发电厂继电保护解PPT课件

。1.发电机变压器组的继电保护。1.发电机故障和异常运行模式。2.发变组主继电保护功能原理及整定原则。2.与高压输电线路元件相比，发变组的故障概率相对较小。但是，发变组的故障会对自身设备造成很大的危害，从而导致电力系统有功和无功功率的损失，严重危及系统的稳定运行，对电力系统和发变组本身都非常不利。因此，发变组继电保护在火电机组运行中起着非常重要的作用。(1)发电机故障和异常运行方式，(1)发电机故障类型，(2)发电机异常运行状态，(4)，(1)发电机故障类型，发电机正常运行期间发生的较为常见的故障有：(1)定子绕组相间短路。如果发电机定子绕组的相间短路没有及时消除，整个发电机组将被烧毁，造成极其严重的后果。必须提供两套或多套快速保护来应对此类故障。(2)定子绕组匝间短路。发电机定子绕组匝间短路会在短路环中产生大电流。因此，当定子绕组匝短路时，也应迅速切断发电机。5，3)定子单相接地。定子单相接地不属于短路故障，但由于以下原因，需要对单相接地故障做出灵敏可靠的响应：许多大型机组中性点经高阻接地；(2)电容器电流将烧毁故障点的铁芯；(3)大多数短路是由于单相接地处理不及时而首先发生的；(4)当接地时非接地相电压升高，影响绝缘。(4)退磁。由于励磁设备故障和励磁绕组短路，将导致失磁(完全失磁或部分失磁)，发电机将进入异步运行，这将大大影响系统和发电机的安全运行。(5)转子一点和两点接地故障。转子的一点接地对汽轮发电机组影响很小，通常允许其继续运行一段时间。由于发电机是旋转设备，一般发电机设计制造中考虑的过载能力相对较弱，一些异常工况会严重威胁发电机的运行安全。因此，对以下情况的处理也必须及时准确。(1)定子负序过流。发电机承受负序过电流的能力非常弱。流经定子绕组的小负序电流可能导致转子铁芯严重过热，甚至烧毁发电机铁芯。大型机组通常提供两套无功负序过流保护。(2)定子对称过流。当外部发生对称三相短路时，会导致发电机定子过热，因此应采用无功对称过流保护。(3)过载。当发电机过载时，应及时报警。(4)过电压。励磁和其他原因引起的过电压会影响发电机的绝缘寿命，因此必须提供过电压保护。(5)过励磁。当电压升高而频率降低时，发电机和主变压器可能会过度励磁，从而导致发电机过热和损坏。应安装反映过励磁的保护装置。(6)异常频率。如果发电机在非额定频率下运行，可能会引起共振，导致发电机疲劳损坏。应提供异常频率保护。(7)发电机和系统不同步。当发电机与系统失步时，发电机无法承受巨大的交流功率而损坏，应提供失步监测保护装置。(8)误加电。为应对发电机并网前主变压器出口断路器误合的情况。(9)启停故障。在对发电机组进行励磁之前，可能会发生绝缘损坏。如果能在并网前及时发现，可以避免更大的事故。(10)逆幂。在发电机组运行期间，当有功功率被吸收时(1)发电机差动保护(1KB)，选择性好，灵敏度高，适用于发电机、变压器、母线等元件的主保护。发电机差动保护用于反映发电机定子绕组和出线的相间短路。该保护基于比较发电机定子绕组两侧电流大小和相位的原理。定子接地保护(2XX)采用3个零序电压保护和3个谐波定子接地保护，可构成100%定子接地保护或由外部电源构成。发电机3的定子接地保护。该连接通向发电机端子处电视开口三角形处的零序电压3或发电机中性点处配电变压器二次侧的电压3。3当电压来自机端时，应考虑电视断线闭锁环节。该保护可靠性高，能消除定子绕组的大多数单相接地故障。然而，它不能检测发电机中性点附近的单相接地故障。三次谐波定子接地保护的主要任务是检测发电机中性点附近的单相接地故障。(1)接线从发电机端子电视开口的三角形引入发电机端子的三次谐波电压。发电机中性点侧的三次谐波电压从发电机中性点电视或消弧线圈引入。(2)原理三次谐波型定子接地保护具有三次谐波在电抗器端和中性点的幅值和相位变化的构成原理。(3)热保护(3XB)。热力系统监控发电机的各种参数。当参数异常时，热信号动作和声光报警提醒操作人员及时处理。当参数超过极限并危及机组安全时，如主机轴承振动大、汽包水位高，热保护起关闭机组和防止设备损坏的作用。(4)主变压器差动保护(4KB)。主变压器差动保护覆盖主变压器高压侧的发电机出口。变压器差动保护在以下几个方面与发电机差动保护有很大不同。(1)变压器各侧额定电压和额定电流不相等，各侧电流互感器类型必须相同，因此变压器差动保护制动系数大于发电机制动系数，灵敏度较低。(2)变压器高压绕组经常有调压抽头。调整后，最小工作电流和制动系数应相应增加。(3)发电机差动保护对绕组匝间短路没有影响。由于变压器铁芯磁路的耦合，变压器差动保护可以保护匝间短路(可视为变压器新绕组的端口短路)。(4)对于变压器绕组的打开和焊接，差速器不工作，只能用气体保护等进行保护。(5)变压器的保护范围不仅包括绕组，还包括变压器的铁芯。在变压器磁通密度过高的过励磁条件下(无内部短路时)，铁芯严重饱和，励磁电流很大，导致误动作；变压器空载合闸时，瞬时过励磁电流(通常称为励磁涌流)会流入差动保护的差动回路。为了防止变压器差动保护因励磁涌流而误动，通常根据其特点，如速度饱和原理、不连续角原理、二次谐波与基波的比值等，增加一些闭锁环节。18、其他差动保护、发电机变压器组差动保护、厂用电变压器差动保护、高压备用变压器差动、励磁变压器差动及其他差动保护，其原理类似于变压器差动，在此不再赘述。(5)过压保护(5KB)。当发电机-变压器单元空载时，随着速度增加，发电机电压可能过高，威胁到绕组的主绝缘。过压保护响应于幅度(7)发电机反向功率保护(9XB)，主要用于保护汽轮机。当主阀误关或主阀由于发电机的保护作用而关闭，且发电机没有与系统断开时，发电机变成同步电动机运行并从电力系统吸收有功功率。这种工作条件对发电机没有危险。然而，由于汽轮机的吹风损失，其尾叶片可能过热，导致汽轮机事故。因此，发电机组不允许在这种情况下长时间运行。运行保护以反映发电机从系统吸收的有功功率的大小，运行时间由主阀是否关闭决定。(8)总线差动和故障保护(6KB)。主要使用母线差动保护，高阻抗差动保护常用于高压母线。在高阻抗差动保护中，大阻抗串联在差动回路中，其值高达数百欧姆甚至数千欧姆。如果发生外部故障，进入继电器的不平衡电流会大大减少。然而，在内部故障的情况下，所有的短路电流应该通过电路，这将大大增加差分电路的电压。在这种情况下，反映差动电路两端电压的过压保护动作将使差动电路中的串联阻抗短路，使差动电路阻抗变低，并使继电器动作跳闸。这种保护动作非常快。(9)励磁绕组过载保护(25XB，12XB)。过励磁会提高发电机和变压器的温度。如果过励磁倍数高且持续时间长，发电机和变压器可能会因过热而损坏。过励磁保护基于固定时限和逆时限两个原则。本机组采用两套保护装置共同保护发电机变压器组。(10)励磁系统故障(13XB)，发电机励磁回路因绝缘损坏容易发生一点接地故障，一点接地不会形成电流通路，不会对发电机造成伤害。然而，如果第二接地点一个接一个地出现，一些励磁绕组将被短路，这将使气隙磁通量不平衡，并引起单元振动。故障点的电弧会烧坏转子绕组和铁芯，造成严重后果。对于大型汽轮发电机，为了保证机组的安全，避免不必要的停机，励磁回路的一点接地保护应根据信号运行(必要时跳闸)。(11)发电机断水保护(14XB)。对于大型发电机的定子绕组和转子绕组，绕组线棒由中空管状体绝缘，蒸馏水流经导体中间进行冷却。一旦断水，它将迅速升温，从而安装断水保护。保护动作后，首先关闭主阀，然后反转电源保护动作，将主变压器高压侧的断路器分闸，将灭磁开关分闸，解除发电机励磁。(12)发电机低频保护(15XB、16XB、17XB)。低频保护主要用于保护汽轮机免受低频谐振。汽轮机的每个叶片都有一个共振频率。当系统频率接近或等于共振频率时，会引起叶片共振，汽轮机会损坏。低频运行是汽轮机的一个疲劳过程。一般来说，汽轮机的低频运行会积累一段时间，汽轮机会被耗尽。因此，低频运行时间是一个累积过程。保护装置的关闭不会影响累计值。低频保护响应系统频率的降低，并由出口断路器的辅助触点锁定，即当发电机退出运行时，低频保护将自动退出运行。一点转子接地保护(18XB)对汽轮发电机组影响不大，一般允许继续运行一段时间，保护仅作用于信号。有许多保护原理，如叠加DC法，叠加源电压为50V，内阻为50k。采用微机智能测量克服了传统保护中绕组正负极灵敏度不均匀的缺点失步保护的动作行为取决于系统的安全性和稳定性要求。只有当振荡频率或持续时间超过规定值时，电机才会在截止电流较小时发展。(15)发电机失磁保护(20XB、21XB、22XB、23XB)。发电机失磁意味着发电机励磁电流下降或完全消失。退磁原因包括：励磁绕组开路或短路、励磁系统故障、退磁开关误动作、自动调节励磁装置故障、误动作等。失去励磁发电机通常会与系统失去同步，并逐渐过渡到异步运行，从而对发电机和系统造成不利影响。为了保证发电机和电力系统的安全运行，大型发电机都装有退磁保护，及时检测退磁故障，并采取必要的处理措施，如向操作人员发送信号、切换励磁、自动减载或跳闸。断路器故障保护(26XB)指的是一种紧急处理方法，在该方法中，当保护跳闸断路器的跳闸脉冲已经发出但断路器没有跳闸时，断路器故障保护以短延迟跳闸同一母线上的其他部件，以尽快将故障与电力系统隔离。(17)安装误上电保护(24XB)以防止发电机启动和停机期间的误操作。当发电机转动或转子静止时，定子电流气隙产生的旋转磁场会在转子体内感应出工频或近工频电流，导致转子过热损坏。(18)锁定热保护(123XB)。在机组启动期间，机组的各种参数与额定运行参数相差很大。如果此时热保护投入运行，跳闸信号将持续发送，这将阻止设备的正常启动。因此，机组启动时将投入锁定热保护，暂时关闭热保护。机组启动后，锁定热保护将被撤销。(19)变压器零序保护。220千伏电压连接到主变压器高压侧的电力系统都是直接接地系统。在电力系统的各种短路故障中，单相接地故障的概率最高。配置在变压器高压侧的零序保护用于反映单相接地故障，作为变压器及相邻元件的后备保护。(20)变压器重瓦斯保护，瓦斯保护是变压器油箱绕组短路故障和异常的主要保护。其工作原理是：变压器内部故障时，在故障点产生带电弧的短路电流，造成油箱局部过热，分解变压器油，产生气体，进而造成喷油、脉冲气体继电器和气体保护。重瓦斯保护是油箱内部故障的主要保护，能反映变压器的各种故障。当变压器组中出现少量匝间短路时，虽然故障点的故障电流很大，但差动保护产生的差动电流可能不大，差动保护可能会拒动。此时，重瓦斯保护动作被切断。(21)变压器泄压保护也是变压器油箱内部故障的主要保护，包括压力保护和压力突变保护。其工作原