發(fā)電機(jī)差動(dòng)、轉(zhuǎn)子接地、定子接地保護(hù)
1. 工頻變化量反應(yīng)匝間短路的靈敏度,工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù),它利用工頻故障分量構(gòu)成的工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù),不受負(fù)荷電流影響,靈敏度高,抗TA飽和能力強(qiáng),具有很高的檢測(cè)變壓器內(nèi)部小電流故障(如中性點(diǎn)附近的單相接地及相間短路,單相小匝間短路)的能力。
根據(jù)四川電力科學(xué)研究院、山東工業(yè)大學(xué)、遼寧電力局RTDS數(shù)字仿真試驗(yàn)室、華東電力試驗(yàn)研究院、電力科學(xué)研究院、電力自動(dòng)化研究院等的各種動(dòng)模與靜模試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明:在變壓器正常運(yùn)行工況下發(fā)生1.5%的匝間故障時(shí),工頻變化量差動(dòng)保護(hù)都能靈敏動(dòng)作。
2.為何要采用變斜率比率差動(dòng)原理?
答:(1)變斜率比率差動(dòng)一開始就帶制動(dòng)特性,可以很好地與CT不平衡電流匹配,防止了兩折線比率差動(dòng)拐點(diǎn)設(shè)置不合理產(chǎn)生的問題;
(2)與普通比率差動(dòng)比較,增加了靈敏動(dòng)作區(qū),提高了輕微內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)的靈敏度;
同時(shí),變斜率比率差動(dòng)在制動(dòng)電流很大時(shí),減小一塊易誤動(dòng)區(qū),提高了安全性。
3. 差動(dòng)保護(hù)采用何種原理防止勵(lì)磁涌流時(shí)誤動(dòng)?
答:差動(dòng)保護(hù)采用二次諧波原理及波形判別原理防止勵(lì)磁涌流時(shí)差動(dòng)的誤動(dòng)。
4. 變壓器差動(dòng)保護(hù)對(duì)YD變壓器電流的幅值和相位如何調(diào)整?
RCS-985采用軟件實(shí)現(xiàn)Y ->Δ變換調(diào)整變壓器各側(cè)TA二次電流相位。
同時(shí),通過軟件自動(dòng)平衡各側(cè)的變比差別,最大的調(diào)整倍數(shù):
各側(cè)均為5A的CT,相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)側(cè),調(diào)整系數(shù)范圍0.01 - 6.4倍。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)側(cè)為5A的CT,調(diào)整側(cè)為1A的CT,調(diào)整系數(shù)范圍0.01 – 32倍。
5.定子匝間保護(hù)如何實(shí)現(xiàn)?
如發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)能引出6個(gè)端子,定子匝間保護(hù)由裂相橫差和單元件橫差保護(hù)實(shí)現(xiàn),靈敏度最高;
如發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)只能引出3個(gè)端子時(shí),機(jī)端配置匝間保護(hù)專用PT,采用縱向零序電壓匝間保護(hù)方案,RCS-985中采用電流比率制動(dòng)方案區(qū)分區(qū)外故障;
如沒有專用PT,采用工頻變化量負(fù)序功率方向匝間保護(hù)。
6、發(fā)電機(jī)是否具備“低電壓保持記憶過流保護(hù)”,作為自并勵(lì)機(jī)組的后備保護(hù)?
答:RCS-985裝置發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流保護(hù)具備“低電壓保持記憶過流保護(hù)”功能,記憶時(shí)間足夠保護(hù)動(dòng)作(記憶時(shí)間為15S)。
7.定子接地緩慢變化如何解決?機(jī)組出口開關(guān),開關(guān)兩側(cè)電容,合跳如何解決?
答:(1)基波零序電壓靈敏段、三次諧波比率判據(jù)在發(fā)電機(jī)啟停機(jī)過程中均投入,只反應(yīng)電壓穩(wěn)態(tài)量,可以反應(yīng)緩慢變化的定子接地;
(2)分別整定并網(wǎng)、解列情況下的三次諧波電壓比率定值,引入機(jī)組斷路器位置接點(diǎn),裝置自動(dòng)適應(yīng)并網(wǎng)、解列情況時(shí)的變化,解決了開關(guān)兩側(cè)電容的問題。
8. 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器接地,這種方式下100%定子接地保護(hù)需要投入跳閘運(yùn)行,RCS-985裝置如何考慮?
答:以下方面考慮:
基波零序電壓保護(hù)定子95%的接地范圍,反應(yīng)配電變壓器二次側(cè)零序電壓。
由機(jī)端TV開口三角電壓和中性點(diǎn)配電變壓器二次側(cè)零序電壓實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù)和三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù),可以保護(hù)發(fā)電機(jī)100%的定子接地保護(hù)。
自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù):
自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù)只保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)25%左右的范圍,與基波零序電壓判據(jù)共同完成100%定子接地保護(hù)。此判據(jù)可單獨(dú)投入跳閘。
三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù):
三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)可以保護(hù)100%的定子接地保護(hù),此判據(jù)靈敏度高,一般動(dòng)作于信號(hào)。
9. 外加電源定子接地保護(hù)靈敏度如何?如何實(shí)現(xiàn)?
答:
一般認(rèn)為外加電源定子接地保護(hù)具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):靈敏度高、發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下保護(hù)仍起作用。對(duì)外加電源定子接地保護(hù)使用情況調(diào)研來看,靈敏度并不高,如三峽機(jī)組只能達(dá)到1k(動(dòng)作于跳閘)、3 k(動(dòng)作于信號(hào)),而且回路較復(fù)雜。
發(fā)電機(jī)定子接地一般都有過渡電阻,如發(fā)電機(jī)停運(yùn)狀態(tài),外加電源的電壓量非常小,并不能檢測(cè)帶有過渡電阻的發(fā)電機(jī)定子接地。對(duì)于火電機(jī)組,發(fā)電機(jī)三次諧波電壓分量定子接地保護(hù)靈敏度已滿足要求。
注入式定子接地保護(hù)采用注入20hz低頻信號(hào)方案,從發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變二次側(cè)注入20hz信號(hào),外配20hz電源和濾波器,保護(hù)邏輯由RCS-985完成。注入模件單獨(dú)組屏,一般放置在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變現(xiàn)地,通過電纜將20hz電流、電壓信號(hào)引入保護(hù)裝置。
20hz電源輸出25V方波電壓,通過濾波器整流為20hz正弦信號(hào)注入,由于20hz帶通濾波器的內(nèi)阻為7.64Ω,為了提高進(jìn)入裝置的20hz電壓、電流信號(hào),負(fù)載電阻不宜太小,推薦接地電阻大于0.5Ω。
10.100%定子接地保護(hù)采用什么原理?
答:100%定子接地采用三次諧波電壓原理,分兩部分構(gòu)成:
a. 自適應(yīng)三次諧波電壓比率判據(jù);
只保護(hù)發(fā)電機(jī)定子中性點(diǎn)附近25%左右的定子接地,與基波零序電壓共同構(gòu)成100%定子接地,三次諧波電壓比率判據(jù)自動(dòng)適應(yīng)機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài),防止在機(jī)組啟停機(jī)過程中保護(hù)誤動(dòng)。
b.三次諧波電壓差動(dòng):
裝置自動(dòng)調(diào)整幅值和相位,使三次諧波差電壓為零,保護(hù)可以靈敏檢測(cè)定子接地故障,采用頻率跟蹤及數(shù)字濾波技術(shù),防止保護(hù)誤動(dòng)。
11. 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地和轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的原理方案?
答:(1)采用切換采樣原理(乒乓式)反應(yīng)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地情況,實(shí)時(shí)變換轉(zhuǎn)子回路正對(duì)地、負(fù)對(duì)地電阻網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣狀況,轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后可以自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地。兩點(diǎn)接地保護(hù)采用電橋原理,即如一點(diǎn)接地位置明確變化判為兩點(diǎn)接地。
(2)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地設(shè)有兩段定值,I段為靈敏段,動(dòng)作于信號(hào),II段轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)可動(dòng)作于信號(hào),也可動(dòng)作于跳閘。
(3)如II段轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地動(dòng)作于信號(hào),保護(hù)動(dòng)作后,延時(shí)自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地。一般運(yùn)行時(shí)推薦采用投壓板的方式手動(dòng)投入。
12.轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)為何雙配置、單套運(yùn)行?
答:轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)采用切換采樣原理(乒乓式)反應(yīng)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地情況,為了測(cè)量轉(zhuǎn)子對(duì)地的絕緣情況,保護(hù)測(cè)量回路有一個(gè)內(nèi)阻(電阻網(wǎng)絡(luò)),因此如投入兩套轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù),因相互測(cè)量出對(duì)方的內(nèi)阻導(dǎo)致誤動(dòng)。
運(yùn)行時(shí),合上某一套轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的轉(zhuǎn)子電壓輸入回路的閘刀,則該套轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)自動(dòng)投入。切換至另一套時(shí),先斷開運(yùn)行中轉(zhuǎn)子電壓輸入回路的閘刀,合上需運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電壓輸入回路的閘刀即完成。也可以通過切換開關(guān)控制轉(zhuǎn)子電壓輸入,選擇投入某一套轉(zhuǎn)子接地保護(hù)。
13.轉(zhuǎn)子接地如有其他原理的如何配合?
答:轉(zhuǎn)子接地保護(hù)不管是相同原理還是不同原理,一般只能投入一套。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子接地保護(hù)為了測(cè)量轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣情況,裝置內(nèi)部設(shè)有對(duì)地內(nèi)阻,如投入兩套轉(zhuǎn)子接地保護(hù),勢(shì)必會(huì)相互測(cè)量出對(duì)方保護(hù)的對(duì)地內(nèi)阻,從而影響保護(hù)的正常工作。
14.轉(zhuǎn)子從一點(diǎn)接地轉(zhuǎn)變?yōu)閮牲c(diǎn)接地時(shí)保護(hù)判據(jù)如何轉(zhuǎn)變的?
答:轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地沒有很好的判據(jù)。
RCS-985裝置采用微機(jī)電橋式原理,保護(hù)判出一點(diǎn)接地后,裝置計(jì)算出一點(diǎn)接地的電阻值,一點(diǎn)接地的位置,在電阻穩(wěn)定約30S后,裝置自動(dòng)記憶住一點(diǎn)接地位置,此時(shí)可以自動(dòng)(或手動(dòng))投入兩點(diǎn)接地保護(hù),裝置持續(xù)計(jì)算接地點(diǎn)位置,如位置發(fā)生變化大于預(yù)定值,保護(hù)判為兩點(diǎn)接地。
15.簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)能否滿足無勵(lì)磁狀態(tài)下測(cè)量功能
答:切換采樣原理的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù),需要轉(zhuǎn)子電壓量來工作。
無勵(lì)磁狀態(tài)下測(cè)量功能采用外加電源轉(zhuǎn)子接地保護(hù),但由于外加電源很小,只有幾十伏,只能測(cè)量金屬性短路。
現(xiàn)場(chǎng)勵(lì)磁回路絕緣下降大部都在轉(zhuǎn)子電壓較高的時(shí)候表現(xiàn)出來,一些與振動(dòng)摩檫導(dǎo)致的電纜絕緣破壞有關(guān),轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后,勵(lì)磁回路絕緣檢測(cè)一般采用1000V以上搖表才能檢測(cè)出來,而與振動(dòng)有關(guān)的,往往機(jī)組停運(yùn)時(shí),絕緣測(cè)量也是好的,因此,無勵(lì)磁狀態(tài)下外加電源轉(zhuǎn)子接地保護(hù)對(duì)于絕緣下降測(cè)量沒有效果。