PCS985-发变组

发电机 中性点
I4
高厂变 A 分支
高厂变 B 分支
差动保护动作分析
区外故障时：如图
示在高厂变低压侧母线 上发生故障。I1、I2、I4 短路电流方向为流入发 变组，为正值。I3为流 出发变组，为负值。把 发变组看成电路上的一 个节点，由节点电流定 理，流入的电流等于流 出的电流，即相量和为 0，所以差动电流：
序号
跳闸控制字 对应位
出口继电器名称
输出接点数
1 2 3
Bit.0 Bit.1 Bit.2
本功能投入 TJ1:跳闸出口1通道 TJ2:跳闸出口2通道 4付 4付
4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Bit.3
Bit.4 Bit.5 Bit.6 Bit.7 Bit.8 Bit.9 Bit.10 Bit.11 Bit.12 Bit.13 Bit.14 Bit.15
变斜率差动方程示例
假设定值单中：
K bl1 0.1 ； K bl 2 0.7 ； I cdqd 0.3I e 对发变组差动， n6 代入差动方程(各侧电流都转为标么值 )：
K blr ( K bl 2 K bl1 ) /(2 n)＝（0.7－0.1 ） /(2 6) 0.05 b ( K bl1 K blr n) n (0.1 0.05 6) 6 2.4 K bl K bl1 K blr I r 0.1 0.05 I r
I d I1 I 2 I 3 I 4 0
220kV 110kV

I1
主变压器
I2
高厂变小 变比TA 高厂变大 变比TA
I3
发电机 机端
发电机 中性点
I4
高厂变 A 分支
高厂变 B 分支
差动保护不动作。
4.3 励磁涌流识别原理
在正常运行时励磁电流比较小，一般不超过额定电流的3%, 可是在: (1)变压器空载合闸（空投） (2)区外故障切除后电压恢复时 这两种情况下可能出现很大的励磁电流。 励磁涌流波形特征： ① 励磁涌流的最大幅值很大，可能达到变压器额定电流的 5~10倍。变压器容量越小，该倍数越大。 ② 有很大的非周期分量。波形偏于时间轴的一侧，因此波 形严重不对称。 ③ 有大量的谐波分量，尤其是二次谐波分量含量较大。二 次谐波与基波分量的比值 I2 I1一般均大于0.15。 ④ 波形出现间断，间断角 一般大于60o。
500kV
A屏
PCS-985A
B屏
PCS-985A
C屏
非电量保护
主变压器
励磁机 发电机
高厂变
PCS-985A程序版本适应的主接线方式2
如图2.2发变组单元，发变组按三块屏配置，A、B屏 配置两套PCS-985A，分别取自不同的TA，每套 PCS-985A包括一个发变组单元全部电量保护，C屏 配置非电量保护装置、失灵启动、非全相保护以及 220KV断路器操作箱。 图中标出了接入A屏的TA极性端，其他接入B屏的 TA极性端与A屏定义相同。本配置方案也适用于 100MW 及以上相同主接线的发变组单元。图中为励 磁变的主接线方式，配置方案也适用于励磁机的主 接线方式。
差动方程变换为：
I d K bl I r I cdqd 0.05I r2 0.1I r 0.3 I d K bl 2 ( I r nIe ) b I cdqd 0.7 I r 1.5
由上式可以看出，差动方程分两段，第一段为抛物 线，第二段为直线，在平面图上如下图所示：
( I r nIe ) ( I r nIe )
比率差动的动作特性
Id 速断动作区 Icdsd 动作区
Kbl2
Icdqd
0
Kbl1 Ie nIe
制动区 Ir
这种变斜率比率差动保护由于一开始就带制动 且差动保护动作特性较好地与差流的不平衡电流曲 线相配合，因此差动保护的起始动作电流定值可以 安全地降低。这就提高了发电机、变压器内部轻微 故障时保护的灵敏度，尤其是机组起停过程中（45 ～55Hz）内部轻微故障时差动保护的灵敏度。同时 也有利于防止区外故障各侧TA特性不一致造成的误 动
1.1 发变组保护相关的技术规定条文摘录
序号 保护功能 序号 保护功能
1
发变组差动保护
9
主变高压侧间隙零序电流保护
2
主变压器纵差保护
10
主变低压侧零序电压报警
3
主变工频变化量差动保护
11
主变定、反时限过励磁保护
4
主变零序差动保护
12
非全相保护
5
主变高压侧相间阻抗保护
13
主变过负荷信号
6
主变高压侧复合电压过流保护
500kV
A屏
PCS-985A
B屏
PCS-985A
C屏
非电量保护
主变压器
A厂变 发电机
B厂变
PCS-985A程序版本适应的主接线方式4
如图2.4发变组单元，发变组按三块屏配置，A、B屏 配置两套PCS-985A，分别取自不同的TA，每套 PCS-985A包括一个发变组单元全部电量保护，C屏 配置非电量保护装置、失灵启动、非全相保护以及 220KV断路器操作箱。 图中标出了接入A屏的TA极性端，其他接入B屏的TA 极性端与A屏定义相同。本配置方案也适用于100MW 及以上相同主接线的发变组单元。图中为励磁机的主 接线方式，配置方案也适用于励磁变的主接线方式。
I1
主变压器
I2
高厂变小 变比TA 高厂变大 变比TA
发电机 机端
I3
发电机 中性点
I4
高厂变 A分支
高厂变 B分支
变斜率比例差动
I d K bl I r I cdqd I d K bl 2 ( I r nIe ) b I cdqd K blr ( K bl 2 K bl1 ) /(2 n) b ( K K n) nI bl 1 blr e K bl K bl1 K blr ( I r / I e ) I1 I 2 I 3 I 4 Ir 2 I I 1 I 2 I 3 I 4 d ( I r nIe ) ( I r nIe )
25
45
50
50
50
50
50
50
50
25
45
串口 打印
CPU
以太网 对时
交 流 信 号
低通 滤波
保护DSP板
A/D
DSP
光隔
外 部 开 入
出口 继电器
QDJ +E
低通 滤波
启动DSP板
A/.3.1 PCS-985A跳闸矩阵 保护装置给出29组跳闸出口继电器,共60付出口接点 ，跳闸继电器均由跳闸控制字整定。通过保护各元 件跳闸控制字的整定，每种保护可实现灵活的、用 户所需要的跳闸方式。每付跳闸接点允许通入最大 电流为8A。跳闸出口继电器提供跳闸接点如表7.3.1 。 整定方法：在保护元件投入位和其所跳开关位填 ‘1’，其它位填‘0’，则可得到该元件的跳闸方 式。
1付
3付 2付 2付 2付 1付 1付 1付 1付 1付 1付 1付 1付 1付
四
差动保护
4.1
发变组差动保护
220kV 110kV
设发变组系统如图所示： 主变为三圈变，厂变低 压侧为双分支，发变组差动 包含四个支路电流，分别为 主变220KV侧I1,110KV侧I2 ，高厂变高压侧I3，发电机 中性点侧I4。 各侧TA极性端如图所示 ，规定各侧电流参考方向为 流入发变组为正方向。
差动保护动作分析
220kV 110kV
区内故障时：如图
所示，各侧短路电流方 向都是流入发变组，和 参考方向一致，为正值 ，所以差动电流：
I d I1 I 2 I 3 I 4
I1
主变压器
I2
高厂变小 变比TA 高厂变大 变比TA
I3
很大，容易满足差动主 程，差动保护动作。
发电机 机端
220kV
母线PT
A屏 主变压器
PCS-985A
B屏
PCS-985A
C屏
断路器操作箱 非电量保护
高厂变A 发电机 励磁机
高厂变B
二
硬件平台
291
PCS-985
运
报 跳
行
警 闸
发电机变压器组保护装置
TV 断线 TA 断线 定子接地报警 转子接地报警
25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
220kV
母线PT
A屏 主变压器
PCS-985A
B屏
PCS-985A
C屏
断路器操作箱 非电量保护
励磁变 高厂变 发电机
PCS-985A程序版本适应的主接线方式3
如图2.3发变组单元，发变组按三块屏配置，A、 B屏配置两套PCS-985A，分别取自不同的TA， 每套PCS-985A包括一个发变组单元全部电量保 护，C屏配置非电量保护装置。 图中标出了接入A屏的TA极性端，其他接入B屏 的TA极性端与A屏定义相同。针对这种主接线方 式，PCS-985A装置不包括励磁机（或励磁变） 保护，励磁机（或励磁变）保护另外配置，可以 配置在C屏内。
序号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
保护功能 B厂变高压侧复压过流保护 B厂变分支1复压过流保护 B厂变分支2复压过流保护 B厂变分支1零序过流保护 B厂变分支2零序过流保护 B厂变过负荷信号 B厂变启动风冷 B厂变高压侧过流输出 TV断线判别 TA断线判别
发变组保护组屏方案一：
PCS-985微机发变组保护
中国 ·南京 ·南瑞继保
一
保护功能配置
PCS985型号及功能配置
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 保护功能 发电机纵差保护 发电机工频变化量差动保护 发电机高灵敏横差保护 发电机纵向零序电压匝间保护 工频变化量方向匝间保护 发电机相间阻抗保护 发电机复合电压过流保护 发电机机端过流输出 定子接地基波零序电压保护 三次谐波电压比率定子接地保护 三次谐波电压差动定子接地保护 注入式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、反时限负序过负荷保护 序号 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 保护功能 失磁保护 失步保护 过电压保护 定时限过励磁保护 反时限过励磁保护 逆功率保护 程序逆功率保护 低频保护 过频保护 启停机保护 误上电保护 断路器闪络保护 非全相保护 电压平衡功能 TV断线判别 TA断线判别
14
主变启动风冷（2段）
7
主变高压侧零序（方向）过流保护
15
TV断线判别
8
主变高压侧间隙零序电压保护
16
TA断线判别
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
保护功能 A厂变差动保护 A厂变高压侧复压过流保护 A厂变分支1复压过流保护 A厂变分支2复压过流保护 A厂变分支1零序过流保护 A厂变分支2零序过流保护 A厂变过负荷信号 A厂变启动风冷 A厂变高压侧过流输出 B厂变差动保护
TJ3:跳闸出口3通道
TJ4:跳闸出口4通道 TJ5:跳闸出口5通道 TJ6:跳闸出口6通道 TJ7:跳闸出口7通道 TJ8:跳闸出口8通道 TJ9:跳闸出口9通道 TJ10:跳闸出口10通道 TJ11:跳闸出口11通道 TJ12:跳闸出口12通道 TJ13:跳闸出口13通道 TJ14:跳闸出口14通道 TJ14:跳闸出口15通道
TJ14:跳闸出口16通道
TJ14:跳闸出口17通道 TJ14:跳闸出口18通道 TJ14:跳闸出口19通道 TJ14:跳闸出口20通道 TJ14:跳闸出口21通道 TJ14:跳闸出口22通道 TJ14:跳闸出口23通道 TJ14:跳闸出口24通道 TJ14:跳闸出口25通道 TJ14:跳闸出口26通道 TJ14:跳闸出口27通道 TJ14:跳闸出口28通道 TJ14:跳闸出口29通道
4付
3付 4付 4付 3付 4付 2付 2付 2付 2付 1付 1付 1付
17
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Bit.16
Bit.17 Bit.18 Bit.19 Bit.20 Bit.21 Bit.22 Bit.23 Bit.24 Bit.25 Bit.26 Bit.27 Bit.28 Bit.29
PCS-985A程序版本适应的主接线方式1 如图2.1发变组单元，发变组按三块屏配置，A、B 屏配置两套PCS-985A，分别取自不同的TA，每套 PCS-985A包括一个发变组单元全部电量保护，C 屏配置非电量保护装置。 图中标出了接入A屏的TA极性端，其他接入B屏的 TA极性端与A屏定义相同。本配置方案也适用于 100MW 及以上相同主接线的发变组单元。图中为 励磁机的主接线方式，配置方案也适用于励磁变的 主接线方式。