發(fā)電機(jī)差動、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保護(hù),不受負(fù)荷電流影響,靈敏度高,抗TA飽和能力強,具有很高的檢測變壓器內(nèi)部小電流故障(如中性點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)字仿真試驗室、華東電力試驗研究院、電力科學(xué)研究院、電力自動化研究院等的各種動模與靜模試驗統(tǒng)計表明:在變壓器正常運行工況下發(fā)生1.5%的匝間故障時,工頻變化量差動保護(hù)都能靈敏動作。
2.為何要采用變斜率比率差動原理?
答:(1)變斜率比率差動一開始就帶制動特性,可以很好地與CT不平衡電流匹配,防止了兩折線比率差動拐點設(shè)置不合理產(chǎn)生的問題;
(2)與普通比率差動比較,增加了靈敏動作區(qū),提高了輕微內(nèi)部故障時保護(hù)的靈敏度;
同時,變斜率比率差動在制動電流很大時,減小一塊易誤動區(qū),提高了安全性。
3. 差動保護(hù)采用何種原理防止勵磁涌流時誤動?
答:差動保護(hù)采用二次諧波原理及波形判別原理防止勵磁涌流時差動的誤動。
4. 變壓器差動保護(hù)對YD變壓器電流的幅值和相位如何調(diào)整?
RCS-985采用軟件實現(xiàn)Y ->Δ變換調(diào)整變壓器各側(cè)TA二次電流相位。
同時,通過軟件自動平衡各側(cè)的變比差別,最大的調(diào)整倍數(shù):
各側(cè)均為5A的CT,相對于標(biāo)準(zhǔn)側(cè),調(diào)整系數(shù)范圍0.01 - 6.4倍。
對于標(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)如何實現(xiàn)?
如發(fā)電機(jī)中性點能引出6個端子,定子匝間保護(hù)由裂相橫差和單元件橫差保護(hù)實現(xiàn),靈敏度最高;
如發(fā)電機(jī)中性點只能引出3個端子時,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,記憶時間足夠保護(hù)動作(記憶時間為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,裝置自動適應(yīng)并網(wǎng)、解列情況時的變化,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配電變壓器二次側(cè)零序電壓實現(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)可單獨投入跳閘。
三次諧波電壓差動判據(jù):
三次諧波電壓差動判據(jù)可以保護(hù)100%的定子接地保護(hù),此判據(jù)靈敏度高,一般動作于信號。
9. 外加電源定子接地保護(hù)靈敏度如何?如何實現(xiàn)?
答:
一般認(rèn)為外加電源定子接地保護(hù)具有兩個優(yōu)點:靈敏度高、發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下保護(hù)仍起作用。對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(動作于跳閘)、3 k(動作于信號),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)停運狀態(tài),外加電源的電壓量非常小,并不能檢測帶有過渡電阻的發(fā)電機(jī)定子接地。對于火電機(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低頻信號方案,從發(fā)電機(jī)中性點接地變二次側(cè)注入20hz信號,外配20hz電源和濾波器,保護(hù)邏輯由RCS-985完成。注入模件單獨組屏,一般放置在發(fā)電機(jī)中性點接地變現(xiàn)地,通過電纜將20hz電流、電壓信號引入保護(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,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。
b.三次諧波電壓差動:
裝置自動調(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。
11. 轉(zhuǎn)子一點接地和轉(zhuǎn)子兩點接地保護(hù)的原理方案?
答:(1)采用切換采樣原理(乒乓式)反應(yīng)轉(zhuǎn)子一點接地情況,實時變換轉(zhuǎn)子回路正對地、負(fù)對地電阻網(wǎng)絡(luò),實時測量轉(zhuǎn)子對地絕緣狀況,轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)動作后可以自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地。兩點接地保護(hù)采用電橋原理,即如一點接地位置明確變化判為兩點接地。
(2)轉(zhuǎn)子一點接地設(shè)有兩段定值,I段為靈敏段,動作于信號,II段轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)可動作于信號,也可動作于跳閘。
(3)如II段轉(zhuǎn)子一點接地動作于信號,保護(hù)動作后,延時自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地。一般運行時推薦采用投壓板的方式手動投入。
12.轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)為何雙配置、單套運行?
答:轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)采用切換采樣原理(乒乓式)反應(yīng)轉(zhuǎn)子一點接地情況,為了測量轉(zhuǎn)子對地的絕緣情況,保護(hù)測量回路有一個內(nèi)阻(電阻網(wǎng)絡(luò)),因此如投入兩套轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù),因相互測量出對方的內(nèi)阻導(dǎo)致誤動。
運行時,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)子一點接地保護(hù)自動投入。切換至另一套時,先斷開運行中轉(zhuǎn)子電壓輸入回路的閘刀,合上需運行的轉(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。這是因為轉(zhuǎn)子接地保護(hù)為了測量轉(zhuǎn)子對地絕緣情況,裝置內(nèi)部設(shè)有對地內(nèi)阻,如投入兩套轉(zhuǎn)子接地保護(hù),勢必會相互測量出對方保護(hù)的對地內(nèi)阻,從而影響保護(hù)的正常工作。
14.轉(zhuǎn)子從一點接地轉(zhuǎn)變?yōu)閮牲c接地時保護(hù)判據(jù)如何轉(zhuǎn)變的?
答:轉(zhuǎn)子兩點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)判出一點接地后,裝置計算出一點接地的電阻值,一點接地的位置,在電阻穩(wěn)定約30S后,裝置自動記憶住一點接地位置,此時可以自動(或手動)投入兩點接地保護(hù),裝置持續(xù)計算接地點位置,如位置發(fā)生變化大于預(yù)定值,保護(hù)判為兩點接地。
15.簡述轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)能否滿足無勵磁狀態(tài)下測量功能
答:切換采樣原理的轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù),需要轉(zhuǎn)子電壓量來工作。
無勵磁狀態(tài)下測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,只能測量金屬性短路。
現(xiàn)場勵磁回路絕緣下降大部都在轉(zhuǎn)子電壓較高的時候表現(xiàn)出來,一些與振動摩檫導(dǎo)致的電纜絕緣破壞有關(guān),轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)動作后,勵磁回路絕緣檢測一般采用1000V以上搖表才能檢測出來,而與振動有關(guān)的,往往機(jī)組停運時,絕緣測量也是好的,因此,無勵磁狀態(tài)下外加電源轉(zhuǎn)子接地保護(hù)對于絕緣下降測量沒有效果。