1、某电厂发变组保护讲义,发变组保护装置介绍,发变组保护按三块屏配置，A、B屏配置两套RCS-985A，C屏配置非电量保护装置。 RCS-985A型保护，适用于标准的发变组单元主接线形式，即两圈主变、发电机容量大于100MW、一台高厂变、励磁变。,纵差保护,纵差保护是比较被保护设备各引出端电流大小和相位的一种保护，能够正确区分区内、区外故障，不需要和其他原件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，是发电机、变压器、母线等设备的主保护。 我厂配备的几种纵差保护：发电机差动保护、主变差动保护、高厂变差动保护。 线路和升压站侧有短引线保护、线路纵差保护。,比率差动保护的动作特性,比率差动原理,比率差动
2、的动作特性采用变斜率制动曲线，可以实现区内不拒动，区外不误动。 采用较小的启动电流，保证区内故障的灵敏度。 区外故障时，利用制动原理，可以躲过暂态不平衡电流，防止保护误动。,发电机差动保护,作用：为发电机定子绕组及其引出线的相间短路的主保护。 实现方式：采用比率差动原理。另有差动速断保护。 引出端和保护范围：发电机中性点CT和机端CT各引出两组，分别至发变组保护A柜和B柜，构成双套保护。 出口方式：全停。,主变差动保护,作用：为主变套管、引出线和变压器内部绕组短路或接地的主保护。 实现方式：除了比率差动和差动速断外，另有励磁涌流闭锁。 引出端和保护范围：发电机机端侧、高厂变高压侧、5010和5
3、011间隔。 出口方式：全停。,变压器差动保护的励磁涌流闭锁,双套保护需要有不同的原理，因此在励磁涌流闭锁原理方面，一套保护采用谐波制动原理，即采用三相差流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据。 另一套保护可以采用三相差流中的波形判别方式。内部故障时，各侧电流经CT变换后，差流基本上是工频正弦波。而在励磁涌流中有大量的谐波分量存在，波形是间断不对称的。,高厂变差动保护,作用：为厂变套管、引出线和变压器内部绕组短路或接地的主保护。 高厂变差动保护的引出端和保护范围：厂变高压侧，6KV A分支和B分支。 出口方式：全停。,发电机匝间保护,作用：发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊的主保护。 我
4、厂匝间保护采用纵向零序电压原理，也就是采用专用PT测量发电机三个相电压不对称而生成的零序电压 。 出口方式：全停。,发电机定子接地保护,作用：保护定子绕组单相接地故障。 由基波零序电压保护和三次谐波电压保护联合组成100%定子接地保护。 基波零序电压保护方向由发电机机端向发电机中性点，保护范围约85-95%。 三次谐波电压保护发电机中性点25%左右的定子接地。,发电机定子接地保护,出口方式：基波零序电压保护出口方式为全停，三次谐波电压保护动作于信号。 基波零序电压保护在主变高压侧单相接地时不应动作。 需要注意点：发电机升压前必须把中性点地刀投入，否则会有三次谐波动作信号。,发电机后备保护,我厂
5、采用发电机复合电压过流保护作为发电机、变压器故障的后备。 保护出口为全停。,发电机转子接地保护,作用：反映发电机转子对大轴绝缘电阻的下降，设有一点接地保护和两点接地保护两种。 转子一点接地保护动作于报警。 转子一点接地保护动作后，经延时自动投入转子两点接地保护。 我厂转子接地保护设置在励磁装置内。,发电机定子过负荷保护,作用：反映发电机因过负荷或外部故障会引起定子绕组过电流。过电流的过程，实际也是发电机热积累过程。 保护分为定时限和反时限两部分。 当定子电流超过反时限下限整定值时，反时限部分启动，并进行累积。热累积值大于定值即出口。 出口方式：定时限动作于信号，反时限动作于全停或程跳。,发电机
6、负序过负荷保护,作用：反映发电机不对称过负荷、非全相运行和外部不对称故障引起的负序过电流。 负序过电流的危害：当电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称时，发电机定子绕组中就有负序电流。该负序电流产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速，因此在转子中出现100HZ的倍频电流，它会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热，造成转子的局部灼伤。,发电机负序过负荷保护,负序过负荷保护，反映了发电机转子表层过热的状况。 保护分为定时限和反时限两部分。 出口方式：定时限动作于信号，反时限动作于全停或程跳。,发电机低励失磁保护,作用：为防止大型发电机低励或失去励磁后，从系统中吸收大量无功而对系统产
7、生不利影响。 失磁后发电机电磁转矩将小于原动机的转矩，转子加速，发电机功角增大超过稳定极限时，发电机与系统失去同步。 四个危害：1、系统无功产生缺额；2、破坏系统稳定；3、有功输出减少；4、差频电流造成附加损耗，转子及励磁回路过热。,发电机低励失磁保护,保护判据：异步圆、定子阻抗原件，转子低电压，无功反向。 保护出口：一般分为信号段和程跳段。,失步保护,大型发电机同步电抗参数一般比系统电抗要大得多，发生系统振荡时振荡中心往往落在发变组侧。当发电机失步振荡造成异步运行时，发电机转速和机端电压难以稳定，厂用机械不能正常工作。 失步振荡电流幅值很大，在较长时间内会反复出现，机组遭受力和热损伤，大轴会
8、受损，缩短运行寿命。 失步保护只能在失步振荡时动作，应能区分短路与振荡，稳定振荡和失步振荡。 透镜原理，利用一电抗线分辨为区外或区内失步，通过计算滑极次数，出口于全停或程跳。,发电机过电压保护,作用：防止因突然甩去全部负荷后引起发电机定子绕组过电压，破坏定子绝缘。 大型发电机转动惯量相对较小，在甩负荷时即使调速和调压系统完全正常，转速仍将上升，过电压可能在1.3倍额定以上持续几秒钟。而发电机的工频耐压试验水平为1.3倍额定持续1分钟。 过电压保护一般延时0.5S，动作于全停或程跳。,过励磁保护,作用：防止发电机、变压器因过励磁引起的危害。 过励磁的两个因素：频率降低或电压升高。 过励磁将因过热
9、而使绝缘老化，降低设备使用寿命。大型发变组系统由于额定工作磁密本来就接近饱和，过励磁能力较低。 分定时限和反时限两部分，定时限发信号，反时限全停或程跳。,逆功率、程序逆功率保护,当汽轮机主汽门误关闭，或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时，发电机失去原动力变成电动机运行，从电力系统吸收有功功率。这种工况对发电机并无危害，但由于鼓风损耗，汽轮机尾部叶片有可能过热而损坏，故大型机组要装设逆功率保护，用于保护汽轮机。,逆功率、程序逆功率保护,一些设定为程跳的保护动作后，先关主汽门，出现逆功率时主汽门必然已经关闭，此时程序逆功率保护动作，将断路器跳闸。 程跳可避免因主汽门未关而断路器先断开
10、（甩负荷）引起汽轮机“飞车”。 程序逆功率保护动作于全停。 逆功率保护短延时动作于信号，两分钟后动作于跳闸。,频率异常保护,大型汽轮发电机允许长期运行的频率范围为48.5-50.5Hz。 汽轮机的叶片有一自振频率，如果发电机频率升高或降低到一定程度，叶片将发生谐振，使材料疲劳，达到材料不允许的限度时，叶片将断裂，造成严重事故。材料的疲劳是不可逆的积累过程。 出口：投信号。,误上电保护,由误合闸保护和断路器闪络保护组成。 误合闸保护的三种情况：1、发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步启动；2、发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合；3、发电机起停过程中，频率大于定值
11、，断路器误合或非同期。 盘车状态下，若系统三相工频电压突然加在机端，定子电流将很大，转子长时间留过差频电流会被烧伤。突然误合闸引起转子急剧加速，由于汽机可能润滑油压不高，也会烧瓦。,误上电保护,发电机非同期合闸时，如果断路器两侧电势相差180，非同期合闸电流最大，跳闸容易断路器损坏。所以本保护分两段出口。 误合闸保护I段出口跳其他开关，此时主变高压侧电流大于开关允许电流。 误合闸保护II段对应跳出口开关、跳其他开关。,误上电保护,发电机在并网过程中，当断路器两侧电压方向为180时，断口容易发生闪络，不仅造成断路器损坏，还将对发电机产生冲击转矩和负序电流。为机组安全，应设置断路器闪络保护。 误上
12、电保护出口：全停。 注意点：误上电保护在发电机停机时投入，并网后退出。,启停机保护,作用：反映发电机在启动或停机过程中的相间故障或定子接地故障。 启停机的两个特点：1、启停机过程中定子电压频率很低；2、发电机未并网。所以该保护受到低频和断路器位置接点闭锁。 保护动作于灭磁。 注意点：励磁升压前将保护投入，并网后退出。,励磁绕组过负荷保护,作用：反映励磁绕组的平均发热情况。 也分为定时限和反时限两部分。 定时限发信号，反时限动作于程跳。,励磁变保护,励磁变差动保护由于低压侧与励磁整流装置相连，波形容易畸变，不利于差动保护正确运行，因此现在已经基本不设。 我厂采用励磁变励磁变过流保护，保护分两段，
13、第一段为速断保护，第二段为励磁变过流保护，都动作于全停。,主变后备保护,我厂已经设置发电机相间后备保护，不再采用主变相间后备保护（复压闭锁过流）。 主变接地后备保护为两段两时限零序过流保护，作为主变中性点接地运行时的后备保护。 主变异常运行保护有过负荷报警。 主变设有启动风冷。 注意点：零序保护定值由调度下发。,高厂变后备保护,高厂变高压侧后备保护为两段经低压侧分支复压闭锁的过流保护，动作为全停。 高厂变异常运行保护有过负荷报警。 高厂变设有启动风冷。,高厂变分支后备保护,分支后备保护均分为A分支和B分支。 我厂的分支复压过流保护按定值不经复合电压闭锁，所以动作定值较大。 出口为跳本分支，闭锁
14、切换本分支厂用。 分支零序保护为两段，一段经延时跳本分支，闭锁切换本分支厂用，二段全停或程跳。,TA断线,TA断线反映： 1、各侧三相电流回路TA断线，当3I0大于一设定值时，延时10S发信号。 2、差流大于门槛值后延时10S发信号，不闭锁差动保护。 3、差动保护TA断线。,TV断线,TV断线反映： 1、各侧三相电压回路TV断线：正序电压小于18V，且任一相有一定电流或负序电压大于8V。 2、发电机机端电压平衡：发电机接入两组PT，比较两组PT的相间电压、正序电压是否一致，有一定差值即发信号。,非电量保护,主变风冷全停：风冷全停后1小时出口停机，如果在风冷全停过程中，主变油温上升到75 及以上
15、，则20分钟即需出口。 主变重瓦斯和高厂变重瓦斯也动作于全停。 动作于信号的变压器非电量保护有：主、厂变轻瓦斯；主、厂变压力释放；主、厂变油位异常；主、厂变油温高和超高；主、厂变绕温高和超高；励磁变温度高和超高。,非电量保护,其它非电量保护：发电机断水保护、励磁系统故障、发电机紧急跳闸、线路保护联跳。,保护出口方式,跳5011第一、二跳闸线圈； 跳5010第一、二跳闸线圈； 跳灭磁开关； 关主汽门； 跳厂用A、B分支； 启动A、B分支厂用切换； 闭锁A、B分支厂用切换。,装置运行状态,“运行”灯，绿色，灯亮表示装置正常运行。 “TV断线”灯，黄色，灯亮表示TV异常或断线。 “TA断线”灯，黄色，灯亮表示TA异常或断线，或差流异常。 “报警”灯，黄色，灯亮表示有保护报警信号。 “跳闸”灯，红色，保护动作并出口时亮且保持。即使保护返回，也需将保护复归后才熄灭。,
