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1、发电机变压器组保护设计分类号毕 业 设 计（论 文）题目发电机变压器组保护设计英文题目Design of generator-transformer unit protection系部电力工程系 专业发电厂及电力系统姓名 班级发电0602班指导教师职称副教授 论文报告提交日期2009年6月1日 摘 要随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。现今我国大容量发电厂不断增多，它们在电力系统中地位更显重要。为保证整个电力系统的安全经济运行，我们应对电厂配置可靠性、灵敏性、选择性和速动性都很好的保护装置。为实现配置方案的优化，还应充
2、分考虑到大型发电厂的特点。本文系统的阐述了300MW汽轮发电机变压器组保护设计。本文共分四篇，第一篇简要介绍了大型发电机变压器组常出现的故障及异常运行状态和继电保护配置要求；第二篇对300MW发电机变压器组故障、异常运行状态及非电量的继电保护原理和相关原理的逻辑框图进行介绍；第三篇对300MW发电机变压器组的微机保护装置的选择和动作行为的介绍；第四篇对300MW发电机变压器组继电保护配置主接线图的介绍和说明。本文在阐述300MW汽轮发电机变压器组保护设计的同时密切结合实际，通俗易懂。关键词：发电机变压器组 继电保护AbstractWith the rapid development of po
3、wer industry, Chinas power generators, increasing the capacity of a single transformer, the power system is moving in the big units, ultra-high pressure, large power grid direction. Todays large-capacity power plants in China increasing their status in the power system are more important. In order t
4、o ensure the safety of the entire power system economic operation, we should plant configuration reliability, sensitivity, selectivity and the liquid of very good protection device. To achieve the optimal configuration should also be taken fully into account the characteristics of large-scale power
5、plants.System described in this article 300MW turbo-generator - transformer unit protection design. This article is divided into four, the first large-scale generators brief - often groups of transformer faults and abnormal operation and configuration requirements of relay protection; second of 300M
6、W generator - transformer unit failure, abnormal operation and non - Principles of electricity and related principles of relay logic diagram introduced; third of 300MW generator - transformer unit of the microprocessor-based protection device of choice and action to introduce acts; fourth of 300MW g
7、enerator - transformer unit relay configure the main wiring diagram of the introduction and notes.In this paper, the 300MW turbo-generator - transformer design group at the same time to protect a close connection with reality, and user-friendly.Keywords: generator - transformer unit relay目录摘要前言第一篇 概
8、述.1 第一章 发变组可能出现的故障及异常运行状态.1 第二章 发变组保护配置原则及要求.3第二篇 发变组保护配置4第一章 反映短路故障的主保护.4 第一节 发电机纵差保护.4 第二节 变压器纵差保护.8 第三节 发电机匝间短路保护.9 第四节 转子两点接地保护15第二章 反映短路故障的后备保护16 第一节 过电流保护16 第二节 阻抗保护22第三章 反映接地故障的保护23第一节 转子一点接地保护23第二节 定子接地保护24第三节 主变压器接地保护.28第四章 反映异常运行的保护31第一节 发电机的过负荷保护.31一 发电机定子绕组过负荷保护.32二 发电机转子绕组过负荷保护.32三 发电机转
9、子表层过负荷保护.33四 发电机励磁绕组过负荷保护.33第二节 过励磁保护.34第三节 失磁保护.35第四节 失布保护.36第五节 逆功率保护.38第六节 非全相运行保护.39第七节 断路器失灵保护.40第八节 发电机启停机保护.41第五章 非电量保护.42第一节 主变压器瓦斯保护.42第二节 高压厂用变压器瓦斯保护.44第三篇 发变组微机保护组屏方案.44第四篇 发变组系统主接线及其保护配置说明.47结束语.49参考文献.50 前言毕业设计是在学校学习生活中的最后一个环节，通过本次设计使我系统的掌握了三年来所学专业理论知识，提高综合应用能力，初步了解实际工程设计，培养了我们用运所学知识全面地
10、、独立地分析问题的能力。本设计是关于大型发电机变压器组继电保护设计，其主要内容包括大型发电机组的特点及继电保护的要求、大型发电机和变压器的故障及异常运行的保护方式、大型发电机变压器组继电保护的特点及配置原则，对300MW汽轮发电机变压器组继电保护总配置情况介绍和微机保护装置的选择，主要对发电机变压器组的短路故障保护原理、异常运行保护原理、非电量保护原理和相关原理的逻辑框图介绍。在本次设计过程中，杨晓敏老师给了我们很大的支持和帮助，并在老师精心的辅导下我们完成了毕业设计任务。在次，我对杨晓敏老师表示感谢，另外，我也要感谢同学们对我的帮助。由于我们的水平有限，不妥和和错误之处在所难免，敬请老师给予
11、指正。李玉仓2009-6-1 第一篇 概述第一章 发变组可能出现的故障及异常运行状态一发电机可能出现的故障及异常运行状态保证发电机组安全经济的运行和防止其遭受破坏，对于电力系统的稳定运行和对用户不间断供电起决定性作用。因此，要不断改进和完善继电保护的功能，采取较为合理、完善的保护配置方案，最大限度地保证电力系统的安全运行，并将故障和不正常运行方式对电力系统的影响限制到最小范围。由于发电机是长期连续运转的设备，既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子励磁绕组绝缘的损坏。因此，同步发电机子运行中定子绕组和转子励磁回路都有可能发生危险的故障和不正常的运行情况。发电机故
12、障类型有：1.定子绕组相间短路；2.定子绕组一相的匝间短路；3. 定子绕组单相接地；4.转子绕组一点接地或两点接地；5.由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等原因在造成的转子励磁回路的励磁电流消失或降低。发电机异常运行状态有：1.由外部短路引起的定子绕组过电流；2.由负荷超过发电机额定容量而引起的定子绕组三相对称过负荷；3.由于突然甩负荷而一起的定子绕组过电压；4.由外部不对称短路或不对称负荷(如单相负荷、非全相运行等）引起的转子表层过负荷；5.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；6.由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机过激磁运行及汽轮机低频运行等。二变压器可能出现
13、的故障和异常运行方式电力变压器是电力系统中十分重要的元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。为了防止电力变压器发生各类故障和不正常运行对电力系统安全运行造成不应有的损失，根据有关技术规程的规定，应针对电力变压器的故障和不正常运行状态设置相应的继电保护。变压器的故障可以分为油箱内故障和油箱外故障，油箱内故障指变压器油箱里面发生的故障又分：电气故障、“初始”故障。1.电气故障：原因有(1:高压或低压绕组相间短路 （2:中性点直接接地侧的单相接地短路 （3:高压或低压绕组的匝间短路 （4:第三绕组上的接地故障或匝间短路内部短路故障产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯，而且由于绝缘材料和变压器因受热分解而产生大量的气体，有可能引起变压器油箱爆炸。2.“初始”故障：“初始”故障即初始局部的故障，它将对变压器产生缓慢发展的损害作用，但一般不能检测起步平衡的电量。原因有(1:导体之间点气接触不良或铁芯故障，在变压器油中可能产生间歇性电弧 （2：冷却媒介不足将使变压器油温升高，如油位过低或油路阻塞，容易在绕组上产生局部热点 （3：分接开关故障，并联运行的变压
