RCS985RS-SS發(fā)電機(jī)保護(hù)(201210)

1、RCS-985RS/SSRCS-985RS/SS發(fā)電機(jī)保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù) 一一 概述概述 RCS-985RS/SS采用了高性能數(shù)字信號(hào)處理器采用了高性能數(shù)字信號(hào)處理器DSP芯片芯片為基礎(chǔ)的雙為基礎(chǔ)的雙CPU硬件系統(tǒng)，裝置有獨(dú)立的啟動(dòng)硬件系統(tǒng)，裝置有獨(dú)立的啟動(dòng)CPU作作為整機(jī)起動(dòng)元件，該起動(dòng)元件在電子電路上（包括數(shù)據(jù)為整機(jī)起動(dòng)元件，該起動(dòng)元件在電子電路上（包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）與保護(hù)采集系統(tǒng)）與保護(hù)CPU完全獨(dú)立，動(dòng)作后開放保護(hù)裝置完全獨(dú)立，動(dòng)作后開放保護(hù)裝置出口繼電器正電源。出口繼電器正電源。 RCS-985RS/SS適用于中小型汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)適用于中小型汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)等

2、發(fā)電機(jī)機(jī)組，并能滿足電廠自動(dòng)化系、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)等發(fā)電機(jī)機(jī)組，并能滿足電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。統(tǒng)的要求。 RCS-985RS/SS發(fā)電機(jī)保護(hù)根據(jù)相似保護(hù)功能分開，相發(fā)電機(jī)保護(hù)根據(jù)相似保護(hù)功能分開，相對(duì)獨(dú)立的原則，將主保護(hù)、后備保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)合對(duì)獨(dú)立的原則，將主保護(hù)、后備保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)合理分配到兩個(gè)裝置中，共同提供一臺(tái)發(fā)電機(jī)所需要的全理分配到兩個(gè)裝置中，共同提供一臺(tái)發(fā)電機(jī)所需要的全部電量保護(hù)。部電量保護(hù)。概述概述保護(hù)功能對(duì)照表保護(hù)功能對(duì)照表 RCS-985RS保護(hù)功能保護(hù)功能：序號(hào)序號(hào)保護(hù)功能保護(hù)功能序號(hào)序號(hào)保護(hù)功能1變斜率比率差動(dòng)保護(hù)7勵(lì)磁定、反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)2差動(dòng)速斷保護(hù)8軸電流保護(hù)3轉(zhuǎn)

3、子一點(diǎn)接地保護(hù)9大電流選跳功能4轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)10非電量保護(hù)（3路）5定子定、反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)11TA斷線判別6負(fù)序定、反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)12其他功能RCS-985SS保護(hù)功能保護(hù)功能：序號(hào)序號(hào)保護(hù)功能保護(hù)功能序號(hào)序號(hào)保護(hù)功能保護(hù)功能1縱向零序電壓匝間保護(hù)9（程序）逆功率保護(hù)2橫差保護(hù)10電壓異常保護(hù)3工頻變化量負(fù)序方向匝間保護(hù)11頻率異常保護(hù)4復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)12TV斷線判別5基波零序電壓定子接地保護(hù)13TA斷線判別6零序電流定子接地保護(hù)14大電流選跳功能7三次諧波比率定子接地保護(hù)15操作回路8失磁保護(hù)16其他功能裝置硬件裝置硬件 裝置面板：裝置面板：RCS-985RS/SS裝置采用全封

4、閉裝置采用全封閉6U，1/2機(jī)機(jī)箱，用嵌入方式安裝于屏上，其正面面板布置如圖箱，用嵌入方式安裝于屏上，其正面面板布置如圖： RCS-985RS端子定義圖端子定義圖RCS-985RS中各模擬量輸入說明：中各模擬量輸入說明：端子名稱交流量名稱ITA,ITB,ITC勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)電流輸入IFA,IFB,IFC機(jī)端電流輸入INA,INB,INC中性點(diǎn)電流輸入Iz軸電流輸入XUR+,XUR-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子正負(fù)端RGND發(fā)電機(jī)大軸TGND轉(zhuǎn)子接地保護(hù)試驗(yàn)端,失磁保護(hù)用轉(zhuǎn)子電壓輸入RCS-985SS端子定義圖（單跳圈）端子定義圖（單跳圈）RCS-985SS中各交流量輸入說明：中各交流量輸入說明：端子名稱交流量名

5、稱INA,INB,INC發(fā)電機(jī)三相電流IHC橫差電流I0發(fā)電機(jī)零序電流UA,UB,UC機(jī)端三相電壓UF0機(jī)端零序電壓UN0中性點(diǎn)零序電壓UZ0縱向零序電壓UM母線相間電壓RCS-985SS SWI插件原理及接點(diǎn)輸出圖（插件原理及接點(diǎn)輸出圖（單跳圈）單跳圈） RCS-985RS/SS跳閘矩陣跳閘矩陣保護(hù)裝置給出保護(hù)裝置給出12組跳閘出口繼電器，共組跳閘出口繼電器，共20付出口接點(diǎn)，跳閘繼電器均由跳閘控制字整定付出口接點(diǎn)，跳閘繼電器均由跳閘控制字整定。通過保護(hù)各元件跳閘控制字的整定，每種保護(hù)可實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶所需要的跳閘方式。通過保護(hù)各元件跳閘控制字的整定，每種保護(hù)可實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶所需要的跳閘方

6、式。每付跳閘接點(diǎn)允許通入最大電流為。每付跳閘接點(diǎn)允許通入最大電流為8A。跳閘出口繼電器提供跳閘接點(diǎn)如表。跳閘出口繼電器提供跳閘接點(diǎn)如表： 裝置面板顯示跳閘控制字的格式，從右往左依次為第裝置面板顯示跳閘控制字的格式，從右往左依次為第0位至第位至第12位（位（Bit.0Bit.12），第），第0位為功能投入位，第位為功能投入位，第1位至第位至第12位分別與跳閘出口位分別與跳閘出口1至跳閘出口至跳閘出口12相對(duì)應(yīng)。相對(duì)應(yīng)。整定方法：在保護(hù)元件投入位和其所跳開關(guān)位填整定方法：在保護(hù)元件投入位和其所跳開關(guān)位填“1”，其它位填，其它位填“0”，則可得到該元，則可得到該元件的跳閘方式。件的跳閘方式。序號(hào)跳閘

7、控制字對(duì)應(yīng)位出口繼電器名稱輸出接點(diǎn)數(shù)1Bit.0本功能投入2Bit.1TJ1：跳閘出口1通道2付3Bit.2TJ2：跳閘出口2通道2付4Bit.3TJ3：跳閘出口3通道2付5Bit.4TJ4：跳閘出口4通道2付6Bit.5TJ5：跳閘出口5通道2付7Bit.6TJ6：跳閘出口6通道2付8Bit.7TJ7：跳閘出口7通道2付9Bit.8TJ8：跳閘出口8通道2付10Bit.9TJ9：跳閘出口9通道1付11Bit.10TJ10：跳閘出口10通道1付12Bit.11TJ11：跳閘出口11通道1付13Bit.12TJ12：跳閘出口12通道1付二二 差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)3.1發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)2121112

8、212)()2/()()()()/()(IIIIIInInKKbnKKKnIIIbnIIKIIIKKKnIIIIKIdreblrblblblblrercdqderblderblrblblercdqdrbld發(fā)電機(jī)完全縱差方程：電流參考方向：規(guī)定由發(fā)電機(jī)機(jī)端流向中性點(diǎn)為正，如圖所示保護(hù)范圍 假設(shè)定值單中：假設(shè)定值單中：各側(cè)電流都轉(zhuǎn)為標(biāo)么值代入差動(dòng)方程對(duì)發(fā)電機(jī)差動(dòng)，；)(43 . 0I7 . 01 . 021nIKKecdqdblblrrblrblblblrblblblblrIIKKKnnKKbnKKK075. 01 . 06 . 14)4075. 01 . 0()(075. 0)42/(0.10

9、.7)2/()(1112）（)(9 . 07 . 0)()(3 . 01 . 0075. 022errcdqdrblderrrcdqdrbldnIIIIbnIKInIIIIIIKI差動(dòng)方程變換為：差動(dòng)方程變換為：由上式可以看出，差動(dòng)方程分兩段，第一段為拋物由上式可以看出，差動(dòng)方程分兩段，第一段為拋物線，第二段為直線，在平面圖上如下圖所示：線，第二段為直線，在平面圖上如下圖所示：發(fā)電機(jī)變斜率比率差動(dòng)方程分析發(fā)電機(jī)變斜率比率差動(dòng)方程分析比率差動(dòng)的動(dòng)作特性比率差動(dòng)的動(dòng)作特性IenIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動(dòng)作區(qū)制動(dòng)區(qū)速斷動(dòng)作區(qū)保護(hù)動(dòng)作分析保護(hù)動(dòng)作分析區(qū)內(nèi)故障時(shí)：區(qū)內(nèi)故障時(shí)：如

10、圖所示，如圖所示，機(jī)端側(cè)短路電流機(jī)端側(cè)短路電流I1由機(jī)端流由機(jī)端流向中性點(diǎn)，為正值。中性點(diǎn)向中性點(diǎn)，為正值。中性點(diǎn)側(cè)電流側(cè)電流I2由中性點(diǎn)流向機(jī)端，由中性點(diǎn)流向機(jī)端，為負(fù)值，由差動(dòng)電流和制動(dòng)為負(fù)值，由差動(dòng)電流和制動(dòng)電流公式可以看出：電流公式可以看出：此時(shí)差流很大而制動(dòng)電此時(shí)差流很大而制動(dòng)電流很小，差動(dòng)方程很容易滿流很小，差動(dòng)方程很容易滿足，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。足，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。21212IIIIIIdr保護(hù)動(dòng)作分析保護(hù)動(dòng)作分析區(qū)外故障時(shí)：區(qū)外故障時(shí)：如圖所示，如圖所示，機(jī)端側(cè)短路電流機(jī)端側(cè)短路電流I1由機(jī)端流由機(jī)端流向中性點(diǎn)，為正值。中性點(diǎn)向中性點(diǎn)，為正值。中性點(diǎn)側(cè)電流側(cè)電流I2也是由機(jī)端流向中也是

11、由機(jī)端流向中性點(diǎn)，為正值，并且兩電性點(diǎn)，為正值，并且兩電流大小相等，由差動(dòng)電流和流大小相等，由差動(dòng)電流和制動(dòng)電流公式可以看出：制動(dòng)電流公式可以看出：此時(shí)差流為此時(shí)差流為0而制動(dòng)電流而制動(dòng)電流很大，差動(dòng)方程不滿足，差很大，差動(dòng)方程不滿足，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。21212IIIIIIdr發(fā)電機(jī)差動(dòng)各側(cè)電流的折算發(fā)電機(jī)差動(dòng)各側(cè)電流的折算發(fā)電機(jī)差動(dòng)所用電流為發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流，兩側(cè)電流發(fā)電機(jī)差動(dòng)所用電流為發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流，兩側(cè)電流TA變比可能不一至變比可能不一至，所以在差動(dòng)運(yùn)算前，要對(duì)各側(cè)電流進(jìn)行折算，折算到同一變比。在，所以在差動(dòng)運(yùn)算前，要對(duì)各側(cè)電流進(jìn)行折算，折

12、算到同一變比。在RCS985中，電流的中，電流的折算方法是采用標(biāo)么值。折算方法是采用標(biāo)么值。標(biāo)么值定義：電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值，一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。標(biāo)么值定義：電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值，一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。對(duì)于發(fā)電機(jī)兩側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下：對(duì)于發(fā)電機(jī)兩側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下：1）：發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)：）：發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)：2）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)：）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)：各參數(shù)定義如下：各參數(shù)定義如下：SGN： 發(fā)電機(jī)視在功率發(fā)電機(jī)視在功率PGN： 發(fā)電機(jī)額定有功功率發(fā)電機(jī)額定有功功率COS：發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)：發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)UGN： 發(fā)電機(jī)機(jī)端額定線電壓發(fā)電機(jī)機(jī)端額

13、定線電壓 N1：發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)：發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)TA變比變比 N2： 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)TA變比變比 1133cos/NUSNUPIGNGNGNGNTE2233cos/NUSNUPIGNGNGNGNNE比率差動(dòng)的邏輯框圖比率差動(dòng)的邏輯框圖比率差動(dòng)元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入比率差動(dòng)保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別&差動(dòng)起動(dòng)元件TA飽和判別元件高值比率差動(dòng)元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入比率差動(dòng)保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別比率差動(dòng)保護(hù)跳閘&差動(dòng)起動(dòng)元件=1差動(dòng)速斷元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入差動(dòng)速斷保護(hù)軟壓板投入&差動(dòng)起動(dòng)元件差動(dòng)速斷保護(hù)跳閘&三三 發(fā)

14、電機(jī)匝間保護(hù)發(fā)電機(jī)匝間保護(hù) 3.1發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)發(fā)電機(jī)橫差保護(hù) 當(dāng)發(fā)電機(jī)每相繞組為兩分支或多分支時(shí)，在中心點(diǎn)處如果三相最后構(gòu)成兩個(gè)中性點(diǎn)，在這兩個(gè)中心點(diǎn)的連線上裝有一個(gè)TA ，反應(yīng)該TA二次電流的保護(hù)就稱作單元件的橫差保護(hù) 當(dāng)正常運(yùn)行和繞組的外部發(fā)生短路時(shí)，各個(gè)分支電勢(shì)相同。兩個(gè)中性點(diǎn)等電位，兩中性點(diǎn)連線上的電流為零，或者說僅為不平衡電流，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。當(dāng)某相上的某一分支發(fā)生匝間短路時(shí)、當(dāng)繞組間發(fā)生相間短路時(shí)、當(dāng)某一分支繞組開焊時(shí)，兩中性點(diǎn)出現(xiàn)電位差。在兩中性點(diǎn)連線上出現(xiàn)電流。所以該橫差保護(hù)可以保護(hù)繞組的匝間短路、繞組的相間短路和分支開焊的故障。當(dāng)然對(duì)于小匝數(shù)的匝間短路保護(hù)靈敏度可能不夠。 1

15、.高定值段橫差保護(hù) ： 動(dòng)作方程： 其定值按躲過外部三相短路時(shí)的最大不平衡電流整定，建議取為 hhczddII.aNhhczdnII3 . 02 . 0.NI為發(fā)電機(jī)一次額定電流，為橫差TA變比an 2.靈敏段橫差保護(hù) 本保護(hù)采用相電流比率制動(dòng)原理的橫差保護(hù)。其動(dòng)作方程為： 時(shí)當(dāng) 1時(shí)當(dāng) Nmax.set.hcNNmax.set.hcdNmax.set.hcdIIIIIIKIIIII式中為橫差保護(hù)TA二次電流。為靈敏段橫差保護(hù)的電流定值，按躲發(fā)電機(jī)額定電流下的不平衡電流整定，建議取為。為三相電流中的最大相電流。為發(fā)電機(jī)的額定電流。為單元件橫差保護(hù)電流制動(dòng)系數(shù)，推薦值為1.5。和在定值單中需要整

16、定。dIset.hcImax.IaNset.hcnI.I050NIset.hcKset.hcIset.hcK 靈敏段橫差保護(hù)的特點(diǎn)： 由于采用了最大相電流比率制動(dòng)原理，有效地防止了在外部短路時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)，因此靈敏段橫差保護(hù)的定值可不像高定值段橫差保護(hù)那樣按躲外部三相短路時(shí)的最大不平衡電流整定，而只需按躲發(fā)電機(jī)額定電流下的不平衡電流整定。 在上述動(dòng)作方程中引入了浮動(dòng)門檻，所以在正常運(yùn)行中不平衡電流緩慢增大時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。 當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)由于氣隙磁通發(fā)生畸變，由于同一相的兩個(gè)分支并不一定位于同一定子槽中而產(chǎn)生不同的感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生的環(huán)流會(huì)使靈敏段與高定值段的橫差保護(hù)都可能會(huì)動(dòng)作。所以它們可

17、以兼作水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)沒有專門的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)出信號(hào)后，運(yùn)行人員應(yīng)設(shè)法停機(jī)。如果在這期間又發(fā)生了轉(zhuǎn)子另外一點(diǎn)短路形成兩點(diǎn)接地，本保護(hù)可瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。對(duì)于裝設(shè)有專門的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的中、小型汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)出信號(hào)后應(yīng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。此時(shí)為避免發(fā)生瞬間兩點(diǎn)接地時(shí)本橫差保護(hù)誤動(dòng)，本橫差保護(hù)可切換為帶(0.51)秒延時(shí)動(dòng)作于跳閘。3.2縱向零序電壓保護(hù)縱向零序電壓保護(hù) 縱向零序過電壓保護(hù)需從裝于機(jī)端的專用的電壓互感器的開口三角處取得零序電壓，該TV一次繞組的中性點(diǎn)不是接地而是與發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)相連，

18、如圖所示。所以該TV開口三角處取得的電壓實(shí)際上反應(yīng)的是機(jī)端T點(diǎn)對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)N點(diǎn)的零序電壓 CCNEUAANEUBBNEUCCNEU03. 0CBACNBNANTNEEEUUUU在正常運(yùn)行、外部短路時(shí)故開口三角輸出電壓為：故縱向零序過電壓保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地短路時(shí)，例如圖中C相繞組發(fā)生單相接地短路時(shí)，由于C相機(jī)端對(duì)N點(diǎn)的電壓不變，所以縱向零序電壓仍為零。因此該保護(hù)不能保護(hù)定子接地短路。需要指出，此時(shí)機(jī)端對(duì)地是會(huì)出現(xiàn)零序電壓的。但本保護(hù)不反應(yīng)機(jī)端對(duì)地的零序電壓。如果發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路。例如A相某一分支繞組發(fā)生匝間短路，如圖所示。短路匝數(shù)占總匝數(shù)的百分?jǐn)?shù)a。此時(shí)A相

19、機(jī)端對(duì)N點(diǎn)電壓由于部分匝數(shù)被短接故： 而B、C相機(jī)端對(duì)N點(diǎn)電壓不變，電壓為：故開口三角輸出電壓為：AANEU 1BBNEUCCNEUACBACNBNANTNEEEEUUUU13. 0縱向零序過電壓保護(hù)可以動(dòng)作，所以該保護(hù)可保護(hù)同分支的匝間短路 。同理在同相不同分支繞組間短路時(shí)和在繞組內(nèi)的相間短路時(shí)都會(huì)造成各相機(jī)端對(duì)中性點(diǎn)的電壓幅值發(fā)生變化，從而會(huì)出現(xiàn)縱向（機(jī)端對(duì)中性點(diǎn)）零序電壓。所以縱向零序過電壓保護(hù)也可以保護(hù)這些故障類型。1.高定值段縱向零序過電壓匝間短路保護(hù) ：hzdZ0UU. 0其動(dòng)作電壓按躲各種情況下的最大不平衡電壓整定。建議取為（812）V 。2.靈敏段縱向零序過電壓匝間短路保護(hù) ：

20、UzozoIm/IeUzozd Im = 3I2Imax UN3作為動(dòng)作方程的話，該繼電器在金屬性短路情況下可保護(hù)從中性點(diǎn)起50%的繞組上的單相接地短路。且短路點(diǎn)越近中性點(diǎn)保護(hù)越靈敏。033303339090sinEcosEUcosEsinEUNT1.三次諧波電壓比率定子接地保護(hù)三次諧波電壓比率定子接地保護(hù)三次諧波電壓比率判據(jù)只保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)25左右的定子接地，機(jī)端三次諧波電壓取自機(jī)端開口三角零序電壓，中性點(diǎn)側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)TV。三次諧波保護(hù)動(dòng)作方程:U3TU3N K3WZD 式中: U3T、U3N為機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓值,K3wzd為三次諧波電壓比值整定值。 機(jī)組并網(wǎng)前后

21、，機(jī)端等值容抗有較大的變化，因此三次諧波電壓比率關(guān)系也隨之變化，本裝置在機(jī)組并網(wǎng)前后各設(shè)一段定值，隨機(jī)組出口斷路器位置接點(diǎn)變化自動(dòng)切換。三次諧波電壓比率判據(jù)可選擇動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。 2.三次諧波電壓差動(dòng)定子接地保護(hù)：三次諧波電壓差動(dòng)定子接地保護(hù)：三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)：式中U3T和U3N為機(jī)端、中性點(diǎn)三次諧波電壓向量，Kt為自動(dòng)跟蹤調(diào)整系數(shù)向量，Kre為三次諧波差動(dòng)比率定值。本判據(jù)在機(jī)組并網(wǎng)后且負(fù)荷電流大于0.2Ie(發(fā)電機(jī)額定電流)時(shí)自動(dòng)投入。三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作于信號(hào)。NNtTUkreUkU333五發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)五發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù) 當(dāng)勵(lì)磁繞組及其相連的直流回路發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，由

22、于沒有形當(dāng)勵(lì)磁繞組及其相連的直流回路發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，由于沒有形成短路回路，接地點(diǎn)并沒有故障電流，所以并不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。成短路回路，接地點(diǎn)并沒有故障電流，所以并不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。但是如果繼發(fā)第二點(diǎn)接地故障時(shí)，接地點(diǎn)流過的故障電流將燒傷轉(zhuǎn)子但是如果繼發(fā)第二點(diǎn)接地故障時(shí)，接地點(diǎn)流過的故障電流將燒傷轉(zhuǎn)子本體。部分轉(zhuǎn)子繞組被短接，勵(lì)磁繞組中電流增加將因過熱而燒傷。本體。部分轉(zhuǎn)子繞組被短接，勵(lì)磁繞組中電流增加將因過熱而燒傷。 部分勵(lì)磁繞組被短接以后氣隙磁場發(fā)生的畸變會(huì)造成轉(zhuǎn)子振動(dòng)的加部分勵(lì)磁繞組被短接以后氣隙磁場發(fā)生的畸變會(huì)造成轉(zhuǎn)子振動(dòng)的加?。ㄟ@一點(diǎn)對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)尤其嚴(yán)重）此外兩點(diǎn)接地后還可能發(fā)

23、生軸系?。ㄟ@一點(diǎn)對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)尤其嚴(yán)重）此外兩點(diǎn)接地后還可能發(fā)生軸系和汽輪機(jī)的磁化。這些都將嚴(yán)量威脅發(fā)電機(jī)的安全。和汽輪機(jī)的磁化。這些都將嚴(yán)量威脅發(fā)電機(jī)的安全。 所以水輪發(fā)電機(jī)和大型發(fā)電機(jī)只裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)，不再所以水輪發(fā)電機(jī)和大型發(fā)電機(jī)只裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)，不再裝設(shè)專門的勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)。當(dāng)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作發(fā)信裝設(shè)專門的勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)。當(dāng)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作發(fā)信號(hào)后為了它們的安全應(yīng)立即轉(zhuǎn)移負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的停機(jī)檢修。萬一在此號(hào)后為了它們的安全應(yīng)立即轉(zhuǎn)移負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的停機(jī)檢修。萬一在此期間發(fā)生了兩點(diǎn)接地，可用高靈敏的單元件橫差保護(hù)兼顧轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地期間發(fā)生了兩

24、點(diǎn)接地，可用高靈敏的單元件橫差保護(hù)兼顧轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)而瞬時(shí)跳閘。保護(hù)而瞬時(shí)跳閘。 中、小型汽輪發(fā)電機(jī)除裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)外還需裝設(shè)專門中、小型汽輪發(fā)電機(jī)除裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)外還需裝設(shè)專門的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。在一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作發(fā)信號(hào)后的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。在一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作發(fā)信號(hào)后應(yīng)立即投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，機(jī)組還允許繼續(xù)運(yùn)行。為避免發(fā)生瞬間的兩應(yīng)立即投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，機(jī)組還允許繼續(xù)運(yùn)行。為避免發(fā)生瞬間的兩點(diǎn)接地時(shí)不必要地停機(jī)，兩點(diǎn)接地保護(hù)應(yīng)延時(shí)點(diǎn)接地時(shí)不必要地停機(jī)，兩點(diǎn)接地保護(hù)應(yīng)延時(shí)(0.51.0)秒動(dòng)作于停機(jī)。秒動(dòng)作于停機(jī)。同時(shí)高靈敏的單元件橫差保護(hù)也

25、加一同時(shí)高靈敏的單元件橫差保護(hù)也加一(0.51.0)秒的延時(shí)。秒的延時(shí)。 5.1切換采樣式（乒乓式）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù) 設(shè)在轉(zhuǎn)子繞組的設(shè)在轉(zhuǎn)子繞組的K處發(fā)生經(jīng)對(duì)地絕緣電阻為處發(fā)生經(jīng)對(duì)地絕緣電阻為Rg的一點(diǎn)接地短路。的一點(diǎn)接地短路。K點(diǎn)到轉(zhuǎn)子點(diǎn)到轉(zhuǎn)子正電壓端的繞組匝數(shù)占轉(zhuǎn)子總繞組匝數(shù)的百分比為正電壓端的繞組匝數(shù)占轉(zhuǎn)子總繞組匝數(shù)的百分比為a。S1和和S2為兩個(gè)電子開關(guān)，為兩個(gè)電子開關(guān)，由時(shí)鐘脈沖控制它們輪流導(dǎo)通（約每秒鐘一次）。轉(zhuǎn)子繞組上的電壓由時(shí)鐘脈沖控制它們輪流導(dǎo)通（約每秒鐘一次）。轉(zhuǎn)子繞組上的電壓U和和S1、S2兩端的電壓兩端的電壓U1、U2為保護(hù)裝置的測量值。為保護(hù)裝置的測量值。U1的電壓上

26、端為正，下端為負(fù)。的電壓上端為正，下端為負(fù)。U2的的電壓下端為正，上端為負(fù)。由于短路點(diǎn)位置電壓下端為正，上端為負(fù)。由于短路點(diǎn)位置a和對(duì)地絕緣電阻和對(duì)地絕緣電阻Rg是兩個(gè)未知數(shù)，是兩個(gè)未知數(shù)，因而需在下述兩種狀態(tài)下列出兩個(gè)方程進(jìn)行聯(lián)立求解。在立方程式時(shí)可把兩個(gè)接因而需在下述兩種狀態(tài)下列出兩個(gè)方程進(jìn)行聯(lián)立求解。在立方程式時(shí)可把兩個(gè)接地點(diǎn)直接相連來分析。地點(diǎn)直接相連來分析。在保護(hù)裝置在保護(hù)裝置RCS985內(nèi)部內(nèi)部 狀態(tài)狀態(tài)1：S1斷開、斷開、S2閉合，測得閉合，測得U1和和U。據(jù)接點(diǎn)電流定理可得：。據(jù)接點(diǎn)電流定理可得： 狀態(tài)狀態(tài)2：S1閉合、閉合、S2斷開，測得斷開，測得U2和和U。據(jù)接點(diǎn)電流定理可

27、得：。據(jù)接點(diǎn)電流定理可得： 聯(lián)立求解上兩式可以求得聯(lián)立求解上兩式可以求得Rg和和a。在這兩種狀態(tài)間隔的短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組兩。在這兩種狀態(tài)間隔的短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組兩端的電壓端的電壓U認(rèn)為不變時(shí)，求得認(rèn)為不變時(shí)，求得Rg和和a為：為： 繼電器動(dòng)作方程為：繼電器動(dòng)作方程為： 在在RCS-985保護(hù)中保護(hù)中Rset定值分兩段。靈敏段動(dòng)作于信號(hào)，定值一般可整定為定值分兩段。靈敏段動(dòng)作于信號(hào)，定值一般可整定為20-80K，普通段帶延時(shí)可動(dòng)作于信號(hào)或跳閘（可選擇）。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，普通段帶延時(shí)可動(dòng)作于信號(hào)或跳閘（可選擇）。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)和空冷或氫冷的汽輪發(fā)電機(jī)普通段定值可整定為和空冷或氫冷的汽輪發(fā)電機(jī)普通段定值

28、可整定為20K，對(duì)直接水冷的汽輪發(fā)，對(duì)直接水冷的汽輪發(fā)電機(jī)普通段定值可整定為電機(jī)普通段定值可整定為2.5K。RUURUURUg11122RURUURUUg222212RUUUUURg2121322UUUUUUUUU12121132221setgRR 5.2轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù) 若轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于報(bào)警方式，當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻若轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于報(bào)警方式，當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻Rg小于普通段整定值，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，經(jīng)延時(shí)自小于普通段整定值，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，經(jīng)延時(shí)自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)，當(dāng)接地位置動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)，當(dāng)接地位置改變達(dá)一定值時(shí)改變達(dá)一定值時(shí)(裝置內(nèi)固定為

29、裝置內(nèi)固定為3%),判為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地，動(dòng)作于跳閘。判為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地，動(dòng)作于跳閘。 為提高轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的可靠性，轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)可為提高轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的可靠性，轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)可經(jīng)控制字選擇經(jīng)控制字選擇“經(jīng)定子側(cè)二次諧波電壓閉鎖經(jīng)定子側(cè)二次諧波電壓閉鎖”。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)邏輯框圖轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)邏輯框圖Rg 靈敏定值轉(zhuǎn)子接地保護(hù)軟壓板投入&轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地靈敏段報(bào)警Rg 整定值轉(zhuǎn)子接地保護(hù)軟壓板投入轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地投跳閘轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地跳閘轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地硬壓板投入&轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地報(bào)警投入&轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地報(bào)警tt&轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地起動(dòng)&t轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)邏輯框圖轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地

30、保護(hù)邏輯框圖&轉(zhuǎn)子接地保護(hù)軟壓板投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)投跳閘轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地跳閘轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)硬壓板投入t轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地元件轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地動(dòng)作t&轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)起動(dòng)六發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)六發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)的失磁故障是指發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁全部消失或部分消失的故障。引起發(fā)電機(jī)失磁的原因是轉(zhuǎn)子繞組的故障、勵(lì)磁機(jī)的故障、自動(dòng)滅磁開關(guān)的誤跳閘、半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)中某些元件的損壞或回路故障以及誤操作。 發(fā)電機(jī)失磁對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響發(fā)電機(jī)失磁對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響: 發(fā)電機(jī)從原先向系統(tǒng)輸出無功功率Q1到需從系統(tǒng)吸收無功功率Q2，系統(tǒng)將出現(xiàn)的無功差額Q1+Q2。發(fā)電機(jī)的容量在系統(tǒng)中占的比重越大，對(duì)系統(tǒng)的影響也

31、越大。如果系統(tǒng)沒有足夠的無功儲(chǔ)備，則無功嚴(yán)重的缺額將造成機(jī)端和電力系統(tǒng)中鄰近的某些點(diǎn)的電壓嚴(yán)重下降甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。 由于電壓下降，系統(tǒng)中其它發(fā)電機(jī)在自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的作用下將增加其無功輸出，這可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)、變壓器、線路的過電流。如果因此造成它們保護(hù)的誤動(dòng)將進(jìn)一步擴(kuò)大事故。 失磁對(duì)失磁發(fā)電機(jī)的影響失磁對(duì)失磁發(fā)電機(jī)的影響: 在轉(zhuǎn)子回路和轉(zhuǎn)子本體表層將產(chǎn)生頻率為fg-fs的差頻電流。造成轉(zhuǎn)子的局部過熱甚至灼傷。 定子電流的增大將造成定子過熱。 在異步力矩的作用下發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生振動(dòng)。水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)由于設(shè)計(jì)的異步平均轉(zhuǎn)矩的最大值較小，縱軸（d）和橫軸（q）的不對(duì)稱程度更大。

32、因而如果在重負(fù)荷下失磁會(huì)造成機(jī)組的嚴(yán)重振動(dòng)而危及機(jī)組的安全。 發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行的條件發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行的條件: 如果系統(tǒng)有充足的無功儲(chǔ)備，失磁后系統(tǒng)電壓不致嚴(yán)重下降的話發(fā)電機(jī)可以不解列。但要將負(fù)荷減到4050%的額定負(fù)荷，以減小轉(zhuǎn)差率s。這樣，允許失磁機(jī)組運(yùn)行1530分鐘。t0: 正常運(yùn)行正常運(yùn)行t1: 進(jìn)入靜穩(wěn)圓進(jìn)入靜穩(wěn)圓t2:進(jìn)入異步圓進(jìn)入異步圓發(fā)電機(jī)機(jī)端正序測量阻抗失磁后的變化軌跡失磁保護(hù)由以下四個(gè)判據(jù)組合，完成需要的失磁保護(hù)方案。失磁保護(hù)由以下四個(gè)判據(jù)組合，完成需要的失磁保護(hù)方案。（1）低電壓判據(jù)：）低電壓判據(jù)：一般取母線三相電壓，也可選擇發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓。三相同時(shí)低電壓判據(jù)：Up

33、p Ulezd對(duì)于取自母線電壓，TV斷線時(shí)閉鎖本判據(jù)。取自機(jī)端三相電壓，一組TV斷線時(shí)自動(dòng)切換至另一組正常TV。 （2）定子側(cè)阻抗判據(jù)：）定子側(cè)阻抗判據(jù)：阻抗圓：異步阻抗圓或靜穩(wěn)邊界圓，阻抗電壓量取發(fā)電機(jī)機(jī)端正序電壓，電流量取發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)正序電流。動(dòng)作方程為：XA：對(duì)于靜穩(wěn)邊界圓，可按系統(tǒng)阻抗整定，對(duì)于異步阻抗圓，XA= 0.5 Xd； XB：隱極機(jī)一般取Xd 0.5 Xd，凸極機(jī)一般取0.5（XdXq）+ 0.5 Xd。對(duì)于阻抗判據(jù)，可以選擇與無功反向判據(jù)結(jié)合： Q Qzd對(duì)于靜穩(wěn)阻抗繼電器，特性如圖1，圖中陰影部分為動(dòng)作區(qū)，圖中虛線為無功反向動(dòng)作邊界。對(duì)于異步阻抗繼電器，特性如圖2。阻抗繼

34、電器輔助判據(jù)： a.正序電壓6V b.負(fù)序電壓U2 0.1Un（發(fā)電機(jī)額定電壓）。 c.發(fā)電機(jī)電流 0.1Ie（發(fā)電機(jī)額定電流）。90270ABjXZjXZArgRjxZ1Z2-QzdRjxZ1Z2-Qzd圖1.靜穩(wěn)阻抗繼電器圖2.異步阻抗繼電器 (3) 轉(zhuǎn)子側(cè)判據(jù)轉(zhuǎn)子側(cè)判據(jù) 轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)：轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)：Ur Pzd失磁導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步后，發(fā)電機(jī)輸出功率在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，P取一個(gè)振蕩周期內(nèi)的平均值。失磁保護(hù)出口邏輯失磁保護(hù)出口邏輯 裝置設(shè)由三段失磁保護(hù)功能，失磁保護(hù)裝置設(shè)由三段失磁保護(hù)功能，失磁保護(hù)段動(dòng)作于減出力或切換備用段動(dòng)作于減出力或切換備用勵(lì)磁，勵(lì)磁，段動(dòng)作于跳閘，段動(dòng)作于跳閘，段經(jīng)較

35、長延時(shí)動(dòng)作于跳閘。失磁保護(hù)段經(jīng)較長延時(shí)動(dòng)作于跳閘。失磁保護(hù)段段也可動(dòng)作于報(bào)警。也可動(dòng)作于報(bào)警。 圖圖6.8.3失磁保護(hù)失磁保護(hù)段邏輯框圖。失磁保護(hù)段邏輯框圖。失磁保護(hù)段用于減出力或切換備段用于減出力或切換備用勵(lì)磁。失磁保護(hù)用勵(lì)磁。失磁保護(hù)段投入，發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，降低原動(dòng)機(jī)出力使發(fā)電段投入，發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，降低原動(dòng)機(jī)出力使發(fā)電機(jī)輸出功率減至整定值。機(jī)輸出功率減至整定值。 失磁保護(hù)失磁保護(hù)I段邏輯圖：段邏輯圖：失磁保護(hù)失磁保護(hù)段邏輯框圖段邏輯框圖失磁保護(hù)失磁保護(hù)段邏輯框圖段邏輯框圖七發(fā)電機(jī)功率保護(hù)七發(fā)電機(jī)功率保護(hù)7.1逆功率保護(hù)逆功率保護(hù)由于各種原因?qū)е率ピ瓌?dòng)力由于各種原因?qū)е率ピ瓌?dòng)力, 發(fā)電機(jī)變

36、為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行, 此時(shí)此時(shí), 為防汽為防汽輪機(jī)葉片、燃?xì)廨啓C(jī)齒輪損壞輪機(jī)葉片、燃?xì)廨啓C(jī)齒輪損壞, 需配置逆功率保護(hù)。發(fā)電機(jī)功率用機(jī)端三需配置逆功率保護(hù)。發(fā)電機(jī)功率用機(jī)端三相電壓、發(fā)電機(jī)三相電流計(jì)算得到。相電壓、發(fā)電機(jī)三相電流計(jì)算得到。逆功率保護(hù)動(dòng)作判據(jù)逆功率保護(hù)動(dòng)作判據(jù): P - RPzd 逆功率保護(hù)設(shè)兩段時(shí)限逆功率保護(hù)設(shè)兩段時(shí)限, 可通過控制字投退?？赏ㄟ^控制字投退。段發(fā)信號(hào)段發(fā)信號(hào), 固定延時(shí)為固定延時(shí)為10S。段定值可整定段定值可整定, 延時(shí)動(dòng)作于停機(jī)出口。延時(shí)動(dòng)作于停機(jī)出口。逆功率保護(hù)定值范圍逆功率保護(hù)定值范圍0.5% - 10% Pn, Pn為發(fā)電機(jī)額定有功功率。延

37、為發(fā)電機(jī)額定有功功率。延時(shí)范圍時(shí)范圍0.1- 600S。逆功率元件動(dòng)作功率保護(hù)軟壓板投入逆功率保護(hù)投跳閘逆功率保護(hù)跳閘功率保護(hù)硬壓板投入&t&功率保護(hù)起動(dòng)7.2程序逆功率保護(hù)程序逆功率保護(hù) 發(fā)電機(jī)在過負(fù)荷、過勵(lì)磁、失磁等各種異常運(yùn)行保護(hù)動(dòng)作后，需發(fā)電機(jī)在過負(fù)荷、過勵(lì)磁、失磁等各種異常運(yùn)行保護(hù)動(dòng)作后，需要程序跳閘時(shí)。保護(hù)先關(guān)閉主汽門，由程序逆功率保護(hù)經(jīng)主汽門要程序跳閘時(shí)。保護(hù)先關(guān)閉主汽門，由程序逆功率保護(hù)經(jīng)主汽門接點(diǎn)閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點(diǎn)閉鎖，延時(shí)動(dòng)作于跳閘。接點(diǎn)閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點(diǎn)閉鎖，延時(shí)動(dòng)作于跳閘。 程序逆功率保護(hù)定值范圍程序逆功率保護(hù)定值范圍0.5% - 10% Pn, Pn為發(fā)電機(jī)額定有功為發(fā)電機(jī)