电气发变组保护基本指示讲解--孔..ppt

1、发变组保护基本知识讲解,2,保护出口方式,停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽门。 解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。 解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 减出力：将原动机出力减到给定值。 程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。,3,主变压器瓦斯保护,基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体或油流而动作。 作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低 测量元件：瓦斯继电器,4,瓦斯继电器安装示意图,5,瓦斯继电器结构及工作情况,正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开 内部轻微故障：气体聚集在上部，使开口杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信

2、号（气体容积定值：250-300立方厘米） 内部严重故障：产生大量气体，推动档板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器，机组全停（定值：油流速度1.1米/秒) 漏油使油面降低：上开口杯转动，轻瓦斯动作也发出信号。,6,2020/7/23,7,差动保护基本原理,正常运行或区外短路: 流入继电器电流为两侧电流之差,保护不动 区内短路:流入继电器电流为两侧电流之和,保护动作,2020/7/23,8,发电机差动保护,作用：作为保护区内即发电机定子绕组相间短路的主保护 保护区：发电机中性点1LH、机端6LH1之间的范围 出口逻辑关系：差动元件动作、TA断线判别元件不动作，则发电机差动保护动作。 出口

3、方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,9,发电机纵差保护单相出口方式,2020/7/23,10,差动速断保护,保护区：发电机中性点1LH、机端6LH1之间的范围 作用：防止发电机定子绕组严重相间短路时，由于TA饱和造成比率制动差动保护可能拒绝动作，此时由该保护快速切除故障 出口逻辑关系：只要差动速断元件动作，保护就动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、

4、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,11,发变组差动保护,保护区：发电机中性点1LH、主变高压侧9LH、厂用分支3LH之间的范围 作用：作为发电机变压器组相间短路的主保护 出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作，TA断线判别元件不动作，则发变组差动保护动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,12,发变组纵差保护逻辑框

5、图,2020/7/23,13,励磁涌流判别,利用某相差电流中二次谐波分量电流占基波分量电流的百分比大小来判断是否为变压器空载投入。 判别方程：,2020/7/23,14,主变差动保护,保护区：发电机出口6LH1、主变高压侧9LH、厂用分支3LH之间的范围 作用：作为变压器绕组及引出线和厂用分支相间短路的主保护 出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作，TA断线判别元件不动作，则差动保护动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4）。,2020/7/23,1

6、5,主变差动保护动作值，差动速断保护动作值，涌流判别元件动作值以及保护动作特性均与发变组保护同,2020/7/23,16,厂高变差动保护,保护区：厂高变高压侧3LH、A分支7LH1、B分支9LH1之间的范围 作用：作为厂高变相间短路的主保护 出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作，TA断线判别元件不动作，则差动保护动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,17,1、厂高变比率制动差动保护动作方程和动作特

7、性与发变组相应保护相同2、差动电流速断保护动作方程和动作特性与发变组相应保护相同3、出口逻辑关系也与发变组相应保护同,2020/7/23,18,高厂变差动保护动作值,启动电流Iq =2A(最小动作电流) 拐点电流Ig =4A(最小制动电流) 比率制动斜率Kz =0.4 二次谐波制动系数=0.15 差流速断倍数Isd=6 In (差动速断保护定值) 额定电流In=4.8A,2020/7/23,19,发电机复合电压闭锁过流保护作用及出口方式,作用：主要作为发电机定子绕组相间短路的后备保护。 出口方式：保护以t1（3秒）时间跳母联，以t2（3.5秒)时间动作于全停。,2020/7/23,20,复合电

8、压闭锁过流保护逻辑框图及基本原理,2020/7/23,21,过电流元件与低电压元件作为对称短路的测量元件；电流元件从发电机中性点1LH取电流，低电压元件从机端2YH取电压。 过电流元件与负序电压元件作为不对称短路的测量元件。负序电压元件从机端2YH取电压。,2020/7/23,22,高厂变复合电压过电流保护作用及出口方式,作用：作为高厂变绕组和引出线以及6KV厂用母线相间短路的后备保护。 出口方式：保护以t1(2.7秒)时间跳A分支开关6601A和B分支开关6601B，以 T2(3.2秒)时间动作于全停。,2020/7/23,23,高厂变复合电压过流保护构成,过电流元件与低电压元件作为对称短路

9、的测量元件；电流元件从高厂变高压侧2LH取电流，低电压元件从厂用A母线5YH和厂用B母线4YH取电压。 过电流元件与负序电压元件作为不对称短路的测量元件。负序电压元件从厂用A母线5YH和厂用B母线4YH取电压。,2020/7/23,24,厂用分支过电流保护,作用：作为6KV厂用A、B母线及所接元件相间短路的后备保护。A分支过流保护电流取自A分支7LH1；B分支过流保护电流取自B分支9LH1。保护动作电流取14.5A，（按躲过厂用分支最大负荷电流整定） 出口方式：A分支过流保护以t(2.2秒)时间跳A分支开关6601A并闭锁A分支自投；B分支过流保护以t(2.2秒) 跳B分支开关6601B并闭锁

10、B分支自投。,2020/7/23,25,发电机纵向零序电压式匝间短路保护基本原理,2020/7/23,26,发电机纵向零序电压式匝间短路保护,反映发电机机端对中性点的基波零序电压大小。 定子绕组匝间短路时，发电机机端对中性点会出现基波零序电压，大于保护动作值，保护就动作。 在发电机正常运行或定子绕组接地时，发电机机端对中性点不会出现基波零序电压（理论上讲），所以保护不动作。,2020/7/23,27,发电机匝间短路保护,作用：作为发电机匝间短路的主保护 构成：两段式基波零序电压保护（从机端2YH取电压）；负序功率方向闭锁（从机端2YH取电压、机端6LH1取电流）；TV二次断线闭锁 出口逻辑关系

11、：次灵敏段：零序电压元件动作、负序功率方向元件动作，TV断线判别元件不动作，则保护动作。 灵敏段：除上述条件外，还增加了三次谐波增量作为制动量，当基波零序电压增量大于三次谐波增量时，且满足上面的条件下，保护才动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,28,纵向零序电压式匝间短路逻辑框图,2020/7/23,29,保护动作值的整定原则,保证正常运行不动作,所以躲过发电机正常运行时的不平衡零序电压 高定值的 取5-

12、8V 低定值的,2020/7/23,30,保护工作情况,发电机定子绕组匝间短路: 1、零序电压大于高定值动作值时，并且2YH没断线，负序功率方向元件动作，则保护动作。 2、零序电压大于低定值动作值时，并且2YH没断线，负序功率方向元件动作，基波零序电压增量元件动作，则保护经延时0.1秒动作全停。 3、发电机外部发生两相短路时，负序功率方向元件不动作，把保护闭锁。,2020/7/23,31,电压平衡式TV断线逻辑框图,2020/7/23,32,TV断线判别原理,比较保护用的2YH的二次相间电压和普通的YH对应相间电压大小,当其最大的相间电压差值为(7-10V)时,并且普通的YH的负序电压元件（整

13、定值8V）没动作时,判定为2YH二次断线,经5秒延时发出信号并闭锁匝间短路保护.,2020/7/23,33,发电机定子绕组接地保护：发电机定子绕组接地零序分量特点,机端基波零序电压:,2020/7/23,34,三次谐波零序电压的特点,发电机正常运行时：,2020/7/23,35,反应机端基波零序电压的发电机定子绕组接地保护,作用：作为发电机定子绕组接地短路的保护，保护区为机端到中性点的区域（从机端2YH开三角取电压）； 出口逻辑关系：零序电压元件（整定电压15V）动作，经短延时（0.5秒）发信号；长延时(8秒)全停。 出口方式：长延时动作全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、

14、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,36,三次谐波电压式定子接地保护,作用：作为发电机定子绕组接地短路的保护，保护区为中性点到机端的5区域（从机端2YH和发电机中性点YH0取电压）； 构成原理:比较机端与中性点处三次谐波电压的大小; 出口逻辑关系：零序电压元件动作，TV没断线,经延时(10秒)发信号. 出口方式：发出定子接地3W信号, 2CPU面版出口信号灯定子接地3W点亮. 状态指示中的出口信号灯点亮,2020/7/23,37,三次谐波电压式定子接地保护交流接入回路,三次谐波

15、电压式定子接地保护逻辑框图,2020/7/23,38,2020/7/23,39,发电机失磁保护,发电机的失磁运行及其产生的影响,1、需要从电网中吸收很大的无功功率以建立发电机的磁场，所需无功功率的大小主要取决于发电机的参数以及实际运行的转差率。,2020/7/23,40,、由于从电力系统中吸收无功功率将可能引起电力系统电压下降，如果电力系统的容量较小或无功功率的储备不足，可能使失磁发电机的机端电压、升压变压器高压侧的母线电压或其它邻近点的电压低于允许值，从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。,2020/7/23,41,、由于失磁发电机吸收了大量的无功功率，因此为了

16、防止其定子绕组的过电流，发电机所能发出的有功功率将较 同步运行时有不同程度的降低，吸收的无功功率越大，则降低越多。,2020/7/23,42,4、失磁后发电机的转速超过同步转速，因此，在转子励磁回路中将产生差频电流，因而形成附加损耗，使发电机转子和励磁回路过热。显然，当转差率越大时，所引起的过热也越严重。,2020/7/23,43,从失磁到稳定异步运行过程,失磁到失步前有功不变，无功方向改变 临界失步点失去静稳定的临界点 失步后的异步运行机端测量阻抗进入阻抗平面第四象限,2020/7/23,44,失磁保护的构成方式,2020/7/23,45,失磁保护阻抗元件动作特性,圆内为动作区，当测量阻抗进

17、圆内，继电器就动作 正常运行、外部短路测量阻抗都落在圆外，继电器不动作 失磁以后，进入稳定异步运行阶段，测量阻抗进入圆内,2020/7/23,46,各测量元件判椐,2020/7/23,47,保护动作情况1、,1、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，则保护经延时t1(0.5S)发出信号，经延时t2（1S）作用于解列灭磁（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关6601A、6601B、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。,2020/7/23,48,保护动作情况2、,2、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV

18、二次没断线，励磁低电压元件动作，过功率元件动作，则保护经延时(0.5秒)发出信号，同时作用于减负荷。 3、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，机端低电压元件动作，则保护经1秒时间发出信号，并动作于解列灭磁.,2020/7/23,49,保护动作情况3、,4、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，系统低电压元件动作，则保护经延时发出信号，同时作用于解列灭磁。,2020/7/23,50,发电机失步保护,当系统受到大的扰动后，发电机或发电机群可能与系统不能保持同步运行，即发生不稳定振荡，称失步。,2020/7/23,51,对失步保护的要求,(1

19、)失步保护装置应能鉴别短路故障和不稳定振荡，发生短路故障时，失步保护装置不应动作。 (2)失步保护装置应能尽快检出失步故障，通常要求失步保护装置在振荡的第一个振荡周期内能够检出失步故障。,2020/7/23,52,(3)检出失步故障实行跳闸时，从断路器本身的性能出发，不应在发电机电动势与系统电动势夹角为180时跳闸。 (4)失步保护装置应能鉴别不稳定振荡和稳定振荡(通常发电机电动势与系统电动势间相角摆开最大不超过120时为稳定振荡，即是可恢复同步的振荡)，在稳定振荡的情况下，失步保护不应误动作。,2020/7/23,53,反应阻抗变化的失步保护,构成原理: 不稳定振荡时，功角在0360间作周期

20、变 化，测量阻抗以 的速率穿过阻抗平面， 其轨迹在阻抗平面上是一个圆或直线。因此，测量阻抗走过某段距离，需要一定的时间。 发生短路故障时，功角基本不变，测量阻抗由负荷阻抗突变为短路阻抗。,2020/7/23,54,失步保护,作用： 反应发电机失步状态的 构成原理：反应发电机机端测量阻抗的变化轨迹，动作特性为双遮挡器。（从机端2YH取电压，6LH1取电流） 出口方式：判断为减速失步时，发减速脉冲；判断为加速失步时，发加速脉冲；经过3次累计处理仍然处于失步状态时，就作用于信号,发出失步保护动作信号.,2020/7/23,55,失步保护动作特性,Xt=2.3 （保证当振荡中心 位于发电厂系统母线以外

21、时，该保护不动，取Xt等于主变压器电抗） R1=1.9 （保证不稳定振荡时该保护才动作，功角1取1200） R2= R1/2 =0.95 R3=-R2 R4=-R1 I区停留时间0.3秒 II区停留时间0.8秒 III区停留时间0.3秒 IV区停留时间0.2秒 滑极次数N=3,2020/7/23,56,失步保护逻辑框图,2020/7/23,57,发电机的逆功率保护,作用： 在发电机逆功率时,避免汽轮机叶片损坏。 构成原理：反映发电机有功功率大小和方向，从发电机中性点1LH取电流，从机端2YH取电压。 出口方式：只要发电机从系统吸收功率，并且逆功率值小于其整定值-7W，保护以t1(1.5S)时间

22、动作发信号；保护以t2（100秒）时间动作于机组全停。,2020/7/23,58,逆功率保护逻辑框图,2020/7/23,59,程跳逆功率保护,发电机的逆功率保护除保护汽轮机以外，还作为发电机组程序跳闸的启动元件，这种逆功率保护称为程跳逆功率保护。 工作情况：当主汽门关闭后，并且发电机的逆功率值小于其整定值-7W时，经短延时（1.5秒)去启动机组程序跳闸（程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁）。,2020/7/23,60,程跳逆功率保护逻辑框图 K-主汽门辅助接点（主汽门关闭时，该接点闭合）,2020/7/23,61,发电机的低频保护,作用： 在发电机频率降

23、低时,保护汽轮机的安全。 构成原理：通过测量发电机机端某一相间电压大小（从发电机机端2YH取电压），来计算出频率。 出口方式：当所计算的频率小于整定值时，且发变组出口断路器处于合闸位置，则保护经延时发出发电机低频信号。,2020/7/23,62,发电机低频保护逻辑框图,F1=49.5HZ F2=48.7HZ F3=46.75HZ T1=60S T2=10S T3=1S,2020/7/23,63,发电机过电压保护,作用： 在发电机出现过电压时,避免过电压导致发电机 绝缘损坏。 构成原理：通过测量发电机机端某一相间电压大小（从发电机机端2YH取电压），来反映发电机的过电压。 出口方式：当机端电压大

24、于整定值 （ ）本厂整定值136V时,则保护经延时(0.5秒)发出发电机过电压信号、同时作用于解列灭磁。,2020/7/23,64,发电机启停机保护,作用：在发电机起机时投入，在发电机并列前来发现发电机定子绕组接地故障。 构成方式：取发电机中性点YH0零序电压3U0，当发电机并列前，存在定子绕组接地时，就会出现零序电压（整定值10V），保护动作 出口方式：保护经延时（2秒）动作灭磁（跳MK、DL3、DL4）,2020/7/23,65,发电机对称过负荷保护,作用：反映发电机定子过热的一种保护。 基本原理：通过测量发电机定子绕组电流大小来反映定子的过热情况。（电流取自发电机中性点1LH二次侧） 保

25、护构成：定时限对称过负荷和反时限对称过负荷两部分 出口方式：当定子绕组电流大于4.3A时，定时限保护以大约9S时间动作于信号；当电流大于反时限启动电流时，保护动作时间与电流大小成反比，出口作用于解列。,2020/7/23,66,发电机对称过负荷保护动作特性,2020/7/23,67,发电机对称过负荷保护逻辑框图,2020/7/23,68,发电机的负序过负荷保护,作用：反映发电机转子表层过热的一种保护。 基本原理：通过测量发电机定子绕组负序电流大小来反映转子的过热情况。（电流取自发电机中性点1LH二次侧） 保护构成：定时限负序过负荷和反时限负序过负荷两部分 出口方式：当定子绕组中的负序电流大于0

26、.2A时，保护以大约9S时间动作于信号；当电流大于反时限启动电流时，保护动作时间与电流大小成反比，出口作用于全停。,2020/7/23,69,发电机反时限负序过负荷保护动作特性,2020/7/23,70,发电机反时限负序过负荷保护逻辑框图,2020/7/23,71,主变接地保护,作用：作为相邻元件及变压器高压侧接地故障的后备保护。零序过流保护作为接地变压器接地故障保护；间隙零序保护作为不接地变压器接地故障的保护。 保护构成原理：间隙零序保护取自12LH1的零序电流，电压取自高压母线PT开三角电压；零序过流保护取自11LH的零序电流。它们都是反映零序电流或零序电压大小而动作的。 出口方式：间隙零

27、序保护以t0(0.3S)时间动作于解列灭磁，零序过流I段(26.5A)以0.25秒时间先跳母联，零序过流II段(20A)以5秒时间解列灭磁。,2020/7/23,72,主变接地保护(间隙保护）,2020/7/23,73,主变接地保护（零序过流保护）,2020/7/23,74,主断路器失灵启动保护,断路器有保护动作需要跳闸，但仍有电流流过断路器，则可判断为断路器失灵，经延时（延时按照躲过保护的返回时间整定）去启动失灵保护。 启动失灵保护的判据：相电流（相电流大于3.1A，按照保证相邻线路末端短路灵敏度要求整定)、零序电流(3I0大于0.5A，按照躲过正常运行时的最大不平衡电流整定)、断路器辅助常开接点K1闭合、出口继电器常开接点K2闭合。,2020/7/23,75,失灵启动保护逻辑框图,2020/7/23,76,变压器冷却器全停保护,作用：反映变压器风扇全停故障。当变压器投