RCS985南瑞繼電保護(hù)解析課件

RCS-985微機(jī)發(fā)變組保護(hù)

中國·南京·南瑞繼保RCS-985中國·南京·南瑞繼保1一保護(hù)功能配置二性能特點(diǎn)三保護(hù)原理內(nèi)容提要一保護(hù)功能配置內(nèi)容提要2總體方案為雙主雙后，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常運(yùn)行保護(hù)的配置方案。其思想是將一個(gè)發(fā)變組單元的全套電量保護(hù)集成在一套裝置中。對于一個(gè)發(fā)變組單元，配置兩套完整的電氣量保護(hù)，每套保護(hù)裝置采用不同組TA，均有獨(dú)立的出口跳閘回路。非電量保護(hù)出口跳閘回路完全獨(dú)立，和操作回路獨(dú)立組屏。一保護(hù)功能配置1.1保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想總體方案為雙主雙后，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常運(yùn)行3300MW-500KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方案一300MW-500KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方4300MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方案二300MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方5100MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方案三100MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方61.3保護(hù)功能配置

1.3保護(hù)功能配置7裝置面板和背面布置圖二性能特點(diǎn)2.1機(jī)箱結(jié)構(gòu)裝置面板和背面布置圖二性能特點(diǎn)2.1機(jī)箱結(jié)構(gòu)82.2高性能硬件平臺發(fā)展方向走出工業(yè)裝置和商業(yè)裝置的誤區(qū)。利用最先進(jìn)的DSP技術(shù)和微機(jī)技術(shù)，提供可靠、完善的數(shù)字式保護(hù)硬件平臺。提供方便、可靠、安全性高的人機(jī)界面，所有操作后臺機(jī)和面板操作均應(yīng)獨(dú)立完成。2.2高性能硬件平臺發(fā)展方向走出工業(yè)裝置和商業(yè)裝置的誤區(qū)。92.3先進(jìn)的硬件核心一高速數(shù)字信號處理器DSP大規(guī)模邏輯門陣列FPGA可編程邏輯門陣列CPLD并行高精度A/D32位微處理器CPU獨(dú)立的CPU處理顯示、鍵盤等人機(jī)對話大屏幕漢字液晶顯示2.3先進(jìn)的硬件核心一高速數(shù)字信號處理器DSP102.3先進(jìn)的硬件核心二高速數(shù)字信號處理器DSP＋32位微處理器CPU雙CPU系統(tǒng)：低通、AD采樣、保護(hù)計(jì)算、邏輯輸出

1、CPU2作用于啟動(dòng)繼電器，CPU1作用于跳閘矩陣2、啟動(dòng)一致性，CPU1和CPU2的啟動(dòng)元件相同，保護(hù)才出口

3、兩個(gè)CPU系統(tǒng)之間均進(jìn)行完善的自檢和互檢，任一CPU板故障，閉鎖裝置并發(fā)報(bào)警信號2.3先進(jìn)的硬件核心二高速數(shù)字信號處理器DSP＋32位微處理112.4RCS-985硬件配置示意圖2.4RCS-985硬件配置示意圖122.5可靠的軟件技術(shù)每個(gè)周波24點(diǎn)高速采樣率，計(jì)算精度高并行實(shí)時(shí)計(jì)算：故障全過程對所有保護(hù)繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。即在每一個(gè)采樣間隔內(nèi)（0.833ms）對所有保護(hù)完成計(jì)算，并留有裕度。因此，裝置中各保護(hù)功能的計(jì)算互不影響，均能正確反應(yīng)。多種啟動(dòng)元件：不同的保護(hù)功能均有對應(yīng)的啟動(dòng)元件2.5可靠的軟件技術(shù)每個(gè)周波24點(diǎn)高速采樣率，計(jì)算精度高132.6獨(dú)立的故障錄波CPU錄波：記錄保護(hù)的各種原始模擬量、保護(hù)用的中間模擬量、保護(hù)的出口狀態(tài)等。MON錄波：設(shè)有完整的故障錄波功能，可以連續(xù)記錄長達(dá)4S的發(fā)變組單元所有模擬量、開入量、保護(hù)動(dòng)作量波形，記錄采用COMTRADE格式，是針對發(fā)變組的故障錄波器。完善的波形分析軟件2.6獨(dú)立的故障錄波CPU錄波：記錄保護(hù)的各種原始模擬量、142.7跳閘矩陣的功能特點(diǎn)靈活的跳閘矩陣：每一種保護(hù)均可經(jīng)跳閘矩陣整定出口方式2.7跳閘矩陣的功能特點(diǎn)靈活的跳閘矩陣：每一種保護(hù)均可經(jīng)跳15RCS985南瑞繼電保護(hù)解析課件163.1RCS－985保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)1、采用了工頻變化量原理、變斜率比率差動(dòng)保護(hù)新原理;2、全新的異步法TA飽和判據(jù)；3、首次提出并實(shí)現(xiàn)了浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電壓匝間保護(hù)、復(fù)式零序電壓匝間保護(hù)、高靈敏橫差保護(hù)新原理；4、采用三次諧波電壓差動(dòng)新原理的100％定子接地保護(hù)；5、新型外加電源定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)；6、靈敏的TV、TA回路自檢功能；7、其他先進(jìn)技術(shù)三保護(hù)原理3.1RCS－985保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)1、采用了工頻變化量171重疊原理的應(yīng)用3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)1重疊原理的應(yīng)用3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)182靈敏的工頻變化量比例差動(dòng)

:差電流工頻變化量

:制動(dòng)電流工頻變化量3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)2靈敏的工頻變化量比例差動(dòng)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)193.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)203工頻變化量比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)只反映故障分量，不受發(fā)電機(jī)、變壓器正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流的影響過渡電阻影響很小采用高比率制動(dòng)系數(shù)抗TA飽和提高了發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)保護(hù)的靈敏度，區(qū)外故障不會誤動(dòng)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)3工頻變化量比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)214滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)部A、B相2.5%經(jīng)過渡電阻短路3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)4滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)部A、B相2.5%經(jīng)過渡電阻短路3.221變斜率比例差動(dòng)不設(shè)拐點(diǎn)，一開始就帶制動(dòng)特性3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)1變斜率比例差動(dòng)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)23

動(dòng)作區(qū)域上多了兩塊靈敏動(dòng)作區(qū)，少了一塊易誤動(dòng)區(qū)，在區(qū)內(nèi)故障時(shí)保證較高的靈敏度，在區(qū)外故障時(shí)可以躲過暫態(tài)不平衡電流，提高了差動(dòng)保護(hù)的可靠性。3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū)域上多了兩塊靈敏動(dòng)作區(qū)，少了一塊易誤動(dòng)區(qū)，在區(qū)242變斜率比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)由于一開始就帶制動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性較好地與差流不平衡電流配合，因此差動(dòng)起始定值可以安全地降低；提高了發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)保護(hù)的靈敏度，尤其是機(jī)組起停過程中（45～55Hz）內(nèi)部輕微故障差動(dòng)保護(hù)的靈敏度；可以防止區(qū)外故障TA不一致造成的誤動(dòng)。3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)2變斜率比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)253主變內(nèi)部C相1.5%匝間故障3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)3主變內(nèi)部C相1.5%匝間故障3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)264可靠的高值比例差動(dòng)由高比率制動(dòng)系數(shù)抗TA飽和區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障快速動(dòng)作3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)4可靠的高值比例差動(dòng)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)273.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)28區(qū)內(nèi)輕微：t0:正常運(yùn)行t1:故障時(shí)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)輕微：3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)29區(qū)內(nèi)較嚴(yán)重：t0:正常運(yùn)行t1:故障時(shí)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)較嚴(yán)重：3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)30區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障：t0:正常運(yùn)行t1:故障時(shí)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障：3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)31以往認(rèn)為：－發(fā)電機(jī)差動(dòng)采用保護(hù)級TA，并且TA同型；－區(qū)外故障電流倍數(shù)小，一次電流完全相同，二次不平衡差流?。灰虼耍瑸樘岣邇?nèi)部故障靈敏度，降低差動(dòng)起始定值、比率制動(dòng)系數(shù)。實(shí)際情況：－發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA盡管同型，但兩側(cè)電纜長度可能不一致，部分機(jī)組TA不是真正同型TA；－區(qū)外故障電流倍數(shù)盡管小，但非周期分量衰減慢；結(jié)果，導(dǎo)致TA飽和，不平衡差流增大，差動(dòng)保護(hù)屢有誤動(dòng)發(fā)生；3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題以往認(rèn)為：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題321現(xiàn)有防TA飽和措施提高定值：

缺點(diǎn)：降低了內(nèi)部故障靈敏度。采用流出電流判據(jù)的標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)：

當(dāng)IH/IN>B＆I1/IN>B＆I2/IN>B時(shí)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流為無窮大缺點(diǎn)1：理論計(jì)算表明，在發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，也有流出電流，存在拒動(dòng)可能。缺點(diǎn)2：區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，拒動(dòng)可能性增加。3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題1現(xiàn)有防TA飽和措施提高定值：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和332全新的“異步法”

TA飽和判據(jù)抗TA飽和算法：利用變壓器、發(fā)電機(jī)差電流中諧波含量和波形特征來識別電流互感器的飽和關(guān)鍵判據(jù)：如何準(zhǔn)確判出區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法：制動(dòng)電流工頻變化量：差電流工頻變化量：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題2全新的“異步法”TA飽和判據(jù)3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和343區(qū)內(nèi)故障時(shí)，制動(dòng)電流和差電流工頻變化量同步出現(xiàn)3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題3區(qū)內(nèi)故障時(shí)，制動(dòng)電流和差電流工頻變化量同步出現(xiàn)3.4發(fā)354發(fā)電機(jī)區(qū)外故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題4發(fā)電機(jī)區(qū)外故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問365發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題5發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題376發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題6發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問38區(qū)外TA飽和：t0:正常運(yùn)行t1:判出區(qū)外t2:開始飽和t3:進(jìn)入動(dòng)作區(qū)t1-t0＝5ms3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題區(qū)外TA飽和：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題39TA飽和：t0:正常運(yùn)行t1:判出區(qū)外t2:開始飽和t3:進(jìn)入動(dòng)作區(qū)t1-t0＝5ms3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題TA飽和：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題401定子接地保護(hù)的必要性a單相接地引起非故障相及中性點(diǎn)電位升高。b中性點(diǎn)附近經(jīng)過渡電阻接地若保護(hù)靈敏度不夠而未動(dòng)作，經(jīng)過長期運(yùn)行，在機(jī)端側(cè)再發(fā)生第二點(diǎn)接地，中性點(diǎn)電位升高，第一個(gè)接地點(diǎn)接地電流增大，而過渡電阻減小，結(jié)果發(fā)生相間或匝間嚴(yán)重短路。c其次單相接地引起鐵心的損傷。機(jī)組越大分布電容越大，接地容性電流越大。接地電流較大引起電弧，引起繞組絕緣及定子鐵心損壞。3.5定子繞組單相接地保護(hù)1定子接地保護(hù)的必要性3.5定子繞組單相接地保護(hù)412單相接地故障時(shí)的基波零序電壓

3.5定子繞組單相接地保護(hù)2單相接地故障時(shí)的基波零序電壓3.5定子繞組單相接地保護(hù)42對于主變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不論是否接地，當(dāng)高壓系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，直接傳遞給發(fā)電機(jī)的零序電壓超過定子接地保護(hù)的動(dòng)作值，對于跳閘接地保護(hù)可以經(jīng)主變高壓側(cè)零序電壓閉鎖，基波報(bào)警可以用時(shí)間避開?；阈螂妷盒投ㄗ咏拥乇Ｗo(hù)簡單可靠，是現(xiàn)在用的比較普遍的保護(hù)，保護(hù)區(qū)80%~90%中性點(diǎn)接地時(shí)基波保護(hù)存在死區(qū)。

3基波零序電壓定子接地保護(hù)的特點(diǎn)

3.5定子繞組單相接地保護(hù)對于主變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不論是否接地，當(dāng)高壓系統(tǒng)發(fā)生接地故障434基波定子接地保護(hù)判據(jù)（1）靈敏段基波零序電壓保護(hù)，動(dòng)作于信號時(shí),其動(dòng)作方程為:Un0＞U0zd式中Un0為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓，U0zd為零序電壓定值。靈敏段動(dòng)作于跳閘時(shí)，還需主變高、中壓側(cè)零序電壓閉鎖，以防止區(qū)外故障時(shí)定子接地基波零序電壓靈敏段誤動(dòng)。（2）高定值段基波零序電壓保護(hù)，動(dòng)作方程為：Un0＞U0hzd保護(hù)動(dòng)作于信號或跳閘均不需經(jīng)主變高、中壓側(cè)零序電壓輔助判據(jù)閉鎖。

3.5定子繞組單相接地保護(hù)4基波定子接地保護(hù)判據(jù)（1）靈敏段基波零序電壓保護(hù)，動(dòng)作445三次諧波電壓產(chǎn)生1由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通密度分布非正弦分布和鐵磁飽和影響，在定子繞組中感應(yīng)電勢除基波分量外還含有高次諧波，其中三次諧波含量較高。

2對于水電機(jī)組三次諧波電壓隨無功近似線性增長。這是因?yàn)橥箻O發(fā)電機(jī)帶感性無功時(shí)，縱軸電樞反應(yīng)將對三次諧波勵(lì)磁勢起助磁作用，而且隨無功增大勵(lì)磁必相應(yīng)增大，勵(lì)磁磁通勢三次諧波必然增大。3TV飽和引起。將引起三次諧波的虛假增大。

3.5定子繞組單相接地保護(hù)5三次諧波電壓產(chǎn)生1由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通密度分布非正弦453.5定子繞組單相接地保護(hù)6單相接地時(shí)三次諧波分布特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)6單相接地時(shí)三次諧波分布特點(diǎn)467現(xiàn)有定子接地保護(hù)存在問題三次諧波電壓比率判據(jù)－啟停機(jī)過程中易誤動(dòng)－正常運(yùn)行機(jī)組頻率變化時(shí)，三次諧波濾過比下降，易導(dǎo)致誤動(dòng)調(diào)整型三次諧波電壓判據(jù)－啟停機(jī)過程中易誤動(dòng)－正常運(yùn)行機(jī)組頻率變化時(shí)，三次諧波濾過比下降，易導(dǎo)致誤動(dòng)－運(yùn)行方式變化時(shí)，易誤動(dòng)3.5定子繞組單相接地保護(hù)7現(xiàn)有定子接地保護(hù)存在問題三次諧波電壓比率判據(jù)3.5定子47自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù)：發(fā)變組并網(wǎng)前后機(jī)端等效電容變化較大，并網(wǎng)前、后各設(shè)一個(gè)定值，根據(jù)各自狀態(tài)下裝置實(shí)時(shí)顯示的最大三次諧波電壓比率值整定，裝置根據(jù)斷路器位置接點(diǎn)和負(fù)荷電流自動(dòng)適應(yīng)狀態(tài)變化頻率跟蹤和數(shù)字濾波器相結(jié)合，在頻率45～55Hz范圍內(nèi)三次諧波電壓濾過比不受影響在系統(tǒng)頻率嚴(yán)重偏離50HZ時(shí)，采用按頻率比率制動(dòng)原理8三次諧波比率判據(jù)3.5定子繞組單相接地保護(hù)自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù)：8三次諧波比率判據(jù)3.5定子48三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)：正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端、中性點(diǎn)三次諧波電壓幅值、相位在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整系數(shù)kt使正常運(yùn)行時(shí)差電壓接近為0；可以保護(hù)100％的定子接地3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次諧波差動(dòng)判據(jù)三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)：3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次諧49三次諧波電壓差動(dòng)可靠性：頻率跟蹤和數(shù)字濾波器相結(jié)合，在頻率49.5～50.5Hz范圍內(nèi)保護(hù)功能不受影響；在機(jī)組頻率超出49.5～50.5Hz范圍時(shí)，閉鎖本判據(jù)；機(jī)組并網(wǎng)后負(fù)荷電流大于0.2In時(shí)，自動(dòng)投入本判據(jù)；當(dāng)TV斷線時(shí)閉鎖本判據(jù)。由于采用了以上輔助判據(jù)，盡管三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)在定子接地時(shí)靈敏度很高，但是在啟停機(jī)過程中、區(qū)外故障及其他工況下均不會誤動(dòng)。3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次諧波差動(dòng)判據(jù)三次諧波電壓差動(dòng)可靠性：3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次50正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓波形(媽灣電廠)定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓波形(媽灣電廠)定子接地保護(hù)的51發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能52媽灣電廠正常運(yùn)行三次諧波差動(dòng)波形：定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)媽灣電廠正常運(yùn)行三次諧波差動(dòng)波形：定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.53發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)5%定子接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)5%定子接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功54發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%定子接地電壓波形圖(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%定子接地電壓波形圖(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)55發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)10kΩ

定子接地電壓波形(電科院動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)10kΩ定子接地電壓波形(電科院動(dòng)模試驗(yàn))定56發(fā)電機(jī)定子匝間故障浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電壓匝間保護(hù)新原理發(fā)電機(jī)定子匝間故障浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電571現(xiàn)有縱向零序電壓匝間保護(hù)方案1、負(fù)序方向閉鎖的縱向零序電壓匝間保護(hù)－負(fù)序方向元件在外部三相短路暫態(tài)過程中和頻率偏離額定值時(shí)可能會誤動(dòng)；－當(dāng)采用負(fù)序功率方向作為動(dòng)作元件時(shí)，靈敏度不高；2、負(fù)序方向閉鎖的二次諧波式匝間短路保護(hù)－對于發(fā)電機(jī)組，外部不對稱故障，也會產(chǎn)生二次諧波電流，需負(fù)序方向閉鎖，因此也存在上述缺點(diǎn)；3、三次諧波分量閉鎖縱向零序電壓匝間保護(hù)－動(dòng)模和實(shí)際機(jī)組故障未證實(shí)區(qū)外故障時(shí)縱向零序電壓中三次諧波分量會增大3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)1現(xiàn)有縱向零序電壓匝間保護(hù)方案1、負(fù)序方向閉鎖的縱向零序電582發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)593.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)602發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)61零序電壓匝間保護(hù)用電壓互感器n并聯(lián)分支發(fā)電機(jī)零序等效電路

3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)3專用PT匝間保護(hù)零序電壓匝間保護(hù)用電壓互感器n并聯(lián)分支發(fā)電機(jī)零62.縱向零序電壓原理構(gòu)成的保護(hù)方案。在發(fā)電機(jī)的出口裝設(shè)一個(gè)專用全絕絕緣電壓互感器，其一次繞組中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連而不接地。所以，該電壓互感器二次繞組不能用來測量相對地電壓。只有當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生匝間短路或者對中性點(diǎn)不對稱的各種相間短路時(shí)，破壞了三相對中性點(diǎn)的對稱，產(chǎn)生了對中性點(diǎn)的零序電壓，即縱向零序電壓，在它的開口三角繞組才有輸出電壓，即3U0≠0，使零序電壓匝間短路保護(hù)正確動(dòng)作。為防止低定值零序電壓匝間短路保護(hù)在外部短路時(shí)誤動(dòng)作，還采用一些制動(dòng)或閉鎖量。3專用PT匝間保護(hù).縱向零序電壓原理構(gòu)成的保護(hù)方案。在發(fā)電機(jī)的出口裝設(shè)一個(gè)專用63高定值段匝間保護(hù)－按躲過各種情況下最大不平衡零序電壓整定；靈敏段匝間保護(hù)：電流比率制動(dòng)原理

－綜合電流：采用電流增加量和負(fù)序電流加權(quán)值3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)4專用PT匝間保護(hù)判據(jù)高定值段匝間保護(hù)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)4專用PT64正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)縱向零序電壓波形3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)縱向零序電壓波形3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保65電廠主變高壓側(cè)C0故障縱向零序電壓波形，零序電壓基波分量比故障前增大，電流、負(fù)序電流增加較大,電流比率制動(dòng)原理的匝間保護(hù)沒有誤動(dòng)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)電廠主變高壓側(cè)C0故障縱向零序電壓波形，零序電壓基波分量比故66發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)A3-A4匝間故障縱向零序電壓波形，零序電壓增加,而相電流變化不大,保護(hù)靈敏動(dòng)作。5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)A3-A4匝間故障縱向零序電壓波形，零序電壓增加,67浮動(dòng)門檻技術(shù)－對其他工況下（不同負(fù)載、電壓升高、失磁故障等），零序電壓不平衡值的增大，采用浮動(dòng)門檻躲過不平衡電壓。－頻率跟蹤與數(shù)字濾波器結(jié)合，頻率偏移時(shí)，三次諧波濾過比仍大于100由于采取了以上措施，縱向零序電壓匝間保護(hù)只需按躲過正常運(yùn)行時(shí)不平衡基波電壓整定，區(qū)內(nèi)故障靈敏動(dòng)作，區(qū)外故障可靠制動(dòng)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)浮動(dòng)門檻技術(shù)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子68t0:正常運(yùn)行t1:進(jìn)入靜穩(wěn)圓t2:進(jìn)入異步圓失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)t0:正常運(yùn)行失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)69t0:正常運(yùn)行t1:低勵(lì)t2:異步運(yùn)行失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)t0:正常運(yùn)行失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)70失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)曲線1:區(qū)外振蕩曲線2:區(qū)內(nèi)振蕩3.7失磁保護(hù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)曲線1:區(qū)外振蕩3.7失磁保護(hù)71失磁保護(hù)配置原則

如果系統(tǒng)有足夠的無功儲備，在發(fā)電機(jī)失磁后系統(tǒng)電壓不會低于允許值，允許發(fā)電機(jī)在無勵(lì)磁狀態(tài)下異步運(yùn)行，沒有必要立即把失磁發(fā)電機(jī)切除，而只需發(fā)信號，這對系統(tǒng)是有好處的，可以避免在出現(xiàn)無功差額后又出現(xiàn)有功差額。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在無勵(lì)磁異步運(yùn)行時(shí)，有相當(dāng)大的異步轉(zhuǎn)矩，并能輸出一定的甚至是接近額定值的有功功率。因此失步定子判據(jù)可以選擇失磁異步阻抗園與無功反方判據(jù)相結(jié)合的方式，但是無勵(lì)磁異步運(yùn)行的條件和相應(yīng)的允許時(shí)間，還決定于發(fā)電機(jī)的溫升情況，如果系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)不允許無勵(lì)磁異步運(yùn)行，則失磁保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)或經(jīng)短延時(shí)動(dòng)作于跳閘。如果允許無勵(lì)磁異步運(yùn)行，則失磁保護(hù)只發(fā)信號或自動(dòng)減負(fù)荷，而以較長的延時(shí)切除失磁的發(fā)電機(jī)。

3.7失磁保護(hù)失磁保護(hù)配置原則如果系統(tǒng)有足夠的無功儲備，在發(fā)電機(jī)失磁72開放式失磁保護(hù)方案失磁判據(jù)減出力有功判據(jù)低電壓判據(jù)轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)定子阻抗判據(jù)輔助判據(jù)

失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)開放式失磁保護(hù)方案失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)73減出力采用有功功率判據(jù)P>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)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)減出力采用有功功率判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)74高壓側(cè)母線低電壓判據(jù)Upp<Ulezd高壓側(cè)PT斷線時(shí)閉鎖此判據(jù)

TV斷線時(shí)閉鎖本判據(jù)，并發(fā)出TV斷線信號。失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)高壓側(cè)母線低電壓判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)75轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)：Ur<Ur1zd變勵(lì)磁電壓判據(jù)：Ur<Kr*Xdz*(P–Pt)*Uf0與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，對應(yīng)某一有功功率P，將有為維持靜態(tài)穩(wěn)定極限所必需的勵(lì)磁電壓

失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)76失磁保護(hù)時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)失磁保護(hù)時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)377低勵(lì)失磁時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)低勵(lì)失磁時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)378定子判據(jù)異步阻抗圓、靜穩(wěn)邊界圓可選正序電壓、正序電流計(jì)算阻抗可選擇無功反向元件閉鎖無功反向值可整定失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)定子判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)79輔助判據(jù)a.正序電壓≥6Vb.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）。

失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)輔助判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)80開放式的失磁保護(hù)方案Ⅰ段：動(dòng)作于減出力可選：減出力判據(jù)＋定子阻抗判據(jù)＋轉(zhuǎn)子判據(jù)Ⅱ段：跳閘（母線低電壓）可選：低電壓判據(jù)，定子阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子判據(jù)Ⅲ段：跳閘或報(bào)警段可選：定子阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子判據(jù)Ⅳ段：長延時(shí)跳閘（與減出力段配合）

定子阻抗判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)開放式的失磁保護(hù)方案失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)81功能能區(qū)分振蕩中心在發(fā)變組內(nèi)部或外部，并滑極次數(shù)可分別整定能記錄滑極次數(shù)采用正序電壓、正序電流計(jì)算阻抗，能區(qū)分短路和失步能區(qū)分穩(wěn)定振蕩和失步能檢測加速失步或減速失步振蕩頻率0.1-8Hz當(dāng)電流小于出口斷路器跳閘允許電流時(shí)出口

失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)功能失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)82失步保護(hù)的功能特點(diǎn)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)的等效系統(tǒng)圖

系統(tǒng)各點(diǎn)的電流電壓關(guān)系圖3.8失步保護(hù)失步保護(hù)的功能特點(diǎn)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)的等效系統(tǒng)圖系統(tǒng)各點(diǎn)的831.左右邊界2.中心線3.電抗線失步保護(hù)功能失步保護(hù)的功能特點(diǎn)振蕩中機(jī)端阻抗繼電器的測量阻抗圖

3.8失步保護(hù)1.左右邊界失步保護(hù)功能失步保護(hù)的功能特點(diǎn)振蕩中機(jī)端阻抗繼電84失步繼電器分析區(qū)外失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析區(qū)外失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)85失步繼電器分析區(qū)內(nèi)失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析區(qū)內(nèi)失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)86失步繼電器分析加速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析加速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)87失步繼電器分析減速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析減速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)88失步過程分析t0:正常運(yùn)行t1:區(qū)外故障t2:故障切除失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步過程分析t0:正常運(yùn)行失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)89失步過程分析t0:正常運(yùn)行t1:區(qū)外故障t2:故障切除t3:振蕩失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步過程分析t0:正常運(yùn)行失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)90失步保護(hù)的功能特點(diǎn)失步過程分析t0:正常運(yùn)行t1:功率超調(diào)t2:失步振蕩3.8失步保護(hù)失步保護(hù)的功能特點(diǎn)失步過程分析t0:正常運(yùn)行3.8失步保護(hù)91失步過程分析一次典型的失步振蕩過程3.8失步保護(hù)失步過程分析一次典型的失步振蕩過程3.8失步保護(hù)92保護(hù)采用三元件失步繼電器動(dòng)作特性,第一部分是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內(nèi)的部分I和透鏡外的部分O。第二部分是遮擋器特性，圖中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。兩種特性的結(jié)合，把阻抗平面分成四個(gè)區(qū)OL、IL、IR、OR，阻抗軌跡順序穿過四個(gè)區(qū)（OL→IL→IR→OR或OR→IR→IL→OL），并在每個(gè)區(qū)停留時(shí)間大于一時(shí)限，則保護(hù)判為發(fā)電機(jī)失步振蕩。每順序穿過一次，保護(hù)的滑極計(jì)數(shù)加1，到達(dá)整定次數(shù)，保護(hù)動(dòng)作。第三部分特性是電抗線，圖中③，它把動(dòng)作區(qū)一分為二，電抗線以上為I段（U），電抗線以下為II段（D）。阻抗軌跡順序穿過四個(gè)區(qū)時(shí)位于電抗線以下，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)，位于電抗線以上，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)變組外，兩種情況下滑極次數(shù)可分別整定。

失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)保護(hù)采用三元件失步繼電器動(dòng)作特性,第一部分是透鏡特性，圖中933.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)3.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)94一點(diǎn)接地設(shè)兩段靈敏I段動(dòng)作于信號

II段動(dòng)作于信號或跳閘轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)一點(diǎn)接地II段動(dòng)作于信號，自動(dòng)延時(shí)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)一點(diǎn)接地設(shè)兩段轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)95實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)子繞組對大軸絕緣電阻轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后顯示接地位置高精度隔離放大器隔離電壓2500V光耦繼電器切換開關(guān)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)子繞組對大軸絕緣電阻轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.9轉(zhuǎn)96Rg：轉(zhuǎn)子接地電阻α：轉(zhuǎn)子接地位置U：勵(lì)磁電壓R：標(biāo)準(zhǔn)電阻S1、S2：切換開關(guān)3.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)Rg：轉(zhuǎn)子接地電阻3.9轉(zhuǎn)子接地保護(hù)974.0發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)發(fā)電機(jī)盤車狀態(tài)下（未加勵(lì)磁，低速），主開關(guān)誤合，發(fā)電機(jī)異步起動(dòng)X

，由于轉(zhuǎn)子與氣隙同步旋轉(zhuǎn)磁場有較大滑差，轉(zhuǎn)子本體長時(shí)間流過差頻電流燒傷轉(zhuǎn)子。突然誤合閘引起轉(zhuǎn)子急劇加速，潤滑油壓較低，軸瓦損壞。4.0發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)發(fā)電機(jī)盤車狀態(tài)下（未加勵(lì)磁，低速），主984.0誤上電保護(hù)原理1發(fā)電機(jī)盤車時(shí)，未加勵(lì)磁，斷路器誤合，造成發(fā)電機(jī)異步起動(dòng)。

采用兩組PT均低電壓延時(shí)t1投入，電壓恢復(fù)，延時(shí)t2（與低頻閉鎖判據(jù)配合）退出。2發(fā)電機(jī)起停過程中，已加勵(lì)磁，但頻率低于定值，斷路器誤合。采用低頻判據(jù)延時(shí)t3投入，頻率判據(jù)延時(shí)t4返回，其時(shí)間應(yīng)保證跳閘過程的完成。3發(fā)電機(jī)起停過程中，已加勵(lì)磁，但頻率大于定值，斷路器誤合或非同期。

采用斷路器位置接點(diǎn)，經(jīng)控制字可以投退。判據(jù)延時(shí)t3投入（考慮斷路器分閘時(shí)間），延時(shí)t4退出其時(shí)間應(yīng)保證跳閘過程的完成。

4.0誤上電保護(hù)原理1發(fā)電機(jī)盤車時(shí)，未加勵(lì)磁，斷路器誤合，994.1斷路器閃絡(luò)保護(hù)

220KV以上系統(tǒng)在進(jìn)行同步并列運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)電機(jī)空載電勢與系統(tǒng)電壓180度造成斷口閃絡(luò)。一般考慮一相或兩相。危害：損壞斷路器，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，負(fù)序電流損壞發(fā)電機(jī)。4.1斷路器閃絡(luò)保護(hù)220KV以上系統(tǒng)在進(jìn)行同步并100判據(jù)：（1）斷路器三相位置接點(diǎn)均為斷開狀態(tài)；（2）負(fù)序電流大于整定值；（3）發(fā)電機(jī)已加勵(lì)磁，機(jī)端電壓大于一固定值

動(dòng)作跳滅磁開關(guān)，失效時(shí)起動(dòng)失靈4.1斷路器閃絡(luò)保護(hù)判據(jù)：4.1斷路器閃絡(luò)保護(hù)1014.2啟停機(jī)保護(hù)

發(fā)電機(jī)啟動(dòng)或停機(jī)過程中，配置反應(yīng)相間故障的保護(hù)和定子接地故障的保護(hù)。對于發(fā)電機(jī)、變壓器、廠用變、勵(lì)磁變的故障，各配置一組差回路過流保護(hù)。對于發(fā)電機(jī)定子接地故障，配置一套零序過電壓保護(hù)。 由于發(fā)電機(jī)啟動(dòng)或停機(jī)過程中，定子電壓頻率很低，因此保護(hù)采用了不受頻率影響的算法，保證了啟停機(jī)過程中對發(fā)電機(jī)的保護(hù)。

啟停機(jī)保護(hù)經(jīng)控制字整定，可以選擇“低頻元件閉鎖”或“斷路器位置接點(diǎn)閉鎖”。

4.2啟停機(jī)保護(hù)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)或停機(jī)過程中，配置反應(yīng)相間故障1024.3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

4.3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1034.4發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)

定子過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的平均發(fā)熱狀況。保護(hù)動(dòng)作量同時(shí)取發(fā)電機(jī)機(jī)端、中性點(diǎn)定子電流。反時(shí)限保護(hù)由三部分組成:①下限啟動(dòng),②反時(shí)限部分,③上限定時(shí)限部分。上限定時(shí)限部分設(shè)最小動(dòng)作時(shí)間定值。當(dāng)定子電流超過下限整定值Iszd時(shí),反時(shí)限部分起動(dòng),并進(jìn)行累積。反時(shí)限保護(hù)熱積累值大于熱積累定值保護(hù)發(fā)出跳閘信號。反時(shí)限保護(hù),模擬發(fā)電機(jī)的發(fā)熱過程,并能模擬散熱。當(dāng)定子電流大于下限電流定值時(shí),發(fā)電機(jī)開始熱積累,如定子電流小于額定電流時(shí),熱積累值通過散熱慢慢減小。

4.4發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)定子過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子104KSzd:發(fā)電機(jī)發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，Ksrzd：發(fā)電機(jī)散熱效應(yīng)系數(shù)，Iezd：發(fā)電機(jī)額定電流二次值。

4.4發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)

KSzd:發(fā)電機(jī)發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，Ksrzd：發(fā)電機(jī)散熱效應(yīng)系1054.5負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)

負(fù)序過負(fù)荷反應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過熱狀況，也可反應(yīng)負(fù)序電流引起的其它異常。保護(hù)動(dòng)作量取機(jī)端、中性點(diǎn)的負(fù)序電流。當(dāng)負(fù)序電流超過下限整定值I2szd時(shí)，反時(shí)限部分起動(dòng),并進(jìn)行累積。反時(shí)限保護(hù)熱積累值大于熱積累定值保護(hù)發(fā)出跳閘信號。負(fù)序反時(shí)限保護(hù)能模擬轉(zhuǎn)子的熱積累過程，并能模擬散熱。發(fā)電機(jī)發(fā)熱后，若負(fù)序電流小于I2l時(shí)，發(fā)電機(jī)的熱積累通過散熱過程，慢慢減少；負(fù)序電流增大，超過I2l時(shí)，從現(xiàn)在的熱積累值開始，重新熱積累的過程。4.5負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)負(fù)序過負(fù)荷反應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過熱狀況106

式中I2：發(fā)電機(jī)負(fù)序電流，Iezd:發(fā)電機(jī)額定電流，I2l：發(fā)電機(jī)長期運(yùn)行允許負(fù)序電流（標(biāo)么值），A：轉(zhuǎn)子負(fù)序發(fā)熱常數(shù)。4.5負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)

式中I2：發(fā)電機(jī)負(fù)序電流，Iezd:發(fā)電機(jī)額定電流，I2l107RCS-985微機(jī)發(fā)變組保護(hù)

中國·南京·南瑞繼保RCS-985中國·南京·南瑞繼保108一保護(hù)功能配置二性能特點(diǎn)三保護(hù)原理內(nèi)容提要一保護(hù)功能配置內(nèi)容提要109總體方案為雙主雙后，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常運(yùn)行保護(hù)的配置方案。其思想是將一個(gè)發(fā)變組單元的全套電量保護(hù)集成在一套裝置中。對于一個(gè)發(fā)變組單元，配置兩套完整的電氣量保護(hù)，每套保護(hù)裝置采用不同組TA，均有獨(dú)立的出口跳閘回路。非電量保護(hù)出口跳閘回路完全獨(dú)立，和操作回路獨(dú)立組屏。一保護(hù)功能配置1.1保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想總體方案為雙主雙后，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常運(yùn)行110300MW-500KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方案一300MW-500KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方111300MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方案二300MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方112100MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方案三100MW-220KV機(jī)組TA、TV配置方案1.2配置方1131.3保護(hù)功能配置

1.3保護(hù)功能配置114裝置面板和背面布置圖二性能特點(diǎn)2.1機(jī)箱結(jié)構(gòu)裝置面板和背面布置圖二性能特點(diǎn)2.1機(jī)箱結(jié)構(gòu)1152.2高性能硬件平臺發(fā)展方向走出工業(yè)裝置和商業(yè)裝置的誤區(qū)。利用最先進(jìn)的DSP技術(shù)和微機(jī)技術(shù)，提供可靠、完善的數(shù)字式保護(hù)硬件平臺。提供方便、可靠、安全性高的人機(jī)界面，所有操作后臺機(jī)和面板操作均應(yīng)獨(dú)立完成。2.2高性能硬件平臺發(fā)展方向走出工業(yè)裝置和商業(yè)裝置的誤區(qū)。1162.3先進(jìn)的硬件核心一高速數(shù)字信號處理器DSP大規(guī)模邏輯門陣列FPGA可編程邏輯門陣列CPLD并行高精度A/D32位微處理器CPU獨(dú)立的CPU處理顯示、鍵盤等人機(jī)對話大屏幕漢字液晶顯示2.3先進(jìn)的硬件核心一高速數(shù)字信號處理器DSP1172.3先進(jìn)的硬件核心二高速數(shù)字信號處理器DSP＋32位微處理器CPU雙CPU系統(tǒng)：低通、AD采樣、保護(hù)計(jì)算、邏輯輸出

1、CPU2作用于啟動(dòng)繼電器，CPU1作用于跳閘矩陣2、啟動(dòng)一致性，CPU1和CPU2的啟動(dòng)元件相同，保護(hù)才出口

3、兩個(gè)CPU系統(tǒng)之間均進(jìn)行完善的自檢和互檢，任一CPU板故障，閉鎖裝置并發(fā)報(bào)警信號2.3先進(jìn)的硬件核心二高速數(shù)字信號處理器DSP＋32位微處理1182.4RCS-985硬件配置示意圖2.4RCS-985硬件配置示意圖1192.5可靠的軟件技術(shù)每個(gè)周波24點(diǎn)高速采樣率，計(jì)算精度高并行實(shí)時(shí)計(jì)算：故障全過程對所有保護(hù)繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。即在每一個(gè)采樣間隔內(nèi)（0.833ms）對所有保護(hù)完成計(jì)算，并留有裕度。因此，裝置中各保護(hù)功能的計(jì)算互不影響，均能正確反應(yīng)。多種啟動(dòng)元件：不同的保護(hù)功能均有對應(yīng)的啟動(dòng)元件2.5可靠的軟件技術(shù)每個(gè)周波24點(diǎn)高速采樣率，計(jì)算精度高1202.6獨(dú)立的故障錄波CPU錄波：記錄保護(hù)的各種原始模擬量、保護(hù)用的中間模擬量、保護(hù)的出口狀態(tài)等。MON錄波：設(shè)有完整的故障錄波功能，可以連續(xù)記錄長達(dá)4S的發(fā)變組單元所有模擬量、開入量、保護(hù)動(dòng)作量波形，記錄采用COMTRADE格式，是針對發(fā)變組的故障錄波器。完善的波形分析軟件2.6獨(dú)立的故障錄波CPU錄波：記錄保護(hù)的各種原始模擬量、1212.7跳閘矩陣的功能特點(diǎn)靈活的跳閘矩陣：每一種保護(hù)均可經(jīng)跳閘矩陣整定出口方式2.7跳閘矩陣的功能特點(diǎn)靈活的跳閘矩陣：每一種保護(hù)均可經(jīng)跳122RCS985南瑞繼電保護(hù)解析課件1233.1RCS－985保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)1、采用了工頻變化量原理、變斜率比率差動(dòng)保護(hù)新原理;2、全新的異步法TA飽和判據(jù)；3、首次提出并實(shí)現(xiàn)了浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電壓匝間保護(hù)、復(fù)式零序電壓匝間保護(hù)、高靈敏橫差保護(hù)新原理；4、采用三次諧波電壓差動(dòng)新原理的100％定子接地保護(hù)；5、新型外加電源定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)；6、靈敏的TV、TA回路自檢功能；7、其他先進(jìn)技術(shù)三保護(hù)原理3.1RCS－985保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)1、采用了工頻變化量1241重疊原理的應(yīng)用3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)1重疊原理的應(yīng)用3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)1252靈敏的工頻變化量比例差動(dòng)

:差電流工頻變化量

:制動(dòng)電流工頻變化量3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)2靈敏的工頻變化量比例差動(dòng)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)1263.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)1273工頻變化量比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)只反映故障分量，不受發(fā)電機(jī)、變壓器正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流的影響過渡電阻影響很小采用高比率制動(dòng)系數(shù)抗TA飽和提高了發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)保護(hù)的靈敏度，區(qū)外故障不會誤動(dòng)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)3工頻變化量比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)1284滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)部A、B相2.5%經(jīng)過渡電阻短路3.2工頻變化量差動(dòng)保護(hù)4滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)部A、B相2.5%經(jīng)過渡電阻短路3.1291變斜率比例差動(dòng)不設(shè)拐點(diǎn)，一開始就帶制動(dòng)特性3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)1變斜率比例差動(dòng)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)130

動(dòng)作區(qū)域上多了兩塊靈敏動(dòng)作區(qū)，少了一塊易誤動(dòng)區(qū)，在區(qū)內(nèi)故障時(shí)保證較高的靈敏度，在區(qū)外故障時(shí)可以躲過暫態(tài)不平衡電流，提高了差動(dòng)保護(hù)的可靠性。3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū)域上多了兩塊靈敏動(dòng)作區(qū)，少了一塊易誤動(dòng)區(qū)，在區(qū)1312變斜率比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)由于一開始就帶制動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性較好地與差流不平衡電流配合，因此差動(dòng)起始定值可以安全地降低；提高了發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)保護(hù)的靈敏度，尤其是機(jī)組起停過程中（45～55Hz）內(nèi)部輕微故障差動(dòng)保護(hù)的靈敏度；可以防止區(qū)外故障TA不一致造成的誤動(dòng)。3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)2變斜率比例差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)1323主變內(nèi)部C相1.5%匝間故障3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)3主變內(nèi)部C相1.5%匝間故障3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)1334可靠的高值比例差動(dòng)由高比率制動(dòng)系數(shù)抗TA飽和區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障快速動(dòng)作3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)4可靠的高值比例差動(dòng)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)1343.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)135區(qū)內(nèi)輕微：t0:正常運(yùn)行t1:故障時(shí)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)輕微：3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)136區(qū)內(nèi)較嚴(yán)重：t0:正常運(yùn)行t1:故障時(shí)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)較嚴(yán)重：3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)137區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障：t0:正常運(yùn)行t1:故障時(shí)3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障：3.3變斜率比例差動(dòng)保護(hù)138以往認(rèn)為：－發(fā)電機(jī)差動(dòng)采用保護(hù)級TA，并且TA同型；－區(qū)外故障電流倍數(shù)小，一次電流完全相同，二次不平衡差流小；因此，為提高內(nèi)部故障靈敏度，降低差動(dòng)起始定值、比率制動(dòng)系數(shù)。實(shí)際情況：－發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA盡管同型，但兩側(cè)電纜長度可能不一致，部分機(jī)組TA不是真正同型TA；－區(qū)外故障電流倍數(shù)盡管小，但非周期分量衰減慢；結(jié)果，導(dǎo)致TA飽和，不平衡差流增大，差動(dòng)保護(hù)屢有誤動(dòng)發(fā)生；3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題以往認(rèn)為：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題1391現(xiàn)有防TA飽和措施提高定值：

缺點(diǎn)：降低了內(nèi)部故障靈敏度。采用流出電流判據(jù)的標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)：

當(dāng)IH/IN>B＆I1/IN>B＆I2/IN>B時(shí)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流為無窮大缺點(diǎn)1：理論計(jì)算表明，在發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，也有流出電流，存在拒動(dòng)可能。缺點(diǎn)2：區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，拒動(dòng)可能性增加。3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題1現(xiàn)有防TA飽和措施提高定值：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和1402全新的“異步法”

TA飽和判據(jù)抗TA飽和算法：利用變壓器、發(fā)電機(jī)差電流中諧波含量和波形特征來識別電流互感器的飽和關(guān)鍵判據(jù)：如何準(zhǔn)確判出區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法：制動(dòng)電流工頻變化量：差電流工頻變化量：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題2全新的“異步法”TA飽和判據(jù)3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和1413區(qū)內(nèi)故障時(shí)，制動(dòng)電流和差電流工頻變化量同步出現(xiàn)3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題3區(qū)內(nèi)故障時(shí)，制動(dòng)電流和差電流工頻變化量同步出現(xiàn)3.4發(fā)1424發(fā)電機(jī)區(qū)外故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題4發(fā)電機(jī)區(qū)外故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問1435發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題5發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題1446發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題6發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)故障并伴隨TA飽和3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問145區(qū)外TA飽和：t0:正常運(yùn)行t1:判出區(qū)外t2:開始飽和t3:進(jìn)入動(dòng)作區(qū)t1-t0＝5ms3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題區(qū)外TA飽和：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題146TA飽和：t0:正常運(yùn)行t1:判出區(qū)外t2:開始飽和t3:進(jìn)入動(dòng)作區(qū)t1-t0＝5ms3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題TA飽和：3.4發(fā)電機(jī)差動(dòng)TA飽和問題1471定子接地保護(hù)的必要性a單相接地引起非故障相及中性點(diǎn)電位升高。b中性點(diǎn)附近經(jīng)過渡電阻接地若保護(hù)靈敏度不夠而未動(dòng)作，經(jīng)過長期運(yùn)行，在機(jī)端側(cè)再發(fā)生第二點(diǎn)接地，中性點(diǎn)電位升高，第一個(gè)接地點(diǎn)接地電流增大，而過渡電阻減小，結(jié)果發(fā)生相間或匝間嚴(yán)重短路。c其次單相接地引起鐵心的損傷。機(jī)組越大分布電容越大，接地容性電流越大。接地電流較大引起電弧，引起繞組絕緣及定子鐵心損壞。3.5定子繞組單相接地保護(hù)1定子接地保護(hù)的必要性3.5定子繞組單相接地保護(hù)1482單相接地故障時(shí)的基波零序電壓

3.5定子繞組單相接地保護(hù)2單相接地故障時(shí)的基波零序電壓3.5定子繞組單相接地保護(hù)149對于主變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不論是否接地，當(dāng)高壓系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，直接傳遞給發(fā)電機(jī)的零序電壓超過定子接地保護(hù)的動(dòng)作值，對于跳閘接地保護(hù)可以經(jīng)主變高壓側(cè)零序電壓閉鎖，基波報(bào)警可以用時(shí)間避開?；阈螂妷盒投ㄗ咏拥乇Ｗo(hù)簡單可靠，是現(xiàn)在用的比較普遍的保護(hù)，保護(hù)區(qū)80%~90%中性點(diǎn)接地時(shí)基波保護(hù)存在死區(qū)。

3基波零序電壓定子接地保護(hù)的特點(diǎn)

3.5定子繞組單相接地保護(hù)對于主變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不論是否接地，當(dāng)高壓系統(tǒng)發(fā)生接地故障1504基波定子接地保護(hù)判據(jù)（1）靈敏段基波零序電壓保護(hù)，動(dòng)作于信號時(shí),其動(dòng)作方程為:Un0＞U0zd式中Un0為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓，U0zd為零序電壓定值。靈敏段動(dòng)作于跳閘時(shí)，還需主變高、中壓側(cè)零序電壓閉鎖，以防止區(qū)外故障時(shí)定子接地基波零序電壓靈敏段誤動(dòng)。（2）高定值段基波零序電壓保護(hù)，動(dòng)作方程為：Un0＞U0hzd保護(hù)動(dòng)作于信號或跳閘均不需經(jīng)主變高、中壓側(cè)零序電壓輔助判據(jù)閉鎖。

3.5定子繞組單相接地保護(hù)4基波定子接地保護(hù)判據(jù)（1）靈敏段基波零序電壓保護(hù)，動(dòng)作1515三次諧波電壓產(chǎn)生1由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通密度分布非正弦分布和鐵磁飽和影響，在定子繞組中感應(yīng)電勢除基波分量外還含有高次諧波，其中三次諧波含量較高。

2對于水電機(jī)組三次諧波電壓隨無功近似線性增長。這是因?yàn)橥箻O發(fā)電機(jī)帶感性無功時(shí)，縱軸電樞反應(yīng)將對三次諧波勵(lì)磁勢起助磁作用，而且隨無功增大勵(lì)磁必相應(yīng)增大，勵(lì)磁磁通勢三次諧波必然增大。3TV飽和引起。將引起三次諧波的虛假增大。

3.5定子繞組單相接地保護(hù)5三次諧波電壓產(chǎn)生1由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通密度分布非正弦1523.5定子繞組單相接地保護(hù)6單相接地時(shí)三次諧波分布特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)6單相接地時(shí)三次諧波分布特點(diǎn)1537現(xiàn)有定子接地保護(hù)存在問題三次諧波電壓比率判據(jù)－啟停機(jī)過程中易誤動(dòng)－正常運(yùn)行機(jī)組頻率變化時(shí)，三次諧波濾過比下降，易導(dǎo)致誤動(dòng)調(diào)整型三次諧波電壓判據(jù)－啟停機(jī)過程中易誤動(dòng)－正常運(yùn)行機(jī)組頻率變化時(shí)，三次諧波濾過比下降，易導(dǎo)致誤動(dòng)－運(yùn)行方式變化時(shí)，易誤動(dòng)3.5定子繞組單相接地保護(hù)7現(xiàn)有定子接地保護(hù)存在問題三次諧波電壓比率判據(jù)3.5定子154自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù)：發(fā)變組并網(wǎng)前后機(jī)端等效電容變化較大，并網(wǎng)前、后各設(shè)一個(gè)定值，根據(jù)各自狀態(tài)下裝置實(shí)時(shí)顯示的最大三次諧波電壓比率值整定，裝置根據(jù)斷路器位置接點(diǎn)和負(fù)荷電流自動(dòng)適應(yīng)狀態(tài)變化頻率跟蹤和數(shù)字濾波器相結(jié)合，在頻率45～55Hz范圍內(nèi)三次諧波電壓濾過比不受影響在系統(tǒng)頻率嚴(yán)重偏離50HZ時(shí)，采用按頻率比率制動(dòng)原理8三次諧波比率判據(jù)3.5定子繞組單相接地保護(hù)自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù)：8三次諧波比率判據(jù)3.5定子155三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)：正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端、中性點(diǎn)三次諧波電壓幅值、相位在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整系數(shù)kt使正常運(yùn)行時(shí)差電壓接近為0；可以保護(hù)100％的定子接地3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次諧波差動(dòng)判據(jù)三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)：3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次諧156三次諧波電壓差動(dòng)可靠性：頻率跟蹤和數(shù)字濾波器相結(jié)合，在頻率49.5～50.5Hz范圍內(nèi)保護(hù)功能不受影響；在機(jī)組頻率超出49.5～50.5Hz范圍時(shí)，閉鎖本判據(jù)；機(jī)組并網(wǎng)后負(fù)荷電流大于0.2In時(shí)，自動(dòng)投入本判據(jù)；當(dāng)TV斷線時(shí)閉鎖本判據(jù)。由于采用了以上輔助判據(jù)，盡管三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)在定子接地時(shí)靈敏度很高，但是在啟停機(jī)過程中、區(qū)外故障及其他工況下均不會誤動(dòng)。3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次諧波差動(dòng)判據(jù)三次諧波電壓差動(dòng)可靠性：3.5定子繞組單相接地保護(hù)8三次157正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓波形(媽灣電廠)定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓波形(媽灣電廠)定子接地保護(hù)的158發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能159媽灣電廠正常運(yùn)行三次諧波差動(dòng)波形：定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)媽灣電廠正常運(yùn)行三次諧波差動(dòng)波形：定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.160發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)5%定子接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)5%定子接地電壓波形(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功161發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%定子接地電壓波形圖(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)40%定子接地電壓波形圖(動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)162發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)10kΩ

定子接地電壓波形(電科院動(dòng)模試驗(yàn))定子接地保護(hù)的功能特點(diǎn)3.5定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)10kΩ定子接地電壓波形(電科院動(dòng)模試驗(yàn))定163發(fā)電機(jī)定子匝間故障浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電壓匝間保護(hù)新原理發(fā)電機(jī)定子匝間故障浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電1641現(xiàn)有縱向零序電壓匝間保護(hù)方案1、負(fù)序方向閉鎖的縱向零序電壓匝間保護(hù)－負(fù)序方向元件在外部三相短路暫態(tài)過程中和頻率偏離額定值時(shí)可能會誤動(dòng)；－當(dāng)采用負(fù)序功率方向作為動(dòng)作元件時(shí)，靈敏度不高；2、負(fù)序方向閉鎖的二次諧波式匝間短路保護(hù)－對于發(fā)電機(jī)組，外部不對稱故障，也會產(chǎn)生二次諧波電流，需負(fù)序方向閉鎖，因此也存在上述缺點(diǎn)；3、三次諧波分量閉鎖縱向零序電壓匝間保護(hù)－動(dòng)模和實(shí)際機(jī)組故障未證實(shí)區(qū)外故障時(shí)縱向零序電壓中三次諧波分量會增大3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)1現(xiàn)有縱向零序電壓匝間保護(hù)方案1、負(fù)序方向閉鎖的縱向零序電1652發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)1663.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)1672發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)2發(fā)電機(jī)定子匝間故障特點(diǎn)168零序電壓匝間保護(hù)用電壓互感器n并聯(lián)分支發(fā)電機(jī)零序等效電路

3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)3專用PT匝間保護(hù)零序電壓匝間保護(hù)用電壓互感器n并聯(lián)分支發(fā)電機(jī)零169.縱向零序電壓原理構(gòu)成的保護(hù)方案。在發(fā)電機(jī)的出口裝設(shè)一個(gè)專用全絕絕緣電壓互感器，其一次繞組中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連而不接地。所以，該電壓互感器二次繞組不能用來測量相對地電壓。只有當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生匝間短路或者對中性點(diǎn)不對稱的各種相間短路時(shí)，破壞了三相對中性點(diǎn)的對稱，產(chǎn)生了對中性點(diǎn)的零序電壓，即縱向零序電壓，在它的開口三角繞組才有輸出電壓，即3U0≠0，使零序電壓匝間短路保護(hù)正確動(dòng)作。為防止低定值零序電壓匝間短路保護(hù)在外部短路時(shí)誤動(dòng)作，還采用一些制動(dòng)或閉鎖量。3專用PT匝間保護(hù).縱向零序電壓原理構(gòu)成的保護(hù)方案。在發(fā)電機(jī)的出口裝設(shè)一個(gè)專用170高定值段匝間保護(hù)－按躲過各種情況下最大不平衡零序電壓整定；靈敏段匝間保護(hù)：電流比率制動(dòng)原理

－綜合電流：采用電流增加量和負(fù)序電流加權(quán)值3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)4專用PT匝間保護(hù)判據(jù)高定值段匝間保護(hù)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)4專用PT171正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)縱向零序電壓波形3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)縱向零序電壓波形3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保172電廠主變高壓側(cè)C0故障縱向零序電壓波形，零序電壓基波分量比故障前增大，電流、負(fù)序電流增加較大,電流比率制動(dòng)原理的匝間保護(hù)沒有誤動(dòng)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)電廠主變高壓側(cè)C0故障縱向零序電壓波形，零序電壓基波分量比故173發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)A3-A4匝間故障縱向零序電壓波形，零序電壓增加,而相電流變化不大,保護(hù)靈敏動(dòng)作。5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)A3-A4匝間故障縱向零序電壓波形，零序電壓增加,174浮動(dòng)門檻技術(shù)－對其他工況下（不同負(fù)載、電壓升高、失磁故障等），零序電壓不平衡值的增大，采用浮動(dòng)門檻躲過不平衡電壓。－頻率跟蹤與數(shù)字濾波器結(jié)合，頻率偏移時(shí)，三次諧波濾過比仍大于100由于采取了以上措施，縱向零序電壓匝間保護(hù)只需按躲過正常運(yùn)行時(shí)不平衡基波電壓整定，區(qū)內(nèi)故障靈敏動(dòng)作，區(qū)外故障可靠制動(dòng)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子匝間故障保護(hù)浮動(dòng)門檻技術(shù)5零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)3.6發(fā)電機(jī)定子175t0:正常運(yùn)行t1:進(jìn)入靜穩(wěn)圓t2:進(jìn)入異步圓失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)t0:正常運(yùn)行失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)176t0:正常運(yùn)行t1:低勵(lì)t2:異步運(yùn)行失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)t0:正常運(yùn)行失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)177失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)曲線1:區(qū)外振蕩曲線2:區(qū)內(nèi)振蕩3.7失磁保護(hù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)曲線1:區(qū)外振蕩3.7失磁保護(hù)178失磁保護(hù)配置原則

如果系統(tǒng)有足夠的無功儲備，在發(fā)電機(jī)失磁后系統(tǒng)電壓不會低于允許值，允許發(fā)電機(jī)在無勵(lì)磁狀態(tài)下異步運(yùn)行，沒有必要立即把失磁發(fā)電機(jī)切除，而只需發(fā)信號，這對系統(tǒng)是有好處的，可以避免在出現(xiàn)無功差額后又出現(xiàn)有功差額。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在無勵(lì)磁異步運(yùn)行時(shí)，有相當(dāng)大的異步轉(zhuǎn)矩，并能輸出一定的甚至是接近額定值的有功功率。因此失步定子判據(jù)可以選擇失磁異步阻抗園與無功反方判據(jù)相結(jié)合的方式，但是無勵(lì)磁異步運(yùn)行的條件和相應(yīng)的允許時(shí)間，還決定于發(fā)電機(jī)的溫升情況，如果系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)不允許無勵(lì)磁異步運(yùn)行，則失磁保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)或經(jīng)短延時(shí)動(dòng)作于跳閘。如果允許無勵(lì)磁異步運(yùn)行，則失磁保護(hù)只發(fā)信號或自動(dòng)減負(fù)荷，而以較長的延時(shí)切除失磁的發(fā)電機(jī)。

3.7失磁保護(hù)失磁保護(hù)配置原則如果系統(tǒng)有足夠的無功儲備，在發(fā)電機(jī)失磁179開放式失磁保護(hù)方案失磁判據(jù)減出力有功判據(jù)低電壓判據(jù)轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)定子阻抗判據(jù)輔助判據(jù)

失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)開放式失磁保護(hù)方案失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)180減出力采用有功功率判據(jù)P>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)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)減出力采用有功功率判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)181高壓側(cè)母線低電壓判據(jù)Upp<Ulezd高壓側(cè)PT斷線時(shí)閉鎖此判據(jù)

TV斷線時(shí)閉鎖本判據(jù)，并發(fā)出TV斷線信號。失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)高壓側(cè)母線低電壓判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)182轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)：Ur<Ur1zd變勵(lì)磁電壓判據(jù)：Ur<Kr*Xdz*(P–Pt)*Uf0與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，對應(yīng)某一有功功率P，將有為維持靜態(tài)穩(wěn)定極限所必需的勵(lì)磁電壓

失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)183失磁保護(hù)時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)失磁保護(hù)時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3184低勵(lì)失磁時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)低勵(lì)失磁時(shí)功率、轉(zhuǎn)子電壓變化（動(dòng)模試驗(yàn)）失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3185定子判據(jù)異步阻抗圓、靜穩(wěn)邊界圓可選正序電壓、正序電流計(jì)算阻抗可選擇無功反向元件閉鎖無功反向值可整定失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)定子判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)186輔助判據(jù)a.正序電壓≥6Vb.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）。

失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)輔助判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)187開放式的失磁保護(hù)方案Ⅰ段：動(dòng)作于減出力可選：減出力判據(jù)＋定子阻抗判據(jù)＋轉(zhuǎn)子判據(jù)Ⅱ段：跳閘（母線低電壓）可選：低電壓判據(jù)，定子阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子判據(jù)Ⅲ段：跳閘或報(bào)警段可選：定子阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子判據(jù)Ⅳ段：長延時(shí)跳閘（與減出力段配合）

定子阻抗判據(jù)失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)開放式的失磁保護(hù)方案失磁保護(hù)的功能特點(diǎn)3.7失磁保護(hù)188功能能區(qū)分振蕩中心在發(fā)變組內(nèi)部或外部，并滑極次數(shù)可分別整定能記錄滑極次數(shù)采用正序電壓、正序電流計(jì)算阻抗，能區(qū)分短路和失步能區(qū)分穩(wěn)定振蕩和失步能檢測加速失步或減速失步振蕩頻率0.1-8Hz當(dāng)電流小于出口斷路器跳閘允許電流時(shí)出口

失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)功能失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)189失步保護(hù)的功能特點(diǎn)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)的等效系統(tǒng)圖

系統(tǒng)各點(diǎn)的電流電壓關(guān)系圖3.8失步保護(hù)失步保護(hù)的功能特點(diǎn)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)的等效系統(tǒng)圖系統(tǒng)各點(diǎn)的1901.左右邊界2.中心線3.電抗線失步保護(hù)功能失步保護(hù)的功能特點(diǎn)振蕩中機(jī)端阻抗繼電器的測量阻抗圖

3.8失步保護(hù)1.左右邊界失步保護(hù)功能失步保護(hù)的功能特點(diǎn)振蕩中機(jī)端阻抗繼電191失步繼電器分析區(qū)外失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析區(qū)外失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)192失步繼電器分析區(qū)內(nèi)失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析區(qū)內(nèi)失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)193失步繼電器分析加速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析加速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)194失步繼電器分析減速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步繼電器分析減速失步失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)195失步過程分析t0:正常運(yùn)行t1:區(qū)外故障t2:故障切除失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步過程分析t0:正常運(yùn)行失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)196失步過程分析t0:正常運(yùn)行t1:區(qū)外故障t2:故障切除t3:振蕩失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)失步過程分析t0:正常運(yùn)行失步保護(hù)的功能特點(diǎn)3.8失步保護(hù)197失步保護(hù)的功能特點(diǎn)失步過程分析t0:正常運(yùn)行t1:功率超調(diào)t2:失步振蕩3.8失步保護(hù)失步保護(hù)的功能特點(diǎn)失步過程分析t