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1、RCS-985发电机变压器组保护,RCS-985 发变组保护介绍,1、方案介绍2、装置介绍3、保护功能特点4、试验与运行5、总结,适用范围,发电机变压器组类型汽轮发电机变压器组水轮发电机变压器组燃气轮机组机组容量100MW以上发电机变压器机组200MW以上发变组单元机组,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。,保护总体方案设
2、计思想,300MW-500KV机组TA、TV配置方案,300MW-500KV机组TA、TV配置方案,300MW-500KV差动保护配置方案1,300MW-500KV差动保护配置方案2,300MW-500KV后备保护配置图,300MW-500KV机组保护组屏视图,保护配置方案,300MW-220KV机组TA、TV配置方案,300MW-220KV机组TA、TV配置方案,300MW-220KV机组TA、TV配置方案,300MW-220KV差动保护配置图,300MW-220KV后备保护配置图,300MW-220KV机组保护组屏视图,保护配置方案,100MW-220KV机组TA、TV配置方案,100MW
3、及以上机组差动保护配置图,100MW及以上机组后备保护配置图,100MW-220KV机组保护组屏视图,保护配置方案,双主双后的优点 运行方便，安全可靠； 设计简洁，二次回路清晰，由于主后共用 一组TA，TA总数没有增加或有所下降； 整定、调试和维护方便。,保护方案设计思想,RCS-985 发变组保护介绍,1、方案介绍2、装置介绍3、保护功能特点4、试验与运行5、总结,合理的整机结构,装置采用整体面板、全封闭机箱强弱电严格分开取消传统背板配线方式先进的电磁兼容技术,RCS985装置介绍,先进的硬件核心,高速数字信号处理器DSP32位微处理器CPU独立的CPU处理显示、键盘等人机对话大屏幕汉字液晶
4、显示,先进的硬件核心,独立的双CPU系统：低通、AD采样、保护计算、逻辑输出CPU2系统作用于启动继电器，CPU1系统作用于跳闸矩阵启动一致性，CPU1和CPU2的启动元件相同，保护才出口任一CPU故障，装置闭锁并报警，杜绝硬件故障引起的误动,硬件配置示意图,可靠的软件技术,每个周波24点高速采样率并行实时计算：在故障全过程对所有保护继电器进行实时计算。即在每一个采样间隔内（0.833ms）对所有保护完成计算，并留有裕度。先进的软件可靠性技术,完善的事件报文处理,可记录32次故障及动作时序可记录8次故障波形可记录最近32次开关量的变位状况及时间可记录32次自检报告,独立的故障录波,CPU录波：
5、记录保护的各种原始模拟量、保护用的中间模拟量、保护的出口状态等。MON录波：设有完整的故障录波功能，可以连续记录长达4S的发变组单元所有模拟量、开入量、保护动作量波形，记录采用COMTRADE格式，是针对发变组的故障录波器。录波数据可通过独立的串口输出或打印输出故障分析软件包能方便用户在故障发生后进行分析,灵活的整定方法,后台予设定值，经接口输入装置输入发变组单元的系统参数容量、电压等级、TA变比、TV变比主接线方式等装置自动计算一次额定电流、二次额定电流、差动保护各侧调整系数每种保护功能跳闸方式经跳闸矩阵出口,跳闸矩阵的功能特点,灵活的跳闸矩阵：每一种保护均可经跳闸矩阵整定出口方式,友好的用
6、户界面,全中文菜单全中文打印大屏幕液晶显示，主接线及运行方式一目了然不进行任何操作即可显示所有模拟量及差电流,保护装置“透明化”,实时显示所有模拟量及差电流、相位实时监测开入量、压板、保护起动应用专用软件可以监测多达1000个保护装置内部数据和标志，实现了保护装置透明化监视。,后台管理软件与通讯功能开发了相应的PC机软件，利用通讯的方式，提供方便的手段设定装置定值、观察装置状态以及了解记录的信息。例如整定定值，获得模拟量实时值，开入量状态以及获得录波数据等四个RS-485通信接口，其中有两个可以复用为光纤接口支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）的通讯规约
7、,灵活的后台通讯方式,方便的调试手段,设有调试输入接口，用HELP-90A方便地进行调试、传动试验装置面板设置调试串口所有保护信息可通过调试串口传至PC机，便于保护状态和性能的二次分析所有定值可通过PC机进行整定、存盘、打印,调试界面例2：变压器差动定值整定,调试界面例3：发电机差动保护相关量显示,调试界面例4：变压器差动相关量显示,调试界面例5：定子接地保护相关量显示,RCS-985 发变组保护介绍,1、方案介绍2、装置介绍3、保护功能特点4、试验与运行5、总结,内部故障保护功能,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
8、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 8.励磁变差动保护 9.励磁机差动保护,其他保护功能,RCS985保护装置的关键技术,1、采用了工频变化量新原理,变斜率比率差动保护新原理；2、全新的异步法TA饱和判据；3、首次提出并实现了浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电 压匝间保护、高灵敏横差保护新原理；4、采用三次谐波电压差动新原理的100定子接地保护；5、其他保护功能的特点6、灵敏的TV、TA回路自检功能；,发电机差动保护现状,大型发电机造价昂贵，内部故障造成的损失巨大，内部相间故障由
9、于故障点电势可能较低，故障时受过渡电阻影响较大，如何采用新原理，不受过渡电阻影响，提高内部故障时保护灵敏度已成为重要课题。发电机差动保护普遍采用P级TA，区外故障TA不平衡电流大（尤其在非同期合闸时），固定斜率的比率差动保护，不能很好的与TA不平衡电流变化配合。,差动保护的功能特点,灵敏的工频变化量比例差动 :差电流工频变化量 :制动电流工频变化量,差动保护的功能特点,满负荷运行时发电机内部A、B相2.5%经过渡电阻短路,变斜率比例差动不设拐点，一开始就带制动特性,差动保护的功能特点,差动保护的功能特点,主变内部C相1.5%匝间故障,变斜率比率差动保护的功能特点,差动保护的功能特点,可靠的高值
10、比例差动由高比率制动系数抗TA饱和由高定值门槛躲过TA断线,差动保护的功能特点,RCS985保护装置的关键技术,1、采用了工频变化量新原理,变斜率比率差动保护新原理；2、全新的异步法TA饱和判据；3、首次提出并实现了浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电 压匝间保护、高灵敏横差保护新原理；4、采用三次谐波电压差动新原理的100定子接地保护；5、其他保护功能的特点6、灵敏的TV、TA回路自检功能；,发电机差动TA饱和问题,以往认为： 发电机差动采用保护级TA，并且TA同型； 区外故障电流倍数小，一次电流完全相同，二次不平衡差流 小； 因此，为提高内部故障灵敏度，降低差动起始定值、比率制动系数。
11、实际情况： 发电机差动TA尽管同型，但两侧电缆长度可能不一致，部分 机组TA不是真正同型TA； 区外故障电流倍数尽管小，但非周期分量衰减慢； 结果，导致TA饱和，不平衡差流增大，差动保护屡有误动发生；,现有防TA饱和措施,提高定值： 缺点：降低了内部故障灵敏度。采用流出电流判据的标积制动式差动保护： 当IH/INB I1/INB I2/INB时差动保护动作电流为无穷大 缺点1：理论计算表明，在发电机内部故障时，也有流出电流，存在拒动可能。 缺点2：区外转区内故障时，拒动可能性增加。,TA饱和判据的特点,全新的“异步法” TA饱和判据抗TA饱和算法：利用变压器、发电机差电流中谐波含量和波形特征来
12、识别电流互感器的饱和关键判据：如何准确判出区外故障，投入抗TA饱和算法： 制动电流工频变化量： 差电流工频变化量：,区内故障时，制动电流和差电流工频变化量同步出现,TA饱和判据的特点,区外故障时，制动电流与差电流工频变化量异步先后出现,TA饱和判据的特点,发电机区外故障并伴随CT饱和,发电机区内故障,发电机区内故障并伴随CT饱和,区内轻微：t0:正常运行t1:故障时,差动保护的功能特点,区内较严重：t0:正常运行t1:故障时,差动保护的功能特点,区内严重故障：t0:正常运行t1:故障时,差动保护的功能特点,区外TA饱和：t0:正常运行t1:判出区外t2:开始饱和t3:进入动作区t1-t05ms
13、,TA饱和：t0:正常运行t1:判出区外t2:开始饱和t3:进入动作区t1-t05ms,发变组差动保护的功能,变斜率比率差动保护二次谐波原理或波形识别TA饱和判据高值比率差动保护二次谐波原理或波形识别差动速断保护TA断线闭锁,主变差动保护的功能,变斜率比率差动保护二次谐波原理或波形识别TA饱和判据高值比率差动保护二次谐波原理或波形识别工频变化量比率差动保护二次谐波原理或波形识别差动速断保护TA断线闭锁,高厂变差动保护的功能,变斜率比率差动保护二次谐波原理或波形识别TA饱和判别高值比率差动保护二次谐波原理或波形识别差动速断保护TA断线闭锁高压侧电流速断：高厂变高压侧内部故障时，小变比TA严重饱和
14、（300-600Ie），高厂变差动可能拒动，增加大变比TA速断保护，能正确动作,励磁变差动保护的功能,变斜率比率差动保护二次谐波原理或波形判别TA饱和判据高值比率差动保护二次谐波原理或波形判别差动速断保护TA断线闭锁,发电机差动保护的功能,变斜率比率差动保护TA饱和判据高值比率差动保护工频变化量比率差动保护差动速断保护TA断线闭锁,发电机裂相横差保护的功能,变斜率比率差动保护TA饱和判据高值比率差动保护差动速断保护TA断线闭锁,励磁机差动保护的功能,变斜率比率差动保护TA饱和判据高值比率差动保护差动速断保护TA断线闭锁满足50Hz、100Hz两种励磁机频率的需要,RCS985保护装置的关键技术
15、,1、采用了工频变化量新原理,变斜率比率差动保护新原理；2、全新的异步法TA饱和判据；3、首次提出并实现了浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电 压匝间保护、高灵敏横差保护新原理；4、采用三次谐波电压差动新原理的100定子接地保护；5、其他保护功能的特点6、灵敏的TV、TA回路自检功能；,现有纵向零序电压匝间保护方案,1、负序方向闭锁的纵向零序电压匝间保护 负序方向元件在外部三相短路暂态过程中和频率偏离额定值时 可能会误动； 当采用负序功率方向作为动作元件时，灵敏度不高；2、负序方向闭锁的二次谐波式匝间短路保护 对于发电机组，外部不对称故障，也会产生二次谐波电流，需 负序方向闭锁，因此也存在上述缺点；3、三次谐波分量闭锁纵向零序电压匝间保护 动模和实际机组故障未证实区外故障时纵向零序电压中三次谐 波分量会增大,零序电压匝间保护的功能特点,高定值段匝间保护 按躲过各种情况下最大不平衡零序电压整定；灵敏段匝间保护：电流比率制动原理综合电流：采用电流增加量和负序电流加权值,
