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1、1毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目： 600MW 发变组保护初步设计学 号： 姓 名： 指导教师： 专 业： 继电保护与自动化 班 级： 12102 完成时间： 2013 年 6 月 14 日2题目：题目：600MW 发变组保护初步设计摘摘 要要电力系统继电保护的设计与配置是否合理会直接影响到电力系统的安全运行，现在随着电力系统的发展,大容量机组不断增多，作为电力系统最重要组成部分之一的大型发电机组不但结构复杂，而且价格昂贵，一旦故障，检修期长，造成的经济损失也是巨大的。因此，为其装设完善的继电保护装置有着重要的意义。本次设计是为 600MW 发电机变压器组继电保护的初步设计，目的是为了通
2、过本次设计，进一步加深对所学知识的理解，以及理解保护与保护之间的配合问题。通过对 600MW 发电机组继电保护设计的原则、方法、过程以及对继电保护装置的工作原理的分析。并且根据继电保护中保护装置的选择、整定和校验的原则、方法等，最后根据计算的结果，进行了发变组的继电保护设计。关键词：关键词：发电机组 继电保护 整定与校验3目录目录 绪论4 1 保护配置原则5 1.1 发电机保护的配置.5 1.2 变压器保护的配置8 2 发电机保护的基本原理10 2.1 发电机纵差动保护.10 2.2 发电机 100%定子绕组单相接地保护10 2.3 复合电压启动过电流保护10 2.4 发电机失步保护.11 2
3、.5 发电机逆功率保护.11 2.6 发电机过励磁保护.11 2.7 发电机过电压保护.12 3 变压器保护的基本原理12 3.1 瓦斯保护.12 3.2 变压器差动保护.12 3.3 负序电流及单相式低压起动的过电流保护.13 3.4 变压器的过负荷保护.13 3.5 中性点直接接地变压器的零序保护.13 4 设备选型13 4.1 DGT801A 发变组保护装置.14 4.2 应用范围14 4.3 保护功能14 5 整定计算15 5.1 发电机保护的整定计算15 5.2 变压器保护整定计算19 总 结 21 参考文献224绪论绪论大容量发电机组造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障，其检修难度大，
4、时间长，将造成较大的经济损失。因此，在考虑大容量机组继电保护的总体配置时，应最大限度地保证机组安全和缩小故障破坏范围，尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理装置，特别要避免保护装置的误动和拒动，这样不仅要求有足够的的可靠性、灵敏性、选择性和快速性，还要求继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理，避免繁琐、复杂。大机组保护装置一般可分为短路保护和异常运行保护两类。短路保护是用以反应被保护区域内发生的各种类型的短路故障，为了防止保护拒动或断路器拒动，设主保护和后备保护。异常运行保护是用以反应各种可能给机组造成危害的异常工况，不设后备保护。为了满足电力系统稳定方面的要求，对于大容量机组
5、的发电机变压器组故障要求快速切除。为了确保正确快速切除故障，要求对大容量发电机变压器组设置双重快速保护。各保护装置动作后所控制的对象，依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同而不同，对于发电机双绕组变压器，通常有以下几种处理方式：全停：停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。解列灭磁：断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器。解列：断开高压侧断路器。减出力：减少原动机的输出功率。发信号：发出声光信号或光信号。母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器，缩小故障波及范围。51 保护的配置1.1 发电机保护的配置1.1.
6、1 发电机的故障及异常运行状态(1) 故障类型定子绕组相间短路：危害最大定子绕组匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化转子绕组一点接地和两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损 (2) 异常运行状态由于外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出 100hz 的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故
7、。此外，引起发电机的 100hz 的振动。由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷：由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率：当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时，发电机将从系统吸收有功功率，即逆功率。转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。1.1.2 发电机保护的配置原则(1) 对 100MW 及以上发电机变压器组，应装设双重主保护，每一套主保护宜具有发电机纵联
8、差动保护和变压器纵联差动保护。(2) 纵联差动保护应装设电流回路断线监视装置，断线后动作于信号。电流回路断线6允许差动保护跳闸。(3) 规定装设的过电流保护、电流速断保护、低电压保护、低压过流和纵联差动保护均应动作于停机。(4) 发电机变压器组：对 100MW 及以上的发电机，应装设保护区为 100%的定子接地保护。保护带时限动作于信号，必要时也可动作于停机。为检查发电机定子绕组和发电机电压回路的绝缘状况，保护装置应能监视发电机端零序电压值。(5) 50MW 及以上发电机，当定子绕组为星形接线，中性点只有三个引出端子时，根据用户和制造厂的要求，也可装设专用的匝间短路保护。50MW 及以上的发电
9、机，宜装设负序过电流保护和单元件低压起动过电流保护。(6) 规定装设的各项保护装置，宜带有二段时限，以较短的时限动作于缩小故障影响的范围或动作于解列，以较长的时限动作于停机。(7) 规定装设了定子饶组反时限过负荷及反时限负序过负荷保护，且保护综合特性对发电机变压器组所连接高压母线的相间短路故障具有必要的灵敏系数，并满足时间配合要求，可不再装设规定的后备保护。保护宜动作于停机。(8) 对于 100MW 及以上的汽轮发电机，宜装设过电压保护，其整定值根据定子绕组的绝缘状况决定。过电压保护宜动作于解列灭磁或过程跳闸。(9) 定子绕组非直接冷却的发电机，应装设定时限过负荷保护，保护装置接一相电流，带时
10、限动作于信号。(10) 定子绕组为直接冷却且过负荷能力较低(例如低于 1.5 倍、60s)的发电机，过负荷保护由定时限和反时限两部分组成。定时限部分：动作电流按在发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定，带时限动作于信号，在有条件时，可动作于自动减负荷.反时限部分：动作特性按发电机定子绕组的过负荷能力确定，动作于解列或程序跳闸。保护应能反应电流变化时发电机定子绕组的热积累过程。不考虑在灵敏系数和时限方面与其它相间短路保护相配合。(11) 100MW 及以上 A 值小于 10 的发电机，应装设由定时限和反时限两部分组成的转子表层过负荷保护。定时限部分：动作电流按发电机长期允许的负序电流值和
11、躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电流值整定，带时限动作于信号。反时限部分：动作特性按发电机承受负序电流的能力确定，动作于停机。保护应能反应电流变化时发电机转子的热积累过程。不考虑在灵敏系数和时限方面与其它相间短路保护相配合。7(12) 对励磁系统故障或强励时间过长引起的励磁绕组过负荷，300MW 及以上的发电机，其励磁饶组过负荷保护可由定时限和反时限两部分组成。定时限部分：动作电流按正常运行最大励磁电流下能可靠返回的条件整定，带时限动作于信号降低励磁电流。反时限部分：动作特性按发电机励磁绕组的过负荷能力确定，并动作于解列灭磁或程序跳闸。保护应能反应电流变化时励磁绕组的热积累过程。(13)
12、1MW 以上的发电机应装设专用的转子一点接地保护装置延时动作于信号，宜减符合平稳停机，有条件时可动作于程序跳闸。对旋转励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。(14) 对汽轮发电机，失磁保护宜瞬时或延时动作于信号，有条件的机组可进行励磁切换。失磁后母线电压低于允许值时，带时限动作于解列，并切换厂用电源。有条件的机组失磁保护也可动作于自动减出力。当自动减出力至发电机失磁允许负荷以下，其运行时间接近失磁允许运行限时时，可动作于程序跳闸。(15) 300MW 及以上发电机，应装设过励磁保护。保护装置可装设低定值和高定值两部分组成的定时限过励磁保护或反时限过励磁保护，有条件时应优先装设反时限过励磁
13、保护。定时限过励磁保护：低定值部分：带时限动作于信号和降低励磁电流。高定值部分：动作于解列灭磁或程序跳闸。反时限过励磁保护：反时限特性曲线由上限定时限、反时限、下限定时限三部分组成。上限定时限、反时限动作于解列灭磁，下限定时限动作于信号。汽轮发电机装设了过励磁保护可不再装设过电压保护。(16) 对发电机变电动机运行的异常运行方式，200MW 及以上汽轮发电机，宜装设逆功率保护。对燃汽轮发电机，应装设逆功率保护。保护装置由灵敏的功率继电器构成，带时限动作于信号，经汽轮机允许的逆功率时间延时动作于解列。(17) 对低于额定频率带负载运行的异常运行状态下 300MW 及以上汽轮发电机，应装设低频率保
14、护。保护动作于信号，并有累计时间显示。对高于额定频率带负载运行 100MW 及以上汽轮发电机或水轮发电机，应装设高频率保护。保护动作于解列灭磁或程序跳闸。(18) 300MW 及以上发电机宜装设失步保护。在短路故障、系统同步振荡、电压回路断8线等情况下，保护不应误动作。通常保护动作于信号。当振荡中心在发电机变压器组内部，失步运行时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时，保护还应动作于解列并保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。(19) 对 300MW 及以上汽轮发电机，发电机励磁回路一点接地、发电机运行频率异常、励磁电流异常下降或消失等异常运行方式，保护动作于停机，宜采用程序跳闸
15、方式。采用程序跳闸方式，由逆功率继电器作为闭锁元件。(20) 对于发电机起停过程中发生的故障、断路器断口闪络及发电机轴电流过大等故障和异常运行方式，可根据机组特点和电力系统运行的要求，采取措施或增设相应保护。对300MW 及以上机组宜装设突然加电压保护。(21) 对于 100MW 及以上容量的发电机变压器组装设数字式保护时，除非电量保护外，应双重化配置。当断路器具有两组跳闸线圈时，两套保护宜分别动作于断路器的一组跳闸线圈。1.1.3 发电机配置的保护发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护发电机单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护发电机失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急
16、剧下降或消失发电机过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同时兼作纵差动保护的后备保护负序电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸，发电机失去原动力而变为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。会影响汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。1.2 变压器保护的配置1.2.1 变压器的故障及异常运行状态9(1) 变压器的故障类型 油箱内部故障可以分为各相绕组之间的相间短路，单相绕组部分线匝之间的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障。油箱外部故障分为引出线的相间短路，绝缘套管闪烁或破坏引出线通过外壳发生的单相
