规定 2 10 9 工频抗扰度试验 符合 IEC 60255 22 7 2003 的规定 2 10 10 电磁发射性能 符合 GB T14598 16 2002 的规定 2 10 11 抗阻尼震荡磁场干扰能力 符合 GB T1762 10 1998 的规定 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 14 3 主要技术指标主要技术指标 3 1 发电机比率制动式差动保护发电机比率制动式差动保护 a 最小动作电流整定范围 0 1 In 1 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 最小制动电流整定范围 0 5 In 2 0In c 制动特性斜率整定范围 0 3 0 7 误差不超过 5 d 差动动作时间 在 2 倍整定值下 动作时间不大于 25ms 3 2 不完全纵差保护不完全纵差保护 a 最小动作电流整定范围 0 1 In 1 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 最小制动电流整定范围 0 5 In 2 0In c 制动特性斜率整定范围 0 3 0 7 误差不超过 5 d 分支平衡系数整定范围 0 5 5 0 误差不超过 5 e 差动动作时间 在 2 倍整定值下 动作时间不大于 25ms 3 3 标积制动式差动保护标积制动式差动保护 a 最小动作电流整定范围 0 1 In 1 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 最小制动电流整定范围 0 5 In 2 0In c 制动特性斜率整定范围 0 3 0 7 误差不超过 5 d 闭锁电流整定范围 0 5 In 5 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In e 差动动作时间 在 2 倍整定值下 动作时间不大于 25ms 3 4 发电机匝间保护发电机匝间保护 3 4 1 故障分量负序方向故障分量负序方向 P2 保护保护 方案一方案一 a 故障分量负序电流 I2 整定范围 0 02 In 1In b 故障分量负序电压 U2 整定范围 0 5 V 10V c 故障分量负序方向最大灵敏角 60 5 d 故障分量负序方向动作区 160 5 e 故障分量负序方向灵敏度 在最大灵敏角下 最小动作负序功率增量 P2不大于 0 005Sn Sn 为二次额定容量 f 动作时间 在最大灵敏角下 模拟两相短路 施加 U 0 3Un I 0 4In 动作时间不 大于 30ms 3 4 2 发电机纵向零序过电压型匝间保护发电机纵向零序过电压型匝间保护 方案二方案二 a 动作电压整定范围 0 5 V 30V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 动作延时 P2未动作时延时可整定为 0 1 s 10s P2动作时时间不大于 30ms c 当频率为 150Hz 时 保护动作电压不小于 100 倍基波动作电压 d P2技术指标同前 3 4 3 高灵敏零序电流型横差保护高灵敏零序电流型横差保护 方案三方案三 a 动作电流整定范围 0 1 In 1In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 动作延时 转子一点未动作时不大于 35ms 1 5 倍整定值 转子一点动作后 延时可整定为 0 1 s 1s c 当频率为 150Hz 时 保护动作电流不小于 100 倍基波动作电流 d 当选择带制动特性时 制动系数整定范围 0 2 1 误差不超过 5 制动电流整定范围 0 5 In 2 0In 3 5 裂相横差保护裂相横差保护 a 最小动作电流整定范围 0 1 In 1 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 15 b 最小制动电流整定范围 0 5 In 2 0In c 制动特性斜率整定范围 0 3 0 7 误差不超过 5 d 差动平衡系数整定范围 0 1 4 e 差动动作时间 在 2 倍整定值下 动作时间不大于 25ms 3 6 发发 变组变组 主变压器 高厂变 励磁变主变压器 高厂变 励磁变 差动保护差动保护 a 最小动作电流整定范围 0 2 In 1 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 最小制动电流整定范围 0 5 In 1 2In c 制动特性斜率整定范围 0 3 0 7 误差不超过 5 d 二次谐波制动系数整定范围 0 15 0 30 误差不超过 0 05 e 五次谐波制动系数整定范围 0 25 0 45 误差不超过 0 05 f 差动平衡系数整定范围 0 1 4 g 差流速断整定范围 1 0 In 10 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In h 动作时间 在 2 倍整定值下 差动动作时间不大于 30ms 在 1 5 倍整定值下 差流速断动作时间不大于 20ms i 具有励磁涌流判别选择功能 控制字为 1 时为波形比较原理 为 0 时为二次 谐波原理 j 具有电流回路断线闭锁差动保护功能 控制字为 1 时闭锁 为 0 时不闭锁 3 7 励磁机比率制动式差动保护励磁机比率制动式差动保护 a 最小动作电流整定范围 0 1 In 1 0In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 最小制动电流整定范围 0 5 In 2 0In c 制动特性斜率整定范围 0 3 0 7 误差不超过 5 d 差动动作时间 在 2 倍整定值下 动作时间不大于 25ms e 频率 50Hz 100Hz 可选 3 8 定子接地保护定子接地保护 a 基波零序动作电压整定范围 1V 50V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 机端三次谐波动作电压 不大于 0 2V c 三次谐波电压比值 机端 中性点 整定范围 0 5 2 误差不超过 5 d 基波零序动作延时整定范围 0 1s 10s e 三次谐波延时整定范围 0 1 s 10s 3 9 转子一点接地保护转子一点接地保护 a 接地电阻高定值整定范围 1k 50k 误差不超过 10 或 0 5 k b 接地电阻低定值整定范围 0 5 k 20k 误差不超过 10 或 0 5 k c 接地电阻高定值延时整定范围 1 0s 10s 误差不超过 1 定值 1s d 接地电阻低定值延时整定范围 1 0s 10s 误差不超过 1 定值 1s 3 10 转子一点接地加两点接地保护转子一点接地加两点接地保护 a 接地电阻定值整定范围 1k 50k 误差不超过 10 或 0 5 k b 接地电阻定值延时整定范围 1 0s 10s 误差不超过 1 定值 1s c 接地位置变化量动作值整定范围 1 100 误差不超过 10 d 动作延时整定范围 0 1s 10s 误差不超过 1 定值 1s 3 11 失磁保护失磁保护 a 阻抗的最大灵敏角为 270 5 b 静稳阻抗动作值整定范围 Z1A 0 5 200 Z1B 0 5 200 误差不超过 2 5 或 0 1 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 16 c 静稳阻抗动作延时整定范围 0 1s 10s d 异步阻抗动作值整定范围 Z2A 0 5 200 Z2B 0 5 200 误差不超过 2 5 或 0 1 e 异步阻抗动作延时整定范围 0 1s 10s f 机端三相低电压元件动作值整定范围 50V 100V 误差不超过 2 5 g 系统三相低电压元件动作值整定范围 50V 100V 误差不超过 2 5 h 励磁低电压动作值整定范围 0V 500V i 凸极功率整定范围 1W 500W j Ufd p 斜率整定范围 0 1 1 0 k 延时整定范围 0 1s 10s 误差不超过 5 3 12 逆功率保护逆功率保护 a 动作区 在 90 270 之间不小于 175 b 动作电流 施加 U Un 最小动作电流可在一定范围内调整 最灵敏时动作电流不 大于 30mA c 动作延时整定范围 1 段为 1s 20s 2 段为 10s 600s d 潜动试验 电流潜动 U 0 I 10In不误动 电压潜动 U Un I 0 不误动 3 13 失步保护失步保护 a 滑极次数整定范围 1 9 b 跳闸闭锁电流整定范围 5 In 20In c 发电机暂态电抗动作值整定范围 0 5 200 d 系统联系阻抗动作值整定范围 0 5 200 e 变压器阻抗动作值整定范围 0 5 200 f 系统阻抗角整定范围 60 90 g 动作功角整定范围 90 150 h 延时时间整定范围 0 1s 20s 3 14 低阻抗保护低阻抗保护 a 偏移因子 整定范围 0 0 1 0 b 最大灵敏角整定范围 0 360 误差不超过 5 c 启动电流整定范围 0 1In 0 5In 误差不超过 2 5 或 0 01In d 动作阻抗整定范围 0 5 200 误差不超过 2 5 或 0 1 e 延时时间整定范围 0 1s 10s 3 15 复合电压启动复合电压启动 方向方向 过流保护过流保护 a 负序电压整定范围 1V 20V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 低动作电压整定范围 0V 100V 误差不超过 2 5 或 0 05V c 动作电流整定范围 0 2In 10In 误差不超过 2 5 或 0 01In d 灵敏角 45 或 30 误差不超过 5 e e 延时时间整定范围 0 1s 10s 3 16 过励磁保护过励磁保护 a 基准电压范围 80V 120V b 过励磁预告信号启动值整定范围 1 0 2 0 倍 频率允许变化范围 25Hz 65Hz 电压 允许变化范围 80 200V 误差不超过 2 5 c 预告信号延时整定范围 0 1s 10s WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 17 d 反时限延时整定范围 1s 1000s e 反时限动作判据 延时误差不超过 5 或 25ms 21 10 KNK t 3 17 零序 方向 过流保护零序 方向 过流保护 a 零序动作电流整定范围 0 1In 10In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 延时整定范围 0 1s 10s c 零序功率方向动作区 178 2 d 零序功率方向最大灵敏角 70 误差不超过 5 3 18 零序过压保护零序过压保护 a 动作电压整定范围 100V 300V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 19 间隙零序电流保护间隙零序电流保护 a 零序电流整定范围 0 1In 12 In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 20 非全相保护非全相保护 a 负序动作电流整定范围 0 1In 0 8In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 零序动作电流整定范围 0 1In 4In 误差不超过 2 5 或 0 01In c 延时时间整定范围 0 1 s 10s 3 21 失灵启动电流判别失灵启动电流判别 a 相电流动作值整定范围 0 2In 4In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 负序动作电流整定范围 0 1In 0 8In 误差不超过 2 5 或 0 01In c 零序电流整定范围 0 1In 12 In 误差不超过 2 5 或 0 01In d 延时时间整定范围 0 1s 10s 3 22 过负荷过负荷 有载调压闭锁 通风启动有载调压闭锁 通风启动 a 动作电流整定范围 0 2In 10In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 23 低压 记忆 过流保护低压 记忆 过流保护 a 低电压整定范围 50V 100V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 动作电流整定范围 0 1In 12In 误差不超过 2 5 或 0 01In c 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 24 过流保护过流保护 a 动作电流整定范围 0 2In 10In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 25 负序反时限过流保护负序反时限过流保护 a 预告信号启动动作值整定范围 0 04In 1In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 反时限启动值整定范围 0 04In 1In 误差不超过 2 5 或 0 01In c 定时限延时 t1 整定范围 0 1s 10s d 反时限延时上限 t2 整定范围 0 1s 10s e 反时限延时下限 t3 整定范围 10s 1000s f 负序发热常数 A 1 100 g 反时限延时误差 与计算值比较 不超过 5 或 25ms 2 2 2 2 II A t h 长期运行允许负序电流 0 In 1 In WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 18 3 26 负序过流保护负序过流保护 a 负序动作电流整定范围 0 1 In 0 8In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 动作延时整定范围 0 1 s 10s c 施加 2 倍正序额定电流应可靠不误动 3 27 转子过负荷保护转子过负荷保护 a 预告信号启动电流整定范围 1 0 In 2In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 反时限启动动作值整定范围 1 0 In 2In 误差不超过 2 5 或 0 01In c 热容量常数 K 整定范围 1 100 d 定时限延时整定范围 0 1 s 10s e 反时限延时上限整定范围 0 1 s 10s f 反时限延时下限整定范围 10 s 1000s g 散热系数 整定范围 0 0 1 h 反时限延时误差 与计算值比较 不超过 5 或 25ms 1 I K t 2 3 28 定子对称过负荷保护定子对称过负荷保护 a 定时限过负荷动作电流整定范围 1 In 2In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 反时限过流动作值整定范围 1 In 2In 误差不超过 2 5 或 0 01In c 定子绕组热容量常数 K 整定范围 1 100 d 定时限延时整定范围 0 1 s 10s e 反时限延时上限整定范围 0 1 s 10s f 反时限延时下限整定范围 10 s 1000s g 散热系数 整定范围 0 0 1 h 反时限延时误差 与计算值比较 不超过 5 或 25ms 1 I K t 2 3 29 过电压保护过电压保护 a 动作电压整定范围 100V 150V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 30 低电压保护低电压保护 a 低电压整定范围 50V 100V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 31 低频累加保护低频累加保护 a 段频率 f1整定范围 47 Hz 49 8Hz 整定误差不超过 0 02Hz b 段频率 f2整定范围 46 Hz 49Hz 整定误差不超过 0 02Hz c 段频率 f3整定范围 45 Hz 47Hz 整定误差不超过 0 02Hz d 段频率 f4 整定范围 44 Hz 46Hz 整定误差不超过 0 02Hz e 段频率返回值与动作值之差不超过 0 04Hz f 累加 I 段时间整定范围 60s 3600s 时间累加误差不超过 1 或 40ms g 累加 段时间整定范围 60s 1000s 时间累加误差不超过 1 或 40ms h 累加 段时间整定范围 10s 1000s 时间累加误差不超过 1 或 40ms WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 19 i 段频率延时整定范围 0 5s 50s j 动作延时整定范围 0 5s 50s k 低压闭锁动作值整定范围 50V 100V 误差不超过 2 5 或 0 05V 3 32 突加电压保护突加电压保护 a 动作电流整定范围 0 1 In 10In 误差不超过 2 5 或 0 01In b 动作阻抗整定范围 0 5 200 误差不超过 2 5 或 0 1 c 动作电阻整定范围 0 5 200 误差不超过 2 5 或 0 1 d 阻抗保持时间整定范围 0 1s 10s e 断路器保持时间整定范围 0 1s 10s f 动作时间不大于 40ms 3 33 起停机定子接地保护起停机定子接地保护 a 零序电压动作值整定范围 5V 30V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 动作延时整定范围 0 1s 10s 3 34 TV 断线断线 a 动作电压整定范围 5V 50V 误差不超过 2 5 或 0 05V b 闭锁电流整定范围 1 0 In 1 5In 误差不超过 2 5 或 0 05V c 启动电流 不大于 0 06In d 动作时间不大于 100ms 说明 说明 如无特殊说明 所有延时时间误差均为不超过 5 或 25ms 3 35 记录容量记录容量 3 35 1 故障录波内容和故障事件报告容量故障录波内容和故障事件报告容量 a 保护动作记录动作前 4 个周波 动作后 6 个周波的所有电流电压波形 b 保护装置可循环记录 100 次故障事件报告 8 次波形数据 3 35 2 正常波形记录正常波形记录 正常时装置可手动录取启动前 4 个周波 启动后 6 个周波所有电流电压波形 以 供记录或校验极性 3 35 3 事件记录容量事件记录容量 可循环记录 200 次事件记录和装置自检报告 事件记录包括软 硬压板投退 开 关量变位 定值改动等 装置自检报告包括硬件自检出错报警等 3 36 通信接口通信接口 两个与内部其它部分电气隔离的 RS485 通信接口 可以复用为光纤接口 也可以 转换为两个独立的 Ethernet 一个同步时钟接口 另外有一个 RS232 调试通信接口和 独立的打印接口 通信规约可采用电力行业标准 DL T667 1999 IEC60870 5 103 3 37 对时方式对时方式 a 外部正脉冲秒对时 b RS485 方式的同步时钟秒对时 c 监控系统绝对时间的对时报文 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 20 4 装置整体说明装置整体说明 4 1 硬件平台说明硬件平台说明 保护装置采用许继公司新一代 32 位基于 DSP 技术的通用硬件平台 整体大面板 全封闭机箱 硬件电路采用后插拔式的插件式结构 CPU 电路板采用 6 层板 表面贴 装技术 提高了装置可靠性 机箱采用 19 英寸 6U 全宽机箱 抗干扰能力强 硬件框图如图 4 1 1 交流插件 多路转换 DSP1 跳闸 DSP2 启动及发信 开入开出插件 信号插件 管理机 电源 P2 发电机在逆功率运行时的最小损耗 一般取额定功率的 1 1 5 b 动作时限 经主汽门触点时 延时 1 0 1 5s 动作于程跳 不经主汽门触点时 t1 延时 15s 动作于信号 t2 动作于解列 根据汽轮机允许的逆功率运行时间 t2 一般取 2 3min c 用于程序跳闸的逆功率继电器作为闭锁元件 其定值一般整定为 1 3 Pgn d 上述定值的计算是基于主汽门可完全关闭 无泄漏 为前提条件的 若主汽门不 能完全关闭 上述定值应根据实际情况调整 以免造成保护拒动 5 13 3 2 定值清单定值清单 定值名称定值名称整定范围整定范围备备 注注 发电机逆功率保护发电机逆功率保护 动作功率1W 500WPset t1 延时 1s 20st1 t2 延时10s 600st2 以下为保护软压板 逆功率保护 t1 软压板 投入 退出 逆功率保护 t2 软压板 投入 退出 5 14 失步保护失步保护 本保护适用于大型发变组 当系统发生非稳定振荡即失步并危及机组或系统安全 时 动作于信号或跳闸 5 14 1 保护原理保护原理 本保护采用三阻抗元件 通过阻抗的轨迹变化来检测滑极次数并确定振荡中心的 位置 具体分述如下 5 14 1 1 发电机与无限大系统之间失步 机端阻抗发电机与无限大系统之间失步 机端阻抗 ZJ随时间变化的轨迹随时间变化的轨迹 把被保护发电机与系统的联接简化为单机对无穷大系统 如图 5 14 1 所示 图 5 14 1 单台发电机与无限大系统失步时的网络图 电力系统振荡时 发电机机端测量阻抗 ZJ随时间变化的轨迹 根据 Eg Es及 Zst Zg的不同值 有不同的圆周 当 Eg Es 1 时为不同的直线 如图 5 14 2 所示 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 78 图 5 14 2 发电机与系统全相振荡时机端测量阻抗 ZJ随时间变化的不同轨迹 5 14 1 2 透镜动作特性的确定透镜动作特性的确定 在图 5 14 1 所示的系统网络中 以发电机机端为坐标原点的 R X 阻抗平面上的各 阻抗图见图 5 14 3 所示 图中假设 Zg Zt Zs及 Zst各阻抗的阻抗角相等 皆为 Z 即 Z j gg e Z Z Z j stst e Z Z stg ZZZ 当 Eg Es时 机端测量阻抗的变化轨迹为直线 且为 GS 直线的中垂线 IUZ g J 图 5 14 3 发电机与系统间全相振荡时 Ef Es 阻抗相量图 以 GS 为弦作两圆 使圆弧上的任一点至 G S 两点间直线的夹角均为 set 从而 构成透镜动作特性 这里 set为装置的功率角整定值 如图 5 14 4 所示 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 79 图 5 14 4 透镜失步保护动作特性 将图 5 14 4 中各阻抗乘以电流 可得各电压相量图 如图 5 14 5 所示 I 图 5 14 5 发电机与系统间全相振荡时 Eg Es 电压相量图 系统正常运行或振荡时 三相是对称的 图中表达的 Eg 与 Es 之间相角差就是功 率角 在系统振荡过程中 随时间在 0 360 之间变化 本保护通过机端测量阻 抗轨迹 ZJ的变化来检测滑极 5 14 2 保护方案的实现保护方案的实现 保护方案采用三阻抗元件 其动作特性如图 5 14 6 所示 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 80 图 5 14 6 失步阻抗动作特性 5 14 2 1 透镜特性的阻抗元件透镜特性的阻抗元件 Z1 其内角可整定 若机端视在阻抗 ZJ的终端进入透镜圆区域内 则表明发电机电 set 势与系统等效电势间的功角 有可能已大于动稳极限角 set 说明 因为角是根据躲过最小负荷阻抗的原则整定的 所以不代表动稳极限角 set 5 14 2 2 阻挡器直线阻抗元件阻挡器直线阻抗元件 Z2 即透镜的主轴 机端视在阻抗 ZJ的终端落在此直线上 代表功角 为 180 若 出现不稳定振荡 ZJ的终端会越过该直线 功角 逐渐大于 180 意味着发电机已 失步 5 14 2 3 电抗线阻抗元件电抗线阻抗元件 Z3 垂直于透镜的主轴 其位置可整定 该元件将保护分为一段跳闸区 电抗线以下 和 二段跳闸区 电抗线以上 机端测量阻抗 ZJ的轨迹 每穿过一次透镜 表示失步发电机的转子磁极相对系统 同步旋转磁场的磁极运动 360 电角度 称为一次滑极 上述三个阻抗元件将阻抗平面分为四个区 I IV 为透镜外区域 II III 为透镜内 区域 发生失步后机端视在阻抗的轨迹会顺时针依次穿过 I II III IV 区 并返回 I 区 发生失步后阻抗轨迹的变化比短路时慢得多 根据此特征 通过整定透镜内角大 小 计及阻抗轨迹穿过透镜所需的时间区分短路与失步 因此只有当机端视在阻抗依 次穿过图 5 13 6 中所示的 I II III IV 区 并返回 I 区且穿越 II III 区的所需的时间 大于 50ms 才判定为一次滑极 另外 滑极次数计数过程中 在接收到前一个计数后 如果在一定时间内 20s 没有新的滑极次数到来或轨迹一直停留在透镜内 计数器将清零 当振荡中心位于发变组内部时 一段启动发跳闸命令 当振荡中心位于发变组外部 时 启动二段发信号 但失步保护第一段出口跳闸时还必须要求主变高压侧过电流闭 锁 因为振荡电流 I 是随 变化的 当 180 时 I 2E Z 可见振荡电流甚至比 三相短路电流还大 当振荡电流大于断路器遮断容量时 断路器跳闸有损坏的危险 故在跳闸之前 还需检查高压侧电流 I 是否大于整定值 I允许 只有 IIset 当 I Iset 时将失步保护第 I 段闭锁 因第 I 段出口是跳开主变高 压侧断路器 所以此电流取自主变高压侧的 TA 过电流的整定值 Iset KrelIDL 遮断 Krel为可靠系数 取 0 85 0 9 IDL 遮断为断路器的额定遮断电流 从断路器的产品说明书中可得 Iset 的整定范围 1 12 In 5 14 4 6 滑极次数 整定范围 1 20 5 14 4 7 一段延时 t1 整定范围 0 1 20s 5 14 4 8 二段延时 t2 整定范围 0 1 20s 5 14 5 定值整定清单定值整定清单 定值名称定值名称整定范围整定范围备备 注注 失步保护失步保护 滑极次数1 9 启动电流0 02In 4In 跳闸闭锁电流选择0 11 取高压侧电流 0 取机端电 流 遮断电流闭锁5In 20In 发电机暂态电抗0 5 200 系统联系阻抗0 5 200 变压器阻抗0 5 200 系统阻抗角60 90 透镜倾角 动作功角90 150 透镜内角 区外延时时间0 1s 10s 区内延时时间0s 10s 以下为保护软压板 失步保护区外软压板 投入 退出 失步保护区内软压板 投入 退出 5 15 低阻抗保护低阻抗保护 当电流 电压保护不能满足灵敏度要求或根据网络保护间配合的需要 发电机和 变压器的相间故障后备保护可采用低阻抗保护 低阻抗保护通常用于 330 500kV 大型 联络变压器 升压及降压变压器 作为变压器引线 母线及相邻线路相间故障的后备 保护 可实现偏移阻抗 全阻抗或方向阻抗特性 保护可以配置成多段多时限 每段 的每个时限都独立为一个保护 5 15 1 保护原理保护原理 低阻抗保护采用线电压及相电流之差的 0 接线方式 即和 和 abU abI bcU bcI 和分别组成 3 个阻抗元件以 或 门输出 当 A B C 三相电流中任一相电流 caU caI 大于启动电流整定值时 开放阻抗保护 为防止 TV 断线时误动作 增设 TV 断线闭锁 判据 低阻抗保护不设振荡闭锁判据 因为其动作阻抗圆很小 且为了选择性它本身 WFB 800 系列微机发电机变压器组成套保护装置技术说明书 83 已有 0 5s 或 1s 延时 足以躲开振荡 5 15 2 判据说明判据说明 a 启动电流判据 满足以下条件时 开放阻抗保护 IA Iqd 或 IB Iqd 或 IC Iqd Iqd为启动电流定值 b 阻抗判据 其动作方程为 5 15 1 op Z J I op Z J I J U 1 2 1 1 2 1 其中 UJ 线电压 IJ 与线电压相对应的相电流之差 Zop 整定阻抗 偏