四方CSC-300微机发变组保护检修规程

CSC—300微机发变组保护装置检修工艺规程 批准：审核：初审：编写：

CSC—300微机发变组保护装置检修规程一、设备概况及参数1、保护状况概况CSC-300系列数字式发电机变压器组保护装置是基于DSP和MCU合一的32位单片机，一体化设计思想，适用于各种容量等级、各种类型的发电机变压器（包括发电机变压器组、发电机、调相机、主变压器、高压厂用变压器、起动/备用变压器、励磁机/励磁变等）的数字式继电保护装置。本装置用于我厂的发电机变压器组保护。2、装置主要性能参数2.1高性能、高可靠、大资源的硬件系统装置采用DSP和MCU合一的32位单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算。装置保持了总线不出芯片的优点，有利于提高保护装置的高可靠性。装置的保护功能与人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于调试、维护和使用。装置具有大容量的故障录波，储存容量4Mbyte，全过程的故障记录数据可以保存不少于24次。完整的事件记录和动作报告，可保存不少于2000条动作报告和2000次操作记录，并且掉电不丢失。装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求。2.2硬件自检智能化装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。装置的模拟量采集回路采用双A/D冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。装置的继电器检测采用了新方法，可以检测到继电器励磁回路线圈的完好性和监视出口触点的状态，实现了继电器状态的检测与异常告警。装置的开入回路检测采用了新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断，提高了判断的准确性。装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测。装置可对机箱内温度进行实时监测。2.3用户界面人性化采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定值区等信息，可根据用户要求配置。装置具有良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目了然。装置面板上的8个指示灯，可清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。装置面板上设置有4个常用功能的快捷按键，实现了“一键操作”，方便用户使用。装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低，安装方便，操作简单等特点。2.4采样值差动和稳态量差动相结合的综合智能发电机差动保护装置采用变数据窗和循环闭锁原理，结合采样值差动辅助判据，既加快了保护的出口时间，又极大地提高了发电机差动保护的可靠性。综合智能发电机差动保护具有完善的抗TA饱和能力以及故障恢复过程中不平电流对发电机差动保护的影响。2.5新型可靠的比率制动变压器差动保护变压器差动保护提供两种识别励磁涌流的方法，即二次谐波原理和基于模糊识别的波形判别原理。可方便地构成不同原理的双套主保护。制动电流采用新的计算方法，将多侧差动等效为两侧电流的制动电流计算方法，保证区外故障时有较大的制动量，变压器区内故障时制动量最小，提高了保护的灵敏度和可靠性。软件自动调整因Y/△联结方式带来的各侧二次电流相位差异和差动各侧二次电流间的幅值差异，使得因电流互感器变比规格化产生的不平电流接近为零。差动特性采用新型的三段折线比率差动特性，提高了区外故障大电流导致TA饱和时的制动能力。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹，自动识别故障点的转换，并根据故障的严重情况，智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可靠性，有效地防止变压器外部故障及其切除过程中保护的误动。完善的抗TA饱和算法和差动方案，使得区外故障引起的饱和能可靠闭锁差动保护，同时区内严重故障时又能使保护快速出口。2.6多原理、高性能的发电机匝间保护装置提供三种原理的匝间保护功能，分别为高灵敏的单元件横差保护，容错复判型负序方向闭锁纵向零序电压匝间保护，故障分量启动、稳态量保持的负序方向匝间保护。可根据用户现场一次设备的实际情况选配。采用零点滤波叠加傅氏滤波算法，使得单元件横差和纵向零序电压匝间保护的三次谐波滤过比高100倍以上，即使在系统频率偏移的情况下，仍然能保证很高的三次谐波滤过比。负序方向闭锁的纵向零序电压保护方案，以纵向零序电压作为主判据，负序电流、负序电压和负序方向元件作为辅助判据，容错复判匝间短路故障。当负序方向元件所用的TA断线或机端TV断线时，负序方向元件失效，保护自动解除负序方向元件以防其闭锁保护，同时以高定值段保护来反应匝间故障，以提高可靠性。装置设置有单元件横差零序电流回路和纵向零序电压回路异常监视的功能。故障分量启动、稳态量保持的负序方向匝间保护采用故障分量的负序方向元件作为启动量、稳态分量的负序方向元件作为保持量，既提高了保护的灵敏度，也提高了保护的可靠性。2.7三次谐波电压比和动态调整式三次谐波电压差动相结合的综合定子接地保护装置将动态调整式三次谐波电压差动保护和三次谐波电压比保护方案有机结合。三次谐波比保护自动适应并网前后发电机机端和中性点三次谐波电压间的比例关系，确保三次谐波电压在零起升压和轻负荷下不误发信。动态调整式三次谐波电压差动判据能实时自动调整变化系数，使得正常时三次谐波电压差为零，故障时判据最灵敏。3、保护配置3.1反应短路故障的主保护1)发电机纵联差动保护；2)发电机裂相横差保护；3)发电机不完全差动保护；4)主变压器差动保护；5)高压厂用变压器差动保护；6)发变组差动保护；7)励磁变压器差动保护；8)励磁机差动保护；9)电缆差动保护；10)匝间保护；根据不同要求选配下列保护：a）单元件横差保护；b）负序方向闭锁纵向零序电压保护；c）故障分量启动的负序方向保护；11)转子两点接地保护。3.2反应短路故障的后备保护1)过电流保护，可根据不同要求选配下列保护：a）过电流保护；b）低压闭锁过电流保护；c）复合电压闭锁过电流保护；d）记忆过电流保护；e）复合过电流保护；f）限时速断过流保护；2)阻抗保护。3.3反应接地故障的保护1)定子接地保护；2)转子一点接地保护；3)主变压器零序电流保护；4)主变压器间隙零序电流保护；5)主变压器零序电压保护；6)高厂变低压侧零序电流保护；7)高厂变低压侧零序电压保护。3.4反应异常运行的保护1)定子绕组过负荷保护；2)转子表层（负序）过负荷保护；3)转子过负荷保护；4)过电压保护；5)过激磁保护；6)失磁保护；7)失步保护；8)逆功率保护；9)程跳逆功率保护；10)励磁过电压保护；11)频率异常保护；12)误上电保护；13)起停机保护；14)电超速保护；15)轴电流保护；16)轴电压保护；17)变压器过负荷、启动通风、闭锁调压保护；18)TA和TV断线/异常检测。3.5高压侧断路器辅助保护高压侧断路器辅助保护有：非全相保护、失灵启动、断口闪保护等。CSC-300发变组保护中提供有断路器辅助保护功能。另外高压侧断路器辅助保护也可由专门的断路器辅助保护装置实现。3.6非电量保护非电量保护包括变压器轻瓦斯、重瓦斯、油位、油温、绕组温度、压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等，发电机热工、断水、励磁系统故障等。4、装置主要技术参数4.1额定交流参数1）交流电流：5A；2）相电压：100/3V；3）开口三角电压：100V，300V；4）频率：50Hz4.2功耗1)直流电源回路：当正常工作时，不大于35W；当保护动作时，不大于60W；2)交流电流回路：当二次额定电流为5A时，不大于1VA/相；当二次额定电流为1A时，不大于0.5VA/相；3)交流电压回路：在额定电压下不大于0.5VA/相。4.3过载能力1）交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流下允许10s，50倍额定电流下允许1s；2）交流电压回路：在1.2倍额定电压下连续工作，1.4倍额定电压下允许10s；3）直流电源回路：80%~120%额定电压，连续工作。4.4输出触点容量1)跳闸触点容量：在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数L/R为（5±0.75）ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期通过电流不大于5A；2)其它触点容量：在电压不大于250V、电流不大于0.5A、时间常数L/R为（5±0.75）ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期通过电流不大于3A。4.5交流回路精确工作范围1)相电流变换器：线性范围为0.08In～20In；2)相电压变换器：线性范围为0.4V～100V；3)线电压变压器：线性范围为0.5V～160V；4)100V零序电压变换器：线性范围为0.4Ｖ～100V；5)300V零序电压变换器：线性范围为3Ｖ～300V。注：In为装置TA的额定电流，以下同。4.6发电机纵差保护发电机纵差保护的主要性能为：1)比率制动动作电流整定范围：0.1Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；2)拐点电流整定范围：0.5Ie~1.0Ie；3)比率制动系数或斜率整定范围：0.3~1.0；4)比率制动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。注1：对于比率制动系数的差动保护，无需整定拐点电流。注2：Ie为发电机或变压器或励磁回路的二次额定电流，以下同。4.7变压器差动保护（包括主变、高厂变、励磁变、发变组差动）变压器差动保护的主要性能为：1)差动速断电流整定范围：3.0Ie~15.0Ie，整定值允差±2.5%；2)比率制动动作电流整定范围：0.2Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；3)比率制动斜率整定范围：0.3~0.7；4)二次谐波制动比整定范围：0.1~0.5；5)差动速断动作时间（1.5倍整定电流时）不大于20ms；6)比率差动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。二、检修类别及检修周期检修类别检修周期检修工期A级检修6年4天B级检修1年2天C级检修1天D级检修1天三、检修项目检修项目A级检修B级检修C级检修D级检修1、外观及接线检查,保护装置清扫√√√√2、绝缘及耐压试验√√3、逆变电源检查√√√√4、开关量及输入回路检查√√√√5、开关量输出回路检查√√√√6、模数变换系统检查√√√7、电气量保护定值功能校验√√√8、整组试验√√√9、断路器传动试验√√√√10、保护定值与开关量状态核查√√√√11、现场工作结束、清理工作现场√√√√12、带负荷检查√√√√四、检查步骤、方法1、外观及接线检查1.1检查保护装置的硬件配置、型号、标注及接线等应符合图纸要求。1.2新安装设备应检查屏用交、直流额定值与主TA、TV（CVT）及直流电源参数是否一致，装置型号规格与订货合同是否相符。1.3检查装置中的TA短路端子短路情况良好。1.4检查保护装置的元器件外观质量良好，所有插件应接触可靠。1.5检查装置屏柜接地线的联接方式是否正确可靠（保护屏接地应良好，电流互感器、电压互感器二次回路接地点应严格按照设计图纸并可靠接地，每组二次绕组只允许有一个接地点）。1.6检查保护装置的接线是否有断线、短路、焊接不良等现象。1.7检查装置外部电缆接线是否与设计相符，并满足误差要求，是否满足运行要求。1.8检查、清扫保护屏及接线，坚固螺丝。2、绝缘电阻检测根据技术说明书要求拔出插件，断开与其他保护联系的弱电联系回路，断开管理机、打印机与装置的联系。装置内所有互感器的屏蔽层应可靠接地。在测量某一组回路对地绝缘电阻时，应将其他各组回路都接地。用500V摇表分别测量交流电流回路、交流电压回路、直流电源回路、开关量输入回路、跳合闸回路、信号回路端子对地及各组回路之间的绝缘电阻，绝缘电阻均应大于20MΩ。3、直流电源检查3.1自启动性能检查合上装置电源开关，试验直流电源由零缓慢上升至80%Un，此时面板上“运行”绿灯应常亮，装置直流消失闭锁接点应断开。将试验直流电源调至80%UN，断开、合上电源开关几次，“运行”绿灯应能相应地熄灭、点亮。装置直流消失闭锁接点相应地导通、断开。3.2逆变电源稳定性检测使用专用转接板将电源插件引出，分别在直流电压为80%、100%、115%额定值时检验各级输出电压。±12V电压可在装置面板观察到，逆变电源输出电压测试点及输出电压范围，见下表：标准电压（V）电压允许范围（V）+55.0～5.15+129.6～12.0-12-12.0～-9.6+2424.0～25.2-2424.0～25.92要求在不同工作电压下测量逆变电源的输出值，误差在允许范围内。3.3直流拉合测试装置在额定直流工作电压下运行，保护装置通入正常的负荷电流和额定电压，监视保护跳闸出口接点。进行拉合直流工作电源（保护屏的直流输入端进行拉合），此时保护装置应不误动和误发保护动作信号。4、通电初步检验4.1保护装置的通电自检保护装置通电后，先进行全面自检。自检通过后:a)面板上运行监视绿色灯亮，其它指示灯灭。b)液晶屏应显示交流电流、电压、压板等，并无异常报警报文。c）在保护装置正常运行状态下。然后按“SET”键，进入主菜单，选中“定值设置”子菜单，按“QUIT”键取消。而后，分别操作“←”、“→”、“↓”、“↑”及“信号复归”键，以检验这些按键的功能正确。快捷键：《F1》键：打印最近一次动作报告。《F2》键：打印当前定值区的定值。《F3》键：打印采样值。《F4》键：打印装置信息和运行工况。《＋》键：定值区号加1。《－》键：定值区号减1。4.2打印机与保护装置的联机试验a)在检查保护装置与打印机正确接线后，进入装置主菜单－打印－定值菜单中，选择定值区打印定值。打印机应正确打印。b）进入装置主菜单－定值设置－通讯参数－通讯地址菜单，按要求设置地址号，并将其填入调试报告。4.3软件版本和程序校验码的核查进入装置主菜单－运行工况－装置编码菜单，记录装置类型、各软件的版本号和CRC校验码，并将其填入调试报告。4.4时钟的整定与校核a)在装置主菜单－修改时钟菜单中正确设置装置时钟。回到液晶正常显示下，观察时钟应运行正常。b)在装置主菜单－定值设置－通讯参数－对时方式菜单中设置对时方式。c）拉掉装置电源5min，然后再上电，检查液晶显示的时间和日期，在掉电时间内装置时钟应保持运行，并走时准确。4.5装置定值整定与检查a）定值切换功能检验进入装置主菜单－测试操作－切换定值区菜单中，将定值区切换至一个新定值区，循环显示的当前定值区应为新的定值区。b）整定值的整定进入装置主菜单－定值设置－保护定值菜单，选择定值区，将定值整定书上的整定值输入并固化到相应区。然后打印出定值报告进行核对。4.6整定值的失电保护功能检验整定值的失电保护功能可通过断、合直流电源开关的方法检验，保护装置的整定值在直流电源失电后不会丢失或改变。5、开关量输入、输出回路检查该检查与功能试验一起进行，注意接点的动作情况应与控制字一致。每进行一项传动操作时，应参照调试大纲提供的保护报警信号接点、分闸信号接点、分闸输出节点记录表，用万用表或通灯检查装置相应的继电器接点是否正确动作。检查完成后注意对装置进行复归，然后再进行下一项传动6、模拟变换系统检验6.1零漂的检查和调整上电10分钟后才允许进行零点漂移检验，调整零漂时，应断开装置与测试仪或标准源的电气连接,确保装置交流端子上无任何输入,选择菜单装置主菜单—测试操作—调整零漂，进行零漂调整，之后选择菜单装置主菜单—测试操作—查看零漂，电流通道应＜0.1A(5A额定值TA)或＜0.02A(1A额定值TA)，电压通道应＜0.1V。6.2幅值特性检验用0.5级以上测试仪，将测试仪电压、电流回路分别连接至装置对应输入端，选择菜单装置主菜单—测试操作—调整刻度，设置调整值为In与Un，从测试仪输出交流量到装置，然后确认执行。若操作失败，装置将显示模拟通道异常及出错通道号，检查对应回路接线、标准值和版本号是否正确。注:在试验过程中，如果交流量的测量误差超过要求范围时，应首先检查试验接线、试验方法、外部测量表计等是否正确完好，试验电源有无波形畸变，不可急于调整或更换保护装置中的元器件。6.3相位特性校验先将所有电流回路串接，电压回路并接。加5V电压和0.1In电流，角度分别为0°和90°。检查液晶循环显示或进入菜单装置主菜单—运行工况—测量量查看所有通道的电流、电压相角是否为0°和90°，角度误差应≤3°。否则检查装置或交流插件接线是否正确。6.4线性度校验刻度和零漂调整好以后，用0.5级以上测试仪检测装置测量线性误差，并记录检测结果。要求：在TA二次额定电流为5A时，通入电流分别为25A、10A(上述两档时间不许超过10s)、2A、1A、0.4A；在TA二次额定电流为1A时，通入电流分别为5A、2A、0.5A、0.2A、0.08A；通入电压分别为60V、30V、5V、1V、0.4V；观察面板显示或选择菜单装置主菜单—测试操作—查看刻度，要求电压通道在0.4V、1V时液晶显示值与外部表计值误差小于0.1V，其余小于2.5％；电流通道在0.08In、0.2In时误差小于0.02In，其余小于2.5％。7、电气量保护定值功能检验按照最新有效定值单，对照保护调试大纲项目，对主变压器电气量主保护与后备保护功能进行逐条试验。要求保护出口指示灯，显示或打印出的保护动作报告均正确。8、非电量保护检验8.1中间继电器动作时间测试在额定直流电压下：对只发信号的非电量保护，出口中间继电器动作时间≥8ms。对需跳闸的非电量保护，出口中间继电器动作时间≥16ms。8.2跳闸中间继电起动作电压和启动功率测试对需要跳闸的非电量出口中间继电器动作电压要求：55%Un＜U＜70%Un。对需要跳闸的出口中间继电器动作启动功率要求大于5W。8.3冷却器全停保护校验将变压器两路冷却器电源均拉开，测量冷却器全停跳闸的动作时间，测出时间应符合定值单要求。9、整组试验9.1与仪控相互联锁回路检查当主气门关闭时，检查保护开入信号正常；当发电机开关合位时，检查送DEH的开关位置信号正确；模拟发变组保护动作，检查至关闭主气门回路正确。9.2与励磁系统相互联锁回路检查检查励磁系统故障信号开入启动保护出口正常，检查发电机开关信号送励磁系统正确；模拟发变组保护动作，检查至跳灭磁开关回路正确。9.3与系统保护相互联锁回路检查发变组保护至系统保护的启动失灵回路正常。模拟主变后备保护动作，按时限跳正分、付分及母联开关，回路正确。9.4与DCS、NCS、故障录波器的回路检查模拟保护装置异常报警、保护装置故障、TV断线、保护动作，检查保护至DCS、远动装置及故障录波器的信号回路正确9.5与变压器非电量回路检查在额定直流电压下，按顺序模拟非电量保护动作，检查各保护信号灯和跳闸接点正确。9.6与断路器控制回路检查a）远方拉、合试验断路器在检修或冷备状态下，远方拉、合开关正常。b）断路器防跳功能检查检查试验断路器防跳功能正常。c）断路器合闸闭锁回路检查根据图纸，检查断路器的各闭锁回路正常。9.7整组动作时间测试测量主保护从模拟故障至断路器跳闸回路的保护整组动作时间。分别模拟区内故障，通入1.2倍整定电流。试验中整组动作时间为保护动作时间、出口继电器固有动作时间和断路器固有动作时间之和。10、装置传动断路器检验进行传动断路器试验之前，手动拉合断路器已全部正确。开关站应有专人监视，模拟保护各种跳闸方式如解列，灭磁，切换厂用电，关主汽门以及全停等，检查控制室监视中央信号及声、光信号指示是否正确。要求按每个出口继电器都必须跳一次断路器为原则。断路器在合闸状态，控制电源正常，多次断开、合上保护装置电源，保护装置不应误发信号，开关不应误分闸。在各保护逻辑试验正确的情况下，在80%直流电压及正常直流电压下模拟保护动作出口跳闸并联动开关试验，试验正确。11、TA一次回路通电检查11.1应通知值班人员和有关人员，并由工作负责人或指派专人到现场监护，方可进行。11.2逐要检查各TA二次绕组变比的正确性与回路完整性，TA的变比应与定值单一致。12、保护定值与开关量状态核查12.1断、合一次逆变电源开关，然后打印出或通过监控微机调出即将投运的变压器保护定值，核对定值报告与定值整定通知单完全一致。12.2打印一份开关量状态及装置自检报告或通过监控微机调出，核对开关量状态应与实际运行状态一致，自检报告应无保护装置异常信息。13、现场工作结束、清理工作现场13.1工作负责人应会同工作人员检查试验记录有无漏试项目，整定值是否与定值通知单相符，试验结论、数据是否完整正确，经检查无误后，方可拆除试验接线。13.2按照继电保护安全措施票恢复带电回路，全部设备及回路应恢复到工作开始前状态。13.3工作结束，清理完现场后，工作负责人应向运行人员详细进行现场交代，并将其记入继电保护工作记录簿，主要内容有整定值变更情况、二次接线更改情况、已经解决和未解决的问题及缺陷、运行注意事项和设备能否投入运行等。14、带负荷检查14.1待所检验的保护装置带负荷运行后重新办理变电第二种工作票。14.2测定负荷电流，检验交流电压、电流相序。通过管理板相角菜单中“各侧电流、各侧电压、各侧电流与电压相位夹角”来判断各侧电流、电压的极性和相序是否正确。需要时可以打印采样波形。保护在正常状态下，观察相序Ua、Ub、Uc，Ia、Ib、Ic间应依次超前120°。与利用相位测量交流电流电压的相位关系，得出的六角图相比较一致。14.3差动保护差流检查。通过液晶屏显示观察，差动保护差流值小于0.02In(In为二次额定电流值)为正常，若差流值过大，应仔细检查装置中有关差动的各项整定值输入是否正确，变压器各侧TA极性是否正确，如有问题应立即解决。14.4判