设备管理_发电厂设备的继电保护培训教材

第 11 章 发电厂设备的继电保护3 11.1 发电机故障、不正常状态和运行方式.3 11.1.1 发电机的故障3 11.1.2 发电机不正常运行状态4 11.2 变压器故障、不正常状态和运行方式.5 11.2.1 变压器不正常运行状态5 11.3 金陵电厂保护配置.6 11.3.1 发电机保护11 11.3.2 微机型主变保护装置配置要求、14 11.3.3 微机型主变本体保护15 11.3.4 微机型高压厂变保护装置15 11.3.5 停机备用变压器保护16 11.3.6 微机型停机备用变压器本体保护（G 柜）17 11.3.7 厂用电系统保护17 11.4 保护原理.17 11.4.1 RCS-985 系列差动保护.17 11.4.2 工频变化量比率差动保护21 11.4.3 后备保护23 11.4.3.1 阻抗保护 23 11.4.3.2 复合电压闭锁过流 24 11.4.3.3 复合电压闭锁方向过流 25 11.4.3.4 零序方向过流保护 26 11.4.3.5 发电机复合电压过流保护 27 11.4.4 发电机匝间保护28 11.4.4.1 发电机高灵敏横差保护 28 11.4.4.2 纵向零序电压保护 28 11.4.4.3 一次断线闭锁判据 29 11.4.4.4 工频变化量匝间保护 29 11.4.5 发电机定子接地保护30 11.4.5.1 零序电压定子接地保护 30 11.4.5.2 三次谐波电压比率定子接地保护 30 11.4.5.3 三次谐波电压差动定子接地保护 30 11.4.5.4 断线闭锁原理 30 11.4.6 外加电源式发电机定子接地保护31 11.4.6.1 接地电阻定子接地判据 32 11.4.6.2 接地电流定子接地判据 32 11.4.6.3 外加电源回路故障闭锁原理 32 11.4.6.4 外加电源式定子接地保护出口逻辑 33 11.4.7 发电机转子接地保护33 11.4.7.1 转子一点接地保护 33 11.4.7.2 转子两点接地保护 34 11.4.7.3 转子接地保护出口逻辑 34 11.4.8 发电机定子过负荷保护34 11.4.8.1 定时限定子过负荷保护 34 11.4.8.2 定时限定子过负荷出口逻辑 35 11.4.8.3 反时限定子过负荷保护 35 11.4.8.4 反时限定子过负荷出口逻辑 36 11.4.9 发电机失磁保护36 11.4.9.1 失磁保护原理 36 11.4.9.2 失磁保护出口逻辑 37 11.4.10 其他保护39 11.5 厂用电保护.41 11.5.1 厂用电源的保护41 11.5.2 WDZ-410 保护原理.43 11.5.3 WDZ-440EX 保护原理46 11.5.4 400v 厂用电保护51 11.6 故障录波装置.52 11.7 微机小电流系统接地选线装置.52 11.7.1 小接地电流系统概述53 11.7.2 本装置选线原理53 11.8 继电保护的故障处理.54 11.8.1 微机保护及自动装置运行54 11.8.2 微机保护装置故障处理55 11.8.3 对于微机保护投用/停用要求.56 11.8.4 保护异常处理57 11.8.5 500 kV 系统保护投运操作57 第 11 章 发电厂设备的继电保护 11.1 发电机故障、不正常状态和运行方式 发电机是电力系统中最主要的设备，特别是大容量机组大量应用后，如何保障发电机在在电力系统 中的安全运行就相当重要。由于大容量机组一般采用直接冷却技术，体积和质量并不随容量成比例增大， 从而使得大型发电机各参数与中小型发电机已大不相同，因此故障和不正常运行时的特性也与中小型机 组有了较大差异，给保护带来复杂性。 11.1.1 发电机的故障 1、定子绕组的相间短路 发电机定子绕组发生相间短路若不及时切除，将烧毁整个发电机组，引起极为严重的后果，必须有 二套或两套以上的快速保护反应此类故障。对于相间短路，国内外均装设纵联差动保护装置，瞬时动作 于全停。 2、定子绕组匝间短路 发电机定子绕组发生匝间短路会在短路环内产生很大的电流，国内外都有因匝间短路烧伤甚至烧毁 发电机组的报道。因此发生定子绕组匝间短路应快速将发电机切除。 发电机定子绕组发生匝间短路会在短路环内产生很大电流。由于工作原理不同，发电机纵差保护将 不能反应。目前为止，反应发电机定子匝间短路的保护有：单元件横差保护、负序功率方向保纵向零序 电压保护和转子二次谐波电流保护。大型发电机组由于技术上和经济上的考虑，三相绕组中性点侧只引 出三个端子，没有条件装设高灵敏横差保护。负序功率方向保护的灵敏度受系统和发电机负序电抗变化 影响较大；纵向零序电压保护需要单独装设全绝缘的电压互感器，容易受电压互感器断线等的影响，误 动率高；转子二次谐波电流保护必须增设负序功率方向闭锁，整定计算复杂。这几类匝间保护运行效果 很差（误动情况严重） ，因而其应用都受到了限制。 3、定子单相接地 定子单相接地并不属于短路性故障，但由于以下几个方面的原因，对单相接地故障却要求灵敏又可 靠地反应：1）很多大容量机组中性点都是经高阻接地；2）电容电流会灼伤故障点的铁芯；3）绝大部分 短路都是首先由于单相接地没有及时进行处理发展而成；4）接地时非接地相电压升高，影响绝缘。 定子绕组的单相接地（定子绕组与铁芯间的绝缘破坏）是发电机最常见的一种故障，定子故障接地 电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，而且发电机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先 兆，大型发电机在系统中的地位重要，铁芯制造工艺复杂、造价昂贵，检修困难，所以对于大型发电机 的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求。 在我国，为了确保大型发电机的安全，不使单相接地故障发展成相间故障或匝间短路，使单相接地 故障处不产生电弧或者使接地电弧瞬间熄灭，这个不产生电弧的最大接地电流被定义为发电机单相接地 的安全电流。其值与发电机额定电压有关，18kV 及以上发电机接地电流允许值为 1A。 发电机的中性点接地方式与定子接地保护的构成密切相关，同时中性点接地方式与单相接地故障电 流、定子绕组过电压等问题有关。大型发电机中性点接地方式和定子接地保护应该满足三个基本要求， 即： 1）故障点电流不应超过安全电流，否则保护应动作于跳闸。 2）保护动作区覆盖整个定子绕组；有 100%保护区，保护区内任一点接地故障应有足够高的灵敏度。 3）暂态过电压数值较小，不威胁发电机的安全运行。 大型发电机中性点采用何种接地方式，国内一直存在着是采用消弧线圈还是采用高阻接地争议。建 议采用消弧线圈接地者，认为可以将接地电流限制在安全接地电流以下，熄灭电弧防止故障发展，从而 可以争取时间使发电机负荷平稳转移后停机，减小对电网的冲击。而实际上我国就曾有过发电机接地电 流虽小于安全电流，长时间运行最终还是发展成相间短路的教训。 中性点经配电变压器高阻接地方式是国际上与变压器接成单元的大中型发电机中性点最广泛采用的 一种接地方式，设计发电机中性点经配电变压器接地，主要是为了降低发电机定子绕组的过电压（不超 2.6 倍的额定相电压） ，极大地减少发生谐振的可能性，保护发电机的绝缘不受损。但是发电机单相容量的增 大，一般使三相定子绕组对地电容增加，相应的单相接地电容电流也增大，另外，发电机中性点经配电 变压器高阻接地必然导致单相接地故障电流的增大，其数值美、日、法、瑞士等国以控制在 15A 以下为 标准，这些国家认为在此电流下持续 510min，定子铁芯只受轻微损伤。为保证大型发电机的安全，中 性点经配电变压器高阻接地的 600MW 机组必须使定子接地保护动作于发电机故障停机。 4、失磁 由于励磁设备故障、励磁绕组短路等会引发失磁（全失磁和部分失磁） ，使发电机进入异步运行，对 系统和发电机的安全运行都会有很大的影响。大机组要求及时准确地监测出失磁故障。 5、转子一点、二点接地故障。 大型发电机组的励磁电压高，如采用双水内冷时，励磁绕组对地绝缘水平低，当励磁回路一点接地 时，由于没有电流通过故障点，可以继续运行。如果再出现另一点接地时，将造成短路，可能烧坏绕组 和转子。由于转子的磁通对称性遭到破坏，将引起发电机组剧烈的振动，并使汽轮机磁化，故要求励磁 绕组一点接地时发信号，两点接地时停机。 11.1.2 发电机不正常运行状态 由于发电机是旋转设备，一些不正常的运行状态将会严重威胁发电机的运行安全，因此对以下状态 的处理也同样必须及时，准确。 1、 定子负序过流。 发电机承受负序过流的能力非常弱，很小的负序电流流经定子绕组，就可能会引起转子铁芯的严重 过热，甚至烧损发电机的铁芯、槽楔和护环。大机组一般都配置两套反应负序过流的保护。 2、 定子对称电流。 当外部发生对称三相短路时，会引起发电机定子过热，因此应有反映对称过流的保护。 3、 过负荷 当发电机过负荷时，应及时报警。 4、 过电压 由于励磁等原因引起过电压时，会影响发电机的绝缘寿命，因此必须有反映过电压的保护 5、 过励磁 当电压升高、频率降低时，可引起发电机和主变压器过励磁，从而使发电机过热而损坏，需装设反 应过励磁的保护。 6、 频率异常 发电机在非额定频率下运行，可能会引起共振，使发电机疲劳损伤，应配置频率异常保护 7、 发电机与系统之间失步 当发电机与系统之间失步时，巨大的交换功率使发电机无法承受而损坏，应配有监测失步的保护装 置。 8、 误上电 由于大容量机组出现一般采取 3/2 接线，在发电机并网前误合发电机断路器的几率增大，国外又由于 误合闸而导致发电机损伤的报道。 9、 启停机故障 发电机组在没有给励磁前，有可能发生了绝缘破环的故障，若能在并网之前及时检测，就可以避免 更大的事故发生。对于大型发电机组，具有启停机故障检测功能对发电机组的安全将十分有利。 10、逆功率 发电机组在运行中，从系统中吸收有功时，则会引起汽轮发电机的鼓风损失而引起汽轮机发热损坏。 11.2 变压器故障、不正常状态和运行方式 根据我国的实际情况，变压器和发电机与高压输电线路元件相比，故障几率比较小，但其故障后对 电力系统和发电厂的正常生产影响很大。对于超大容量三相一体式主变，本身结构复杂、造价昂贵、运 输检修困难，如果发生故障不能及时却除，将会造成电网冲击、变压器的严重损坏，不仅给电厂造成巨 大的经济损失，而且在很长时间内给电网造成巨大的负荷缺口压力。 我公司装设了发电机出口装设开关，它的好处是，在发电机停机状态下可以通过主变压器倒送厂用 电，省却了厂用电倒闸操作，省却了启动变压器，全厂只设 1 台分裂变作为启动备用变压器供机组安全 停机用。这样就对主变压器和厂高变保护的安全性提出了很高的要求，任何一个变压器保护误跳闸将直 接导致机组停机和厂用失压。 1、相间短路 这是变压器最严重的故障类型。它包括变压器箱体内部的相间短路和引出线（从套管出口到电流互 感器之间的电气一次引出线）的相间短路。由于相间短路给电网造成巨大冲击，会严重地烧损变压器本 体设备，严重时使得变压器整体报废，因此，当变压器发生这种类型的故障时，要求瞬时切除故障。 2、接地（或对铁芯）短路 显然这种短路故障只会发生在中性点接地的系统一侧。对这种故障的处理方式和相间短路故障是相 同的，但同时要考虑接地短路发生在中性点附近时的灵敏度。 3、匝间或层间短路 对于大型变压器，为改善其冲击过电压性能，广泛采用新型结构和工艺，匝间短路问题显得比较突 出。当短路匝数少，保护对其反应灵敏度又不足时，在短路环内的大电流往往会引起铁芯的严重烧损。 如何选择和配置灵敏的匝间短路保护，对大型变压器就显得比较重要。 4、铁芯局部发热和烧损 由于变压器内部电磁场分布不均匀、制造工艺水平差、绕组绝缘水平下降、铁芯绝缘损坏、铁芯两 点接地等因素，会使铁芯局部发热和烧损，继而引发更严重的相间短路。因此，应检测这类故障并及时 采取措施。 5、油面下降 由于变压器漏油等原因造成变压器内油面下降，会引起变压器内部绕组过热和绝缘水平下降，给变 压器的安全运行造成危害。因此当变压器油面下降时，应及时检测处理 11.2.1 变压器不正常运行状态 变压器的不正常运行状态是指变压器本体没有发生故障，但外部环境变化后引起了变压器如下的非 正常工作状态。这种非正常运行状态不及时处理或告警，预示着将会引发变压器的内部故障。因此，从 这种观点看，这一类保护也可称之为故障预测保护。 1、变压器过负荷 变压器有一定的过负荷能力，但若长期过负荷下运行，会加速变压器绕组绝缘的老化，降低绝缘水 平，缩短使用寿命。 单侧单源的三绕组降压变压器，三侧绕组容量不同时，在电源侧和容量较小的的绕组侧装设过负荷 保护。对于发电机变压器组，发电机比变压器的过负荷能力低，一般发电机已装设对称和不对称过负 荷保护，故变压器可不再装设过负荷保护。 2、变压器过电流 过电流一般是由于外部短路后，大电流流经变压器而引起的。如果不及时切除，变压器在这种电流 下会烧损，一般要求和区外保护配合后，经延时切除变压器。 3、变压器零序过流 中性点接地的变压器发生内部接地故障或外部接地故障，均会使中性点流过零序电流，变压器零序 保护能反应这种故障，有选择地将变压器切除，将故障点隔离。 4、其他故障：如通风设备故障、冷却器故障等，这些故障也必须做出相应的处理。 11.3 金陵电厂保护配置 发电机和主变保护主要有： 1、 相间短路保护 2、 100及 90定子接地保护 3、 失磁保护 4、 负序保护 5、 V/HZ 保护 6、 逆功率保护 7、 失步保护 8、 低频保护 9、 电压保护 10、发电机误上电保护 11、发电机转子接地保护 12、氢气失压保护 13、高压断路器闪络保护 14、后备阻抗保护 15、高压零序过电流保护 16、过负荷保护 17、CT 二次回路开路保护 金陵电厂发电机变压器组保护由发电机保护 A1 柜、A2 柜、主变保护 B1 柜、B2 柜、高厂变保护 C1 柜、C2 柜、主变高厂变非电量保护 D 柜、发变组保护管理柜 E 组成。其中 A1 柜、A2 柜各包括一套 RCS-985G 型保护，B1 柜、B2 柜各包括一套 RCS-985TM 型保护，C1、C2 柜包括 RCS-985TS 型保护, D 柜包括 RCS-974FG 和 RCS-974AG2 保护各一套，E 柜包括发变组保护管理机 RCS-9794 和主变高压侧开 关的分相操作箱。发变组及高厂变各保护柜保护配置及各保护出口动作情况见表 11-111-5。 停机备用变保护由 F1、F2、G、H 柜组成。其中 F1、F2 柜各包括 RCS-985T 型保护一套。G 柜包括 RCS-974 AG2 保护和停机备用变高压侧开关的操作箱、H 柜包括停机备用变压器的管理机 RCS-9794。每 套 RCS 系统保护装置有两个相互独立的 CPU 系统，CPU2 系统作用于启动继电器，CPU1 系统作用于跳 闸矩阵。任一 CPU 故障，装置闭锁并报警，防止硬件故障引起的误动。停机备用变各保护配置及各保护 出口动作情况见表 11-611-7。 正常情况下，管理板内设置了总启动元件，动作后开放保护装置的出口继电器的正电源，同时针对 不同的保护采用启动不同的启动元件，CPU 板各保护动作元件只有在其相应的启动元件后同时管理板对 应的启动元件后才能跳闸出口，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。 表 12-1发电机保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1发电机差动停机 1 定时限信号 2 发电机不对称过 负荷保护反时限停机 1 定时限信号 3 发电机对称过负 荷保护反时限停机 1 灵敏段停机 1 4定子匝间 次灵敏段停机 1 5定子接地 3U0信号（可切换至跳闸） 6定子接地零序电压保护停机 1 7失磁保护停机 1 8突加电压保护（停机后投入）停机 1 9失步保护停机 1 定时限信号 10 11 发电机过励磁保 护反时限停机 1 12过电压保护停机 1 13低频保护信号或切换至停机 1 14复合电压过流保护停机 1 15逆功率保护（T2 延时）停机 1 16 逆功率保护（T1 延时）加主汽 门关闭接点 停机 2 17断水保护程序跳闸 18灭磁开关跳闸联动停机 2 19发电机手动紧急跳闸按钮停机 2 停机 1 出口继电器动作失灵 负序启动 T1 延时停机 2 20 停机 1 出口继电器动作失灵 负序启动或相电流启动 T2 延时全停 2 21发电机转子接地保护 高阻接地停机 1 低阻接地信号 表 12-2主变电量保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1主变差动保护全停 1 2主变分相差动保护全停 1 3主变高压侧复合电压过流全停 1 4主变低压侧复合电压过流全停 1 5 500kV 断路器闪络保护（加 500 kV 断路器三相常闭接点串联） 全停 1 6 主变低压侧接地保护（发电机停 运时投入） 全停 1 或信号 定时限信号 7主变过激磁保护 反时限全停 1 T1(加主变高 压侧开关三相 常开接点串联) 全停 1 8 主变高压侧零 序保护 T2全停 1 9主变 500kV 开关跳闸连锁保护全停 2 10500kV 断路器非全相启动失灵 11500kV 断路器失灵全停 2 12500KV 线路保护跳 500KV 断路器 表 12-3主变非电量保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1主变分相重瓦斯保护信号或全停 2 2主变分相压力释放保护信号或全停 2 3主变分相油流保护信号或全停 2 4主变分相油温高高保护信号或全停 2 5主变分相绕组温度高高保护信号或全停 2 6主变分相轻瓦斯保护信号 7主变油位低保护信号 8主变油位高保护信号 9主变分相油温高保护信号 10主变分相绕组温度高保护信号 11主变冷却器全停保护信号或延时 T 后全停 表 12-4高厂变保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1高厂变 AB 差动保护全停 1 2高厂变 AB 速断保护全停 1 3高厂变 AB 复合电压过流保护全停 3 T1 跳 A 侧工作电源进线开关并 闭锁 A 分支切换4 高厂变 AB 低压 A 侧零序过流 T2全停 3 T1 跳 B 工作电源进线开关并闭 锁 B 支切换5 高厂变 AB 低压 B 零序过流 T2全停 3 6高厂变 AB 通风启动电流启动厂变通风并发信 7高厂变 AB 重瓦斯全停 2 8高厂变 AB 压力释放全停 2 9高厂变 AB 油流全停 2 10高厂变 AB 油温高高全停 2 11高厂变 AB 绕组温度高高全停 2 12高厂变 AB 轻瓦斯信号 13高厂变 AB 油位高信号 14高厂变 AB 油位低信号 15高厂变 AB 油温高信号 16高厂变 AB 绕组温度高信号 17高厂变 AB 冷却器全停延时 至全停 2 表 12-5高厂变 C 保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1高厂变 C 差动保护全停 1 2高厂变 C 速断保护全停 1 3高厂变 C 复合电压过流保护全停 3 T1 跳 A 侧工作电源进线开关并 闭锁 A 分支切换4 高厂变 C 低压 A 侧零序过流 T2全停 3 T1 跳 B 工作电源进线开关并闭 锁 B 支切换5 高厂变 C 低压 B 零 序过流 T2全停 3 6高厂变 C 通风启动电流启动厂变通风并发信 7高厂变 C 重瓦斯全停 2 8高厂变 C 压力释放全停 2 9高厂变 C 油流全停 2 10高厂变 C 油温高高全停 2 11高厂变 C 绕组温度高高全停 2 12高厂变 C 轻瓦斯信号 13高厂变 C 油位高信号 14高厂变 C 油位低信号 15高厂变 C 油温高信号 16高厂变 C 绕组温度高信号 17高厂变 C 冷却器全停延时 至全停 2 保护出口定义 发变组继电保护设置出口动作方式，定义如下： 全停 1：跳开主变 500KV 开关、跳发电机出口开关、逆变灭磁、跳开高厂变分支 A、B 、C 段 6kV 开关、闭锁上述开关的合闸回路、关闭汽机主汽门、起动 500KV 开关失灵保护、起动厂用电 6KV、B 、C 段快切装置切换厂用电。禁止 500KV 开关重合闸。 全停 2：跳开主变 500KV 开关、跳发电机出口开关、逆变灭磁、跳开高厂变分支 A、B 、C 段 6kV 开关、闭锁上述开关的合闸回路、关闭汽机主汽门、停机、起动厂用电 6KVA、B 、C 段快切装置切换 厂用电。 全停 3：跳开主变 500KV 开关、跳发电机出口开关、逆变灭磁、跳开高厂变分支 A、B 、C 段 6kV 开关、闭锁上述开关的合闸回路、关闭汽机主汽门停机、闭锁厂用电 6KVA、B 、C 段快切装置切换厂 用电。起动 500KV 开关失灵保护，禁止 500KV 开关重合闸。 停机 1：跳发电机出口开关、逆变灭磁、.关闭主汽门、闭锁发电机出口开关合闸）回路、磁场断路 器合闸回路、启动发电机出口断路器失灵保护 停机 2：跳发电机出口开关、逆变灭磁、关闭汽机主汽门、闭锁发电机出口断路器回路、磁场断路器 合闸回路 程序跳闸：先关闭汽机主汽门，再由逆功率保护动作于停机 2。 如果上述保护出口动作于跳主变 500kV 开关、发电机出口开关，动作于两个跳闸线圈。 表 12-6停机备用变压器电量保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1停机备用变差动保护停机备用变全停 1 2停机备用变速断保护停机备用变全停 1 3停机备用变高压侧复合电压过流停机备用变全停 1 4停机备用变低压侧复合电压过流停机备用变全停 1 5停机备用变高压侧零序保护停机备用变全停 1 定时限信号 6 停机备用变过激 磁保护反时限全停 1 定时限信号 7 停机备用变压器 对称过负荷反时限全停 1 T1跳 6KV1A、2A、2C 段备用分支开关 8 停机备用变压器 低压 A 侧零序过 流 T2停机备用变全停 1 T1 跳 6KV1B、1C、 2B 段备用分支开 关9 停机备用变压器 低压 B 侧零序过 流T2停机备用变全停 1 10220KV 系统保护动作停机备用变全停 2 11220KV 断路器开关跳闸停机备用变全停 2 12 220KV 断路器非全相信号220KV 断 路器负序电流动作 延时启动停机备用变压器 220KV 断 路器失灵保护 13停机备用变压器通风启动电流启动停机备用变压器通风 146KV（1A+2A2C）备用分支过流闭锁 6KV1A、2A、2C 段快切 156KV（1B+1C2B）备用分支过流闭锁 6KV1B、1C、2B 段快切 注：另保护装置设有 1A、2A、2C 段（1B、1C、2B 段）备用分任一开关已合闸，闭锁 1A、2A、2C 段（1B、1C、2B 段）快切装置的逻辑。该逻辑可由人员根据运行情况经保护投入压板投入或切除。 表 12-7停机备用变非电量保护配置及出口动作结果 序号保护名称保护出口动作结果 1停机备用变分相重瓦斯停机备用变全停 2 2停机备用变有载调压重瓦斯停机备用变全停 2 2停机备用变压力释放保护停机备用变全停 2 3停机备用变有载调压压力释放停机备用变全停 2 4停机备用变分相油温高高保护停机备用变全停 2 5停机备用变分相绕组温度高高保护停机备用变全停 2 停机备用变油流停机备用变全停 2 6停机备用变分相轻瓦斯保护信号 7停机备用变油位低保护信号 8停机备用变油位高保护信号 9停机备用变分相油温高保护信号 10停机备用变分相绕组温度高保护信号 11停机备用变冷却器全停保护信号，延时 T 后全停 保护设置如下出口动作方式，定义如下： 停机备用变全停 1：跳开 220kV 开关及各 6kV 备用分支开关。 闭锁 220kV 开关及各 6kV 备用分支 开关的合闸回路。禁止 220KV 开关的断路器重合闸。启动 220kV 开关的失灵保护 停机备用变全停 2：跳开 220kV 开关及各 6kV 备用分支开关。 闭锁 220kV 开关及各 6kV 备用分支 开关的合闸回路。禁止 220KV 开关的断路器重合闸。 11.3.1 发电机保护 1、发电机差动保护(87G)： 1)具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止发电机过激磁时误动。 2）当电流互感器发生断线时，可发出报警信号。 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）动作电流的整定范围应为 0.11.0 额定电流。 5）动作时间(2 倍整定电流时)不大于 30ms。 6）差动保护动作后采用发电机保护停机 1 动作出口继电器。 金陵电厂发电机差动保护保护范围为发电机中性点 T11 电流互感器（A2 柜 T21）至发电机出口断路 器内的 T1 电流互感器（A2 柜出口断路器内的 T2 电流互感器）范围内对称和非对称短路故障的主保护。 保护采用比率差动原理构成，由比率差动和差动速断构成，并设有区外故障 TA 饱和闭锁判据，防止区外 故障时保护装置误动。 2、发电机不对称过负荷保护（46G） 由定时限和反时限两部分特性构成。定时限部分应具有灵敏的报警单元，反时限部分动作电流按照 发电机承受负序电流的能力确定，保护应能反应负序电流变化时发电机转子的热积累过程。 反时限特性的长延时应可整定到 1000s；反时限整个特性由信号段、反时限段、速断段等三部分组成； 定时限负序过负荷保护分为速断段和过负荷段。 保护固有延时不大于 70ms。 不对称过负荷保护动作后采用发电机保护停机 1 动作出口继电器。 负序过负荷反应发电机转子表层过热状况，也可反应负序电流引起的其它异常。保护动作量取机端 或中性点的负序电流。 3、发电机失磁保护（40G） 为防止发电机失磁而破坏系统运行稳定性及对发电机本身造成损害而设置。具有以下特性 发电机失磁保护由双下抛圆特性的阻抗元件、发电机端低电压元件及负序电压闭锁元件组成。 可以检测机组的静稳/异步边界以及不同负荷下各种全失磁和部分失磁。 防止机组正常进相运行时和电力系统振荡时的误动；防止系统故障、故障切除过程中以及电压互感 器断线时的误动，当电压互感器回路断线时发出报警信号。 固有延时不大于 70ms。 失磁后当主变高压侧电压低于设定值时，经 t1 延时采用停机 1 动作于出口继电器；失磁后当机端电 压低于设定值后，经 t2 延时后动作于停机 1。低电压元件判据可用软件投退。 对发电机失磁、失步保护，要采取相应措施来防止系统单相故障发展为两相故障时，失步继电器的 不正确动作行为。在发电机进相运行的上限工况时，防止发电机的失步、失磁保护装置不正确跳闸。 4、发电机逆功率保护（32G） 检测有功方向，作为汽轮机有功倒送，发电机变为电动机运行时异常工况的保护。主要目的是防止 主汽门关闭后残留在汽轮机尾部的蒸汽与长叶片磨擦，使叶片过热损坏。保护分为程序逆功率、发电机 逆功率、正向低功率。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。 作为程序跳闸起动元件，在汽机主汽门关闭并且逆功率继电器动作的情况下，经较短延时起动跳闸； 作为电动机运行方式保护元件，当发电机-变压器组在线运行时，逆功率继电器动作但未得到主汽门关闭 信号时经较长的时限起动跳闸。 当电压互感器回路断线时闭锁装置并发出报警信号。 有功最小整定不大于 10W(二次的三相功率，额定电流为 1A)。 返回系数不小于 0.9。 固有延时（1.2 倍整定值时）不大于 70ms。 当汽轮机主汽门关闭信号发出，且发电机逆功率元件动作时，程序逆功率保护经较短延时动作经发 电机保护停机 2 出口动作。 当发电机-变压器组正常运行时，逆功率继电器动作但未得到主汽门关闭信号时经较长的时限起动经 发电机保护停机 1 出口动作。 5、发电机过负荷保护（49G） 过负荷保护由定时限和反时限两部分组成，定时限部分用于起动报警信号，反时限部分具有与发电 机定子绕组的过载容量相匹配的特性，可以模拟定子绕组的热积累过程并起动发电机保护停机 1。 6、复合电压闭锁过电流保护（51/27G） 复合电压闭锁过电流保护是用于发电机出口及相邻设备相间短路的后备保护，保护动作后采用发电 机保护停机 1 动作出口继电器。 7、发电机定子接地保护（64G1，64G2） 1）保护范围为定子绕组的 100； 2）作用于跳闸的零序电压一般取自发电机中性点，如取自发电机机端，具有 TV 断线闭锁功能； 三次谐波式应能通过参数监视功能提供整定依据； 固有延时不大于 70ms； 保护应包括报警段和跳闸段。 8、低频保护（81G） 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、 该保护应能反应频率下降和持续低频运行的时间累计。 在发电机停机过程和停机期间自动闭锁频率异常保护，低频保护在发电机出口断路器合闸后投人运 行。 当电压互感器回路断线时闭锁装置并发出报警信号。 频率测量范围为 20Hz65Hz；频率测量允许误差0.01Hz。 低频保护的第一时限动作于发信号，第二时限动作于发电机保护停机 1。 （具体时间累积的整定应根 据汽轮机厂资料） 。 9、发电机过激磁保护(24G) 发电机过激磁保护保护发电机过激磁，即当电压升高和/或频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘过 热老化的保护装置。保护装置设低定值和高定值两个时限，低定值定时限动作于信号，低定值反时限及 带延时的高定值动作于发电机保护停机 1。 保护装置设有定时限和反时限两个部分。 当电压互感器回路断线时应闭锁装置并发出报警信号。 装置适用频率范围 25-65Hz；电压整定范围：1.01.5 额定电压。 过激磁返回系数不小于 0.97-0.98。 装置固有延时(1.2 倍整定值时)不大于 70ms。 反时限长延时应可整定到 1000s。 采用发电机保护停机 1 动作出口继电器。 10、发电机过电压保护（59G） 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。 电压整定范围：1.01.5 额定电压。 返回系数不小于 0.9。 固有延时不大于 70ms。 时间整定范围：05s 采用发电机保护停机 1 动作出口继电器 11、突加电压保护（50AEG） 突加电压保护用于当汽轮发电机在盘车的情况下，发电机出口断路器意外合闸，突然加上电压，发 电机投入运行后应能可靠退出。突加电压保护动作后采用发电机保护停机 1 动作出口继电器。 12、发电机失步保护（78G） 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。 该保护可以检测加速和减速失步、区分短路故障与失步、机组稳定振荡与失步；具有区分振荡中心 在发电机变压器组内部或外部的功能；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；当电压互感器回路断线时应闭锁装置并发出报警信号。 固有延时不大于 70ms。 失步保护动作后采用发电机保护停机 1 动作出口继电器。 12、发电机定子匝间保护(58G) 保护发电机定子绕组同相相同分支或同相不同分支间的匝间短路故障，本工程定子绕组为星形接线、 每相无并联分支但中性点有分支引出端子的发电机，可装设零序电压保护装置。区外故障时不误动，区 内故障时具有足够的灵敏度；保护装置采用电压型，发电机中性点侧有专用的电压互感器；带有负序功 率方向闭锁。 动作时间(1.2 倍定值时)不大于 100ms。 当电压互感器断线时装置不应误动并应发出断线信号。 保护动作后采用发电机保护停机 1 动作出口继电器。 13、转子一点接地保护 (64F) 发电机转子一点接地保护安装在 AVR 柜内，保护第一时限动作于信号，第二时限动作于全停 1。 14、发电机断路器失灵保护起动电流元件（46BFG） 发电机保护宜起动失灵保护，且只有那些在故障切除后能快速返回的保护才起动失灵保护，动作于 程序跳闸的保护不应起动失灵保护。发电机出口断路器失灵保护起动可由能瞬时复归的保护出口接点与 发电机出口断路器辅助接点加上能快速返回的三相电流判别元件组成。保护动作后采用发电机保护全停 动作出口继电器。 发电机出口断路器合闸后励磁系统磁场断路器跳闸时采用发电机保护停机 2 动作出口继电器。 DAVR 故障或者励磁系统保护动作和控制台手动紧急跳闸按钮动作后都采用发电机保护停机 2 动 作出口继电器。 控制台发变组手动跳闸按钮动作后采用发电机保护全停动作出口继电器。 15、发电机断水保护 如果 DEH 系统未提供发电机断水保护，则由本保护装置提供该保护，瞬时发信号，延时动作于发电 机保护程序跳闸，也可切换到发电机保护停机 1。 16、启停机保护 11.3.2 微机型主变保护装置配置要求、 1、主变压器差动及分相差动保护(87/871MT)： 保护主变压器绕组及其引出线和高压厂变高压侧引线的相间短路故障，主变差动保护分差动速断、 比率差动两部分。 1)具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止变压器过激磁时误动。 2)当电流互感器发生断线时，可发出报警信号。 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)具有高整定值，无制动功能的电流速断，动作电流整定范围 5-25In。 5)动作电流的整定范围应为 0.11.0 额定电流。 6)动作时间(2 倍整定电流时)不大于 30ms。 7)差动保护动作后采用主变保护全停 1 动作出口继电器。 2、主变过激磁保护(24MT) 主变过激磁保护保护变压器过激磁，即当电压升高和/或频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘过热 老化的保护装置。保护装置设低定值和高定值两个时限，低定值定时限动作于信号，低定值反时限及带 延时的高定值动作于跳闸。 其主要功能和技术要求如下： 保护装置设有定时限和反时限两个部分。 在变压器出现励磁涌流时保护不误动作；当电压互感器回路断线时闭锁装置并发出报警信号。 装置适用频率范围 25-65Hz；电压整定范围：1.01.5 额定电压。 过激磁返回系数不小于 0.97-0.98。 装置固有延时(1.2 倍整定值时)不大于 70ms。 反时限长延时应可整定到 1000s。 采用主变保护全停 1 动作出口继电器。 3、主变高压侧零序过流保护（51NMT） 对主变中性点接地运行情况，主变压器零序过流保护作为主变压器高压绕组及引出线单相接地保护 的后备保护。保护接于主变压器中性点套管电流互感器上，保护由定时限和反时限两部分构成，动作于 主变保护全停 1。定时限和反时限可根据需要分别进行投退。 4、主变高压侧复合电压闭锁过流保护（51/27MT） 两套主变复合电压闭锁过流保护，分别作为发变组和 500kV 系统侧的后备保护。当过电流保护的灵 敏度不够时，可采用主变低压侧 PT 复合电压闭锁的和采用主变高压侧 PT 复合电压闭锁的过电流保护。 动作于主变保护全停 1。 5、主变低压侧接地保护（64MT） 变压器低压侧零序电压元件用于发电机出口断路器分闸后，反应单相接地时的零序电压。单相接地 后，则零序电压保护动作，经延时 t 动作于信号或主变保护全停 1。 由于我厂主变低压侧 27kV 为不接地系统，按相关电网运行规程，不接地系统出现单相接地时，可允 许继续短时运行(一般规定不超过 2 小时)。因此该保护在投退上有“信号”和“跳闸”两种方式供选择， 并且只要发电机在运行（出口开关在合位）该保护跳闸功能自动退出。 6、500kV 断路器闪络保护（47MT） 保护发电机在同步过程中，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故障 的保护装置。500kV 断路器闪络保护是由 500kV 断路器断开接点和负序电流组成，动作于全停 1。其主 要功能和技术要求如下： 1）固有延时不大于 70ms。 2）闪络保护动作后采用全停 1 动作出口继电器。 11.3.3 微机型主变本体保护 主变压器本体保护包括主变每一相的重瓦斯、轻瓦斯，压力释放、油位高低、油温过高、冷却系统 故障、冷却器失电等，其主要功能和技术要求如下：、 主变压器本体重瓦斯、冷却器全停、油温高高和绕组温度高高等动作于主变保护全停 2 出口继 电器。 主变压器本体轻瓦斯、压力释放、油位高低，油温高、绕组温度高、冷却系统故障和冷却器失电等 动作于信号。 主变压器本体保护动作后采用主变保护全停 2 动作出口继电器。 在非电量保护屏中应另行装设 10 个备用的辅助继电器，继电器输出接点为六开二闭。 11.3.4 微机型高压厂变保护装置 1、高压厂变差动保护(87AT)： 保护高压厂变绕组及其引出线的相间短路故障，包括高厂变 AB 差动保护、高厂变 C 差动保护。 1）高厂变 AB 差动保护：保护高厂变 AB 绕组及其引出线的相间短路故障。保护范围为高厂变高压 侧电流互感器至高厂变低压侧 A、B 分支工作进线开关电流互感器这一区域内发生对称和非对称性短路， 保护动作主变、高厂变全停 1 出口继电器。 2）高厂变 C 差动保护：保护高厂变 C 绕组及其引出线的相间短路故障。保护范围为高厂变高压侧电 流互感器至高厂变低压侧工作分支进线开关电流互感器这一区域内发生对称和非对称性短路，保护动作 主变、高厂变全停 1 出口继电器。 3）具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，变压器过激磁时误动。 4）当电流互感器发生断线时，可发出报警信号。 5）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。 6）具有高整定值，无制动功能的电流速断，动作电流整定范围 5-25In。 7）对于变压器的差动保护有防止励磁涌流引起误动的功能。 8）动作电流的整定范围为 0.11.0 额定电流。 9）动作时间(2 倍整定电流时)不大于 30ms。 2、高压厂变速断保护（50AT） 速断保护包括高厂变 AB 速断保护和高厂变 C 速断保护。 高厂变 AB 速断保护：保护高厂变 AB 绕组及其引出线的相间短路故障。动作后启动高厂变保护主变、 全停 1 动作出口继电器。 高厂变 C 速断保护：保护高厂变 C 绕组及其引出线的相间短路故障。速断保护动作后启动主变、高 厂变保护全停 1 动作出口继电器。 3、高压厂变高压侧复合电压闭锁过流保护（51/27AT） 电压信号取自 6kV 工作段工作进线侧 PT 电压回路。复合电压闭锁过流保护动作后采用高压厂变保护 全停 3 动作出口继电器。高压厂变复合电压闭锁过流保护动作后不起动 6KV 厂用电源快速切换。 4、高压厂变低压侧零序过流保护(51NAT) 该保护作为 6KV 母线故障的后备保护，带两段时限，当 6KV 母线故障时， t1 时限动作于跳本分支 开关，并闭锁本段 6 kV 厂用电源快速切换；t2 时限动作启动高厂变保护全停 3 动作出口继电器，并闭锁 6 kV 本段分支厂用电源快速切换。 5、微机型高压厂变本体保护（每个高压厂变各一套） （D 柜） 高压厂变本体保护包括高压厂变重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、油位高低、油温过高、冷却系统故障 和冷却器失电等，其主要功能和技术要求如下： 高压厂变本体重瓦斯、油温高高和绕组温度高高等动作于高压厂变保护全停 2 出口继电器。 高压厂变本体轻瓦斯、压力释放、油位高低、油温高、绕组温度高和冷却系统故障等动作于信号。 高压厂变本体保护动作后采用高压厂变保护全停 2 动作出口继电器。 在非电量保护屏中另行装设 10 个备用的辅助继电器，继电器输出接点为六开二闭。 11.3.5 停机备用变压器保护 1、停机备用变压器差动保护（87ST） 保护范围为停机备用变压器 220kV 侧高压侧套管至机组 6kV 段备用进线断路器，差动保护动作后启 动停机备用变保护全停 1 动作出口继电器。差动保护具有以下主要功能及技术要求： 具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止变压器过激磁时误动。 当电流互感器发生断线时，可发出报警信号。 在同一相上出现两点接地故障(一点区内、一点区外)时，动作出口。 具有高整定值，无制动功能的电流速断，动作电流整定范围 5-25In。 动作时间(2 倍整定电流时)不大于 30ms。 动作电流的整定范围为 0.11.0 额定电流。 2、停机备用变压器高压侧速断保护（50ST） 与差动保护一起，构成停机备用变压器相间故障的主保护，保护动作后采用停机备用变压器保护全 停 1 动作出口继电器。 3、停机备用变压器装设高压侧复合电压闭锁过流保护（51/27ST） 作为停机备用变压器以及 220KV 相邻线路故障的后备保护，电压信号取自各机组 6kV 段备用进线 PT 电压回路，复合电压闭锁过流保护动作后采用停机备用变压器保护全停 1 动作出口继电器。 4、停机备用变压器过激磁保护(24ST) 停机备用变压器过激磁保护变压器过激磁，即当电压升高和/或频率降低时工作磁通密度过高引起绝 缘过热老化的保护装置。保护装置设低定值和高定值两个时限，低定值定时限动作于信号，低定值反时 限及带延时的高定值动作于跳闸。 其主要功能和技术要求如下： 保护装置设有定时限和反时限两个部分，以便同变压器的过激磁特性近似匹配。 在变压器出现励磁涌流时保护不发生误动作。 当电压互感器回路断线时闭锁装置并发出报警信号。 装置适用频率范围 25-65Hz；电压整定范围：1.01.5 额定电压。 过激磁返回系数不小于 0.97-0.98。 装置固有延时(1.2 倍整定值时)不大于 70ms。 反时限长延时可整定到 1000s。 采用停机备用变压器保护全停 1 动作出口继电器。 5、停机备用变压器过负荷保护（49ST） 过负荷保护由定时限和反时限两部分组成，定时限部分用于起动报警信号，反时限部分应具有与变 压器绕组的过载容量相匹配的特性，可以模拟变压器绕组的热积累过程并起动停机备用变压器保护全停 1。 6、停机备用变压器高压侧接地保护（151NST） 保护停机备用变压器高压绕组单相接地故障，经延时后动作停机备用变压器保护全停 1 动作出口继 电器。 7、停机备用变压器低压侧中性点零序过流保护(251NST) 停机备用变压器低压侧中性点的接地故障电流为 500A（一次侧） ，停机备用变压器中性点过流保护 动作后分二段，第一段跳本侧开关，第二段采用停机备用变压器保护全停 1 动作出口继电器。 11.3.6 微机型停机备用变压器本体保护（G 柜） 停机备用变压器本体保护包括停机备用变压器重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、油位高低、油温过高、 冷却系统故障和冷却器失电等，其主要功能和技术要求如下： 停机备用变压器本体重瓦斯、有载调压重瓦斯、油温高高和绕组温度高高应动作于独立的全停 出口继电器。 停机备用变压器本体轻瓦斯、有载调压轻瓦斯、压力释放、油位高低、油温高、绕组温度高和冷却 系统故障等动作于信号。 停机备用变压器本体保护动作后采用停机备用变压器保护全停 2 动作出口继电器。 在非电量保护屏中应另行装设 10 个备用的辅助继电器，继电器输出接点为六开二闭。 11.3.7 厂用电系统保护 6kV 厂用电系统采用的是江苏金智科技股份有限公司的 WDZ 系列微机型厂