GTG-3600[1]

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1、GTG3000系列微机监控保护装置 90 GTG-3600微机发电机主保护装置 1 基本配置及规格： 1.1基本配置 GTG-3600为用于汽轮发电机、水轮发电机以及燃汽发电机等的主保护。 保护方面的主要功能有：1）（完全纵差）差动速断保护；2）（完全纵差）比率差动保护；3）发电机高灵敏横差保护；4）发电机定子100%接地保护；5）发电机纵向基波零序电压保护；6）五路可延时的非电量保护；7）CT 断线判别；8）PT 断线判别； 9）故障录波分析(故障录波功能可选配)。 测控方面的主要功能有：1）14路遥信开入采集、遥信变位、事故遥信；2）模拟量的遥测；3）遥控事件记录及事件SOE等。 1.2装

2、置的性能特征 1.2.1差动速断及比率差动保护性能 a)差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器，用以保证在发电机内部发生严重相间故障时快速动作跳闸，典型出口动作时间小于25ms。 b)比率差动保护的动作特性如图，能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。 其中：Id为动作电流，Ir为制动电流，Icdqd为差动电流起动值，Kbl为比率差动制动系数，Ie为变压器的额定电流，图中阴影部分为保护动作区。 1.2.2 采用可靠的 CT 断线报警闭锁功能，保证装置在CT断线及交流回路故障时不误动。 1.2.3 本装置算法的突出特点是在较高采样率的前提下，保证了在故障全过程对所有继电器的并行实时计算，装置有

3、很高的固有可靠性及动作速度。 1.3 技术数据 1.3.3.1差动保护 整组动作时间 差动速断 25ms(1.5倍整定值) 比率差动 30ms(2倍整定值，无涌流制动情况下) 起动元件 差流电流起动元件，整定范围为0.3Ie1.5Ie，级差0.01Ie(Ie为被保护发电机的额定电流，一般差动起动电流为1.0Ie) 差动速断保护整定范围为314Ie。 CT断线可通过整定控制字选择闭锁比率差动保护出口或仅发报警信号。 电流定值误差5% Kb1比率差动制动系数0.11.0可调 1.3.3.2跳闸延时时间 一般保护：0.099.99S 非电量保护：0.099.99M 1.3.3.3定值误差 定值误差：

4、5% 成都金泰格电气有限公司 91 一般保护延时误差：1%整定值+20ms 非电量保护延时误差：1%整定值+20ms 瞬时非电量保护延时误差：30ms 2.装置原理 2.1 硬件配置及逻辑框图见附图GTG-3600 2.2 模拟输入 外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。 ITa、ITb、ITc、INa、INb、INc为差动保护用电流模拟量输入。Id为横差保护用电流模拟量输入，保证遥测量有足够的精度。 UA，UB，UC取自机端PT，用于计算机端的零序电压；UN为发电机中性点零序电压；3U0为发电机机

5、端的纵向零序电压。 2.3 软件说明 2.3.1保护总体概述 保护正常进行在主程序，进行通信及人机对话等工作，间隔一段时间(0.625ms)产生一次采样中断。采样部分通过 AD 采样，进行数字滤波及预处理过程，形成保护判别所需的各量。若保护起动元件动作，则进入保护继电器动作测量程序。首先测量比率制动特性的差动继电器是否动作。则再进入CT断线瞬时判别程序，以区分内部短路故障和CT断线。差动速断继电器的动作测量则相应简单，它实质上是一个差动电流过流继电器，不需经过任何涌流闭锁判别和 CT 断线判别环节。 2.3.2比率差动元件 装置采用三折线比率差动原理，其动作方程如下： cdqdd II 1rr

6、 II cdqdrrbd IIIKI + )( 11 1rIrI 其中： 1bK 为比率制动系数 cdqdI 为差动电流起动定值 III NTd += I NI TrI = 5.0 。 2.3.4差动速断保护 当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。 2.3.5CT断线报警及闭锁比率差动保护设有延时CT断线报警及瞬时CT断线闭锁或报警功能。 2.3.6高灵敏横差保护 2.3.6.1装设在发电机中性点连线上横差保护，用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护。 2.3.6.2 原理 装置采用带相电流制动的横差保护原理，其动作方程为： II hczdd II

7、eMAX 时 GTG3000系列微机监控保护装置 92 II IIKI hczdeeMAXhczdd + 1 IIeMAX 时 式中 Ihczd为横差电流定值，IMAX 为机端或中性点三相电流中最大相电流，Ie为发电机额定电流Khczd为制动系数。 相电流制动横差保护能保证外部故障时不误动，内部故障时灵敏动作，由于采用了相电流制动，横差保护电流定值只需要按躲过正常运行时不平衡电流整定，比传统单元件横差保护定值大为减小，因而提高了发电机内部匝间短路时的灵敏度。 由于保护采用了频率跟踪技术及全周傅氏滤波算法，使得横差保护对三次谐波的滤除比在频率跟踪范围内达100以上，保护只反应基波分量。 2.3.

8、7 定子100%接地保护 2.3.7.1 保护范围 基波零序电压保护发电机85%95%的定子绕组单相接地，三次谐波零序电压保护发电机中性点附近定子绕组的单相接地。两部份保护共同完成发电机100%定子绕组单相接地。 2.3.7.2 原理 基波零序电压保护反应发电机零序电压大小，零序电压取自发电机中性点 PT，如中性点无PT，也可用机端PT的开口三角形绕组零序电压。 机端三次谐波电压互由机端三相电压自产得到，中性点侧三次谐波电压取中性点 PT，如中性点无PT，则三次谐波零序电压保护不能实现，不能完成100%定子接地保护。由于保护采用了频率跟踪技术及全周傅氏滤波算法，在频率跟踪范围内三次谐波滤除比大

9、于100。 三次谐波保护动作方程： KUU wzdNT 333 ( ) () 125.03333 pUpUUUNTNT 满足以上两式中任何一式，保护动作。 式中：U3T、U3N为当前测量的机端和中性点三次谐波电压的比值，U3T（p）、 U3N（p）为保护起动前机端和中性点三次谐波电压的记忆值,K3wzd为三次谐波电压比值整定值. 三次谐波保护辅助判据： 机端电压UT0.2Un 保护装置采样跟踪上系统频率； 机端三谐波电压U3T0.5V，对于三次谐波比值变化量判据，U3T1V。 以上三个判据均满足，进入三次谐波电压定子接地保护程序。 2.3.8 纵向基波零序电压保护 2.3.8.1 装设在发电机

10、出口专用 PT 开口三角上的纵向零序电压,用作发电机定子绕组的匝间短路的保护,保护装置的三相电压取通用PT的三相电压. 2.3.8.2 原理 装置采用带相电流制动的纵向零序电压保护原理,其动作方程为: UU zd00 II eMAX 时 成都金泰格电气有限公司 93 UI IIKU zdeeMAX 000 1 + IIeMAX 时 式中Uozd为零序电压定值, IMAX为机端或中性点三相电流中大相电流, Ie为发电机额定电流,Ko为制动系数. 相电流制动匝间保护能保证外部故障时不误动，内部故障时灵敏动作，由于采用了带相电流制动的判据，零序电压定值只需躲过正常运行时最大不平衡电压整定，因此提高了

11、发电机内部匝间短路时保护的灵敏度。 由于保护采用了数字滤波技术及全周傅氏滤波算法，使得零序电压对三次谐波的滤除比达100以上，保护只反应基波分量。 为防止在专用PT一次侧断线导致纵向零序电压保护误动，保护采用PT断线闭锁判据：通用PT侧负序电压U26V，而零序电压3U020V，同时满足以上两个条件，保护判据为专用PT一次断线，此时闭锁零序电压保护，并发出报警信号。 2.3.9 非电量保护接口 从发电机本体保护及其它外部来的接点，经装置重动，装置进行事件记录并发信号。这些接点包括热工、断水，外部重动等；通过控制字投入跳闸；所有的本体保护可以经长延时后发信或跳闸，也可以经瞬时后发信或跳闸。 2.3

12、.10 PT断线 2.3.10.1机端PT断线判据如下： 正序电压U1小于30伏，而任一相电流大于0.02In； 负序电压大于8V 满足上述任一条件后延时10秒报母线PT断线，发出装置异常报警信号（YBXJ继电器动作），待 电压恢复保护也自动恢复正常。 2.3.10.2其他PT断线判据如下： 机端自产零序电压3UO10V并且中性点零序电压Un10V，则装置报警。 2.3.11 装置告警 当CPU检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障闭锁信号(ALARM继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。 当CPU检测到下列故障时，发出装置异常报警信号(Y

13、BJ继电器动作)：a) CT断线；b)PT断线； c) 零序过压;d)定子接地;e) 非电量。 2.3.12 遥控、遥测、遥信功能 遥信量主要有：16路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms。 GTG3000系列微机监控保护装置 94 3 装置定值整定 3.1装置参数整定表 序号 名 称 范 围 备 注 1 定值组别 14 2 通讯地址设置 1127 3 通讯波特率设置 300，900，1200，2400， 4800，9600，19200 4 操作员密码 099999 5 系统员密码 099999 6 遥信防抖时限1 09999ms 开入量1、2遥信确认时间（

14、ms） 7 遥信防抖时限2 09999ms 其余开入量遥信确认时间（ms） 8 电压变比 110000 9 发电机的二次额定电流 099.99A 10 合闸脉冲时限 09999ms 3.2装置定值整定表 定值种类 定值 编号 含 义 整定范围 步长 出 厂 定 值 CDSD 差动速断投退 BLCD 比率差动保护投退 DXBS CT断线闭锁差动保护投退 WBBS 外部闭锁差动保护投退 0/1 0 Isdzd 差动速断电流 099.99A 0. 01A 99.99A Icdqd 差动启动电流 099.99A 0.01A 99.99A Kb1 I段比差系数 0.11.000 0.01 1.000 差

15、动保护 Ir1 制动拐点1电流 099.99A 0. 01A 99.99A CTDX CT断线检查投退 0/1 0 CTDXI CT断线电流 099.99A 0.01A 99.99A CT断线报警 CTDXT CT断线时限 099.99S 0.01S 99.99S HC 高灵敏横差保护投退 0/1 0 KHC 横差保护相电流制动系数 02.00 0.01 2.00 IHC 横差电流定值 010.00A 0.01A 10.00A 高灵敏 横差保护 THC 转子接地时横差保护延时 099.99S 0.01S 99.99S JD0BJ 基波零序电压定子接地报警投退 JD0T 基波零序电压定子接地跳闸投退 JD3BJ 三次谐波零序电压定子接地报警投退 JD3T 三次谐波零序电压定子接地跳闸投退 0/1 0 U0JD 定子接地保护基波零序电压定值 0100.0V 0.1V 100.0V K3wzd 三次谐波零序电压比值 05.00 0.01 5.00 定子100% 接地保护 T0BJ 基波零序电压定子接地报警时限 099.99S 0.01S 99.99S