MB111发电机差动保护装置

MB100发电机保护测控装置星之旅制作QQ：3632059462011年3月第一章MB111发电机差动保护装置1.保护装置适用范围及特点MB111主要用于单机容量为1～100MW的发电机机组保护，作为发电机内部相间短路的主保护。双CPU结构，采用先进的DSP完成所有保护功能，独立的CPU完成人机界面及通讯功能。全封闭背插式机箱，强弱电分开，抗干扰能力强。完善的故障录波及事件记录功能。软件实现模拟量精度调整。用FLASH存放保护定值，可预先设定4套定值适应各种运行工况。完善的软硬件自检冗余设计。跳闸出口可配置。大屏幕液晶汉字显示、操作简便直观。选用高性能、高可靠性的军用或工业级芯片，确保了装置的可靠性。2.保护功能配置􀁺差动速断保护􀁺比率差动保护􀁺差流告警􀁺转子一点接地告警􀁺转子两点接地保护􀁺CT断线闭锁比率差动并告警3.测控功能􀁺开关遥跳、遥合􀁺开关信号采集4.主要保护功能及原理4.1.差动速断保护差动速断保护用于发电机内部严重故障时加快动作速度，当任一相差动电流大于差动速断定值时，瞬时动作于出口继电器。差动速断保护逻辑框图如下：4.2比率差动保护动作方程及特性采用两折线差动原理，任一相保护动作出口，动作方程如下：IcdIqdIzdIgIcdKz(Izd−Ig)+IqdIzdIg比率差动的动作特性如图，能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。4.3.CT断线判断方法同时满足以下三个条件可以判定为差动CT断线：有一相电流小于判别CT断线的低门槛值0.25A；该相另一侧电流大于判别CT断线的高门槛值0.5A；其它两相机端侧和中性点侧电流都大于0.5A；只判断一相差动CT断线，对于两相或三相CT断线不予考虑，CT断线是否闭锁差动保护，可设置控制字由用户来选择。满足上述条件时间超过1S发CT断线报警。4.4比率差动逻辑框图4.5差流告警4.6转子一点接地告警转子一点接地保护反应转子对大轴绝缘电阻的下降，转子一点接地保护采用乒乓切换采样式原理，切换采样开关S1、S2得到相应的回路方程，通过求解方程，可以得到转子接地电阻gR，转子一点接地动作于告警。乒乓式变电桥励磁绕组一点接地保护与接地点的位置和励磁电压无关，在励磁绕组任何地点发生断路时，均具有很高的灵敏度。转子一点接地告警逻辑框图如下：转子两点接地保护转子两点接地保护反应定子电压中二次谐波的“正序”分量，转子两点接地保护受一点接地保护闭锁。5.装置定值清单第二章MB112发电机后备保护测控装置1.保护装置适用范围及特点MB112主要用于单机容量为1～100MW的发电机机组保护，作为发电机各种故障后备保护，并能满足电厂自动化系统的求。双CPU结构，采用先进的DSP完成所有保护功能，独立的CPU完成人机界面及通讯功能全封闭背插式机箱，强弱电分开，抗干扰能力强完善的故障录波及事件记录功能软件实现模拟量精度调整用FLASH存放保护定值，可预先设定4套定值适应各种运行工况完善的软硬件自检冗余设计跳闸出口可配置大屏幕液晶汉字显示、操作简便直观选用高性能、高可靠性的军用或工业级芯片，确保了装置的可靠性保护、监控一体化，具有各自的交流采样回路既保证了测量的精度，又保证了保护所要求的抗饱和性能。2.保护功能配置􀁺两段式过流保护（带低压或复压闭锁、带记忆功能）􀁺定子过负荷告警􀁺两段式负序过流保护􀁺负序过负荷告警􀁺零序过压保护􀁺零序过流保护􀁺失磁保护（三种原理：阻抗失磁、低励失磁、开入失磁）􀁺逆功率保护（I时限告警、II时限跳闸）􀁺发电机误上电保护􀁺过电压保护􀁺非电量保护􀁺励磁低压告警􀁺励磁开入告警􀁺PT断线告警􀁺CT断线告警3.测控功能配置遥测：Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、P、Q、COSΦ、F等遥控：开关遥跳、遥合遥信：开关信号采集遥脉：有功，无功电度采集4.主要保护功能及原理4.1两段式过流保护对于自并励发电机，短路故障后，电流将衰减，在过流保护动作出口前故障电流就可能已经返回，因此，在过流保护起动后，过流元件需带记忆功能，使保护能可靠动作出口。4.1.1.保护特性及逻辑框图保护装置配备了两段过流保护，各段电流及时间定值可独立整定。各段电流可分别经低压元件或复压元件闭锁，构成低压过流保护或者复压过流保护。当PT断线时，可以分别控制是否闭锁低压或者复压过流。以下是过流I段的逻辑框图，II段保护的逻辑框图同。各段保护带电流记忆功能，适应自并励发电机的保护要求。过流I段的逻辑框图4.1.2.低压元件、复压元件逻辑框图4.2.定子过负荷保护由于发电机的定子和转子的材料利用率都很高，其热容量与铜损的比值较小，因而热时间常数也比较小，不能长时间过负荷运行。为反应定子绕组平均发热状况，需安装定子过负荷保护。任一相大于定值，保护延时发告警信号。原理图如下：4.3.两段式负序过流保护当发生不对称短路或在正常运行情况下三相不平衡时，在发电机定子绕组中将出现负序电流，因而设置负序过流保护作为不对称故障的后备保护。4.4.负序过负荷定子负序电流会在发电机中产生相对转子两倍同步转速旋转的磁场，从而在转子中产生倍频电流，该倍频电流主要在转子表面流通，并经转子本体，槽楔和阻尼条，在转子的端部附近约10％～30％的区域内沿周向构成闭合回路，这一周向电流有很大的数值，可能将转子烧伤，因此，发电机应该装设负序过负荷保护。4.5.零序过压保护根据安全的要求，发电机的外壳都是接地的。因此，定子绕组绝缘破坏时，会引起接地故障。当接地电流较大时，能在故障点引起电弧，将绕组的绝缘和定子的铁芯烧坏，并且也容易发展成相间短路。4.6.零序过流保护零序电流采自发电机定子接地专用零序电流互感器。4.7.失磁保护发电机低励或失磁后，将过渡到异步运行状态，转子出现转差，定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，无功功率反向（原为过励运行时）并且增大。本装置中，主要设计了三种判据的失磁保护。􀁺阻抗失磁保护：失磁后发电机在进入异步运行之前，机端测量阻抗必先通过静稳边界。阻抗特性在复平面的位置可以根据静稳边界整定，阻抗动作方程为：(Rm±R0)2+(Xm+X0)2≤R2式中：Rm，Xm—测量电阻和测量电抗；R0，X0—圆心向量；R—圆的半径。通过整定不同的R0，X0可以选择不同的阻抗特性，对于水轮发电机可以整定为如下图的苹果圆特性。由等低励磁电压判据和逆无功判据构成。低励失磁保护：开入失磁保护对于机组自带励磁电压监视功能的励磁系统，在监视到励磁电压下降到某一定值时，将给出三个开入信号。对于这种发电机，采用开入三取二保护原理，结合逆无功元件识别失磁故障。4.8.逆功率保护当功率反向且大于定值时，保护I时限发出告警信号，II时限出口，逻辑如下：4.9.误上电保护水轮机处于停机态时，突然合上断路器，定子的电流（正序电流）在气隙产生的旋转磁场会在转子本体中感应工频或接近工频的电流，会引起转子过热而损坏。其判据如下：4.10.过电压保护由于水轮发电机调速系统动作迟缓，甩负荷后，转速上升容易出现不允许的过电压，因此装设过电压保护。4.11非电量保护非电量保护包括非电量跳闸、非电量告警，非电量跳闸通过重动继电器直接出口，保护装置可以记录其动作事件。5.保护整定值清单第三章MB125变压器保护测控装置（励磁变保护）􀁺保护功能配置过流三段保护（带方向闭锁、复压闭锁、低压闭锁）􀁺过流后加速保护（带方向闭锁、复压闭锁、低压闭锁）􀁺过流启动风冷􀁺过负荷保护􀁺零序过压保护􀁺高压侧零序过流保护􀁺低压侧零序过流三段保护􀁺低压侧零序过流后加速保护􀁺小电流接地选线􀁺三相一次重合闸􀁺低频减载􀁺非电量保护􀁺CT断线告警􀁺PT断线告警。第四章装置面板布置及操作使用说明本装置采用人性化面板设计：配置大屏幕液晶显示器，按级操作各菜单页面，根据菜单提示可对装置采集的各种数据、及各种事件进行监视、记录，可直接对装置进行遥控操作、参数修改、保护调试等操作；配置装置运行指示灯，运行人员可直观地了解电源工作状态、装置的运行状态，通讯的运行状态等；该装置还配置九个轻触式按键和一个复位按钮；另外还有一个调试口，该串口主要用于调试用，与“通讯模件”的调试串口为同一串口。1.装置面板布置图2.信号灯说明a)“DSP”灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁1次，如果闪烁不正常说明DSP处于不正常运行状态；b)“通讯板”灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁1次，如果闪烁不正常说明通讯板处于不正常运行状态；c)“告警”灯为红灯，正常运行时熄灭，当任一保护告警时点亮；d)“跳闸”灯为红灯，正常运行时熄灭，当任一保护跳闸时点亮；e)“故障”灯为红灯，正常运行时熄灭，当装置发生故障时点亮；f)“重合闸”灯为红灯，仅用于线路及变压器综合等保护装置，正常运行时熄灭，当重合闸动作时点亮；g)“跳位”灯为绿灯，仅用于线路及变压器综合等保护装置，当断路器处于合闸位置时熄灭，当断路器处于跳闸位置时点亮；h)“合位”灯为红灯，仅用于线路及变压器综合等保护装置，当断路器处于跳闸位置时熄灭，当断路器处于合闸位置时点亮；i)“充电完成”灯为绿灯，仅用于备自投装置，当备投充电完成后灯点亮；j)“备投动作”灯为红灯，仅用于备自投装置，当备投动作后灯点亮；k)“过热”灯为红灯，仅用于电动机后备保护装置，当电动机过热时灯点亮。3按键说明键盘上共有九个按键和一个按钮，控制键包括“复归键”、“确认键”和“取消键”；内容更改键包括“＋键”和“－键”；光标移动键包括“上键”、“下键”、“左键”、“右键”；还有一个专门用于复位装置的复位按键。其功能分述如下：a)复归键：主要用于对保护告警信号的复归，按下该键后，若保护告警消失，则装置面板上的“告警”灯将熄灭，同时告警输出信号将复归；b)确认键：主要用于对某项操作的确认或进入下级菜单，也可对某项操作进行确认。c)取消键：主要用于对所作操作的撤消或返回上级菜单，也可对某项操作进行取消。d)“＋”、“－”键：具有修改功能，包括数值的增加和减少，或不同类型的选择。“＋”：在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中，具有对光标所在位的数字加1功能；在控制字修改时则进行“投入”、“退出”等类似操作的转换；在定值修改中，具有按照特定步长增加定值的功能；“—”：在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中，具有对光标所在位的数字减1功能；在控制字修改时则进行“退出”、“投入”等类似操作的转换。；在定值修改中，具有按照特定步长减少定值的功能；3按键说明e)↑↓→←光标移动键：完成光标的移动。“上键”：主要用于对页面中箭头的向上移动，按一下该键则箭头上移一个条目；对于连续的页面还具有翻页功能，当箭头指向该页面中的第一个条目时按下该键则显示与该页连续的上一页。“下键”：主要用于对页面中箭头的向下移动，按一下该键则箭头下移一个条目；对于连续的页面还具有翻页功能，当箭头指向该页面中的最后一行条目时，若有下一页，则按下该键则显示与该页连续的下一页。“左键”：主要用于在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中光标的左移，按一下该键则光标左移一位；对于仅提供显示数值的页面，具有翻页功能，按下该键则进入上一个连续的页面；对于数值修改页面，该键定义为步长修改功能，每按一下，则步长自动放大10倍；“右键”：主要用于在“修改密码”、“修改日期”、“修改时间”等操作中光标的右移，按一下该键则光标右移一位；对于仅提供显示数值的页面，具有翻页功能，按下该键后，如果有下一页，则进入下一页；对于数值修改页面，该键定义为步长修改功能，每按一下，则步长自动缩小1/10；4液晶说明（1）主菜单中12个条目分别是“测值查看”、“定值查看”“报告查看”、“故障录波”、“采样查看”、“版本信息”、“保护调试”、“定值修改”、“通讯设