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4) 对于短延时跳闸的定子接地保护,可选用高压侧零序电压作为闭锁判据。 2.19 转子接地保护特性

1) 转子一点接地保护采用迭加电源切换采样原理,注入电压为直流50V,注入到转子负极与大轴之间,并由一个电子开关切换 “开”、“闭”状态,获取转子负极对大轴的两个泄漏电流,求解方程组后,实时计算出转子接地电阻,并可显示。

2) 此种原理的转子一点接地保护,在转子整个大轴上的灵敏度均等。并且由于是注入式原理,当转子末加励磁电压时也能监视转子绝缘。

3) 转子一点接地保护可选择二段定值及二个延时,高定值经短延时发信,低定值长延时可动作于跳闸。

4) 转子一点接地保护动作后,自动投入转子二点接地保护,转子二点接地保护动作后瞬时跳闸。

2.20 失磁保护特性 1)阻抗原理失磁保护

采用阻抗园作为主判据,辅之以转子低电压判据、系统低电压判据、机端低电压判据、机组过功率判据。阻抗园可整定为静稳园,异步园,或带切线的园等。可反应失磁故障对机组本身和系统的影响。出口采取不同措施,如发信,切换励磁,降出力,解列等等。 以上判据可以采用图形组态灵活组合,以满足不同机组的需要。 保护的阻抗元件性能测试时可设置试验态,加单相电流和电压就可以测试出阻抗元件的动作特性。

2)新型逆无功原理失磁保护

直接反映机组的无功和定子电流,反应失磁故障后机组从系统吸收无功的程度和定子过电流情况,再增加机端低电压判据,系统低电压判据,机组过功率判据监视失磁对机组本身和系统的影响,出口方式可灵活设置。

保护中采用的判据,物理概念清晰,容易整定且不受系统运行方式的影响。 取消了转子电压的辅助判据,特别适合于无刷励磁的发电机。

3)以上两种原理的失磁保护,可以任意选择,并且这两种原理的失磁保护在系统振荡,或短路故障时均不会误动。 2.21失步保护特性

失步保护反应机组机端测量阻抗的变化轨迹。只反应机组的失步情况,能可靠躲过系统短路和稳定振荡,并能在失步开始的摇摆过程中区分加速失步和减速失步。 经过可整定的失步滑极次数后,动作于出口跳闸或只发信号。 2.22后备保护类型可灵活配置

发电机和变压器相间短路的后备保护一般有:过流保护、低压过流保护、复合电压过流保护、阻抗保护等,对于发电机自并励磁方式,还需电流记忆功能,对于三卷变压器或自耦变压器,还需设置方向元件。上述保护均可用装置的图形化组态软件灵活方便地选择。

3 配置方案

DGT801A(或B、C)装置提供容量为1000MW及以下发电机变压器的全套保护。包括发电机、主变、高厂变、励磁变、高压启备变的全部保护功能。

用专用的DTG801系列保护定义软件,通过图形组态法选择各层DGT801A(或B、C)机箱中保护的配置。若干层机箱组合后可以构成大中小型发变组单元的整套保护,或独立的发电机保护,独立的各类型变压器保护等。

以下介绍几种典型机组和接线方式下的保护配置方案(以DGT801A装置为例)。

3.1 600MW(300MW)—500kV发变组单元接线保护配置(双重化的双套配置)

图3.1是600MW(300MW)—500kV发变组单元的保护配置图,高压侧为3/2断路器,电气量保护配置有:

主保护:发电机纵差、发电机匝间(纵向零序电压式或横差保护)、主变纵差、发电机变压器组差动、高厂变差动;

发电机后备和异常运行保护:对称过负荷(反时限)、不对称过负荷(反时限)、复合电压过流、程跳逆功率、过电压、失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁(反时限)、起停机、转子一点二点接地、励磁回路过负荷(反时限)、低频保护等、以及TV断线和TA断线保护;

主变压器后备和异常运行保护:主变阻抗、零序电流、过负荷、通风启动保护、以及TV断线、TA断线保护;

高厂变后备和异常运行保护:复合电压过流、AB分支限时速断和复合电压过流、AB分支零序过流、过负荷、通风启动保护等;

励磁变(机)保护:速断过流保护、过负荷保护等; 其它保护:失灵启动,非全相运行保护。

电气量保护按双重化下的双套配置,见图3.2中A、B柜。每套配置相同,均由两层相互完全独立的DGT801A机箱构成,且同一元件双重化的主保护回路相互独立,同一元件的主后备保护回路相互独立,这样,每套保护都可独立长期可靠运行。双套并列运行可靠性非常高。 w 第一层DGT801A机箱完成以下保护功能

发电机差动、主变差动、发电机匝间(纵向零序电压式或横差保护);

发电机失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁(反时限)、转子一点二点接地、低频; 厂变分支零序过流; 励磁变速断过流; TA、TV断线判别。

w 第二层DGT801A机箱完成以下保护功能 发变组差动、高厂变差动; 发电机对称过负荷(反时限)、不对称过负荷(反时限)、复合电压过流、程跳逆功率、过电压;

主变阻抗、过负荷、失灵启动、非全相、零序电流、起停机; 厂变复合电压过流、分支限时速断、分支复合电压过流; TA、TV断线判别。 w 每套保护装置配置特点

1) 每套保护装置内发电机和主变压器的主保护已双重化,分别布置在两层DGT801A机 箱内,回路完全独立,真正起到相互备用作用。

2) 发电机、主变压器的主保护和后备保护分别布置在两层DGT801A机箱内,主后备保护的回路完全独立,主后备保护的作用完整。

3) 每套保护装置的可靠性满足单套长期运行的要求。 4) 每套保护装置中的主后备保护可以共用一路TA回路。

5) 每套保护装置的出口动作于双出口跳闸线圈的其中之一线圈,减少出口压板,杜绝双套化装置的电气联系。

6) 每层DGT801A机箱中有二个完全相同的保护CPU系统,完成相同的保护功能,当二个保护CPU系统均正常时为“与”门出口方式;当某个CPU系统异常告警退出运行时,出口为“或”门方式,另一个正常的CPU系统仍能独立出口,继续完成全部保护功能。使装置的抗误动性能和抗拒动性能都增强。并且这两个保护CPU系统的直流电源可以来自不同的蓄

电池输入。

7) 端子排布置满足规划院“四统一”典设要求。

8) 按照运行习惯,每个保护设有硬压板投退及其指示灯(在每层DGT801A面板上),出口断路器的出口回路也装有压板,布置在柜体前面的下部。各个保护均有明确的动作信号及接点。

9) 每层DGT801A机箱设有10″大液晶真彩屏幕,采用触摸屏操作方式。也可每套机组保护装置配置工控管理机,Window系统界面操作。 w 双套保护装置配置特点

1) 因为单套保护装置均为双主一后配置,且回路相互独立,可靠性满足继电保护设计规程,可以保证单套运行也是安全可靠的,所以这种配置的双套化实现了《反措》中关于“当一套保护因异常需要退出或需要检修时,应不影响另一套保护正常运行,从而可以不停机组的运行”。

2) 因为单套保护装置的可靠性满足长期独立运行的要求,当双套保护并列运行时,可靠性就非常高。最大限度地满足了《反措》中关于“双套化保护实现后可以防止保护装置拒动而导致系统事故”的要求。

3) 由于DGT801A装置双CPU技术和独特的出口方式,双套保护并列运行时,保护误 动概率不会随之升高。 w 非电量保护

单独组柜,见图3.2中C柜,回路出口与电气量保护完全独立。包含以下功能: 主变瓦斯、温度、绕组温度、压力释放、冷却器全停、油位等; 高厂变瓦斯、温度、压力释放、冷却器全停、油位等;

其中瞬时出口的瓦斯等非电量接点直接起动出口继电器,CPU软件可发信和进行打印管理等;

需延时出口的非电量经CPU软件发出口和信号。

3.2 300MW—220kV发变组保护配置方案1(双重化的双套配置)

见图3.3,基本同300MW—500kV发变组保护配置(除主变高压侧TA取法不同和增加一套间隙零序电流电压保护外)

图3.1 600MW(300MW)—500kV发变组保护配置图 图3.2 600MW(300MW)—500kV发变组保护装置 3.3 300MW—220kV发变组保护配置方案2(单套化)

按继电保护技术规程配置,一般主保护双重化,后备保护尽量简化,且遵守同一元件的主后备保护之间、主保护之间相互独立原则。 一套保护由三层DGT801A机箱构成,每个机箱完成一个元件的主保护和另一个元件的后备保护,使同一元件的双重化主保护相互之间独立,同一元件的主保护与后备保护相互之间也独立,整套保护装置的可靠性满足N-1可靠性要求,满足有关技术规程要求。图3.4为其配置图。

w 第一层DGT801A机箱完成以下保护功能 主变差动;

厂变复合电压过流、分支限时速断、分支复合电压过流; 厂变分支零序过流; TA、TV断线判别。

w 第二层DGT801A机箱完成以下保护功能

发变组差动、发电机匝间(专用纵向零序电压式或横差保护);

发电机失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁、转子一点二点接地、过电压 励磁变速断过流;

TA、TV断线判别。

w 第三层DGT801A机箱完成以下保护功能 发电机差动、高厂变差动;

主变阻抗、失灵启动、非全相,零序、间隙零序; 发电机对称过负荷(反时限)、不对称过负荷(反时限)、复合电压过流、程跳逆功率; TA、TV断线判别。

图3.3 300MW—220kV发变组保护配置方案1(双套化) 图3.4 300MW—220kV发变组保护配置方案2(单套化)

3.4 125MW机组(三卷变压器)保护配置方案1(双重化的双套配置)

图3.5是125MW机组(三卷变压器,发电机与主变压器之间有断路器)的保护配置图,电气量保护有:

主保护:发电机纵差、发电机匝间(纵向零序电压式或横差保护)、主变纵差、高厂变差动。 发电机后备和异常运行保护:对称过负荷(反时限)、不对称过负荷(反时限)、复合电压过流、失磁、逆功率、过电压、100%定子接地、转子一点二点接地、励磁回路过负荷、以及TV断线和TA断线保护。

主变压器后备和异常运行保护:高压侧复合电压方向过流、高压侧零序方向过流、高压侧间隙零序电压过流、高压侧过负荷和通风启动保护、中压侧复合电压方向过流、中压侧零序方向过流、中压侧间隙零序电压过流、中压侧过负荷和通风启动保护、以及TV断线和TA断线保护。

高厂变后备和异常运行保护:复合电压过流、AB分支过流、过负荷、通风启动保护。 励磁变(机)保护:速断过流保护。 其它保护:失灵启动、非全相运行保护。

电气量保护按双重化下的双套配置原则,每套保护的配置相同,均由两层完全独立的DGT801A机箱构成。其中一个机箱含有发电机和励磁变的主保护和后备保护,另一个机箱含有主变压器和高厂变的主保护和后备保护。双套装置并列运行或单套独立运行均安全可靠。

w 第一层DGT801A机箱完成以下保护功能

发电机差动、发电机匝间(纵向零序电压式或横差保护); 发电机对称过负荷(反时限)、不对称过负荷(反时限)、复合电压过流、失磁、逆功率、过电压、100%定子接地、转子一点二点接地、励磁回路过负荷; 励磁变速断过流; TA断线和TV断线。

w 第二层DGT801A机箱完成以下保护功能 主变压器差动、高厂变差动;

主变高压侧复合方向过流、零序方向过流、过负荷、通风启动、间隙零电流电压保护; 主变中压侧复合方向过流、零序方向过流、过负荷、通风启动、间隙零电流电压保护; 主变失灵启动、非全相保护; 高厂变复合过流、AB分支过流; TA断线和TV断线。 w 保护配置特点

1) 发电机与主变压器之间有断路器,发电机保护和主变压器保护宜相互独立配置,本方案中把发电机保护和主变压器保护配置在不同的机箱内,电气上完全独立。若条件允许,把

它们布置在不同的柜体中更佳,这样可以满足不同的运行方式需要。

2) 励磁变(机)保护,布置在发电机保护机箱中,符合运行方式需要。 3) 高厂变保护,布置在主变压器保护机箱中,符合运行方式需要。

4) 各元件的一套主后备保护共用一路TA回路,双套化之间无任何电气联系。 5) 其余特点同3.1节中4)~9)特点。

3.5 125MW机组(三卷变)保护配置方案2(单套化)

125MW机组(三卷变)电气量保护配置种类见3.4节描述,按继电保护技术规程配置原则,一般主保护双重化,后备保护尽量简化,且遵守同一元件的主后备保护之间、主保护之间相互独立。单套化的保护方案也是由四层DGT801A机箱构成。发电机和励磁变(机)保护组成一面柜;主变压器和高厂变保护组成另一面柜,两柜之间完全独立。图3.7为其配置图。 w 第一面柜(A柜)——发电机保护柜,内含二层独立的机箱 第一层DGT801A机箱完成以下保护功能 发电机纵差、发电机匝间;

发电机100%定子接地、复合过流2*、失磁2*、对称过负荷2*、不对称过负荷2*、逆功率2*。

第二层DGT801A机箱完成以下保护功能

发电机失磁、对称过负荷、不对称过负荷、复合过流、逆功率、发电机纵差2*,励磁变速断过流。

(*注:注脚2为双重化的第二套保护,根据需要可装可不装) 图3.5 125MW机组(三卷变压器)保护配置方案1(双套化) 图3.7 125MW机组(三卷变压器)保护配置方案2(单套化) 图3.6 125MW机组(三卷变)保护装置(单套化)

w 第二面柜(B柜)——主变压器保护柜,内含二层独立的机箱 第一层DGT801A机箱完成以下保护功能 主变差动;

主变高压侧零序方向过流、间隙零序电流电压; 主变中压侧零序方向过流、间隙零序电流电压。 第二层DGT801A机箱完成以下保护功能 高厂变差动、复压过流、AB分支过流;

主变高压侧复压方向过流、过负荷、通风启动; 主变中压侧复压方向过流、过负荷、通风启动; 失灵启动、非全相。 w 非电量保护

可单独组柜,回路出口与电气量保护完全独立,包含以下功能: 主变瓦斯、温度、绕组温度、压力释放、冷却器全停、油位等; 高厂变瓦斯、温度、绕组温度、压力释放、冷却器全停、油位等;

其中瞬时出口的瓦斯等非电量接点直接起动出口继电器,CPU软件可发信和进行打印管理等;需延时出口的非电量(如冷却器全停)经CPU软件发出口和信号。 3.6 双套化配置方案中高厂变高压侧TA配置说明

容量100MW以上机组若需要双重化下的双套配置,主、后备保护一般共用TA回路,高厂变高压侧的TA同时还需要主变差动、厂变差动和其后备保护共用TA,如图3.8的TA1。 在高厂变高压侧短路(如K1点短路)时,流过TA1的电流非常大,对主变差动保护而言,是属于区外故障,主变差动不应该动作。TA1按满足主变差动保护误差要求和短路动稳定及热稳定条件校核,变比要选得非常大,一般与装在机端的TA变比相同,使其电流波形传输