葛洲坝电厂保护及安全自动装置介绍

1、葛洲坝电厂维护及平安自动安装引见葛洲坝电厂维护分部.目录1 根本概念2 主接线图简介3 大江厂房维护安装4 500KV开关站维护安装5 平安自动安装6维护相关二次回路.一、根本概念 1 继电维护安装的定义 当电力系统中的电力元件如发电机、线路等或电力系统本身发生了缺点或危及其平安运转的事件时，发出告警信号或跳闸命令，以终止这些事件开展的成套硬件设备。维护电力元件的称继电维护安装；维护电力系统的称平安自动安装。 为了维护电力运转设备及电力系统的正常运转，任何时候任何设备都不允许无维护形状运转。 2 继电维护安装的义务 将缺点的电力设备从电力系统中切除，使其损坏程度减少到最小，保证无缺点电力设备继

2、续正常运转。 反响不正常运转形状，发信号，在无人值班的变电所，维护可作用于减负荷或延时跳闸。 .3 对继电维护安装的根本要求： 选择性：维护安装选择缺点元件的才干。即只切除缺点设备或线路，以保证无缺点部分正常运转。 快速性：快速切除缺点设备或线路，保证系统的稳定。 灵敏性：对其维护范围内发生缺点和不正常形状的反响才干。 可靠性：包括平安性即不拒动和可信任性即不误动。平安性是指应该动作的缺点不应拒动；可信任性是指不应该动作的缺点不应误动。.二 、 主接线图简介 1 大江电厂主接线图简介 葛洲坝电厂共装机21台，大江电厂安装 14台机组，二江电厂安装7台机组，总容量271.5万千瓦，年均发电量15

3、7亿千瓦时。 大江电厂为扩展单元接线方式，共4个扩展单元14台机组。500KV开关站采用3/2接线方式，六条进线六条出线，其中4条进线由大江厂房引入，2条进线经过联变从二江厂房引入，1条出线葛凤线送到武汉凤凰山，2条出线葛双I、葛双II送到荆门的双河变电站，再由姚双线与河南的姚孟电厂衔接，1条出线葛岗线送到湖南的岗市变电站，2条出线葛换I、葛换II与换流站相连，再经超高压直流输电送到上海的兰桥换流站，与华东网相连。.2 3/2接线方式的特点 运转方式灵敏多变，操作简便； 投资大，维护任务量大，占地面积大。3 断路器、隔刀、地刀的编号规律 厂房为8字头，以发电机为中心 开关站为50字头，以线路为

4、中心 与线路有关的隔刀带6字 地刀带7，靠母线侧为7，另为17.三、大江厂房维护厂房维护安装主要有机组维护安装主变单元维护安装厂用变维护安装.1 机组维护：主要缺点类型：定子绕组相间短路，定子绕组同一相匝间短路，定子绕组接地缺点，转子一点、两点接地缺点，转子回路低励或失去励磁电流。不正常任务形状：过负荷，定子绕组过电流，定子绕组过电压，三相电流不对称，失步，过励磁等机组维护配置情况 大江电厂机组维护安装为能达公司消费的WYB-021型微机继电维护安装，包括子一系统、子二系统、管理机及出口层。.表1 8F21F机组维护配置保护配置动作后果子一系统纵差保护1BCJ：跳本DL、停机、灭磁、发信号 过

5、电压 2BCJ：跳本DL 、灭磁、发信号 转子过流 2BCJ：跳本DL 、灭磁、发信号 串并变过流 2BCJ：跳本DL 、灭磁、发信号 低压过流 I3BCJ：跳开关站1DL、2DL、发信号 低压过流 II4BCJ：跳本DL 、灭磁，并启动主变保护跳整个单元、发信号 CT断线 发信号转子过负荷发信号 定子过负荷发信号 定子接地发信号 .保护配置动作后果子二系统不对称故障 1BCJ：跳本DL、停机、灭磁、发信号失磁 2BCJ：跳本DL 、灭磁、发信号串并变过流 (2BCJ：跳本DL 、灭磁)发信号负序过流 I3BCJ：跳开关站1DL、2DL、发信号负序过流II 4BCJ：跳本DL 、灭磁，并启动主

6、变保护跳整个单元、发信号PT断线 发信号负序过负荷 发信号定子接地发信号出口层水机事故 2BCJ：跳本DL 、灭磁、发信号励磁事故 2BCJ：跳本DL 、灭磁、发信号.维护的作用及原理 (1纵差维护：反响发电机线圈及其引出线的相间短路。 (2不对称维护：用于反响定子绕组同一相或分支短路。 3失磁维护：反响发电机端丈量阻抗，作为发电机全失磁或部分失磁维护，三个判据 静稳阻抗判据 ；无功方向判据 ；变励磁电压判据。 4过电压维护：用于反响发电机忽然甩掉负荷时引起定子绕组过电压。 5低压过流维护：用于反响发电机外部短路引起的过电流及负荷超越发电机额定容量引起的三相对称过负荷。. 6负序过流维护：用于

7、反响外部不对称短路或不对称缺点引起的过电流及过负荷。 7转子过流维护：用于反响励磁回路缺点或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷。 8串并变过流维护：用于反响励磁用串并变发生缺点引起的过电流。.发电机纵差维护缺点分量比率制动式图FC-1 比率制动式纵差维护原理接线 .图FC-2 比率制动特性.图FC-3 缺点分量比率制动特性图.二动作逻辑发电机纵差维护采用缺点分量方式，分单相式差动和互锁式差动相间，逻辑框图分别如图FC-4，图FC-5。图FC-4 发电机单相差动逻辑.图FC-5 发电机相间纵差维护逻辑.阐明：1、图FC-4 中示出C相差动内部逻辑，A、B相内部逻辑同虚框中C相。2、图FC-5 中

8、A相差动、B相差动、C相差动内部逻辑图，同图FC-4虚框中C相。3、详细选择单相式或相间式差动由维护控制字的D6位决议。当D6=0时为单相式差动；当D6=1时为相间差动，引荐投相间。4、CT断线闭锁差动由维护控制字的D0位决议，当D0=0时，CT断线不闭锁差动；当D0=1时CT断线闭锁差动。且只适用于单相式差动。.失磁维护动作逻辑1. 失磁维护动作判据1 由无功方向、静稳阻抗和PT断线构成，维护动作逻辑如图 SC-6图SC-6 失磁维护动作逻辑1.2. 失磁维护动作判据2由无功方向、静稳阻抗、转子低压和PT断线构成，维护动作逻辑如图 SC-7 图SC-7 失磁维护动作逻辑2.3 . 失磁维护动

9、作判据3由无功方向、静稳阻抗、转子低压、系统低压和PT断线构成，维护动作逻辑如图 SC-8图SC-8 失磁维护动作逻辑3.2 主变维护：主要缺点类型 内部缺点：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线经过外壳发生的单相接地缺点。 外部缺点：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路，引出线之间发生的相间缺点。不正常任务形状：外部短路或过负荷引起的过电流，油箱漏油呵斥的油面降低，变压器中性点电压升高，外加电压过高或频率降低引起的过激磁等。机组维护配置情况 第一、四单元维护安装为能达公司消费的WYB-3C型微机变压器维护安装，第二、三单元维护安装为南自厂消费的W

10、BZ-500H型微机变压器维护安装，详细维护配置情况如下表2、表3。 .表3 WBZ-500H型变压器维护配置表 保护配置 动作后果 12B保护盘14B保护盘16B保护盘18B保护盘 变压器差动保护 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 零差差动保护（退出） 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 过流保护 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 过激磁 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 零序过电压 发信号重瓦斯 跳八侧，不启动1DL、2DL失灵，发信号 轻瓦斯、小电抗瓦斯、油温升高、冷却器故障 发信号进线保护盘 短线差动保护 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 .表2 WYB-3

11、C型变压器维护配置表 保护配置 动作后果 8B（20B）保护盘10B保护盘 变压器差动保护 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 复合过流 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 过激磁 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 零序过流 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号 过负荷、绝缘监视 发信号 重瓦斯 跳八侧，不启动1DL、2DL失灵，发信号 轻瓦斯、小电抗瓦斯、油温升高、冷却器故障发信号 8B、10B保护盘 八侧差动保护（大差） 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号短线差动保护 跳八侧，启动1DL、2DL失灵，发信号.维护的作用及原理 (1差动维护：采用差电流原理。构成：比例制动

12、差动维护二次谐波制动五次谐波制动差速断，反响变压器绕组和引出线的多相短路，大接地电流电网侧绕组和引出线接地短路以及绕组匝间短路。 为了防止由于各个电流互感器的饱和特性和励磁电流不同及其他缘由引起不平衡电流呵斥维护误动而设置比例制动。 在变压器空载投入或外部短路缺点切除后，电压恢复过程中，变压器一侧会产生激磁电流，此电流二次谐波分量含量多，此时设置二次谐波制动以防维护误动。 由于发电机励磁系统的误操作或失调，或电力系统的不正常运转，激磁电流中五次谐波电流分量很大，所以取五次谐波制动以防维护误动。 对于大型变压器，为防止在较高的短路程度时，由于电流互感器饱和时高次谐波量添加，产生极大的制动力矩而使

13、差动元件拒动，设置差速断快速动作。 .复合过流：由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件，两个继电器只需一个动作，同时过电流继电器也动作，安装即启动。过激磁：大型变压器的额定任务磁密和它的饱和任务磁密相差不大，据B=KU/f，当U/f添加时，任务磁密B添加，当铁心饱和后，励磁电流急剧增大，呵斥变压器过激磁，此时应装设过激磁维护。重瓦斯：变压器的主要维护，能有效反响变压器内部缺点 .3 厂用变维护：差动、速断、过流、过激磁、瓦斯维护等.四、500KV开关站维护安装 500KV开关站维护安装主要有线路维护母线维护断路器维护联变维护电抗器维护.1 500KV继电维

14、护配置原那么双重化 双重化必需满足： 任务电源独立 出口回路独立 丈量回路独立 高频通道独立. 断路器一体化维护由北京四方公司的 CSC-121A+CSC-123A组成. CSC-121A为数字综合重合闸及断路器辅助维护安装, 主要适用与220KV及以上电压等级的一个半断路器接线方式.安装包括综合重合闸、失灵维护、死区维护、三相不一致维护等功能元件。 CSC123A为数字式短引线维护安装。当一串断路器中一条线路停用，那么该线路侧的隔分开关将断开，此时线路主维护停用，没有快速维护切除缺点，为此设置了短引线纵联差动维护。由隔分开关的辅助触点控制，在隔分开关合上时短引线维护停用。 南京南瑞的RCS-

15、922、美国SEL的SEL551也为短引线维护安装。. RCS-925为过压远跳维护安装。500kV的长线路主要联接电厂到远方的系统，送出大量的电力。当系一致侧的断路器因故断开以后，电厂侧的母线电压将由于线路的电容效应而升高，有能够超越1.3倍的最高运转电压，严重考验设备的电压耐受程度和电力设备绝缘程度。此时假设电厂侧断路器跳闸，将使断路器在超越要求的条件下切断线路，后果难以预料。电厂侧电压升高随着水轮发电机的转速飞升，相对继电维护快速动作来说是一个缓慢过程。所以当线路受端侧断路器断开的同时，发出遥切命令将电厂侧线路随即断开，此时机组尚处于额定转速，电压也在允许条件下。美国SEL的SEL351

16、-7也能实现过压远跳功能。.2 线路维护的配置 线路序号盘号型号名称葛凤线套29PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351) 高频方向微机保护（短引线、过压远跳）套30PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高频距离微机保护（短引线、过压远跳）葛双回套39PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351）高频方向微机保护（短引线、过压远跳）套40PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高频距离微机保护（短引线、过压远跳）葛双回套47P(36P)SEL-321(RCS-922、RCS-925)高频距离微机保护（短引线、过压远跳）套49PRCS-901(包

17、含RCS-922、RCS-925)高频方向微机保护（短引线、过压远跳）.线路序号盘号型号名称葛岗线套56P(37P)REL-521(RCS-922、RCS-925) 高频距离微机保护（短引线、过压远跳）套57PRCS-901(包含RCS-922、RCS-925)高频方向微机保护（短引线、过压远跳）葛换 回套64PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纤差动微机保护（短引线、过压远跳）套74PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纤差动微机保护（短引线、过压远跳）葛换回套66PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纤差动微机保护（短引线、过压远跳）

18、套75PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纤差动微机保护（短引线、过压远跳）.3 微机线路维护的引见RCS-901A型为例 RCS-901A包括以纵联变化量方向和零序方向元件为主体的快速主维护，由工频变化量间隔元件构成的快速段维护，有三段式相间和接地间隔及二个延时段零序方向过流作为后备的全套后备维护。软件 图4 维护程序构造框图. 主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进展模拟量采集与滤波，开关量的采集、安装硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算，根据能否满足起动条件而进入正常运转程序或缺点计算程序。硬件自检内容包括RAM、E2PROM、跳闸出口三极管

19、等。 正常运转程序中进展采样值自动零漂调整、及运转形状检查，运转形状检查包括交流电压断线、检查开关位置形状、变化量制动电压构成、重合闸充电、通道检查、预备手合判别等。不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运转异常告警，这时不闭锁安装，提示运转人员进展相应处置；另一种为闭锁告警信号，告警同时将安装闭锁，维护退出。 缺点计算程序中进展各种维护的算法计算，跳闸逻辑判别以及事件报告、缺点报告及波形的整理。.硬件 图5 硬件模块图. 微机维护硬件系统通常包括五个部分 数据处置单元，主要指数字信号处置器DSP； 数据采集单元，包括低通滤波、A/D变换器等 数字量输入输出接口，包括外部开入接口、光隔插件、出

20、口跳闸插件、信号插件等 通讯接口，包括通讯插件、人机对话模块、打印等 电源插件.维护原理简介 工频变化量间隔继电器 电力系统发生短路缺点时，其短路电流、电压可分解为缺点前负荷形状的电流电压分量和缺点分量， 工频变化量间隔继电器丈量任务电压的工频变化量的幅值，其动作方程为： U Z 对相间缺点： U OP =U I Z ZD = AB, BC,CA 对接地缺点： U OP =U ( I + K 3 I 0 ) Z ZD = A, B,C Z ZD为整定阻抗，普通取0.80.85 倍线路阻抗； U Z为动作门坎，取缺点前任务电压的记忆量。. 为维护区内外各点金属性短路时的电压分布，设故障前系统各点

21、电压一致，即各缺点点缺点前电压为U Z . 区内缺点时，可见，U OP E F1 ，继电器动作。 反方向缺点时，可见，U OP E F 2 ，继电器不动作。 区外缺点时，可见，U OP E F 3 ，继电器不动作。.工频变化量方向继电器 RCS-901A由工频变化量方向和零序功率方向继电器,经通道交换信号构成全线路快速跳闸的方向维护。变化量方向继电器丈量电压、电流缺点分量的相位，当丈量相角反相位时动作。 其正方向元件丈量相角为 其反方向元件丈量相角为 其中 为电压、电流变化量的正负序综合分量，无零序分量； 为模拟阻抗； 为补偿阻抗。 . 当正方向缺点时，如图，并假设系统的负序阻抗等于正序阻抗，

22、将工频变化量电压电流分解为对称分量，那么 正方向经过渡电阻缺点计算图 其中M为转换因子，根据不同的缺点类型，安装可选择不同的转换因子，以提高灵敏度。 设系统阻抗角与 的阻抗角一致，那么正方向元件丈量相角为 反方向元件丈量相角为 可见，正方向缺点时，正方向元件可靠动作，反方向元件可靠不动。. 反方向缺点时，如图， 为线路至对侧系统的正序阻抗，将电压电流分解为对称分量有： 图 反方向缺点计算用图 设系统阻抗角与 的阻抗角一致，那么正方向元件丈量相角为 反方向元件丈量相角为 可见，正方向缺点时，正方向元件可靠动作，反方向元件可靠不动. 1. 运用范围 RCS931系列安装为由微机实现的数字式超高压线

23、路成套快速维护安装，可用作220KV及以上电压等级输电线路的主维护及后备维护。 2. 维护配置 RCS931系列维护包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主维护，由工频变化量间隔元件构成的快速I段维护，由三段式相间和接地间隔及多个零序方向过流构成的全套后备维护，RCS931系列维护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合 重合闸。. 3.维护程序构造 维护程序构造框图如下图主程序采样程序缺点计算程序正常运转程序起动？NY.通讯插件COM.继电器出口1插件OUT1本插件提供输出空接点，如以下图所示.4 母线维护的配置 母线维护主要元件： 电流差动

24、失灵维护 CT断线母线序号盘号厂家及型号名称母 86P 深圳南瑞 BP-2B型母线保护 87P 南京南瑞 RCS-915E型母线保护 母 88P 深圳南瑞 BP-2B型母线保护89P 南京南瑞 RCS-915E型母线保护 .5 断路器维护的配置断路器维护主要元件： 失灵 三相不一致 死区 充电 重合闸断路器厂家及型号名称1DL 2DL3DL四方公司 CSI123进线短引线保护 四方公司 CSI121A 数字式综合重合闸装置 四方公司 FCX-22J 分相操作箱 四方公司 CSFU-104选控及信号扩展 .五 平安自动安装葛洲坝大江电厂决策机与双河变、葛洲坝大江电厂执行机经过光纤通讯组成稳控系统。葛洲坝大江电厂决策机按双套配置组成，双柜并列运转。葛洲坝大江电厂执行机按双套配置组成，双柜