1、RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS NARIRELAYSRCS-985發電機變壓器成套保護裝置發電機變壓器成套保護裝置技術使用說明書技術使用說明書國國 家家 電電 力力 公公 司司 電電 力力 自自 動動 化化 研研 究究 院院繼電保護研究所繼電保護研究所 南京南瑞繼保電氣有限公司南京南瑞繼保電氣有限公司2005 年年 04 月月NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 南京南瑞繼保電氣有限公司版權所有 Ver 3

2、.30 本公司保留對此說明書修改的權利，屆時恕不另行通知。產品與說明書不符之處，以實際產品為準。更多產品信息，請訪問互聯網：http:/www.nari- 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 目目 錄錄1.1.概述概述.22.保護功能配置及典型配屏方案保護功能配置及典型配屏方案.22.1 保護功能對照表.22.2 發變組保護組屏方案.22.3 配置說明.23.裝置性能特征裝置性能特征.23.1 高性能硬件.23.2 保護新原理.23.3 智能化操作.24.技術參數技術參數.24.1 機械及環境參數.24.2 額定電氣

3、參數.24.3 主要技術指標.24.4 通信接口.24.5 輸出接點容量.24.6 電磁兼容.25.裝置整體說明裝置整體說明.25.1 硬件配置.25.2 通道配置.25.3 裝置起動元件.25.4 保護錄波功能和事件報文.26. 保護原理保護原理.26.1 發電機變壓器組差動保護、變壓器差動保護、高廠變差動保護、勵磁變差動保護.26.2 發電機差動保護、發電機裂相橫差保護、勵磁機差動保護.26.3 工頻變化量比率差動保護.26.4 主變后備保護.26.5 發電機匝間保護.26.6 發電機后備保護.26.7 發電機定子接地保護.26.8 外加電源式發電機定子接地保護 .26.9 發電機轉子接地

4、保護.26.10 發電機定子過負荷保護.26.11 負序過負荷保護.26.12 發電機失磁保護.26.13 失步保護.26.14 發電機電壓保護.26.15 過勵磁保護.26.16 功率保護.2NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 6.17 頻率保護.26.18 誤上電保護.26.19 啟停機保護.26.20 發電機軸電流保護.26.21 勵磁繞組過負荷保護.26.22 勵磁變（勵磁機）保護.26.23 高廠變后備保護.26.24 斷路器跳閘過流閉鎖.26.25 非全相保護.26.26 TA 斷線報警功

5、能.26.27 TV 斷線報警功能.26.28 非電量保護接口.26.29 電制動閉鎖功能.26.30 裝置閉鎖與報警.27.裝置整體介紹裝置整體介紹.27.1 機械結構.27.2 RCS-985A 端子定義.27.3 RCS-985A 輸出接點.27.4 RCS-985B 端子定義.27.5 RCS-985B 輸出接點.27.6 RCS-985C 端子定義.27.7 RCS-985C 輸出接點.27.8 RCS-985G 端子定義.27.9 RCS-985G 輸出接點.28.整定值清單與用戶選擇整定值清單與用戶選擇.28.1 整定注意事項 .28.2 RCS-985A 發變組保護定值單 .2

6、8.3 RCS-985B 發變組保護定值單 .28.4 RCS-985C 發變組保護定值單.28.5 RCS-985G 發電機保護定值單.29.裝置使用說明裝置使用說明.29.1 裝置液晶顯示說明.29.2 命令菜單使用說明.2附錄附錄 A RCS-985 發電機變壓器組成套保護裝置保護整定計算發電機變壓器組成套保護裝置保護整定計算 .21發電機差動保護 .22變壓器差動保護 .23發電機匝間保護 .24發電機相間短路后備保護 .25定子繞組接地保護 .26轉子接地保護 .27定子繞組對稱過負荷保護 .2RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNAR

7、I-RELAYSNARI-RELAYS 8勵磁過流、過負荷保護 .29轉子表層負序過負荷保護 .210發電機失磁保護 .211失步保護 .212過勵磁保護 .213發電機頻率異常運行保護 .214發電機逆功率保護 .215發電機定子過電壓保護 .216啟停機保護 .217誤上電保護 .218變壓器相間短路保護 .219變壓器接地故障后備保護 .220高廠變后備保護 .2附錄附錄 B 裝置運行及報文說明裝置運行及報文說明.21裝置正常運行狀態 .22運行工況及說明 .23裝置閉鎖與報警 .24報文打印及顯示信息說明 .2RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RE

8、LAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 1RCS-985RCS-985 發電機變壓器組成套保護裝置發電機變壓器組成套保護裝置1.1.概述概述RCS985 微機發電機變壓器組成套保護裝置是根據國家電力公司科學技術項目合同 SPKJ010-02，于 1999 年 1 月開始研制。RCS985 采用了高性能數字信號處理器高性能數字信號處理器 DSPDSP 芯片芯片為基礎的硬件系統，并配以 3232位位 CPUCPU 用作輔助功能處理。是真正的數字式發電機變壓器保護裝置。RCS985 為數字式發電機變壓器保護裝置，適用于大型汽輪發電機、水輪發電機、燃汽輪發電機、抽水蓄能機組等類型的發電機

9、變壓器組單元接線及其他機組接線方式，并能滿足發電廠電氣監控自動化系統的要求。RCS985 提供一個發電機變壓器單元所需要的全部電量保護，保護范圍：主變壓器、發電機、高廠變、勵磁變（勵磁機） 。根據實際工程需要，配置相應的保護功能。對于一個大型發變組單元或一臺大型發電機，配置兩套 RCS-985 保護裝置，可以實現主保護、異常運行保護、后備保護的全套雙重化，操作回路和非電量保護裝置獨立組屏。兩套 RCS-985 取不同組 TA，主保護、后備保護共用一組 TA，出口對應不同的跳閘線圈，因此，具有以下優點：（1）設計簡潔，二次回路清晰；（2）運行方便，安全可靠，符合反措要求；（3）整定、調試和維護方

10、便。NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 22.2.保護功能配置保護功能配置及典型配屏方案及典型配屏方案RCS-985RCS-985裝置充分考慮大型發電機變壓器組保護最大配置要求。包括了主變、發電機、高廠變、勵磁變（勵磁機）的全部保護功能。2.12.1 保護功能對照表保護功能對照表RCS-985 裝置分四個程序版本，分別適用于不同的主接線：RCS-985A 適用于標準的發變組單元主接線方式：兩圈主變（220KV 或 500KV 出線） 、發電機容量 100MW 及以上、一臺高廠變（三圈變或分裂變） 、勵

11、磁變或勵磁機；RCS-985B 適用于兩臺高廠變的發變組主接線方式：兩圈主變（220KV 或 500KV 出線） 、發電機容量 100MW 及以上、兩臺高廠變、勵磁變或勵磁機；RCS-985C 適用于多種發變組主接線方式：兩圈或三圈主變、發電機容量小于300MW、一臺高廠變（三圈變或分裂變） 、分支電纜、勵磁變或勵磁機；RCS-985G 適用于大型發電機保護，可以滿足汽輪發電機、水輪發電機、燃氣輪發電機、抽水蓄能機組的保護要求。具體保護功能與不同程序版本對照見表 1.11.6。表 1.1 發電機保護功能一覽表軟件版本序號保護功能（發電機保護部分）RCS-985ARCS985BRCS-985CR

12、CS-985G1發電機縱差保護2發電機工頻變化量差動保護3發電機裂相橫差保護-4高靈敏橫差保護5縱向零序電壓匝間保護6工頻變化量方向匝間保護7發電機相間阻抗保護2 段 2 時限2 段 2 時限2 段 2 時限2 段 2 時限8發電機復合電壓過流保護9機端大電流閉鎖功能輸出接點輸出接點帶選跳功能輸出接點10定子接地基波零序電壓保護11定子接地三次諧波電壓保護12轉子一點接地保護2 段定值2 段定值2 段定值2 段定值13轉子兩點接地保護14定、反時限定子過負荷保護15定、反時限轉子表層負序過負荷保護16失磁保護17失步保護-18過電壓保護19調相失壓保護20定時限過勵磁保護2 段2 段2 段2

13、段21反時限過勵磁保護-RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 322逆功率保護23程序跳閘逆功率24低頻保護4 段3 段2 段3 段25過頻保護2 段2 段1 段2 段26起停機保護-27誤上電保護-28軸電流保護-29電壓平衡功能30電制動閉鎖功能-31外加 20HZ 定子接地保護-32相序保護-33低頻過流保護-34換相功能（抽水蓄能機組）-35TV 斷線判別36TA 斷線判別表 1.2 勵磁保護功能一覽表軟件版本序號保護功能（勵磁保護部分）RCS-985ARCS985BRCS-985CRCS-98

14、5G1勵磁變差動保護2勵磁機差動保護3過流保護4定、反時限勵磁過負荷保護5TA 斷線表 1.3 主變保護功能一覽表軟件版本序號保護功能（主變保護部分）RCS-985ARCS985BRCS-985C1發變組差動保護2主變差動保護3主變工頻變化量差動保護4主變高壓側阻抗保護2 段 4 時限2 段 2 時限2 段 4 時限5主變高壓側復合電壓過流保護2 段 4 時限2 段 2 時限1 段 2 時限6主變高壓側復合電壓方向過流保護-2 段 5 時限7主變高壓側零序過流保護3 段 6 時限2 段 4 時限1 段 2 時限8主變高壓側零序方向過流保護-2 段 5 時限9主變高壓側間隙零序電壓保護1 段 2

15、 時限1 段 3 時限10主變高壓側間隙零序電流保護1 段 2 時限1 段 2 時限11主變高壓側阻抗保護-2 段 4 時限12主變中壓側復合電壓過流保護-1 段 2 時限13主變中壓側復合電壓方向過流保護-2 段 5 時限14主變中壓側零序過流保護-1 段 2 時限NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 415主變中壓側零序方向過流保護-2 段 5 時限16主變中壓側間隙零序電壓保護-1 段 3 時限17主變中壓側間隙零序電流保護-1 段 2 時限18主變低壓側接地零序報警19主變定、反時限過勵磁保護-

16、20主變過負荷信號21主變起動風冷22TV 斷線23TA 斷線表 1.4 高廠變保護功能一覽表軟件版本序號高廠變部分保護功能 (RCS-985B 包括兩臺廠變保護)RCS-985ARCS985BRCS-985C1高廠變差動保護2高廠變復壓過流保護2 段 2 時限2 段 2 時限2 段 2 時限3A 分支復壓過流保護2 段 2 時限2 段 2 時限2 段 2 時限4B 分支復壓過流保護2 段 2 時限2 段 2 時限2 段 2 時限5A 分支零序過流保護2 段 2 時限2 段 2 時限-6B 分支零序過流保護2 段 2 時限2 段 2 時限-7A 分支零序電壓報警-8B 分支零序電壓報警-9A

17、分支電纜差動保護-10B 分支電纜差動保護-11廠變過負荷信號14起動風冷15高壓側大電流閉鎖選跳-16過流輸出-17TV 斷線18TA 斷線表 1.5 非電量接口功能一覽表軟件版本序號保護功能（非電量接口部分）RCS-985ARCS985BRCS-985CRCS-985G1外部重動跳閘 12外部重動跳閘 23外部重動跳閘 34外部重動跳閘 4RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 5表 1.6 通訊和輔助功能一覽表軟件版本序號保護功能（通訊及輔助功能部分）RCS-985ARCS985BRCS-985CR

18、CS-985G14 個 RS-485 通訊口2兩個復用光纖接口31 個調試通訊口4IEC870-5-103 通訊規約5LFP 通訊規約6MODBUS 通訊規約7CPU 板：保護錄波功能8MON 板：4 秒（或 8 秒）連續錄波功能9漢化打?。憾ㄖ怠笪?、波形10漢化顯示：定值、報文注： ：表示具有本項功能；- ：表示不具有本功能； ：表示兩項功能選其一。NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 62.22.2 發變組保護組屏方案發變組保護組屏方案2.2.1 RCS-985A 程序版本適應的主接線方式 1如圖

19、 2.1 發變組單元，發變組按三塊屏配置，A、B 屏配置兩套 RCS-985A，分別取自不同的 TA，每套 RCS-985A 包括一個發變組單元全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置。圖中標出了接入 A 屏的 TA 極性端，其他接入 B 屏的 TA 極性端與 A 屏定義相同。本配置方案也適用于 100MW 及以上相同主接線的發變組單元。圖中為勵磁機的主接線方式，配置方案也適用于勵磁變的主接線方式。500kVRCS-985AA屏RCS-974AC屏RCS-974ARCS-985AB屏主變壓器發電機勵磁機高廠變圖 2.1 RCS-985A 機組保護方案 1 配置示意圖RCS-985 發電機變壓器組

20、保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 72.2.2 RCS-985A 程序版本適應的主接線方式 2如圖 2.2 發變組單元，發變組按三塊屏配置，A、B 屏配置兩套 RCS-985A，分別取自不同的 TA，每套 RCS-985A 包括一個發變組單元全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置、失靈啟動、非全相保護以及 220KV 斷路器操作箱。圖中標出了接入 A 屏的 TA 極性端，其他接入 B 屏的 TA 極性端與 A 屏定義相同。本配置方案也適用于 100MW 及以上相同主接線的發變組單元。圖中為勵磁變的主接線方式，配置方案也適用于勵磁

21、機的主接線方式。圖 2.2 RCS-985A 機組保護方案 2 配置示意圖220kVRCS-985AA屏斷路器操作箱C屏RCS-974ARCS-985AB屏母線PT主變壓器高廠變勵磁變發電機NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 82.2.3 RCS-985B 程序版本適應的主接線方式 1如圖 2.3 發變組單元，發變組按三塊屏配置，A、B 屏配置兩套 RCS-985B，分別取自不同的 TA，每套 RCS-985B 包括一個發變組單元全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置。圖中標出了接入 A 屏的 TA

22、極性端，其他接入 B 屏的 TA 極性端與 A 屏定義相同。針對這種主接線方式，RCS-985B 裝置不包括勵磁機（或勵磁變）保護，勵磁機（或勵磁變）保護另外配置。可以配置在 C 屏內。500kVRCS-985BA屏RCS-974AC屏RCS-974ARCS-985BB屏主變壓器發電機A廠變B廠變圖 2.3 RCS-985B 機組保護方案 1 配置示意圖RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 92.2.4 RCS-985B 程序版本適應的主接線方式 2如圖 2.4 發變組單元，發變組按三塊屏配置，A、B

23、屏配置兩套 RCS-985B，分別取自不同的 TA，每套 RCS-985B 包括一個發變組單元全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置、失靈啟動、非全相保護以及 220KV 斷路器操作箱。圖中標出了接入 A 屏的 TA 極性端，其他接入 B 屏的 TA 極性端與 A 屏定義相同。本配置方案也適用于 100MW 及以上相同主接線的發變組單元。圖中為勵磁機的主接線方式，配置方案也適用于勵磁變的主接線方式。圖 2.4 RCS-985B 機組保護方案 2 配置示意圖220kVRCS-985BA屏斷路器操作箱C屏RCS-974ARCS-985BB屏母線PT主變壓器高廠變B發電機高廠變A勵磁機NARI-RE

24、LAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 102.2.5 RCS-985C 程序版本適應的主接線方式 1如圖 2.5 發變組單元，A、B 屏配置兩套 RCS-985C，分別取自不同的 TA，每套 RCS-985C 包括一個發變組單元全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置、失靈啟動、非全相保護以及斷路器操作箱。圖中標出了接入 A 屏的 TA 極性端，其他接入 B 屏的 TA 極性端與 A 屏定義相同。本配置方案也適用于 300MW 以下相同主接線的發變組單元。圖中只畫出了勵磁變的主接線方式，配置方案也適用于勵磁機的主接線方

25、式。圖 2.5 RCS-985C 機組保護方案 1 配置示意圖斷路器操作箱C屏RCS-974ARCS-985CA屏220kV110kVRCS-985CB屏BBBBBBB高廠變主變壓器發電機勵磁變BBBBRCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 112.2.6 RCS-985C 程序版本適應的主接線方式 2如圖 2.6 發電機變壓器單元，A、B 屏配置兩套 RCS-985C，分別取自不同的 TA，每套RCS-985C 包括一個發變組單元全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置、失靈啟動、非全相保護以及 220K

26、V、110KV 斷路器操作箱。本配置方案也適用于 300MW 以下相同主接線的發電機變壓器單元。圖中只畫出了勵磁機的主接線方式，配置方案也適用于勵磁變的主接線方式。圖 2.6 RCS-985C 機組保護方案 2 配置示意圖BB斷路器操作箱C屏RCS-974ARCS-985CA屏220kV110kVRCS-985CB屏BBBBBBB高廠變主變壓器發電機勵磁機BNARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 122.2.7 RCS-985C 程序版本適應的主接線方式 3如圖 2.7 發電機變壓器單元，A、B 屏配置兩

27、套 RCS-985C，分別取自不同的 TA，每套RCS-985C 包括圖中發變組單元主接線全部電量保護，C 屏配置非電量保護裝置、失靈啟動、非全相保護以及 220KV 斷路器操作箱。本配置方案適用于 300MW 以下相同主接線的發變組單元。圖中只畫出了勵磁機的主接線方式，配置方案也適用于勵磁變的主接線方式。圖 2.7 RCS-985C 機組保護方案 3 配置示意圖BB斷路器操作箱C屏RCS-974ARCS-985C屏220kVRCS-985CB屏BBBBBB高廠變發電機RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAY

28、S 132.2.8 RCS-985G 程序版本適應的主接線方式如圖 2.8 發電機單元，A、B 屏配置兩套 RCS-985G，分別取自不同的 TA，每套 RCS-985G 包括一個發電機單元全部電量保護。圖中標出了接入 A 屏的 TA 極性端，其他接入 B 屏的 TA 極性端與 A 屏定義相同。圖中只畫出了勵磁變的主接線方式，配置方案也適用于勵磁機的主接線方式。圖 2.8 RCS-985G 發電機保護方案配置示意圖2.32.3 配置說明配置說明2.3.1 差動保護配置說明（1 1）配置方案）配置方案 1 1：對于 300MW 及以上機組，A、B 屏均配置發變組差動、主變差動、發電機差動、高廠變

29、差動。發變組差動范圍一般差至高廠變低壓側，也可選擇差至高廠變高壓側。（2 2）配置方案）配置方案 2 2：對于 100MW 以上、300MW 以下機組，A、B 屏配置主變差動、發電機差動、高廠變差動。（3 3）差動保護原理方案：）差動保護原理方案：對于發變組差動、變壓器差動、高廠變差動，需提供兩種涌流判別原理，如二次諧波原理、波形判別原理等，一般一套裝置中差動保護投二次諧波原理，另一套裝置投波形判別原理。發電機差動也具有兩種不同原理的比率差動：比率差動、工頻變化量差動。2.3.2 后備保護和異常運行保護配置說明A、B 屏均配置發變組單元全部后備保護，各自使用不同的 TA。（1）對于零序電流保護

30、，如沒有兩組零序 TA，則 A 屏接入零序 TA，B 屏可以采用套RCS-985GA屏RCS-985GB屏BBBB發電機勵磁變NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 14管自產零序電流。此方式兩套零序電流保護范圍有所區別，定值整定時需分別計算。（2）轉子接地保護因兩套保護之間相互影響，正常運行時只投入一套，需退出本屏裝置運行時，切換至另一套轉子接地保護。2.3.3 外加 20Hz 電源定子接地保護配置配置外加 20Hz 電源定子接地保護時，需配置 20HZ 電源、濾波器、中間變流器、分壓電阻、負荷電阻附加

31、設備，附加設備單獨組成一塊屏。2.3.4 電流互感器配置說明（1）A、B 屏采用不同的電流互感器；（2）主后備共用一組 TA；（3）主變差動、發電機差動均用到機端電流，一般引入一組 TA 給兩套保護用，對保護性能沒有影響。RCS-985 保留了兩組 TA 輸入，適用于需要兩組的特殊場合。（4）主變差動、高廠變差動均用到廠變高壓側電流，由于主變容量與廠變容量差別非常大，為提高兩套差動保護性能，一般保留兩組 TA 分別給兩套保護用，RCS-985 通過軟件選擇，可以適用于只有一組 TA 的情況。（5）220KV 側最好有一組失靈啟動專用 TA。2.3.5 電壓互感器配置說明（1）A、B 屏盡量采用

32、不同的電壓互感器或互相獨立的繞組。（2）對于發電機保護，配置匝間保護方案時，為防止匝間保護專用 TV 高壓側斷線導致保護誤動，一套保護需引入兩組 TV。如考慮采用獨立的 TV 繞組，機端配置的 TV 數量太多。一般不能滿足要求。發電機機端建議配置三個 TV 繞組：TV1、TV2、TV3，A 屏接入 TV1、TV3 電壓，B 屏接入 TV2、TV3 電壓。正常運行時，A 屏取 TV1 電壓，TV3 作備用，B 屏取 TV2 電壓，TV3 作備用，任一組 TV 斷線，軟件自動切換至 TV3。（3） 對于零序電壓，一般沒有兩個繞組，同時接入兩套保護裝置。2.3.6 失靈啟動反措實施細則對失靈啟動提出

33、了詳細的規定，失靈啟動含有發變組保護動作接點，由于斷路器失靈保護的重要性，具體實施方案如下：（1） 失靈啟動不應與電量保護在同一個裝置內，以增加可靠性；（2） 失靈啟動只配置一套。RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 153.3.裝置性能特征裝置性能特征3.13.1 高性能硬件高性能硬件3.1.1 DSP 硬件平臺RCS-985 保護裝置采用高性能數字信號處理器 DSP 芯片作為保護裝置的硬件平臺，為真正的數字式保護。3.1.2 雙 CPU 系統結構RCS-985 保護裝置包含兩個獨立的 CPU 系統：

34、低通、AD 采樣、保護計算、邏輯輸出完全獨立，CPU2 系統作用于啟動繼電器，CPU1 系統作用于跳閘矩陣。任一 CPU 板故障，裝置閉鎖并報警，杜絕硬件故障引起的誤動3.1.3 獨立的起動元件管理板中設置了獨立的總起動元件，動作后開放保護裝置的出口繼電器正電源；同時針對不同的保護采用不同的起動元件，CPU 板各保護動作元件只有在其相應的起動元件動作后同時管理板對應的起動元件動作后才能跳閘出口。正常情況下保護裝置任一元件損壞均不會引起裝置誤出口。3.1.4 高速采樣及并行計算裝置采樣率為每周 2424 點，且在每個采樣間隔內對所有繼電器（包括主保護、后備保護、異常運行保護）進行并行實時計算，使

35、得裝置具有很高的可靠性及動作速度。3.1.5 主后一體化方案 TA、TV 只接入一次，不需串接或并接，大大減少 TA 斷線、TV 斷線的可能性，保護裝置信息共享，任何故障，裝置可錄下一個發變組單元的全部波形量。3.23.2 保護新原理保護新原理3.2.1 變斜率比率差動保護性能比率差動的動作特性采用變斜率比率制動曲線(如圖 6.1.1)。合理整定 Kbl1 和 Kbl2的定值，在區內故障時保證最大的靈敏度，在區外故障時可以躲過暫態不平衡電流。為防止在 TA 飽和時差動保護的誤動，增加了利用各側相電流波形判斷 TA 飽和的措施。3.2.2 工頻變化量比率差動保護性能工頻變化量比率差動保護完全反映

36、差動電流及制動電流的變化量，不受正常運行時負荷電流的影響，可以靈敏地檢測變壓器、發電機內部輕微故障。同時工頻變化量比率差動的制動系數取得較高，其耐受 TA 飽和的能力較強。3.2.3 涌流閉鎖原理提供了二次諧波原理和波形判別原理兩種方法識別勵磁涌流，可經整定選擇使用任一種原理。3.2.4 異步法 TA 飽和判據性能根據差動保護制動電流工頻變化量與差電流工頻變化量的關系，明確判斷出區內故障還是區外故障，如判出區外故障，投入相電流、差電流的波形識別判據，在 TA 正確傳變時間不小于 5ms 時，區外故障 TA 飽和不誤動，區內故障 TA 飽和，裝置快速動作。3.2.5 高靈敏橫差保護性能NARI-

37、RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 16采用了頻率跟蹤、數字濾波、全周傅氏算法，三次諧波濾過比大于 100。相電流比率制動的功能:（1）外部故障時故障相電流增加很大，而橫差電流增加較少，因此能可靠制動。（2）定子繞組輕微匝間故障時橫差電流增加較大，而相電流變化不大，有很高的動作靈敏度。（3）定子繞組發生嚴重匝間故障時，橫差電流保護高定值段可靠動作。（4）定子繞組相間故障時橫差電流增加很大，而相電流增加也較大，僅以小比率相電流增量作制動，保證了橫差保護可靠動作。（5）對于其他正常運行情況下橫差不平衡電流的增大，橫

38、差電流保護動作值具有浮動門檻的功能。3.2.6 比率制動匝間保護性能采用了頻率跟蹤、數字濾波、全周傅氏算法，三次諧波濾過比大于 100。發電機電流比率制動的新判據:（1）外部三相故障時故障電流增加很大, 而縱向零序電壓增加較少,取電流增加量作制動量，保護能可靠制動。（2）外部不對稱故障時電流增加，同時出現負序電流，而縱向零序電壓稍有增加，取電流增加量及負序電流作制動量，保護能可靠制動，（3）定子繞組輕微匝間故障時縱向零序電壓增加較大，而電流幾乎沒有變化，有很高的動作靈敏度。（4）定子繞組嚴重匝間故障時，縱向零序電壓高定值段可靠動作。（5）對于其他正常運行情況下縱向零序電壓不平衡值的增大，縱向零

39、序電壓保護動作值具有浮動門檻的功能。 3.2.7 定子接地保護性能（1）采用了頻率跟蹤、數字濾波、全周傅氏算法，三次諧波濾過比大于 100；（2）基波零序電壓靈敏段動作于跳閘時，采用機端、中性點零序電壓雙重判據；（3）三次諧波比率判據，自動適應機組并網前后發電機機端、中性點三次諧波電壓比率關系，保證發電機起停過程中，三次諧波電壓判據不誤發信號；（4）發電機正常運行時機端和中性點三次諧波電壓比值、相角差變化很小,且是一個緩慢的發展過程。通過實時調整系數（幅值和相位） ，使得正常運行時差電壓為 0。發生定子接地時, 判據能可靠靈敏地動作。3.2.8 外加 20Hz 電源定子接地保護性能（1）采用數

40、字技術，精確計算定子接地電阻；（2）設有兩段定值，一段動作于信號，另一段動作于跳閘；（3）零序電流保護不受 20HZ 電源影響，直接保護較嚴重的定子接地； （4）可以滿足雙套配置方案；3.2.9 轉子接地保護性能轉子接地保護采用切換采樣（乒乓式）原理，直流輸入采用高性能的隔離放大器，通過切換兩個不同的電子開關，求解四個不同的接地回路方程，實時計算轉子繞組電壓、轉子接地電阻和接地位置，并在管理機液晶屏幕上顯示出來。若轉子一點接地后僅發報警信號，而不跳閘，則轉子兩點接地保護延時自動投入運行,并在轉子發生兩點接地時動作于跳閘。3.2.10 失磁保護性能RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓

41、器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 17失磁保護采用開放式保護方案，定子阻抗判據、無功判據、轉子電壓判據、母線電壓判據、定子減出力有功判據，可以靈活組合，滿足不同機組運行的需要。3.2.11 失步保護性能失步保護采用三阻抗元件，采用發電機正序電流、正序電壓計算，可靠區分穩定振蕩與失步，能正確測量振蕩中心位置，并且分別實時記錄區內振蕩和區外振蕩滑極次數。3.2.12 TV 斷線判別發電機出口配置兩組 TV 輸入，任意一組 TV 斷線，保護發出報警信號，并自動切換至正常 TV，不需閉鎖發電機與電壓相關的保護。對于變壓器、高廠變與電壓有關的保護則由控制字

42、“TV 斷線投退原則”選擇，TV 斷線時是否閉鎖相應的保護。3.2.13 TA 斷線判別采用可靠的 TA 斷線閉鎖功能，保證裝置在 TA 斷線及交流采樣回路故障時不誤動。3.33.3 智能化操作智能化操作3.3.1 人機對話正常時，液晶顯示時間、機組單元的主接線、各側電流、電壓大小和差電流大小。鍵盤操作簡單，采用菜單工作方式，僅有+、-、RST、ESC、ENT 等九個按鍵，易于學習掌握。人機對話中所有的菜單均為簡體漢字，打印的報告也為簡體漢字，以方便使用。3.3.2 裝置的全透明運行時，保護裝置可以顯示多達 500 個各種采樣量、差流、相角值，通過專用軟件可以監視多達 1500 個裝置內部數據

43、，實現了保護裝置的全透明。3.3.3 大容量錄波功能由于一臺 RCS-985 裝置引入了一個發變組單元（或發電機）的全部模擬量，因此，保護啟動后，裝置同時錄下全部模擬采樣量、差流及保護動作情況，連續錄波時間長達 4 秒鐘。3.3.4 通信接口四個與內部其它部分電氣隔離的 RS-485 通信接口，其中有兩個可以復用為光纖接口；另外有一個調試通信接口和獨立的打印接口；利用通信接口還可共享網絡打印機；通信規約使用部頒 IEC870-5-103870-5-103 標準。NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 18

44、4.4.技術參數技術參數4.14.1 機械及環境參數機械及環境參數985A/B/C 機箱結構尺寸: 487mm（長）285mm（深）530.4mm（高）985G 機箱結構尺寸: 487mm（長）285mm（深）353.6mm（高）環境溫度：正常工作溫度: 040極限工作溫度: -1050貯存及運輸 : -25704.24.2 額定電氣參數額定電氣參數頻 率: 50Hz直流電源: 220V，110V允許偏差:+15% ，-20%交流電壓: 57.7V，100V，300V交流電流: 1A，5A轉子電壓: 600V過載能力: 2 倍額定電流，連續工作 40 倍額定電流，允許 1S功耗：交流電流: 1

45、VA/相(In=5A)，0.5VA/相(In=1A) 交流電壓: 0.5 VA/相 直 流: 正常50W，跳閘 K2xb* I1 (6-1-2)(6-1-2)其中 I2為每相差動電流中的二次諧波，I1為對應相的差流基波，K2xb為二次諧波制動系數整定值。推薦 K2xb整定為 0.15。（2）波形判別原理裝置利用三相差動電流中的波形判別作為勵磁涌流識別判據。內部故障時，各側電流經互感器變換后，差流基本上是工頻正弦波。而勵磁涌流時，有大量的諧波分量存在，波形是間斷不對稱的。內部故障時，有如下表達式成立：S Kb*S+S St (6-1-3)(6-1-3)其中 S 是差動電流的全周積分值，S+是（差

46、動電流的瞬時值+差動電流半周前的瞬時值）的全周積分值，Kb是某一固定常數，St是門檻定值。St的表達式如下：St= *Id+0.1Ie (6-1-4)(6-1-4)式中 Id是差電流的全周積分值，是某一比例常數。而勵磁涌流時，以上波形判別關系式肯定不成立，比率差動保護元件不會誤動作。6.1.3 TA 飽和時的閉鎖原理為防止在區外故障時 TA 的暫態與穩態飽和時可能引起的穩態比率差動保護誤動作，裝置采用各相差電流的綜合諧波作為 TA 飽和的判據，其表達式如下：In Knxb*I1 (6-1-5)(6-1-5)其中 In為某相差電流中的綜合諧波，I1為對應相差電流的基波，Knxb為某一比例常數。故

47、障發生時，保護裝置利用差電流工頻變化量和制動電流工頻變化量是否同步出現，先判出是區內故障還是區外故障，如區外故障，投入 TA 飽和閉鎖判據，可靠防止 TA 飽和引起的比率差動保護誤動。6.1.4 高值比率差動原理為避免區內嚴重故障時 TA 飽和等因素引起的比率差動延時動作，裝置設有一高比例和高起動值的比率差動保護，只經過差電流二次諧波或波形判別涌流閉鎖判據閉鎖，利用其比率制動特性抗區外故障時 TA 的暫態和穩態飽和，而在區內故障 TA 飽和時也能可靠正確快速動作。穩態高值比率差動的動作方程如下： (6-1-6)(6-1-6)rdedIIII70. 02 . 1其中：差動電流和制動電流的選取同上

48、。動作特性如圖 6.1.2。RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 31圖 6.1.2 穩態高值比率差動保護的動作特性程序中依次按每相判別，當滿足以上條件時，比率差動動作。注：高值比率差動的各相關參數由裝置內部設定（勿需用戶整定） 。6.1.5 差動速斷保護當任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作于出口繼電器。6.1.6 差流異常報警與 TA 斷線閉鎖裝置設有帶比率制動的差流報警功能（見 6.24.2） ，開放式瞬時 TA 斷線、短路閉鎖功能（見 6.24.3） 。通過TA 斷線閉鎖差動控制字斷線閉鎖

49、差動控制字整定選擇，瞬時 TA 斷線和短路判別動作后可只發報警信號或閉鎖全部差動保護。當TA 斷線閉鎖比率差動控制字整定為1時，閉鎖比率差動保護。6.1.7 差動保護在過激磁狀態下的閉鎖判據 由于在變壓器過激磁時，變壓器勵磁電流將激增，可能引起發變組差動、變壓器差動保護誤動作。因此在裝置中采取差電流的五次諧波與基波的比值作為過激磁閉鎖判據來閉鎖差動保護。其判據如下： I5 K5xb* I1 (6-1-7)(6-1-7)其中 I1、I5分別為每相差動電流中的基波和五次諧波，K5xb為五次諧波制動系數，裝置中固定取 0.25。注：高值比率差動不經過勵磁五次諧波閉鎖。注：高值比率差動不經過勵磁五次諧

50、波閉鎖。6.1.8 比率差動的邏輯框圖1.2Ie0IdIr0.70Icdsd動作區速斷動作區NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 32比率差動元件&差動保護硬壓板投入比率差動保護軟壓板投入TA瞬時斷線判別&差流起動元件&涌流開放元件過激磁閉鎖差動判別TA飽和判別元件高值比率差動元件&差動保護硬壓板投入比率差動保護軟壓板投入TA瞬時斷線判別比率差動保護跳閘&差動起動元件&涌流開放元件=1差動速斷元件&差動保護硬壓板投入差動速斷保護軟壓板投入&

51、差動起動元件差動速斷保護跳閘圖 6.1.3 比率差動的邏輯框圖RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 336.26.2 發電機差動保護發電機差動保護、發電機裂相橫差保護、勵磁機差動保護、發電機裂相橫差保護、勵磁機差動保護6.2.1 比率差動原理比率差動動作特性如圖 6.2.1。圖 6.2.1 比率差動保護的動作特性比率差動保護的動作方程如下： (6-2-1)(6-2-1)2121112212)()2/()()()()/()(IIIIIInInKKbnKKKnIIIbnIIKIIIKKKnIIIIKIdre

52、blrblblblblrercdqderblderblrblblercdqdrbld式中 Id 為差動電流，Ir 為制動電流，Icdqd 為差動電流起動定值，Ie 為發電機額定電流。兩側電流定義：對于發電機差動、勵磁機差動，其中 I1、I2分別為機端、中性點側電流；對于裂相橫差，其中 I1、I2分別為中性點側兩分支組電流；比率制動系數定義：Kbl 為比率差動制動系數，Kb1r 為比率差動制動系數增量；Kb11 為起始比率差動斜率，定值范圍為 0.050.15，一般取 0.05；Kb12 為最大比率差動斜率，定值范圍為 0.300.70，一般取 0.5；n 為最大比率制動系數時的制動電流倍數，裝

53、置內部固定取 4。IenIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動作區制動區速斷動作區NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 346.2.2 高性能 TA 飽和閉鎖原理為防止在區外故障時 TA 的暫態與穩態飽和時可能引起的穩態比率差動保護誤動作，裝置采用差電流的波形判別作為 TA 飽和的判據。故障發生時，保護裝置先判出是區內故障還是區外故障，如區外故障，投入 TA 飽和閉鎖判據，當某相差動電流有關的任意一個電流滿足相應條件即認為此相差流為 TA 飽和引起，閉鎖比率差動保護。6.2.3 高值比率差

54、動原理為避免區內嚴重故障時 TA 飽和等因素引起的比率差動延時動作，裝置設有一高比例和高起動值的比率差動保護，利用其比率制動特性抗區外故障時 TA 的暫態和穩態飽和，而在區內故障 TA 飽和時能可靠正確動作。穩態高值比率差動的動作方程如下： (6-2-2)(6-2-2)rdedIIII7 . 02 . 1其中：差動電流和制動電流的選取同上。程序中依次按每相判別，當滿足以上條件時，比率差動動作。注：高值比率差動的各相關參數由裝置內部設定（勿需用戶整定） 。6.2.4 差動速斷保護當任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作于出口繼電器。6.2.5 差流異常報警與 TA 斷線閉鎖裝置設有帶比率制動

55、的差流報警功能（見 6.24.2） ，開放式瞬時 TA 斷線、短路閉鎖功能（見 6.24.3） 。通過TA 斷線閉鎖差動控制字斷線閉鎖差動控制字整定選擇，瞬時 TA 斷線和短路判別動作后可只發報警信號或閉鎖全部差動保護。當TA 斷線閉鎖比率差動控制字整定為1時，閉鎖比率差動保護。6.2.6 比率差動的邏輯框圖RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 35圖 6.2.2 比率差動的邏輯框圖6.36.3 工頻變化量比率差動保護工頻變化量比率差動保護6.3.1 配置發電機、變壓器內部輕微故障時，穩態差動保護由于負

56、荷電流的影響，不能靈敏反應。為此本裝置配置了主變壓器工頻變化量比率差動保護、發電機工頻變化量比率差動保護，并設有控制字方便投退。6.3.2 工頻變化量比率差動原理 工頻變化量比率差動動作特性如圖 6.3.1。比率差動元件&差動保護硬壓板投入比率差動保護軟壓板投入TA瞬時斷線判別&差動起動元件TA飽和判別元件高值比率差動元件&差動保護硬壓板投入比率差動保護軟壓板投入TA瞬時斷線判別比率差動保護跳閘&差動起動元件=1差動速斷元件&差動保護硬壓板投入差動速斷保護軟壓板投入&差動起動元件差動速斷保護跳閘&NARI-RELAYSNARI-RELAY

57、SNARI-RELAYS RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 36圖 6.3.1 工頻變化量比率差動保護的動作特性工頻變化量比率差動保護的動作方程如下：ererderrddthdtdIIIIIIIIIIII23 . 075. 026 . 025. 1IIr r = = (6-3-1)(6-3-1)4321IIIIIId d = = 4321IIII其中：IIdtdt為浮動門坎，隨著變化量輸出增大而逐步自動提高。取 1.25 倍可保證門檻電壓始終略高于不平衡輸出，保證在系統振蕩和頻率偏移情況下，保護不誤動。對于主變壓器差動，II1 1、II2 2、II3 3、II4 4

58、分別為主變側、側、發電機出口、高廠變高壓側電流的工頻變化量。對于發電機差動，II1 1、II2 2分別為發電機出口、發電機中性點電流的工頻變化量，II3 3、II4 4未定義。IId d為差動電流的工頻變化量。I Idthdth為固定門坎。IIr r為制動電流的工頻變化量,它取最大相制動。注意: 工頻變化量比率差動保護的制動電流選取與穩態比率差動保護不同。程序中依次按每相判別，當滿足以上條件時，比率差動動作。對于變壓器工頻變化量比率差動保護，還需經過二次諧波涌流閉鎖判據或波形判別涌流閉鎖判據閉鎖，同時經過五次諧波過激磁閉鎖判據閉鎖，利用其本身的比率制動特性抗區外故障時 TA 的暫態和穩態飽和。

59、工頻變化量比率差動元件的引入提高了變壓器、發電機內部小電流故障檢測的靈敏度。6.3.3 工頻變化量比率差動的邏輯框圖0IdIrIcdqd2Ie0.60.75動作區RCS-985 發電機變壓器組保護裝置發電機變壓器組保護裝置 NARI-RELAYSNARI-RELAYSNARI-RELAYS 37圖 6.3.2 工頻變化量比率差動的邏輯框圖注：工頻變化量比率差動的各相關參數由裝置內部設定（勿需用戶整定） 。6.3.4 差流異常報警與 TA 斷線閉鎖裝置設有帶比率制動的差流報警功能（見 6.24.2） ，開放式瞬時 TA 斷線、短路閉鎖功能（見 6.24.3） 。通過TA 斷線閉鎖差動控制字斷線閉

60、鎖差動控制字整定選擇，瞬時 TA 斷線和短路判別動作后可只發報警信號或閉鎖差動保護。當TA 斷線閉鎖比率差動控制字整定為1時，閉鎖比率差動保護。6.46.4 主變后備保護主變后備保護6.4.1 相間阻抗保護阻抗保護作為發變組相間后備保護。阻抗元件取阻抗安裝處相間電壓、相間電流。 主變阻抗保護可通過整定值選擇采用方向阻抗圓、偏移阻抗圓或全阻抗圓。當某段阻抗反向定值整定為零時，選擇方向阻抗圓；當某段阻抗正向定值大于反向定值時，選擇偏移阻抗圓；當某段阻抗正向定值與反向定值整定為相等時，選擇全阻抗圓。阻抗元件靈敏角，阻抗保護的方向指向由整定值整定實現，一般正方向指向主變，TV 斷線時m78自動退出阻抗保護。阻抗元件的動作特性如圖 6.4.1 所示。圖 6.4.1 阻抗元件動作特性圖中: I 為相間電流，U 為相間電壓，Zn 為阻抗反向整定值，Zp 為阻抗正向整定值。工頻變化量比率差動元