1、RCS-985 水轮发电机、变压器保护开发水电机组保护程序必要性大型水轮发电机和汽轮发电机在机械结构、电气特性、运行方式上存在着差别，相应的带来保护配置方面的不同要求。大型水轮发电机多做成多分支绕组，为灵敏反应各种匝间、相间故障，需配置多套不完全纵差保护、单元件横差保护；水轮发电机是凸极机，失磁时其机端测量阻抗特性为水滴状，静稳阻抗圆一般采用苹果圆；水轮发电机的厂高变保护配置简单，不像汽轮发电机复杂，可以简化水电机组厂高变保护的配置；某些水电机组要求有外加电源式定子、转子接地保护。根据现场运行实际和相关规程要求，相关保护功能配置和定值单可以精简，进行相应调整。水电厂有主变带厂变运行的方式，发电
2、机和变压器保护分开配置，考虑开发985GW和985TW完成发电机和变压器的保护功能。水轮发电机变压器组保护 总体方案 保护原理 装置硬件 对于机端无断路器的发变组单元接线，配置RCS-985AW保护。对于机端有断路器，发电机和变压器保护分开配置，存在主变带厂变运行的方式的，分别采用RCS-985GW发电机（含励磁变）保护、RCS-985TW变压器（含厂变）保护。进一步的，厂变与励磁变要求单独分开配置的（如龙滩），采用RCS-985TS（适用于两圈变）。保护总体方案思想配置方案1500kVRCS-985AWA屏RCS-974AC屏RCS-985AWB屏主变发电机励磁变高厂变*配置方案2RCS-9
3、85AWA屏RCS-974AC屏RCS-985AWB屏主变发电机励磁变高厂变220kV母线PT断路器操作箱*配置方案3500kVRCS-985TWC屏RCS-985TWD屏主变压器发电机高厂变RCS-974AE屏RCS-985GWA屏RCS-985GWB屏*配置方案4RCS-985TWC屏RCS-985TWD屏主变压器发电机高厂变RCS-974AE屏RCS-985GWA屏RCS-985GWB屏220kV母线PT断路器操作箱*大型水轮发电机组定子绕组ABC3U0UUnI0IN1IFTV1IN2不完全差动内部故障保护方案 针对多分支的大型水轮发电机组，可配置如下原理的主保护：发电机完全纵差保护 发
4、电机不完全差动保护（2套）发电机裂相横差保护 发电机单元件横差保护（2套）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.发电机不完全差动保护（反映相间、匝间故障）3.发电机裂相横差保护 4.发电机高灵敏横差保护 5.发变组差动保护 6.主变差动保护（包括零序差动保护）7.高厂变差动保护 8.励磁变差动保护其他保护配置方案1 发电机100定子接地保护13 误上电保护2 转子一点接地保护14 轴电流保护3 定、反时限定子过负荷保护15 定、反时限励磁过负荷保护4 定、反时限负序过负荷保护16 发电机复合电压过流保护5 失磁保护17 励磁变过流保护6
5、失步保护18 主变过励磁保护7 过电压保护19 主变高压侧后备保护8 发电机定、反时限过励磁保护 20 主变接地和不接地后备保护9 逆功率保护21 高厂变过流保护10 频率保护22 高厂变电流速断保护11 起停机保护23 断路器非全相12 发电机开关失灵24 TV、TA断线定子接地保护方案 配置两套定子一点接地保护 1 A、B屏各配置一套定子接地保护；2 可选用外加低频原理或基波零序三次谐波零序电压原理。3 外加电源模块、滤波器模块、负载电阻、中间小变流器、分压器单独组屏，信号量送至A、B屏。转子接地保护方案 配置两套转子一点接地保护 1 A、B屏各配置一套转子接地保护；2 有源切换采样原理
6、3 受转子一点接地保护本身内阻的影响，运行时只投入其中一套（A屏），检修时，切换至另一套（B屏）。水轮发电机、变压器组保护 总体方案 保护原理 装置硬件RCS985水轮机组保护装置原理1、差动保护原理;2、定子接地保护；3、转子接地保护；4、失磁保护；5、部分定值精简不完全差动保护的功能特点不完全差动保护构成不完全差动的电流分别为机端电流，中性点1分支组电流或中性点2分支组电流。中性点分支电流乘以相应的折算系数，和机端电流进行运算形成差流、制动电流。变斜率比率制动特性、TA断线判别等和完全纵差一致。可以同时反应相间、匝间故障。:外加20hz低频电源定子接地保护在发电机启停、运行过程中，可提供灵
7、敏的定子接地保护：接地电阻的灵敏度一致，不受接地位置影响。近来设计规程中要求配置外加电源定子接地保护、基波零序3次谐波电压定子接地保护和接地零序电流保护。定子接地保护的功能特点外加电源定子接地保护方案外加电源定子接地保护方案 RCS-985U 定子接地保护辅助电源 目前完成样机试制，准备作型式试验。定子接地保护动模试验 从现有试验数据看，定子接地电阻测量灵敏度在1.2欧负载电阻时，一次侧可以达到6k 灵敏度，发电机启停过程中、不同位置的定子接地，接地电阻测量值变化很小。迭加方波电源转子一点接地保护。灵敏I段动作于信号 II段动作于信号或跳闸可内含电源模块，有源注入式原理在兖矿济三电厂投运时，测量范围0100k，误差小于5，灵敏度与转子接地位置无关，无励磁电压引出也可起到保护作用。转子接地保护的功能特点 开放式失磁保护方案 失磁判据低电压判据转子电压判据 定子阻抗判据（增加苹果圆特性）辅助判据 失磁保护的功能特点 定子判据异步阻抗圆、静稳边界圆、苹果园可选正序电压、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定值精简逆功率保护（程序逆功率）误上电频率保护（低频不投，过频投信号）匝间保护纵向零序电压原理主变负序过流？跳闸报文、开入压板、跳闸信号、采用显示、定值单统一名称RCS-985 水轮发电机变压器组保护 总体方案 保护原理 装置硬件
