发电厂继电保护讲解PPT

1、发变组继电保护：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；1.与高压输电线路元件相比，发变组的故障概率相对较小。然而，发变组的故障会对自身设备造成很大的危害，进而造成电力系统有功功率和无功功率的损失，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模式；(1)发电机故障类型；(2)发电机异常运行状态；3.(1)发电机故障类型。发电机正常运行过程中出现的常见故障如下：(1)定子绕组短路。如果发电机定子绕组相间短路不及时消除，将会烧毁整个发电机组，造成极其严重的后果。必须提供两套或

2、多套快速保护，以应对此类故障。(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，当定子绕组匝间短路发生时，应迅速切断发电机。4，3)定子单相接地。定子单相接地不是短路故障，但由于以下原因，需要对单相接地故障做出灵敏可靠的反应：许多大型机组通过高阻接地；电容电流会在故障点烧坏铁芯；大多数短路首先出现是因为单相接地没有及时处理。接地时，未接地相的电压升高，从而影响绝缘。(4)失磁。励磁设备故障、励磁绕组短路等。会引起失磁(完全失磁或部分失磁)，从而使发电机进入异步运行，并对系统和发电机的安全运行有很大影响。(5)转子一点和两点接地故障。转子一点接地对汽轮发电机组影响不大，

3、一般允许继续运行一段时间。(2)发电机处于异常运行状态。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较弱，一些异常运行状态会严重威胁发电机的运行安全。因此，对以下状态的处理也必须及时准确。(1)定子负序过电流。发电机承受负序过电流能力很弱，流经定子绕组的负序电流很小，可能会导致转子铁芯严重过热，甚至烧坏发电机铁芯。大型机组一般配有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，会引起发电机定子过热，因此应采用无功对称过流保护。6、(3)过载。当发电机过载时，及时发出警报。(4)过电压。励磁引起的过电压会影响发电机的绝缘寿命，因此有必要进行过电压保护。(5)过励磁

4、。当电压升高，频率降低时，发电机和主变压器可能会过励磁，导致发电机过热损坏，因此有必要安装反映过励磁的保护装置。(6)频率异常。当发电机在非额定频率下运行时，可能会引起发电机共振和疲劳损坏，因此应配备异常频率保护。(7)发电机和系统不同步。当发电机和系统失步时，巨大的交流功率使发电机无法承受和损坏，因此应配备保护装置来监测失步。7、(8)错误通电。发电机并网前，应对主变压器出口断路器误合的情况。(9)启动和关闭失败。发电机组通电前，可能会发生绝缘损坏的故障。如果能在并网前及时发现，就可以避免更多的事故。(10)反向功率。当发电机组从运行中的系统吸收有功功率时，会造成汽轮机的爆炸损失，并造成蒸汽

5、的热损伤(1)发电机差动保护(1KB)，选择性好，灵敏度高，适用于发电机、变压器和母线的主保护。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的大小和相位的原理。(2)定子接地保护(2XX)，采用三相零序电压保护和三次谐波定子接地保护，可构成100%定子接地保护，也可由外部电源构成。12、1发电机3定子接地保护，接线引至发电机端电视开口三角形处的零序电压3或发电机中性点配电变压器的二次侧电压3。3.当电压来自机器时，应考虑电视断开锁定链接。该保护可靠性高，能切断定子绕组的大部分单相接地故障。然而，它不能检测发电机中性点附近的单相接地故障。13、2三次

6、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)发电机端的三次谐波电压是从发电机端的电视开口三角形引入的。从发电机中性点电视或消弧线圈引入三次谐波电压。(2)原理三次谐波定子接地保护的构成原理是反映三次谐波在机端和中性点的大小和相位变化。14、(3)热保护(3XB)，热系统监测发电机的各种参数，当参数异常时，热信号动作并发出声光报警，提醒操作人员及时处理；当参数超限危及机组安全时，如主机轴承振动大、汽包水位高，热保护将动作，使机组停止运行，防止设备损坏。15、(4)主变压器差动保护(4KB)，主变压器差动保护范围包括发电机出口至主变压器高压侧。变压器差动保护在以下几个方面

7、与发电机差动保护有很大不同。(1)变压器每侧的额定电压和电流不相等，每侧电流互感器的型号必须相同，因此变压器差动保护的制动系数大于发电机，灵敏度相对较低。(2)调压分接头经常出现在变压器高压绕组中，调整后应相应增加最小工作电流和制动系数。(3)发电机差动保护对绕组匝间短路没有影响。由于变压器铁心磁路的耦合，变压器差动保护可以保护匝间短路(可视为变压器的新绕组，端口短路)。16、(4)当变压器绕组打开进行焊接时，差速器不起作用，只能通过气体保护进行保护。(5)变压器的保护范围不仅包括绕组，还包括变压器的铁芯。当变压器的磁通密度过高时(没有内部短路时)，铁芯严重饱和，励磁电流很大，导致误操作；变压

8、器空载合闸时，瞬时过励磁电流(通常称为涌流)将流入差动保护的差动电路。为防止变压器差动保护因励磁涌流而误动作，通常根据其特点增加一些闭锁环节，如快速饱和原理、不连续角原理、二次谐波与基波之比等。发电机变压器差动保护、厂用电变压器差动保护、高压备用变压器差动保护、励磁变压器差动保护等其他差动保护在原理上与变压器差动保护相似，在此不再赘述。过电压保护(5KB)，当发电机-变压器组失去负荷时，随着转速的增加，发电机的电压可能过高，威胁绕组的主绝缘。过压保护响应发电机端电压的大小。(6)开相操作、20、(7)发电机反向功率保护(9XB)，主要用于保护汽轮机。当主阀误关时，或当主阀被发电机的保护动作关闭

9、且发电机未从系统断开时，发电机成为同步电动机，以运行并从电力系统吸收有功功率。在这种工作条件下，发电机没有危险。但是，由于汽轮机的吹损，其尾叶可能过热，导致汽轮机事故。因此，在这种情况下，发电机组不允许长时间运行。该保护通过反映发电机从系统中吸收的有功功率来动作，动作时间由主阀是否关闭决定。21、(8)母线差动和故障保护(6XB)，母线保护主要采用母线差动保护，高阻抗差动保护常用于高压母线。在高阻抗差动保护中，大阻抗串联在差动电路中，其值高达数百欧姆甚至数千欧姆。在外部故障的情况下，进入继电器的不平衡电流大大减少。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

10、。在这种情况下，差动电路两端电压的过压保护作用被反映出来，差动电路中的串联阻抗被短路，从而差动电路变成低阻抗，继电器跳闸。这种保护动作非常快。励磁绕组的过载保护(25XB，12XB)过励磁会增加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。过励磁保护基于定时限或反时限两个原则，本机组采用两套保护对发变组进行联合保护。励磁系统故障(13XB)由于绝缘损坏，发电机励磁回路容易发生单点接地故障，单点接地不会形成电流通路，不会对发电机造成危害。但是，如果第二点接地相继发生，部分励磁绕组短路，使气隙磁通失去平衡，引起机组振动，故障点的电弧会烧坏转子绕组和铁芯，造成

11、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由信号操作(必要时跳闸操作)。(11)发电机断水保护(14XB)大型发电机的定子绕组和转子绕组由空心管状体绝缘，蒸馏水流经导体进行冷却。一旦断水，它会迅速升温，因此为此安装了断水保护装置。保护动作后，先关闭主阀，然后执行逆功率保护动作，分断主变压器高压侧断路器，分断磁开关解除发电机励磁。发电机低频保护(15XB、16XB、17XB)，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，损坏汽轮机。汽轮机的低频运行是一个疲劳过程。汽轮机低频运行一

12、般会积累一定时间，汽轮机会因疲劳而报废。因此，低频运行时间是一个积累过程。保护装置的关闭不影响累计值。低频保护反映系统频率的降低，由出口断路器的辅助触点锁定，即当发电机停止运行时，低频保护自动停止运行。转子一点接地保护(18XB)，转子一点接地对汽轮发电机组影响很小，一般允许继续运行一段时间，保护只作用于信号。有多种保护原理，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变压器绕组正负极灵敏度不均匀的缺点失步保护的动作行为是由系统安全性和稳定性的要求决定的。只有当振荡频率或持续时间超过规定值时，才选择在截止电流较小时启动电机。28、(15)发电机失磁保护(20XB、21

13、XB、22XB、23XB)。发电机失磁是指发电机励磁电流下降或完全消失。失磁原因包括：励磁绕组开路或短路、励磁系统故障、灭磁开关误跳闸、自动调节励磁装置故障和误操作等。失磁发电机通常会与系统失去同步，并逐渐过渡到异步运行，这将对发电机和系统产生不利影响。为保证发电机和电力系统的安全运行，大型发电机配备失磁保护，及时发现失磁故障，并采取必要的处理措施，如向操作人员发送信号、切换励磁、自动减载或跳闸等。断路器故障保护(26XB)，即所谓的断路器故障保护，是指当保护跳闸断路器的跳闸脉冲已经发出但断路器没有跳开时，断路器故障保护短时延时跳开同一母线上的其它元件，尽快将故障与电力系统隔离的一种应急处理方

14、法。30、(17)错误上电保护(24XB)，安装该保护是为了防止发电机启动和停机时的误操作。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接近工频的电流，导致转子过热损坏。31、(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，跳闸信号将不断发出，使设备不能正常启动。因此，锁定热保护在机组启动时投入运行，暂时停止热保护。机组启动后，锁定热保护将退出。32、发电机变压器保护柜B、33、(19)变压器零序保护，以及主变压器高压侧接220千伏电压的电力系统均为直接接地系统。在电力系统的各种短路故障中，单相接地故障的概率最高。变压器高压侧配置的零序保护用于反映单相接地故障，作为变压器及其相邻元件的后备保护。变压器重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：当变压器内部发生故障时，故障点产生电弧短路电流，引起油箱局部过热，分解变压器油，产生气体，进而引起喷油、脉冲气体继电器和气体保护动作。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。当变压器组发生少量匝间短路时，虽然故障点的故障电流较大，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，重气体保护动作消除了故障。(21)变压器泄压保护也是