微机型发电机变压器组保护装置技术规范书.docx
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微机型发电机变压器组保护装置技术规范书
国电吉林江南热电厂2x300MW机组新建工程
微机型发电机-变压器组保护装置
技术规范书
吉林省电力勘测设计院
2008年5月
目录
1总则
2技术要求
3设备规范
4供货范围
5技术服务
6买方工作
7工作安排
8备品备件及专用工具
9质量保证和试验
10包装、运输和储存
附录A：
300MW发电机－变压器组保护装置保护配置图
1总则
1.1本设备技术规范书适用于国电吉林江南热电厂2x300MW机组新建工程两台300MW发电机－变压器组微机型继电保护装置，它提出了装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.3如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着卖方提供的设备（或系统）完全符合本规范书的要求。
如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。
1.4本设备技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
1.5本设备技术规范书经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。
1.6本设备规范书未尽事宜，由买卖双方协商确定。
1.7本工程采用KKS编码系统。
卖方根据买方提供的《KKS编码原则》完成卖方供货范围内的设备的KKS编码。
2技术要求
2.1应遵循的主要现行标准
下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成本标准的条文，在标准出版时，所示版本均为有效。
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
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
DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程
GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程
DL/T553-1994220～500kV电力系统故障动态记录技术准则
GB50065-1994交流电气装置的接地设计规范
DL478-1992静态继电保护及安全自动装置通用技术条件
DL/T663-1999220～500kV电力系统故障动态记录检验准则
DL/T873-2004微机型发电机变压器组动态记录装置
2.2使用环境条件
2.2.1周围空气温度
最高温度：
36.2℃
最低温度：
-40.3℃（运输、贮存：
－40℃）
2.2.2环境相对湿度（在25℃时）：
年平均值：
70％
2.2.3海拔高度：
<1000m
2.2.4地震烈度：
7度（a=0.1g）
2.2.5防护等级IP30
2.3工程条件
2.3.1工程概况
1．发电机变压器组容量：
发电机300MW；
变压器370MVA;
2．系统额定电压：
高压侧:
220kV；
发电机侧:
20kV；
3．主变压器接线组别：
YN,d11
4．励磁方式:
静态
5．厂用变压器电压：
高压侧:
20kV；
低压侧:
6.3kV；
6．厂用变压器接线组别:
D，yn1－yn1
7．厂用变压器容量:
40/25-25MVA；
2.3.2其他要求
2.4基本技术条件
2.4.1型式:
微机型。
2.4.2交流电源
1．额定电压：
220V；
2．允许偏差：
－15％～＋10％：
3．波形：
正弦，波形畸变不大于5％：
4．频率：
50Hz±0.5％。
2.4.3直流电源
1．额定电压:
110V；
2．允许偏差:
－20％～＋10％；
3．波纹系数:
不大于5％。
2.5主要设备技术参数
2.5.1额定数据
1．CT变比:
高压侧：
2×1250/5A；
发电机侧：
15000/5A；
厂用变压器高压侧：
1500/5A；
厂用变压器低压侧：
3150/5A；
2．PT二次电压:
100V；
3．频率:
50Hz。
2.5.2主变压器高压侧断路器参数：
控制电压:
110V;
合闸电流:
10A;
跳闸电流:
10A。
2.5.3厂用变压器低压侧断路器参数：
控制电压:
110V;
合闸电流:
10A;
跳闸电流:
10A。
2.5.4灭磁开关参数：
控制电压:
110V;
合闸电流:
10A;
跳闸电流:
10A。
2.6整套装置的主要功能
2.6.1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、励磁系统及高压厂用变压器等。
在成套装置内应具有被保护设备所必需的保护功能。
2.6.2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。
2.6.3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。
2.6.4装置中不同类型的保护，应设有方便的投退功能。
2.6.5装置应具有必要的参数监视功能。
2.6.6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。
2.6.7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。
2.6.8装置各保护软件在任何情况下都不得相互影响。
2.6.9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。
2.6.10装置应记录必要的信息（如故障波形数据），并通过接口送出；信息且不应丢失，并可重复输出，信息内容及输出方式由企业标准规定。
2.6.11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。
2.6.12装置应有独立的内部时钟，其误差每24h不应超过±5s，并应提供外部时钟同步接口。
2.7各种保护功能的主要技术要求
2.7.1差动保护
发电机－变压器组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．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。
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。
3．厂用变压器差动保护：
保护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：
1．应具有防止区外故障误动的制动特性；
2．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;
3．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；
4．应具有差动电流速断功能；
5．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；
6．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；
7．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%；
8．动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。
2.7.2发电机定子匝间保护
作为发电机定子绕组匝间短路故障保护，保护采用零序电压匝间保护原理，PT
断线信号闭锁，负序功率方向闭锁。
保护带时限动作于全停。
上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：
1．区外故障时不应误动，区内故障应有足够的灵敏系数；
2．电压或电流互感器断线时不应误动；
3．三次谐波滤过比应大于100；
4．动作时间（1.2倍定值时）不大于100ms；
5．整定值允许误差±5%。
2.7.3相间短路后备保护
作为发电机－变压器组主保护的远、近后备保护的相间短路故障保护，可装设以下保护装置：
1．过电流保护装置：
由定时限和反时限两部分特性构成；
2．负序过电流保护装置：
由定时限和反时限两部分特性构成；
3．阻抗保护装置：
主接线为双母线接线，装设在主变压器的高压侧；
4．厂用变压器和励磁变压器，装设过电流、低电压或复合电压闭锁过电流的保护装置。
上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：
1．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；
2．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;
3．反时限特性的长延时应可整定到1000s;
4．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;
5．阻抗元件应具有偏移特性，正、反向阻抗均可分别整定；
6．当有电压元件时，应能防止电压互感器（TV）断线和电压切换时的误动；
7．用于励磁变压器的电流元件，应具有电流记忆功能，记忆时间不小于15s;
8．电流整定值允许误差±2.5%；阻抗整定值允许误差±5%；
9．电流元件返回系数不小于0.9；
10.保护固有延时不大于70ms;
11.反时限延时允许误差±5%。
2.7.4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，保护装置根据发电机的接地方式不同（高阻接地、消弧线圈接地）而异，可由下列方式构成：
1．零序电压式接地保护装置；
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：
1．保护范围应为定子绕组的100％;
2．作用于跳闸的零序电压一般应取自发电机中性点，应具有TV断线闭锁功能；
3．三次谐波式应能通过参数监视功能提供整定依据；
4．固有延时不大于70ms。
2.7.5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励磁回路的过负荷保护，其主要功能和技术要求如下：
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;
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；
3．励磁回路的保护应设有定时限和反时限两部分，以便和发电机励磁绕组过热特性近似匹配;
4．过负荷保护应具有可选的直流或交流测量功能;
5．过负荷保护的返回系数不小于0.95;固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms；电流整定值允许误差±2.5%；反时限长延时应可整定到1000s；反时限延时允许误差±5%。
2.7.6发电机过激磁保护
保护发电机过激磁，即当频率降低和电压升高时，引起铁芯的工作磁通密度过高而过热使绝缘老化的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．保护装置应设有定时限和反时限两个部分，以便和发电机过激磁特性近似匹配；
2．装置适用频率范围25Hz～65Hz；电压整定范围：
1.0～1.5额定电压;
3．过激磁倍数整定值允许误差±2.5％;返回系数不小于0.95；
4．装置固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms；
5．反时限长延时应可整定到1000s；允许误差不大于±5％。
2.7.7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．电压整定范围：
1.0～1.5额定电压；整定值允许误差±2.5%;
2．返回系数不小于0.9；
3．固有延时不大于70ms。
2.7.8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．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；
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；
3．阻抗整定值允许误差±5％,其他整定值允许误差±2.5%；
4．固有延时不大于70ms。
2.7.9发电机失步保护
保护发电机在发生失步时，造成机组受力和热的损伤及厂用电压急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．应能检测加速和减速失步；
2．应能区分短路故障与失步、机组稳定振荡与失步；
3．应具有区分振荡中心在发电机变压器组内部或外部的功能；
4．应能记录滑极次数；
5．应具有选择失磁保护闭锁或解除失步保护以及当电流过大危及断路器安全跳闸时应闭锁出口的功能；
6．阻抗整定值允许误差±5%，其他整定值允许误差±2.5%；
7．固有延时不大于70ms。
2.7.10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．有功测量原理应与无功大小无关;
2．应具有电压互感器断线闭锁功能;
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％;
4．返回系数不小于0.9;
5．固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms。
2.7.11发电机频率异常保护
保护汽轮机，为防止发电机在频率偏低或偏高时，使汽轮机的叶片及其拉筋发生断裂故障的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．应根据汽轮机的频率－时间特性，具有按频率分段时间积累功能，时间积累在装置断电时应能保持;
2.在发电机停机过程和停机期间应自动闭锁频率异常保护;
3.频率测量范围为40Hz～65Hz;频率测量允许误差±0.1Hz;时间积累允许误差±1%。
2.7.12断路器断口闪络保护
保护发电机在在同步过程中，由于断路器断口两侧电压周期性升高，使断口一相或两相击穿造成闪络故障的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．整定值允许误差±5%;
2．固有延时不大于70ms。
2.7.13机组启停机保护
保护发电机在启、停机过程中发生相间和接地故障时，防止某些保护装置受频率变化影响而拒动的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．应具有在发电机无励磁状态下定子绝缘降低的检测功能;
2．装置测量原理应与频率无关;
3．整定值允许误差±5%;
4．固有延时不大于70ms。
2.7.14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．采用判别主变压器高压侧电流的零序分量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；
2．电流整定值允许误差±2.5%
3．返回系数不小于0.9；
4．固有延时不大于70ms。
2.7.15断路器非全相保护
当发生非全相合闸或跳闸时，由于造成三相负荷不平衡，负序电流在转子表面感应出涡流，保护转子不致发热损坏的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．采用负序电流和断路器三相位置不对应辅助触点组作为判据；
2．负序电流整定范围：
0~0.8额定电流；整定值允许误差±5%；
3．装置返回系数不小于0.9；固有延时不大于70ms；
4．装置应有0.2~0.5s的延时。
2.7.16发电机本体保护
对于采用水冷却系统的发电机，当冷却水停止或水温过高时，应装设能发出信号或动作于断路器跳闸的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．应设有长延时装置，延时应大于15min，且为连续可调；
2．装置出口可动作于“程序跳闸”。
2.7.17主变压器本体保护
主变压器本体内部的瓦斯、温度以及冷却系统故障等，均应设有信号和保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1．主变压器冷却器的电流起动元件，应设单独的电流继电器，但是，该继电器可装设在主变压器附近的端子箱内；电流整定值允许误差±2.5%；返回系数不小于0.9；固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms；
2．主变压器重瓦斯应动作于“全停”出口，但也应能切换到“信号”；主变压器轻瓦斯可只动作于“信号”；
主变压器的温度测量装置，应能自动起、停冷却系统；当温度过高时应发出信号。
2.8微机型发电机变压器组保护装置的保护配置
1．发电机－变压器组故障及异常保护
发电机差动主变差动
发电机复压过流主变零序
发电机过电压主变间隙零序
发电机过负荷阻抗保护
发电机过激磁主变通风
发电机失磁励磁变速断
发电机失步励磁变过流
发电机定子接地励磁变过负荷
发电机定子匝间高厂变差动
发电机逆功率高厂变复压过流
发电机程跳逆功率高厂变通风
发电机转子一点接地A分支限时速断
发电机转子两点接地A分支低压过流
发电机负序过流高厂变A分支零序
发电机低频累加B分支限时速断
发电机起停机B分支低压过流
发电机误上电高厂变B分支零序
断路器闪络
发电机励磁回路过负荷
2．非电量保护
主变重瓦斯高厂变重瓦斯
主变轻瓦斯高厂变轻瓦斯
主变压力释放高厂变压力释放
主变冷却器全停高厂变冷却器全停
主变绕组温度高厂变绕组温度
主变油温高厂变油温
主变油位高厂变油位
励磁变温度
3．其它保护
发电机断水保护失灵保护
热工保护系统保护动作联跳
励磁系统故障非全相
保护配置图见附录A
2.9保护出口配置及连接片配置
2.9.1每面保护柜设置单独的保护出口，保护出口可分别为：
1.全停I（II）：
断开高压侧断路器跳闸线圈I（II）、断开灭磁开关、关闭汽轮机主汽门、起动失灵保护等；
2.全停：
断开高压侧断路器跳闸线圈I或II、断开灭磁开关、关闭汽轮机主汽门等；
3.程序跳闸:
关闭汽轮机主汽门、闭锁热工保护等；
4.起停机出口：
断开灭磁开关等；
5.解列灭磁:
断开高压侧断路器跳闸线圈I或II、断开灭磁开关等；
6.解列：
断开高压侧断路器跳闸线圈I或II等;
7.减出力；
8.减励磁；
9.切换厂用电；
10.缩小故障范围：
断开母线联络断路器或母线分段断路器等；
11.信号：
发出声光信号等。
2.9.2每套保护装置的出口回路应设置有保护投、退的连接片。
2.10保护信息数量及输出方式
2.10.1整套微机型发电机－变压器组保护装置的所有保护信号通过通讯口与微机监控（监测）系统进行通信，保护装置应服从微机监控（监测）系统规约。
每套保护装置输出三付跳闸信号无源接点，同时每套保护装置还输出一付跳闸接点，启动保护总出口跳闸回路。
每套保护装置输出的三付信号接点，其中一付启动故障录波器，另二付可送至光字牌和其他用途，也可将保护装置输出的信号通过通信口送至故障录波器。
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。
2.11保护分柜原则
2.11.1微机型发电机－变压器组保护装置分为三面屏设置,包括第一套保护A屏、第二套保护B屏,非电量保护C屏，并根据微机保护特点设置必要的保护试验装置。
保护分柜原则：
1.同一元件的主保护分别布置于不同柜；
2.相似功能的后备保护分别布置于不同柜；
3.接于同一组CT回路的保护装于同一柜上；
4.每面保护柜配置各自独立的保护出口；
5.保护柜的出口跳闸回路，分别动作断路器不同的跳闸线圈。
2.12CPU配置原则
2.12.1每个CPU系统可以完成1～2个主保护和2～5个后备保护的功能；保护输入模拟量不超过15路，输入开关量不超过4路，保护输出出口回路不超过8路，信号回路不超过16路。
2.12.2CPU保护系统各自独立，并具有自己单独的电源和自动开关。
2.12.3主保护应布置在不同的CPU系统内，同一元件的主保护和后备保护也尽量布置在不同的CPU系统内。
2.13交直流电源配置
2.13.1每面保护柜引接一路110V直流电源，各保护柜的电源均相互独立，互不交叉；
2.13.2每面保护柜的进线电源可不装设自动开关，直接供电给各CPU系统和非电量系统的用电；
2.13.3每个CPU系统电源和非电量系统电源应分别设有小型直流自动开关；
2.13.4管理机和打印机电源采用～220VUPS电源，另设有小型交流自动开关；
2.13.5除打印机电源外，各自动开关均应设有监视，并可发出断电信号。
2.14CT、PT配置
见附录A保护配置图
2.15电气干扰
2.15.1脉冲群干扰
装置应能承受GB/T14598.13－1998中3.1.1规定的严酷等级为3级的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准3.4规定的要求。
2.15.2静电放电
装置应能承受GB/T14598.14－1998中4.2规定的严酷等级为3级的静电放电试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.6规定的要求。
2.15.3辐射电磁场干扰
装置应能承受GB/T14598.9－1998中4.1.1规定的严酷等级为3级的辐射电磁场干扰试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.5规定的要求。
2.15.4快速瞬变干扰
装置应能承受GB/T14598.10－1998中4.1规定的严酷等级为3级的快速瞬变干扰试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.6规定的要求。
2.16电源影响
2.16.1交流电源影响
在试验的标准大气条件下，改变2.4.2条件中的各参数中任一项为选定的极限条件（其余为额定值），装置应可靠工作，性能及参数符合2.5、2.6、2.7的规定。
2.16.2直流电源影响
1.在试验的标准大气条件下，改变2.4.3条件中的各参数中任一项为选定的极限条件（其余为额定值），装置应可靠工作，性能及参数符合2.5、2.6、2.7的规定。
2.将输入直流电源
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