WFB-810微机发电机变压器组保护装置技术说明书

1、WFB-810发电机变压器组保护装置技术说明书46WFB-810微机发电机变压器组38 号保护装置技术说明书地址：河南省许昌市许继大道电话：（0374）-3212854传真：（0374）-3212099邮编 :461000网址： 目录1概述32基本技术参数33主要技术指标54装置整体说明84.1硬件平台说明84.2软件平台说明104.3与电厂自动化系统接口说明 104.4装置面板布置图104.5结构与安装114.6装置背视图125保护原理及判据说明135.1发电机比率制动式差动保护 135.2发电机匝间保护145.3变压器（发-变组、高厂变、励磁变）差动保护 175.4励磁机比率制动式差动保护

2、 235.5定子接地保护 265.6转子一点接地保护265.7转子一点接地加两点接地保护 275.8失磁保护 275.9逆功率保护305.10复合电压启动（方向）过流保护 315.11零序（方向）过流保护 365.12零序过压保护 395.13 间隙零序电流及零序电压保护 395.14 过负荷（有载调压闭锁、通风启动）405.15低压（记忆）过流保护 405.16过流保护415.17负序过流保护425.18定子对称过负荷保护 435.19 过电压保护 445.20低频保护445.21 TV断线判别456订货需知46附A人机接口使用说明47附B装置标准版本选用指南及接线端子 501概述1.1应用

3、范围WFB-810发变组保护装置主要适用于电力系统20MW-100M#种接线的发变组保护。WFB-811装置集成了一台发电机的全部保护，WFB-812装置集成了一台主变压器的全部电气量保护，WFB-813装置集成了一台高厂变和励磁变（励磁机）的全部电气量保护，非电量类保护仍借 用 WFB-804或 WBH-814装置。WFB-810微机发变组保护装置可满足中小型发变组双主单后、主后备保护合理分开且相互独立、非电量类保护完全独立的配置要求。同时，该系列保护也能直接与电厂综合自动化系统联接。注：所有TA的二次接线均接成“ Y”型。1.2功能特点高性能的硬件：采用32位高性能DSP处理器、32位逻辑

4、处理器和16位高速串口 A/D;强弱电彻 底分离，具有高度自检功能，保证硬件的高可靠性。实时多任务的操作平台：采用Nucleus Plus 公司的实时多任务操作系统，保证软件 运行的稳定性。主后分开的CPU运行方式：保护装置采用双电源、双CPU运行方式。其中一个 CPU完成某一对象主保护的功能，另一 CPU完成某一对象后备保护的功能，且相互独立，电源分开、并能单独工作行使其相应保护功能。强大的通信功能：信息和报文可上传，录波数据与COMTRAD格式兼容；通信接口兼容性、开放性强，支持IEC60870-5-103通信规约。可实现“双主单后，主后备保护分开”的保护配置要求；非电量类保护独立于电气

5、量保护，满足“反措”的有关要求。跳闸方式在线修改：每种保护动作后的跳闸方式用户可以自己整定，无须再修改保护二次回路接线；跳闸触点可直接接入断路器跳闸回路。友好的人机界面：大屏幕、图形化、汉化、彩色液晶，也可以通过PC机进行操作。提供录波功能和完善的波形分析软件保护装置可记录动作前 4周期，动作后6周期的波形；数据信息可就地打印或通过网络打印机打印，便于事故后的故障分析；提供离线的波形分析软件，该软件可以再现故障发展趋势。完善的事件记录功能：保护动作报告、开关量变位、自检结果、定值改动、录波数据均有记录， 可实时打印及召唤打印。2基本技术参数2.1基本数据2.1.1额定交流数据a. 额定交流电流

6、In： 5A或1A；b. 额定交流电压 U: 100V；c. 额定频率fn: 50Hz。2.1.2额定直流数据220V或110V，允许变化范围 80%115%2.1.3打印机辅助交流电源220V，0.7A，50Hz/60Hz，允许变化范围 80%110%2.1.4微机保护采样及录波频率 1 200Hz，系统频率跟踪范围 40Hz60Hz。2.2功率消耗a. 交流电压回路：不大于 0.5VA/相（额定电压下）；b. 交流电流回路：不大于 1VA/相（In=5A）；不大于 0.5VA/ 相（In=1A）；c. 直流回路功率消耗：每个保护装置不大于35W（正常运行）；每个保护装置不大于50W（保护动

7、作）；每路开入不大于1.5W。2.3过载能力交流电流回路：长期运行2In10s10I n1s40I n交流电压回路：1.5 Un连续工作2.4输出触点信号触点容量：允许长期通过电流：5A切断电流：0.3A（DC220V,=5ms）跳闸出口触点容量：允许长期通过电流：10A保持电流：不大于 0.5A切断电流：0.3A（DC220V,=5ms）辅助继电器触点容量：允许长期通过电流：5A切断电流：0.3A（DC220V,=5ms）2.5绝缘性能绝缘电阻：装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100M。介质强度：装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz,电压2kV（有效值），历

8、时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。2.6冲击电压装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为 5kV的标准雷电波短时冲击检验。2.7寿命电寿命：装置输出触点电路在电压不超过250V，电流不超过0.5A，时间常数为5ms 0.75ms的负荷条件下，装置能可靠动作及返回1 000次。机械寿命：装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回10 000次。2.8机械性能工作条件：能承受严酷等级为I级的振动响应，冲击响应检验；运输条件：能承受严酷等级为I级的振动耐久，冲击及碰撞检验。2.9环境条件2.9.1环境温度：工作：-10 C +50C, 24h内平均温度不超

9、过 35C；贮存：-25 C +70C在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能 正常工作。2.9.2 大气压力：80kPa 110kPa。2.9.3相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%同时该月的月平均最低温度为25C且表面无凝露。最高温度为 40 C时，平均最大相对湿度不超过50%2.10抗干扰能力辐射电磁场干扰：符合 GB/T 14598.9-2002规定的严酷等级辐射电磁场干扰。快速瞬变：符合 GB/T 14598.10-1996规定的严酷等级为IV级快速瞬变干扰。脉冲群干扰试验：符合GB/T 14598.13-1998规定的频率为1MHz及 100kHz

10、衰减振荡波（第一个半波为电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰。抗静电放电干扰：符合GB/T 14598.14-1998 规定严酷等级为III级抗静电放电干扰。电磁发射试验：符合 GB/T 14598.16-20024.1规定的传导发射限值和4.2规定的辐射发射限值。工频磁场抗扰度试验：符合GB/T 17626.8-1998第5章规定的严酷等级为W级的工频磁场干扰。脉冲磁场抗扰度试验：符合GB/T 17626.9-1998第5章规定的严酷等级为W级的脉冲磁场干扰。阻尼振荡磁场抗扰度试验：符合GB/T 17626.10-1998中第5章规定的严酷等级为W级的阻尼振荡磁场干扰。浪涌抗扰

11、度试验：符合IEC 60255-22-5:2002 中第4章规定的严酷等级为川级的浪涌骚扰。射频场感应的传导骚扰抗扰度：符合IEC 60255-22-6:2001 中第4章的规定。工频抗扰度试验：符合IEC 60255-22-7:2003 中第4章的规定。3主要技术指标3.1发电机比率制动式差动保护a. 最小动作电流整定范围：0.1 In 1.0 In，误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n；b.最小制动电流整定范围：0.5 I n 2.0 I n ;c.制动特性斜率整定范围：0.30.7，误差不超过土5%d.差动动作时间：在2倍整定值下，动作时间不大于25mso3.2发电机匝间保护3.

12、2.1故障分量负序方向（ P0保护a.故障分量负序电流（ I 2）整定范围:0.02 In 0.5In ;b.故障分量负序电压（ U2）整定范围:0.5 V 10V ;c. 故障分量负序方向最大灵敏角：60二5 ;d. 故障分量负序方向动作区：160 _5 ;e. 故障分量负序方向灵敏度：在最大灵敏角下，最小动作负序增量 P2不大于0.005Sn（Sn为二次额 定容量）;f. 动作时间：在最大灵敏角下，模拟两相短路，施加U=0.3Uh, I=0.4 In,动作时间不大于 30mso3.2.2发电机纵向零序过电压型匝间保护a. 动作电压整定范围：0.5 V 30V，误差不超过土 2.5%或土 0

13、.05V ;b. 动作延时： P2未动作时延时可整定为0.1 s 10s ; P2动作时时间不大于 30ms;c. 当频率为150Hz时，保护动作电压不小于100倍基波动作电压；d. P2技术指标同前。3.3主变压器（发-变组、高厂变、励磁变）差动保护a. 最小动作电流整定范围：0.2In 1.0 In，误差不超过土2.5%或土0.01 I n；b. 最小制动电流整定范围：0.5In 1.2 In;c. 制动特性斜率整定范围：0.30.7，误差不超过土 5%d. 二次谐波制动系数整定范围：0.150.30误差不超过土 10%e. 差动平衡系数整定范围：0.14 ;f. 差流速断整定范围：1.0

14、 In 10.0 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.01 In ;g. 差流越限动作电流整定范围：0.1l n1.0 I n，误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n;差流越限动作延时整定范围：0.1s10s;h. 动作时间：在2倍整定值下，差动动作时间不大于30ms；在1.5倍整定值下，差流速断动作时间不大于20ms；i. 励磁涌流判别选择功能，控制字“1 ”时为波形比较原理，为“ 0 ”时为二次谐波原理；j. 具有电流回路断线闭锁差动保护功能，控制字为“1 ”时闭锁，为“ 0”时不闭锁。3.4励磁机比率制动式差动保护a. 最小动作电流整定范围：0.1In 1.0 In，误差不超过

15、土2.5%或土0.01 I n；b. 最小制动电流整定范围：0.5In 2.0 In；c. 制动特性斜率整定范围：0.30.7，误差不超过土 5%d. 差动动作时间：在 2倍整定值下，动作时间不大于25ms；e. 频率 50Hz、100Hz 可选。3.5定子接地保护a. 基波零序动作电压整定范围：5V 50V，误差不超过土 2.5%或土 0.05V ；b. 机端三次谐波动作电压：不大于 0.2V ；c. 三次谐波电压比值(机端/中性点)整定范围：0.52，误差不超过土 5%d. 基波零序动作延时整定范围：0.1s 10s ；e. 三次谐波延时整定范围：0.1 s 10s 。3.6转子一点接地保

16、护a. 接地电阻高定值整定范围：0.5k50k.i,误差不超过土 10%或土 0.5 k Q ；b. 接地电阻低定值整定范围：0.5 k20k，误差不超过土 10%或土 0.5 k Q ；c.接地电阻高定值延时整定范围：1.0s 10s，误差不超过土1淀值+1s ；d.接地电阻低定值延时整定范围：1.0s 10s，误差不超过土1淀值+1s。3.7转子一点接地加两点接地保护a.接地电阻定值整定范围：0.5kQ 50k Q ,误差不超过土 10%或土 0.5 k Qb.接地电阻定值延时整定范围：1.0s 10s，误差不超过土 1%定值 +1s ；c.接地位置变化量 a (%)动作值整定范围：120

17、,误差不超过土 10%d.动作延时整定范围1.0s 10s，误差不超过土 1%定值+1s。3.8失磁保护a.阻抗的最大灵敏角为 270 5 ；b.静稳阻抗动作值整定范围：Z1a=1 Q 20 Q ；Z1b=5Q 50Q，误差不超过土2.5%或土 0.1 Q ；c.静稳阻抗动作延时整定范围：0.1s 10s ；d. 异步阻抗动作值整定范围：Z2A=1 Q 20Q , Zzb=5Q 50Q，误差土 2.5%或土 0.1 Q ；e. 异步阻抗动作延时整定范围：0.1s 10s ；f. 机端三相低电压元件动作值整定范围：50V 100V，误差不超过土 2.5%；g. 系统三相低电压元件动作值整定范围：

18、50V 100V，误差不超过土 2.5%；h. 励磁低电压动作值整定范围：10V 500V ；i. 延时整定范围：0.1s 10s。3.9逆功率保护a. 动作区：在 90 270之间不小于 175；b. 额定电压下的动作功率整定范围：0.5%Pe10%Pe误差不超过土 2.5%；c. 动作延时整定范围：1段为1s20s , 2段为10s100s ；d. 潜动试验电流潜动：U=0, I=10ln不误动； 电压潜动：u=un，1=0不误动。3.10复合电压启动（方向）过流保护a. 负序电压整定范围：5V 20V，误差不超过土 2.5%或土 0.05V ；b. 低动作电压整定范围： 30V 100V

19、，误差不超过土 2.5%或土 0.05V ；c. 动作电流整定范围：0.2 1 n 10 I n，误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n ；d. 动作边界允许误差不超过土3 ；e. 相间功率方向灵敏角误差不超过土3；f. 延时时间整定范围：0.1s 10s。3.11零序（方向）过流保护a. 零序动作电流整定范围：0.1 I n 10 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n；b. 延时整定范围：0.1s 10s ；c. 动作边界允许误差不超过土3；d. 零序功率方向最大灵敏角误差不超过土3。3.12零序过压保护a. 动作电压整定范围：100V300V,误差不超过土 2.5%或

20、土 0.05V ；b. 动作延时整定范围：0.1s 10s 。3.13间隙零序电流保护a. 零序电流整定范围：0.1 In 10 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.01 In；b. 动作延时整定范围：0.1s 10s 。3.14过负荷（有载调压闭锁、通风启动）a. 过负荷/有载调压闭锁动作电流整定范围：0.2 1 n10l n,误差土 2.5%或土 0.01 I n；通风启动的动作电流整定范围：0.2 1 n2l n,返回电流整定范围：0.11 n1.9ln;误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n;b. 动作延时整定范围：0.1s 10s 。3.15低压（记忆）过流保护a. 低电压

21、整定范围：50V100V,误差不超过土 2.5%或土 0.05V ；b. 动作电流整定范围：0.1 I n 10 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n；c. 动作延时整定范围：0.1s 10s 。3.16过流保护a. 动作电流整定范围：0.2|n 10 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n；b. 动作延时整定范围：0.1s 10s 。3.17负序过流保护a. 负序动作电流整定范围：0.1 In 0.8 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.01 In；b. 动作延时整定范围：0.1 s 10s ；c. 施加2倍正序额定电流应可靠不误动。3.18定子对称过负荷保

22、护a. 定时限过负荷动作电流整定范围：1 In 2 I n，误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n ；b. 反时限过流动作值整定范围：1.1 In 2 I n，误差不超过土 2.5%或土 0.01 I n ；c. 定子绕组热容量常数 K整定范围：1100；d. 定时限延时整定范围：0.1 s 10s ；e. 反时限延时上限整定范围：0.1 s 10s ；g. 反时限延时下限整定范围：10 s 1000s ；h. 散热系数a整定范围：00.1 ；Ki. 反时限延时误差(与计算值t 2比较)不超过土 5%或 25ms；I* (1 +)j. 返回系数不小于 0.96。3.19过电压保护a. 动

23、作电压整定范围：100V150V,误差不超过土 2.5%或土 0.05V ；b. 动作延时整定范围：0.1s10s ；c. 返回系数不小于0.96。3.20低频保护a. I段频率f1整定范围：46 Hz 49.8Hz，整定误差不超过土 0.02Hz ;b. n段频率f 2整定范围：44 Hz 48Hz，整定误差不超过土 0.02Hz ;c. 动作延时整定范围：0.5s50s ;d. 低压闭锁动作值整定范围：50V100V,误差不超过土 2.5%或土 0.05V。3.21 TV断线保护a. 动作电压整定范围：5V50V,误差不超过土 2.5%或土 0.05V ;b. 闭锁电流整定范围：0.2 I

24、n 1.5 I n,误差不超过土 2.5%或土 0.05V ;c. 启动电流：不大于 0.06 I n；d. 动作时间不大于 100ms=说明：如无专门说明，所有延时误差均为土2.5%或土 25m&3.22记录容量3.22.1故障录波内容和故障事件报告容量保护动作记录动作前4个周波、动作后6个周波的所有电流电压波形；保护装置可循环记录100次故障事件报告、8次波形数据。3.22.2正常波形记录正常时装置可手动录取启动前4周波、启动后6周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。3.22.3事件记录容量可循环记录200次事件记录和装置自检报告。事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位、定 值改动等；

25、装置自检报告包括硬件自检出错报警等。3.23通信接口两个与内部其它部分电气隔离的RS485通信接口，可以复用为光纤接口，也可以转换为两个独立的Ethernet ; 一个同步时钟接口；另外有一个RS232调试通信接口和独立的打印接口；通信规约可采用电力行业标准 DLZ T 667-1999(IEC 60870-5-103)。3.24对时方式a. 外部正脉冲秒对时；b. RS485方式的同步时钟秒对时；c. 监控系统绝对时间的对时报文。4.装置整体说明4.1硬件平台说明保护装置采用许继公司新一代32位基于DSP技术的通用硬件平台。整体大面板，全封闭机箱，硬件电路采用后插拔式的插件式结构，CPU电路

26、板采用6层板，表面贴装技术，提高了装置可靠性。4.1.1 。机箱采用19in 6U全宽机箱，抗干扰能力强。硬件框图如图电源插件电源插件图4.1.1硬件框图保护装置采用双电源、双 CPU运行方式。装置有两个完全独立的、相同的CPU板，并各自具有独立的采样、A/D变换、逻辑计算功能；两块CPU板硬件电路完全一样，其中一个CPU完成某一对象主保护的功能，另一 CPU完成某一对象后备保护的功能，且相互独立，电源分开、并能单独工作 行使其相应保护功能，不会因为某一回路故障(如电源)而导致整套保护装置拒动。其中外部模拟 量信息为两个 CPU共享。另有一块人机对话板，由一片DSP专门处理人机对话任务。人机对

27、话担负键盘操作和液晶显示功能。正常时，液晶显示当前时间、机组的主接线、各侧电流、电压、差电流。 人机对话中所有的菜单均为简体汉字；通过本公司为保护提供的软件，可对保护进行更为方便、详 尽的监视与控制。装置核心部分采用德州仪器公司 (TEXAS INSTRUMENTS) 32位数字信号处理器 TMS320C32主 要完成保护的出口逻辑及后台功能，使保护整体精确、高速、可靠。40路GPS寸时脉冲开 入LONWORKS(MC31FLASH(1M)16位AD32路LOF网SRAM(1MB)32路图4.1.2 CPU部分硬件框图模拟量变换由23块交流变换插件完成，功能是将TA、TV二次电气量转换成小电压

28、信号。保护出口和开入分别由两块跳闸出口插件和2块开入开出插件构成，完成跳闸出口、信号出口、开关量输入等功能。4.2软件平台说明软件平台采用 ATI公司的RTOS系统Nucleus Plus。Nucleus Plus 是一个经过测试的内核，保 证软件运行的稳定性。4.3与电厂自动化系统接口说明WFB-81保护装置1CPU1CPU2CPU1d IIflCPU2hrv GPS 对时脉冲PC机调试MMIMMI规约变换规约变换综合自动化系统电厂综合自动化系统电厂网络 打印机WFB-81保护装置24.3.1 系统总体框图构成系统的各装置之间、保护CPU与通信管理CPU间通过现场总线 Lonworks相连，

29、可方便的实现数据共享、自检和互检，同时减少各部分的关联性，有利于整体可靠性的提高。单元管理机以 串行通信或网络通信方式与电厂监控系统相联，可对电厂监控系统上送事件报告、告警信息等，并 可通过电厂监控系统对保护系统所具有的各种功能实施全遥控操作。单元管理机设有两组独立的通 信接口 RS-485 （可配置成光纤），还可转换为两独立的Ethernet ,支持IEC 60870-5-103通讯规约,满足电厂自动化系统的要求。4.4装置面板布置图图4.4.1面板布置图面板中信号灯说明如下：每台保护装置有两个保护 CPU每个CPU对应4个信号灯，其中:“运行”灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁5次，如果闪

30、烁不正常说明本 CPU处于不正常运行状态；“启动”灯为黄灯，正常运行时熄灭,“信号”灯为红灯，正常运行时熄灭,“跳闸”灯为红灯，正常运行时熄灭,当本CPU中任保护启动兀件启动时点亮;当本CPU中任保护动作时点亮；当本CPU中任保护跳闸时点亮。每台保护装置还有一个“装置故障”灯,“装置故障”灯为红灯，正常运行时熄灭，当装置发生故障时点亮。4.5结构与安装（外形尺寸、开孔尺寸）WFB-810装置采用19in 6U全宽全封闭标准机箱，嵌入式安装于屏（柜）上，机箱外形尺寸和安装开孔尺寸如图4.5.1和图4.5.2 。6r.9图4.5.1机箱外形尺寸图6M*u15J1450 + J-5465 J图4.5

31、.2安装开孔尺寸图4.6装置背视图D#c#B#A#7#4#32#1D#IM*WW-CPU插件采保插件 CPU插件图461 a WFB-811 装置背视图C#8# 7# 6#5# 4#3#1#图 461 b WFB-812,WFB-813装置背视图5保护原理及判据说明5.1发电机比率制动式差动保护比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。5.1.1保护原理5.1.1.1比率差动原理。差动动作方程如下：I op 二 I op.0I op 乏 I op.0 + S（l式中：lop为差动电流，(Ires I res.0 )res -I res.0（Ires II op.0为差动最小动作电流整

32、定值，整定值，S为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图时）res.0 时）I res为制动电流，I res.0为最小制动电流5.1.1 。差动电流： I op = I T + I N制动电流:I resI T -I N.T 1式中：It, In分别为机端、中性点电流互感器（TA）二次侧的电流，TA的极性见图5.1.1图5.1.1电流极性接线示意图根据工程需要，也可将TA极性端均定义为靠近发电机侧。5.1.1.2 TA断线判别当任一相差动电流大于0.15倍额定电流时启动 TA断线判别程序，满足下列条件认为TA断线:a. 本侧三相电流中至少一相电流为零；b. 本侧三相电流

33、中至少一相电流不变；c. 最大相电流小于1.2倍的额定电流。5.1.1.3 保护逻辑框图见图 5.1.2发电机保护通常采用“三取二”方式。三相中有任两项同时满足差动条件，差动保护才可动作。 以下图示为“三取一”方式，三项中任何一项满足条件，差动动作。如采用“三取一”方式进 行保护配置，应特别注明。/TtfbfcI/V图5.1.2发电机差动保护逻辑框图5.1.2定值整定5.1.2.1 定值整定计算a. 最小动作电流一般取发电机额定电流（In）的0.10.3倍;b. 比例制动特性斜率一般可取0.30.5 ；c. 电流回路断线的整定：TA断线闭锁差动整定为“ 1 ”时，闭锁差动；TA断线闭锁差动整定

34、为“ 0 ”时，不闭锁差动。5.1.2.2 定值清单定值名称整定范围备注发电机比率制动式差动保护最小动作电流0.1 I n-1.0 I nI op.O最小制动电流0.5 I n-2.0 I nI res.O制动特性斜率0.3-0.7STA断线闭锁差动0-11:闭锁0 :不闭锁以下为保护软压板比率制动式差动软压板2：投入x：退出5.1.3工程应用机端和中性点电流互感器必须同型号、同变比。5.2发电机匝间保护匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂设备情况，可选择以下方案中的一种。 5.2.1发电机纵向零序过电压及故障分量负序方向型匝间保护本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为

35、发电机内部相间短路及定子绕组开焊 的保护。5.2.1.1 保护原理发电机定子绕组发生内部短路，三相机端对中性点的电压不再平衡，因为机端电压互感器中性 点与发电机中性点直接相连且不接地，所以互感器开口三角绕组输出纵向3U）,保护判据为:| 3U 0 | U set式中，USet为保护的整定值。发电机正常运行时，机端不平衡基波零序电压很小，但可能有较大的三次谐波电压，为降低保 护定值和提高灵敏度，保护装置中增设三次谐波阻波功能。为保证匝间保护的动作灵敏度，纵向零序电压的动作值一般整定较小，为防止外部短路时纵向 零序不平衡电压增大造成保护误动，须增设故障分量负序方向元件为选择元件，用于判别是发电机

36、内部短路还是外部短路。故障分量负序方向元件采用图521.2所示的逻辑，方案二的综合框图见图522 。发电机并网后运行时，纵向零序电压元件及故障分量负序方向元件组成“与”门实现匝间保护；在并网前，因丨2=0,则故障分量负序方向元件失效，仅由纵向零序电压元件经短延时t1实现匝间保护。并网后不允许纵向零序电压元件单独出口，为此以过电流llset闭锁该判据，固定lset=0.06 In。图5.2.2匝间保护方案二逻辑框图5.2.1.2 定值整定a. 纵向基波零序电压保护动作电压设计值可初选为2V3V,以躲过外部短路时的不平衡电压。b. P2整定同前定值名称整定范围备注纵向零序电压匝间保护故障分量负序电

37、流0.02 I n-0.5 I n故障分量负序电压0.5V-10V故障分量负序功率0.1VA-20VASP零序动作电压0.5V-30VUSet延时时间0.1s-10stTV断线闭锁投退0-11 :投入，0:退出以下为保护软压板匝间保护软压板2：投入x：退出5.2.1.3 工程应用为取得发电机纵向零序电压，本保护须接于发电机机端专用电压互感器TV的二次侧，该 TV的一次侧中性点与发电机中性点相连且不接地。5.2.2高灵敏零序电流型横差保护作为发电机内部匝间、相间短路及定子绕组开焊的主保护。5.2.2.1 保护原理本保护检测发电机定子多分支绕组的不同中性点连线电流（即零序电流）31 o中的基波成分

38、，保护判据为：判据1 （无制动特性）：I op I set， I set为动作电流的整定值，见后判据2 （有制动特性）：I op 上 I op.0（ I res I res.0 时）lop -lop.0 S（IIres.0）Iop.0 （ Ires I res.0 时）I res.0式中：I op为横差电流，I op.0为横差最小动作电流整定值，| res为制动电流（取机端二相电流最大 值），lres.0为最小制动电流整定值，S为比率制动特性的斜率。判据1、2均可单独构成横差保护，用户可通过控制字进行选择。发电机正常运行时，接于两中性点之间的横差保护，不平衡电流主要是基波，在外部短路时， 不平

39、衡电流主要是三次谐波成分，为降低保护定值和提高灵敏度，保护中还增加有三次谐波阻波功 能。横差保护瞬时动作于出口，当转子发生一点接地时，横差保护经延时t动作于出口， t 一般整定为0.5s。该方案的综合逻辑框图如图5.2.3 。1/V-A-图5.2.3横差保护逻辑框图5.222 定值整定计算a. 高灵敏零序电流型横差保护动作电流设计值可初选为0.05 I gn/NTA（ I gn为发电机额定电流，NTa为横差保护用互感器变比）；b. 高灵敏零序电流型横差保护动作电流运行值应如下整定：2.1 .max ( I unb.3.max / K3 )I set _ K rel KaperKel为可靠系数，

40、取 1.31.5 ；Kaper为暂态系数取2 ；I unb.1.max为最大外部短路电流时横差TA二次侧输出端的基波零序不平衡电流；I unb.3.max为最大外部短路电流时横差TA二次侧输出端（未经过三次谐波阻波器过滤的）三次谐波不平衡电流；I unb.1.max及I unb.3.max都可通过机端常规短路试验（I Iop.0res:I res.0 )I op I op.0 + S(lresI res.0 )(Ires I res.0 )(5-3-1)I res 1.2 I nIop _ 1.2I n + 0.8(I res - 1.2 I n)( II op为差动电流，I op.0为差动最

41、小动作电流整定值，res 1.2 I n )(5-3-2)I res为制动电流，I res.0为最小制动电流整定值,S为比率制动特性斜率，I n为基准侧电流互感器的额定二次电流，各侧电流的方向都以指向变压器为 正方向。对于两侧差动:* *I op = | I 1 + I 2 |(5-3-3)I res =| J - I / 2对于三侧及以上差动：(5-3-4)op = |I 1 + I 2 +I n(5-3-5)I res = max | I 1| , | I 2|，| I n| (5-3-6)式中：3 K * Ssum(5-3-8)式中：Sum+为差动电流采样点的不对称度值,S sum为对应

42、差动电流的对称度值，K为某一固定系数。该判据闭锁方式为“或”闭锁，即任一相涌流满足(5-3-8)式，同时闭锁三相保护。5.3.3 TA饱和判别保护利用每相差流中的三次谐波分量作为TA饱和闭锁判据。判别方程如下:13 Ks * I 1(5-3-9)K3为三次谐波比例系数(装置内部固定，不需整定)，|1式中：I 3为每相差流中三次谐波电流,为对应基波电流。保证TA断线：任一相差流满足（5-3-9）式，比率制动差动自动改变该相的最小动作电流和比率制动斜率， 差动保护正确、可靠动作。5.3.4 TA 断线判据当任一相差动电流大于 0.15倍的额定电流时启动 TA断线判别程序，满足下列条件认为 本侧三相

43、电流中至少一相电流不变；最大相电流小于1.2倍的额定电流；本侧三相电流中至少有一相电流为零。5.3.5 差流速断保护当任一相差动电流大于差流速断整定值时瞬时动作于跳各侧断路器。5.3.6差流越限当差动电流超过一定值时，发告警信号。差流越限定值可整定。5.3.7比率制动式差动保护极性接线图及保护逻辑图图5.3.2比率制动差动极性接线图4 H电利=凤 J% /c图5.3.3比率制动差动保护逻辑图5.3.8 整定计算（1）平衡系数的计算项目名称各侧参数高压侧中压侧低压侧TA 一次电流Im= SnJUmI = SnI L =V3UiTA接线方式Y：YY:TA二次电流II HI h=NhaIm= IMN

44、 maI Il11=Nia平衡系数K1=上IhK2=Im炽也Il对上述表格的说明：Sn 一般0.1 K4;即:Sn为计算平衡系数的基准容量。对于两圈变压器Sn为变压器的容量；对于三圈变压器取变压器高压侧的容量。Uh、U、U分别为变压器高压侧、中压侧、低压侧的额定线电压。2a、Nna、Na分别为高压侧、中压侧、低压侧的TA变比。TA的二次侧均接成“ Y”型lb为计算平衡系数的基准电流，一般取变压器额定容量下高压侧的二次电流。如果按上述的基 准电流计算的平衡系数大于4或小于0.1，那么要更换基准电流I b，直到平衡系数满足如果无论怎么选取基准电流都不能满足0.1 K 2.0 。1I resI s min值查找出保护相应的动作电流整定值2图534(6 )谐波制动的整定利用二次谐波来防止励磁涌流误动的差动保护，二次谐波制动比表示差流中的二次谐波分量与 基波分量的比值。一般二次谐波制动比可整定为15%20%(7 )差流速断为了加速切除变压器严重的内部故障，常常增设差流速断保护，其动作电流按照避越励磁涌流 来整定，即：I op=Krel I e.amx式中：I e.amx为变压器实际的最大励磁涌流。Kei为可靠系数，可取 1.151.30。实际的最大的励磁涌流很难测量，应参考整定计算导则进行整定。差流速断保护的灵敏度系数按正常运行方式