发电机变压器组保护技术规范书

1山东济矿鲁能煤电有限公司阳城电厂(2X150MW)工程微机型发电机变压器组保护装置（含高厂变和励磁变）技术规范书中南电力设计院2008.41技术要求1.1应遵循的主要现行标准下列标准所包含的条文，通过在本规范书中引用而构成本规范书的条文。所示标准均应采用最新有效版本。所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB2423电工电子产品基本环境试验规程GB/T13926工业过程测量和控制装置的电磁兼容性GB6162-85静态继电器和保护装置的电气干扰试验GB7261-87继电器及继电保护装置基本试验方法GB-2887-89计算机场地技术条件GB50171-92电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB/14537-93量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验GB14285-93继电保护和安全自动装置技术规程GB50065-1994交流电气装置的接地设计规范GB/T14598.9-1995辐射静电试验GB/T14598.10-1996快速瞬变干扰试验GB/T14598.13-19981兆赫脉冲群干扰试验GB/T14598.14-1998静电放电试验DL/T671-1999微机发电机变压器组保护装置通用技术条件DL/T667-1999继电保护设备信息接口配套标准NDGJ8-89火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程电安生[1994]191号文《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》电安生[1997]356号文《电力系统继电保护技术监督规定》电调[1994]701号文《电力系统继电保护及安全自动装置质量监督管理规定》《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》国电调（2002）138号“电安”[1994]191号关于颁布《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》的通知中的有关条款。华东电调(1996)573号文件《关于执行“华东电网大型发电机、变压器保护反措实施细则”的通知》。江苏省电力工业局苏电调字（1995）1012号关于颁发《江苏电网继电保护及安全自动装置反事故措施要点实施细则》的通知中的有关条款。1.2工程条件1.2.1工程概况发电机变压器组接线：发电机双卷变接220kV母线，220kV为双母线接线；发电机变压器组容量：发电机150MW；变压器180MVA；系统电压：高压侧：242kV；发电机侧：15.75kV；主变压器接线组别：Yn、d11；励磁方式：静止励磁系统；高压厂用变压器电压：高压侧：15.75kV；低压侧：6.3kV；高压厂用变压器接线组别：D,dO；高压厂用变压器容量：20MVA；最大短路电流：高压侧：(待定)kA；发电机出口侧：（待定）kA；高压厂用变压器高压侧：（待定）kA；高压厂用变压器低压侧：（待定）kA。1.3基本技术条件1.3.1型式：微机型。1.3.2交流电源额定电压：220V；允许偏差：－15％～＋10％；波形：正弦，波形畸变不大于5％；频率：50Hz±0.5％。1.3.3直流电源额定电压：220V；允许偏差：－20％～＋10％；波纹系数：不大于5％。1.4主要设备技术参数1.4.1额定数据CT变比：主变压器高压侧：600~1200/5A；发电机侧：8000/5A；高压厂用变压器高压侧：2500/5A；1250/5A；高压厂用变压器低压侧：（待定）PT电压：220kV:（220/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/0.1kV15.75kV：（15.75/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/（0.1/3）kV；频率:50Hz。1.4.2主变高压侧断路器参数：控制电压:DC220V；合闸电流:5A；跳闸电流:5A。1.4.3厂变低压侧断路器参数：控制电压:DC220V；合闸电流:A；（待定）跳闸电流:A。（待定）1.5整套装置的主要功能：1.5.1装置应具有独立性、完整性、成套性。被保护设备包括发电机、主变压器、励磁系统、高压厂用变压器及这些设备间的母线和主变高压侧至220kV断路器之间的引出线等。在成套装置内应具有被保护设备所必需的保护功能。1.5.2装置的保护模块配置应合理。当装置出现单一硬件故障退出运行时，被保护设备应能允许继续运行。1.5.3非电量保护可经装置触点转换出口或经装置延时后出口，装置应反映其信号。1.5.4装置中不同类型的保护，应设有方便的投退功能。1.5.5装置应具有必要的参数监视功能。1.5.6装置应具有必要的自动检测功能。当装置自检出元器件损坏时，应能发出装置异常信号，而装置不应误动。装置应具有自复位功能，当软件工作不正常时应能通过自复位电路自动恢复正常工作。装置各保护软件在任何情况下都不得相互影响。装置每一个独立逆变稳压电源的输入应具有独立的保险功能，并设有失电报警。装置应记录必要的信息（如故障波形数据），并通过接口送出；信息不应丢失，并可重复输出，信息内容及输出方式由企业标准规定。1.5.7保护屏柜端子不允许与装置弱电系统（指CPU的电源系统）有直接电气上的联系。针对不同回路，应分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽的变压器磁耦合等隔离措施。1.5.8装置应有独立的内部时钟，其误差每24h不应超过±5s，并提供外部时钟同步接口。保护装置具有GPS对时功能，用串行口接收GPS发出的时钟，并接收GPS定时发出的硬同步对时脉冲，刷新CPU系统的秒时钟，对时误差1mS.1.5.9系统有可靠的数码管或液晶显示，提供独立的监控手段，并有良好的人机界面和丰富的操作功能。1.5.10保护管理机应提供硬件及软件配置明细，供业主确认。1.6微机型发电机-变压器组（含高厂变、励磁变）各种保护功能的主要技术要求发电机－变压器组（含高厂变、励磁变）微机保护采用双重化配置，及两套完整的主保护及后备保护，各种保护功能的主要技术要求如下：1.6.1差动保护：发电机－变压器组（含高厂变、励磁变）应装设差动保护作为主保护，共装设有以下差动保护装置：1.6.1.1发电机差动保护：保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障。1.6.1.2主变压器差动保护：保护主变压器绕组及其引出线的相间短路故障。1.6.1.3高压厂用变压器差动保护：保护高压厂用变压器绕组及其引出线的相间短路故障。以上各差动保护均应具有以下主要功能及技术要求：a应具有防止区外故障误动的制动特性；b应具有电流互感器（TA）断线判别功能，并能闭锁差动或报警，当电流大于额定电流时应自动解除闭锁并可动作出口跳闸，同时发出断线信号；c在同一相上出现两点接地故障（一点区内、一点区外）时，可动作出口；d应具有差动电流速断功能；e由于各侧电流互感器的变比可能不同，应有平衡差动保护各侧电流的措施；f对于变压器的差动保护应有防止励磁涌流引起误动的功能；g动作电流的整定范围应为0.1-1.0额定电流，整定值允许误差±5%；h动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。1.6.2相间短路后备保护作为发电机－变压器组（含高厂变、励磁变）主保护的远、近后备保护的相间短路故障保护，应装设以下保护装置：1.6.2.1发电机过电流保护：由定时限和反时限两部分特性构成；1.6.2.2发电机负序过电流保护：由定时限和反时限两部分特性构成；1.6.2.3主变压器高压侧、高压厂用变压器装设复合电压过电流保护装置；1.6.2.4发电机复合电压闭锁过电流保护：断开主变压器高压侧断路器。1.6.2.5励磁变过流。上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：a保护应与差动保护及线路相间保护的后备保护相配合，保证动作的选择性；b．反时限特性应能整定，以便与发电机定子或转子表层过热特性近似匹配;c．反时限特性的长延时应可整定到1000s;d．反时限整个特性应由信号段、反时限段、速断段等三部分组成;e．当有电压组件时，应能防止电压互感器（TV）断线和电压切换时的误动；f．电流整定值允许误差±2.5%；g．电流组件返回系数不小于0.9；h．保护固有延时不大于70ms;i．反时限延时允许误差±5%。1.6.3发电机定子接地保护保护发电机定子绕组的单相接地故障，发电机接地方式为中性点不接地，保护装置由下列方式构成：1.6.3.1零序电压式接地保护装置；1.6.3.2三次谐波式接地保护装置；上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：a保护范围100％；b固有延时不大于70ms。c基波段与三次谐波段分别出口，三次谐波段发信号。1.6.4主变压器高压侧单相接地保护保护变压器高压绕组单相接地故障，同时也作为线路保护的后备保护。由于变压器采用分级绝缘，为防止过电压，主变压器保护构成方式如下：多台变压器中，部分变压器中性点直接接地，部分变压器中性点经间隙接地时的零序电流、零序电压和间隙零序电流保护装置；上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：a．应保证变压器绕组绝缘不受损坏；b．装置应设有多个时限，当发生接地故障时，能有选择性切除故障的变压器；c．零序电压应取自电压互感器的开口三角绕组电压，输入回路额定电压为300V；d．整定值允许误差±2.5%；e．返回系数不小于0.9；f．固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms。1.6.5发电机励磁回路保护保护发电机转子回路一点接地故障和两点接地，其主要功能和技术要求如下：1.6.5.1转子回路一点接地保护要满足无励磁状态下测量要求，返回系数不大于1.3;1.6.5.2转子绕组不同地点发生一点接地时，在同一整定值下，其动作值误差为：当整定值为1kΩ－5kΩ时允许误差±0.5kΩ，当整定值大于5kΩ时允许误差±10％；最小整定范围为1kΩ－20kΩ；1.6.6发电机失磁保护保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。其主要功能和技术要求如下：1.6.6.1应能检测或预测机组的静稳边界，或检测机组的稳态异步边界及系统的崩溃电压；还应能检测不同负荷下各种全失磁和部分失磁；1.6.6.2应防止机组正常进相运行时和电力系统振荡时的误动；还应防止系统故障、故障切除过程中以及电压互感器断线和电压切换时的误动；1.6.6.3阻抗整定值允许误差±5％,其它整定值允许误差±2.5%；1.6.6.4固有延时不大于70ms。1.6.7发电机定子匝间保护保护发电机定子绕组同相分支或同相不同分支间的匝间短路故障，由以下方式构成：定子绕组为星形接线、每相无并联分支但中性点有分支引出端子的发电机，装设零序电压保护装置；上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：a区外故障时不应误动，区内故障应有足够的灵敏系数；b．电压或电流互感器断线时不应误动；c．三次谐波滤过比应大于100；d．动作时间(1.2倍定值时)不大于100ms；e．整定值允许误差±5%。1.6.8发电机过电压保护保护发电机在起动或并网过程中发生电压升高而损坏发电机绝缘的事故。其主要功能和技术要求如下：1.6.8.1电压整定范围：1.0～1.5额定电压；整定值允许误差±2.5%;1.6.8.2返回系数不小于0.9；1.6.8.3固有延时不大于70ms。1.6.9发电机逆功率保护保护发电机在并列运行时，从电力系统吸收有功功率变为电动机运行而损坏机组的保护装置。逆功率分为两个部分：一是作为保护装置程序跳闸的起动元件；另一个是作为逆功率保护元件。其主要功能和技术要求如下：1.6.9.1有功测量原理应与无功大小无关;1.6.9.2应具有电压互感器断线闭锁功能;1.6.9.3有功最小整定应不大于10W(二次的三相功率,额定电流为5A)；有功整定值允许误差±10％;a返回系数不小于0.9;b固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms。1.6.10断路器失灵保护当保护装置出口动作发出跳闸脉冲而断路器拒动时，以较短的时限断开相邻元件的断路器，以及相邻元件的断路器失灵时，断开发电机－变压器组断路器的保护装置。其主要功能和技术要求如下：1.6.10.1采用判别主变压器高压侧相电流来检测断路器是否失灵，当电流大于定值时作为启动失灵的一个条件，并由保护装置总出口的触点和断路器辅助触点闭锁；1.6.10.2电流整定值允许误差±2.