电气课件系统图

1、1.升压站双母线带旁母线及3/2系统接线图2.二次系统涉及的几个主要回路2.1 断路器控制系统1A21A11B11C11B21C2保护装置A411B411C411N411保护装置A412B412C412N412图12.2 测量保护二次回路YHaYHbYHc1JBA601B601C601N6001ZK2ZK3ZKGA602B602C602A630IB630IC630I1YMa1YMb1YMcYMNJDC图2YHaYHbYHcSa601L602L601N600G4ZK2JBSa602L630ISa630IYMn1SaYmAa1YML3.发变组主要保护介绍3.1 差动保护保护介绍发变组差动保护是发电

2、机变压器组的主保护，现大多采用比例制动式差动保护，保护能反映所保护区间内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间短路故障，保护一般采用二次谐波制动原理，用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动。保护采用比率制动原理，为防止变压器空投及其他异常情况时变压器励磁涌流导致差动误动，比较各相差流中二次谐波分量对基波分量比的大小，当其大于整定值时，闭锁差动元件。当差流很大，达到差动速断定值时，直接出口跳闸。同时设置专门的TA断线判别环节，若判别差流是TA断线所致，发TA断线信号，并可选择是否闭锁差动保护出口。逻辑示意图如下： 发变组差动逻辑示意图2.保护整定值实验比率差动试验对于YD11的主变接线方式

3、，保护装置一般采用主变高压侧电流A-B、B-C、C-A的方法进行相位校正至发电机中性点侧，并进行系数补偿,由于发变组差动差至高厂变低压侧，高厂变低压侧电流根据高厂变接线方式相位校正至高厂变高压侧（即发电机中性点侧），同时进行系数补偿。差动保护试验时分别从高压侧、发电机中性点侧加入电流。高压侧、中性点侧加入电流对应关系：Aac、Bba、Ccb。二次谐波制动系数试验从一侧电流回路同时加入基波电流分量（能使差动保护可靠动作）和二次谐波电流分量，减小二次谐波电流分量的百分比，使差动保护动作。发变组差动速断试验在主变高压侧、高厂变低压侧A分支、高厂变低压侧B分支和中性点侧电流端子加入单相电流，当差流小于

4、速断定值时，保护发TA断线，继续加大电流直到差流大于速断定值，发电机差动速断动作，出口信号灯亮。TA断线闭锁试验“发变组比率差动投入”、“TA断线闭锁比率差动”均置1。两侧三相均加上额定电流，断开任意一相电流，装置发“发变组差动TA断线”信号并闭锁变压器比率差动，但不闭锁差动速断。3.2 相间后备保护试验3.2.1 主变复合电压闭锁过电流保护复合电压闭锁过电流保护，主要作为变压器相间故障的后备保护。1.保护原理复合电压判据由负序过电压和低电压部分组成，负序电压反映系统的不对称故障，低电压反映系统的对称故障。当两个条件中任一条件满足时，复合电压元件动作，此时变压器任一相电流大于设定定值时，保护即

5、动作出口。其逻辑图见下图。变压器复合电压过流保护逻辑示意图3.2.2 发电机复合电压过流保护1.保护原理保护反应发电机电压负序电压和电流大小，电流最好取自中性点侧，主要作为发电机相间短路的后备保护。当发电机为自并励方式时，过流元件应有电流记忆功能。保护逻辑图见下图：发电机复压过流保护逻辑图3.3 匝间保护 (纵向零序电压)3.3.1.保护原理发电机纵向零序电压式匝间保护，是发电机同相同分支匝间短路及同相不同分支之间匝间短路的主保护。该保护反映的是发电机纵向零序电压的基波分量，并用其三次谐波增量作为制动量。为防止专用TV一次断线时保护误动，引入TV断线闭锁；另外，为防止区外故障或其他原因（例如，

6、专用TV回路有问题）产生的纵向零序电压使保护误动，引入负序功率方向闭锁。负序功率方向判据采用开放式（即允许式）闭锁，其三相电流必须取自发电机机端侧。保护的逻辑框图下图所示。纵向零序电压式匝间保护逻辑框图在上图中 P2负序功率方向判据； t0短延时；专用TV断线判别采用电压平衡式原理。构成框图如图二所示。电压平衡式TV断线逻辑框图在TV断线逻辑框图中整定压差；、专用TV与普通TV二次同名相间电压之差；取、中的最大者；U2普通TV负序电压。2.保护整定值试验： 匝间保护试验内容按照试验要求整定“零序电压投入”、“零序电压经相电流制动投入”、“零序电压高定值段投入”、“零序电压经工频变化量方向闭锁”

7、。装置控制字“零序电压经工频变化量闭锁”投入时，必须同时投入“零序电压经相电流闭锁”。发生内部故障，工频变化量负序方向动作，此时，纵向零序电压不经相电流制动，只需大于定值，延时动作于出口；发生区外故障，工频变化量负序方向不动作，此时，纵向零序电压保护判据仍经相电流制动，保护被制动。而高定值段不受“零序电压经工频变化量闭锁”控制。开放式负序功率方向元件介绍匝间保护的负序功率方向元件，其作用为开放式，又称之“允许式”。匝间保护的负序功率方向判据在发电机内部定子绕组匝间或相间故障时，发电机内部出现负序源，它向外面送出负序功率，端部功率流向显然指向机外，计算值为正，方向判据开放动作。保护动作整定值测试

8、在发电机机端TV加入三相不平衡电压，机端TA加入三相不平衡电流，负序功率的灵敏内角为900。调整电压和电流的相位关系，满足负序功率计算值大于零。并接发电机机端TV和专用TV的三相电压输入，以满足专用TV不断线灵敏段段段值测试在发电机专用TV开口三角电压端子侧加入基波电压，并缓慢升高，直至灵敏段出口灯亮，记录数据。次灵敏段定值测试暂时将灵敏段定值整定大于次灵敏段定值，或拔出灵敏段出口的压板，在发电机专用TV开口三角电压端子侧加入基波电压，并缓慢升高，直至次灵敏段出口灯亮，记录数据。次灵敏段制动特性测试动作方程测试 其中 3U0纵向零序电压基波计算值;U03W纵向零序电压三次谐波计算值在发电机专用

9、TV开口三角加入基波电压，且叠加三次谐波分量，使基波零序电压超过灵敏段整定值，缓慢改变三次谐波叠加量，直至定子匝间灵敏段出口灯由亮到熄灭，记录各电压。 次灵敏段动作时间定值测试在发电机专用TV开口三角电压侧，突然加1.5倍定值电压，测试次灵敏段的动作时间。灵敏段动作时间定值测试在发电机专用TV开口三角电压侧，突然加1.5倍定值电压，测试灵敏段的动作时间，记录动作时间。TV断线测试普通TV断线加电压使专用TV与普通TV二次同名相间电压之差的最大者超过U整定值，并使普通TV的负序电压超过U2内部整定值（一般为7V）时，普通TV断线灯亮。专用TV断线加电压使专用TV与普通TV二次同名相间电压之差的最

10、大者超过U整定值，并使普通TV的负序电压小于U2内部整定值（一般为7V）时，专用TV断线灯亮。此时闭锁匝间保护出口。3.4发电机逆功率保护(一)发电机逆功率保护1.保护原理并网运行的汽轮发电机，在主汽门关闭后，便作为同步电动机运行。但从电网中吸收有功，拖着汽轮机旋转。由于汽缸中充满蒸汽，它与汽轮机叶片磨擦产生热，使汽轮机叶片过热。长期运行，损坏汽轮机叶片。其保护逻辑示意图见下图。发电机逆功率保护逻辑示意图2.保护动作整定值测试 逆功率定值测试外加三相对称电压和三相对称电流，缓慢改变三相电压的相位直至发电机逆功率出口动作，记录动作数据，动作时间定值测试突然外加电流电压，满足定值，保护动作出口，记

11、录动作时间。(二)发电机程跳逆功率保护1.保护原理对于大型汽轮发电机，发电机的逆功率保护，除了作为汽轮机的保护之外，尚作为发电机组的程控跳闸启动元件，称为程跳逆功率保护。逻辑示意图如下。发电机程跳逆功率保护逻辑示意图2.保护动作整定值测试 逆功率定值测试闭合主汽门接点；外加三相对称额定电压和三相对称电流，缓慢改变三相电压的相位直至程跳逆功率出口动作，记录动作数据：动作时间定值测试将关主汽门接点闭合，突然外加电流电压，满足定值，保护动作出口，记录动作时间。3.5 母线保护发电厂和变电站的母线是电力系统中的一个重要组成元件，当高压母线上发生故障时，母线保护必须快速、有选择性地切除母线上的故障。当母

12、线上发生故障，将使连接在故障母线上的所有元件（如线路、发电机等）跳闸停电。因此，母线故障是严重威胁系统安全稳定运行的故障。母线故障类型：各种类型的接地短路故障、相间短路故障。母线差动保护1)保护原理母线保护一般都采用电流差动原理。不管母线上元件有多少，差动保护的基本原则仍适用。正常运行以及母线范围外部故障时，在母线上所有联接元件中，流入母线电流之和为零。当母线上发生故障时，母线上所有联接元件中，流入母线电流之和等于故障点的短路电流。母线电流差动保护中的差动电流（示意图如下图）：母线电流差动保护的动作原理：（：母线差动电流设定值）则认为母线内部故障。母线电流差动保护示意图我们实际工作中比较常见的

13、是双母线电流差动保护，保护示意图如下图。双母线同时运行时，要求任一组母线故障时，有选择性地只将故障母线切除。保护基本原理由3个电流差动元件组成差动元件1：由电流I1、I2、I3、I4、组成。差动元件2：由电流I1、I2、I5组成差动元件3：由电流I3、I4、I5组成双母线电流差动保护示意图2)保护整定值试验：下面以RCS-915母线保护装置为例加以说明母线差动保护由分相式比率差动元件构成，TA极性要求支路TA同名端在母线侧，母联TA同名端在母侧。差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支

14、路（包括母联和分段开关）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。母线差动保护的常规比率差动元件动作判据为： （1） （2） 其中：为比率制动系数；为第j个连接元件的电流；为差动电流起动定值。）其动作特性曲线如图5.1.3-1所示。比例差动元件动作特性曲线母线差动保护的电压闭锁元件为防止TA断线使差动保护误出口，母差保护一般均设置出口经复压闭锁的元件，其判据为：U Ubs；3U0U0bs；U2U2bs其中U为相电压，3U0为三倍零序电压(自产),U2为负序相电压,Ubs 为相电压闭锁值，U0bs和U2bs分别为零序、负序电压闭锁值。以上三

15、个判据任一个动作时，电压闭锁元件开放。RCS-915母差保护的工作框图母差保护的工作框图（以I母为例）如下图所示。由与1、与2、与6组成的逻辑跳闸通道为工频变化量比例差动元件动作跳母上所有元件及母联断路器。由与3、与4、与5、与6组成的逻辑跳闸通道为常规比例差动元件动作通道，当小差比率差动元件和小差谐波制动元件同时开放时，经与5母差动作跳开相应母线。当大差抗饱和母差动作（下述TA饱和检测元件二检测为母线区内故障），与4动作，且任一小差比率差动元件动作，母差动作经与8跳母联；另外，装置在比率差动连续动作500ms后将退出所有的抗饱和措施，仅保留比率差动元件BLCD和BLCD，若其动作仍不返回，则

16、仍经与3、与4、与5、与6组成的逻辑跳闸通道跳母上所有元件及母联断路器。注意：此工作框图只有在起动元件动作后才开始工作，若发生故障后，当抗饱和大差连续动作，且无母线跳闸，则经过250ms切除所有母线上所有的元件。是母差保护设的后备段动作逻辑。母差保护的工作框图（以I母为例）当用于中性点不接地系统时，将“投中性点不接地系统”控制字投入，此时电压闭锁元件为 Ul Ubs；U2U2bs（其中Ul为线电压，U2为负序相电压，Ubs为线电压闭锁值，U2bs为负序电压闭锁定值）。保护整定值试验投入母差保护压板及投母差保护控制字。区外故障短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。将元件2TA与母

17、联TA同极性串联，再与元件1TA反极性串联，模拟母线区外故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护不应动作。区内故障短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。将元件1TA、母联TA和元件2TA同极性串联，模拟I母故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳I母。将元件1TA和元件2TA同极性串联，再与母联TA反极性串联，模拟II母故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳II母。投入单母压板及投单母控制字。重复上述区内故障，保护动作切除两母线上所有的连接元件。比率制动特性短接元件1及元件2的I母

18、刀闸位置接点。向元件1TA和元件2TA加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为，制动电流为。分别检验差动电流起动定值和比率制动特性。电压闭锁元件在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5以内。(2)母联充电保护1)保护原理对于双母线或单母线分段，当用母联开关或分段开关向某一段母线充电时，为防止充电于故障母线时扩大事故范围，通常设置有母联或分段开关充电保护。当任一组母线检修后再投入之前，利用母联断路器对该母线进行充电试验时可投入母联充电保护，当被试验母线存在故障时，利用充电保护切除故障。母联充电保护的逻辑框图如下图所示。母

19、联充电保护逻辑框图在上图中：K1及K2分别为充电保护投入开关的两个位置接点（分别用于对I段（或I母）充电及对II段（或II母）充电），两个接点不同时闭合；DL母联开关 合闸辅助接点。 2)保护整定值试验投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。短接母联TWJ开入（TWJ1），向母联TA通入大于母联充电保护定值的电流，母联充电保护动作跳母联。(3)母联过流保护1)保护原理在母联过流保护投入时，当母联电流任一相大于母联过流整定值，或母联零序电流大于零序过流整定值时，母联过流起动元件动作去开放母联过流保护部分。母联过流保护在任一相母联电流大于过流整定值，或母联零序电流大于零序过流整定值时，经整定延

20、时跳母联开关。母联过流保护的逻辑框图如下图所示：2)保护整定值试验投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。向母联电流通道通入大于母联过流保护定值的电流或零序电流，母联过流保护经整定延时动作跳母联。(4)母联失灵与母联死区保护1)保护原理：对于双母线或单母线分段，通常母联或联络断路器单元只安装一组TA。当在断路器与TA安装点之间发生故障时，故障母线的母差将拒绝动作（即出现死区）。另外，当一段母线故障时，母联或联络断路器有可能拒动（即失灵）。为不扩大事故，在上述两种情况下，需设置母联或联络开关失灵及死区保护。 当母差保护动作，母联TA二次仍有电流，经延时启动失灵（或将母联电流不计入小差回 路）

21、跳开另一条母线上所连断路器。 其逻辑框图示意如下： 母联或联络开关失灵及母差死区保护逻辑示意框图下面以RCS-915母线保护装置为例加以说明当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。通常情况下，只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。当投入“投母联过流起动母联失灵”控制字时，母联过流保护也可以起动母联失灵保护。如果通过外部保护启动本装置的母联失灵保护，应将系统参数中的“投外部起动母联失灵”控制字置1。装置检测到“外部起动母联失灵”开入后，经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压

22、闭锁后切除两母线上所有连接元件。该开入若保持10S不返回，装置报“外部起动母联失灵长期起动”，同时退出该起动功能。逻辑框图如下图。母联失灵保护逻辑框图若母联开关和母联TA之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于TA侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，专设了母联死区保护。本装置的母联死区保护在差动保护发母线跳令后，母联开关已跳开而母联TA仍有电流，且大差比率差动元件及断路器侧小差比率差动元件不返回的情况下，经死区动作延时Tsq跳开另一条母线。为防止母联在跳位时发生死区故障将母线全切除，当两母线都有电压且母联在跳位时母联电流不计入小差。母联TWJ为三相常开接点（母联开关处跳闸位置时

23、接点闭合）串联。逻辑框图见下图。母联死区保护逻辑框图2)保护整定值试验:母联失灵保护模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联电路通道继续通入大于母联失灵电流定值的电流，并保证两母差电压闭锁条件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件。母联死区保护母联开关处于合位时的死区故障用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经整定延时Tsq母联死区保护动作将另一条母线切除。母联开关处于跳位时的死区故障短接母联TWJ开入（TWJ1），模拟母线区内故障，保护应只跳死区侧母线。（注意：故障前两母线电压必须均满足电

24、压闭锁条件）(5)母联非全相保护1)保护原理当母联断路器某相断开，母联非全相运行时，母联非全相保护可延时跳开三相。以RCS915保护为例，非全相保护由母联TWJ和HWJ接点起动，并可采用零序和负序电流作为动作的辅助判据。在母联非全相保护投入时，有THWJ开入且母联零序电流大于母联非全相零序电流定值，或母联负序电流大于母联非全相负序电流定值，经整定延时跳母联开关。逻辑框图见下图：母联非全相保护逻辑框图2)保护整定值试验：投入母联的非全相保护压板及投母联非全相保护控制字。保证母联非全相保护的零序或负序电流判据开放，短接母联的THWJ开入，非全相保护经整定时限跳开母联。分别检验母联非全相保护的零序和

25、负序电流定值。3.6 断路器失灵保护1)保护原理220kV及以上电压等级（包括重要的110kV电压等级）的母线，应配置断路器失灵保护。 断路器失灵保护由启动元件、所接母线判别元件及时间元件组成。另外，为防止出口回路误碰及出口继电器损坏等原因而导致误跳断路器，其出口回路均采用复合电压元件闭锁。当母线差动与失灵保护配套时，两者可公用出口回路。启动元件 断路器失灵保护启动元件，通常是由各出线单元的保护提供。它是由出线元件保护出口继电器一对接点与过电流（相电流、负序电流或零序电流）继电器的一对接点串联（或电流元件动作）后的开关量。当出线元件只提供保护出口继电器接点时，母线保护需增加相电流元件来启动失灵

26、。所接母线判别元件 在双母线的母线保护中，用两组隔离开关辅助接点的状态（那一组接点闭合）来判定出线元件所接的母线。时间元件 对于双母线或单母线分段的断路器失灵保护，应有两段延时。以短延时跳母联或分段断路器，以较长延时跳故障元件所在母线上的其它所有断路器。逻辑框图 双母线断路器失灵保护，通常采用的逻辑框图如下图所示： 母线失灵保护框图在上图中：P1、P2分别为接母及母隔离刀闸的辅助接点；J连接元件保护出口继电器接点； t1、t2、t2分别为跳母联、I母所接开关及II母所接开关的出口延时；I失灵保护的相电流元件。 说明：根据设计的要求，相电流元件也可以采用相电流、零序电流或负序电流构成的或门元件。 2)保护整定值试验：相电流元件动作电流的校验 短接J及P1接点的输出接线端子。 操作试验仪，缓慢增加输出电流至母失灵保护动作。记录保护动作时的电流值。然后，再缓慢降低电流至母失灵保护返回，记录返回电流。 要求：动作电流值与整定值的误差小于5。返回系数应不低于0.9。 逻辑框图正确性检查 短接J及P2接点的输出接线端子。操作试验仪，缓慢增加输出电流至大于相电流元件的整定值，此时，母失灵保护应动作。 在不短接J或J1或J2的情况下，重复上述试验及检