【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 硬件框圖 保護(hù)裝置采用雙電源、雙 CPU運(yùn)行方式。裝置有兩個(gè)完全獨(dú)立的、相同的 CPU板，并各自具有獨(dú)立的采樣、 A/D 變換、邏輯計(jì)算功能；兩塊 CPU 板硬件電路完全一樣，其中一個(gè) CPU 完成某一對(duì)象主保護(hù)的功能，另一 CPU 完成某一對(duì)象后備保護(hù)的功能，且相互獨(dú)立，電源分開(kāi)、并能單獨(dú)工作行使其相應(yīng)保護(hù)功能，不會(huì)因?yàn)槟骋换芈饭收希ㄈ珉娫矗┒鴮?dǎo)致整套保護(hù)裝置拒動(dòng)。其中外部模擬量信息為兩個(gè) CPU共享。另有一塊人機(jī)對(duì)話板，由一片 DSP 專(zhuān)門(mén)處理人機(jī)對(duì)話任務(wù)。人機(jī)對(duì)話擔(dān)負(fù)鍵盤(pán)操作和液晶顯示功能。正常時(shí)，液晶顯示當(dāng)前時(shí)間、機(jī)組的主接線、各側(cè)電流、電壓、差電流。人機(jī)對(duì)話 中所有的菜單均為簡(jiǎn)體漢字；通過(guò)本公司為保護(hù)提供的軟件，可對(duì)保護(hù)進(jìn)行更為方便、詳盡的監(jiān)視與控制。 裝置核心部分采用德州儀器公司 (TEXAS INSTRUMENTS)的 32位數(shù)字信號(hào)處理器 TMS320C32，主要完成保護(hù)的出口邏輯及后臺(tái)功能，使保護(hù)整體精確、高速、可靠。 低通濾波多路開(kāi)關(guān)C P U( D S P )G P S 對(duì) 時(shí) 脈 沖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 復(fù) 雜可 編 程 邏輯 控 制 器開(kāi)入開(kāi)出L O N 網(wǎng)3 2 路3 2 路4 0 路模 入 圖 CPU部分硬件框圖 模擬量變換由 2~3 塊交流變換插件完成，功能是將 TA、 TV 二次電氣量轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)。保護(hù)出口和開(kāi)入分別由兩塊跳閘出口插件和 2 塊開(kāi)入開(kāi)出插件構(gòu)成，完 成跳閘出口、信號(hào)出口、開(kāi)關(guān) WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 10 量輸入等功能。 軟件平臺(tái)說(shuō)明 軟件平臺(tái)采用 ATI公司的 RTOS系統(tǒng) Nucleus Plus。 Nucleus Plus是一個(gè)經(jīng)過(guò)測(cè)試的內(nèi)核，保證軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性。 與電廠自動(dòng)化系統(tǒng)接口說(shuō)明 WFB810保 護(hù)裝置1CPU1 CPU2MMI規(guī)約變換WFB810保 護(hù)裝置2CPU1 CPU2GPS對(duì)時(shí)脈沖PC機(jī)調(diào)試電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)RS485RS485ETHERNETETHERNET網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)MMI規(guī)約變換 系統(tǒng)總體框圖 構(gòu)成系統(tǒng)的各裝置之間、保護(hù) CPU 與通信管理 CPU 間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線 Lonworks 相連，可方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、自檢和互檢，同時(shí)減少各部分 的關(guān)聯(lián)性，有利于整體可靠性的提高。單元管理機(jī)以串行通信或網(wǎng)絡(luò)通信方式與電廠監(jiān)控系統(tǒng)相聯(lián)，可對(duì)電廠監(jiān)控系統(tǒng)上送事件報(bào)告、告警信息等，并可通過(guò)電廠監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)保護(hù)系統(tǒng)所具有的各種功能實(shí)施全遙控操作。單元管理機(jī)設(shè)有兩組獨(dú)立的通信接口 RS485（可配置成光纖），還可轉(zhuǎn)換為兩獨(dú)立的 Ether，支持 IEC 608705103通訊規(guī)約，滿(mǎn)足電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。 裝置面板布置圖 圖 面板布置圖 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 11 面板中信號(hào)燈說(shuō)明如下： 每臺(tái)保護(hù)裝置 有兩個(gè)保護(hù) CPU，每個(gè) CPU對(duì)應(yīng) 4個(gè)信號(hào)燈，其中： “運(yùn)行”燈為綠燈，裝置正常運(yùn)行時(shí)，每秒閃爍 5次，如果閃爍不正常說(shuō)明本 CPU處于不正常運(yùn)行狀態(tài)； “啟動(dòng)”燈為黃燈，正常運(yùn)行時(shí)熄滅，當(dāng)本 CPU中任一保護(hù)啟動(dòng)元件啟動(dòng)時(shí)點(diǎn)亮； “信號(hào)”燈為紅燈，正常運(yùn)行時(shí)熄滅，當(dāng)本 CPU中任一保護(hù)動(dòng)作時(shí)點(diǎn)亮； “跳閘”燈為紅燈，正常運(yùn)行時(shí)熄滅，當(dāng)本 CPU中任一保護(hù)跳閘時(shí)點(diǎn)亮。 每臺(tái)保護(hù)裝置還有一個(gè)“裝置故障”燈，“裝置故障”燈為紅燈，正常運(yùn)行時(shí)熄滅，當(dāng)裝置發(fā)生故障時(shí)點(diǎn)亮。 結(jié)構(gòu)與安裝 (外形尺寸、開(kāi)孔尺寸 ) WFB810 裝置采用 19in 6U 全寬全封閉標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，嵌入式安裝于屏 (柜 )上，機(jī)箱外形尺寸和安裝開(kāi)孔尺寸如圖 。 圖 機(jī)箱外形尺寸圖 圖 安裝開(kāi)孔尺寸圖 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 12 裝置背視圖 D CUU 保件插件 件插插CPC 采P3B 9A 8 7 2 1456 圖 a WFB811裝置背視圖 D CUU 保件插件 件插插CPC 采P3B 9A 8 7 2 1456 圖 b WFB812,WFB813裝置背視圖 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 13 5 保護(hù)原理及判據(jù)說(shuō)明 發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù) 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路故障的主保護(hù)。 。 差動(dòng)動(dòng)作方程如下： Iop ? ( Ires ? 時(shí) ) Iop ? + S(Ires – ) ( Ires 時(shí) ) 式中： Iop為差動(dòng)電流， ， Ires為制動(dòng)電流， 整定值， S為比率制動(dòng)特性的斜率。各側(cè)電流的方向都以指向發(fā)電機(jī)為正方向，見(jiàn)圖 。 差動(dòng)電流： NTop III ?? ?? 制動(dòng)電流： 2NTresIII ?? ?? 式中： IT， IN分別為機(jī)端、中性點(diǎn)電流互感器 (TA)二次側(cè)的電流， TA的極性見(jiàn)圖 。 圖 電流極性接線示意圖 根據(jù)工程需要 ，也可將 TA極性端均定義為靠近發(fā)電機(jī)側(cè)。 TA斷線判別 當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于 TA斷線判別程序，滿(mǎn)足下列條件認(rèn)為 TA斷線： a. 本側(cè)三相電流中至少一相電流為零； b. 本側(cè)三相電流中至少一相電流不變； c. 最大相電流小于 。 保護(hù)邏輯框圖見(jiàn)圖 發(fā)電機(jī)保護(hù)通常采用“三取二”方式。三相中有任兩項(xiàng)同時(shí)滿(mǎn)足差動(dòng)條件，差動(dòng)保護(hù)才可動(dòng)作。 以下圖示為“三取一”方式，三項(xiàng)中任何一項(xiàng)滿(mǎn)足條件，差動(dòng)動(dòng)作。如采用“三取一”方式進(jìn)行保護(hù)配置，應(yīng)特別注明。 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 14 amp。amp。 圖 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖 a. 最小動(dòng)作電流一般取發(fā)電機(jī)額定電流 (In)的 ~； b. 比例制動(dòng)特性斜率一般可取 ~； c. 電流回路斷線的整定： TA斷線閉鎖差動(dòng)整定為“ 1”時(shí)，閉鎖差動(dòng)； TA斷線閉鎖差動(dòng)整定為“ 0”時(shí)，不閉鎖差動(dòng)。 定 值 名 稱(chēng) 整定范圍 備 注 發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù) 最小動(dòng)作電流 最小制動(dòng)電流 制動(dòng)特性斜率 S TA斷線閉鎖差動(dòng) 01 1： 閉鎖 0： 不閉鎖 以下為保護(hù)軟壓板 比率制動(dòng)式差動(dòng)軟壓板 √ ： 投入 179。 ： 退出 機(jī)端和中性點(diǎn)電流互感器必須同型號(hào)、同變比。 發(fā)電機(jī)匝間保護(hù) 匝間保護(hù)作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)。根據(jù)電廠設(shè)備情況，可選擇以下方案中的一種。 本保護(hù)不僅作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間 短路及定子繞組開(kāi)焊的保護(hù)。 發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生內(nèi)部短路，三相機(jī)端對(duì)中性點(diǎn)的電壓不再平衡，因?yàn)闄C(jī)端電壓互感器中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接相連且不接地，所以互感器開(kāi)口三角繞組輸出縱向 3U0，保護(hù)判據(jù)為： | 3U0 | Uset 式中， Uset為保護(hù)的整定值。 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端不平衡基波零序電壓很小，但可能有較大的三次諧波電壓，為降低保 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 15 護(hù)定值和提高靈敏度，保護(hù)裝置中增設(shè)三次諧波阻波功能。 為保證匝間保護(hù)的動(dòng)作靈敏度，縱向零序電壓的動(dòng)作值一般整定較小，為防止外部短路時(shí)縱向零序不平衡電 壓增大造成保護(hù)誤動(dòng)，須增設(shè)故障分量負(fù)序方向元件為選擇元件，用于判別是發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路還是外部短路。 故障分量負(fù)序方向元件采用圖 ，方案二的綜合框圖見(jiàn)圖 。 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后運(yùn)行時(shí)，縱向零序電壓元件及故障分量負(fù)序方向元件組成“與”門(mén)實(shí)現(xiàn)匝間保護(hù)；在并網(wǎng)前，因Δ I2=0，則故障分量負(fù)序方向元件失效，僅由縱向零序電壓元件經(jīng)短延時(shí) t1實(shí)現(xiàn)匝間保護(hù)。并網(wǎng)后不允許縱向零序電壓元件單獨(dú)出口，為此以過(guò)電流 IIset閉鎖該判據(jù)，固定 Iset=。 amp。amp。amp。amp。 圖 匝間保護(hù)方案二邏輯框圖 a. 縱向基波零序電壓保護(hù)動(dòng)作電壓設(shè)計(jì)值可初選為 2V~3V，以躲過(guò)外部短路時(shí)的不平衡電壓。 b. △ P2整定同前 定 值 名 稱(chēng) 整定范圍 備 注 縱向零序電壓匝間保護(hù) 故障分量負(fù)序電流 ?I 故障分量負(fù)序電壓 ?u 故障分量負(fù)序功率 ?P 零序動(dòng)作電壓 Uset 延時(shí)時(shí)間 t TV斷線閉鎖投退 01 1：投入， 0：退出 以下為保護(hù)軟壓板 匝間保護(hù)軟壓板 √ ： 投入 179。 ： 退出 為取得發(fā)電機(jī)縱向零序電壓，本保護(hù)須接于發(fā)電機(jī)機(jī)端專(zhuān)用電壓互感器 TV的二次側(cè)，該 TV的一次側(cè)中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連且不接地。 作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間、相間短路及定子繞組開(kāi)焊的主保護(hù)。 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 16 本保護(hù)檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子多分支繞組的不同中性點(diǎn)連線電流 (即零序電流 )3I0中的基波成分，保護(hù)判據(jù)為： 判據(jù) 1（無(wú)制動(dòng)特性）： Iop ? Iset， Iset為動(dòng)作電流的整定值，見(jiàn)后 判據(jù) 2（有制動(dòng)特性）： Iop ? ( Ires ? 時(shí) ) . . )( opre s re sre sopop II IISII ???? ( Ires 時(shí) ) 式中： Iop為橫差電流， ， Ires為制動(dòng)電流（取機(jī)端三相電流最大值）， ， S為比率制動(dòng)特性的斜率。 判據(jù) 2均可單獨(dú)構(gòu)成橫差保護(hù)，用戶(hù)可通過(guò)控制字進(jìn)行選擇。 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，接于兩中性點(diǎn)之間的橫 差保護(hù)，不平衡電流主要是基波，在外部短路時(shí)，不平衡電流主要是三次諧波成分，為降低保護(hù)定值和提高靈敏度，保護(hù)中還增加有三次諧波阻波功能。橫差保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于出口，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，橫差保護(hù)經(jīng)延時(shí) t 動(dòng)作于出口， t 一般整定為 。該方案的綜合邏輯框圖如圖 。 amp。amp。amp。t 圖 橫差保護(hù)邏輯框圖 a. 高靈敏零序電流型橫差保護(hù)動(dòng)作電流設(shè)計(jì)值可初選為 (Ign為發(fā)電機(jī)額定電流， NTA為橫差保 護(hù)用互感器變比 )； b. 高靈敏零序電流型橫差保護(hù)動(dòng)作電流運(yùn)行值應(yīng)如下整定： p e rr e ls e t )K/I(IKKI ???? Krel為可靠系數(shù)，取 ~； Kaper為暫態(tài)系數(shù)取 2； TA 二次側(cè)輸出端的基波零序不平衡電流； TA二次側(cè)輸出端（未經(jīng)過(guò)三次諧波阻波器過(guò)濾的）三次諧波不平衡電流； （ I≤ In）曲線的延伸而獲得； K3為三次諧波濾過(guò)比， K3?100。 Iset為判據(jù) 1（無(wú)制動(dòng)特性）橫差保護(hù) TA二次側(cè)（即保護(hù)端子）動(dòng)作電流整定值。 定 值 名 稱(chēng) 整定范圍 備 注 橫差保護(hù) 最小動(dòng)作電流 最小制動(dòng)電流 WFB810 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū) 17 制動(dòng)特性斜率 S 一點(diǎn)接地后延時(shí)時(shí)間 有無(wú)制動(dòng)選擇 01 0：無(wú)制動(dòng) 1：有制動(dòng) 以下為保護(hù)軟壓板 橫差保護(hù)軟壓板 √ ： 投入 179。 ： 退出 工程應(yīng)用 選 擇無(wú)制動(dòng)特性的橫差保護(hù)時(shí)，定值整定一般在保護(hù)投運(yùn)前做升流實(shí)