南瑞RCS 发变组保护
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南瑞继保RCS-9000系列变压器保护装置说明书.
ZL_DYBH0205.0612RCS-9000系列B型保护测控装置——变压器保护部分技术和使用说明书南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书适用程序版本：RCS-9661B/9671B/9673B/9681B/9682B V1.20以上； RCS-9679B V1.00以上本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。
更多产品信息，请访问互联网：目 录1概述 (1)1.1RCS-9000系列B型保护测控装置的主要特点 (1)1.2RCS-9000系列B型保护测控装置的主要技术数据 (2)1.3RCS-9000系列B型保护测控装置的通信接口 (3)1.4RCS-9000系列B型保护测控装置的对时方式 (3)1.5RCS-9000系列B型保护测控装置相互间的二次接线说明 (3)1.6RCS-9000系列B型变压器保护测控装置的典型设备与配置 (3)1.7RCS-9000系列B型保护测控装置保护信息功能 (5)2装置技术使用说明 (6)2.1RCS－9661B变压器非电量保护装置 (6)2.1.1基本配置及规格 (6)2.1.2定值整定 (6)2.1.3装置整体介绍 (7)2.2RCS－9671B变压器差动保护装置 (15)2.2.1基本配置及规格 (15)2.2.2技术数据 (16)2.2.3装置原理 (16)2.2.4定值整定及用户选择 (18)2.2.5装置整体介绍 (20)2.2.6装置定值整定 (20)2.3RCS-9681B变压器后备保护测控装置 (24)2.3.1基本配置及规格 (24)2.3.2装置原理 (25)2.3.3装置跳线说明 (27)2.3.4装置背板端子及说明 (27)2.3.5装置定值整定 (28)2.4RCS-9682B变压器后备保护测控装置 (34)2.4.1基本配置及规格 (34)2.4.2装置原理 (35)2.4.3装置跳线说明 (37)2.4.4装置背板端子及说明 (37)2.4.5装置定值整定 (38)2.5RCS－9673B变压器差动保护装置 (43)2.5.1基本配置及规格 (43)2.5.2装置原理 (44)2.5.3装置整体介绍 (48)2.5.4装置定值整定 (49)2.6RCS-9679B变压器保护装置 (53)2.6.1基本配置及规格 (53)2.6.2装置原理 (54)2.6.3装置整体介绍 (62)3装置调试大纲 (70)3.1试验注意事项 (70)3.2事故分析注意事项 (70)3.3交流回路检查 (70)3.4输入接点检查 (71)3.5RCS-9671B、RCS-9673B变压器差动保护调试 (71)3.5.1差动保护校验 (71)3.5.2三、四侧过流保护 (76)3.5.3运行异常报警试验 (76)3.5.4装置闭锁试验 (77)3.5.5输出接点检查 (77)3.6RCS-9681B变压器后备保护调试 (78)3.6.1整组试验 (78)3.6.2运行异常报警试验 (79)3.6.3装置闭锁试验 (79)3.6.4输出接点检查 (79)3.6.5装置与监控后台联调的说明 (80)3.7RCS-9682B变压器后备保护调试 (80)3.7.1整组试验 (80)3.7.2运行异常报警试验 (81)3.7.3装置闭锁试验 (81)3.7.4输出接点检查 (81)3.7.5装置与监控后台联调的说明 (81)3.8RCS-9661B变压器非电量保护调试 (82)3.8.1整组试验 (82)3.8.2装置闭锁试验 (82)3.8.3输出接点检查 (82)3.8.4装置与监控后台联调的说明 (83)3.9RCS-9679B变压器保护调试 (83)3.9.1整组试验 (83)3.9.2差动保护校验 (83)3.9.3复压过流保护 (86)3.9.4运行异常报警试验 (87)3.9.5装置闭锁试验 (87)3.9.6输出接点检查 (88)3.9.7装置与监控后台联调的说明 (88)4装置整定说明 (89)4.1差动保护整定计算 (89)4.1.1平衡系数的计算 (89)4.1.2比率差动保护 (89)4.1.3差动速断保护 (91)4.1.4其它注意问题 (91)4.2后备保护整定计算 (92)4.2.1复合电压闭锁方向过流 (92)4.3零序过流 (93)4.3.1零序电流继电器的整定 (93)4.3.2零序电流继电器的灵敏度的校验 (93)4.4变压器不接地运行时的后备保护 (94)4.4.1零序过电压继电器的整定 (94)4.4.2间隙零序过电流继电器的整定 (94)4.5冷控失电保护的整定 (94)4.6其它需要注意的问题 (94)5装置开孔尺寸和外型图 (95)5.1装置开孔尺寸图 (95)5.1.11/3层机箱开孔图 (95)5.1.21/2层机箱开孔图 (96)5.1.32/3层层机箱开孔图 (97)5.2装置外形图 (98)6定货需知 (100)6.1定货时根据自己的要求选择相应型号的装置，并且选择确当的参数 (100)6.2开箱与存储 (100)1概 述RCS-9000系列B型保护测控装置采用先进的技术，精心的设计，使变电站保护和测控既相对独立又相互融合，保护装置工作不受测控和外部通信的影响，确保保护的安全性和可靠性。
RCS 南瑞继电保护
3.5定子绕组单相接地保护
4 基波定子接地保护判据
• （1）灵敏段基波零序电压保护，动作于信号时,其动 作方程为:
• Un0＞U0zd • 式中Un0为发电机中性点零序电压，U0zd为零序电压定
值。 • 灵敏段动作于跳闸时，还需主变高、中压侧零序电压
闭锁，以防止区外故障时定子接地基波零序电压灵敏 段误动。 • （2）高定值段基波零序电压保护，动作方程为： • Un0＞ U0hzd • 保护动作于信号或跳闸均不需经主变高、中压侧零序 电压辅助判据闭锁。
t1 t0
区内轻微： t0:正常运行 t1:故障时
3.3 变斜率比例差动保护
t1 t0
区内较严重： t0:正常运行 t1:故障时
3.3 变斜率比例差动保护
t1
区内严重故障： t0:正常运行 t1:故障时
t0
3.4 发电机差动TA饱和问题
以往认为：
－发电机差动采用保护级TA，并且TA同型； －区外故障电流倍数小，一次电流完全相同，二次不平衡差流
3.2 工频变化量差动保护
1 重叠原理的应用
ES M Z I
N ER
ZK
UF
U
UF
ES M Il
N ER
Ul
UF
短路后状态
M I
N
U
UF
短路附加状态
正常负荷状态
U U Ul I I Il
3.2 工频变化量差动保护
• 2 灵敏的工频变化量比例差动
Id 1.25IdtIdth Id 0.6Ir Id 0.75Ir 0.3Ie
动作区域上多了两块灵敏动作区，少了一块易误动区，在区内故障时保证较高的灵
敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流，提高了差动保护的可靠性。
发变组保护保护课件
TA1 * TV4
TA01
发变组主保护配置图
TA2 *
500KV
87MT
87MT 主变差动 87G 发电机纵差 87GS 发电机横差 87AT 高厂变差动 87ET 励磁变差动
TV1 TV2
87G
TA6 *
TA7
* TA05
87GS
* TA11
87ET
* TA12
TA03
* TA8 TA5
*
TA04
4.定子绕组单相接地保护
定子接地保护的必要性： a 单相接地引起非故障相及中性点电位升高。 b 中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动
作，经过长期运行，在机端侧再发生第二点接地，中 性点电位升高，第一个接地点接地电流增大，而过渡 电阻减小，结果发生相间或匝间严重短路。 c 其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越 大，接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧，引 起绕组绝缘及定子铁心损坏。
常见故障及保护配置
一、常见故障及保护配置 1.发电机常用见的故障和不正常工作状态 1.1常见的故障: 定子绕组相间短路，-故障率最高 定子绕组匝间短路;
(1)同相同分支绕组的匝间短路; (2)同相不同分支绕组间的匝间短路; 定子绕组单相接地短路; 转子绕组一点或两点接地; 低励失磁;
常见故障及保护配置
我厂的匝间保护由经工频变化量负序功率方向闭 锁的高定值段匝间保护和电流比率制动式纵向 零序电压构成的灵敏段匝间保护组成，电流比 率制动纵向零序电压的动作方程为：
式中，Uzo为机端纵向零序电压， Uzozd为纵向零序电压整定值，（250V低值，高值666.6V，0.2S） Imax为机端相电流最大值， I2为发电机机端负序电流， Kzo为比率制动系数， Ie为发电机额定电流，制动系数受工频变化量负序功率方向 影响。
发电机变压器组保护介绍
变压器本体不正常运行保护
压力保护
绕组温度保护
油温温度保护
油位保护
通风故障保护
变压器正常运行启动通风
启动通风
STEP5
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
变压器各侧电流互感器型号、饱和特性不同，各侧相电流的相位也可能不同，导致外部短路时，不平衡电流大；
变压器高压绕组常有调压分接头，有时还带负荷调节，导致不平衡电流增大；
发电机、变压器保护基本原理
发电机的故障形式
故障类型
故障名称
备注
定子侧故障
定子单相接地故障
相间故障
匝间故障
转子侧故障
转子一点接地故障
转子两点接地故障
失磁故障
发电机、变压器保护基本原理
发电机的不正常运行状态 发电机本体并未发生故障，由于其他设备故障或误操作等引起的发电机不正常运行状态。这些状态不被发现和清除将可能引起发电机本体的故障。
3
零序电流问题；
1
两侧电流相位问题；
5
不平衡电流大的问题。
4
励磁涌流问题；
构成变压器纵差保护需解决的问题
发电机、变压器保护基本原理
励磁涌流的识别 涌流的波形特征: 幅值大衰减慢、波形严重畸变、波形存在间断、偶次谐波含量大（以二次谐波为主）。 a. 二次谐波制动原理 b. 波形对称原理 本质：偶次谐波/奇次谐波 c. 间断角原理 d. 利用其他数学工具 （目前限于理论分析）
类型
故障名称
备注
区外短路引起的不正常运行状态
对称过流
定子过热
负序过流
转子过热
系统问题引起的不正常状态
失步
低频、过频
南瑞继保RCS9671B主变保护的原理及调试 继电保护
南瑞继保rcs9671b主变保 护的原理及调试 继电保护
目录
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的原 理
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的硬 件结构
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的软 件功能
目录
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的调 试方法
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的应 用案例
主控模块
主控模块
作为装置的大脑，负责接收、处理信 号采集模块的数据，根据保护算法做 出相应的判断和处理，控制出口继电 器的动作。
总结词
主控模块是装置的核心，负责数据处 理、逻辑判断和出口控制。
详细描述
主控模块通常采用高性能的微处理器 或专用集成电路（ASIC）实现。它接 收来自信号采集模块的数据，根据保 护算法进行逻辑判断，一旦发现异常 或故障，根据预设的保护策略控制相 应的出口继电器动作，实现快速切除 故障或进行预警。同时，主控模块还 负责装置自检、通信等功能，确保装 置正常运行和信息交互。
如果需要动作，则根据控制逻辑执行相应的 保护动作，如跳闸、告警等。
Байду номын сангаас
中断服务程序
中断服务程序
用于处理实时性要求较高的任务，如采样中断、通信中断等。
1. 实时采样
在采样中断到来时，实时采集电网状态数据，为后续的保护算法 提供数据支持。
2. 通信处理
处理与上级装置或控制中心的通信请求和数据交互，确保信息实 时、准确地传输。
电源模块
电源模块
为整个保护装置提供稳定、可靠的电源，保证装置的正常运行。
总结词
电源模块是装置稳定运行的基础，为其他模块提供所需电能。
详细描述
电源模块通常采用开关电源技术，将输入的交流电转换为直流电，为装置内部各模块提供 稳定的电源。该模块具备过压、欠压、过流等保护功能，确保装置安全可靠地运行。
目录
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的原 理
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的硬 件结构
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的软 件功能
目录
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的调 试方法
• 南瑞继保rcs9671b主变保护的应 用案例
主控模块
主控模块
作为装置的大脑，负责接收、处理信 号采集模块的数据，根据保护算法做 出相应的判断和处理，控制出口继电 器的动作。
总结词
主控模块是装置的核心，负责数据处 理、逻辑判断和出口控制。
详细描述
主控模块通常采用高性能的微处理器 或专用集成电路（ASIC）实现。它接 收来自信号采集模块的数据，根据保 护算法进行逻辑判断，一旦发现异常 或故障，根据预设的保护策略控制相 应的出口继电器动作，实现快速切除 故障或进行预警。同时，主控模块还 负责装置自检、通信等功能，确保装 置正常运行和信息交互。
如果需要动作，则根据控制逻辑执行相应的 保护动作，如跳闸、告警等。
Байду номын сангаас
中断服务程序
中断服务程序
用于处理实时性要求较高的任务，如采样中断、通信中断等。
1. 实时采样
在采样中断到来时，实时采集电网状态数据，为后续的保护算法 提供数据支持。
2. 通信处理
处理与上级装置或控制中心的通信请求和数据交互，确保信息实 时、准确地传输。
电源模块
电源模块
为整个保护装置提供稳定、可靠的电源，保证装置的正常运行。
总结词
电源模块是装置稳定运行的基础，为其他模块提供所需电能。
详细描述
电源模块通常采用开关电源技术，将输入的交流电转换为直流电，为装置内部各模块提供 稳定的电源。该模块具备过压、欠压、过流等保护功能，确保装置安全可靠地运行。
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。
国电南瑞RCS-978、PRC974型主变保护运行规定
国电南瑞RCS-978、PRC974型主变保护运行规定国电南瑞生产RCS-978GEA（B），PRC978GE-21C微机型装置，其中RCS-978GE/A （B）装置集成了一台变压器的全部主后备电气量保护，RCS-974A装置集成了一台变压器的本体非电量保护，保护采用三面屏配置。
A、B柜分别配置RCS-978GE/A（B）电量保护装置、CJX-11高中压电压切换箱和RCS-9784A通信装置，C柜配置了PRC78GE-21C非电量非全相失灵保护装置和主变高中低压侧操作箱。
#1主变保护配置及保护范围3.2.2 主变保护的投运步骤3.2.2.1保护装置在通电投运前应退出所有跳闸出口压板。
3.2.2.2合上直流电源快分开关，这时装置面板上“运行”灯应亮。
合上各侧交流电压开关以及变压器本体上的各类电源开关3.2.2.3运行方式显示模件指示运行状态与系统运行方式一致；3.2.2.4保护定值按调度定值整定通知单整定，所有保护的定值整定完后，打印一份各保护的定值清单，核实无误后签名存档。
3.2.2.5按调度命令加用各单元跳闸出口压板，装置投运正常，保护装置中的软压板按定值通知单要求分类投入。
3.2.2.6零序过电压保护与间隙保护共用控制字，采用或出口，定值因定为一次值为100A 3.2.3 装置异常处理3.2.3.1 变压器在充电时应将差动保护投入；充电正常后退出，经带负荷检查正确无误后，方可正式投入运行。
3.2.3.2 当主变保护发“CT断线”信号且无法复归时，申请退出全套保护，并及时通知局生产调度中心。
同时应加强保护屏、TA端子箱、TA本体等设备的监视，如有异常，立即汇报。
3.2.3.3当主变保护发“PT断线”信号且无法复归时，应立即向调度汇报，。
同时检查相关的TV 二次侧快分开关是否跳闸，如确实由二次快分开关跳闸引起，可试合TV二次快分开关，此时若信号消失。
若不消失则申请退出与异常电压回路相关的阻抗、零序、复压闭锁过流保护，并及时通知局生产调度中心3.2.3.4 保护装置上正常运行状态及发出的各类异常信号处理方法：1）装置正常运行状态（1）“运行”灯为绿色装置正常运行时点亮，熄灭表明装置不处于工作状态（2）“报警”灯为黄色，装置有报警信号时点亮（3）“跳闸”灯为红色，当保护动作并出口时点亮2）异常处理办法（1）当“报警”由于CT断线造成的，必须待外部异常恢复后，按下复归装置才会熄灭；由于其他异常情况点亮时，待异常情况消失后会自动熄灭。
RCS-985BT发电机变压器成套保护装置技术说明
ZL_YJBH2051.1006
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 ......................................................................................
RCS-985BT 发电机变压器成套保护装置 技术说明书
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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 ......................................................................................
【继电保护 精】RCS985-发变组
1.1 发变组保护相关的技术规定条文摘录
• 1.1.1 电压在3kV及以上，容量在600MW及以下的发电机，应按本 条的规定，对下列故障及异常运行方式，装设相应的保护。容量 在600MW以上的发电机可参照执行：
• (a) 定子绕组相间短路； • (b) 定子绕组接地； • (c) 定子绕组匝间短路； • (e) 发电机外部相间短路； • (f) 定子绕组过电压； • (g) 定子绕组过负荷； • (h) 转子表层（负序）过负荷； • (i) 励磁绕组过负荷； • (j) 励磁回路接地； • (k) 励磁电流异常下降或消失； • (l) 定子铁芯过励磁； • (m) 发电机逆功率； • (n) 低频； • (o) 失步； • (p) 发电机突然加电压； • (q) 发电机起停机；
• 1.1.3 各项保护装置，宜根据故障和异常运行方式的性质及热力系统 具体条件，按各条的规定分别动作于：
a．停机: 断开发电机断路器、灭磁，对汽轮发电机，还要关闭主汽门；对水 轮发电机还要关闭导水翼； b. 解列灭磁: 断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷； c. 解列: 断开发电机断路器，汽轮机甩负荷； d．减出力: 将原动机出力减到给定值； e．缩小故障影响范围: 例如双母线系统断开母线联络断路器等； f. 程序跳闸: 对汽轮发电机首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳 发电机断路器并灭磁。对水轮发电机，首先将导水翼关到空载位置，再跳 开发电机断路器并灭磁； g．减励磁: 将发电机励磁电流减至给定值； h．励磁切换: 将励磁电源由工作励磁电源系统切换到备用励磁电源系统； i．厂用电源切换: 由厂用工作电源供电切换到备用电源供电； j．分出口: 动作于单独回路； k．信号: 发出声光信号。
五. 变压器后备保护……………………………………………...…93
南瑞RCS-985T发变组保护检修规程
2.9 RCS-985T型起备变保护检修规程1.设备概况及参数1.1.保护装置概况RCS－985T变压器保护，用于我厂起备变保护，主要保护有比例差动、差速断、高压侧复合电压过流、低压侧复合电压过流、低压零序、高压侧方向过流、启通风保护。
1.2.装置主要性能参数1.2.1.装置主要性能1.2.1.1.高性能硬件1.2.1.1.1.DSP硬件平台RCS-985保护装置采用高性能数字信号处理器DSP芯片作为保护装置的硬件平台，为真正的数字式保护。
1.2.1.1.2.双CPU系统结构RCS-985保护装置包含两个独立的CPU系统：低通、AD采样、保护计算、逻辑输出完全独立，CPU2系统作用于启动继电器，CPU1系统作用于跳闸矩阵。
任一CPU板故障，装置闭锁并报警，杜绝硬件故障引起的误动1.2.1.1.3.独立的起动元件CPU2系统（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采用不同的起动元件，CPU1系统（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损坏均不会引起装置误出口1.2.1.1.4.高速采样及并行计算装置采样率为每周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1.2.1.1.5.主后一体化方案TA、TV只接入一次，不需串接或并接，大大减少TA断线、TV断线的可能性，保护装置信息共享，任何故障，装置可录下一个变压器的全部波形量。
1.2.1.2.保护新原理1.2.1.2.1.变斜率比率差动保护性能比率差动的动作特性采用变斜率比率制动曲线。
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。
为防止在TA饱和时差动保护的误动，增加了利用各侧相电流波形判断TA饱和的措施。
1.2.1.2.2.差动各侧自动调整差动各侧不同的额定电流，在很宽范围内均能自动调整平衡。
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sinδf
+ u2f 2
• ◆ 感应电势频率： 感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即 ◆ 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势 的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三 相对称性。
凸极机
隐极机
励磁方式
• 一类是用直流发电机作为励磁电源的直 流励磁机励磁系统；
• 另一类是用硅整流装置将交流转化成直 流后供给励磁的整流器励磁系统。
★ 气隙磁场可以看成是由合成磁势在电机的气隙中建立起来
的磁场。 也是以同步转速旋转的旋转磁场。 可见同步发电机负
载以后，电机内部的磁势和磁场将发生显著变化，这一变化主要
由电枢磁势的出现所致。
外特性
• 发电机带上负荷以后，端电压就会有所变化，外特 性就是反映这种变化规律的曲线。所谓外特性，就 是指励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下， 变更负荷（定子电流I）时端电压U的变化曲线，即 U=f(I)。在滞后的功率因数情况下，当定子电流增 加时，电压降落较大，这是由于此时电枢反应是去 磁的。在超前的功率因数的情况下，定子电流增加 时，电压反应升高，这是由于电枢反应是助磁的。 在功率因数时，电压降落较小。
• 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。
300MW-500KV机组TA、TV配置方案
300MW-500KV机组TA、TV配置方案
TA配置方案说明
1.A、B屏采用不同的电流互感器； 2.主后备共用一组TA； 3.主变差动、发电机差动均用到机端电流，一般引入 一组TA给两套保护用，对保护性能没有影响。RCS-985 保留了两组TA输入，适用于需要两组的特殊场合。 4.主变差动、高厂变差动均用到厂变高压侧电流，由 于主变容量与厂变容量差别非常大，为提高两套差动 保护性能，一般保留两组TA分别给两套保护用，RCS985通过软件选择，可以适用于只有一组TA的情况。 5.220KV侧应有一组失灵启动、非全相保护专用TA。
同步发电机的功率特性及静态稳定极限角
Id X d = Ed −u f cos δ f
Id
=
Ed
− u f cosδ f Xd
Iq X q = u f Sinδ f
Iq
=
uf
sin δ Xq
f
ϕf = β −δ f
同步发电机的功率特性
Pf =uf I cosϕf =uf I cos(β −δf )
感应电势(凸极和隐极)
同步发电机的运行特性
• 1.空载特性 • 2.短路特性 • 3.负载特性 • 4.外特性 • 5.调整特性
空载特性
• 发电机空载特性是指发电机以额定转速空载运 行时其电势E0与励磁电流I1之间的关系曲线。 当发电机处于空载运行状态，其端电压U就等 于电势E0，因此该曲线也就是空载时端电压与 励磁电流的关系曲线。
• β= 90º,
cosβ=0,sinβ=1,不发出有功功率，只发无功功率
• β= 180º,I、E0反相,cosβ=-1,sinβ=0,从电网吸收有功，电动机运行
• β=-90º,
cosβ=0,sinβ=-1,向电网送容性无功
• 由于β角可以是任意角，可以把电枢磁势分解为直轴和交轴两个分量 分析。同步发电机最常见的运行工况为0<β< 90º ，电枢反应磁场落后
• 电势决定于气隙磁通，空载时的气隙磁通决定 于转子磁势，转子磁势又决定于励磁电流，所 以这曲线表达了电机中“电”与“磁”的联系。
• 如图所示空载特性曲线，E0=f（I1）。做空载 特性试验时，应维持发电机转速不变，逐渐增 加励磁电流，直至端电压等于额定电压的130% 时为止。
负载运行分析
• 负载后磁势分析
RCS-985发电机变压器组保护
RCS-985 发变组保护介绍
1、基础理论 2、方案介绍 3、装置介绍 4、保护功能特点 5、试验与运行 6、总结
同步发电机基本工作原理
同步电机基本工作原理
• ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立起转子 主磁场。 ◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应 电势或者感应电流的载体。 ◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能）， 励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕 组的导体反向切割励磁磁场）。 ◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割 运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三 相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 ◆ 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为
• 外特性可以用来分析发电机运行中的电压波动情 况，藉以提出对自动调节励磁装置调节范围的要求。
调整特性
• 电压会随负荷的变化而变动，要维持端电压不变，必 须在负荷变动时调整励磁电流。所谓调整特性，就是 指电压、转速、功率因数为常数的条件下，变更负荷 （定子电流I）时励磁电流I1的变化曲线，即I1的变 化曲线，即I1=f(I)，在滞后的功率因数情况下，负 荷增加，励磁电流也必须增加。这是因为此时去磁作 用加强，要维持气隙磁通，必须增加转子磁势。在超 前的功率因数下，负荷增加，励磁电流一般还要降低。 这是因为电枢反应有助磁作用的缘故。
Qf =u f I sinϕ f = uf I sin(β −δ f )
=uf I cosβcosδf +uf I sinβsinδf
= uf I sin β cosδ f −u f I cosβ sinδ
=uf Iq cosδf +uf Id sinδf
= u f Id cosδ f − u f Iq sinδ f
•
Hale Waihona Puke ★空载时，同步电机中只有一个以同步转速旋转的励磁磁
势 ，它在电枢绕组中感应出三相对称交流电势，称为励磁电势。
★当电枢绕组接上三相对称负载后，电枢绕组和负载一起构
成闭合通路，通路中流过的是三相对称的交流电流 ，我们知道，
当三相对称电流流过三相对称绕组时，将会形成一个以同步速度
旋转的旋转磁势。
★由此可见，负载以后同步电机内部将会产生又一个旋转磁
于转子磁场，即Ff超前Fa。图中可以将电流I分解为直轴分量Id和交轴分 量Iq。
同步发电机的电抗
• 电枢反应磁场在定子每相绕组中所感应的电枢 反应电势Ea，可以把它看作相电流所产生的一 个电抗电压降这个电抗便是电枢仅应电抗Xa。 即Ea=-jIXa，进一步再把Xa与漏磁Xa合并为一 个电抗Xs=Xa+X,这个Xs就称为同步电抗。考虑 示定式子的铜耗，则可写出同步阻抗Zs=ra+jXs的表
直流励磁机励磁
• 直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励 或者他励接法。采用他励接法时，励磁机的励 磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流 发电机供给。
静止整流器励磁
• 同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和 交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源 提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。 副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励 磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整 流器整流后供给主发电机的励磁绕组。
(
Xd − Xq Xd Xq
)sin2δ
f
=
Edu f Xd
cosδ f
−
u
2 f
Xd
(cos2 δ f
+
Xd sin2 δ ) Xq
=
Edu f Xd
cosδ f
−
u
2 f
Xd
(1+
Xd − Xq Xq
sin2 δ f )
汽轮机的功率特性
Xd ≈ Xq
Pf
=
Edu f Xd
sin δ f
Qf
=
Edu f Xd
势 --电枢旋转磁势。因此，同步发电机接上三相对称负载以后，
电机中除了随轴同转的转子磁势 (称为机械旋转磁势)外，又多了
一个电枢旋转磁势(称为电气旋转磁势) 。
★ 参看异步电机篇的介绍，不难证明这两个旋转磁势的转速
均为同步速，而且转向一致，二者在空间处于相对静止状态，可
以用矢量加法将其合成为一个合成磁势 。
cos δ f
−
u
2 f
Xd
汽轮发电机输电系统的功角特性
水轮发电机输电系统的功角特性
发电机与电力系统的同步运行稳定性及振荡
（a）功率特性 （b）运行点a功角变化 （c）运行点b功角变化
暂态稳定
动态稳定
• 动态稳定涉及发电机的阻尼力矩问题。所谓阻尼力矩是指当发
电机转速变化时，发电机本身所具有的反应于这种转速变化的力 矩。
旋转整流器励磁
• 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋 转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到 数千安培，使得集电环严重过热。因此大容量的同步发电机 中，常采用如图所示的系统。主励磁机是旋转电枢式三相同 步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流 器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁 机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器 整流后供给。这种励磁系统称为无刷励磁系统。