南瑞继保RCS-985发变组保护简单介绍
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I
IS
tmin
tmax
过励磁保护的功能特点
• 过励磁保护曲线 U/F
n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 上限
反时限曲线
下限
t0 t1 t2 t3
t4
t5
t6
t7
t(s)
频率保护的功能特点
• 四段低频保护
–Ⅰ、Ⅱ两段为累计运行低频保护（ Ⅰ段掉电保持， 清报文时才能清掉Ⅰ段， Ⅱ段累计但装置掉电不保 持） –Ⅲ、Ⅳ段为持续运行低频保护
RCS-985 发电机变压器组保护
简单介绍
保护总体方案设计思想
• 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。
8.励磁变差动保护
9.励磁机差动保护
故障类型多
• 反应定子绕组的故障
» 短路故障：两相、三相短路故障；
• 接地故障：单相接地、两点接地短路故障； • 匝间短路故障：同相同分支匝间、同相异分支匝间； • 反应转子绕组的故障 • 转子一点接地故障、转子两点接地故障、部分转子绕 组匝间故障； • 异常运行 • 过负荷、过电压、过激磁、逆功率、误上电、失磁、 失步、频率异常等；
定子接地保护的功能特点
• 三次谐波电压差动判据：
U 3T k t U 3 N kre U 3 N
–正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、 相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使 正常运行时差电压接近为0； –可以保护100％的定子接地
发电机转子
+
αU
U
-
R
Rg
R
失磁保护的功能特点
• 定子判据
–异步阻抗圆、静稳边界圆可选 –正序电压、正序电流计算阻抗 –可选择无功反向元件闭锁 –无功反向值可整定
失磁保护的功能特点
• 辅助判据
–TV断线切换：正常时用TV1正序电压计算，如 TV1断线，自动切换至TV2 –负序电压闭锁：不对称故障时可闭锁失磁保护
失磁保护的功能特点
• • • • •
Rg：转子接地电阻 α：转子接地位置 U：励磁电压 R：标准电阻 S1、S2：切换开关
R S1
S2
R
失磁保护的功能特点
• 开放式失磁保护方案 • 失磁判据 –减出力有功判据 –低电压判据 –转子电压判据 –定子阻抗判据 –辅助判据
失磁保护的功能特点
• 减出力采用有功功率判据
–P > Pzd –失磁导致发电机失步后，发电机输出功率在一 定范围内波动，P取一个振荡周期内的平均值。
–经断路器位置接点和无流标志闭锁 –测量精度高，误差<0.01Hz • 两段超频保护
误上电保护的功能特点
• • • •
可靠的过电流元件 可经频率闭锁 可经断路器位置接点闭锁 非同期并网时，冲击电流大可闭锁跳出口 断路器 • 断路器闪络保护
小结
•
保护算法复杂； – 保护种类多，但是单个保护的逻辑相对简单； – 机组类型不同，保护配置也不同，所以需要保护是可配置的； – 对于数值很小的保护在数据采集和处理时需要特别考虑； – 好处是就地量保护，无需通道传输信息。 – 跳闸对象多且出口方式复杂，但无重合闸方式 – 关主汽门、跳灭磁开关、汽机甩负荷、跳主变断路器、跳厂 用分支断路器等 – 停机、解列灭磁、解列、程序跳闸、缩小故障范围 – 减出力、减励磁、励磁切换、厂用电源切换、分出口
– 变压器非电量保护 – 轻瓦斯、重瓦斯； – 油位、油温、绕组温度； – 压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等； – 发电机非电量保护 – 热工、断水、励磁系统故障等； – 系统故障联跳。
其他保护配置方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
主变低阻抗保护 复合电压过流保护 零序过流保护 间隙零序电压保护 间隙零序电流保护 主变定、反时限过励磁保护 发电机低阻抗保护 发电机复合电压过流保护 发电机95％定子接地保护 发电机100％定子接地保护 转子一点接地保护 转子两点接地保护 定、反时限定子过负荷保护 定、反时限转子表层负序过负荷保护 失磁保护 失步保护
• • • • • • • • • • • •
反应接地故障的保护（7种） 发电机定子接地保护、转子一点接地保护 主变高压侧零序电流保护、间隙零序电流保护、零序电压保护； 高厂变低压侧零序电流保护、零序电压保护 反应异常运行的保护（20种） 定、反时限的定子过负荷保护、负序过负荷保护、转子过负荷保护； 过电压保护、过激磁保护； 失磁保护、失步保护； 逆功率保护、程跳逆功率保护； 频率异常保护； 误上电保护、起停机保护； 变压器过负荷、启动通风、闭锁调压保护； TA和TV断线异常检测。
差动保护的功能特点
Байду номын сангаас
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
定子接地保护的功能特点
• 自适应三次谐波电压比率判据： U 3T K 3 wzd U 3N
– 发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一 个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压 比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应 状态变化
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
过电压保护 发电机定、反时限过励磁保护 逆功率保护 程序跳闸逆功率 频率保护 起停机保护 误上电保护 轴电流保护 高厂变两段复压过流保护 A分支两段过流保护 A分支两段零序过流保 B分支两段过流保护 B分支两段零序过流保护 励磁变过流保护 定、反时限励磁过负荷保护 电压平衡保护
220kV
母线PT
A屏 主变压器
RCS-985
B屏
RCS-985
C屏
CZX-12A RCS-974G
励磁变 高厂变 发电机
300MW-220KV机组TA、TV配置方案
内部故障保护方案
• 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
差动保护的功能特点
变斜率比例差动
不设拐点，一开始就带制动特性
变斜率比率差动公式
I d K bl I r I cdqd K bl K bl 1 K blr ( I r / I e ) I d K bl 2 ( I r nIe ) b I cdqd K blr ( K bl 2 K bl 1 ) /( 2 n) b ( K bl 1 K blr n) nIe I I 2 I3 I 4 I5 Ir 1 2 I I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 d ( I r nIe ) ( I r nIe )
谢谢!
• 开放式的失磁保护方案
–Ⅰ段：动作于减出力或报警段 可选：减出力判据＋定子阻抗判据＋转子判据 –Ⅱ段：跳闸（母线低电压） 可选：低电压判据，定子阻抗判据、转子判据 –Ⅲ段：跳闸或报警段 可选：定子阻抗判据、转子判据
失步保护的功能特点
jx
1.左右边界
U D OL IL Za Zc
2.中心线
3
3.电抗线
1
0 Zb L R
IR OR
1
R
2
失步保护功能
失步保护的功能特点
区外失步
jx
Za Zc
0 Zb
R
失步继电器分析
失步保护的功能特点
区内失步
jx
Za Zc
0 Zb
R
失步继电器分析
过负荷保护的功能特点 • 定子过负荷、负序过负荷、励磁过负荷
– 两段定时限和一段报警 – 反时限上限采用最小动作时间定值
失磁保护的功能特点
• 高压侧母线低电压判据（可选择为机端）
–Upp < Ulezd –高压侧PT断线时闭锁此判据 – TV断线时闭锁本判据，并发出TV断线信号。
失磁保护的功能特点
• 转子电压判据
–转子低电压判据： Ur < Ur1zd –变励磁电压判据： Ur < Kr*Xdz* ( P – Pt ) * Uf0
保护种类多达几十种
• 反应短路故障的主保护（10种） • 发电机差动保护、发电机裂相横差保护； • 匝间保护（单元件横差保护、纵向零压保护）； • 转子两点接地保护； • 主变压器差动保护、发变组大差动保护、高压厂用变压器差动 保护； • 励磁变压器差动保护、励磁机差动保护； • 电缆差动保护。 • 反应短路故障的后备保护（5种） • 复合电压闭锁过电流保护、记忆过电流保护； • 复合过电流保护、限时速断过电流保护； • 阻抗保护。
IS
tmin
tmax
过励磁保护的功能特点
• 过励磁保护曲线 U/F
n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 上限
反时限曲线
下限
t0 t1 t2 t3
t4
t5
t6
t7
t(s)
频率保护的功能特点
• 四段低频保护
–Ⅰ、Ⅱ两段为累计运行低频保护（ Ⅰ段掉电保持， 清报文时才能清掉Ⅰ段， Ⅱ段累计但装置掉电不保 持） –Ⅲ、Ⅳ段为持续运行低频保护
RCS-985 发电机变压器组保护
简单介绍
保护总体方案设计思想
• 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。
8.励磁变差动保护
9.励磁机差动保护
故障类型多
• 反应定子绕组的故障
» 短路故障：两相、三相短路故障；
• 接地故障：单相接地、两点接地短路故障； • 匝间短路故障：同相同分支匝间、同相异分支匝间； • 反应转子绕组的故障 • 转子一点接地故障、转子两点接地故障、部分转子绕 组匝间故障； • 异常运行 • 过负荷、过电压、过激磁、逆功率、误上电、失磁、 失步、频率异常等；
定子接地保护的功能特点
• 三次谐波电压差动判据：
U 3T k t U 3 N kre U 3 N
–正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、 相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使 正常运行时差电压接近为0； –可以保护100％的定子接地
发电机转子
+
αU
U
-
R
Rg
R
失磁保护的功能特点
• 定子判据
–异步阻抗圆、静稳边界圆可选 –正序电压、正序电流计算阻抗 –可选择无功反向元件闭锁 –无功反向值可整定
失磁保护的功能特点
• 辅助判据
–TV断线切换：正常时用TV1正序电压计算，如 TV1断线，自动切换至TV2 –负序电压闭锁：不对称故障时可闭锁失磁保护
失磁保护的功能特点
• • • • •
Rg：转子接地电阻 α：转子接地位置 U：励磁电压 R：标准电阻 S1、S2：切换开关
R S1
S2
R
失磁保护的功能特点
• 开放式失磁保护方案 • 失磁判据 –减出力有功判据 –低电压判据 –转子电压判据 –定子阻抗判据 –辅助判据
失磁保护的功能特点
• 减出力采用有功功率判据
–P > Pzd –失磁导致发电机失步后，发电机输出功率在一 定范围内波动，P取一个振荡周期内的平均值。
–经断路器位置接点和无流标志闭锁 –测量精度高，误差<0.01Hz • 两段超频保护
误上电保护的功能特点
• • • •
可靠的过电流元件 可经频率闭锁 可经断路器位置接点闭锁 非同期并网时，冲击电流大可闭锁跳出口 断路器 • 断路器闪络保护
小结
•
保护算法复杂； – 保护种类多，但是单个保护的逻辑相对简单； – 机组类型不同，保护配置也不同，所以需要保护是可配置的； – 对于数值很小的保护在数据采集和处理时需要特别考虑； – 好处是就地量保护，无需通道传输信息。 – 跳闸对象多且出口方式复杂，但无重合闸方式 – 关主汽门、跳灭磁开关、汽机甩负荷、跳主变断路器、跳厂 用分支断路器等 – 停机、解列灭磁、解列、程序跳闸、缩小故障范围 – 减出力、减励磁、励磁切换、厂用电源切换、分出口
– 变压器非电量保护 – 轻瓦斯、重瓦斯； – 油位、油温、绕组温度； – 压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等； – 发电机非电量保护 – 热工、断水、励磁系统故障等； – 系统故障联跳。
其他保护配置方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
主变低阻抗保护 复合电压过流保护 零序过流保护 间隙零序电压保护 间隙零序电流保护 主变定、反时限过励磁保护 发电机低阻抗保护 发电机复合电压过流保护 发电机95％定子接地保护 发电机100％定子接地保护 转子一点接地保护 转子两点接地保护 定、反时限定子过负荷保护 定、反时限转子表层负序过负荷保护 失磁保护 失步保护
• • • • • • • • • • • •
反应接地故障的保护（7种） 发电机定子接地保护、转子一点接地保护 主变高压侧零序电流保护、间隙零序电流保护、零序电压保护； 高厂变低压侧零序电流保护、零序电压保护 反应异常运行的保护（20种） 定、反时限的定子过负荷保护、负序过负荷保护、转子过负荷保护； 过电压保护、过激磁保护； 失磁保护、失步保护； 逆功率保护、程跳逆功率保护； 频率异常保护； 误上电保护、起停机保护； 变压器过负荷、启动通风、闭锁调压保护； TA和TV断线异常检测。
差动保护的功能特点
Байду номын сангаас
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
定子接地保护的功能特点
• 自适应三次谐波电压比率判据： U 3T K 3 wzd U 3N
– 发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一 个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压 比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应 状态变化
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
过电压保护 发电机定、反时限过励磁保护 逆功率保护 程序跳闸逆功率 频率保护 起停机保护 误上电保护 轴电流保护 高厂变两段复压过流保护 A分支两段过流保护 A分支两段零序过流保 B分支两段过流保护 B分支两段零序过流保护 励磁变过流保护 定、反时限励磁过负荷保护 电压平衡保护
220kV
母线PT
A屏 主变压器
RCS-985
B屏
RCS-985
C屏
CZX-12A RCS-974G
励磁变 高厂变 发电机
300MW-220KV机组TA、TV配置方案
内部故障保护方案
• 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
差动保护的功能特点
变斜率比例差动
不设拐点，一开始就带制动特性
变斜率比率差动公式
I d K bl I r I cdqd K bl K bl 1 K blr ( I r / I e ) I d K bl 2 ( I r nIe ) b I cdqd K blr ( K bl 2 K bl 1 ) /( 2 n) b ( K bl 1 K blr n) nIe I I 2 I3 I 4 I5 Ir 1 2 I I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 d ( I r nIe ) ( I r nIe )
谢谢!
• 开放式的失磁保护方案
–Ⅰ段：动作于减出力或报警段 可选：减出力判据＋定子阻抗判据＋转子判据 –Ⅱ段：跳闸（母线低电压） 可选：低电压判据，定子阻抗判据、转子判据 –Ⅲ段：跳闸或报警段 可选：定子阻抗判据、转子判据
失步保护的功能特点
jx
1.左右边界
U D OL IL Za Zc
2.中心线
3
3.电抗线
1
0 Zb L R
IR OR
1
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失步保护功能
失步保护的功能特点
区外失步
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Za Zc
0 Zb
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失步继电器分析
失步保护的功能特点
区内失步
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失步继电器分析
过负荷保护的功能特点 • 定子过负荷、负序过负荷、励磁过负荷
– 两段定时限和一段报警 – 反时限上限采用最小动作时间定值
失磁保护的功能特点
• 高压侧母线低电压判据（可选择为机端）
–Upp < Ulezd –高压侧PT断线时闭锁此判据 – TV断线时闭锁本判据，并发出TV断线信号。
失磁保护的功能特点
• 转子电压判据
–转子低电压判据： Ur < Ur1zd –变励磁电压判据： Ur < Kr*Xdz* ( P – Pt ) * Uf0
保护种类多达几十种
• 反应短路故障的主保护（10种） • 发电机差动保护、发电机裂相横差保护； • 匝间保护（单元件横差保护、纵向零压保护）； • 转子两点接地保护； • 主变压器差动保护、发变组大差动保护、高压厂用变压器差动 保护； • 励磁变压器差动保护、励磁机差动保护； • 电缆差动保护。 • 反应短路故障的后备保护（5种） • 复合电压闭锁过电流保护、记忆过电流保护； • 复合过电流保护、限时速断过电流保护； • 阻抗保护。