[ 31 ]
国电南自
新型可靠的保护原理
★优化了渐变双曲线制动特性差动保护
Id / A
外部故障 切除（波 形光滑）
(2)
Iz / A
外部故障切除时，TA暂 态饱和造成相位差使得差 流产生，而此时制动电流 又较小（一般在拐点附 近），差动误动可能发生。
[ 32 ]
国电南自
新型可靠的保护原理
★优化了渐变双曲线制动特性差动保护
[ 61 ]
国电南自
主要内容
1 2 3 4 5
[ 62 ]
概述 新技术和新原理 技术性能指标
应用推广情况
总结
国电南自
技术性能指标
★ 型式试验
[ 63 ]
国电南自
技术性能指标
• 发电机差动差动动作时间≤25ms
• 发电机差动速断动作时间≤18ms

这两套保护可同时配合使用，也可以独立使用
接地电阻测量精度：范围0～30KΩ ，误差不大于10%
延时精度：范围0.1s～100s，误差不大于±1s
申请了国家发明专利
[ 39 ]
国电南自
新型可靠的保护原理
★ 其他保护原理 –优化了渐变双曲线制动特性差动保护，计算速 度更快 –优化了频率异常保护算法，精度更高，达到 6mHz –整合了注入式定子接地保护原理
★ 嵌入式软件的类设计技术 –用少量的软件模块完成更多的保护功能
OC模块 继 承 过 流 保 护 低 电 压 过 流 保 护 负 序 过 流 保 护 失 灵 启 动 保 护 非 全 相 保 护 零 序 过 流 保 护 间 隙 零 序 过 压 过 流 保 护 复 合 电 压 方 向 过 流 保 护 „ „ 等 几 十 种 保 护
国电南自
高效可靠的软件平台
★保护逻辑组态技术 将保护分类，针对保护种类编程 利用图形组态选择配置软件配置保护
保护设备提供合身的全面的保护
减少程序编制量，降低出错率
“保护高度模块化”+“图形组态选择配置”
一套软件版本实现不同机组的保护配置问题
[ 25 ]
国电南自
主要特点
新型可靠的保护原理
Id
Ist
速断动作区
动作区
5 1
制动区
–优化了渐变双曲 线制动特性差动 保护，计算速度 更快
Iq
0
[ 33 ]
Ig
Iz
国电南自
新型可靠的保护原理
★整合了注入低频电源式定子接地保护
–注入电源的国 产化 –监视定子的绝 缘老化
辅助电源 (DC 或者 AC)
20 Hz 信号发生器 G 20 Hz 500 V 200 V USEF a 中性点接 地变压器 b 负载电阻RL L S2 ISEF C S1 小型单相电流互感器 保护装置
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
操作界面的子画面－波形显示
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
操作界面的子画面－对时画面
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
操作界面的子画面－通信设置
出口组合电路及继电器
出口
电源
电源
出口
FPGA
双核CPU （A）
显示 通讯
双核CPU （B）
FPGA
AD/DI
通信接口
MMI
通信接口
AD/DI
完全一致
[9]
输入量
互相独立
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双CPU系统
高性能的硬件平台
★ 双电源双CPU并行处理技术
电厂直流电源I 电厂直流源
CPUB电源
操作界面的子画面－定值整定
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
操作界面的子画面－保护投退
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
操作界面的子画面－保护调试
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
t/s
中断 高优 先级 低优 先级 空闲
任务
[ 21 ]
极限时的调度示意图
国电南自
高效可靠的软件平台
★ 开放的软件框架 –基于新原理的保护模块可以方便灵活的接入
差动保 护模块 过激磁保 护模块 失磁保 护模块
新保护 软件模块
软总线
过流保 护模块
[ 22 ]
阻抗保 护模块
频率保 护模块
国电南自
高效可靠的软件平台
★ 研制高性能的硬件
FPGA
CPU
100M以太网
[7]
AD
国电南自
高性能的硬件平台
★ 双电源双CPU并行处理技术 - 双电源双CPU系统硬件结构 单电源单CPU方式 - 冗余式设计原则 电源的损坏导致采样错误、保护误动
- 容错式设计原则 CPU的错误导致保护丢失
[8]
国电南自
高性能的硬件平台
★ 双电源双CPU并行处理技术
U ca＜ U l
+
t1
信号
U 2＞ U 2 g
出口 信号
&
t2
出口
Ia I＞＞(U) f Ig a
Ib I＞f (U) b ＞ Ig
c＞ g Ic I＞ f I(U)
+
0
t0
[ 30 ]
国电南自
新型可靠的保护原理
★ 首次采用电压跟踪式过流保护原理 –反映了自并励系统发生短路故障时电流和电压 的对应关系 –故障时可靠切除 –避免了系统远方故障切除造成误动的可能 –解决在发生机端三相短路时，主保护已切除故 障后低压记忆过流保护和复压记忆过流保护再 动作一次的问题
★ 先进的机箱结构 ‐整面板设计 ‐背插式 ‐全封闭 ‐强弱电彻底分离，模拟量输入和电源输入都分布 在机箱下层，上层为数字弱电系统。
[ 16 ]
国电南自
主要特点
高性能的软件平台
[ 17 ]
国电南自
高效可靠的软件平台
★ 高性能的嵌入式操作系统 • 微秒中断处理 • 多任务，具有256个优先级
• 支持多处理器模式
国电南自
友好的人机交互
★ 友好的通讯能力 –100M以太网×3 –IRIG-B码对时 –支持IEC61850协议的拓展
[ 60 ]
国电南自
友好的人机交互
★ 详细的故障记录 •独创的录波池技术：最大可连续高速录波40s
•启动确认机制：直接追溯到故障发生时刻
•记录保护返回事件
•可记录256次保护动作事件、256次保护返回 事件和1000次操作事件
出口继电器 保护CPU2
24V地
国电南自
高性能的硬件平台
★ 双电源双CPU并行处理技术 - 真正满足最新的《反措》要求 - 防拒动和防误动的有机统一
- 是国内外唯一使用该结构的保护装置产品
[ 12 ]
国电南自
高性能的硬件平台
★ 多任务硬看门狗容错技术 - 多任务软看门狗：加大软件资源的消耗 - 多个看门狗芯片：成本较大 - 可以允许多个任务互相无干扰地使用同一个硬 看门狗
[ 36 ]
国电南自
新型可靠的保护原理
★注入式转子接地保护
当转子未加励磁电压时也能监视转子绝缘 高定值经短延时发信，低定值经长延时可动作于跳闸 目前的发变组保护双重化配置方案中，转子接地保护不能双
套化，否则会相互影响导致测量失误。双套化时必须单套运行， 需要时通过压板切换
双原理转子一点接地保护，保护配置由叠加直流转子一点接
保护CPUA系统
保护CPUB系统
DGT 801U 数字式发电机变压器保护装置
双回路直流电源供电
[ 10 ]
国电南自
高性能的硬件平台
★ 双电源双CPU并行处理技术 冗余式设计
24V+ 出口继电器 保护CPU1 保护CPU2 24V地
容错式设计
24V+ 保护CPU1
[ 11 ]
出口继电器
24V地 24V＋
[ 40 ]
国电南自
主要特点
友好的人机交互
[ 41 ]
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
• 结合先进的计算机技术
• 大屏幕液晶显示
• 鼠标和触摸板操作 • 人机界面友好
[ 42 ]
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
操作界面的主画面
[ 43 ]
国电南自
友好的人机交互
★ 便捷直观的操作界面
[ 35 ]
国电南自
新型可靠的保护原理
★注入式转子接地保护
R23 R10 R21 R8 1 C2 6 R9 R26 R27 RP3
3 2
R20 C7
+ N2 4
8
5
8 + N2 4
7
R22
• 现有励磁装置产生的漏电流含有高次谐波，影响测量精度 • 滤除谐波，装置设计了低通滤波通道，该滤波通道由两级 二阶低通滤波构成，可以更好地滤除高次谐波，截止频率 是100Hz，保证所测的接地电阻的精度
•可适用于容量1200MW及以 下、电压等级750kV及以下 的火电或水电发电机、变压 器的成套保护 •装置的性能和技术指标达 到了国际领先水平
[4]
国电南自
主要内容
1 2 3 4 5
[5]
概述 新技术和新原理 技术性能指标
应用推广情况