RCS985-發(fā)變組

1、RCS-985RCS-985微機(jī)發(fā)變組保護(hù)微機(jī)發(fā)變組保護(hù) 目錄目錄一一. 保護(hù)功能配置保護(hù)功能配置4 1.1 發(fā)變組保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄.6 1.2 電力變壓器保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄.9 1.3 保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想12 1.4 特大型火電機(jī)組保護(hù)典型配置方案13 1.5 水電版本保護(hù)功能配置17二二. 硬件平臺(tái)硬件平臺(tái)20三三. 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)25四四. 差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)31 4.1 發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)32 4.2TA飽和對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響.40 4.3勵(lì)磁涌流識(shí)別原理.53 4.4變壓器高低壓側(cè)電流的相位補(bǔ)償.59 4.5發(fā)變組差動(dòng)各側(cè)電流的折算.61 4.6 差動(dòng)保護(hù)TA斷線報(bào)警或

2、閉鎖.62 4.7變壓器差動(dòng)保護(hù)65 4.8發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)75 4.9發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù)83 4.10 發(fā)電機(jī)裂相橫差保護(hù).85 4.11 工頻變化量電流差動(dòng)保護(hù)88五五. 變壓器后備保護(hù)變壓器后備保護(hù).93 5.1 相間阻抗保護(hù).94 5.2 復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流.96 5.3 變壓器的零序電流保護(hù).102 5.4 變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù).104 5.5 變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù).107六六. 發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)發(fā)電機(jī)匝間保護(hù).114 6.1發(fā)電機(jī)橫差保護(hù).115 6.2縱向零序電壓保護(hù).119七七. 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù).125 7.1零序電壓定子接地保護(hù)127 7.2三次諧波電壓

3、比率定子接地保護(hù)129 7.3外加電源式發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)135八八.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù).141 8.1切換采樣式（乒乓式）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù).143 8.2轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù).145九九.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù).149十十.發(fā)電機(jī)失步保護(hù)發(fā)電機(jī)失步保護(hù).162十一十一.發(fā)電機(jī)功率保護(hù)發(fā)電機(jī)功率保護(hù).169十二十二.誤上電保護(hù)誤上電保護(hù).173十三十三.啟停機(jī)保護(hù)啟停機(jī)保護(hù).177一一 保護(hù)功能配置保護(hù)功能配置RCS985型號(hào)及功能配置型號(hào)及功能配置 RCS-985裝置分四個(gè)程序版本，分別適用于不同的主接線： RCS-985A適用于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)變組單元主接線方式：兩圈主變（22

4、0KV或500KV出線）、發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、一臺(tái)高廠變（三圈變或分裂變）、勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)； RCS-985B適用于兩臺(tái)高廠變的發(fā)變組主接線方式：兩圈主變（220KV或500KV出線）、發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、兩臺(tái)高廠變、勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)； RCS-985C適用于多種發(fā)變組主接線方式：兩圈或三圈主變、發(fā)電機(jī)容量小于300MW、一臺(tái)高廠變（三圈變或分裂變）、分支電纜、勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)； RCS-985G 適用于大型發(fā)電機(jī)保護(hù)，可以滿足汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、抽水蓄能機(jī)組的保護(hù)要求。1.1 發(fā)變組保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄發(fā)變組保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄 1.1.1電壓在電壓

5、在3kV及以上，容量在及以上，容量在600MW及以下的發(fā)電機(jī)，應(yīng)及以下的發(fā)電機(jī)，應(yīng)按本條的規(guī)定，對(duì)下列故障及異常運(yùn)行方式，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。按本條的規(guī)定，對(duì)下列故障及異常運(yùn)行方式，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。容量在容量在600MW以上的發(fā)電機(jī)可參照?qǐng)?zhí)行：以上的發(fā)電機(jī)可參照?qǐng)?zhí)行： (a) 定子繞組相間短路；定子繞組相間短路； (b) 定子繞組接地；定子繞組接地； (c) 定子繞組匝間短路；定子繞組匝間短路； (e) 發(fā)電機(jī)外部相間短路；發(fā)電機(jī)外部相間短路； (f) 定子繞組過(guò)電壓；定子繞組過(guò)電壓； (g) 定子繞組過(guò)負(fù)荷；定子繞組過(guò)負(fù)荷； (h) 轉(zhuǎn)子表層（負(fù)序）過(guò)負(fù)荷；轉(zhuǎn)子表層（負(fù)序）過(guò)負(fù)荷； (i) 勵(lì)磁

6、繞組過(guò)負(fù)荷；勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷； (j) 勵(lì)磁回路接地；勵(lì)磁回路接地； (k) 勵(lì)磁電流異常下降或消失；勵(lì)磁電流異常下降或消失； (l) 定子鐵芯過(guò)勵(lì)磁；定子鐵芯過(guò)勵(lì)磁； (m) 發(fā)電機(jī)逆功率；發(fā)電機(jī)逆功率； (n) 低頻；低頻； (o) 失步；失步； (p) 發(fā)電機(jī)突然加電壓；發(fā)電機(jī)突然加電壓； (q) 發(fā)電機(jī)起停機(jī)；發(fā)電機(jī)起停機(jī)； (r) 其他故障和異常運(yùn)行。其他故障和異常運(yùn)行。 1.1.2 對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障，應(yīng)按下列對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障，應(yīng)按下列規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)：規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)： (a) 1MW以上的發(fā)電機(jī)

7、，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 (b)對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)與主要變壓器宜分別裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間與主要變壓器宜分別裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器時(shí)，沒(méi)有斷路器時(shí)，100MW及以下發(fā)電機(jī)，可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用及以下發(fā)電機(jī)，可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，100MW以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)

8、單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 (c) 對(duì)對(duì)200MW及以上發(fā)電機(jī)變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù)，即裝設(shè)及以上發(fā)電機(jī)變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù)，即裝設(shè)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，宜分別裝設(shè)雙重發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，宜分別裝設(shè)雙重發(fā)電機(jī)縱聯(lián)和差動(dòng)保護(hù)、雙重變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，不再裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組縱聯(lián)和差動(dòng)保護(hù)、雙重變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，不再裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 (d) 應(yīng)對(duì)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)采取措施，在穿越性短路及自

9、同步或非同步合應(yīng)對(duì)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)采取措施，在穿越性短路及自同步或非同步合閘過(guò)程中，減輕不平衡電流所產(chǎn)生的影響，以盡量降低動(dòng)作電流整定值閘過(guò)程中，減輕不平衡電流所產(chǎn)生的影響，以盡量降低動(dòng)作電流整定值。 (e)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置，斷線后動(dòng)作于信號(hào)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置，斷線后動(dòng)作于信號(hào)。電流回路斷線允許差動(dòng)保護(hù)跳閘。電流回路斷線允許差動(dòng)保護(hù)跳閘。 (f) 本條中規(guī)定裝設(shè)的過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、低本條中規(guī)定裝設(shè)的過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、低壓過(guò)流和差動(dòng)保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于停機(jī)。壓過(guò)流和差動(dòng)保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于停機(jī)。 1.1.3 各項(xiàng)保護(hù)裝置，宜根

10、據(jù)故障和異常運(yùn)行方式的性質(zhì)及熱力各項(xiàng)保護(hù)裝置，宜根據(jù)故障和異常運(yùn)行方式的性質(zhì)及熱力系統(tǒng)具體條件，按各條的規(guī)定分別動(dòng)作于：系統(tǒng)具體條件，按各條的規(guī)定分別動(dòng)作于： a停機(jī)停機(jī): 斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)，還要關(guān)閉主汽門(mén)；斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)，還要關(guān)閉主汽門(mén)；對(duì)水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼；對(duì)水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼； b. 解列滅磁解列滅磁: 斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷；斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷； c. 解列解列: 斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷；斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷； d減出力減出力: 將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值；將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值； e縮

11、小故障影響范圍縮小故障影響范圍: 例如雙母線系統(tǒng)斷開(kāi)母線聯(lián)絡(luò)斷路器等；例如雙母線系統(tǒng)斷開(kāi)母線聯(lián)絡(luò)斷路器等； f. 程序跳閘程序跳閘: 對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)首先關(guān)閉主汽門(mén)，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)首先關(guān)閉主汽門(mén)，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再跳發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對(duì)水輪發(fā)電機(jī)，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，跳發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對(duì)水輪發(fā)電機(jī)，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁；再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁； g減勵(lì)磁減勵(lì)磁: 將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減至給定值；將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減至給定值； h勵(lì)磁切換勵(lì)磁切換: 將勵(lì)磁電源由工作勵(lì)磁電源系統(tǒng)切換到備用勵(lì)磁電源系統(tǒng)將勵(lì)磁電源由工作勵(lì)磁電源系統(tǒng)切換到備

12、用勵(lì)磁電源系統(tǒng)； i廠用電源切換廠用電源切換: 由廠用工作電源供電切換到備用電源供電；由廠用工作電源供電切換到備用電源供電； j分出口分出口: 動(dòng)作于單獨(dú)回路；動(dòng)作于單獨(dú)回路； k信號(hào)信號(hào): 發(fā)出聲光信號(hào)。發(fā)出聲光信號(hào)。1.2電力變壓器保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄電力變壓器保護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)定條文摘錄 1.2.1 對(duì)升壓、降壓、聯(lián)絡(luò)變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，對(duì)升壓、降壓、聯(lián)絡(luò)變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)按本條的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：應(yīng)按本條的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置： a. 繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地側(cè)的單相繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻

13、接地側(cè)的單相接地短路；接地短路； b. 繞組的匝間短路；繞組的匝間短路； c. 外部相間短路引起的過(guò)電流；外部相間短路引起的過(guò)電流； d. 中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過(guò)電流中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓；及中性點(diǎn)過(guò)電壓； e. 過(guò)負(fù)荷；過(guò)負(fù)荷； f. 過(guò)勵(lì)磁；過(guò)勵(lì)磁； g. 中性點(diǎn)非直接接地側(cè)的單相接地故障；中性點(diǎn)非直接接地側(cè)的單相接地故障； h. 油面降低；油面降低； i. 變壓器油溫、繞組溫度過(guò)高及油箱壓力過(guò)高和冷卻系統(tǒng)故障。變壓器油溫、繞組溫度過(guò)高及油箱壓力過(guò)高和冷卻系統(tǒng)故障。 1.2.2 對(duì)變壓器的內(nèi)部、套管及

14、引出線的短路故障，按其容量及重對(duì)變壓器的內(nèi)部、套管及引出線的短路故障，按其容量及重要性的不同，應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)作為主保護(hù)，并瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變要性的不同，應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)作為主保護(hù)，并瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器。壓器的各側(cè)斷路器。 a. 電流速斷保護(hù)：用于電壓電流速斷保護(hù)：用于電壓10kV及以下，容量在及以下，容量在10MVA及以下的變壓器。及以下的變壓器。 b. 縱差保護(hù)：用于電壓為縱差保護(hù)：用于電壓為35kV及以上，容量在及以上，容量在1OMVA及以上的變壓器。及以上的變壓器。對(duì)于電壓為對(duì)于電壓為lOkV的重要變壓器當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時(shí)也可的重要變壓器當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合

15、要求時(shí)也可采用縱差保護(hù)。采用縱差保護(hù)。 c. 電壓為電壓為220kV及以上變壓器，采用雙重縱差保護(hù)。及以上變壓器，采用雙重縱差保護(hù)。 d. 對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路時(shí)，按對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路時(shí)，按2.2.3.4條條規(guī)定執(zhí)行。規(guī)定執(zhí)行。 e. 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)滿足下列要求：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)滿足下列要求： f. 應(yīng)能躲過(guò)勵(lì)磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流；應(yīng)能躲過(guò)勵(lì)磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流； g. 在變壓器過(guò)勵(lì)磁時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)作；在變壓器過(guò)勵(lì)磁時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)作； h.在電流回路斷線時(shí)應(yīng)發(fā)出斷線信號(hào)；在電流回路斷線時(shí)應(yīng)發(fā)出斷線信號(hào)； 在正常情況下，縱聯(lián)

16、差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管和引出線在正常情況下，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管和引出線，如不能包括引出線時(shí)，應(yīng)采用快速切除故障的輔助措施。在設(shè)備檢修，如不能包括引出線時(shí)，應(yīng)采用快速切除故障的輔助措施。在設(shè)備檢修等特殊情況下，允許差動(dòng)保護(hù)短時(shí)利用變壓器套管電流互感器。此時(shí)套等特殊情況下，允許差動(dòng)保護(hù)短時(shí)利用變壓器套管電流互感器。此時(shí)套管和引線故障由后備保護(hù)動(dòng)作切除。管和引線故障由后備保護(hù)動(dòng)作切除。 1.2.3 對(duì)外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，變壓器應(yīng)裝設(shè)相間對(duì)外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，變壓器應(yīng)裝設(shè)相間短路后備保護(hù)，保護(hù)帶延時(shí)動(dòng)作于相應(yīng)的斷路器。短路后備保護(hù)，保護(hù)帶延時(shí)動(dòng)作

17、于相應(yīng)的斷路器。 a.在滿足靈敏性和選擇性要求的情況，應(yīng)優(yōu)先選用簡(jiǎn)單可靠的電流、電壓在滿足靈敏性和選擇性要求的情況，應(yīng)優(yōu)先選用簡(jiǎn)單可靠的電流、電壓保護(hù)作為相間短路后備保護(hù)。選擇的順序是：過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓保護(hù)作為相間短路后備保護(hù)。選擇的順序是：過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓(負(fù)序電壓和線間電壓負(fù)序電壓和線間電壓)啟動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電流保護(hù)（負(fù)序電流和啟動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電流保護(hù)（負(fù)序電流和單相式電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)）。對(duì)電流、電壓保護(hù)不能滿靈敏性和選單相式電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)）。對(duì)電流、電壓保護(hù)不能滿靈敏性和選擇性要求的擇性要求的330kV及以上變壓器可采用阻抗保護(hù)。及以上變壓器可采用阻抗保護(hù)。

18、 b.過(guò)電流保護(hù)宜用于過(guò)電流保護(hù)宜用于110kV及以下，中小容量的降壓變壓器。保護(hù)的整定及以下，中小容量的降壓變壓器。保護(hù)的整定值要考慮變壓器可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷。值要考慮變壓器可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷。 c. 110Kv 220kV降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，用過(guò)電流降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，用過(guò)電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或復(fù)合保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。電流保護(hù)。 d.對(duì)對(duì)330kV及以上變壓器，當(dāng)按及以上變壓器，當(dāng)按2.3.5.2條和條和2.3.5.3條裝設(shè)保護(hù)不能滿足系條裝設(shè)保護(hù)不能滿足系統(tǒng)正常

19、運(yùn)行情況故障時(shí)靈敏性和選擇性，可采用阻抗保護(hù)。保護(hù)配置要統(tǒng)正常運(yùn)行情況故障時(shí)靈敏性和選擇性，可采用阻抗保護(hù)。保護(hù)配置要簡(jiǎn)化。阻抗繼電器可采用帶偏移特性的阻抗繼電器、方向阻抗繼電器或簡(jiǎn)化。阻抗繼電器可采用帶偏移特性的阻抗繼電器、方向阻抗繼電器或全阻抗繼電器。全阻抗繼電器。 總體方案為總體方案為雙主雙后雙主雙后，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常異常運(yùn)行保護(hù)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。護(hù)集成在一套裝置中。 對(duì)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)裝對(duì)于一

20、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)裝置采用不同組置采用不同組TATA，均有獨(dú)立的出口跳閘回路。，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。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。1.3 保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想保護(hù)總體方案設(shè)計(jì)思想1.4 特大型火電機(jī)組保護(hù)典型配置方案特大型火電機(jī)組保護(hù)典型配置方案300MW-500KV300MW-500KV機(jī)組機(jī)組TATA、TVTV配置方案配置方案配置方案一500kVRCS-985A屏RCS-974GC屏RCS-974FRCS-985B屏主變壓器發(fā)電機(jī)勵(lì)磁變高廠變RCS-974AG300MW-220KV

21、300MW-220KV機(jī)組機(jī)組TATA、TVTV配置方案配置方案配置方案 二100MW-220KV100MW-220KV機(jī)組機(jī)組TATA、TVTV配置方案配置方案配置方案 三CZX-12AC屏RCS-974GRCS-985A屏220kV110kVTV5RCS-985B屏BBBBBBBBB高廠變主變壓器發(fā)電機(jī)勵(lì)磁變 RCS-985水輪機(jī)組保護(hù)裝置共分為三個(gè)程序版本，分別適用于不水輪機(jī)組保護(hù)裝置共分為三個(gè)程序版本，分別適用于不同的主接線：同的主接線： RCS-985AW適用于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)變組單元主接線方式：兩圈主變（適用于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)變組單元主接線方式：兩圈主變（220KV或或500KV出線）、發(fā)電機(jī)容量

22、出線）、發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、一臺(tái)高廠及以上、一臺(tái)高廠變（兩圈變）、一臺(tái)勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)；變（兩圈變）、一臺(tái)勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)； RCS-985GW適用于大型發(fā)電機(jī)保護(hù)，主接線方式：發(fā)電機(jī)容量適用于大型發(fā)電機(jī)保護(hù)，主接線方式：發(fā)電機(jī)容量100MW及以上、一臺(tái)勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)；及以上、一臺(tái)勵(lì)磁變或勵(lì)磁機(jī)； RCS-985TW適用于大型變壓器保護(hù)，主接線方式：兩圈主變（適用于大型變壓器保護(hù)，主接線方式：兩圈主變（220KV或或500KV出線）、一臺(tái)高廠變（兩圈變）。出線）、一臺(tái)高廠變（兩圈變）。1.5 水電版本保護(hù)功能配置配置方案一配置方案 二二二 硬件平臺(tái)硬件平臺(tái)裝置面板和背面布置圖6B7B8B9

23、C10B10C11B12B11C12C9B發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置南瑞繼保電氣有限公司RCS-985運(yùn) 行報(bào) 警跳 閘確認(rèn)區(qū)號(hào)取消33鍵盤(pán)調(diào)試接口1A1B3A3B4A4B5B5A2A2B 2.1 機(jī)箱結(jié)構(gòu)機(jī)箱結(jié)構(gòu)2.2 先進(jìn)的硬件核心先進(jìn)的硬件核心 一一 高速數(shù)字信號(hào)處理器高速數(shù)字信號(hào)處理器DSPDSP 大規(guī)模邏輯門(mén)陣列大規(guī)模邏輯門(mén)陣列FPGAFPGA 可編程邏輯門(mén)陣列可編程邏輯門(mén)陣列CPLDCPLD 并行高精度并行高精度A/DA/D 3232位微處理器位微處理器CPUCPU 獨(dú)立的獨(dú)立的CPUCPU處理顯示、鍵盤(pán)等人機(jī)對(duì)話處理顯示、鍵盤(pán)等人機(jī)對(duì)話 大屏幕漢字液晶顯示大屏幕漢字液晶顯示 高速數(shù)字

24、信號(hào)處理器DSP32位微處理器CPU 雙CPU系統(tǒng)：低通、低通、ADAD采樣、保護(hù)計(jì)算、邏輯輸出采樣、保護(hù)計(jì)算、邏輯輸出1 1、CPU2CPU2作用于啟動(dòng)繼電器，作用于啟動(dòng)繼電器，CPU1CPU1作用于跳閘矩陣作用于跳閘矩陣 2 2、啟動(dòng)一致性啟動(dòng)一致性，CPU1CPU1和和CPU2CPU2的啟動(dòng)元件相同，保護(hù)才出口的啟動(dòng)元件相同，保護(hù)才出口3 3、兩個(gè)、兩個(gè)CPUCPU系統(tǒng)之間均進(jìn)行完善的自檢和互檢，任一系統(tǒng)之間均進(jìn)行完善的自檢和互檢，任一CPUCPU板故板故障，閉鎖裝置并發(fā)報(bào)警信號(hào)障，閉鎖裝置并發(fā)報(bào)警信號(hào)2.3先進(jìn)的硬件核心二先進(jìn)的硬件核心二2.4 RCS-985硬件配置示意圖硬件配置示意

25、圖交流信號(hào)低通濾波A/DDSP1DSP2CPU1外部開(kāi)入串口打印出口繼電器CPU板低通濾波A/DDSP3DSP4CPU2管理板串口打印+E光隔光隔外部開(kāi)入QDJCPLDCPLD濾波器DC/DC5V12V24V至裝置內(nèi)部其他插件光耦24V至相應(yīng)插件220/11024V24V-地220/110-人機(jī)CPU顯示人機(jī)通訊口人機(jī)通訊口人機(jī)通訊口三三 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) 每個(gè)周波每個(gè)周波2424點(diǎn)高速采樣率，計(jì)算精度高點(diǎn)高速采樣率，計(jì)算精度高 并行實(shí)時(shí)計(jì)算：并行實(shí)時(shí)計(jì)算：故障全過(guò)程對(duì)所有保護(hù)繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。即在每故障全過(guò)程對(duì)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)（一個(gè)采樣間隔內(nèi)（0.833ms

26、0.833ms）對(duì)所有保護(hù)完成計(jì)算，并留有裕度。）對(duì)所有保護(hù)完成計(jì)算，并留有裕度。因此，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)。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：多種啟動(dòng)元件：不同的保護(hù)功能均有對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)元件不同的保護(hù)功能均有對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)元件3.1 可靠的軟件技術(shù)可靠的軟件技術(shù)3.2 獨(dú)立的故障錄波獨(dú)立的故障錄波 CPUCPU錄波：錄波：記錄保護(hù)的各種原始模擬量、保護(hù)用的中間模擬記錄保護(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。量、保護(hù)的出口狀態(tài)等。 MONMON錄波：錄波：設(shè)有完整的故障錄波功能，可以連續(xù)記錄設(shè)有完整的故障錄波功能，可以連續(xù)

27、記錄長(zhǎng)達(dá)長(zhǎng)達(dá)4S4S的發(fā)變組單元所有模擬量、開(kāi)入量、保護(hù)動(dòng)作量波形，記錄的發(fā)變組單元所有模擬量、開(kāi)入量、保護(hù)動(dòng)作量波形，記錄采用采用COMTRADECOMTRADE格式，是針對(duì)發(fā)變組的故障錄波器。格式，是針對(duì)發(fā)變組的故障錄波器。 完善的波形分析軟件完善的波形分析軟件 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3.3 跳閘矩陣的功能特點(diǎn)3.4 保護(hù)功能壓板保護(hù)功能壓板6B36B2投 主 變 相 間 后 備投 主 變 接 地 保 護(hù)6B56B4投 主 變 不 接 地 保 護(hù)投 發(fā) 變 組 差 動(dòng)6B76B6備 用投 高 廠 變 差 動(dòng)6

28、B96B8投 高 廠 變 高 壓 側(cè) 后 備投 高 廠 變 A分 支 后 備6B116B10備 用備 用6B126B136B14對(duì) 時(shí)打 印6B16B15信 號(hào) 復(fù) 歸投 主 變 差 動(dòng) 保 護(hù)24V光 耦 +（ 輸 入 ）6B17投 高 廠 變 B分 支 后 備5B75B6投 三 次 諧 波 電 壓 保 護(hù)投 轉(zhuǎn) 子 一 點(diǎn) 接 地 保 護(hù)5B95B8投 轉(zhuǎn) 子 兩 點(diǎn) 接 地 保 護(hù)投 定 子 過(guò) 負(fù) 荷5B115B10投 負(fù) 序 過(guò) 負(fù) 荷投 失 磁 保 護(hù)5B135B12投 失 步 保 護(hù)投 過(guò) 電 壓 保 護(hù)5B155B14投 逆 功 率 保 護(hù)5B205B19投 勵(lì) 磁 過(guò) 負(fù) 荷

29、5B225B21備 用斷 水 保 護(hù) 投 跳5B245B23熱 工 保 護(hù) 投 跳投 勵(lì) 磁 變 差 動(dòng) 保 護(hù)備 用投 頻 率 保 護(hù)投 誤 上 電 保 護(hù)投 起 停 機(jī) 保 護(hù)5B165B175B185B255B3投 發(fā) 電 機(jī) 差 動(dòng) 保 護(hù)投 發(fā) 電 機(jī) 后 備 保 護(hù)5B55B4投 發(fā) 電 機(jī) 匝 間 保 護(hù)投 定 子 接 地 零 序 電 壓 保 護(hù)24V光 耦 +（ 輸 入 ）5B29投 過(guò) 勵(lì) 磁 保 護(hù)保 護(hù) 功 能 壓 板1 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、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 2、全新的異步法、全新的異步法TATA飽和判

30、據(jù)；飽和判據(jù)；3 3、首次提出并實(shí)現(xiàn)了浮動(dòng)門(mén)檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序、首次提出并實(shí)現(xiàn)了浮動(dòng)門(mén)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；理；4 4、采用三次諧波電壓差動(dòng)新原理的、采用三次諧波電壓差動(dòng)新原理的100100定子接地保護(hù)；定子接地保護(hù)；5 5、新型外加電源定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)；、新型外加電源定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)；6 6、靈敏的、靈敏的TVTV、TATA回路自檢功能；回路自檢功能；7 7、其他先進(jìn)技術(shù)、其他先進(jìn)技術(shù)3.5 RCS3.5 RCS985985保護(hù)裝置的關(guān)鍵技術(shù)保護(hù)裝置的關(guān)

31、鍵技術(shù)四四 差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)4.1發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)發(fā)變組差動(dòng)保護(hù) 設(shè)發(fā)變組系統(tǒng)如圖所示：設(shè)發(fā)變組系統(tǒng)如圖所示：主變?yōu)槿ψ?，廠變低主變?yōu)槿ψ?，廠變低壓側(cè)為雙分支，發(fā)變組差動(dòng)壓側(cè)為雙分支，發(fā)變組差動(dòng)包含四個(gè)支路電流，分別為包含四個(gè)支路電流，分別為主變主變220KV側(cè)側(cè)I1,110KV側(cè)側(cè)I2，高廠變高壓側(cè)，高廠變高壓側(cè)I3，發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)中性點(diǎn)側(cè)I4。各側(cè)各側(cè)TA極性端如圖所示極性端如圖所示，規(guī)定各側(cè)電流參考方向?yàn)?，?guī)定各側(cè)電流參考方向?yàn)榱魅氚l(fā)變組為正方向。流入發(fā)變組為正方向。變斜率比例差動(dòng)變斜率比例差動(dòng)43214321111222)/()()2/()()()()(IIIIIIIIIII

32、IKKKnInKKbnKKKnIIIbnIIKInIIIIKIdrerblrblbleblrblblblblrercdqderbldercdqdrbld 假設(shè)定值單中：假設(shè)定值單中：各側(cè)電流都轉(zhuǎn)為標(biāo)么值代入差動(dòng)方程對(duì)發(fā)變組差動(dòng)，；)(63 . 0I7 . 01 . 021nIKKecdqdblblrrblrblblblrblblblblrIIKKKnnKKbnKKK05. 01 . 04 . 26)605. 01 . 0()(05. 0)62/(0.10.7)2/()(1112）（)(5 . 17 . 0)()(3 . 01 . 005. 022errcdqderblderrrcdqdrbld

33、nIIIIbnIIKInIIIIIIKI差動(dòng)方程變換為：差動(dòng)方程變換為：由上式可以看出，差動(dòng)方程分兩段，第一段為拋物由上式可以看出，差動(dòng)方程分兩段，第一段為拋物線，第二段為直線，在平面圖上如下圖所示：線，第二段為直線，在平面圖上如下圖所示：變斜率差動(dòng)方程示例變斜率差動(dòng)方程示例比率差動(dòng)的動(dòng)作特性比率差動(dòng)的動(dòng)作特性IenIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動(dòng)作區(qū)制動(dòng)區(qū)速斷動(dòng)作區(qū)這種變斜率比率差動(dòng)保護(hù)由于一開(kāi)始就帶制動(dòng)且差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性較好地與差流的不平衡電流曲線相配合，因此差動(dòng)保護(hù)的起始動(dòng)作電流定值可以安全地降低。這就提高了發(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(guò)程

34、中（4555Hz）內(nèi)部輕微故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。同時(shí)也有利于防止區(qū)外故障各側(cè)TA特性不一致造成的誤動(dòng) 區(qū)內(nèi)故障時(shí)區(qū)內(nèi)故障時(shí)：如圖：如圖所示，各側(cè)短路電流方所示，各側(cè)短路電流方向都是流入發(fā)變組，和向都是流入發(fā)變組，和參考方向一致，為正值參考方向一致，為正值，所以差動(dòng)電流：，所以差動(dòng)電流：很大，容易滿足差動(dòng)主很大，容易滿足差動(dòng)主程，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。程，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。4321IIIIId差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析 區(qū)外故障時(shí)區(qū)外故障時(shí)：如圖如圖示在高廠變低壓側(cè)母線示在高廠變低壓側(cè)母線上發(fā)生故障。上發(fā)生故障。I1、I2、I4短路電流方向?yàn)榱魅氚l(fā)短路電流方向?yàn)榱魅氚l(fā)變組，為正值。變組，為正值。I3

35、為流為流出發(fā)變組，為負(fù)值。把出發(fā)變組，為負(fù)值。把發(fā)變組看成電路上的一發(fā)變組看成電路上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由節(jié)點(diǎn)電流定個(gè)節(jié)點(diǎn)，由節(jié)點(diǎn)電流定理，流入的電流等于流理，流入的電流等于流出的電流，即相量和為出的電流，即相量和為0，所以差動(dòng)電流：，所以差動(dòng)電流：差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。04321IIIIId差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析發(fā)變組差動(dòng)各側(cè)TA選擇：各側(cè)名稱(chēng)高廠變低壓側(cè)TA高廠變高壓側(cè)TA2高廠變高壓側(cè)TA發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)TA主變套管TA主變開(kāi)關(guān)TA發(fā)變組差動(dòng)定義001110表1：發(fā)變組差動(dòng)TA選擇（該控制字隱含，只能由調(diào)試軟件DBG2000顯示）各側(cè)TA選擇原則如下：主變側(cè)TA：可以選擇主變開(kāi)關(guān)

36、TA或主變套管TA。發(fā)電機(jī)側(cè)TA：選擇發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)TA。高廠變側(cè)TA：可以選擇廠變低壓側(cè)TA或廠變高壓側(cè)TA。如果廠變高壓側(cè)有一組大變比TA、一組小變比TA，選擇高廠變高壓側(cè)TA2，即大變比TA；如果廠變高壓側(cè)只有一組TA，選擇高廠變高壓側(cè)TA，此時(shí)在定值整定時(shí)要將廠變高壓側(cè)大變比的TA變比和廠變高壓側(cè)變比的TA變比整定成相同。4.2TA飽和對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響飽和對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 e1 1）由磁化曲線，知道一）由磁化曲線，知道一次電流的波形，可以畫(huà)出次電流的波形，可以畫(huà)出磁通的波形。磁通的波形。 2 2）由電磁感應(yīng)定理：）由電磁感應(yīng)定理： 可由磁通可由磁通畫(huà)出畫(huà)出e e2 2波形波形。 3 3）

37、由于電流互感器二次）由于電流互感器二次側(cè)相當(dāng)于一個(gè)純電阻回路，側(cè)相當(dāng)于一個(gè)純電阻回路，由：由：e e2 2=R=R2 2i i2 2 可得二次電流可得二次電流i i2 2波形。波形。dtdNe22e發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)所用的TA飽和問(wèn)題以往認(rèn)為： 發(fā)電機(jī)差動(dòng)采用保護(hù)級(jí)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??； 因此，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)不存在TA飽和問(wèn)題，為提高內(nèi)部故障靈敏度，可降低差動(dòng)起始定值和比率制動(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(zhǎng)度可能不 一致，TA二次負(fù)載不同。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；

38、 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；TA飽和判據(jù)的特點(diǎn)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(lái)識(shí)別電流互感器是否飽和。關(guān)鍵判據(jù)：根據(jù)TA飽和也是在短路過(guò)了一段時(shí)間后才飽和的理論先初步判出是區(qū)外故障時(shí)，再投入抗TA飽和算法。初步判出區(qū)外故障的判據(jù)為： 制動(dòng)電流工頻變化量 差動(dòng)電流工頻變化量滿足上兩判據(jù)時(shí)間大于一定值初步判為區(qū)外故障。2thd1thrIIIITA保護(hù)判據(jù)的特點(diǎn) 區(qū)內(nèi)故障時(shí)，無(wú)論TA是否飽和，制動(dòng)電流和差電流的工頻變化量電流同步出現(xiàn)。TA保護(hù)判據(jù)的特點(diǎn) 區(qū)外故障時(shí)，如果TA飽和，制動(dòng)電流與差電流的工頻變化量

39、電流先后異步出現(xiàn) -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 -100 0 100 A 相(A) -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 -100 0 100 B 相(A) -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 -100 0 100 C 相(A) t (ms) TA飽和時(shí)波形飽和時(shí)波形TA嚴(yán)重飽和時(shí)的主要特征嚴(yán)重飽和時(shí)的主要特征 1）二次電流波形有嚴(yán)重缺損，顯著非正弦。 2）在短路后TA很快進(jìn)入深飽和，以致二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)降為零。在相應(yīng)的一段時(shí)間內(nèi)二次電流為零，此時(shí)一次電流全部成為勵(lì)磁電流。 3）當(dāng)一次電流全部成為勵(lì)磁電流后其瞬時(shí)值

40、下降時(shí)TA逐漸退出飽和，當(dāng)它下降到零繼而改變極性時(shí)鐵心安全退出飽和，二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，二次電流又幾乎與一次電流相等，但這時(shí)鐵心中有相當(dāng)大的剩磁存在。 4）當(dāng)一次電流恢復(fù)初始的極性又上升時(shí)，由于有剩磁存在鐵心又很快飽和，二次電流又降為零。 5）在短路開(kāi)始時(shí)鐵心要維持磁通不變，或者說(shuō)勵(lì)磁回路的電感不允許其電流突變，一次電流全部變換為二次電流，TA無(wú)誤差。這段時(shí)間雖短，一般為38ms ,但可以被差動(dòng)保護(hù)所利用。如圖示在高廠變低壓母線上發(fā)生故障，假設(shè)：I11000AI21000AI41000A則I33000A；如果TA沒(méi)有飽和，則差動(dòng)電流為：差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。但是由于廠變低壓側(cè)TA飽和，測(cè)到的

41、電流I3很小，假設(shè)為0，則保護(hù)計(jì)算的差動(dòng)和制動(dòng)電流為：滿足差動(dòng)方程，造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)04321IIIIId30004321IIIIId區(qū)外故障伴隨區(qū)外故障伴隨TA飽和會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)：飽和會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)：1500)(5 . 04321IIIIIrTA飽和處理方法飽和處理方法(1)為防止在區(qū)外故障時(shí)為防止在區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和時(shí)可能引起的穩(wěn)態(tài)比的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和時(shí)可能引起的穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，裝置采用各相差電流的綜合諧波作為率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，裝置采用各相差電流的綜合諧波作為T(mén)A飽和的判據(jù)，飽和的判據(jù)，其表達(dá)式如下：其表達(dá)式如下：In Knxb*I1其中其中In為某相差電流中的綜

42、合諧波，為某相差電流中的綜合諧波，I1為對(duì)應(yīng)相差電流的基為對(duì)應(yīng)相差電流的基波，波，Knxb為某一比例常數(shù)。為某一比例常數(shù)。故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)裝置利用差電流工頻變化量和制動(dòng)電流工故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)裝置利用差電流工頻變化量和制動(dòng)電流工頻變化量是否同步出現(xiàn)，先判出是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障，如區(qū)外故障，頻變化量是否同步出現(xiàn)，先判出是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障，如區(qū)外故障，投入投入TA飽和閉鎖判據(jù)，可靠防止飽和閉鎖判據(jù)，可靠防止TA飽和引起的比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。飽和引起的比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。 TA飽和處理方法飽和處理方法(2)：高值比率差動(dòng)高值比率差動(dòng) 為避免區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)TA飽和等因素引起的比率差動(dòng)延時(shí)動(dòng)作，裝置設(shè)有

43、一高比率和高起動(dòng)值的比率差動(dòng)保護(hù)，利用其比率制動(dòng)特性抗區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和，而在區(qū)內(nèi)故障TA飽和時(shí)能可靠正確動(dòng)作。高值比率差動(dòng)不判TA飽和。穩(wěn)態(tài)高值比率差動(dòng)的動(dòng)作方程如下： rdedIIII7 . 02 . 11.2Ie0IdIr0.70Icdsd動(dòng)作區(qū)速斷動(dòng)作區(qū)高值和低值差動(dòng)的配合1）區(qū)內(nèi)輕微故障，短路電流小，TA不飽和：低值比率差動(dòng)靈敏動(dòng)作2）區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障，短路電流大，TA飽和：低值閉鎖，高值動(dòng)作3）區(qū)外輕微故障，短路電流小，TA不飽和：差流為0，低值和高值都不動(dòng)作4）區(qū)外嚴(yán)重故障，短路電流大， TA飽和：低值閉鎖，高值差動(dòng)由于定值比較高，差流進(jìn)入不到動(dòng)作區(qū)，也不會(huì)動(dòng)作。4.3勵(lì)

44、磁涌流識(shí)別原理勵(lì)磁涌流識(shí)別原理 在正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流比較小，一般不超過(guò)額定電流的3%,可是在: (1)變壓器空載合閘（空投） (2)區(qū)外故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)這兩種情況下可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁電流。 勵(lì)磁涌流波形特征： 勵(lì)磁涌流的最大幅值很大，可能達(dá)到變壓器額定電流的510倍。變壓器容量越小，該倍數(shù)越大。 有很大的非周期分量。波形偏于時(shí)間軸的一側(cè)，因此波形嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)。 有大量的諧波分量，尤其是二次諧波分量含量較大。二次諧波與基波分量的比值一般均大于0.15。 波形出現(xiàn)間斷，間斷角一般大于60o。 12II變壓器空載合閘示意變壓器空載合閘示意 勵(lì)磁涌流的波形與合閘瞬間電壓的相位、鐵芯中剩磁的大小和方向

45、、電源容量和變壓器容量的大小、鐵芯材料的性質(zhì)和磁化曲線、變壓器的飽和磁密、合閘回路的阻抗和時(shí)間常數(shù)等因素有關(guān)。 如果合閘時(shí)正好電壓達(dá)到最大值，就不會(huì)出現(xiàn)非周期性的磁通，也就不會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，而只有正常時(shí)的勵(lì)磁電流。 如果合閘時(shí)正好電壓為零，勵(lì)磁涌流最大。所以三相變壓器中三相的勵(lì)磁涌流大小是不一樣的?？紤]到變壓器空投時(shí)電源三相電壓互差1200，所以無(wú)論在何時(shí)合閘至少有二相會(huì)出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流。 空投變壓器時(shí)勵(lì)磁涌流錄波圖（實(shí)際（實(shí)際500kV500kV自耦變壓器）自耦變壓器）勵(lì)磁涌流閉鎖原理勵(lì)磁涌流閉鎖原理1（諧波制動(dòng)原理）（諧波制動(dòng)原理）涌流判別通過(guò)控制字可以選擇二次諧波制動(dòng)原理或波形判別

46、原理。（1）諧波制動(dòng)原理裝置采用三相差動(dòng)電流中二次諧波與基波的比值作為勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)，動(dòng)作方程如下：其中I2為每相差動(dòng)電流中的二次諧波，I1為對(duì)應(yīng)相的差流基波，K2xb為二次諧波制動(dòng)系數(shù)整定值。推薦K2xb整定為0.15。122IKIxb勵(lì)磁涌流閉鎖原理勵(lì)磁涌流閉鎖原理2（波形判別原理）（波形判別原理） 式中式中 差電流的全周積分值。差電流的全周積分值。 SS1S2 兩個(gè)相距半周的差電流瞬時(shí)值兩個(gè)相距半周的差電流瞬時(shí)值 之和的全周積分值。之和的全周積分值。 S+=S1-S2 大于大于1的常數(shù)。的常數(shù)。 門(mén)檻值。門(mén)檻值。 tbSSSKSSSbKtSS1S2S1S2勵(lì)磁涌流短路電流裝置利用三相差

47、動(dòng)電流中的波裝置利用三相差動(dòng)電流中的波形判別作為勵(lì)磁涌流識(shí)別判據(jù)。內(nèi)形判別作為勵(lì)磁涌流識(shí)別判據(jù)。內(nèi)部故障時(shí)，各側(cè)電流經(jīng)互感器變換部故障時(shí)，各側(cè)電流經(jīng)互感器變換后，差流基本上是工頻正弦波。而后，差流基本上是工頻正弦波。而勵(lì)磁涌流時(shí)，有大量的諧波分量存勵(lì)磁涌流時(shí)，有大量的諧波分量存在，波形是間斷不對(duì)稱(chēng)的。在，波形是間斷不對(duì)稱(chēng)的。當(dāng)滿足以下判據(jù)時(shí)，與門(mén)分相當(dāng)滿足以下判據(jù)時(shí)，與門(mén)分相開(kāi)放差動(dòng)保護(hù)：開(kāi)放差動(dòng)保護(hù)：Y /d-11接線變壓器電流相量圖：接線變壓器電流相量圖：*A a IABIICcIIbaIIabIIcBC c b4.4變壓器高低壓側(cè)電流的相位補(bǔ)償變壓器高低壓側(cè)電流的相位補(bǔ)償對(duì)于連接組號(hào)為Y

48、d-11的變壓器，高壓側(cè)繞組為Y接線，低壓側(cè)為接線，這樣造成高低壓側(cè)電流有30度的相位差，必須對(duì)電流相位進(jìn)行補(bǔ)償后，才能做差動(dòng)運(yùn)算3/ )(3/ )(3/ )(ACCCBBBAAIIIIIIIII電流相位補(bǔ)償公式電流相位補(bǔ)償公式RCS985中變壓器差動(dòng)（發(fā)變組差動(dòng)）電流相位補(bǔ)償采用Y側(cè)向側(cè)補(bǔ)償?shù)姆椒?，公式如下?.5發(fā)變組差動(dòng)各側(cè)電流的折算發(fā)變組差動(dòng)各側(cè)電流的折算發(fā)變組差動(dòng)所用電流為主變高壓側(cè)電流、高廠變高壓側(cè)電流（也可選低壓側(cè)電流）、發(fā)電發(fā)變組差動(dòng)所用電流為主變高壓側(cè)電流、高廠變高壓側(cè)電流（也可選低壓側(cè)電流）、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)電流。由于各側(cè)電流處于不同的電壓等級(jí)，所以在差動(dòng)運(yùn)算前，要對(duì)各側(cè)電流

49、機(jī)中性點(diǎn)側(cè)電流。由于各側(cè)電流處于不同的電壓等級(jí)，所以在差動(dòng)運(yùn)算前，要對(duì)各側(cè)電流進(jìn)行折算，折算到同一個(gè)電壓等級(jí)。在進(jìn)行折算，折算到同一個(gè)電壓等級(jí)。在RCS985中，電流的折算方法是采用標(biāo)么值。中，電流的折算方法是采用標(biāo)么值。標(biāo)么值定義：電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值，一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。標(biāo)么值定義：電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值，一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。對(duì)于發(fā)變組差動(dòng)各側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下（統(tǒng)一選取主變額定容量為基準(zhǔn)容量）：對(duì)于發(fā)變組差動(dòng)各側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下（統(tǒng)一選取主變額定容量為基準(zhǔn)容量）：1）主變高壓側(cè)：）主變高壓側(cè)：2）高廠變高壓側(cè)）高廠變高壓側(cè)(差至廠變高壓

50、側(cè)時(shí)）：差至廠變高壓側(cè)時(shí)）：3）高廠變低壓側(cè)）高廠變低壓側(cè)（差至廠變低壓側(cè)時(shí)）：（差至廠變低壓側(cè)時(shí)）：4）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)：）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)：各參數(shù)定義如下：各參數(shù)定義如下：SN：主變額定容量：主變額定容量U1N：主變高壓側(cè)額定線電壓：主變高壓側(cè)額定線電壓 N1：主變高壓側(cè)：主變高壓側(cè)TA變比變比U2N：主變低壓側(cè)額定線電壓：主變低壓側(cè)額定線電壓 N2：高廠變高壓側(cè)：高廠變高壓側(cè)TA變比變比 U3N：高廠變低壓側(cè)額定線電壓：高廠變低壓側(cè)額定線電壓 N3：高廠變低壓側(cè)：高廠變低壓側(cè)TA變比變比 N4：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)TA變比變比1113NUSInne2223NUSInne3333NU

51、SInne4243NUSInne4.6 差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)TA斷線報(bào)警或閉鎖斷線報(bào)警或閉鎖 內(nèi)部故障時(shí)，至少滿足以下條件中一個(gè)：內(nèi)部故障時(shí)，至少滿足以下條件中一個(gè)：（1）任一側(cè)負(fù)序相電壓大于）任一側(cè)負(fù)序相電壓大于2V（2）起動(dòng)后任一側(cè)任一相電流比起動(dòng)前增加）起動(dòng)后任一側(cè)任一相電流比起動(dòng)前增加（3）起動(dòng)后最大相電流大于）起動(dòng)后最大相電流大于1.2 Ie（4）同時(shí)有三路電流比啟動(dòng)前減?。┩瑫r(shí)有三路電流比啟動(dòng)前減小因此，差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)后因此，差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)后40ms內(nèi)，以上條件均不滿足，內(nèi)，以上條件均不滿足，判為判為T(mén)A斷線。如此時(shí)斷線。如此時(shí)“TA斷線閉鎖比率差動(dòng)投入斷線閉鎖比率差動(dòng)投入”置置1，則閉鎖

52、差動(dòng)保護(hù)，并發(fā)差動(dòng)則閉鎖差動(dòng)保護(hù)，并發(fā)差動(dòng)TA斷線報(bào)警信號(hào)，如控制字置斷線報(bào)警信號(hào)，如控制字置0，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于出口，同時(shí)發(fā)差動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于出口，同時(shí)發(fā)差動(dòng)TA斷線報(bào)警信號(hào)。斷線報(bào)警信號(hào)。 發(fā)變組差動(dòng)定值發(fā)變組差動(dòng)定值序號(hào)序號(hào)定值名稱(chēng)定值名稱(chēng)定值范圍定值范圍整定步長(zhǎng)整定步長(zhǎng)1比率差動(dòng)起動(dòng)定值0.10-1.5 (Ie)0.01(Ie)2差動(dòng)速斷定值4-14 (Ie)0.01(Ie)3比率差動(dòng)起始斜率0.05-0.150.014比率差動(dòng)最大斜率0.500.800.015諧波制動(dòng)系數(shù)0.10-0.350.016差動(dòng)保護(hù)跳閘控制字0000-FFFF1以下是運(yùn)行方式控制字整定1表示投入，0表示退出1

53、差動(dòng)速斷投入0，12比率差動(dòng)投入0，13涌流閉鎖原理選擇0，10：二次諧波閉鎖1：波形判別發(fā)變組差動(dòng)邏輯圖發(fā)變組差動(dòng)邏輯圖比率差動(dòng)元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入比率差動(dòng)保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別&差流起動(dòng)元件&涌流開(kāi)放元件過(guò)激磁閉鎖差動(dòng)判別TA飽和判別元件高值比率差動(dòng)元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入比率差動(dòng)保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別比率差動(dòng)保護(hù)跳閘&差動(dòng)起動(dòng)元件&涌流開(kāi)放元件=1差動(dòng)速斷元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入差動(dòng)速斷保護(hù)軟壓板投入&差動(dòng)起動(dòng)元件差動(dòng)速斷保護(hù)跳閘4.5變壓器差動(dòng)保護(hù)首先規(guī)定首先規(guī)定TATA的正的正極性端在母線側(cè)，極性端在母線側(cè)，電流參考方向由電流參考方向由母線流向變壓器母線流向變壓器

54、為正方向。為正方向。變壓器變斜率比例差動(dòng)變壓器變斜率比例差動(dòng)321321111222)/()()2/()()()()(IIIIIIIIIIKKKnInKKbnKKKnIIIbnIIKInIIIIKIdrerblrblbleblrblblblblrercdqderbldercdqdrbld 假設(shè)定值單中：假設(shè)定值單中：各側(cè)電流都轉(zhuǎn)為標(biāo)么值代入差動(dòng)方程對(duì)變壓器差動(dòng)，；)(63 . 0I7 . 01 . 021nIKKecdqdblblrrblrblblblrblblblblrIIKKKnnKKbnKKK05. 01 . 04 . 26)605. 01 . 0()(05. 0)62/(0.10.7)

55、2/()(1112）（)(5 . 17 . 0)()(3 . 01 . 005. 022errcdqderblderrrcdqdrbldnIIIIbnIIKInIIIIIIKI差動(dòng)方程變換為：差動(dòng)方程變換為：由上式可以看出，差動(dòng)方程分兩段，第一段為拋物由上式可以看出，差動(dòng)方程分兩段，第一段為拋物線，第二段為直線，在平面圖上如下圖所示：線，第二段為直線，在平面圖上如下圖所示：變壓器變斜率比率差動(dòng)方程分析變壓器變斜率比率差動(dòng)方程分析比率差動(dòng)的動(dòng)作特性比率差動(dòng)的動(dòng)作特性IenIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動(dòng)作區(qū)制動(dòng)區(qū)速斷動(dòng)作區(qū)區(qū)內(nèi)故障時(shí)：如圖示，各側(cè)短路電流都是由母線流向變壓器，

56、和參考方向一致，為正值，所以差動(dòng)電流很大，容易滿足差動(dòng)主程，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。321IIIId 區(qū)外故障時(shí)：如圖示在低壓母線上發(fā)生故障。高、中壓側(cè)短路電流由母線流向變壓器，為正值。低壓側(cè)電流由變壓器流向母線，為負(fù)值。把變壓器看成電路上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由節(jié)點(diǎn)電流定理，流入的電流等于流出的電流，即相量和為0，所以差動(dòng)電流差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。0321IIIId變壓器差動(dòng)變壓器差動(dòng)TA選擇選擇各側(cè)名稱(chēng)高廠變高壓側(cè)TA2高廠變高壓側(cè)TA發(fā)電機(jī)機(jī)端TA主變低壓側(cè)TA主變二分支TA主變一分支TA主變差動(dòng)定義 011011各側(cè)TA選擇原則如下：主變高壓側(cè)TA：如果是3/2接線，主變一分支TA、主變二分支TA全選；其他只選

57、主變一分支。發(fā)電機(jī)側(cè)TA：可以選擇發(fā)電機(jī)機(jī)端TA或主變低壓側(cè)TA。高廠變高壓側(cè)TA：如果廠變高壓側(cè)有一組大變比TA、一組小變比TA，選擇高廠變高壓側(cè)TA2，即大變比TA；如果廠變高壓側(cè)只有一組TA，選擇高廠變高壓側(cè)TA，此時(shí)在定值整定時(shí)要將廠變高壓側(cè)大變比的TA變比和廠變高壓側(cè)變比的TA變比整定成相同。主變差動(dòng)各側(cè)電流的折算主變差動(dòng)各側(cè)電流的折算主變差動(dòng)所用電流為主變高壓側(cè)電流（主變差動(dòng)所用電流為主變高壓側(cè)電流（3/2接線為一分支和二分支）、主變低壓側(cè)電流、高接線為一分支和二分支）、主變低壓側(cè)電流、高廠變高壓側(cè)電流，由于各側(cè)電流處于不同的電壓等級(jí)，所以在差動(dòng)運(yùn)算前，要對(duì)各側(cè)電流廠變高壓側(cè)電流，

58、由于各側(cè)電流處于不同的電壓等級(jí)，所以在差動(dòng)運(yùn)算前，要對(duì)各側(cè)電流進(jìn)行折算，折算到同一個(gè)電壓等級(jí)。在進(jìn)行折算，折算到同一個(gè)電壓等級(jí)。在RCS985中，電流的折算方法是采用標(biāo)么值。中，電流的折算方法是采用標(biāo)么值。標(biāo)么值定義：電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值，一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。標(biāo)么值定義：電流的實(shí)際值和基準(zhǔn)值的比值，一般選取各側(cè)的額定電流做為基準(zhǔn)電流。對(duì)于主變各側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下（統(tǒng)一選取主變額定容量為基準(zhǔn)容量）：對(duì)于主變各側(cè)額定電流的計(jì)算公式如下（統(tǒng)一選取主變額定容量為基準(zhǔn)容量）：1）主變高壓側(cè)：）主變高壓側(cè)：2）主變低壓側(cè)：）主變低壓側(cè)：3）高廠變高壓側(cè)）高廠變高壓側(cè)：各參數(shù)定義

59、如下：各參數(shù)定義如下：SN：主變額定容量：主變額定容量U1N：主變高壓側(cè)額定線電壓：主變高壓側(cè)額定線電壓 N1：主變高壓側(cè)：主變高壓側(cè)TA變比變比U2N：主變低壓側(cè)額定線電壓：主變低壓側(cè)額定線電壓 N2：主變低壓側(cè)：主變低壓側(cè)TA變比變比 N3：高廠變高壓側(cè)：高廠變高壓側(cè)TA變比變比 1113NUSInne2223NUSInne3233NUSInne主變差動(dòng)保護(hù)定值主變差動(dòng)保護(hù)定值序號(hào)序號(hào)定值名稱(chēng)定值名稱(chēng)定值范圍定值范圍整定步長(zhǎng)整定步長(zhǎng)1比率差動(dòng)起動(dòng)定值0.1-1.50 (Ie)0.01 (Ie)2差動(dòng)速斷定值2-14.00 (Ie)0.01 (Ie)3比率差動(dòng)起始斜率0.05-0.150.0

60、14比率差動(dòng)最大斜率0.500.800.015諧波制動(dòng)系數(shù)0.10-0.350.016差動(dòng)保護(hù)跳閘控制字0000-FFFF1以下是運(yùn)行方式控制字整定1表示投入，0表示退出1差動(dòng)速斷投入0，12比率差動(dòng)投入0，13工頻變化量比率差動(dòng)投入0，14涌流閉鎖原理選擇0，10：二次諧波閉鎖1：波形判別5TA斷線閉鎖比率差動(dòng)0，1主變差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖主變差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖比率差動(dòng)元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入比率差動(dòng)保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別&差流起動(dòng)元件&涌流開(kāi)放元件過(guò)激磁閉鎖差動(dòng)判別TA飽和判別元件高值比率差動(dòng)元件&差動(dòng)保護(hù)硬壓板投入比率差動(dòng)保護(hù)軟壓板投入TA瞬時(shí)斷線判別比率差動(dòng)保護(hù)跳閘&差動(dòng)起動(dòng)元件&涌