国电南自-gdt801发电机变压器保护

DGT801数字发电压器保 东南大学国电南自研制数字发电压器保护的成 六侧变压器纵差动保 发电机横差保 发电机高灵敏横差保 发电机裂相横差保 发电机谐波比率制动式高灵敏匝间短路保 发电机负序功率方向闭锁式匝间短路保 3U0发电机定子接地保 发电机综合式3UO定子接地保 发电机3IO定子接地保 发电机三次谐波式高灵敏100%定子接地保 发电机静稳(异步)边界圆式失磁保 发电机逆无功式失磁保 发电机失步保 发电机逆功率保 发电机逆功率保 发电机低频保 发电机过频保 发电机频率积累保 发电机过励磁保 变压器过励磁保 发电机反时限过励磁保 变压器反时限过励磁保 发电机过电压保 发电机过负荷保 发电机过流保 发电机反时限对称过流保 发电机负序过负荷保 发电机负序过流保护(或称转子表层过负荷保护 发电机负序反时限过流保 发电机叠加直流式转子一点接地保 发电机谐波序电压式转子两点接地保 发电机直流励磁回路过流保 发电机反时限直流励磁回路过流保 发电机交流励磁(三相)回路过流保 发电机反时限交流励磁(三相)回路过流保 低电流保 强励电压保 发电机轴电流保 发电机轴电压保 发电机相序保 发电机电超速保 发电机低压过流()保 发电机复合低压过流()保 变压器阻抗保 变压器间隙电流保 变压器零序电压保 变压器零序电流保 变压器过负荷保 变压器过流保 变压器低压过流保 变压器复合低压过流保 变压器通风启 厂变压器高备变双分支低压过流保 厂变压器高备变双分支复合低压过流保 厂变压器高备变分支过流保 高压断路器启动失灵保 3运行程45MMI和ODBC之间的通信方 DATAACCESS数据格 网络和CPU之间的通信方 DGT801数字发 压器保DGT801数字发电压器保护是由东南大学国电南自国电自动联合研制的新一代全数字型继电保护系统它是在第一代WFBZ-01型微机发电压器组保护装置基础上研制开发的它采CPU并行处理技术可提供几十种的保护功能和非电量保护接口它可分布于若干个相互完全独立的并行处理CPU系统中能满足各种容量的火电或水电发变组保护要求也可单独作为发电机组抽水蓄能机组主变压器厂用变压器高600MW1200MW500kVWEB浏览管理装置保护配置灵活设计合理可根据机组要求灵活配置满足主保护的双重化和主后备保护的独立合理分布同时装置满足电力系统反事故措施的要求保证装置使用的安全性和可靠性东南大学国电南自研制数字发电压器保护的成1994阶段成果1999年国家 九五重点推广项目(600MW90的数字保护技术指标国际先进主保护国际领先的保护DGT801数字发电压器保护新特新理论DGT801数字发电压器保护原理以600MW-1200MW机组为研究对象,利用数字保护的优势,采用象人工神经元技术小波技术综合保护技术标积技术快速算法技术高抗TA饱和的鲁棒技术波形技术等实现了速度快精度高性能可靠原理先进的新一代数字保DGT801数字发电压器保护充用In公司产品指令级兼容的优势在硬件模块更新优化的基础上使软件直接站在巨人第一代产品的肩膀上实现了通用透明的模块采CPU使保护无硬件引起的误DGT801数字发电压器保护采CPU处理器同一组数据由两个CPU同时进行处理两个CPU之间相互交换信息将硬件故障可能的误动及时检查出并予纠正使保护从免设DGT801数字发电压器保护全部输出信息都闭环反馈给CPU,能保证当有关的硬件故障时及时闭锁保护和告警在CPU没有发出故障信号时从保护输入到出口线圈工作正常基本上做到了孜孜以求的免目标DGT801数字发电压器保护硬件除了采用了CPU的WatchDog外,还采用了完CPUWatchDogWatchDogWatchdog异常或损坏时确保CPU一旦发生程序走飞后迅速恢复至正常工作状态DGT801数字发电压器保护CPU采用In公司专门为实时控制系统而设计的32位In386EX1G33MHz但在DGT801数字发电压器保护中让CPU工作在一个非常优越的25M环境下使CPU工作更轻松时序工作更合理从而使保护工作更轻松更可靠DGT801数字式发电压器保护采用AD公司十六位高性能A/D,它具有转换精度高转换时间短线性度好能力强的特点注TA为电流互感器即CT下采用AMD公司的大规模FPGA技术将大量的逻辑电路集成在一块中,使得电路的设计更加简化和灵活,增加系统可靠性.并具有良好的性DGT801数字发电压器保护CPU具有完善的双重故障录波功能可记录上千条故障报文和的故障波形可进行波形的直接分析处理录波数据可和COMTRADE兼容DGT801数字发 压器保护CPU具有完善的网络功能支持IEC60870-5-103通DGT801数字发电压器保护采用目前国际流行的SMT技术不仅增加单位面积电路板上IC的容量还使硬件更加安全可靠DGT801数字发电压器保护的投退压板采用独家专利技术压板直接退出保护出口跳闸回路杜绝软压板的不安全因素DGT801数字发电压器保护采用国内外最先进的前开门技术使得保护柜可以立墙放置可节省现场安装的空间DGT801数字发电压器保护做到强弱电完全分开采用TATV直流(如励磁)等强电不进印制板直接转化为弱电后再进印制板技术确保CPU为了DGT801数字发电压器保护长久发展各个模块之间的连接均采用国际标准接口和平台分布式数据库ODBC平台都是开放性可扩充性可连接性优秀平台DGT注TV为电压互感器即 下 压器保护就是采用的这一平台使系统可被无限扩充和升级换代而保持产品的发电机比率制动纵差动保护发电机基于保护原理神经元网络式纵差动保护发电机基于小波原理的纵差动保护发电机循环闭锁式纵差动保护发电机不完全纵差动保护变压器比率制动纵差动保护变压器标积制动纵差动保护变压器波形对称纵差动保护变压器基于保护原理神经元网络式纵差动保护变压器基于小波原理的纵差动保护发变组纵差动保护厂变压器纵差动保护高备变纵差动保护励磁变纵差动保护短引线纵差动保护电抗器纵差动保护预测相似二乘算法的纵差速断保护六侧变压器纵差动保护发电机高灵敏横差保护发电机裂相横差保护发电机谐波比率制动式高灵敏匝间短路保护发电机负序功率方向闭锁式匝间短路保护发电机3Uo定子接地保护3Uo发电机3Io定子接地保护100%定子接地保护发电机叠加低频式100%定子接地保护发电机静稳(异步)边界圆式失磁保护发电机逆无功式失磁保护发电机直接功角式失步保护发电机逆功率保护发电机低频保护发电机频率积累保护发电机过励磁保护发电机反时限过励磁保护变压器过励磁保护变压器反时限过励磁保护发电机过电压保护发电机过负荷保护发电机过流保护发电机反时限对称过流保护发电机负序过负荷保护发电机叠加直流式转子一点接地保护发电机谐波序电压式转子两点接地保护发电机直流励磁回路过流保护发电机反时限直流励磁回路过流保护发电机反时限交流励磁(三相)回路过流保护发电机交流励磁(三相)回路过流保护发电机反时限交流励磁(三相)回路过流保护低电流保护发电机轴电流保护发电机轴电压保护发电机相序保护发电机电超速保护发电机低压过流()保护发电机复合低压过流()保护发电机低电压过流切换励磁(水车停机闭锁)和调相失压保护(简介)变压器阻抗保护变压器间隙电流保护变压器零序电压保护变压器零序电流保护变压器过负荷保护变压器复合低压过流保护变压器通风启动厂变压器双分支低压过流保护厂变压器分支过流保护厂变压器双分支复合低压过流保护高备变双分支低压过流保护高备变双分支复合低压过流保护高压断路器失灵保护高压断路器非全相保护发电机误上电保护断路器闪络保护相间功率方向保护负序功率方向保护零序功率方向保护电压平衡保护电流闭锁电压式TV断线保护TV各种非电量保护变压器瓦斯油位油温压力释放冷却器故障发电机断水本技术说明书将详细阐述DGT801型数字发电压器组保护装置的原理动作逻辑和整定计算方法介绍装置的网络化运行管理的原理装置的硬件软件的基本设计原理以及本装置所达到的技术目标全面叙述了本装置的工程设计方法和设计原理并列举了600MW机组保护配置方案在本装置的使用说明书中则详细阐述DGT801型数字发电压器组保护使用方法和和网络化的调试方法和操作方法介绍了工程设计的具体步骤以及装置的在本说明书的附录中摘录了电设备整定计算导则和继电保护和安全自动装置技术规程DL400-91,供整定计算和保护配置时参考保护原理及整定在本章中将详细介绍DGT801数字式发电压器保护装置所用到的保护原理及实现方法,提供各种保护原理的逻辑框图介绍各种保护所用到的整定值定义及其整定方法在新的在本章中经常要用到电设备整定计算导则和继电保护和安全自动装置技术规程DL400-91的有关内容在下面使用时一律简称导则和规程比率制动原理是传统保护原理在数字保护上的改进它由二部分组成无制动部分和比率制动部分它具有较高的灵敏度和抗TA饱和的能力 K(I& /2I) INITI Iq――曲线的启动电流I&NI&

KS(I&NI&

/2Ig)I211发电机机端电流 发电机中性点电流 CTC&+A发电机差动可采用单相差动方式和后续有关章节的循环闭锁方式此处介绍单相差动方TATACTC&+ABBCT 图2.1. 发电机差动出口逻辑单相差动方整定比率制动曲线带制动部分的斜率单 一般K=0.3KzKs=Kz(1+(Ig-Iq/Kz)/(Imax-其中Ig――拐点电流AIq――启动电流Imax――可靠躲开区外短路时最大不平衡电流A整定差动保护的启动电流单位(A)一 Iq=0.5拐点电流整定差动保护的拐点电流单位(A)一 Ig=4.0TA断线解闭锁电流定值单位(倍)一 Ict=0.82(倍当发电机电流大于该定值 TA断线闭锁功能自动退出单 (倍差动速断倍 单位(倍 一般Isd=38(倍当发电机差电流大于该定值 无论制动量多大差动均动 单位(倍整定发电机的二次额定电 单位请参见导则和规程请参见导则和规程拐点电流Ict(1.2~1.3)Ifmax/nL*I式 If 发电机最大负荷电 一般取3 整定发电机的二次额定电 单位IeIef/请参见导则和规程规程规定具有制动特性的差动保护灵敏度自然满足要求分析以供参考标积制动原理中的制动量反映的是数学上的内积量它由二部分组成无制动部分和比率不平衡电流和抗TA饱和的能力从简单理论分析可以看出标积制动原理的制动量在区外发生短路时代表的是一个臂的臂电流而比率制动原理的制动量在区外发生短路时代表的也是一个臂的臂电流因此在区外发生故障时除了动作电流和比率制动特性完全相等外制动电流和比率制动特性也基本相应了标积原理的高度的安全性和可靠性因为它的安全性和可靠性不低于比率制动原理而比标积制动原理和比率制动原理的制动量理论上都反应臂电流的幅值和相位但从形式上看标积制动原理更注重反应相位特性虽然标积制动原理在区外故障时的表现行为和比率制动特性相同但在区内故障时却完全不同由于标积制动原理的制动量反应电流之间相位的余弦当相位大于90度制动量就变为负值负值的制动量从概念上讲即为动作量因 故障发生时保护反应的灵敏度而比率制动原理的制动量总是大于0的从制动曲线看当区内发生故障时一旦相位大于90度标积制动工作点就在纵制动原理比比率制动原理的工作点要远远地离开动作边界在反应同一故障的灵敏度上体现理论计算已经表明发电机即使轻微的故障制动量的相位也超过90度因此在发电机并网前发生的短路由于发电机机端无电流仅有中性点有短路电流因此标积原理的制动量为0而比率制动原理不为0显然标积原理的动作裕度更大对动作差动保护的灵敏性不应仅仅反映动作边界而更应反映故障时工作点离开边界的距离实际的短路过程比较复杂有过渡电阻有电弧有谐波因此工作点离开边界的距离越远即越灵敏克服这种不利因素的能力就越强INITCos(180I& INITCos(180

0INITKS 0 INI

I其中Ig――曲线的拐点电流IqKs:曲线的斜率I&I&I& S(I

ITCos(180)I

)I221发电机机端电流 发电机中性点电流 CTC&+A发电机差动可采用单相差动方式和后续有关章节的循环闭锁方式此处介绍单相差动方TATACTC&+ABBCT图2.2. 发电机差动出口逻辑单差动方整定标积制动曲线带制动部分的斜率单 一般K=0.3KzKs=Kz(1+(Ig-Iq/Kz)/(Imax-其中Ig――拐点电流AIq――启动电流AImax――可靠躲开区外短路时最大不平衡电流A整定差动保护的启动电流单位(A)一 Iq=0.5拐点电流整定差动保护的拐点电流单位(A)一 Ig=4.0TA断线解闭锁电流定值单位(倍)一 Ict=0.82(倍当发电机电流大于该定值 TA断线闭锁功能自动退出单 (倍差动速断倍 单位(倍 一般Isd=38(倍当发电机差电流大于该定值 无论制动量多大差动均动 单位(倍整定发电机的二次额定电 单位请参见导则和规程请参见导则和规程拐点电流Ict(1.2~1.3)Ifmax/nL*I式 If 发电机最大负荷电 一般取3 整定发电机的二次额定电 单位IeIef/请参见导则和规程规程规定具有制动特性的差动保护灵敏度自然满足要求建议使用东南大学的发电机故障包对发电机故障灵敏度分析进行分析以供参考基于保护原理神经元网络是DGT801首次将神经元思想实际应用于保护装置提出了在继电保护领域中具有实际应用意义的基于保护原理的神经元网络思想为神经元方法在保护ANN技术在继电保护领域中应用的优势和特点非常明显它的并行处理能力能加快保护的计算速断和判别速度它的鲁棒性和容错能力可极大地提高数字保护的能力提高数字保护抗TA饱和的能力使数字保护更能适应电力系统故障时的暂态过程从而提高数字保但是要想享受到ANNANN环节解决好ANN100正确动作的问题这些权系数的获得是通过对已知样本的学习后获取的但电力系统的这种样本空间中样本个数是无限的不可能全部获取在继电保护领域中甚至较全面地获取样本都不可能即在限的当在千变万化的电力系统中使用时所遇到的情况很有可能是学习时所未见的ANN网络只能根据已训练出的权系数来计算分析由此分析得出的结果正确与否当然和权系数中所含有的继电保护知识有密切的关系在电力系统继电保护技术方面经过几十年的发展可以说已积累了丰富的理论和实践经验经过研究可以发现在数字保护中同样的保护如差动保护不同的原理在电力系统故障时的表现行为是有差别的特别是在电力系统发生短路性故障处于暂态和TA饱和时更是如此即使相同的原理如比率制动式发电机差动保护如果采用不同的数字滤波器和不同的算法由于数字滤波器和算法对谐波和直流分量的抑制和放大效果不相同其在故障时的表现行为也是不相同的这就导致了在电力系统中运行的保护虽然理论上应100正确动 但实际上正确动作率并不高的现象9799年发电机保护正确动作率为92左 压器保护为64左右线路保护高一些达9899就其原因分析是单一的保护原理无适应电力系统各种故障的严酷状态因此在继电保护上迫切需要一种具有综合能力的技术能将各种原理和算法的特点和优势综合起来各尽所能发挥优势抑制和消除劣势这种技术非ANN莫属将几十年发展起来的保护理论和ANN在BP网的输入层是用ANN网络表示的成保护原理它用继电保护中非常成原理构成了网络的输入部分并且通过网络的合理连接完成了网络的第一层最重要的是网络的第一层的连接直接反应了保护的原理从网络连接中可以看出在第一层的网络连接方式也并不BP存在的连接之间权系数ij=0这一点也正是保护原理在网络结构上的反应相互连接的权系wij有明确的物理概念如差动保护原理的制动系数启动电流等它的输入量容易确定ANN继电保护原理所确定的输入量对ANN网络的性能的提高提供了可靠的保障它的部分的网络结构已由保护原理确定ANN网络性能同样和网络的结构如神经元的个数隐含层选择有关现在部分的网络结构已确定从而简化了对ANN网络结构的设计它能够综合各种继电保护的原理合理地按照权系数发挥原有保护特点和优势克服它所输出的结果的可信度不会低于原有的单一的继电保护原理这一特点为基于保护原理ANN网络能够获得广泛应用打下了良好的基础ANNANNBP目前还没有统一的方法还相当的ANN网络用于发电机差动保护小波算法原理是一种动态滤波的算法它能在较快的时间内完成滤波特别适合快速保护的数字滤波有关新原理的详细说明参考东南大学近期的有关文献小波算法用于发电机差动保护保护的制动曲线随着故障的进一步发展以及获得的数据和信息进一步的增加和计算精度的进一步提高自适应算法能自动降低制动特性曲线以期与算法精度完全配合这种自适应的制动曲线最终与用户整定的特性精确吻合采用这一算法可以大大提高严重故障时的动作速度同时丝毫不会降低对轻微故障时的灵敏度自适应算法用于发电机差动保护当发电机发生相间短路时二相或三相差动同时动作根据这一特点在保护跳闸逻单相TA断线不会误动可省去的TA断线闭锁环节且保护安全可发电机机端电流 发电机中性点电流 发电机机端电压UAB UBCUCATA&TVTA&TVC相差B相差A相差+C相差B相差&A相差图2.6. 发电机差动出口逻辑循环闭锁方负序电压长时间存在时为TV断线整定制动曲线带制动部分的斜 单 一 K=0.3KzKs=Kz(1+(Ig-Iq/Kz)/(Imax-其中Ig――拐点电流AIq――启动电流Imax――可靠躲开区外短路时最大不平衡电流A整定差动保护的启动电流单位(A)一 Iq=0.5拐点电流整定差动保护的拐点电流单位(A)一 Ig=4.0U2当负序电压达该定 允许一相差动动作出口跳 单位(V)一般U2dz=4差动速断倍 单位(倍 一般Isd=38(倍当发电机差电流大于该定值 无论制动量多大差动均动 单位(倍整定发电机的二次额定电 单位请参见导则和规程请参见导则和规程拐点电流U2按躲开发电机可能出现最大的不平衡负序电压整 一般取(0.06 U2dz(0.06~0.12)Ue/一般取3 整定发电机的二次额定电 单位IeIef/请参见导则和规程规程规定具有制动特性的差动保护灵敏度自然满足要求建议使用东南大学的发电机故障包对发电机故障灵敏度分析进行分 不完全差动保护是相对于传统的差动保护连接方式而言的在这里传统的差动保完全差动保护发电机中性点电流的引入量为相电流不完全差动保 发电机中性点电流的引入量为单个分支或其组合的电流TA功能此原理也适用于发变组不完全纵差保护A271完全差动保护从原理上来看匝间短路这是传统差动保护的美中不足之处但臂的电流就不再平衡差动保护动作从而使得不完全的差动保护能够反应匝间短路故障如果能保证匝间短路时不完全差动已具有了足够的灵敏度那么传统的匝间短路故障保护就可以简化或取消使发电机的运行更趋安全如何组合成了运用不完全纵差的最大显然组合的方式不同得到的故障电流也不同同时由于发电机定子绕组的分布性不同的TA有时还相差较大因此选择正确合理的TA目前国内许多高校都对发电机短路的故障进行了大量的分析并形成了相应的计算软件包这样就为正确合理地选择TA的安装位置提供了理论依据TAa/2N 其中N: 式(24)1显然这TA配置方式对于特定的发电机组这种方式并不一定是最佳的灵敏度也不一定最好它是完全差动保护和不完全差动保护之间的折衷办法它为不完全差发电机制造厂在制造发电机时必须将TA的布置方式考虑在内如果发电机制造时没有考虑这一因素不完全差动保护也就无法实现目前这一因素仍是限制不完全差动保护应差动保护经过改造成不完全差动以后灵敏度能否达到完全差动保护的灵敏度不完全差要回答以上问题必须要靠理论计算来回答这就使得问题复杂化因为发电机的短路故障分析现在国内就有多个版本这些版本依据的基础是非常理论化的要在短时间内让继电保护普遍了解和掌握较可能需要一个较长的时间另外这种本身还在不断发展和完善之发电机机端电流 IAN'IBN'TATATATA由于误差的增 不完全差动保护的启动电流应该比完全差动保护的启动电流要要使用不完全差动保护灵敏度分析是必不可少的事实证明不完全差动保护的灵敏度TATA原理的发电机故障分别进行计算如果发现灵敏度不满足要求就必须更改设计同时发电机差动不含循环闭锁方式变压器差比率制动原理是传统保护原理在数字保护上的改进它由二部分组成无制动部分和比率制动部分它具有较高的灵敏度和抗TA饱和的能力Y/⊿变压器各侧TAY接线差动的相位调整可由软件完成最大可完成八侧变压器差动目前界面上可提供至六侧变压器差动自动软件进行变压器变比包括分接头TA变比的匹配

Ig)III

Ig)图.2.9. 比率制动特性曲变压器各侧三相电流 (i=1,2,3CTC&+ATATACTC&+ABBCT 292整定比率制动曲线带制动部分的斜率单 一般K=0.3KzKs=Kz(1+(Ig-Iq/Kz)/(Ibpmax-其中Ig――拐点电流AIq――启动电流AIbp.max――可靠躲开区外短路时最大不平衡电流整定差动二次谐波制动比单位(无 一 Nec=0.12整定差动保护的启动电流单位(A)一 Iq=0.5拐点电流整定差动保护的拐点电流单位(A)一 Ig=4.0TA断线解闭锁电流定值归算侧单位(倍)一般Ict=0.82(倍)当变压器电流大于该定值时TA断线闭锁功能自动退出单位(倍)差动速断倍 单位(倍 一般Isd=38(倍当变压器差电流大于该定值 无论制动量多大差动均动 单位(倍变压器二次额定电 归算侧整定变压器的二次额定电 单位请参见导则和规程请参见导则和规程请参见导则和规程拐点电流按躲开变压器最大负荷电 归算侧整Ict(1.2~1.3)Ifmax/nL*I一般取3 变压器二次额定电 归算侧整定变压器的二次额定电 单位IeIef/请参见导则和规程规程规定具有制动特性的差动保护灵敏度自然满足要求建议使用东南大学的变压器故障包对发电机故障灵敏度分析进行分 对变压器而言为了防止区外故障差动保护误动必须要寻找出可能产生最大误差的TA所在的臂然后才能完成标积原理的实现平衡电流和抗TA饱和的能力从简单理论分析可以看出标积制动原理的制动量在区外发生短路时代表的是一个臂的臂电流而比率制动原理的制动量在区外发生短路时代表的也是一个臂的臂电流因此在区外发生故障时除了动作电流和比率制动特性完全相等外制动电流和比率制动特性也基本相应了标积原理的高度的安全性和可靠性因为它的安全性和可靠性不低于比率制动原理而比标积制动原理和比率制动原理的制动量理论上都反应臂电流的幅值和相位但从形式上看标积制动原理更注重反应相位特性虽然标积制动原理在区外故障时的表现行为和比率制动特性相同但在区内故障时却完全不同由于标积制动原理的制动量反应电流之间相位90度制动量就变为负值负值的制动量从概念上讲即为动作量因此可极大地提高故障发生时保护反应的灵敏度而比率制动原理的制动量总是大于0的从制动曲线看当区内发生故障时一旦相位大于90度标积制动工作点就在纵坐制动原理比比率制动原理的工作点要远远地离开动作边界在反应同一故障的灵敏度上体现理论计算已经表明发电机即使轻微的故障制动量的相位也超过90度因此在发电机并网前发生的短路由于发电机机端无电流仅有中性点有短路电流因此标积原理的制动量为0而比率制动原理不为0显然标积原理的动作裕度更大对动作差动保护的灵敏性不应仅仅反映动作边界而更应反映故障时工作点离开边界的距离实际的短路过程比较复杂有过渡电阻有电弧有谐波因此工作点离开边界的距离越远即越灵敏克服这种不利因素的能力就越强Y/⊿变压器各侧TAY接线差动的相位可由软件完成最大可完成八侧变压器差动目前界面上可提供至六侧变压器差动自动软件进行变压器变比包括分接头TA变比的匹配I&I&..K(Max(I/I..)(I&I&..Max(I/I..))Cos(180)I)ICos(180)1& & 1 1 III...K(0I)ICos(180)

III... 其中Ig――曲线的拐点电流I&I&K(Max(I/I)(I&I&Max(I/I))Cos(180)I)ICos(180)

2101变压器各侧三相电流 (i=1,2,3CTC&+ACTC&+ABBCT 图2.10. 变压器出口逻整定标积制动曲线带制动部分的斜率单 一般K=0.3KzKs=Kz(1+(Ig-Iq/Kz)/(Ibpmax-其中Ig――拐点电流AIq――启动电流Ibp.max――可靠躲开区外短路时最大不平衡电流A整定差动二次谐波制动比单位(无 一 Nec=0.12整定差动保护的启动电流单位(A)一 Iq=0.5拐点电流整定差动保护的拐点电流单位(A)一 Ig=4.0TA断线解闭锁电流定值归算侧单位(倍)一 Ict=0.82(倍当变压器电流大于该定值时TA差动速断倍 单位(倍 一般Isd=38(倍当变压器差电流大于该定值 无论制动量多大差动均动 单位(倍变压器二次额定电 归算侧整定变压器的二次额定电 单位请参见导则和规程请参见导则和规程请参见导则和规程拐点电流按躲开变压器最大负荷电 归算侧整Ict(1.2~1.3)Ifmax/nL*I式 If 发电机最大负荷电 一般取3 变压器二次额定电 归算侧整定变压器的二次额定电 单位IeIef/请参见导则和规程规程规定具有制动特性的差动保护灵敏度自然满足要求建议使用东南大学的变压器故障包对发电机故障灵敏度分析进行分 内用的比较多的算法是用当前值和半个前的值相加那么在纯基波的情况下和为于滤除了奇次谐波保留了偶次谐波所以它比二次谐波制动多反映了一些偶次谐波分量原理和发电机不完全差动原理相同差动速断保护采用采样值直接判别的方法由于现代压变压器的励磁特性都比较硬为了保证在励磁涌流时不误动差动速断保护必须要有良好的波形判别能力所以在速断保为了满足大型变压器多侧差动的需要如500kV3/2接线在DGT801装置变压器差动上可完成最大八侧差动目前网络界面上可提供至六侧变压器差动Y/⊿变压器各侧TAY接线差动的相位可由软件完成自动软件进行变压器变比包括分接头TA变比的匹配并联绕组的开焊保护反应定子并联绕组之间的不平衡电流具有较高的三次谐波滤除比2211整定电 单位整定保护的延时动作时间单位按躲过发电机外部短路最大不平衡电流整 动作电流一般为Ihc=(0.2-一般瞬时动作(tr=0)当发生转子一点接地后装置可自动或手动切换至0.5s1.0s口请参见导则和规程发电机高灵敏横差保护动作于发电机定子匝间短路当然相间短路也能动作同样也可反映定子某一并联绕组的开焊保护反映定子并联绕组之间的不平衡电流具有较高的三次谐电流取自发电机定子并联绕组中性点之间TA的电 该TA的变比可根据情况选 出口方式具有无延时或带小延时出口发信或跳闸可选择当转子一点接地后保护有延2221TATATA就会严重饱和甚至会不满足TA动稳定和热稳定的要求因此在设计时应认真考虑一次TA的设计安全问题经常发现机组在正常运行时流过TA的基波电流就较大不平衡电流此时不能使用TA 整定电 单位整定保护的延时动作时间单位I2I2(I/K

Kk其中:Kk――可靠系 1.3-Kdc――非周期分量系 1.5-K3――三次谐波滤过 K3=80- 手动切换至0.5s1.0s出口请参见导则和规程裂相横差保护对发电机的匝间故障有较高的灵敏度从保护原理上可采用发电机的比率制动原理和标积制动原理因此可以参考有关的章节将发电机的分支分成两组后引入保 一组 二组 发电机裂相横差保护整定项目和所用保护原理相 可以参考有关的章节的整发电机裂相横差保护整定相对比较复杂它和所使用的一次TA变比分支的组合方式都有关系尤其当两个臂的分支数不相等时更加复杂发电机裂相横差保护整定可参考发电机差动保护的整定原则整定但要充分考虑到所用TA的变比对定值产生的影响整定考虑的原则是当区外发生严重故障时TA在允许范请参见导则和规程建议使用东南大学的发电机故障包对发电机故障灵敏度分析进行分析以供参考反映发电机纵向零序电压的基波分量零序电压取自机端电压互感器的开口三角形绕组此互感器必须是三相五柱式或三个单相式其中性点与发电机中性点通过高压电缆相联零序电压中三次谐波不平衡量由数字傅氏滤波器滤除为准确灵敏反应 为防止电压互感器断线时保护误动作本方案采用可靠的电压平衡继电器作为互感段为次灵敏段动作值必须躲过任何外部故障时可能出现的基波不平衡量保护瞬时段为灵敏段动作值可靠躲过正常运行时出现的最大基波不平衡量并利用零序电压中三次谐波不平衡量的变化来进行制动保护可带0.1s0.5s保护引入电压互感器开口三角绕组零序电压及电压平衡继电器用2组TV线电压量&&&&UKUPT+跳闸出&&通用&&通用PT负序电压, 通用PT2241次灵敏段基波零 电压分量定值Uh,单位灵敏段基波零 电压分量定值U1,单位额定负荷下零 电压三次谐波不平衡量整定值U3wn,单位灵敏段三次谐波增量制动系数Kz,单 (无灵敏段延时 单位次灵敏段零 电压基波分量定值(整定范围1VUhKUobp式中Uobp 外部短路故障时可能出现的零 电压最大基波不平衡 可靠系 可取2灵敏段零 电压基波分量定值(整定范围0.1VUhKUobp

Uobp 额定负荷下固有的零序电压基波不平衡量 可靠系 可取1.5额定负荷下零 电压三次谐波不平衡量整定值(整定范围1V4(V)开机后由实测得到准确值然后整定00.3灵敏段延时(整定范围0 s)为增加此段可靠性而设一般取0.1s0.2s本方案舍去了传统保护中复杂的负序功率方向闭锁环节克服了外部三相对称短路故障时失去闭锁作用这一缺陷保证了可靠性需要特别的是灵敏段动作值较低为防止磁感应造成干扰互感器零序电压反映发电机纵向零序电压的基波分量零序电压取自机端电压互感器的开口三角形绕组此互感器必须是三相五柱式或三个单相式其中性点与发电机中性点通过高压电缆相联零序电压中三次谐波不平衡量由数字傅氏滤波器滤除为准确灵敏反应匝间故障同时防止外部短路时保护误动本方案以负序功率方向作为特征量的变化来区分和外部故障为防止电压互感器断线时保护误动作本方案采用可靠的电压平衡继电器作为互感本保护能在一定负荷下反应双Y接线的定子绕组分支开焊故障保段为次灵敏段动作值必须躲过任何外部故障时可能出现的基波不平衡量保护瞬时段为灵敏段动作值可靠躲过正常运行时出现的最大基波不平衡量并利用零序电压中三次谐波不平衡量的变化来进行制动保护可带0.1s0.5s延时出口以保证可靠性保护引入电压互感器开口三角绕组零序电压及电压平衡继电器用2组TV电压量保护用负序功率方向的常闭接点来区分发电机的短路和外部短路UWKZUUWKZU&PT+&通用PT负序通用PT负序电压&maxU, &2251次灵敏段基波零 电压分量定值Uh,单位灵敏段基波零 电压分量定值U1,单位单位 一般0.1s次灵敏段零 电压基波分量定值(整定范围1VUhKUobp式中Uobp 外部短路故障时可能出现的零 电压最大基波不平衡 可靠系 可取2灵敏段零序0.1VUhKUobp

Uobp 额定负荷下固有的零序电压基波不平衡量 可靠系 可取1.50为增加此段可靠性而设0.1s保护反映发电机的零序电压大 保护具有三次谐波滤除功零序电压取自发电机机端TV的开口绕组或中性点TVTV的开口绕组时应设TV断线闭锁22613Uo3Uo整定保护的动作电 单位(V)一 3Uo =5V整定保护的延时动作时间单位(s)一般t=1s3Uo一般以保护发电机定子绕组90%95%的单相接地整 请参见导则和规程请参见导则和规程请参见导则和规程保护综合反映发电机机端和中性点零序电压大小的功能保护具有三次谐波滤除功能零序电压取自发电机机端TV的开口绕组和中性点TV出口方式可发信或跳闸锁&&&&2271发电机综合式3Uo3Uot整定保护的动作电 单位(V)一 3Uot =5V3Uon整定保护的动作电 单位(V)一 3Uon =5V整定保护的延时动作时间单位(s)一般t=1s3Uon一般以保护发电机定子绕组90%95%的单相接地整 请参见导则和规程3Uot一般以保护发电机定子绕组90%95%的单相接地整 请参见导则和规程请参见导则和规程请参见导则和规程发电机3Io定子接地保护保护反映发电机的零序电流大 保护具有三次谐波滤除功出口方 可发信或跳发信或图2.28. 3Io发电机定子接地保护出口逻3Io整定保护的动作电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程2.28.4灵敏度校核请参见导则和规程保护反映发电机机端和中性点侧三次谐波电压大小和相位保护具有较高的基波分量滤除功能该保护一般和3Uo定子接地保护共同构成100%定子接地保护TV性点TV或配电变压器或消弧线圈点三次谐波电压的大小和相位并且自动整定该保护的动作量使保护处于最佳工作状态出口方式可发信或跳闸22913WK1K2装置可根据实际应用的发电机三次谐波电压大小和相位自动整定动作量使之在正常时为最小具体方法参见使用说明书K3(即制动电压调整装置可根据实际应用的发电机要求的灵敏度大小半自动整定制动量使之达到所需要的灵敏度具体方法参见使用说明书灵敏度选择应和机组情况相匹 一般水轮机组为1K10K汽轮机组为3K整定保护的延时动作时间单位(s)一 t=1s请参见导则和规程请参见导则和规程发电机静稳异步失磁保护由发电机机端测量阻抗判据转子低电压判据变压器高压侧低电压判据定子过流判据构成一般情况下阻抗整定边界为静稳边界圆但也可以为其它形状当发电机须进相运行时如按静稳边界整定圆整定不能满足要求时一般可采用以下三种方式之一来躲开进下移阻抗圆采用过原点的两根直线将进相区躲 此时进相深度可整采用包含可能的进相区(圆形特性)挖去将进相区躲开VfdVfl 当VfdVfl V

(PP 当 tKf*K

fl其中 转子电 转子低电压判据满足时发失磁信号并输出切换励磁命令此判据可以预测发电机是否因失磁而失去稳定从而在发电机尚未失去稳定之前及早地采取措施(切换励磁等)防止事故的对于无功储备不足的系统当发电机失磁后有可能在发电机失去静稳之前高压侧电压就达到了系统值所以转子低电压判据满足并且高压侧低电压判据满足时说明发电机的失磁已造成了对电力系统安全运行的经与2电路发出跳闸命令迅速切除发电机转子低电压判据满足并且静稳边界判据满足经与3电路发出失稳信号此信号表明发电机由失磁导致失去了静稳当转子低电压判据在失磁中拒动(如转子电压检测点到转子绕组之间发生开路时)失稳信号由静稳边界判据产生汽轮机在失磁时允许异步运行一段时间此间过流判据监测汽轮机的有功功率若定子1.050.5倍的额定功率发出压出力命令压低发电机的出力使汽轮机继续作稳定异步运行稳定异步运行一般允许2min15min(t1)所以经过t1之后再发跳闸命令在t1期间运行可有足够的时间去排除故障重新恢复t2内不能压下来而过电流判据又一直满足则发跳闸命令以保证发电机本身的安全对水轮机因不允许异步运行t1保护方案体现了这样一个原则发电机失磁后电力系统或发电机本身的安全运行遭到威胁时将故障的发电机切除以防止故障的扩大在发电机失磁而对电力系统或发电机的安全不构成时(短期内)则尽可能推迟切机运行可及时排除故障避免切机TV出口方式t1 &+&++ 0

图2.30.2失磁保护阻抗边界特 2.30.3失磁保护转子低电压动作特Uhl主变高压侧低电压判据动作电 单位阻抗圆 阻抗判据圆心整定输入为正(表示阻抗圆心为负值 单位:欧阻抗判据半径Vfl转子低电压定 单位转子低电压系 用于整定转子电压与有功功率动作曲线斜 单位(无考虑凸极效应单位Ig发电机定子过流判据动作电 单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位Uhl阻抗圆心-以静稳圆整定阻抗圆半径以静稳圆整定Vfl0.20.5转子低电压系 用于整定转子电压动作曲线斜 单位(无fK fKKK式中XdXsKk=1.1Xd考虑凸极效应单位2 P1( 1)*2 式中XdXdXS,XqXqXd及Xq分别为发电机d轴和q轴电抗(标么 SN为二次基准功Ig可按发电机过载异步功率整 单位(A)一般Ig整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程发电机励磁降低到不允许值的标志是逆无功和定子过电流同时出现逆无功原理失磁保护则是根据这一特点构成的除逆无功和定子过流判据之外保护还引入系统低电压元件和机端低电压元件来判断失磁对系统和厂用电的影响引入负序电压元件来消除短路等其它非失下面以如图2.31.1所示的保护出口逻辑框图来说明逆无功式失磁保护的原理构成当发电机无功倒流同时又定子过流时过负荷元件过电流元件和逆无功元件同时动作1和与2闭锁保护不动作若负序电压元件不动作说明发电机已经失磁此时装置应发什么指令还要5开放若发电机机端电压降到整定值以下表明失磁影响厂用电此时与4开放经延在发电机失磁定子电流达到过负荷值时先进行减有功为了消除由于定子电流摆动而延缓减有功的速度当t1动作之后立刻反馈一信号给或1使得减有功连续进行直当发电机空载或在很小的负载下失磁发电机的定子电流可能小于定值但无功一定进相此时装置只发进相信号切厂发切系统低电压机端低电压负序电压逆无功过电流+过负荷&P 2311在发电机失磁之后必然会出现逆无功和定子过电流发电机空载或负载很小的情况下失磁除外根据这一特点构成的失磁判据具有比较明确的物理概念此外通过对失磁过90时并且在整个失磁过程中无功始终为负值因此利用逆无功判据可以较快较好地检测出逆无功原理失磁保护无需使用转子电压判据作为低励失磁的辅助判据这在一定程度上简化了保护的环节提高了保护的可靠性此外由于采取了负序电压闭锁等辅助措施保护在短路振荡长线充电等非失磁工况下不会误动对于汽轮发电机在发电机失磁后且不影响系统稳定的情况下可以维持一定的有功功率例如40发出减有功令迅速将有功降到整定值以下当失磁引起机端或系统电压降低时保护可动作发电机机端三相电流 发电机机端电压 升压变压器高压侧母线三相电压 主变高压侧低电压判据动作电 单 发电机机端低电压判据动作电 单 逆无功判据动作 单位过负荷动作电流 单位过电流动作电流 单位负序电压动作定 单位减有功定值单 整定保护的延时动作时间单 整定保护的延时动作时间单 整定保护的延时动作时间单 整定负序电压元件动作之后的自保持时 单位按照不破坏系统稳定运行的最低电压整 一般 0.80.85按照以下两个条件整定躲过强励磁继电器的动作电压确保厂用电的自启动条件一般取0.8Ue为保证不误动1.1按照躲过过负荷定值来整 一般整定 1.21.25系统相连的线路末端发生两相短路时装置安装处的最小负序电压来整定一般整定为6%8%按照发电机能够无励磁运行一段时间约15min所允许的有功功率整定一般取保护减载动作延时时间可 0.50.7保护切换厂用电动作延时时 可取保护切机动作延时时间可取负序电压元件动作之后的自保持时间可 68请参见导则和规程动作特性为易于计算机实现的双遮挡器原理特性见图(图中整定部分忽略了线路电阻)R1R2R3R4将阻抗平面分为0 4共五个区加速失步时测量阻抗轨迹从+R向-R方向变 04区依次从右到左排列失步时测量阻抗轨迹从-R向+R方向变化0 从左到右排列当测量阻抗从右向左穿过R1时判断为加速当测量阻抗从左向右穿过R4时 然后当测量阻抗穿过1区进入2区并在1区及2区停留的时间分别大于t1和t2后对于加速过程发加速失步信号对于 失步信号加速失步信号或失步信号作用于降低或提高原出力若在加速或信号发出后没能使振荡平息测量阻抗继续34并在34区停留的时间分别大t3t4进行滑极计数当滑极累计达到整定值N即出口跳闸无论在加速过程还是在过程测量阻抗在任一区(1-4区)内停留的时间小于对应的延时时间(t1-t4)就进入下一区则判定为短路TV电流取自发电机机端或中性点出口方式加速失步信 加速阻抗阻抗

加速信信N0发信或跳N02321443210XXX 失加速失 X 01234R2322整定失步保护的动作范围单位(划分0区和1区的边界单位 划分1区和2区的边界单位 划分2区和3区的边界一般R3=R2单位 划分3区和4区的边界一般R4=R1单位 1区停留的总时间单位2区停留的总时间单位3T3=T2单位4T4=T1单位保护在电流小于此定值时才发跳闸命 单位整定保护失步时的滑极次 单位(次定值应可靠躲过系统振荡即当振荡中心未从发电机或变压器穿过时保护不应动作因此一般可整定XTdzXT 其中XT-为主变压器电抗设 X'(发电机d轴暂态电抗 XBXTXS(Xs为系统阻抗)忽略线路电阻取42400以给断路器创造一个良好的断开条件R11/2XAXB)ctg(12)或者11200R1 2--(具体值由调度所给出一般为0.5s1.5s最低可至0.1s最高可至3s)则振荡时在1

2ctg1 A ( XAB

2T2整定和振荡周期有关应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时间振荡时在2区停留时间为1800

0.5*

1800T3整定和振荡周期有关应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时 整定T4整定和振荡周期有关应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时 T4可在0s在整定R1 R4中已计及开断电流因素一般此条件可以省略开断电流以断路器请参见导则和规程逆功率保护用于保护汽轮机当主汽门误关闭或机组保护动作于关闭主汽门而出口断路器未跳闸时发电机将变为电运行从系统中吸收有功功率此时由于鼓风损失汽机尾部叶片有可能过热造成汽机损坏因此一般不允许这种情况长期存在逆功率保护可很好地起到保护作用在大型发电机组上一般为可靠装设二套独立的逆功率保护TV电压取自发电机机端TV电流取自发电机中性点(或机端)TA出口方式2331功率元件定值整定逆功率大 整定输入 实为逆功 单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位功率元件定值200MW及以上按保证汽机安全和发电机可能的最大无功工况下发生事故整定应根据汽轮机运转功率及发空载损耗整定一般整定Pgdz=0.5%3%Pe其中Pe为以TATV动作时间t0.5s1s请参见导则和规程发电机逆功率保逆功率保护是用于发电机非短性故障或正常停机时防止汽轮机超速损坏先关主汽 有意造成发逆功率再解列发解列的保护TVTV电流取自发电机中性点(或机端)TA&P<-出口方 可发信或跳&P<-图2.34.1发电机逆功率保功率元件定 整定逆功率大 整定输入 实为逆功 单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位功率元件定 200MWPgdz=0.5%3%Pe其中PeTATV0.5s1s请参见导则和规程低频保护主要用于保护汽轮机不受低频的影响汽轮机各节叶片都有一频率当系统频率接近或等于频率时将引起叶片的而损坏汽轮机&出口方式可发信或跳闸&2351装置监示量:装置在运行时可实时监示定值I频率定值单位I段的动作延时单位II频率定值单位II段的动作延时单位III频率定值单位III段的动作延时单位 50.5Hz 51.0Hz 请参见导则和规程汽轮机各节叶片都有一频率当系统频率接近或等于频率时将引起叶片的共振而损坏汽轮机过频保护主要用于保护汽轮机不受过频的影响出口方式可发信或跳闸&&2361装置监示量:装置在运行时可实时监示定值I频率定值单位I段的动作延时单位II频率定值单位II段的动作延时单位III频率定值单位III段的动作延时单位 50.5Hz 51.0Hz 请参见导则和规程低频/过频运行对于汽轮机而言是个疲劳过程一般汽轮机低频运行累计达一定时间汽轮机将疲劳报废因此低频/过频运行的时间是个积累的过程保护装置停运不影响积累值积&f出口方式可发信或跳闸积&f2371装置监示量:装置在运行时可实时监示定值整定时间积累频率范围的频率上限单位整定时间积累频率范围的频率下限单位整定时间的积 单位fmax1dz,fmin1fmax2dz,fmin2dz 50.5Hz 51.0Hz 请参见导则和规程发电压器)会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁发电机的过励磁能力比变压器的能力要低一些因此发变组保护的过励磁特性一般应按发电机的特性整定过激磁保护反应的是过激磁的倍数N其中 电 频

U/fUe/fe

额定电压额定频率 电压频率标么值B 发信或发信或2381出口方式定时限方过激磁倍数整 单位(倍过激磁动作时 单位过激磁倍数整 单位(倍过激磁动作时 单位按躲过发电压器)长期允许的过激磁能力整 请参见导则和规程请参见导则和规程请参见导则和规程变压器会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁由于发电机的过励磁能力比变压器的能力要低一些因此发变组保护的过励磁特性一般应按发电机的特性整定发电压器)会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁发电机的过励磁能力比变压器的能力要低一些因此发变组保护的过励磁特性一般应按发电机的特性整定过激磁保护反应的是过激磁的倍数N其中 电 频

U/fUe/fe

额定电压额定频率 电压频率标么值B 出口方式反时限曲线特性由三部分组成a)上限定时限b)反时限c)当发电压器)过激磁倍数大于上限整定值时则按上限定时限动作如果倍数超过下限整定值但不足以使反时限部分动作时则按下限定时限动作倍数在此之间则按反时限规反时限反时限曲2401Nup

U*/fNq.ttup t2402下限过激磁倍数整 单位(倍下限过激磁倍数动作时间单位输入发电压器)过激磁曲线坐标点(Ni,ti)单位(倍s)i=1,2,3 100最后一组为上限速断倍数(坐标点组数为在100组以内任意)请参见导则和规程按照实际发电压器)的反时限曲线整定当原始数据不足时可在坐标纸上按照实际的反时限特性规律若干坐标点因为保护装置是按线性插值规律模拟的如果无法确定这一曲线的形状也可用定时限方式请参见导则和规程变压器会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁由于发电机的过励磁能力比变压器的能力要低一些因此发变组保护的过励磁特性一般应按发电机的特性整定TVUCA电压出口方式可发信或跳闸发信或跳闸2421整定保护的动作电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程请参见导则和规程可以分二段动作 分别带延时出出口方式可发信或跳闸2431发电机过负荷保护出口整定电 单位整定保护的延时动作时间单位Igdz当与其它保护在动作时间的配合上出现时应兼顾保护的选择性和灵敏性要请参见导则和规程出口方式可发信或跳闸2441整定电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程请参见导则和规程保护反映发电机定子绕组的电流大小保护发电机定子以免过热保护由二部分组成定时限过负荷和反时限过流反时限曲线特性由三个部分组成a)上限定时限b)反时限c)当发电机电流大于上限整定值时则按上限定时限动作如果电流超过下限整定值但不足以使反时限部分动作时则按下限定时限动作电流在此之间则按反时限规律动作反时限特性能模拟定子的热积累过程并能模拟散热即发电机发热后若电流恢复正常时热积累并不立即而是慢慢地散热如此时电流再次增大则上一次的热积累(I2K2)t其中 发电机电流标么 出口方式可发信或跳闸ttI2

2451&+&+IIII2452整定定时限过负荷电流单位整定定时限过负荷延时动作时 单位整定反时限过流启动电流单位整定反时限过流速断电流单位整定发电机发热时的散热效 单位(无整定发电机定子热 单位(无整定反时限长延 单位整定反时限速断延 单位按发电机长期允许的电流标么值整定按Im 电流能够承受的时间整定(一般应比ts长当与其它保护在动作时间的配合上出现时应兼顾保护的选择性和灵敏性要请参见导则和规程保护反映发电机定子的负序电流大小防止发电机转子表面的过热出口方 可发信或跳2461整定负序电流单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程发电机负序过流保护(或称转子表层过负荷保护保护反映发电机定子的负序电流大小防止发电机转子表面的过热出口方 可发信或跳2471整定负序电流单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程动作时间 请参见导则和规程请参见导则和规程保护反映发电机定子的负序电流大小保护发电机转子以防表面过热保护由二部分组成负序定时限过负荷和负序反时限过流反时限曲线特性由三部分组成a)上限定时限b)反时限c)当发电机负序电流大于上限整定值时则按上限定时限动作如果负序电流超过下限整定值但不足以使反时限部分动作时则按下限定时限动作负序电流在此之间则按反时限规律负序反时限特性能模拟转子的热积累过程并能模拟散热即发电机发热后若负序电流热积累并不立即而是慢慢地散热如此时负序电流再次增大则上一次的2(I2K22)tK2其中 发电机负序电流标么 出口方式可发信或跳闸tAItAI2

2481负序反时限过流保护II2I2&+I2I22482整定定时限负序过负荷电 单位整定定时限负序过负荷延时动作时间单位整定反时限负序过流启动电 单位整定反时限负序过流速断电 单位整定发电机发热时的散热效 单位(无A值单位(无)整定反时限长延 单位整定反时限速断延 单位1000s)据此发电机能承受的负序电流整定此值一般应接近于负序过负荷保护的动作电流K22I2/I其中I 按 电流能够承受的时间整定(一般当与其它保护在动作时间的配合上出现时应兼顾保护的选择性和灵敏性要请参见导则和规程采用新型的叠加直流方法叠加源电压为50V内阻大于50k利用微机智能化测量克服了传统保护中绕组正负极灵敏度不均匀的缺点能准确计算出转子对地的绝缘电阻值围可达200k转子分布电容对测量无影响电机起动过程中转子无电压时保护并不失2491Rg:单位k接地故障发信定值(整定范围 100k请参见导则和规程t:单位s1s请参见导则和规程一般情况下保护动作于发信跳闸要求或需分段时须特殊说反映定子电压中二次谐波的正序分量此分量是由转子绕组不对称匝间短路时含二次谐波的磁场以同步转速正向旋转而在定子绕组中生成保护受一点接地保护闭锁发生一点接&&25012.50.3整定内容2.50.3整定内容保护动作延时 单 0 bpn为额定负荷下二次谐波电压实测值Kk为可靠系数可取2.5保护动作延时 单 0.1s2s)为增加可靠性而设请参见导则和规程为防止外部短路故障暂态过程中保护误 可另外加特殊制动判保护原理反映电机内参数变 其标么动作方程KkXadIfU&j(XcXadXcXad保护引入发电机三相电流&&25022.50.8整定内容2.50.8整定内容整定保护的动作延 单 XcXad应该由空载特性曲线自动产生这样就考虑了饱和特性空载特性曲线的输入量为EoIf本保护提供不超过10组定值的整定区软件通过二次插值法得到实时值并自动转换Xad也可由电机厂提供典型值但因饱和会产生误差00.99可取0.850.5s1s可靠躲开外部故障切除时间此方案要求参数齐全XcEoIf发信或2511请参见导则和规程表示转子耐热程 由电机厂提用分流器电压将真实反应励磁绕组中电流状况因而用于反时限过负荷保护为好用交流侧电流则可扩大保护区域本方案兼顾了两者75mV如果不是则需申明保护由定时限部分和速断加反时限部分组成定时限部分定值较低用于延时发信反时限部分用对数特性来模拟转子绕组的热过程当绕组电流为一常数时其耐热特性为

C

II2III图2521发电机励磁回路过流保护整定反时限部分速断电流倍 单位整定反时限保护整定常数单 整定反时限保护启动倍数单 整定励磁直流电流一次 单位整定分流器额定电流一次 单位整定定时限过流动作电流单 整定保护的延时时 单 请参见导则和规程表示转子耐热程 由电机厂提 4请参见导则和规程整定范 110)整定范 (110)请参见导则和规程整定范 (010)请参见导则和规程用分流器电压将真实反映励磁绕组中电流状况因而用于反时限过负荷保护为好用交流侧电流则可扩大保护区域本方案兼顾了两者75mV如果不是则需申明发电机交流励磁三相出口方 可发信或跳闸(可采用三段式++图2.53. 发电机交流励磁(三相)回路过流保护出口逻整定电 单位动作时间 整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程动作时间 请参见导则和规程请参见导则和规程发电机反时限交流励磁三相保护由二部分组 定时限过负荷和反时限过反时限曲线特性由三个部分组 a)上限定时限b)反时限c)下限定时当电流大于上限整定值时则按上限定时限动作如果电流超过下限整定值但不足以使反时限部分动作时则按下限定时限动作电流在此之间则按反时限规律动作反时限特性能模拟的热积累过程并能模拟散热即发热后若电流恢复正常时热 如此时电流再次增大则上一次的热积累将成(I2K2)t其中 电流标么 出口方 可发信或跳整定定时限过负荷电流单位整定定时限过负荷延时动作时 单位整定反时限过流启动电流单位整定反时限过流速断电流单位整定发电机发热时的散热效 单位(无整定发电机定子热 单位(无整定反时限长延 单位整定反时限速断延 单位请参见导则和规程请参见导则和规程保护反映电流大小当三相电流同时低于定值时动作保护一般可选择受接点闭锁也可运用于断路器遮断容量不够时选择跳其它开关该保护整定无延时时动作速度快可和快速保&出口方式&2551整定电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程请参见导则和规程请参见导则和规程保护反映发电机电压大小轴电流取自发电机大轴TA出口方 可发信或跳2571整定保护的动作电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程请参见导则和规程mA但应申明轴电压取自发电机大轴TV出口方式可发信或跳闸2581整定保护的动作电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程请参见导则和规程mV但应申明电压取自发电机机端TV出口方 可发信或跳&&&&负序发2591发电机相序保护动作逻辑保护反映电流大小保护一般应和接点配合使用电流一般取发电机TA电流整定电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程发电机低压过流()保出口方 可发信或跳发信或跳闸&+0/t+发信或跳闸&+0/t+2611整定电 单位整定低电压单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程发电机复合低压过流 )保保护反映发电机电压负序电压和电流大小电流电压一般取自发电机的TA和TV出口方 可发信或跳发信或&+0/t+发信或&+0/t+2621整定电 单位整定低电压单位整定负序电压单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程TVTA(简称高压侧方式)接线方式为0度接线方式即ABUABIA-IBBCUBCIB-ICCAUCAIC-TVTA(简称发电侧方式)若变Y/-11时接线方式为0度接线方式或称为同名相方式A相 B相 C相 &当发电侧阻抗继电器采用同名相方式时可准确测量线路的相间短路故障不论发电侧或高压侧方式阻抗圆灵敏角方向均可指向变压器或线路出口方式&olmolmR2632变压器阻抗保护动作特性正方向灵敏角方向阻抗定值整定正方向阻 单位(欧姆反方向偏移方向阻抗定值整定反方向阻 单位(欧姆整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位正方向灵敏角方向阻抗定值作为远后备时按最低负荷阻抗整定反方向偏移方向阻抗定值请参见导则和规程动作时间 请参见导则和规程请参见导则和规程阻抗保护灵敏角一般固定85,有特殊要求时须申明可以有二个阻抗动作圆分别带二个动作延时时间保护反映变压器间隙零序电流大小和零序电压大小当变压器中性点不接地运行时保110kV220kV&+TV出口方式可发信或跳闸&+接地刀闸闭合为2661整定间隙零序电 单位整定零序电压单位(V)整定范围为100V整定延时动作时 单位可根据放电间隙放电电流的经验数据整 一般 一次电流150V240V请参见导则和规程一般整定 请参见导则和规程请参见导则和规程 220kV系统变压器由于中性点绝缘水平较高包括全绝缘变压器可在接地系&零序电压取自变压器高压侧TV的开口绕组电压出口方式可发信或跳闸&2651注一次中性点上无接地刀闸 二次可用连接片模拟代整定零序电压单位(V)整定范围为100V整定延时动作时 单位150V240V请参见导则和规程t0请参见导则和规程请参见导则和规程保护反映变压器零序电流大小反应接地故障出口方式可发信或跳闸2661整定段零序电 单位整定段的延时动作时间1单位整定段的延时动作时间2单位整定段零序电 单位整定段的延时动作时间3单位整定段的延时动作时间4单位按照与相邻元件单相接地保护段相配合整按照与相邻元件单相接地保护段相配合整按照与相邻元件单相接地保护段相配合整请参见导则和规程电流一般取自变压器的发电机侧TA电流出口方式可发信或跳闸(可采用三段式)2671变压器过负荷保护出口整定电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程保护反映变压器A/B/C三相电流大小出口方式可发信或跳闸++2681整定电流单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程TATV但也可取自不同侧此时应分析保护的动&+出口方式可发信或跳闸&+++2691整定电 单位整定低电压单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位 请参见导则和规程保护反映变压器电压负序电压和电流大小电流电压一般取自变压器的同一TATV出口方式可发信或跳闸&++&++2701整定电 单位整定低电压单位整定负序电压单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位 一般U2dz=(0.060.07)Ue动作时间 请参见导则和规程出口方式可启动通风2711整定电 单位整定保护的延时动作时间单位厂变压器高备变双分支低压过流保出口方式可发信或跳闸整定电 单位整定低电压单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程厂变压器高备变双分支复合低压过流保保护反映厂变压器高压侧电流和低压侧双分支电压负序电压的大小出口方式可发信或跳闸整定电 单位整定低电压单位整定负序电压单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程厂变压器高备变分支过流保出口方 可发信或跳闸(可采用三段式整定电 单位整定保护的延时动作时间单位请参见导则和规程电流取自变压器高压侧TA电流出口方 启动失&+&+2751高压侧断路器启动失灵保护出口逻辑&++&图2752&++&整定相电流单位整定零序电流单位整定保护的延时动作时间单位整定保护的延时动作时间单位Igdz=(1.3TATA一般3Io =(0.2动作时间 一般整定很小单位请参见导则和规程请参见导则和规程&出口方式信号或跳闸&当断路器不对应是时为2761高压侧断路器非全相保护出口逻辑2762整定负序电流定 单位整定保护的延时动作时间单位TATA的接线t=0.2s请参见导则和规程600MW及以上发电机组一般都要求装设误上电保护以防止发电机启停机时的误操作当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作定子的电流(正序电流)在气隙产生的旋转磁场会在转子本体中感应工频或接近工频的电流会引起转子过热而损伤目前500kV泛采用的断路器3/2接线增加了误上电的几率误上电保护原理是将误上电分成两个阶段以开机为例(下同)第一阶段开机合磁子有电流则必然