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1、一、 发变组保护功能 发电机变压器保护：是从发变组单元系统中获取信息，并进行处理，能满足系统稳定和设备安全的需要，对发变组系统的故障和异常作出快速、灵敏、可靠、有选择地正确反应的自动化装置。 发电机变压器保护对象：发电机定子、转子、机端母线、主变、厂变、励磁变、高压短引线、断路器，并作为高压母线及引出线的后备保护等。 发电机变压器保护应能保护的故障和异常类型：1) 定子绕组相间、匝间和接地短路2) 定子绕组过电压3) 定子绕组过负荷4) 定子铁芯过励磁5) 转子表面过负荷6) 励磁绕组过负荷7) 励磁回路接地8) 励磁回路失压（发电机失励磁）9) 发电机逆功率10) 发电机频率异常11) 主变
2、、厂变、励磁变各侧绕组的相间、匝间和接地短路12) 主变、厂变、励磁变过负荷13) 主变铁芯过励磁14) 各引出线的相间和接地短路15) 发变组系统失步16) 断路器闪络、误上电、非全相和失灵17) 发变组起停机短路故障18) 发变组系统低电压19) 其他故障和异常运行 发电机变压器保护可能的配置要求。1) 发电机定子短路主保护发电机纵差动保护发变组差动保护发电机不完全纵差动保护发电机裂相横差保护发电机高灵敏横差保护发电机纵向零序电压式匝间保护2) 发电机定子单相接地保护发电机 3U0 定子接地保护发电机 3I0 定子接地保护发电机高灵敏三次谐波电压式定子接地保护注入电源式定子接地保护3) 发
3、电机励磁回路接地保护注入直流电源切换式转子一点接地保护注入交流电源导纳式转子一点接地保护转子二点接地保护4) 发电机定子短路后备保护发电机过流保护发电机电压闭锁过流保护发电机负序过流保护发电机阻抗保护5) 发电机异常运行保护发电机失磁保护发电机失步保护发电机逆功率保护发电机程跳逆功率保护发电机频率异常保护发电机过激磁保护（定、反时限）发电机过电压保护发电机低电压保护发电机对称过负荷保护（定、反时限）发电机不对称过负荷保护（定、反时限）发电机励磁回路过负荷保护（定、反时限）发电机误上电保护发电机启停机保护发电机次同步过流保护发电机轴电流保护发电机轴电压保护发电机 TA、TV 断线判别6) 主变压
4、器主保护主变纵差动保护主变单侧差动保护主变零序差动保护发变组差动保护7) 主变压器异常运行及后备保护主变压器过激磁保护（定、反时限）主变压器零序电流保护主变压器间隙电流电压保护主变压器电压闭锁过流保护主变压器过流保护主变压器阻抗保护主变压器方向过流保护主变压器电压闭锁方向过流保护主变压器负序方向过流保护主变压器零序方向过流保护主变压器过负荷保护主变压器通风启动主变压器 TA、TV 断线判别8) 高压厂用变压器保护 高厂变差动保护高厂变电压闭锁过流保护高厂变分支限时速断过流保护高厂变分支零序电流保护高厂变分支电压闭锁过流保护高厂变过负荷保护高厂变通风启动高厂变 TA、TV 断线判别9) 励磁变压
5、器（或励磁机）保护励磁变（机）差动保护励磁变（机）限时速断过流保护励磁变（机）过负荷保护（定、反时限）励磁变（机）TA 断线判别10)高压启动备用变压器保护启备变差动保护启备变电压闭锁过流保护启备变零序电流保护启备变间隙零序电流电压保护启备变分支电压闭锁过流保护启备变分支限时速断过流保护启备变分支零序过流保护启备变过负荷保护启备变通风启动启备变 TA、TV 断线判别11)其它保护功能断路器失灵启动保护断路器非全相保护发电机强励启动过流闭锁（断路器遮断容量不够时采用）发电机电超速保护短引线差动保护零功率保护12)非电量保护（开入量保护）各类型变压器的重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、油位、油温、温度、冷
6、却器全停保护发电机热工、断水、励磁系统故障等保护高周切机保护二、 发电机变压器保护配置方案（历史：主后分开，主保护双重化；当前：主后一体，全套双重化）1000MW 及以下发电机变压器的全套保护。包括发电机、主变、高厂变、励磁变、高压启备变的全部保护功能。1. 600MW（300MW）500kV 发变组单元接线保护配置（双重化的双套配置）T A 3主 变差动，发变组差动失灵保护主变 差动，发 变组差动失 灵 保护T A 4T A 1 01212误上电， 阻抗，过 负荷通风起动1 2主变零序T A 9M T匝间保护 T V 3第二 套保护用T V 22第二套保护用T V 11T A 812励磁 变
7、速断过 流E TT A 212发电机差动，主变差动逆功率，失磁，失步T A 1 012T A 5A TT A 1 112厂变分支零序主变 差动 ， 厂变差动厂变复合 电压过 流T V 6T V 712T A 7发变组差动厂 变 分支复合电压过流厂变分支限时速 断12T V 8T V 91222T A 1G S发 电机差 动，发变 组差动对称过负荷，不对 称过负荷复合电压过流，程 跳逆功率注 :1 为第一套保 护用T A / T V2为第二 套 保护用T A / T V11211 212厂 变分支零序T A 6T V 52T V 41图 1 600MW（300MW）500kV 发变组保护配置图图
8、 1 是 600MW（300MW）500kV 发变组单元的保护配置图，高压侧为 3/2 断路器，电气量保护配置有：1) 主保护：发电机纵差、发电机匝间（纵向零序电压式或横差保护） 、主变纵差、发变器组差动、高厂变差动；2) 发电机后备和异常运行保护：对称过负荷（反时限） 、不对称过负荷（反时限） 、复合电压过流、程跳逆功率、过电压、失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁（反时限） 、起停机、转子一点、二点接地、励磁回路过负荷（反时限） 、低频保护等、以及 TV 断线和 TA 断线保护；3) 主变压器后备和异常运行保护：主变阻抗、零序电流、过负荷、通风启动保护、以及 TV 断线、TA 断线
9、保护；4) 高厂变后备和异常运行保护：复合电压过流、AB 分支限时速断和复合电压过流、AB 分支零序过流、过负荷、通风启动保护等；5) 励磁变（机）保护：速断过流保护、过负荷保护等；6) 其它保护：失灵启动，非全相运行保护。7) 全套保护分 A、B、C 三面柜，A、B 柜为电气量保护，按双重化下的双套配置，C 柜为非电量保护和操作箱，按单套配置，见图 2。A、B 柜每套配置相同，均由两层相互完全独立的保护机箱构成，且同一元件双重化的主保护回路相互独立，同一元件的主后备保护回路相互独立，这样，每套保护都可独立长期可靠运行。双套并列运行可靠性非常高。打 印 机 打 印 机 打 印 机图 2 600
10、MW（300MW）500kV 发变组保护装置 第一层保护机箱完成以下功能发电机差动、主变差动、发电机匝间（纵向零序电压式或横差保护） ；发电机失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁(反时限)、转子一点二点接地、低频；厂变分支零序过流；励磁变速断过流；TA、TV 断线判别。 第二层保护机箱完成以下功能发变组差动、高厂变差动；发电机对称过负荷（反时限） 、不对称过负荷（反时限） 、复合电压过流、程跳逆功率、过电压；主变阻抗、过负荷、失灵启动、非全相、零序电流、起停机；厂变复合电压过流、分支限时速断、分支复合电压过流；TA、TV 断线判别。 每套保护装置配置特点1) 每套保护装置内发电机和主变
11、压器的主保护已双重化，分别布置在两层保护机箱内，回路完全独立，起到相互备用作用。2) 发电机、主变压器的主保护和后备保护分别布置在两层保护机箱内，主后备保护的回路完全独立，主后备保护的作用完整。3) 每套保护装置的可靠性满足单套长期运行的要求。4) 每套保护装置中的主后备保护可以共用一路 TA 回路。5) 每套保护装置的出口动作于双出口跳闸线圈的其中之一线圈，减少出口压板，杜绝双套化装置的电气联系。6) 每层保护机箱中有二个完全相同的保护 CPU 系统，完成相同的保护功能，当二个保护 CPU 系统均正常时为“与”门出口方式；当某个 CPU 系统异常告警退出运行时，出口为“或”门方式，另一个正常
12、的 CPU 系统仍能独立出口，继续完成全部保护功能。使装置的抗误动性能和抗拒动性能都增强。并且这两个保护 CPU 系统的直流电源可以来自不同的蓄电池输入。7) 端子排布置满足规划院“四统一”典设要求。8) 每个保护设有硬压板投退及其指示灯（在每层保护面板上），跳闸出口回路也装有压板，布置在柜体前面的下部。各个保护均有明确的动作信号及接点。 双套保护装置配置特点1) 因为单套保护装置均为双主一后配置，且回路相互独立，可靠性满足继电保护设计规程，可以保证单套运行也是安全可靠的，所以这种配置的双套化实现了反措中关于“当一套保护因异常需要退出或需要检修时，应不影响另一套保护正常运行，从而可以不停机组的
13、运行” 。2) 因为单套保护装置的可靠性满足长期独立运行的要求，当双套保护并列运行时，可靠性就非常高。最大限度地满足了反措中关于“双套化保护实现后可以防止保护装置拒动而导致系统事故”的要求。3) 由于保护装置的双 CPU 并列运行和独特的出口方式以及完全双套保护配置，实现了冗余和容错的有机统一，既防止了保护拒动又防止了保护误动，提高了保护可靠性。 非电量保护单独组柜，见图 32 中 C 柜，回路出口与电气量保护完全独立。包含以下功能：主变瓦斯、温度、绕组温度、压力释放、冷却器全停、油位等；高厂变瓦斯、温度、压力释放、冷却器全停、油位等；其中瞬时出口的瓦斯等非电量接点直接起动出口继电器，CPU
14、软件可发信和进行打印管理；且满足反措关于非电量瞬时出口继电器的动作功率和动作电压的要求。需延时出口的非电量经 CPU 软件发出口和信号。2. 300MW220kV 发变组保护配置方案（双重化的双套配置）见图 3，基本同 600MW500kV 发变组保护配置（除主变高压侧TA 取法不同和增加一套间隙零序电流电压保护外）121212121212厂 变分 支零序12发电 机差动 , 发变组差动对 称过负荷 , 不对称过负荷复 合电压过 流, 程跳逆功率12励磁变 速断过流发电 机 差动,主 变差动, 逆 功率, 失磁, 失 步第二 套保护 用 T V 2第 一 套保护 用 T V 112主 变零序主
15、 变 差 动, 发 变组差动主变 阻 抗T A 3M TT A 8T A 9主变间 隙零序T A 7T A 2G ST A 1T V 9T V 81122发变组 差动厂变分 支复合电压 过流厂变分支 速断T A 6T A 5A T12主变差动, 高厂变差动厂变复 合电压过流1 为第 一套 保护 用 T A / T V2为 第二套保护用 T A / T V注 :E TT V 5T V 4122 2T V 7T V 611.匝 间保护 T V 321T A 4T A 1 0厂变分 支零序T A 1 1图 3 300MW220kV 发变组保护配置方案（双套化）3. 125MW 机组（三卷变压器）保护
16、配置方案 1（双重化的双套配置）图 4 是 125MW 机组（三卷变压器，发电机与主变压器之间有断路器）的保护配置图，电气量保护有：T V 4T V 51221T V 6T V 7122112121 2122121 T A 8厂变 差 动厂变分 支 过 流T A 7T A 6主变差动厂变差 动, 复压过流 , 过负荷,通 风212121励磁变 速断过流发 电机差动,失 磁, 逆功 率主变差动2 2 0 K V1 1 0 K VT A 4主变 差动复合方向过流 ,过负荷, 通风失灵, 非全相T A 5主变 差动复合 方向过流 ,过负荷, 通风主变 2 2 0 K V 方向零序主变 1 1 0 K V 方向零序T A 1 2主变 1 1 0 K V 间隙零序T A 1 0主变 2 2 0 K V间隙零序T A 9T A 1 1匝间专用 T V
