CSC-306数字式发电机保护装置说明书(0SF.450.021)-V1.13

CSC 306 数数字字式式发发电电机机保保护护装装置置 说 明 书 CSC 306数数字字式式发发电电机机保保护护装装置置 说明书 编制 苏毅 邹东霞 校 核 邹卫华 李树峰 标准化审查 郑 蔚 审 定 屠黎明 出 版 号 V1 13 文件代号 0SF 450 021 出版日期 2007 年 5 月 18 日 版权所有 北京四方继保自动化股份有限公司 注 本公司保留对此说明书修改的权利 如果装置与说明书有不符之处 请您及时和 我公司联系 我们将为您提供相应的服务 技术支持 电话 010 62986668 传真 010 62981900 重 要 提 示 感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品 为了安 全 正确 高效地使用本装置 请您务必注意以下重要提示 1 本说明书仅适用于 CSC 306 数字式发电机保护装置 软 件版本号为 V1 15 及以上 2 请仔细阅读本说明书 并按照说明书的规定调整 测试和 操作 如有随机资料 请以随机资料为准 3 为防止装置损坏 严禁带电插拔装置各插件 触摸印制电 路板上的芯片和器件 4 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测 5 装置如出现异常或需维修 请及时与本公司服务热线联系 6 本装置的操作密码是 8888 I 目目 录录 第 1 篇 装置的技术说明 1 1概述 1 1 1适用范围 1 1 2装置主要特点 1 1 3保护配置 4 1 4装置型号命名 5 1 5典型组屏方式 5 1 6装置执行标准 6 2技术条件 7 2 1环境条件 7 2 2电气绝缘性能 7 2 3机械性能 7 2 4电磁兼容性 7 2 5安全性能 8 2 6装置主要技术参数 8 2 7主要技术性能指标 9 3保护原理和逻辑框图 14 3 1纵联差动保护 14 3 2裂相横差保护 17 3 3单元件横差保护 18 3 4负序方向闭锁纵向零压匝间保护 20 3 5负序方向匝间保护 21 3 6复合电压过电流 电流可带记忆 保护 22 3 7复合过电流保护 23 3 8阻抗保护 24 3 9基波零压定子接地保护 25 3 10三次谐波零压定子接地保护 27 3 11零流定子接地保护 28 3 12转子一点接地保护 29 3 13转子两点接地保护 30 3 14定子过负荷保护 31 3 15转子表层 负序 过负荷保护 32 3 16励磁绕组 转子 过负荷保护 34 3 17过电压保护 35 3 18欠电压保护 36 3 19过激磁保护 36 3 20逆功率保护 38 3 21低励失磁保护 39 3 22失步保护 43 3 23频率异常保护 45 3 24起停机保护 46 3 25误上电保护 47 3 26轴电流保护 48 3 27电超速保护 49 3 28大电流闭锁保护 49 3 29方向过流保护 49 3 30解列保护 50 3 31励磁机差动保护 51 3 32励磁变压器差动保护 52 II 3 33励磁过电流保护 56 3 34TA 异常 TV 异常 56 第 2 篇 装置的使用说明 58 4装置硬件 58 4 1装置结构 58 4 2装置功能组件概述 59 4 3功能插件说明 59 5装置各规格的说明 61 6定值清单 61 7开箱检查 61 8人机接口及其操作 62 8 1概述 62 8 2菜单结构图 64 8 3操作说明 65 9维护运行注意事项 66 9 1装置投运前检查 66 9 2运行情况下注意事项 66 9 3常见异常情况及对策 66 9 4保护动作后处理 66 9 5部分定期检验项目 67 9 6装置维护指南 67 10典型保护报告分析 68 11运输 贮存注意事项 68 12订货须知 68 附录 A 装置显示或打印信息说明 70 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 1 第第 1 篇篇 装置的技术说明装置的技术说明 1概述概述 1 1适用范围适用范围 CSC 306 数字式发电机保护装置 以下简称装置 是基于 DSP 和 MCU 合一的 32 位 单片机 适用于各种容量等级 各种类型的发电机 调相机的保护 装置可适用于电厂综合 自动化系统 可以直接与后台系统进行通信 1 2装置主要特点装置主要特点 1 符合最新版符合最新版 继电保护和安全自动装置技术规程继电保护和安全自动装置技术规程 要求要求 装置保护的配置和实现方式完全符合最新版 继电保护和安全自动装置技术规程 中 对发电机保护的要求 简化了继电保护装置的定值及运行方式的控制字 同时整定方法简 单清晰 装置体现了 加强主保护 简化后备保护 的原则 自动设置的辅助定值和固定的输 入定值使用户需要整定的保护定值减到最少 以发挥微机继电保护的优越性 保护装置整 定的特点是除了后备保护 失步保护等需要和系统参数与保护配合外 其它保护不需要系 统参数 可以根据发电机的参数独立完成保护的整定 装置的软件模块化设计 可以根据用户的需要灵活配置 以满足用户的多种需求 2 高性能 高可靠 大资源的硬件系统高性能 高可靠 大资源的硬件系统 装置采用 DSP 和 MCU 合一的 32 位单片机 高性能的硬件体系保证了装置对所有继 电器进行并行实时计算 装置保持了总线不出芯片的优点 有利于提高保护装置的高可靠性 装置的保护功能与人机界面 通信功能完全分开 提高了装置的可靠性 并使装置更 便于调试 维护和使用 装置具有大容量的故障录波 储存容量达 4Mbyte 全过程的故障记录数据可以保存不 少于 24 次 完整的事件记录和动作报告 可保存不少于 2000 条动作报告和 2000 次操作记 录 并且掉电不丢失 装置高性能的硬件系统 多层印制板 SMT 表面贴装和涂敷工艺 加上完善的软件抗 干扰措施 使得装置的整体抗干扰能力通过了 IEC61000 4 标准中相关 EMC 的 10 项抗扰 度最高等级要求 3 硬件自检智能化硬件自检智能化 装置内部各模块智能化设计 实现了装置各模块全面实时自检 装置的模拟量采集回路采用双 A D 冗余设计 实现了模拟量采集回路的实时自检 装置的继电器检测采用了新方法 可以检测到继电器励磁回路线圈的完好性和监视出 口触点的状态 实现了继电器状态的检测与异常告警 装置的开入回路检测采用了新方法 开入状态经两路光隔同时采集后判断 提高了判 断的准确性 装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测 装置可对机箱内温度进行实时监测 4 用户界面人性化用户界面人性化 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 2 采用大液晶显示 装置实时显示的差动电流 单元电流 单元电压 频率 压板状态 定值区等信息 可根据用户要求配置 装置具有良好的中 英文视窗界面 使得保护信息 历史操作信息一目了然 装置面板上的 8 个指示灯 可清楚表明装置正常 异常及动作时的各种状态 装置面板上设置有 4 个常用功能的快捷按键 实现了 一键操作 方便用户使用 装置面板采用一体化设计 一次精密铸造成型的弧面结构 具有造型独特 美观 精 度高 造价低 安装方便 操作简单等特点 该面板及其组件已申请专利 申请号分别为 实用新型 03207169 8 和外观 设计 03356024 2 5 全新的前插拔组合结构全新的前插拔组合结构 装置采用全新的前插拔组合结构 强弱电回路分开 弱电回路采用背板总线方式 强 电回路直接从插件上出线 进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能 可不另加抗干扰器 件 6 组合式交流电流组合式交流电流 电压连接器电压连接器 装置的交流回路采用组合型的交流电流 电压连接器 具有交流电流连接器和交流电压 连接器混装 可按需要组合及互换的优点 该连接器有防误插 防触电 交流回路短接等 功能 接触簧片为双指形 提高了接触的可靠性 该连接器已申请专利 申请号为 实用新型 03209402 7 7 完备的差动保护方案完备的差动保护方案 装置可以提供发电机纵差保护 裂相横差保护 不完全差动保护 励磁变或励磁机差 动保护方案 8 采样值差动和稳态量差动相结合的综合智能发电机差动保护采样值差动和稳态量差动相结合的综合智能发电机差动保护 装置采用变数据窗和循环闭锁原理 结合采样值差动辅助判据 既加快了保护的出口 时间 又极大地提高了发电机差动保护的可靠性 装置具有完善的抗 TA 饱和能力以及故 障恢复过程中不平衡电流对发电机差动保护的影响 9 多原理 高性能的发电机匝间保护多原理 高性能的发电机匝间保护 装置提供三种原理的匝间保护功能 分别为高灵敏的单元件横差保护 容错复判型负 序方向闭锁纵向零序电压匝间保护 故障分量启动 稳态量保持的负序方向匝间保护 可 根据用户现场一次设备的实际情况选配 采用零点滤波叠加傅氏滤波算法 使得单元件横差和纵向零序电压匝间保护的三次谐 波滤过比高达 100 倍以上 即使在系统频率偏移的情况下 仍然能保证很高的三次谐波滤 过比 采用负序方向闭锁的纵向零序电压保护方案 以纵向零序电压作为主判据 负序电流 负序电压和负序方向元件作为辅助判据 容错复判匝间短路故障 当负序方向元件所用的 TA 断线或机端 TV 断线时 负序方向元件失效 保护自动解除负序方向元件以防其闭锁保 护 同时以高定值段保护来反应匝间故障 以提高可靠性 装置设置有单元件横差零序电流回路和纵向零序电压回路异常监视的功能 故障分量启动 稳态量保持的负序方向匝间保护采用故障分量的负序方向元件作为启 动量 稳态分量的负序方向元件作为保持量 既提高了保护的灵敏度 也提高了保护的可 靠性 10 三次谐波电压比和动态调整式三次谐波电压差动相结合的综合定子接地三次谐波电压比和动态调整式三次谐波电压差动相结合的综合定子接地 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 3 保护保护 装置将动态调整式三次谐波电压差动保护和三次谐波电压比保护方案相结合 三次谐 波比保护自动适应并网前后发电机机端和中性点三次谐波电压间的比例关系 确保三次谐 波电压在零起升压和轻负荷下不误发信 动态调整式三次谐波电压差动判据能实时自动调 整变化系数 使得正常时三次谐波电压差为零 故障时判据最灵敏 装置设置有完善的抗中性点和机端零序电压回路异常引起的定子接地保护误动方案 此外 装置设有机端和中性点零压回路异常监视功能 11 双双 A D 冗余硬件设计的改进冗余硬件设计的改进 乒乓式乒乓式 转子一点接地保护转子一点接地保护 装置的转子一点接地保护采用改进的 乒乓式 原理和高精度双 A D 硬件冗余设计 切换开关采用最新的 MOSFET 电子器件并实时监视其状态 保证了转子接地电阻的高精度 测量和保护的可靠性 该保护能自动跟踪励磁电压 灵敏度高且与接地点位置无关 即使 在轴电刷接触不好的情况下 保护仍具有较好的性能 12 结合功率变化的多直线遮挡器原理失步保护结合功率变化的多直线遮挡器原理失步保护 采用反应发电机测量阻抗变化的多直线遮挡器原理作为主判据 有功变化作为辅助判 据 能正确区分短路和失步 确保在发生可恢复性的振荡时失步保护不误动 并能在检测 出失步且发电机与系统电势间相角差小于 90 时才发跳闸命令 13 综合的间隙性综合的间隙性 TA 二次回路断线判据二次回路断线判据 综合采用相电流突变量 稳态量和差动电流变化量 可靠检测出 TA 二次回路间隙性 断线 保证在 TA 似断非断的情况下差动保护不误动 14 独立的起动元件独立的起动元件 装置采用起动加保护动作 与 门出口跳闸方式 杜绝因单一的硬件故障引起的装置 误动 15 独立的硬件测频通道独立的硬件测频通道 装置提供有独立的硬件测频通道 可以满足发电机保护的硬件测频需求 16 现场调试自动化现场调试自动化 装置提供方便的现场自动测试方案 可以对保护装置实现全面 完善的测试 17 动作过程透明化动作过程透明化 装置的保护 CPU 可以记录故障录波数据 故障录波报告可以打印输出 也可以 COMTRADE 兼容格式输出至串口或以太网接口 根据需要 装置可保存故障处理过程中任何运行的中间结果 结合 CSPC 后台分析软 件 可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析 并可以看到故障动态发展过程中保 护行为的演化过程 使得保护动作过程一目了然 彻底消除了保护装置不明原因的误动作 18 通信接口多样化通信接口多样化 装置配备高速可靠的 LonWorks 现场总线接口 RS 485 通信接口和光 电以太网接口 支持电力行业标准 DL T667 1999 idt IEC60870 5 103 的通信规约和四方公司 CSC2000 规约 并可共享网络打印机 装置提供 GPS 对时接口 提供的对时方式有 脉冲对时方式 IRIG B 码对时方式 另 外也提供网络对时方式 19 软件设计标准化 模块化软件设计标准化 模块化 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 4 装置软件设计结合发电机保护的特点采用标准化 模块化设计 针对不同场合的需求 可实现不必改变程序 对软件功能进行重新配置 定值项自适应改变 即真正的软件功能 可配置 20 功能齐全的后备保护功能齐全的后备保护 装置的后备保护功能多样 提供有各种过流保护 包括复压过流 方向过流 低压过 流 负序过流 纯过流 阻抗保护及各种异常运行工况的保护等 可根据用户的不同需求 进行灵活配置 21 灵活的出口配置灵活的出口配置 装置的跳闸出口采用灵活的配置方式 以满足各种发电机保护出口要求 出口配置可 在出厂时一次性完成 1 3保护配置保护配置 1 3 1 反应短路故障的主保护反应短路故障的主保护 1 发电机纵联差动保护 2 发电机裂相横差保护 3 发电机不完全差动保护 4 励磁变压器差动保护 5 励磁机差动保护 6 匝间保护 根据不同要求选配下列保护 a 单元件横差保护 b 负序方向闭锁纵向零序电压保护 c 故障分量启动的负序方向保护 7 转子两点接地保护 1 3 2 反应短路故障的后备保护反应短路故障的后备保护 1 过电流保护 包括励磁机或励磁变 可根据不同要求选配下列保护 a 过电流保护 b 方向过电流保护 调相机用 c 低压闭锁过电流保护 d 复合电压闭锁过电流保护 e 记忆过电流保护 f 复合过电流保护 2 相间阻抗保护 1 3 3 反应接地故障的保护反应接地故障的保护 1 定子接地保护 2 转子一点接地保护 1 3 4 反应异常运行的保护反应异常运行的保护 1 定子绕组过负荷保护 2 转子表层 负序 过负荷保护 3 转子过负荷保护 4 过电压保护 5 过激磁保护 6 失磁保护 7 失步保护 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 5 8 逆功率保护 9 程跳逆功率保护 10 励磁过电压保护 11 频率异常保护 12 误上电保护 13 起停机保护 14 解列保护 15 电超速保护 16 电流闭锁保护 17 轴电流保护 18 轴电压保护 19 TA 和 TV 断线 异常检测 1 3 5 非电量保护非电量保护 非电量保护包括发电机热工 断水 励磁系统故障等本体保护 励磁变本体保护 非电量保护由专门的非电量保护装置实现 因此 此部分内容不在本说明书中介绍 相关内容请参阅四方公司的本体保护装置说明书 1 4装置型号装置型号命名命名 装置型号的命名意义如图 1 所示 CSC 306 发电机保护装置 四方产品专用代号 设计序号 图图 1 装置型号命名意义装置型号命名意义 1 5 典型组屏方式典型组屏方式 1 5 1发电机出口不带断路器时发电机出口不带断路器时 1 对于对于 100MW 及以上机组保护 考虑完全双重化 按三面屏布置及以上机组保护 考虑完全双重化 按三面屏布置 a 第 1 面屏 CSC 306 第 第 1 套发电机和励磁机套发电机和励磁机 励磁变电气量保护 励磁变电气量保护 CSC 316M 第 1 套主变电气量保护 CSC 316A 第 1 套高厂变电气量保护 若 有两台高厂变则需配置两台 CSC 316A 机箱 b 第 2 面屏 CSC 306 第 第 2 套发电机和励磁机套发电机和励磁机 励磁变电气量保护 励磁变电气量保护 CSC 316M 第 2 套主变电气量保护 CSC 316A 第 2 套高厂变电气量保护 若 有两台高厂变则需配置两台 CSC 316A 机箱 c 第 3 面屏 本体保护机箱 包括发电机 励磁变 主变 高厂变的本体保护 电压切换箱 双母线系统时作为电压切换用 操作箱 打印机 2 对于对于 100MW 以下容量的机组保护 考虑单重化 按两面屏布置以下容量的机组保护 考虑单重化 按两面屏布置 a 第 1 面屏 CSC 306 发电机和励磁机 发电机和励磁机 励磁变电气量保护 励磁变电气量保护 本体保护机箱 发电机 励磁变的本体保护 b 第 2 面屏 CSC 316M 主变电气量保护 CSC 316A 高厂变电气量保护 本体保护机箱 包括主变 高厂变的本体保护 电压切换箱 双母线系统时 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 6 作为电压切换用 操作箱 打印机 3 按照按照 CSC 300 数字式发电机变压器保护装置 一体化装置 进行组屏设计 详数字式发电机变压器保护装置 一体化装置 进行组屏设计 详 细内容参见细内容参见 CSC 300 数字式发电机变压器组保护装置说明书数字式发电机变压器组保护装置说明书 1 5 2发电机出口带断路器发电机出口带断路器 1 对于对于 100MW 及以上机组保护 考虑完全双重化 按六面屏布置及以上机组保护 考虑完全双重化 按六面屏布置 a 第 1 面屏 CSC 306 第 第 1 套发电机和励磁机套发电机和励磁机 励磁变电气量保护 励磁变电气量保护 b 第 2 面屏 CSC 306 第 第 2 套发电机和励磁机套发电机和励磁机 励磁变电气量保护 励磁变电气量保护 c 第 3 面屏 发电机 励磁变本体保护机箱 三相操作箱 打印机 d 第 4 面屏 CSC 316M 第 1 套主变电气量保护 CSC 316A 第 1 套高厂变 电气量保护 若有两台高厂变则需配置两台 CSC 316A 机箱 e 第 5 面屏 CSC 316M 第 2 套主变电气量保护 CSC 316A 第 2 套高厂变 电气量保护 若有两台高厂变则需配置两台 CSC 316A 机箱 f 第 6 面屏 本体保护机箱 包括主变 高厂变的本体保护 电压切换箱 双 母线系统时作为电压切换用 操作箱 打印机 若现场屏柜安装位置紧张时 可按若现场屏柜安装位置紧张时 可按 4 面屏布置 即将第面屏布置 即将第 3 面屏的机箱分散至第面屏的机箱分散至第 1 2 面面 屏 将第屏 将第 6 面屏的机箱分散至第面屏的机箱分散至第 4 5 面屏 面屏 2 对于对于 100MW 以下容量的机组保护 考虑单重化 按两面屏布置以下容量的机组保护 考虑单重化 按两面屏布置 a 第 1 面屏 CSC 306 发电机和励磁机 发电机和励磁机 励磁变电气量保护 励磁变电气量保护 发电机本体保护 机箱 三相操作箱 打印机 b 第 2 面屏 CSC 316M 主变电气量保护 CSC 316A 高厂变电气量保护 本体保护机箱 包括主变 高厂变的本体保护 电压切换箱 双母线系统时 作为电压切换用 操作箱 打印机 1 6装置执行标准装置执行标准 装置执行的标准为 企业标准 Q HDSFJ014 2004 CSC 306 数字式发电机保护装置 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 7 2技术条件技术条件 2 1环境条件环境条件 装置在以下环境条件下能正常工作 a 工作环境温度 10 55 运输过程的环境温度极限值为 25 和 70 在此极限值下不施加激励量 装置不出现不可逆的变化 当温度恢复后 装置应 能正常工作 b 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 c 大气压力 80kPa 110kPa d 使用场所不得有火灾 爆炸 腐蚀等危及装置安全的危险以及超出本说明书规定 的振动 冲击和碰撞 2 2电气绝缘性能电气绝缘性能 2 2 1介质强度介质强度 装置能承受 GB T14598 3 1993 eqv IEC60255 5 1977 规定的交流电压为 2kV 强 电回路 或 500V 弱电回路 频率为 50Hz 历时 1min 的介质强度试验 而无击穿和闪 络现象 2 2 2绝缘电阻绝缘电阻 用开路电压为 500V 的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于 100M 符合 IEC60255 5 2000 的规定 2 2 3冲击电压冲击电压 装置能承受 GB T14598 3 1993 eqv IEC60255 5 1977 规定的峰值为 5kV 强电回 路 或 1kV 弱电回路 的标准雷电波的冲击电压试验 2 3机械性能机械性能 2 3 1振动振动 装置能承受 GB T 11287 2000 idt IEC60255 21 1 1988 规定的 I 级振动响应和振动 耐受试验 2 3 2冲击和碰撞冲击和碰撞 装置能承受 GB T 14537 1993 idt IEC60255 21 2 1988 规定的 I 级冲击响应和冲击 耐受试验 以及 I 级碰撞试验 2 4电磁兼容性电磁兼容性 2 4 1脉冲群干扰脉冲群干扰 装置能承受 GB T 14598 13 1998 eqv IEC60255 22 1 1988 规定的 级 1MHz 和 100kHz 脉冲群干扰试验 第一半波电压幅值共模为 2 5kV 差模为 1kV CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 8 2 4 2静电放电干扰静电放电干扰 装置能承受 GB T 14598 14 1998 idt IEC60255 22 2 1996 规定的 级 接触放电 8kV 静电放电干扰试验 2 4 3辐射电磁场干扰辐射电磁场干扰 装置能承受 GB T 14598 9 2002 idt IEC60255 22 3 2000 规定的 级 10V m 的 辐射电磁场干扰试验 2 4 4快速瞬变干扰快速瞬变干扰 装置能承受 GB T 14598 10 1996 idt IEC60255 22 4 1992 规定的 级 通信端口 2kV 其他端口 4kV 的快速瞬变干扰试验 2 5安全性能安全性能 装置符合 GB16836 1997 的外壳防护等级不低于 IP20 安全类别为 I 类 2 6装置主要技术参数装置主要技术参数 2 6 1额定直流电源电压额定直流电源电压 220V 或 110V 订货时注明 2 6 2额定交流参数额定交流参数 a 交流电流 5A 或 1A 订货时注明 b 相电压 100 V 3 c 开口三角电压 100V 300V d 频率 50Hz 2 6 3功耗功耗 a 直流电源回路 当正常工作时 不大于 35W 当保护动作时 不大于 60W b 交流电流回路 当二次额定电流为 5A 时 不大于 1VA 相 当二次额定电流为 1A 时 不大于 0 5VA 相 c 交流电压回路 在额定电压下不大于 0 5VA 相 2 6 4过载能力过载能力 a 交流电流回路 在 2 倍额定电流下连续工作 10 倍额定电流下允许 10s 50 倍额 定电流下允许 1s b 交流电压回路 在 1 2 倍额定电压下连续工作 1 4 倍额定电压下允许 10s c 直流电源回路 80 120 额定电压 连续工作 2 6 5输出触点容量输出触点容量 a 跳闸触点容量 在电压不大于 250V 电流不大于 1A 时间常数 L R 为 5 0 75 ms 的直流有感负荷回路中 触点断开容量为 50W 允许长期通过电流 不大于 5A b 其它触点容量 在电压不大于 250V 电流不大于 0 5A 时间常数 L R 为 5 0 75 ms 的直流有感负荷回路中 触点断开容量为 30W 允许长期通过电流 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 9 不大于 3A 2 7主要技术性能主要技术性能指标指标 2 7 1交流回路精确工作范围交流回路精确工作范围 交流回路精确工作范围为 a 相电流变换器 线性范围为 0 08 20 n I n I b 相电压变换器 线性范围为 0 4V 100V c 线电压变压器 线性范围为 0 5V 160V d 100V 零序电压变换器 线性范围为 0 4 100V e 300V 零序电压变换器 线性范围为 3 300V 注 为装置 TA 的额定电流 以下同 n I 2 7 2纵联差动保护纵联差动保护 纵联差动保护的主要性能为 a 比率制动动作电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 ee II0 1 1 0 n I b 拐点电流整定范围 ee II 5 0 c 比率制动系数或斜率整定范围 0 1 3 0 d 比率制动动作时间 2 倍整定电流时 不大于 30ms 注 1 对于比率制动系数的差动保护 无需整定拐点电流 注 2 为发电机二次额定电流 以下同 e I 2 7 3裂相横差保护 不完全差动保护裂相横差保护 不完全差动保护 裂相横差保护 不完全差动保护的主要性能为 a 比率制动动作电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 ee II2 1 0 n I b 拐点电流整定范围 ee II 3 0 c 比率制动斜率整定范围 0 1 3 0 d 比率制动动作时间 2 倍整定电流时 不大于 30ms 2 7 4励磁机差动保护励磁机差动保护 励磁机差动保护的主要性能为 a 比率制动动作电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 fefe II0 2 1 0 n I b 比率制动系数整定范围 0 1 3 0 c 比率制动动作时间 2 倍整定电流时 不大于 30ms 注 为励磁机二次额定电流 以下同 fe I 2 7 5励磁变压器差动保护励磁变压器差动保护 励磁变压器差动保护的主要性能为 a 差动速断电流整定范围 整定值允差 2 5 TfeTfe II15 0 3 b 比率制动动作电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 TfeTfe II0 1 2 0 n I c 比率制动斜率整定范围 7 0 3 0 d 二次谐波制动比整定范围 0 1 0 5 e 差动速断动作时间 1 5 倍整定电流时 不大于 20ms f 比率差动动作时间 2 倍整定电流时 不大于 30ms CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 10 注 为励磁变二次额定电流 以下同 Tfe I 2 7 6匝间保护匝间保护 匝间保护的主要性能为 单元件横差保护单元件横差保护 a 三次谐波滤过比大于 100 b 电流整定范围 0 08 10 整定值允差 2 5 或 0 02 n I n I n I c 电流返回系数不小于 0 95 d 转子一点接地后横差保护延时定值范围 0 1s 1s e 转子一点接地未动作时 保护动作时间 1 2 倍整定电流时 不大于 70ms 负序方向闭锁纵向零序电压保护负序方向闭锁纵向零序电压保护 a 零序电压三次谐波滤过比大于 100 b 负序方向最大灵敏角 82 5 5 c 负序方向动作范围 0 165 d 零序电压整定范围 1 0V 100V 整定值允差 2 5 或 0 05V e 延时整定范围 0s 30s 允差 1 2 倍整定值时 最大灵敏角下测量 不超过 1 整定值或 40ms f 高定值段零序电压整定范围 3 0V 100V 整定值允差 2 5 或 0 05V g 高定值段延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 负序方向匝间保护负序方向匝间保护 a 负序电流的故障分量整定范围 0 02 1 e I e I b 负序电压的故障分量整定范围 0 5 V 10V c 故障分量负序方向灵敏度 在最大灵敏角下 最小动作负序增量不大于 0 5 2 P 为发电机二次额定容量 n S n S d 稳态量保持最大灵敏角 82 5 5 e 负序方向动作范围 0 165 f 在最大灵敏角下测量保护动作时间不大于 200ms 2 7 7定子绕组接地保护定子绕组接地保护 定子绕组接地保护的主要性能为 零序电压原理零序电压原理 a 三次谐波滤过比大于 100 b 返回系数不小于 0 95 c 零压整定范围 5V 50V 整定值允差 2 5 d 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 三次谐波原理三次谐波原理 a 自调整三次谐波电压制动系数整定范围 0 2 20 整定值允差 10 b 三次谐波电压比整定范围 0 5 2 整定值允差 5 c 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 2 7 8转子接地保护转子接地保护 转子接地保护的主要性能为 转子一点接地保护转子一点接地保护 a 电阻定值整定范围 0 5 k 50k 整定值允差 10 或 0 5k b 延时整定范围 1 0s 30s 允差 0 8 倍整定值时 不超过 1 整定值或 1s 转子两点接地保护转子两点接地保护 a 定子正序二次谐波电压整定范围 0 5V 20V 整定值允差 2 5 或 0 05V b 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 11 2 7 9定子过负荷保护定子过负荷保护 定子过负荷保护的主要性能为 定时限部分定时限部分 a 电流整定范围 电流整定值允差 2 5 ee II10 0 1 b 返回系数不小于 0 95 c 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 反时限部分反时限部分 a 长延时可整定到 1000s b 起动电流整定值范围 整定值允差 2 5 ee II0 2 0 1 c 返回系数不小于 0 95 d 散热系数整定范围 1 3 e 热容量系数整定范围 1 99 f 反时限动作时间 动作值与计算值误差不大于 5 或 25ms 2 7 10转子表层负序过负荷保护转子表层负序过负荷保护 转子表层负序过负荷保护的主要性能为 定时限部分定时限部分 a 负序电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 ee II0 1 05 0 n I b 返回系数不小于 0 95 c 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 反时限部分反时限部分 a 长延时可整定到 1000s b 长期允许负序电流倍数整定范围 0 05 0 5 整定值允差 5 c 返回系数不小于 0 95 d 热容量系数整定范围 1 20 e 反时限动作时间 动作值与计算值误差不大于 5 或 25ms 2 7 11励磁过负荷保护励磁过负荷保护 励磁过负荷保护的主要性能为 定时限部分定时限部分 a 转子电流整定范围 1 0I 2 0I 其中 I 为励磁机或励磁变 电流整定值允差 fe I Tfe I 2 5 b 返回系数大于 0 95 c 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 反时限部分反时限部分 a 长延时可整定到 1000s b 热容量系数整定范围 1 100 c 反时限动作时间 动作值与计算值误差不大于 5 或 25ms 2 7 12过电压保护过电压保护 过电压保护的主要性能为 a 整定范围 100V 160V 整定值允差 2 5 b 返回系数不小于 0 95 c 动作延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 2 7 13欠电压保护欠电压保护 欠电压保护的主要性能为 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 12 a 整定范围 10V 100V 整定值允差 2 5 b 返回系数不小于 0 95 c 动作延时整定范围 0 1s 30s 允差 0 8 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 2 7 14过激磁保护过激磁保护 过激磁保护的主要性能为 定时限部分定时限部分 a 频率适用范围 20Hz 65Hz b 基准电压整定范围 80V 120V c 过激磁倍数整定范围 1 0 1 6 整定值允差 2 5 d 返回系数不小于 0 96 e 延时整定范围 0 1s 6000s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 70ms 反时限部分反时限部分 a 频率适用范围 20Hz 65Hz b 基准电压整定范围 80V 120V c 长延时可整定到 6000s d 反时限各点过激磁倍数整定范围 1 0 1 6 整定值允差 2 5 e 返回系数不小于 0 96 f 反时限动作时间 动作值与计算值误差不大于 5 或 70ms 2 7 15低励失磁保护低励失磁保护 低励失磁保护的主要性能为 a 阻抗定值允差 5 或 0 1 其它定值允差 2 5 b 阻抗整定范围 0 200 电阻和电抗定值允差 5 或 0 1 c 转子电压整定范围 20 500V d 凸极功率整定范围 1W 400W e 变励磁电压判据的斜率整定范围 0 05 10 f 机端和系统电压整定范围 30V 100V g 延时整定范围 0 1s 30s 允差不超过 1 整定值或 40ms h 长延时定值范围 0 1s 2000s 允差不超过 1 整定值或 40ms 2 7 16失步保护失步保护 失步保护的主要性能为 a 滑极次数整定范围 1 10 b 失步保护电阻边界和变压器电抗整定范围 0 100 电阻和电抗定值允差 5 或 0 1 c 阻抗停留时间整定范围 0 01s 1s 2 7 17逆功率保护逆功率保护 逆功率保护的主要性能为 a 整定范围 1 0 50 Ge P b 返回系数不小于 0 9 c 有功最小整定不大于 10W 二次的三相功率 额定电流为 5A 功率整定值允差 10 注 为发电机额定功率 以下同 Ge P 2 7 18频率异常保护频率异常保护 频率异常保护的主要性能为 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 13 a 频率测量范围 40Hz 65Hz b 低频保护频率整定范围 45Hz 49 99Hz 整定值允差 0 02Hz c 过频保护频率整定范围 50 01Hz 55Hz 整定值允差 0 02Hz d 连续低频或过频保护延时整定范围 1s 6000s e 频率累积延时整定范围 1min 600min f 延时允差 2 5 2 7 19误上电保护误上电保护 误上电保护的主要性能为 a 电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 ee II1 2 0 n I b 1 2 倍整定值时保护动作时间不大于 220ms 2 7 20起停机保护起停机保护 起停机保护的主要性能为 a 零序电压整定范围 5V 50V 整定值允差 2 5 b 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 70ms c 差动电流整定范围 整定值允差 5 或 0 02 ee II1 2 0 n I d 差动固有延时不大于 70ms 2 7 21过电流保护过电流保护 过电流保护的主要性能为 1 过电流保护过电流保护 a 电流整定范围 整定值允差 2 5 或 0 02 ee II15 5 0 n I b 返回系数不小于 0 95 c 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 2 低电压闭锁过电流保护 电流可带记忆 低电压闭锁过电流保护 电流可带记忆 a 过电流技术条件同 1 b 低电压整定范围 10V 100V 整定值允差 2 5 c 返回系数 低电压元件不大于 1 1 d 延时整定范围 0 1s 30s 允差 电流为 1 2 倍整定值 低电压为 0 8 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 3 复合电压闭锁过电流保护 电流可带记忆 复合电压闭锁过电流保护 电流可带记忆 a 过电流技术条件同 1 b 低电压技术条件同 2 c 负序电压整定范围 2V 40V 整定值允差 2 5 或 0 05V d 延时整定范围 0 1s 30s 允差 电流 负序电压为 1 2 倍整定值 低电压为 0 8 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 4 复合过电流保护 电流可带记忆 复合过电流保护 电流可带记忆 a 低电压闭锁过电流技术条件同 2 b 负序电流整定范围 整定值允差 2 5 或 ee II5 1 0 n I02 0 c 延时整定范围 0 1s 30s 允差 1 2 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms 2 7 22阻抗保护阻抗保护 阻抗保护的主要性能为 a 整定范围 0 100 整定值允差 5 b 阻抗反向偏移比整定范围 0 100 c 精确工作电流不大于 0 1 n I d 延时整定范围 0 1s 30s 允差 0 8 倍整定值时 不超过 1 整定值或 40ms CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 14 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 15 3保护原理和逻辑框图保护原理和逻辑框图 3 1纵联差动保护纵联差动保护 3 1 1保护原理保护原理 纵联差动保护作为发电机内部相间短路故障的主保护 采用两段比率制动特性 见图 2 纵差保护有两种方案可选 即比率制动系数的纵差保护和比率制动斜率的纵差保护方 案 方案一 比率制动系数的纵差保护 动作方程为 1 zdresdz dz IKI II CD 式中 分别为差动电流和制动电流 计算公式分别为差动电流和制 dz I zd I NTdz III 动电流 为差动电流起始值 为制动系数 2 NT zd II I CD I res K 其中 分别为发电机机端和中性点的电流相量 均以指向系统为正均以指向系统为正 T I N I 方案二 比率制动斜率的纵差保护 动作方程为 2 BzdCDBzdIDdz Bzddz IIIIIKI IIII 如果 如果 CD 式中 为比率制动斜率 为拐点电流值 其它量意义与方案一表示相同 ID K B I TA 断线后发告警信号 TA 断线是否闭锁差动保护可通过整定定值单中的功能位实现 为了防止一点在区内 一点区外的两点接地故障 还设有机端负序电压元件 在差动 保护仅有一相满足动作条件时 除增加计算次数和 TA 异常判断次数外 同时机端负序电 压大时 保护才发跳闸命令 为了提高保护的可靠性 在稳态量差动判别的基础上 增加采样值差动作为辅助判据 装置具有完善的抗 TA 饱和能力以及故障恢复过程中不平衡电流对差动保护的影响 当采用完全纵差保护时 机端和中性点侧应选用同型号 同变比的 TA 两侧电流互 感器的二次负载宜匹配一致 以最大减轻不平衡电流 降低定值 提高灵敏度 当中性点侧引入部分分支时 发电机完全纵差保护就构成了不完全差动保护 此时采 用单相出口方式 并选用比率制动斜率的纵差保护方案 当采用不完全差动时 机端和中 性点侧仍可采用同型号 同变比的 TA 由装置自动调整平衡 Idz Izd ICD IB 动作区 制动区 图图 2 带比率制动特性的发电机纵联差动保护动作特性带比率制动特性的发电机纵联差动保护动作特性 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 16 3 1 2逻辑框图逻辑框图 发电机完全纵差保护逻辑框图如图 3 不完全纵差保护逻辑框图如图 4 1 两相及三相比率制动差动 A相比率差动动作 B相比率差动动作 C相比率差动动作 纵差保护投入 纵差保护出口 4 差流越限 A相差流越限 B相差流越限 C相差流越限 纵差保护投入 纵差差流越限 1 1 5s A相比率差动动作 B相比率差动动作 C相比率差动动作 负序电压 8V 只 有 一 相 动 作 纵差保护投入 纵差保护出口 最大线电压 转子一点接地开入THC 60ms 横差保护出口 机端最大相电流 0 2Ie 横差回路异常 横差电流三次谐波分量 I3 0 1A 5A的TA 或I3 I2Q 且负序电压U2 U2Q 负序方向满足 TA异常 TV1异常 负序方向元件动作 纵向零序电压3U0 UZJ1 纵向零序电压保护投入 纵向零压保护出口 负序方向元件动作 TZJ1 TV2三相电压 90V 纵向3U0异常 TV2开口3U0的 三次谐波分量U3 UZJ2 高定值段 纵向零序电压保护投入 纵向零压保护出口 TV2异常 TZJ2 TA或TV1异常 图图 7 负序方向闭锁纵向零压匝间保护动作逻辑图负序方向闭锁纵向零压匝间保护动作逻辑图 3 4 3整定内容和取值建议整定内容和取值建议 零序电压 UZJ1的整定原则为能可靠躲过正常工况下由发电机纵向不对称及专用 TV 三 相参数不一致产生的零序电压 而在定子绕组发生最小匝间短路时能可靠动作 高定值段零压 UZJ2的整定 应躲过负序方向元件用的 TV 断线或 TA 断线 又发生外 部故障时的最大纵向零序电压 建议 UZJ2整定得不低于 6V TZJ2不少于 0 2s 负序电流起动值 I2Q和负序电压起动值 U2Q装置内部固定 3 4 4说明说明 尽管在单纯 TA 或 TV 断线的情况下 由于负序方向元件不满足动作条件 保护不会 误动 但装置还是考虑了 TA 和 TV 断线的检测功能 在发现 TA 或 TV 断线时发出告警信 号并将负序方向元件闭锁 以防止在二次回路断线情况下又发生外部故障时造成保护误动 3 5负序方向匝间保护负序方向匝间保护 3 5 1保护原理保护原理 对于由中性点只引出三个端子而无法装设单元件横差保护以及没有专用 TV 不能装设 纵向零序电压保护的场合 可采用故障分量启动的负序方向匝间保护来实现定子绕组内部 CSC 306数字式发电机保护装置 说明书 23 匝间故障的保护 保护采用负序电流的故障分量 负序电压的故障分量 负序功率的故障分量 2 I 2 U 作为启动元件 20ms 后切换为稳态量的负序方向作为延时判别元件 保护经 200ms 延 2 P 时出口 故障分量启动元件动作判据为 4 TQTQT PPUUII 22222 式中 分别为负序电流 负序电压 负序功率故障分量门槛值 QT I2 QT U2 T P 负序功率的故障分量可按如下公式计算 5 e j IUP 222 Re3 式中 为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角 一般为 75 85 稳态量负序方向元件动作判据为 6 0 22222 PUUII QQ 式中 分别为负序电流 电压门槛值 装置内部固定 为负序方向元件 Q I2 Q U2 2 P 稳态量负序方向继电器的最大灵敏角 一般为 75 85 负序方向继电器的电压取自 机端 TV 电流取自中性点 TA 或机端 TA 可选择 内部故障时 负序功率由发电机流向 系统 3 5 2整定内容和取值建议整定内容和取值建议 1 负序电流的故障分量 负序电压的故障分量 负序功率的故障分量 2 I 2 U 2 P 建议为 1 为 3 为 0 1 2 I Ge I 2 U Ge U 2 P Ge P 2 负序电流起动值 I2Q 负序电压起动值 U2Q 负序电流起动值 I2Q 负序电压起动值 U2Q 装置内部固定 3 延时元件 T0 装置内部固定为 0 2s 3 6复合电压过电流 电流可带记忆 保护复合电压过电流 电流可带记忆 保护 3 6 1保护原理保护原理 由负序电压及线电压启动的过电流保护 可作为发电机 变压器 高压母线及相邻线 路故障的后备 复合电压过电流保护设一段两时限 或两段两时限 电流取自发电机机端 TA 或中性点 TA 可选择 的最大相电流 电压取自机端普通 TV 对于自并励发电机