电气基础知识技术培训【保护部分】(2)

微机保护动作后，由保护发跳闸脉冲至操作箱，由操作箱转接到开关跳闸线圈实现跳闸，同时操作箱还具有合闸及切换交流母线电压的作用。

3、保护功能：

发电机定子短路主保护：1】发电机纵差动保护2】发变组差动保护。差动保护特性：【1】保护原理采用比率制动原理。并设置差动速断段 8

实现严重故障时的快速出口。TA短线可选择闭锁差动方式。【2】有极强的TA饱和判别能力，采用陷阱技术，有效防止区外故障TA饱和时保护误动，同时区内故障TA饱和时保护仍能快速动作。有极强的区外故障时防误动能力。【3】发动机差动保护动作逻辑为循环闭锁方式。变压器差动保护逻辑为防止励磁涌流采用二次谐波制动原理。对于Y/△变压器，各侧TA采用Y接线，相位补偿平衡系数均由软件完成。

I Iq Ig Iz

Id：动作电流（差流）Iz：制动电流 Kz＝0.4比率制动系数 Is：速断倍数。

Ig、Iq、Kz、Iz为差动保护整定值。

随着外部短路电流的增加，差动继电器制动量随之增加，同时动作电流也随之增加，保证发生外部短路故障时，保护不动作。保护具有较强的躲过暂态不平衡差流的能力。当发生区内故障时，即使故障电流较小，也具有较高的动作灵敏度，保证可靠动作。

以上动作特性完全满足动作灵敏度及可靠性的要求。

3】发电机纵向零序电压式匝间保护。(是发电机同相同分支及同相不 9

同分支之间匝间短路的主保护)

发电机定子单相接地保护：1】发电机3U0定子接地保护。2】发电机高灵敏三次谐波电压式定子接地保护。

保护特性：【1】用专用匝间保护TV的开口△引出的3U0基波量为动作量，判别分成二段，灵敏段和不灵敏段。灵敏段采用独创的三次谐波增量制动方法，区别于外部故障。动作灵敏，可反映轻微的定子匝间故障。不灵敏段动作迅速，定值相对较高，无制动量。【2】选择负序功率方向判据，发动机外部故障时，装置计算出的负序功率为负，闭锁本保护。而当机组内部发生匝间短路时，计算出的功率为正，负序方向元件动作并开放保护出口。【3】用于保护90%左右定子绕组接地故障的3U0定子接地保护，引入电压3U0取自机端TV开口电压，保护具有较高的三次谐波滤过比。【4】三次谐波定子接地保护，反映发动机机端和中性点侧三次谐波电压的矢量关系（大小和相位），保护具有较高的灵敏度，具有较高的基波分量滤过比。采用比较机端和中性点三次谐波电压绝对值的保护原理。

发电机励磁回路接地保护：1】转子一点接地保护2】转子两点接地保护。

保护特性：【1】转子一点接地保护采用迭加电源切换采样原理，注入电压为直流50V，注入到转子负极与大轴之间，并由一个电子开关切换“开”、“闭”状态，获取转子负极对大轴的两个泄露电流，求解方程组后，实时计算出转子接地电阻，并可显示。【2】由于是注入式原理，当转子未加励磁电压时也能监视转子绝缘。【3】转子一点接地 10

保护动作后，自动转入转子二点接地保护，转子二点接地保护动作后瞬时跳闸。保护无死区，动作灵敏。

发电机定子短路后备保护：1】发电机过流保护2】发电机电压闭锁电流保护3】发电机负序过流保护4】发电机阻抗保护。

发电机异常运行保护：1】失磁保护：采样阻抗园作为主判据，辅之以转子低电压判据、系统低电压判据、机端低电压判据、机组过功率判据。可反应失磁故障对机组本身和系统的影响，能区分失磁与短路、系统振荡、TV断线等。2】逆功率保护3】程跳逆功率保护:发电机正常运行时，主汽门关闭，变为电动机运行，但从电网吸收有功，拖者汽轮机旋转。由于汽缸中充满蒸汽，它与叶片磨察产生热，使叶片过热，长期运行，造成损坏。发电机逆功率保护，除了作为汽轮机保护之外，还作为发电机组的程控跳闸启动元件，称为程跳逆功率保护。4】频率异常保护5】过激磁保护(定、反时限)6】过电压保护7】对称和不对称保护(各包括定、反时限)

发电机励磁回路过负荷保护：1】发电机误上电保护2】发电机启停机保护3】发电机TA、TV断线判别。

主变主保护：1】纵差动保护2】零序差动保护3】发变组差动保护。主变异常运行及后备保护：1】过激磁保护(定、反时限)2】零序电流保护3】间隙电流电压保护4】电压闭锁过流保护5】方向过流保护6】过负荷保护通风启动。

高压厂用变保护：1】差动保护2】电压闭锁过流保护3】分支零序电流保护4】分支电压闭锁过流保护5】过负荷保护6】通风启动7】TA、 11

TV断线判别。

励磁变保护：1】差动保护2】限时速断过流保护3】过负荷保护(定、反时限)4】TA断线判别。

高备变保护：1】差动保护】2】零序电流保护3】分支零序过流保护或称低压过流保护4】过负荷保护5】通风启动。

其它保护功能：1】断路器失灵启动保护2】断路器非全相保护3】发电机强励启动4】发电机电超速保护。

非电量保护(开入量保护)：重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、油位、油温、温度、冷却器全停保护、发电机热工、励磁系统故障保护。

4、性能特点：

4、1 双电源双CPU系统硬件结构

DGT801系列装置硬件框图

由上图可看出，装置由双电源双CPU系统构成，保护CPU1系统和 12

保护CPU2系统是完全相同的两套系统，但相互之间又完全独立。每套系统中均包含电源、滤波、采样、CPU及大规模可编程逻辑控制器FPGA等硬件回路；可独立完成采样、计算、判断、出口、自检、故障处理和故障录波等全部软件功能。管理CPU实现与两个保护CPU系统的信息交互和人机界面控制，并与DCS控制系统通讯。此外，两个保护CPU之间通过隔离相互查检，以提高装置运行的可靠性。

4、2 双回路直流电源供电

每层A(或B、C)由两个相互独立的保护CPU系统组成,这两个保护CPU系统分别由两个独立的逆变电源模件供电，逆变电源模件输入分别经过两个独立的空气开关接入不同的直流回路中。另外，管理CPU系统也有自己的逆变电源模件和空气开关，这样，在一套A(或

B、C)机箱中，保护实现了双回路供电，当逆变电源模件或某路直流回路故障时，保护既不会误动，也不会失去保护功能。大大提高了装置的可靠性。

DGT801数字式发电机变压器组保护装置

一层DGT801系列装置直流电源供电回路图

4、3 自检和互检功能

每个保护CPU均有完善的自检回路和自检软件。在硬件回路中，如电源、AD、CPU、FPGA、出口信号中间等回路均设计了周密的自检回路，通过强大的软件自检重新，可以检查出保护CPU系统中几乎所有回路的故障，且定位精确。此外，两个独立的保护CPU系统之间，以及管理CPU与保护CPU之间还有互检功能。

4、4 保护和出口压板独立设置，状态明确指示

装置面板上每种需出口的保护设有投退压板（保护压板或称软压板），上方有其状态指示灯，便于运行人员投退操作。另外，指示灯直观反映压板“断”、“合”状态。其状态在就地界面上也有显示，也可通过通讯上传到DCS系统中。

保护柜下部每个出口回路装设投退压板（出口压板或称硬压板）。保护压板一般为弱电回路，而出口压板为强电回路。分开设置后保证装置的强弱电严格分开。

八、线路保护：

1、线路的纵联差动保护：是指用某种通信通道，将输电线路两端的保护装置纵向联接起来，将两端的电气量（电流、功率方向）传送到对端，保护装置将两端的电气量比较，以判断故障在线路范围内，还是在线路范围外，从而决定是否动作动作切除本线路，由于这种保护 14

无需与相邻线路的保护在动作参数上进行配合，因而可实现全线速动。使用不同的通信通道，就可实现不同类型的保护。

2、通道：是指用于传输保护装置的电气量信号经专用设备加工后变为载波或数字光信号的载体。可分为微波、高频、光纤、载波、导引线通道。

3、光纤纵差保护：是利用光纤作保护通道的纵联保护。光纤是光导纤维的简称，它作为继电保护的通道介质具有自身故障率低、不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低、可靠性高、传递速率快等优点。

光纤保护的关键是两侧差动保护之间电流数据的交换，两侧这种一侧作为同步端，另一侧作为参考端，以同步方式交换两侧信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔固定向对侧发送一帧信息，同步端随时调整采样间隔。如果满足同步条件，就向对侧传输三相电流采样值，否则启动同步过程直到满足同步条件为止。

两侧这种采样同步的前提条件维通道单向最大传输延时15毫秒。保护装置通过光端机将采样的电流信号变为数字信号，通过64KB/S高速数据通道，用同步通信方式与对侧交换采样值和开关量信号

数据接收数据接收

保护CPU和通道CPU之间的连接框图

保护CPU用于完成16位A/D采样、数据计算、故障判别等功能。通信CPU完成主从定位、数据收发、采样同步调整、同步校准功能、通道检测等功能。保护CPU和通道CPU之间通过双口RAM完成并行数据交换。接收数据时，光收发模块传来64kit/s的同步串行数据，先把它变为并行数据送至通信CPU，完成对数据的检错、同步计算后，将正确的带有同步信息的数据通过双口RAM送给差动CPU插件。发送数据时，通信CPU把差动CPU插件传来的采样数据变为64kit/s的同步串行数据送至光收发模块，由光收发模块将串行数据信号转化成光信号，通过光纤通道传送。

4、光纤纵差保护的工作原理：

微机线路保护装置由：故障变化量分相电流差动、稳态量分相电流差动、零序电流差动保护构成全线速动主保护。

保护装置CPU将各采样值（两侧）经软件计算，按各自的动作方程，与定值比较，来进行选相跳闸或三相跳闸。

1】差动保护投入指保护盘上主保护压板和定值控制字“纵差保护同时投入”。

2】A、B、C差动包括变化量、稳态量差动只是定值有差异。

3】三相开关在跳开位置或经保护起动控制的差动继电器动作，则向对侧发允许信号。

4】TA断线瞬间，断线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧的起动元件不动作，不会向本侧发差动保护允许信号，从而保证纵 16