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MGT102V30发变差动保护技术说明书
2.装置品种
2.1 MGT102发电机主保护装置
MGT102发电机主保护装置包括纵联电流差动、单元件横差、定子回路接地、励磁回路接地等多种反映发电机内部短路为主的保护功能,作为发电机组的主保护。
2.1.1功能配置
针对机组不同的故障,MGT102配置了多种不同的保护功能(见表2.1.1),在工程应用中按相关的规程规范要求范围选用,图2.1.1为MGT102的功能逻辑框图,MGT102还带有部分测量仪表功能,一般有:
直流励磁电压(磁场电压)UΦ;
直流励磁电流(磁场电流)IΦ(励磁系统必须配有4~20mA或0~5V变送器)。
图2.1.1 MGT102的功能逻辑框图
表2.1.1 MGT102配置的保护功能
保护编号 配置的保护功能 对应的机组故障 87G
(或87GT) 发电机(或发变组)纵联电流差动 发电机组(或发变组)内部相间短路 87GN 单元件横差
纵向零序电压 内部相间短路和匝间短路(分支引出)
内部匝间短路(装专用TV时) 64G1
64G2 零序过电流或零序过电压三次谐波电压 发电机定子回路接地(95%)
发电机定子回路接地(100%) 64R1
64R2 乒乓切换式转子接地电阻 发电机转子一点接地
发电机转子两点接地 51AT1
51AT2
51AT3 限时电流速断
过电流(定时限)
过负荷 励磁变/机或高厂变的内部短路故障保护和后备保护 5-1
5-2 热工/水工事故
励磁事故 机组的非电量保护 63-1
63-2
26 重瓦斯
轻瓦斯
温升 升压变或励磁变的非电量保护
2.1.2主要保护原理
2.1.2.1纵联电流差动保护
MGT102采用由四段折线组成的纵联电流比率差动保护和差电流速断保护,动作特性见图2.1.2,因而具有轻载或内部故障时灵敏度高,外部故障时稳定可靠的特点。
MGT102的纵联电流差动保护具有“三相差动元件中两相动作才出口/三相差动元件中一相动作就出口”的比率差动出口选择、二次谐波制动判据选择、电流互感器(TA)二次回路断线(零序电流原理)闭锁选择和各侧电流分别平衡和 图2.1.2 纵联电流差动保护特性
Y/△折算的功能,因而可作为:
A.发电机的差动
B.发电机的不完全差动
C.发-变组的差动
2.1.2.2单元件灵敏电流横差保护
MGT102采用了截断式零序电流继电器实现单元件灵敏电流横差,作为多分支中心点分别引出的发电机的匝间或跨分支故障的主保护。在任一相电流超出1.5倍额定电流时闭锁,提高了单元件横差在发电机组外部短路时的可靠性。
图2.1.3 单元件灵敏电流横差保护的接线和特性
当发电机励磁回路发生一点接地后自动将单元件灵敏电流横差保护增加一个短延时,
防止在励磁回路由一点接地转换成两点接地时分支上产生暂态不平衡电流导致误动。
2.1.2.3定子接地保护
MGT102采用了零序过电流(零序过电流/零序过电压)继电器作为95%范围的定子接地保护,根据机组的主接线和互感器的配置方案的不同作相应选择。
采用了三次谐波电压判据作为近中性点附近的接地保护,与零序过电压一起构成100%
范围的定子接地保护。由于发电机事实上不可能完全对称,所以存在三次谐波电势,如图2.1.4的(a)和(b),若发电机每相对地电容为Cg,发电机外接元件的每相对地电容为Ct,则三次谐波等效电路如图2.1.4(C)所示,发电机(包括外接元件)的对地绝缘良好时,机端和中性点的三次谐波电压由该等效电路决定,当发生接地时,三次谐波电压发生变化,如图2.1.4(d)所示。
a. 两并联分支 b. 两串联分支
C. 等效电路 d. R变化时的电压轨迹
图2.1.4发电机三次谐波电压
MGT102采用了自适应跟踪原理的三次谐波电压判据,动作方程为:
∣U3n -K3p ·U3s│- K3r│U3n│U3p (2-1-1)
式中:U3s——机端三次谐波电压;
U3n——中性点三次谐波电压;
K3p——平衡系数,自动跟踪调整,取值范围为1~10;
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