发变组保护.pptx

TSH1目录目录发变组保护的介绍（3-71）12发变组保护相关二次回路（72）与发变组保护相关的反措（73-78）2 2 发变组保护的校验（79-84）34TSH2纵差保护纵差保护v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。v电厂常见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。v线路和升压站侧有短引线保护、线路纵差保护。TSH3RCS-985RCS-985比率差动保护的动作特性比率差动保护的动作特性TSH4比率差动原理比率差动原理v比率差动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。v采用较小的启动电流，保证区内故障的灵敏度。v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。TSH5发电机差动保护发电机差动保护v作用：为发电机定子绕组及其引出线的相间短路的主保护。v实现方式：采用比率差动原理。另有差动速断保护。v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。v出口方式：全停。TSH6RCS-985RCS-985发电机差动逻辑图发电机差动逻辑图TSH7主变差动保护主变差动保护v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。v实现方式：除了比率差动和差动速断外，另有励磁涌流闭锁。v引出端和保护范围：发电机机端侧、高厂变高压侧、高压侧断路器。v出口方式：全停。TSH8变压器差动保护的励磁涌流闭锁变压器差动保护的励磁涌流闭锁v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。v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。TSH9RCS-985RCS-985变压器差动保护逻辑图变压器差动保护逻辑图TSH10高厂变差动保护高厂变差动保护v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。v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。v出口方式：全停。TSH11发电机匝间保护发电机匝间保护v作用：发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊的主保护。v我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。v出口方式：全停。TSH12RCS-985RCS-985发电机匝间保护逻辑图发电机匝间保护逻辑图TSH13发电机定子接地保护发电机定子接地保护v作用：保护定子绕组单相接地故障。v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。v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%。v三次谐波电压保护发电机中性点25%左右的定子接地。TSH14发电机定子接地保护发电机定子接地保护v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。v基波零序电压保护在主变高压侧单相接地时不应动作。v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。TSH15RCS-985RCS-985定子接地保护逻辑图（一）定子接地保护逻辑图（一）TSH16RCS-985RCS-985定子接地保护逻辑图（二）定子接地保护逻辑图（二）TSH17发电机后备保护发电机后备保护v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。v保护出口为全停。TSH18RCS-985RCS-985发电机复压过流保护逻辑图发电机复压过流保护逻辑图TSH19发电机转子接地保护发电机转子接地保护v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。v转子一点接地保护动作于报警。v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。v转子接地保护有时设置在励磁装置内，此时发变组保护柜内转子接地保护不投。TSH20发电机定子过负荷保护发电机定子过负荷保护v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。v保护分为定时限和反时限两部分。v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。v出口方式：定时限动作于信号，反时限动作于全停或程跳。TSH21RCS-985RCS-985定子过负荷逻辑图定子过负荷逻辑图TSH22发电机负序过负荷保护发电机负序过负荷保护v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。v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。TSH23发电机负序过负荷保护发电机负序过负荷保护v负序过负荷保护，反映了发电机转子表层过热的状况。v保护分为定时限和反时限两部分。v出口方式：定时限动作于信号，反时限动作于全停或程跳。TSH24RCS-985RCS-985负序过负荷逻辑图负序过负荷逻辑图TSH25发电机低励失磁保护发电机低励失磁保护v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生不利影响。v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。v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。TSH26发电机低励失磁保护发电机低励失磁保护v保护判据：异步圆、定子阻抗原件，转子低电压，无功反向。v保护出口：一般分为信号段和程跳段。TSH27RCS-985RCS-985失磁保护静稳圆图失磁保护静稳圆图TSH28RCS-985RCS-985失磁保护异步圆图失磁保护异步圆图TSH29RCS-985RCS-985失磁保护失磁保护I I段逻辑图段逻辑图TSH30RCS-985RCS-985失磁保护失磁保护IIII段逻辑图段逻辑图TSH31RCS-985RCS-985失磁保护失磁保护IIIIII段逻辑图段逻辑图TSH32RCS-985RCS-985失磁保护失磁保护IVIV段逻辑图段逻辑图TSH33失磁保护四段出口的一般设计失磁保护四段出口的一般设计v失磁I段：失磁保护作用于减出力，发电机失磁时，降低原动力出力使发电机输出功率降至整定值。v失磁II段：发电机失磁时，主变高压侧母线电压低于整定值（根据选择，可取机端电压），保护延时动作于跳闸。v注意：II段判据，建议定子阻抗判据投入。v失磁III段：可动作于报警，也可动作于切换备用励磁或跳闸。v失磁IV段：为长延时段，只判定子阻抗原件，在减出力、切换备用励磁等措施无效的情况下，作用于跳闸。TSH34失步保护失步保护v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。v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，大轴会受损，缩短运行寿命。v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。v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。TSH35RCS-985RCS-985失步保护特性失步保护特性TSH36RCS-985RCS-985失步保护逻辑图失步保护逻辑图TSH37发电机过电压保护发电机过电压保护v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。v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。v过电压保护一般延时0.5S，动作于全停或程跳。TSH38RCS-985RCS-985过电压保护逻辑图过电压保护逻辑图TSH39过励磁保护过励磁保护v作用：防止发电机、变压器因过励磁引起的危害。v过励磁的两个因素：频率降低或电压升高。v过励磁将因过热而使绝缘老化，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。v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。TSH40RCS-985RCS-985过励磁保护逻辑图过励磁保护逻辑图TSH41逆功率、程序逆功率保护逆功率、程序逆功率保护v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。TSH42逆功率、程序逆功率保护逆功率、程序逆功率保护v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。v程跳可避免因主汽门未关而断路器先断开（甩负荷）引起汽轮机“飞车”。v程序逆功率保护动作于全停。v逆功率保护短延时动作于信号，两分钟后动作于跳闸。TSH43RCS-985RCS-985逆功率保护逻辑图逆功率保护逻辑图TSH44频率异常保护频率异常保护v大型汽轮发电机允许长期运行的频率范围为48.5-50.5Hz。v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。v出口：投信号。TSH45RCS-985RCS-985频率保护逻辑图频率保护逻辑图TSH46误上电保护误上电保护v由误合闸保护和断路器闪络保护组成。v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，断路器误合或非同期。v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。TSH47误上电保护误上电保护v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。v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。v误合闸保护II段对应跳出口开关、跳其他开关。TSH48误上电保护误上电保护v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。v误上电保护出口：全停。v注意点：误上电保护在发电机停机时投入，并网后退出。TSH49RCS-985RCS-985误上电保护逻辑图误上电保护逻辑图TSH50RCS-985RCS-985断路器闪络保护逻辑图断路器闪络保护逻辑图TSH51启停机保护启停机保护v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。v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。v保护动作于灭磁。v注意点：励磁升压前将保护投入，并网后退出。TSH52发电机保护课后作业发电机保护课后作业v1、简述发电机保护的种类及作用。v2、掌握保护逻辑图的阅读方法。TSH53RCS-985RCS-985启停机保护逻辑图启停机保护逻辑图TSH54励磁绕组过负荷保护励磁绕组过负荷保护v作用：反映励磁绕组的平均发热情况。v也分为定时限和反时限两部分。v定时限发信号，反时限动作于程跳。TSH55RCS-985RCS-985励磁绕组过负荷保护逻辑图励磁绕组过负荷保护逻辑图TSH56励磁变保护励磁变保护v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。v我厂采用励磁变励磁变过流保护，保护分两段，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。TSH57RCS-985RCS-985励磁变保护逻辑图励磁变保护逻辑图TSH58主变后备保护主变后备保护v已经设置发电机相间后备保护时，可不再采用主变相间后备保护（复压闭锁过流）。v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。v主变异常运行保护有过负荷报警。v主变设有启动风冷。v注意点：零序保护定值由调度下发。TSH59RCS-985RCS-985零序过流保护逻辑图零序过流保护逻辑图TSH60高厂变后备保护高厂变后备保护v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。v高厂变异常运行保护有过负荷报警。v高厂变设有启动风冷。TSH61RCS-985RCS-985厂变复压过流保护逻辑图厂变复压过流保护逻辑图TSH62高厂变分支后备保护高厂变分支后备保护v分支后备保护均分为A分支和B分支。v分支复压过流保护按定值若不经复合电压闭锁，所以动作定值较大。v出口为跳本分支，闭锁切换本分支厂用。v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。TSH63RCS-985RCS-985厂变分支低压过流保护逻辑图厂变分支低压过流保护逻辑图TSH64RCS-985RCS-985厂变分支复压过流保护逻辑图厂变分支复压过流保护逻辑图TSH65TATA断线断线vTA断线反映：v1、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。v2、差流大于门槛值后延时10S发信号，不闭锁差动保护。v3、差动保护TA断线。TSH66TVTV断线断线vTV断线反映：v1、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。v2、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。TSH67非电量保护非电量保护v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，则20分钟即需出口。v主变重瓦斯和高厂变重瓦斯也动作于全停。v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。TSH68非电量保护非电量保护v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。TSH69保护出口方式保护出口方式v跳高压侧断路器1第一、二跳闸线圈；v跳高压侧断路器2第一、二跳闸线圈；v跳灭磁开关；v关主汽门；v跳厂用A、B分支；v启动A、B分支厂用切换；v闭锁A、B分支厂用切换。TSH70装置运行状态装置运行状态v“运行”灯，绿色，灯亮表示装置正常运行。v“TV断线”灯，黄色，灯亮表示TV异常或断线。v“TA断线”灯，黄色，灯亮表示TA异常或断线，或差流异常。v“报警”灯，黄色，灯亮表示有保护报警信号。v“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。TSH71发变组保护相关二次回路发变组保护相关二次回路v1、CT回路v2、PT回路v3、外接开入量v4、跳闸出口v5、输出信号：DCS、故障录波、远动TSH72与发变组保护相关的反措与发变组保护相关的反措v电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置。v继电保护双重化配置的基本要求v1 两套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感器和电流互感器互相独立的绕组。其保护范围应交叉重叠，避免死区。v2 两套保护装置的直流电源应取自不同蓄电池组供电的直流母线段。v3 两套保护装置的跳闸回路应分别作用于断路器的两个跳闸线圈。v4 两套保护装置与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则。v5 两套保护装置之间不应有电气联系。v6 线路纵联保护的通道（含光纤、微波、载波等通道及加工设备和供电电源等）、远方跳闸及就地判别装置应遵循相互独立的原则按双重化配置。TSH73与发变组保护相关的反措与发变组保护相关的反措v发电机、变压器的电气量保护应能启动失灵v200MW 及以上容量发电机定子接地保护宜将基波零序保护与三次谐波电压保护的出口分开，基波零序保护投跳闸。v差动保护用电流互感器的相关特性应一致。v主设备非电量保护应防水、防油渗漏、密封性好。气体继电器至保护柜的电缆应尽量减少中间转接环节。TSH74与发变组保护相关的反措与发变组保护相关的反措v200MW 及以上并网机组的高频率、低频率保护，过电压、低电压保护，过激磁保护，失磁保护，失步保护，阻抗保护及振荡解列装置、发电机励磁系统（包括PSS）等设备（保护）定值必须经有关调度部门审定。其中机组低频率保护的定值应低于系统低频减载的最低一级定值，机组低电压保护定值应低于系统(或所在地区)低压减载的最低一级定值。TSH75与发变组保护相关的反措与发变组保护相关的反措v对于220kV及以上主变压器的微机保护必须双重化。v1、新投产的220kV主变压器，其电气量保护要做到两套相互独立的、双重化微机保护，对220kV主变压器保护进行更换时，其主保护也应做到双重化微机保护，全网的220kV主变压器保护逐步实现主保护双重化的微机保护。v2、两套保护电流回路应采用不同的独立的CT二次绕组，所用CT应满足10%误差曲线。TSH76与发变组保护相关的反措与发变组保护相关的反措v3、两套保护的出口跳闸回路宜相互独立，分别接入各自的跳闸线圈。v4、两套保护的直流电源应相互独立，正常运行时两套保护均投入。TSH77与发变组保护相关的反措与发变组保护相关的反措v三、保证继电保护操作电源的可靠性，防止出现二次寄生回路，提高继电保护装置抗干扰能力。v1、认真清理保护的合闸回路、跳闸回路及直流保险等回路，防止出现二次寄生回路。v2、认真执行二次熔断器、负荷小开关质量管理办法，理顺熔断器的上下级配合关系。TSH78发变组保护的校验发变组保护的校验v一、仪器准备合适的仪器（博电）、笔记本、校验程序完好，数据线良好，提前安排好交流试验电源。注意：试验仪器在使用时，应可靠接地。二、资料收集与阅读1、厂家说明书、调试大纲；2、设计院图纸3、调试前应熟悉说明书、大纲和图纸。三、记录表格应有完善的，针对被校验保护的记录表格。TSH79发变组保护的校验发变组保护的校验v四、保护定值应提前向电厂方要求提供保护定值。v五、校验过程v1、试验前，与厂家人员一起，检查保护屏柜是否有损伤，盘内接线是否完整紧固。v2、直流电源上电。应注意直流电源的电压等级、极性。上电后观察装置液晶显示是否正常。进入各菜单熟悉装置操作。v3、开入接点检查1）投入保护柜上各保护功能压板，观察装置内相应菜单显示是否正确。TSH80发变组保护的校验发变组保护的校验v2）在端子上模拟各设计开入，观察装置内开入显示变位是否正确。常用的设计开入：断路器位置接点、主汽门接点、外部重动。v4、交流回路模拟量校验（采样试验）从保护屏内端子上对应加入各电流量、电压量、观察液晶显示值的大小，相位。v5、定值输入和跳闸矩阵整定v6、保护校验、跳闸输出接点和信号输出接点检查。TSH81发变组保护的校验发变组保护的校验vRCS-985保护系统参数的设定举例TSH82差动保护校验接线实例差动保护校验接线实例v差动保护校验接线实例TSH83博电校验仪加量显示实例博电校验仪加量显示实例v博电校验仪加量显示实例TSH84发变组保护运行中的注意事项发变组保护运行中的注意事项v继电保护动作跳闸后，应首先检查保护动作情况并查明原因。v微机保护对工作环境及对温度要求比较严格，不允许有超过发电厂变电站范围内的可能遇到的强电磁场存在。TSH85继电保护动作分析继电保护动作分析v为全面分析继电保护装置的动作情况，必须从以下各方面进行细致的调查并做好记录：v1、保护装置动作时系统有关部分的运行方式。v2、故障发生的时间、地点、顺序、延续时间、故障种类和其他各种事故。v3、开关跳、合闸的顺序及所引起的运行方式的变化。v4、故障发生时，系统中出现了哪些不正常现象，如振荡、电压和频率变化及失去负荷等。TSH86继电保护动作分析继电保护动作分析v5、故障前、后有功和无功负荷的情况。TSH87谢谢！谢谢！