差动保护的功能特点
变斜率比例差动
不设拐点，一开始就带制动特性
变斜率比率差动公式
I d K bl I r I cdqd K bl K bl 1 K blr ( I r / I e ) I d K bl 2 ( I r nIe ) b I cdqd K blr ( K bl 2 K bl 1 ) /( 2 n) b ( K bl 1 K blr n) nIe I I 2 I3 I 4 I5 Ir 1 2 I I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 d ( I r nIe ) ( I r nIe )
RCS-985 发电机变压器组保护
简单介绍
保护总体方案设计思想
• 总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、 双套异常运行保护的配置方案。其思想是将一个发变 组单元的全套电量保护集成在一套装置中，主保护和 后备保护共用一组TA。 • 对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护， 每套保护装置采用不同组TA，均有独立的出口跳闸回 路。 • 非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立 组屏。
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失磁保护的功能特点
• 高压侧母线低电压判据（可选择为机端）
–Upp < Ulezd –高压侧PT断线时闭锁此判据 – TV断线时闭锁本判据，并发出TV断线信号。
失磁保护的功能特点
• 转子电压判据
–转子低电压判据： Ur < Ur1zd –变励磁电压判据： Ur < Kr*Xdz* ( P –min
tmax
过励磁保护的功能特点
• 过励磁保护曲线 U/F
n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 上限
反时限曲线
下限
t0 t1 t2 t3
t4
t5
t6
t7
t(s)
频率保护的功能特点
• 四段低频保护
–Ⅰ、Ⅱ两段为累计运行低频保护（ Ⅰ段掉电保持， 清报文时才能清掉Ⅰ段， Ⅱ段累计但装置掉电不保 持） –Ⅲ、Ⅳ段为持续运行低频保护
• • • • •
Rg：转子接地电阻 α：转子接地位置 U：励磁电压 R：标准电阻 S1、S2：切换开关
R S1
S2
R
失磁保护的功能特点
• 开放式失磁保护方案 • 失磁判据 –减出力有功判据 –低电压判据 –转子电压判据 –定子阻抗判据 –辅助判据
失磁保护的功能特点
• 减出力采用有功功率判据
–P > Pzd –失磁导致发电机失步后，发电机输出功率在一 定范围内波动，P取一个振荡周期内的平均值。
失磁保护的功能特点
• 定子判据
–异步阻抗圆、静稳边界圆可选 –正序电压、正序电流计算阻抗 –可选择无功反向元件闭锁 –无功反向值可整定
失磁保护的功能特点
• 辅助判据
–TV断线切换：正常时用TV1正序电压计算，如 TV1断线，自动切换至TV2 –负序电压闭锁：不对称故障时可闭锁失磁保护
失磁保护的功能特点
8.励磁变差动保护
9.励磁机差动保护
故障类型多
• 反应定子绕组的故障
» 短路故障：两相、三相短路故障；
• 接地故障：单相接地、两点接地短路故障； • 匝间短路故障：同相同分支匝间、同相异分支匝间； • 反应转子绕组的故障 • 转子一点接地故障、转子两点接地故障、部分转子绕 组匝间故障； • 异常运行 • 过负荷、过电压、过激磁、逆功率、误上电、失磁、 失步、频率异常等；
差动保护的功能特点
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
定子接地保护的功能特点
• 自适应三次谐波电压比率判据： U 3T K 3 wzd U 3N
– 发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一 个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压 比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应 状态变化
220kV
母线PT
A屏 主变压器
RCS-985
B屏
RCS-985
C屏
CZX-12A RCS-974G
励磁变 高厂变 发电机
300MW-220KV机组TA、TV配置方案
内部故障保护方案
• 配置机组内部故障多重主保护：
1.发电机差动保护（包括工频变化量差动保护）
2.发电机裂相横差保护或不完全差动保护 3.发电机高灵敏横差保护 4.发电机纵向零序电压匝间保护 5.发变组差动保护 6.主变差动保护（包括工频变化量差动保护） 7.高厂变差动保护
1
0 Zb L R
IR OR
1
R
2
失步保护功能
失步保护的功能特点
区外失步
jx
Za Zc
0 Zb
R
失步继电器分析
失步保护的功能特点
区内失步
jx
Za Zc
0 Zb
R
失步继电器分析
过负荷保护的功能特点 • 定子过负荷、负序过负荷、励磁过负荷
– 两段定时限和一段报警 – 反时限上限采用最小动作时间定值
• 开放式的失磁保护方案
–Ⅰ段：动作于减出力或报警段 可选：减出力判据＋定子阻抗判据＋转子判据 –Ⅱ段：跳闸（母线低电压） 可选：低电压判据，定子阻抗判据、转子判据 –Ⅲ段：跳闸或报警段 可选：定子阻抗判据、转子判据
失步保护的功能特点
jx
1.左右边界
U D OL IL Za Zc
2.中心线
3
3.电抗线
–经断路器位置接点和无流标志闭锁 –测量精度高，误差<0.01Hz • 两段超频保护
误上电保护的功能特点
• • • •
可靠的过电流元件 可经频率闭锁 可经断路器位置接点闭锁 非同期并网时，冲击电流大可闭锁跳出口 断路器 • 断路器闪络保护
小结
•
保护算法复杂； – 保护种类多，但是单个保护的逻辑相对简单； – 机组类型不同，保护配置也不同，所以需要保护是可配置的； – 对于数值很小的保护在数据采集和处理时需要特别考虑； – 好处是就地量保护，无需通道传输信息。 – 跳闸对象多且出口方式复杂，但无重合闸方式 – 关主汽门、跳灭磁开关、汽机甩负荷、跳主变断路器、跳厂 用分支断路器等 – 停机、解列灭磁、解列、程序跳闸、缩小故障范围 – 减出力、减励磁、励磁切换、厂用电源切换、分出口
定子接地保护的功能特点
• 三次谐波电压差动判据：
U 3T k t U 3 N kre U 3 N
–正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、 相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使 正常运行时差电压接近为0； –可以保护100％的定子接地

发电机转子
+
αU
U
-
R
Rg
R
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
过电压保护 发电机定、反时限过励磁保护 逆功率保护 程序跳闸逆功率 频率保护 起停机保护 误上电保护 轴电流保护 高厂变两段复压过流保护 A分支两段过流保护 A分支两段零序过流保 B分支两段过流保护 B分支两段零序过流保护 励磁变过流保护 定、反时限励磁过负荷保护 电压平衡保护
– 变压器非电量保护 – 轻瓦斯、重瓦斯； – 油位、油温、绕组温度； – 压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等； – 发电机非电量保护 – 热工、断水、励磁系统故障等； – 系统故障联跳。
其他保护配置方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
主变低阻抗保护 复合电压过流保护 零序过流保护 间隙零序电压保护 间隙零序电流保护 主变定、反时限过励磁保护 发电机低阻抗保护 发电机复合电压过流保护 发电机95％定子接地保护 发电机100％定子接地保护 转子一点接地保护 转子两点接地保护 定、反时限定子过负荷保护 定、反时限转子表层负序过负荷保护 失磁保护 失步保护
• • • • • • • • • • • •
反应接地故障的保护（7种） 发电机定子接地保护、转子一点接地保护 主变高压侧零序电流保护、间隙零序电流保护、零序电压保护； 高厂变低压侧零序电流保护、零序电压保护 反应异常运行的保护（20种） 定、反时限的定子过负荷保护、负序过负荷保护、转子过负荷保护； 过电压保护、过激磁保护； 失磁保护、失步保护； 逆功率保护、程跳逆功率保护； 频率异常保护； 误上电保护、起停机保护； 变压器过负荷、启动通风、闭锁调压保护； TA和TV断线异常检测。
保护种类多达几十种
• 反应短路故障的主保护（10种） • 发电机差动保护、发电机裂相横差保护； • 匝间保护（单元件横差保护、纵向零压保护）； • 转子两点接地保护； • 主变压器差动保护、发变组大差动保护、高压厂用变压器差动 保护； • 励磁变压器差动保护、励磁机差动保护； • 电缆差动保护。 • 反应短路故障的后备保护（5种） • 复合电压闭锁过电流保护、记忆过电流保护； • 复合过电流保护、限时速断过电流保护； • 阻抗保护。