基于RCS-985保护装置的发电机比率差动保护实验教学设计

汪平;程杉;黄景光

【摘 要】本文以RCS-985发电机变压器组保护装置为平台,阐述了发电机差动保护的保护原理和发电机比率差动保护的实验内容及方法. 【期刊名称】《黑龙江科技信息》 【年(卷),期】2017(000)033 【总页数】2页(P149-150)

【关键词】差动电流;比率差动保护;设计 【作 者】汪平;程杉;黄景光

【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北 宜昌 443000;新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学),湖北 宜昌 443000;三峡大学电气与新能源学院,湖北 宜昌 443000;新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学),湖北 宜昌 443000;三峡大学电气与新能源学院,湖北 宜昌 443000;新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学),湖北 宜昌 443000 【正文语种】中 文

实验教学的目的是让学生掌握发电机差动保护的原理，加深对发电机比率差动保护的理解并掌握发电机比率差动保护的测试方法。

实验采用任务驱动法，老师给出具体的发电机参数，同学们给发电机的中性点侧和机端侧加电流，计算出差动电流和制动电流，通过加入计算好的电流，可以做到让保护装置不动作，改变加入的电流，让保护装置刚好动作，再改变电流，让保护装

置继续可靠动作。

RCS-985微机发电机变压器保护装置是由南京南瑞继保电气有限公司开发、研制和生产，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，该保护装置在电力系统中的应用非常广泛。

辅助测试仪器采用武汉豪迈继保之星继电保护测试仪。

发电机差动保护反映的是发电机的相间故障，它比较发电机中性点侧和机端侧的电流，差动电流是两侧电流的矢量和，在发电机正常运行时，没有差动电流，发电机发生相间故障时，差动电流会出现较大的数值。为防止差动保护在外部短路时误动，引入比率制动式差动保护。

RCS-985保护装置比率差动保护动作特性如图2。 比率差动保护的动作方程如下：

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。 两侧电流定义：

其中I1、I2分别为机端、中性点侧电流； 比率制动系数定义：

Kbl为比率差动制动系数，Kb1r为比率差动制动系数增量； Kb11为起始比率差动斜率，定值范围为0.05～0.15； Kb12为最大比率差动斜率，定值范围为0.30～0.70；

n为最大比率制动系数时的制动电流倍数，保护装置内部固定取4。

将发电机的参数输入保护装置，计算出发电机的一次额定电流和二次额定电流，并检查保护装置中显示的计算定值是否与同学们计算出的一样。

如何才能解决给出的任务，先让同学们思考，再根据回答的内容进行点评，核心问

题便是通过改变加入发电机中性点侧和机端侧两侧电流，找出保护装置动作曲线的边界曲线。

在发电机中性点侧加入0、1A、2A、3A、4A、5A电流，利用专业软件计算出差动保护刚好动作时发电机机端侧的电流值，记录到实验数据表格。 保护装置的整定与实验接线:

8.1 整定发电机差动保护定值，Icdqd：0.3 Ie，起始斜率：0.06，最大斜率：0.6,速断定值 Icdsd：2 Ie，将“工频变化量差动”、“TA 断线闭锁差动”控制字退出，“发电机差动保护”控制字投入；

8.2 投入屏上的“投发电机差动保护”的硬压板；

8.3 按照实验指导书图纸进行实验接线，测试仪电流输出端连接保护装置发电机中性点侧和机端侧电流输入端。 实验过程:

在“输入一侧电流”中顺次输入 0、1A、2A、3A、4A、5A，计算出相应参数填入下表。根据计算出的发电机机端电流数值，在发电机机端侧加入小于计算值的电流，逐渐增大直到差动保护动作，记录数据。

记录差动保护动作时发电机机端实际动作值，计算制动电流、动作电流及制动系数，画出动作曲线，并比较是否与图3中动作特性曲线一致，再次思考比率差动保护的动作原理，总结自己学习的收获(表2)。

目前RCS-985保护装置在电力系统中大量应用，以RCS-985保护装置进行实验教学，一方面可以更透彻的理解差动保护的原理，另一方面为学生们将科学知识与实际生产相结合，毕业后顺利走上工作岗位，成长为一名卓越的电气工程师提供了有力的保障。

【相关文献】

[1]RCS-985发电机变压器组保护装置技术说明书，2012.