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1、沈阳工业大学成人高等学历教育毕业设计（论文）第一章 引言 电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线及用电设备组成。它们的安全运行，直接关系到整个电力系统连续稳定地工作。特别是大型发电机和变压器由于造价昂贵、结构复杂，一旦因故障而遭到破坏，其检修度很大，检修时间也较长，在经济上必然要遭受很大损失。各电气元件及系统整体一般处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态，如短路、断线、过负荷等状态。短路总是伴随着很大的短路电流，同时系统电压大大降低。短路点的电弧及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备，电压下降破坏电能用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果是因电压下降可能导致电力系统
2、与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，直接使整个系统瓦解。所以各种形式的短路是故障中最常见，危害最大的。所谓异常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使运行参数偏离正常值。例如，长时间的过负荷会使电气元件的载流部分和绝缘材料的温度过高，从而加速设备的绝缘老化，或损坏设备。故障和异常运行情况若不及时处理或处理不当，就可能在电力系统中引事故，造成人员伤亡和设备损坏，使用户停电、电能质量下降到不可容许的程度。为防止事故发生，电力系统继电保护就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和异常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。继电保护的主要任务是自动
3、地、有选择性地、快速地将故障元件从电力系统切除，使故障元件免于继续遭受损害。当被保护元件出现异常运行状态时，保护装置一般经一定延时动作于发出信号，根据人身和设备安全的要求，必要时动作于跳闸。为了保证电力系统安全可靠地不间断运行，除了继电保护装置外，还应该设置如自动重合闸。备用电源自动投入、自动切负荷、同步电机的自动调节励磁及其他一些专门的安全自动装置，它们是着重于事故后和系统不正常运行情况的紧急处理，保证对重要负荷连续供电及恢复电力系统正常运行。要指出的是，随着电力系统的扩大，对安全运行的要求在提高，仅靠继电保护器来保障安全用电是不够的，为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施安全
4、监控系统，该系统能代替人工进行包括正常运行在内的各种运行状态实时控制，确保电力系统的安全运行。第二章 保护配置 选用南京自动化股份有限公司生产的WFBZ01型发电机变压器组微机保护。它是由标准的16位总线主机构成，可提供30多种保护功能和非电量保护接口，分布于若干个相互独立的CPU系统，可满足各种容量的火电或水电发电机变压器组保护的要求，其保护配置灵活，设计合理，满足电力系统反事故措施要求，保证装置的使用安全性。保护装置按屏柜设计，一个机组单元成套保护可由13个柜组成，由一台工控机通过串行通讯中进行管理，实现数据的交换，从而对机组和保护运行状况进行监视和记录，也可进行时钟的校对和定值管理。此装
5、置性能优良、可靠性高、维护调试方便、灵活性大、功能多。 发电机变压器组保护配置如下：2.1 短路故障保护2.1.1 发电机纵差保护2.1.2 发电机定子匝间保护2.1.3 通风故障保护2.1.4 发电机转子两点接地保护2.1.5 发电机变压器组纵差保护2.1.6 主变压器高压侧零序保护2.1.7 主变压器瓦斯保护2.1.8 厂用高压变纵差保护2.1.9 发电机低压过流保护2.1.10 厂用高压变压器瓦斯保护 2.1.11 厂用高压变压器高压侧过流保护2.1.12 厂用高压变压器低压侧过流保护2.2 异常运行保护2.2.1 定子接地保护2.2.2 转子一点接地保护2.2.3 励磁机过负荷保护2.
6、2.4 失磁保护2.2.5 定子对称过负荷（定、反时限）保护2.2.6 定子不对称过负荷（定、反时限）保护2.3 其他非电量保护2.3.1 主变压器瓦斯保护2.3.2 厂用高压变压器轻瓦斯保护2.4 其他电量保护2.4.1 25%低电流保护2.4.2 TA断线保护2.4.3 TV断线保护2.4.4 厂变高压侧电流判别保护第三章 出口方案 发变组保护（含厂高变）由3面柜组成即A、B、C柜，保护配置及出口方案。A柜配置及出口方案保护名称 出口方案发电机差动 主变高压侧断路器跳闸；灭磁开关跳闸定子接地 关闭主汽门；自动励磁柜灭磁；手动励定子匝间次灵敏 磁柜灭磁；厂用电切换；起动断路器失定子匝间灵敏
7、灵保护转子两点接地 主变高压侧断路器跳闸；汽机甩负荷；主变压器零序 起动断路器失灵保护；灭磁开关跳闸 自动励磁柜灭磁；手动励磁柜灭磁；厂 用电切换主变通风起动 主变通风起动25%低电流 输出接点励磁绕组过负荷 减励磁 B柜保护配置及出口方案保护名称 出口方案发电机-变压器组差动 主变高压侧煌路器跳闸；灭磁开关跳闸负序过流及发电机低压过流t2 关闭主汽门；自动励磁柜灭磁手动励主变重瓦斯 磁柜灭磁；厂用电切换；起动断路器失失灵 灵保护。失磁t1联系 主变高压侧断路器跳闸；汽机甩负荷；定子对称过负荷（反时限） 起动断路器失灵保护。负序过流及发电机低压过流t1非全相失磁t0 减出力：切换厂用电。定子对
8、称过负荷（定时限） C柜保护配置及出口方案保护名称 出口方案厂高变差动 跳厂高变低压侧第一分支断路器且并 起动快速切换；跳厂高变低压侧第二分厂高变过流 支断路器且并起动快速切换；跳厂高变 高压侧断路器（经电流闭锁）。厂高变重瓦斯 厂高变低压侧第一分支过流 跳第一分支断路器；闭锁第一分支快速 切换。厂高变低压侧第二分支过流 跳第二分支断路器；闭锁第二分支快速 切换。厂高变通风起动 起动厂高变通风第四章 继电保护原理4.1 电力变压器保护原理电力变压器是电力系统的重要组成元件,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.为了保证电力系统安全可靠的运行,电力变压器应安装以下保护:4.1.1
9、 变压器瓦斯保护瓦斯保护的原理接线如图所示，瓦斯继电器上的触点表示“轻瓦斯”保护，闭合后发出报警信号。下触点表示“重瓦斯”保护，闭合后经出口中间继电器BCJ动作于跳闸。当油箱内发生严重故障时，油流不稳定可能造成干簧继电器触头抖动。为了使断路器可靠跳闸，应选用带电流自保接线圈的出口中间继电器。为了防止变压器换油或进行实验引起重瓦斯保护误跳闸，此时利用切换片QP将跳闸回路切换至信号回路。 瓦斯保护原理接线图4.1.2变压器纵差动保护 电力系统的大中型双绕组变压器通常采用Y/11接线方式，这种变压器的纵差保护原理接线如图所示。在正常运行时，Y侧电流运行时纵差保护两臂中的电流相同，须将变压器Y侧的电流
10、互感器接成形，而将变压器侧的电流互感器二次绕组接线Y形。一般电流互感器的二次额定电流为5A，当电流互感器采用上诉连接方式以后，变压器侧的电流互感器的变比应为 nL=Ie.b()/5，正常运行时为了时两侧保护臂的电流相等，变压器Y侧的电流互感器的变比应为nly=3Ieb()/5。. Y/11变压器纵差动保护原理接线图4.1.3 变压器过电流保护 变压器过电流保护的单相原理接线如图所示，保护动作后跳开两侧断路器。变压器过电流保护单相原理接线图4.1.4变压器的零序保护 中性点直接接地运行的变压器仅装设零序电流保护，如图所示， 中性点直接接地变压器的零序保护保护用的电流互感器装在中性点的引出线上。为
11、了提高保护的可靠性和切除母线附近的接地故障，通常设置两段式零序电流保护。零序电流保护1段有两个时限：t1=0.5-1.0s,t2=t1+t。保护以时限t1跳开母线断路器DL，缩小故障影响范围。以时限t2有选择性地动作于断开变压器各侧断路器。零序电流保护2段也有两个时限：t3=t”xl.max+t,t4=t3+at,txl.max为零序电流保护后备段的最大动作时限。保护以时限t3断开DL，以时限t4有选择地动作于断开变压器各侧断路器。4.2 发电机保护原理发电机是电力系统中最重要的设备，它的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性地作用。因此，应该针对各种不同的故障和异常运行状态，装
12、设性能完善的继电保护装置。发电机的故障类型主要有：定子绕组相间短路、定子绕组杂间短路、定子绕组单相接地、励磁回路一点或两点接地。发电机的异常运行状态主要有：励磁电流急剧下降或消失、外部短路引起定子绕组过电流、负荷超过发电机额定容量而引起过负荷、转子表层过热、定子绕组过电压，除此，发电机一异常运行状态还有发电机失步、逆功率、非全相运行及转子绕组过负荷等。 针对上诉故障类型和异常运行状态，发电机应装设以下继点保护装置：4.2.1 发电机的纵差动保护发电机纵差动保护原理接线图，由于两侧可选用同电压等级、同型号和同变比的电流互感器，因此不平衡电流比变压器小。在正常运行情况下，任一相电流互感器二次侧断线，保护将不会误动作。如果在断线后又发生了外部短路，则短路电流（二次值）要流入差动继电器，保护仍要动作。为了防止这种情况发生，在差动保护中，一般应设断线监视装置。它由电流继电器LJ和时间继电器SJ组成。当电流互感器二次侧发生断线后，该装置动作并发出信号，由运行人员将差动保护退出工作。 发电机纵差动保护原理接线图4.2.2 发电机定子绕组的匝间短路保护单继电器式横差保护当发电机定子绕组为双星形连接，中性点侧有六个引出线时，杂间短路保护采用单继电器式横
