wfb-810微机发电机变压器组保护装置技术说明书

wfb-810微机发电机变压器组保护装置技术说明书内容摘要：

图 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)的 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。 低通滤波多路开关C P U( D S P )G P S 对 时 脉 冲1 6 位 A DL O N W O R K S ( M C 3 1 5 0 )S R A M ( 1 M B )E E P R O M ( 1 2 8 K )F L A S H ( 1 M )C P L D 复 杂可 编 程 逻辑 控 制 器开入开出L O N 网3 2 路3 2 路4 0 路模 入 图 CPU部分硬件框图 模拟量变换由 2~3 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 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 10 量输入等功能。 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。 与电厂自动化系统接口说明 WFB810保 护装置1CPU1 CPU2MMI规约变换WFB810保 护装置2CPU1 CPU2GPS对时脉冲PC机调试电厂综合自动化系统RS485RS485ETHERNETETHERNET网络打印机MMI规约变换 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，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 RS485（可配置成光纤），还可转换为两独立的 Ether，支持 IEC 608705103通讯规约，满足电厂自动化系统的要求。 装置面板布置图 图 面板布置图 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 11 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，当本 CPU中任一保护启动元件启动时点亮； “信号”灯为红灯，正常运行时熄灭，当本 CPU中任一保护动作时点亮； “跳闸”灯为红灯，正常运行时熄灭，当本 CPU中任一保护跳闸时点亮。 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。 结构与安装 (外形尺寸、开孔尺寸 ) WFB810 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。 图 机箱外形尺寸图 图 安装开孔尺寸图 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 12 装置背视图 D CUU 保件插件 件插插CPC 采P3B 9A 8 7 2 1456 图 a WFB811装置背视图 D CUU 保件插件 件插插CPC 采P3B 9A 8 7 2 1456 图 b WFB812,WFB813装置背视图 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 13 5 保护原理及判据说明 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。 差动动作方程如下： Iop  ( Ires  时 ) Iop  + S(Ires – ) ( Ires 时 ) 式中： Iop为差动电流， ， Ires为制动电流， 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。 差动电流： NTop III   制动电流： 2NTresIII   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。 图 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。 TA断线判别 当任一相差动电流大于 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. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于。 保护逻辑框图见图 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。 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 14 amp。 amp。 图 发电机差动保护逻辑框图 a. 最小动作电流一般取发电机额定电流 (In)的 ~； b. 比例制动特性斜率一般可取 ~； 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断线闭锁差动整定为“ 0”时，不闭锁差动。 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 最小制动电流 制动特性斜率 S TA断线闭锁差动 01 1： 闭锁 0： 不闭锁 以下为保护软压板 比率制动式差动软压板 √ ： 投入 179。 ： 退出 机端和中性点电流互感器必须同型号、同变比。 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。 本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间 短路及定子绕组开焊的保护。 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 3U0，保护判据为： | 3U0 | Uset 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 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 15 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，用于判别是发电机内部短路还是外部短路。 故障分量负序方向元件采用图 ，方案二的综合框图见图。 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Δ I2=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 IIset闭锁该判据，固定 Iset=。 amp。 amp。 amp。 amp。 图 匝间保护方案二逻辑框图 a. 纵向基波零序电压保护动作电压设计值可初选为 2V~3V，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 故障分量负序电流 I 故障分量负序电压 u 故障分量负序功率 P 零序动作电压 Uset 延时时间 t TV断线闭锁投退 01 1：投入， 0：退出 以下为保护软压板 匝间保护软压板 √ ： 投入 179。 ： 退出 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。 作为发电机内部匝间、相间短路及定子绕组开焊的主保护。 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 16 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 )3I0中的基波成分，保护判据为： 判据 1（无制动特性）： Iop  Iset， Iset为动作电流的整定值，见后 判据 2（有制动特性）： Iop  ( Ires  时 ) . . )( opre s re sre sopop II IISII  ( Ires 时 ) 式中： Iop为横差电流， ， Ires为制动电流（取机端三相电流最大值）， ， S为比率制动特性的斜率。 判据 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。 该方案的综合逻辑框图如图。 amp。 amp。 amp。 t 图 横差保护逻辑框图 a. 高灵敏零序电流型横差保护动作电流设计值可初选为 (Ign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： p e rr e ls e t )K/I(IKKI  Krel为可靠系数，取 ~； Kaper为暂态系数取 2； TA 二次侧输出端的基波零序不平衡电流； 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≤ In）曲线的延伸而获得； K3为三次谐波滤过比， K3100。 Iset为判据 1（无制动特性）横差保护 TA二次侧（即保护端子）动作电流整定值。 定 值 名 称 整定范围 备 注 横差保护 最小动作电流 最小制动电流 WFB810 发电机变压器组保护装置技术说明书 17 制动特性斜率 S 一点接地后延时时间 有无制动选择 01 0：无制动 1：有制动 以下为保护软压板 横差保护软压板 √ ： 投入 179。 ： 退出 工程应用 选 择无制动特性的横差保护时，定值整定一般在保护投运前做升流实。