WFB-800培训手册

WFB-800系列微机发变组保护装置用户培训手册许继电气股份有限公司保护及自动化事业部用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION１编制：余高旺陈海龙校核：郝延丽审核：王国玉许继电气保护及自动化事业部本部保留对此说明书进行修改的权利，产品与此说明书不符者，以实际产品为准。技术支持电话：[phone]技术支持传真：[phone]E-mail:[e-mail]2003.10第三次印刷ver:1.0用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION２目录前言………………………………………………………………第3页第一章概述……………………………………………………第4页第二章保护的基本原理和要考虑的特殊问题…………………第6页第三章保护装置介绍…………………………………………第46页第四章装置使用说明…………………………………………第53页第五章调整试验………………………………………………第64页第六章维护指南………………………………………………第71页第七章现场应用注意事项及要求……………………………第73页用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION３前言许继集团有限公司系国家级企业技术中心和河南省高新技术企业，以电力系统自动化、保护及控制产品的研制、生产为主导，为用户提供电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化、电站自动化、电网安全稳定控制系统、继电保护及自动化装置，电源装置、仪器仪表、通信设备，开关、变压器等输变电设备，从二次设备到一次设备的配套产品及服务。WFB-800系列微机发电机变压器组成套保护装置主要适用于电力系统主设备的保护。在推广过程中，用户提出有益的建议希望能够有一套较为系统的教材或资料能够帮助他们对设备进行更加全面的了解。我们也为了给广大用户提供更加优质的产品和完善的服务。特编写了这本深入浅出的，旨在帮助用户能全面了解WFB-800系列微机发变组成套保护装置的原理、特性、调试、维护、使用方法、维修指南等培训手册。由于时间的关系，这本手册能否满足用户的需要，还需实践的检验。希望广大用户多提宝贵意见并批评、指正。以便我们进一步对教材进行完善。用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION４第一章概述大型发变组是现代电力系统最重要的组成部分之一，它造价昂贵，结构复杂，一旦故障，将给系统正常供电和安全运行带来严重后果，为此应根据发变组在运行中可能发生的故障的类型装设必要的和可靠的保护装置。1.1发电机的故障和不正常工作状态如下:(1)定子绕组相间短路；(2)定子绕组接地；(3)定子绕组匝间短路；(4)发电机外部相间短路；(5)定子绕组过电压；(6)定子绕组过负荷；(7)转子表层（负序）过负荷；(8)励磁绕组过负荷；(9)励磁回路一点及两点接地；(10)励磁电流异常下降或消失；(11)定子铁芯过激磁；(12)发电机逆功率；(13)低频；(14)失步；(15)其他故障和异常运行。1．2变压器的故障和不正常工作状态如下：(1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；(2)绕组的匝间短路；(3)外部相间短路引起的过电流；(4)中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；(5)过负荷；(6)过励磁；(7)油面降低；(8)变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障。变压器的上述故障可分为内部故障和外部故障两类。变压器内部故障是指变压器油箱里面发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。实践证明，发生内部故障是很危险的，因为短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组的绝缘，烧坏铁芯，还可能由于绝缘材料和变压器油受热而产生大用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION５量气体，从而导致变压器油箱的爆炸。变压器外部故障是指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪烁或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路，引出线之间发生的相间短路等。变压器最常见的不正常工作状态是过电流，即工作电流大于额定电流。产生过电流的原因很多，主要有外部短路故障切除时间长、并联工作变压器被断开、电动机的自起动、自动投入负荷、系统振荡等。另外，还有变压器油箱漏油造成的油面降低，由于外加电压过高或频率降低而引起的过励磁，变压器中性点电压升高等。1．3对发变组保护的基本要求发变组保护复杂，具体保护的要求必须和机组、系统运行相配合。用户可根据本系统和本机组的实际情况选择。对于单元接线的大型发变组保护而言，一般要求如下：(1)发变组内部故障时，主保护应立刻动作，断开发变组高压侧断路器，断开高压厂用变压器低压侧断路器，同时灭磁、关主汽门或导水叶。(2)当励磁系统故障，引起励磁电流降低或消失时，失磁保护应有选择性的动作。根据情况选择切换励磁，减出力或停机等措施，保护发电机组的安全，同时避免不必要的停机。(3)当发电机组振荡失步时，应能尽快检出失步故障，能够区分出振荡中心，根据振荡中心的位置选择发信号或跳闸。当选择跳闸时应能选择恰当的跳闸时机，尽量在振荡电流较小的条件下发跳闸信号。(4)对于励磁回路的一点接地保护，除简单、可靠这些一般要求之外，还要求能够反应在励磁回路中任一点发生的接地故障，并且要有足够高的灵敏度。(5)能够检测到发电机定子绕组任一点发生的单相接地故障，并选择发信号或停机。(6)当发电机，转子，变压器发生过负荷时，应能发报警信号或停机。(7)当发变组发生其它类型的故障或异常运行状况时，能根据要求发报警信号或动作于某一出口。1.4本装置保护发变组的故障或不正常工作状态可配置的保护为了防止发变组在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力系统安全连续运行，用户可根据本机组的情况确定保护的配置方案，WFB-800系列微机发变组保护装置提供的保护如下：反应内部故障的主保护：发电机差动保护(包括纵差，不完全纵差，标积差动等)，发电机匝间保护(包括横差，故障分量负序方向等原理)，变压器差动保用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION６护(包括纵差，零差等)。后备保护和异常运行保护：基波零序电压保护，三次谐波电压保护，转子一点接地保护，转子两点接地保护，失磁保护，失步保护，过激磁保护，低频保护，起停机保护，突加电压保护，低阻抗保护，复压（方向）过流，零序（方向）过流，零序电流保护，零序电压保护，间隙零序保护，非全相保护，失灵启动保护，定反时限过负荷保护，过流保护，负序过流保护，过电压保护，低电压保护，TA断线保护，TV断线保护等等。非电量保护：断水保护，热工保护，励磁系统故障，系统保护联跳，瓦斯，温度，油位，压力异常，压力释放，冷却器全停等等。还有其它一些保护，不再一一列举。1．5保护装置的基本要求WFB-800微机发变组保护装置能根据用户的要求配置各种不同类型的保护，正确反应发变组各种故障情况和部正常运行状态，充分满足电力系统对保护装置的选择性，速动性，灵敏性，可靠性的要求。1．6保护装置的简介WFB-800微机发变组保护装置由交流变换插件，采保插件，CPU插件，出口插件，开入开出插件，信号插件，通讯插件及稳压电源插件等构成，适用于大、中、小型容量的发变组保护。WFB-801装置集成了一台发电机的全部电气量保护，WFB-802装置集成了一台主变压器的全部电气量保护，WFB-803装置集成了一台高厂变和励磁变（励磁机）的全部电气量保护，WFB-804装置集成了一台主变压器及高厂变的全部非电量类保护。可满足大型发电机变压器组双套主保护、双套后备保护、非电量类保护完全独立的配置要求。WFB-800系列保护装置由大屏幕320×240彩色液晶显示屏作为管理机负责人机对话及全部信息处理，可与电厂综合自动化监控系统相联，并通过监控系统实现对保护的管理。用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION７第二章保护的基本原理和要考虑的问题2.1、发电机比率制动式差动保护发电机比率制动式差动保护是利用比较发电机两端电流差值构成的一种保护，是发电机内部相间短路故障的主保护。其差动动作方程如下：IopIop.0(IresIres.0时)IopIop.0+S(Ires–Ires.0)(IresIres.0时)满足上述两个方程差动元件动作，式中：Iop为差动电流，Iop.0为差动最小动作电流整定值，Ires为制动电流，Ires.0为最小制动电流整定值，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。差动电流：NTopIII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。差动保护的原理接线如图2.1。图2.1图2.1表示发电机正常运行和外部故障时的电流流向。在理想情况下，正常运行和外部故障时，电流IN和IT大小相等，方向相同，此时差动电流应该为0。实际上由于各种原因，此时差动回路中存在较大的不平衡电流，但是由于制动电流较大，能将差动可靠的制动，保护不会误动。当发电机内部故障时，电流流向如图2.2。用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION８此时电流IN和IT方向相反，差动电流较大，制动电流较小，差动保护可靠动作，快速切除发生故障的发电机。注意：为了保证在正常和外部故障时差动不误动，同时保证内部故障能可靠动作，机端和中性点电流互感器必须同型号、同变比。2.2、不完全纵差保护不完全纵差保护是发电机(或发变组)内部故障的主保护，既能反映发电机(或发变组)内部各种相间短路，也能反映匝间短路和分支绕组的开焊故障。不完全纵差保护可作为发电机纵差保护，当用于发变组不完全纵差保护时，应增设防涌流误动的二次谐波闭锁判据。差动动作方程如下：IopIop.0(IresIres.0时)IopIop.0+S(Ires–Ires.0)(IresIres.0时)满足上述两个方程差动元件动作，式中：Iop为差动电流，Iop.0为差动最小动作电流整定值，Ires为制动电流，Ires.0为最小制动电流整定值，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。差动电流：NFZTopIKII制动电流：2NFZTresIKII式中：IT，IN分别为机端，中性点电流，KFZ为分支平衡系数。不完全纵差保护的原理接线图如下。用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION９图2.3不完全纵差保护原理接线图(a)中性点侧引出6个端子(b)中性点侧引出4个端子注意：a.机端和中性点电流互感器可选同型号、同变比，由分支平衡系数调整平衡；b.当每相并联分支数a2时，不完全纵差保护在每相中性点侧装设互感器的分支数n应为1≤n≤2a，究竟应在几个分支上装设互感器和应在哪几个分支上装设互感器，必须通过发电机内部短路计算来决定，可采用清华大学电机系开发的“多回路分析法”计算软件计算各种情况下保护的灵敏度。。2.3、标积制动式差动保护标积式差动保护可应用于发电机、变压器等作为内部故障的主保护。规定1.I、2.I相量以流入被保护设备为正方向，定义：差动电流.2.1IIIop制动电流cos..2.1IIIres式中—1.I、2.I之间相位差。1.I—机端电流。2.I—中性点电流。当009090时，0cos，resI0，有制动作用，这是外部短路的一般特征。用户培训手册许继集团有限公司XJGROUPCORPORATION１０当0027090时，0cos，resI呈虚数，令resI=0，所以不再有制动作用，这是内部短路的一般特征。保护动作判据为：a.当resIIbs、或1IIbs、或2IIbs时，保护按如下方程动作：opIIop.0(IresIres.0时)IopIop.0+S(Ires–Ires.0)(IresIres