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1、继电保护概述及发电机保护,主讲：XXX,继电保护概述,一、发电厂主要电气设备 二、继电保护及其安全自动装置概念 三、继电保护的基本任务 四、继电保护装置的组成 五、继电保护的“四性” 六、继电保护的发展历程 七、微机保护装置对运行环境的要求 八、继电保护的分类,发电厂主要电气设备,电气一次设备,电气二次设备,1、进行电能生产和变换的设备，如发电机、电动机、变压器等； 2、接通、断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、熔断器等； 3、限制过电流或过电压的设备，如限流电抗器、避雷器等； 4、将电路中的电压和电流降低，供测量仪表和继电保护装置使用的变换设备，如电压互感器、电流互
2、感器； 5、载流导体及其绝缘设备，如母线、电力电缆、绝缘子、穿墙套管等。 6、为电气设备正常运行及人员、设备安全而采取的相应措施，如接地装置等。,电气一次设备,直接参与生产、变换、传输、分配和消耗电能的设备。,电气二次设备,1、各种测量表计，如电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、功率因数表等； 2、各种继电保护及安全自动装置； 3、直流电源设备，如蓄电池，浮充电装置等。,为了保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制、调节、保护等的设备。,继电保护及其安全自动装置概念,当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要一种自动
3、化措施和设备，向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展。实现这种自动化措施的成套硬件设备，称为继电保护及其安全自动装置。,继电保护及其安全自动装置分为两类： 一、用于保护电力元件的，通称为继电保护装置 二、用于保护电力系统的，通称为电力系统安全自动装置,继电保护装置：是保证电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行。 电力系统安全自动装置：用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生和中止已开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大系统事故，如失去电力系统稳定、频率崩溃或电压崩溃等。,继电保护的基本任务,任务一 当被保护的
4、电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速、准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。,任务二 反应电气设备的不正常工作状况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。 反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。,继电保护装置的组成,继电保护的“四性”,继电保护装置应满足可靠性、速
5、动性、灵敏性和选择性的要求。这“四性”之间紧密联系，既矛盾又统一。,可靠性,1、保护该动作时应可靠动作,即不拒动。 2、保护不该动作时应可靠不动作，即不误动。 可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。,速动性,保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是： 1、提高电力系统稳定性； 2、减轻故障设备和线路的损坏程度； 3、缩小故障波及范围； 4、提高自动重合闸和备用电源、设备自动投入的效果。,灵敏性,继电保护对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠动作的能力。故障时通入装置的故障量和给定的装置起动值之比，称为继电保护的灵敏系数。它是考核继电保护灵敏性的具体指标，在一般的继电保护设计与运行规程中，
6、对它都有具体的规定要求。 继电保护愈灵敏，愈能可靠地反应于要求动作的故障或异常状态；但同时，也愈易于在非要求动作的其它情况下误动作，因而与选择性发生矛盾，需要协调处理。,选择性,首先由故障设备或线路本身的保护切除故障, 当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时, 才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵 保护切除故障。,继电保护的发展史,继电保护发展至今，经历了四个发展阶段：,1、传统的继电器式继电保护 2、半导体晶体管式继电保护 3、集成电路继电保护 4、微机保护,微机继电保护装置对运行环境的要求,湿度： 微机继电保护装置 室内最大相对湿度 不应超过75， 应防止灰尘和不良气体侵入。,温度
7、： 微机继电保护装置 室内环境温度 应在530范围， 若超过此范围应装设空调。,主保护、后备保护,辅助保护、 异常运行保护,继电保护的分类,主保护和后备保护,满足系统稳定和设备安全 要求，能以最快速度 有选择地切除被保护设备 和线路故障的保护。,主保护或断路器拒动时， 用来切除故障的保护。 后备保护可分为远后备保护 和近后备保护。,1、远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻的电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 2、近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。 当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。,辅助保护和异常运行保护,为补充主保护和后备保护
8、 的性能或当主保护和后备 保护退出运行而增设的简 单保护,反应被保护电力设备或 线路异常运行状态的保护,发电机保护,一、发电机主要故障及异常状态 二、发电机保护的配置 三、发电机保护的作用 四、问题,发电机主要故障及异常状态,1、可能发生的主要故障：定子绕组相间短路；定子绕组一相匝间短路；定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地；转子绕组(励磁回路)接地；转子励磁回路低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)、失去励磁。 2、主要的不正常工作状态：过负荷；定子绕组过电流；定子绕组过电压(水轮发电机、大型汽轮发电机)；三相电流不对称；失步(大型发电机)；逆功率；过励磁，断路器断口闪络；非全相运行等。
9、,发电机保护的配置,一、发电机主保护 1、发电机纵联差动保护 2、单元件灵敏横差保护 二、发电机后备保护 1、定子接地 2、转子一点接地保护 3、失磁保护 4、对称过负荷 5、低压记忆过流 6、过电压保护 7、负序过流 8、轴电流保护,发电机保护的作用,1、纵联差动保护：作为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 2、横差保护：作为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时，才装设该种保护。 3、定子接地保护：作为发电机定子绕组的单相接地保护。 4、转子一点接地保护：作为励磁回路的接地故障保护，分为高定值和低定值两种。水轮发电机都装设一点接地保护
10、，高定值动作于信号，低定值动作于停机。,5、失磁保护：为防止大型发电机低励或失去励磁后，从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响。 6、对称过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。 7、低压记忆过流保护：当发电机纵差保护范围外发生短路而短路元件的保护或断路器拒绝动作时，为了可靠切除故障，应装设反应外部短路的低压记忆过流保护，这种保护兼作纵差保护的后备保护。,8、过电压保护：水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护，以切除突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压。 9、负序电流保护：电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称时，发电机定子绕组中就有负序电流。该负序电流产生反向
11、旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速，因此在转子中出现100Hz的倍频电流，它会使转子端部、护环内表面导电流密度很大的部位过热，造成转子的局部灼伤，因此应装设负序电流保护。,问 题,发电机低压记忆过流保护中的低压元件的作用 是什么 ？,发电机失磁对系统和发电机本身有什么影响?,发电机低压过流保护中低压元件的作用,发电机过电流保护整定动作电流时，因为要考虑电动机自启动的影响，将使过电流元件整定值提高，降低了灵敏性。为提高过电流元件的灵敏性，采用低电压元件，应躲开电动机的自启动方式下的最低电压。 低压元件作用是：更易区别外部故障时的故障电流和正常过负荷电流，正常过负荷时、保护装置不会动作。,发电机失磁对系统和发电机本身有什么影响,对系统： 1、不但不能向系统送出无功 功率而且还要从系统中吸取 无功功率，将造成系统电压 下降。 2、为了供给失磁发电机无功 功率，可能造成系统中其它 发电机过电流。,对发电机： 1、转子和定子磁场间出现了速度差， 则在转子回路中感应出转差频率的 电流，引起转子局部过热。 2、发电机受交变的异步力矩的冲击 而发生振动，转差率愈大，振动也愈 厉害。,Thank you !,
