南瑞继保RCS-985发变组保护简单介绍
RCS-985RE发电机转子接地保护技术和使用说明书
6
保护原理 .......................................................................................................................4 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 转子一点接地保护 .................................................................................................. 4 转子两点接地保护 .................................................................................................. 5 转子接地保护出口逻辑 .......................................................................................... 5 外加电源监视 .........................................................................................................6 定时举刷和手动举刷功能 .......................................................................................6 装置闭锁与报警 ..................................................................................................... 6
RCS-985性能及技术参数
3．装置性能特征3．1 高速采样及并行计算RCS-985采用双CPU 结构，每个CPU 系统包括两个高性能DSP 芯片及32位主CPU ，装置采样率为每周24点，在每个采样间隔内对所有继电器（包括主保护、后备保护、异常运行保护）进行并行实时计算，使得装置具有很高的可靠性及动作速度。
3．2 高性能的数字算法和滤波性能采用可靠的频率跟踪技术，保证了发电机运行、起停全过程各种算法的准确性，主要算法包括：全周付氏算法、半波积分算法、能量算法等。
3．3 独立的起动元件管理板中设置了独立的总起动元件，动作后开放保护装置的出口继电器正电源；同时针对不同的保护用不同的起动元件，CPU 板各保护动作元件只有在其相应的起动元件动作后同时管理板对应的起动元件动作后才能跳闸出口。
正常情况下保护装置任一元件（出口继电器除外）损坏均不会引起装置误出口。
3．4 差动各侧电流相位差和平衡补偿 主变压器、厂用变、励磁变各侧TA 二次电流相位由软件自调整，各侧电流平衡调整范围可达16倍。
3．5 比率差动保护性能比率差动的动作特性采用可变斜率比率制动曲线(如图3.1)。
对于变压器差动，励磁涌流闭锁判据采用差电流二次谐波、波形判别。
采用差电流五次谐波进行过励磁闭锁。
合理整定Kbl1和Kbl2的定值，在区内故障时保证最大的灵敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流。
图3.1 比率差动保护的动作特性IenIeIcdsdIcdqdIdIrKbl1Kbl2（其中Id 为差动电流，Ir 为制动电流，Icdqd 为差动电流起动定值，Kb11为比率差动起始比率制动系数，Kb12为比率差动最大比率制动系数，Ie 为额定电流，图中阴影部分为比率差动保护动作区） 为避免区内故障时TA 饱和误闭锁稳态比率差动，装置设有一高比例、高启动定值的比率差动保护，只经过差电流二次谐波涌流判据或波形判别闭锁，利用其比率制动特性抗区外故障时的TA 饱和，而在区内故障TA 饱和时确保正确动作。
RCS985-3保护介绍
第三章RCS-985发电机变压器组成套保护装置1.概述RCS－985微机发电机变压器组成套保护装置是根据国家电力公司科学技术项目合同SPKJ010-02，于1999年1月开始研制。
RCS－985采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的硬件系统，并配以32位CPU用作辅助功能处理。
是真正的数字式发电机变压器保护装置。
RCS－985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足电厂自动化系统的要求。
RCS－985提供一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。
对于一个大型发变组单元，配置两套RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。
两套RCS-985取不同组TA，主保护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的跳闸线圈，因此，具有以下优点：（1）设计简洁，二次回路清晰；（2）运行方便，安全可靠，符合反措要求；（3）整定、调试和维护方便。
2.保护功能配置及典型配屏方案RCS-985装置充分考虑大型发电机变压器组保护最大配置要求。
包括了主变、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）的全部保护功能。
2.1 保护功能对照表RCS-985装置分三个程序版本，分别适用于不同的主接线：RCS-985A适用于标准的发变组单元主接线方式：两圈主变（220KV或500KV出线）、发电机容量100MW及以上、一台高厂变（三圈变或分裂变）、励磁变或励磁机；RCS-985B适用于两台高厂变的发变组主接线方式：两圈主变（220KV或500KV出线）、发电机容量100MW及以上、两台高厂变、励磁变或励磁机；RCS-985C适用于多种发变组主接线方式：两圈或三圈主变、发电机容量小于300MW、一台高厂变（三圈变或分裂变）、分支电缆、励磁变或励磁机；具体保护功能与不同程序版本对照见表1.1～1.6。
RCS-985TS型电厂变压器保护装置技术和使用
目
录
1．概述 ..................................................................................................................................1 2．保护功能配置 ....................................................................................................................2 3．装置性能特征 ....................................................................................................................5 3.1 高性能硬件 ...................................................................................................................5 3.2 保护新原理 ...................................................................................................................5 3.3 智能化操作 ...................................................................................................................6 4．技术参数 ...........................................................................................................................7 4.1 机械及环境参数 ............................................................................................................7 4.2 额定电气参数 ................................................................................................................7 4.3 主要技术指标 ................................................................................................................7 4.4 通信接口 .......................................................................................................................8 4.5 输出接点容量 ................................................................................................................8 4.6 电磁兼容 .......................................................................................................................9 5．装置整体说明 ..................................................................................................................10 5.1 硬件配置 .....................................................................................................................10 5.2 通道配置 .....................................................................................................................10 5.3 装置起动元件 ..............................................................................................................10 5.4 保护录波功能和事件报文 ............................................................................................ 11 6．保护原理 .........................................................................................................................12 6.1 变压器差动保护 ..........................................................................................................12 6.2 一侧相间后备保护.......................................................................................................15 6.3 二侧、三侧相间后备保护 ............................................................................................17 6.4 一侧零序（方向）过流保护.........................................................................................18 6.5 二、三侧零序过流保护................................................................................................20 6.6 间隙零序保护 ..............................................................................................................20 6.7 断路器跳闸过流闭锁 ...................................................................................................20 6.8 非电量保护 .................................................................................................................21 6.9 其他异常保护 ..............................................................................................................21 6.10 TA 断线报警功能 .......................................................................................................21 6.11 TV 断线报警功能 .......................................................................................................22 6.12 对时功能 ...................................................................................................................22 6.13 装置闭锁与报警 ........................................................................................................22
RCS-985微机保护装置的简要分析
RCS-985微机保护装置的简要分析【摘要】2004年10月至11月我厂进行了6号机组DCS及发变组保护改造工作，此次发变组保护采用了南京自动化设备厂的DGT801型微机保护装置和南京南瑞继保公司的RCS-985型微机保护装置。
其中RCS-985型微机保护装置是在我厂的首次应用，它与以往应用的微机保护装置相比，在部分主要保护原理上有一些新的算法和特性，本文就此做了简要的分析。
【关键词】微机保护装置；RCS-985；比率差动RCS-985微机发电机变压器组成套保护装置是根据国家电力公司科学技术项目合同SPKJ010-02，于1999年1月开始开发研制。
RCS-985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足电厂自动化的要求。
1.保护装置的简介1.1硬件配置RCS-985微机保护装置采用整体面板，全封闭机箱，抗干扰能力强，非电流端子采用接插端子，使屏上走线简洁。
电路板采用表面贴装技术，减少了电路体积，减少发热，提高了装置可靠性。
装置有两个独立的相同的CPU板，每个CPU板由两个数字信号处理芯片（DSP）和一个32 位单片机组成，采用的是AD公司高性能信号处理器DSP和Motorola公司的32 位单片微处理器MC68332，DSP完成保护运算功能，32位CPU完成保护的出口逻辑及后台功能，每块CPU板上的三个微处理器并行工作，通过合理的任务分配，实现了强大的数据和逻辑处理能力，使一些高性能、复杂算法得以实现。
任一CPU板故障，装置闭锁并报警，杜绝硬件故障引起误动。
装置采样率为每周24点，且在每个采样间隔内对所有继电器（包括主保护、后备保护、异常运行保护）进行并行实时计算，使得装置具有很高的可靠性及动作速度。
1.2通道配置RCS-985装置共设有67路模拟量输入通道，其中电压量共输入22路，电流量输入41路，转子电压、电流输入4路，可以满足100MW以上各种机组接线方式的保护需要。
南瑞RCS—985与许继WFB—800发变组保护的异同
南瑞RCS—985与许继WFB—800发变组保护的异同0.前言南瑞RCS-985发变组保护与许继WFB-800发变组保护是目前在国内火电厂中使用较多的发变组保护设备，也是在国内300MW及以下机组中性能比较稳定，保护动作可靠，灵敏性较高，用户使用比较满意的发变组保护产品。
因此对这两套设备的比较，从而发现他们之间的异同。
1.RCS-985 与WFB-800的概述1.1 RCS-985基本介绍RCS-985采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的硬件系统，并配以32位CPU用作辅助功能处理。
是真正的数字式发电机变压器保护装置。
RCS-985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机、抽水蓄能机组等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足发电厂电气监控自动化系统的要求。
RCS-985提供一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。
根据实际工程需要，配置相应的保护功能。
1.2 WFB-800基本介绍WFB-800系列微机发—变组成套保护装置主要适用于电力系统主设备的保护。
WFB-80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—变组双套主保护、双套后备保护、非电量类保护完全独立的配置要求。
同时，该系列保护也能直接与电厂综合自动化系统联接。
2.主要保护的异同2.1差动保护：比率差动2.1.1 RCS-985比率差动动作特性比率差动保护动作方程如下：Id>Kb1×Ir+IcdqdKb1=Kb11+Kb1r×（Ir/Ie）（IrKb12×（Ir-n Ie）+b+Icdqd （Ir≧nIe）Kb1r=（Kb12- Kb11）/（2×n）b=（Kb11+Kb1r×n）×n IeIr=（|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|）/2Id=|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|式中Id为差动电流，Ir为制动电流，Icdqd为差动电流起动定值，Ie为发电机额定电流两侧电流的定义：对于发电机差动，其中I1、I2分别为机端、中性点侧电流。
RCS-985系列发变组保护基本配置与典型方案
2013-11-15
工程设计中心 电厂综合部 2008年3月
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目录 一、电厂机组简介 二、RCS-985系列发变组保护技术特点 三、机组保护的配置原则 四、机组保护的典型配置方案 五、机组设计的注意事项 附1、大型火电机组业绩 附2、大型水轮机组业绩
2013-11-15 27
国网十八条反措的规定
国家电网生技【2005】400号《国家电网公司十八项电网 重大反事故措施》 • 14.2.6条明确规定：“100MW及以上容量发电机变压器组 按双重化原则配置微机保护（非电气量保护除外）。大 型发电机组和重要发电厂的启动变保护宜采用双重化配 置。每套保护均应含有完整的主、后备保护，能反应被 保护设备的各种故障及异常状态，并能作用于跳闸或给 出信号。”
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国网公司元件保护标准化设计会议精神
2007年10月国家电网元件保护标准化设计送审稿 • 在《总则》部分明确提出“两个优先”的设计指导思想 • “优先通过继电保护装置自身实现相关保护功能，尽可 能减少外部输入量，以降低对相关回路和设备的依赖。” • “优化回路设计，在确保可靠实现继电保护功能的前提 下，尽可能减少屏（柜）内装置间以及屏（柜）间的连 线。” ◆ 解读：对于100MW及以上容量机组保护采用双重化保护、 单套保护“主后一体”来实现，以减少装置数量、简化 二次回路，提高装置的可靠性，这无疑是对会议精神的 最好的践行。
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国网十八条反措的规定
国家电网生技[2005]400号《国家电网公司十八项电网重 大反事故措施》 • 14.3.1条明确规定：“采用双重化配置的两套保护装置应 安装在各自保护柜内，并应充分考虑运行和检修时的安 全性。 ” ◆ 解读：对于100MW及以上容量的机组，必须双重化配置， 要求采用“主后一体”的装置；双重化配置的保护装置 必须独立组柜。
RCS-985BT发电机变压器成套保护装置技术说明
RCS-985BT 发电机变压器成套保护装置 技术说明书
南京南瑞继保电气有限公司版权所有 Ver 3.00 （适用于 RCS-985BT V3.10 及以上版本程序） 本公司保留对此说明书修改的权利， 届时恕不另行通知。 产品与说明书不符之处， 以实际产品为准。 更多产品信息，请访问互联网：/
目
录
1. 概述 .............................................................................................................................................. 1 2. 保护功能配置及典型配屏方案 .................................................................................................... 2 2.1 保护功能对照表...................................................................................................................... 2 2.2 发变组保护组屏方案 .............................................................................................................. 4 2.3 配置说明 ......................................................................................
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差动保护的功能特点
变斜率比例差动
不设拐点，一开始就带制动特性
变斜率比率差动公式
I d K bl I r I cdqd K bl K bl 1 K blr ( I r / I e ) I d K bl 2 ( I r nIe ) b I cdqd K blr ( K bl 2 K bl 1 ) /( 2 n) b ( K bl 1 K blr n) nIe I I 2 I3 I 4 I5 Ir 1 2 I I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 d ( I r nIe ) ( I r nIe )
RCS-985 发电机变压器组保护
简单介绍
保护总体方案设计思想
• 总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、 双套异常运行保护的配置方案。其思想是将一个发变 组单元的全套电量保护集成在一套装置中，主保护和 后备保护共用一组TA。 • 对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护， 每套保护装置采用不同组TA，均有独立的出口跳闸回 路。 • 非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立 组屏。
谢谢!
失磁保护的功能特点
• 高压侧母线低电压判据（可选择为机端）
–Upp < Ulezd –高压侧PT断线时闭锁此判据 – TV断线时闭锁本判据，并发出TV断线信号。
失磁保护的功能特点
• 转子电压判据
–转子低电压判据： Ur < Ur1zd –变励磁电压判据： Ur < Kr*Xdz* ( P –min
tmax
过励磁保护的功能特点
• 过励磁保护曲线 U/F
n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 上限
反时限曲线
下限
t0 t1 t2 t3
t4
t5
t6
t7
t(s)
频率保护的功能特点
• 四段低频保护
–Ⅰ、Ⅱ两段为累计运行低频保护（ Ⅰ段掉电保持， 清报文时才能清掉Ⅰ段， Ⅱ段累计但装置掉电不保 持） –Ⅲ、Ⅳ段为持续运行低频保护
• • • • •
Rg：转子接地电阻 α：转子接地位置 U：励磁电压 R：标准电阻 S1、S2：切换开关
R S1
S2
R
失磁保护的功能特点
• 开放式失磁保护方案 • 失磁判据 –减出力有功判据 –低电压判据 –转子电压判据 –定子阻抗判据 –辅助判据
失磁保护的功能特点
• 减出力采用有功功率判据
–P > Pzd –失磁导致发电机失步后，发电机输出功率在一 定范围内波动，P取一个振荡周期内的平均值。
失磁保护的功能特点
• 定子判据
–异步阻抗圆、静稳边界圆可选 –正序电压、正序电流计算阻抗 –可选择无功反向元件闭锁 –无功反向值可整定
失磁保护的功能特点
• 辅助判据
–TV断线切换：正常时用TV1正序电压计算，如 TV1断线，自动切换至TV2 –负序电压闭锁：不对称故障时可闭锁失磁保护
失磁保护的功能特点
8.励磁变差动保护
9.励磁机差动保护
故障类型多
• 反应定子绕组的故障
» 短路故障：两相、三相短路故障；
• 接地故障：单相接地、两点接地短路故障； • 匝间短路故障：同相同分支匝间、同相异分支匝间； • 反应转子绕组的故障 • 转子一点接地故障、转子两点接地故障、部分转子绕 组匝间故障； • 异常运行 • 过负荷、过电压、过激磁、逆功率、误上电、失磁、 失步、频率异常等；
差动保护的功能特点
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
定子接地保护的功能特点
• 自适应三次谐波电压比率判据： U 3T K 3 wzd U 3N
– 发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一 个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压 比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应 状态变化
220kV
母线PT
A屏 主变压器
RCS-985
B屏
RCS-985
C屏
CZX-12A RCS-974G
励磁变 高厂变 发电机
300MW-220KV机组TA、TV配置方案
内部故障保护方案
• 配置机组内部故障多重主保护：
1.发电机差动保护（包括工频变化量差动保护）
2.发电机裂相横差保护或不完全差动保护 3.发电机高灵敏横差保护 4.发电机纵向零序电压匝间保护 5.发变组差动保护 6.主变差动保护（包括工频变化量差动保护） 7.高厂变差动保护
1
0 Zb L R
IR OR
1
R
2
失步保护功能
失步保护的功能特点
区外失步
jx
Za Zc
0 Zb
R
失步继电器分析
失步保护的功能特点
区内失步
jx
Za Zc
0 Zb
R
失步继电器分析
过负荷保护的功能特点 • 定子过负荷、负序过负荷、励磁过负荷
– 两段定时限和一段报警 – 反时限上限采用最小动作时间定值
• 开放式的失磁保护方案
–Ⅰ段：动作于减出力或报警段 可选：减出力判据＋定子阻抗判据＋转子判据 –Ⅱ段：跳闸（母线低电压） 可选：低电压判据，定子阻抗判据、转子判据 –Ⅲ段：跳闸或报警段 可选：定子阻抗判据、转子判据
失步保护的功能特点
jx
1.左右边界
U D OL IL Za Zc
2.中心线
3
3.电抗线
–经断路器位置接点和无流标志闭锁 –测量精度高，误差<0.01Hz • 两段超频保护
误上电保护的功能特点
• • • •
可靠的过电流元件 可经频率闭锁 可经断路器位置接点闭锁 非同期并网时，冲击电流大可闭锁跳出口 断路器 • 断路器闪络保护
小结
•
保护算法复杂； – 保护种类多，但是单个保护的逻辑相对简单； – 机组类型不同，保护配置也不同，所以需要保护是可配置的； – 对于数值很小的保护在数据采集和处理时需要特别考虑； – 好处是就地量保护，无需通道传输信息。 – 跳闸对象多且出口方式复杂，但无重合闸方式 – 关主汽门、跳灭磁开关、汽机甩负荷、跳主变断路器、跳厂 用分支断路器等 – 停机、解列灭磁、解列、程序跳闸、缩小故障范围 – 减出力、减励磁、励磁切换、厂用电源切换、分出口
定子接地保护的功能特点
• 三次谐波电压差动判据：
U 3T k t U 3 N kre U 3 N
–正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、 相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使 正常运行时差电压接近为0； –可以保护100％的定子接地
发电机转子
+
αU
U
-
R
Rg
R
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
过电压保护 发电机定、反时限过励磁保护 逆功率保护 程序跳闸逆功率 频率保护 起停机保护 误上电保护 轴电流保护 高厂变两段复压过流保护 A分支两段过流保护 A分支两段零序过流保 B分支两段过流保护 B分支两段零序过流保护 励磁变过流保护 定、反时限励磁过负荷保护 电压平衡保护
– 变压器非电量保护 – 轻瓦斯、重瓦斯； – 油位、油温、绕组温度； – 压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等； – 发电机非电量保护 – 热工、断水、励磁系统故障等； – 系统故障联跳。
其他保护配置方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
主变低阻抗保护 复合电压过流保护 零序过流保护 间隙零序电压保护 间隙零序电流保护 主变定、反时限过励磁保护 发电机低阻抗保护 发电机复合电压过流保护 发电机95％定子接地保护 发电机100％定子接地保护 转子一点接地保护 转子两点接地保护 定、反时限定子过负荷保护 定、反时限转子表层负序过负荷保护 失磁保护 失步保护
• • • • • • • • • • • •
反应接地故障的保护（7种） 发电机定子接地保护、转子一点接地保护 主变高压侧零序电流保护、间隙零序电流保护、零序电压保护； 高厂变低压侧零序电流保护、零序电压保护 反应异常运行的保护（20种） 定、反时限的定子过负荷保护、负序过负荷保护、转子过负荷保护； 过电压保护、过激磁保护； 失磁保护、失步保护； 逆功率保护、程跳逆功率保护； 频率异常保护； 误上电保护、起停机保护； 变压器过负荷、启动通风、闭锁调压保护； TA和TV断线异常检测。
保护种类多达几十种
• 反应短路故障的主保护（10种） • 发电机差动保护、发电机裂相横差保护； • 匝间保护（单元件横差保护、纵向零压保护）； • 转子两点接地保护； • 主变压器差动保护、发变组大差动保护、高压厂用变压器差动 保护； • 励磁变压器差动保护、励磁机差动保护； • 电缆差动保护。 • 反应短路故障的后备保护（5种） • 复合电压闭锁过电流保护、记忆过电流保护； • 复合过电流保护、限时速断过电流保护； • 阻抗保护。