发电组保护学习

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1、发电组保护学习发电机保护学习 一、 发变组保护简介 因600MW发电机变压器组造价昂贵，如果发生故障，不仅机组本身受到损伤，而且会对系统产生严重的影响，所以为了确保机组本身的安全和保障电力系统的稳定必须合理配臵可靠的保护。发变组保护的作用是能够在机组发生故障时灵敏、快速、正确的反应，能将损失减小到最小；在机组非正常状况时充分利用发变组自身能力的前提下确保机组本身的安全。发变组保护的配臵原则应该以能可靠的检测出发电机可能发生的故障及不正常运行状态为前提，同时，在继电保护装臵部分退出运行时，应不影响机组的安全稳定运行。在对故障进行处理时，应该保证满足机组和系统两方面的要求，因此，主保护应双重化。

2、二、 发变组保护配置简介 设备规范：发变组保护为ALSTOM公司生产的MiCOM系列设备，共布臵五个保护柜。 分柜原则： a) 主保护及后备保护均采用完全双重化配臵，两套完整的保护分别独立布臵在不同的柜中； b) 同一元件的同种保护分别布臵于不同的柜内，柜与柜之间的电量相互独立，互不交叉； c) 变压器瓦斯、压力、温度等非电量保护独立布臵于C柜中且与电气量保护完全分开； d) 接于同一组CT、PT回路的保护装于同一柜上，即A、B柜保护分别取自不同的CT、PT的二次线圈； e) 每面保护柜的直流电源互相独立，互不交叉； f) 每面保护柜配臵各自独立的保护跳闸、信号继电器，每种保护均配有相应的跳闸

3、、信号继电器。A1柜、A2柜、B1柜、B2柜、C柜的保护按各自的出口方式分别同时动作于发电机出口开关、磁场开关、主变500KV开关和桥开关的两个跳闸线圈。 三、 发变组保护的正常操作、巡视 修改定值的配合操作； a) b) c) d) e) 经值长批准配合继保人员进行修改定值操作； 告知监屏人员将退出的保护，提醒监屏人员保护退出后的注意事项，并做好事故预想； 按照操作票退出相关的保护压板，并做好记录； 在继保人员对定值修改完毕核对后经值长批准准备投入相关的保护； 按照操作票使用万用表的直流电压档分别测量保护压板两端对地电压正常后投入保护压板； f) 汇报值长并作好相关记录。 保护柜投运的操作；

4、 a) b) c) d) e) 按值长令根据操作票投入保护柜； 检查电子设备间直流分电屏发变组相应保护柜直流分电屏小开关在合上位； 检查发变组相应保护柜屏后交、直流电源小开关在合上位； 检查发变组相应保护柜保护装臵显示无异常； 按照投入保护操作票依次核对保护压板名称，并用万用表测量发变组相应保护柜保护压板上下两端对地电压正常后投入该保护压板； f) 正确执行完投入保护操作票后汇报值长并作好相关记录。 1 保护投退的操作； a) 保护投入操作 1. 保护投入前核对保护压板名称正确； 2. 用万用表测量发变组相应保护柜保护压板上下两端对地电压正常后投入该保护压板； 3. 检查该保护已投入。 b)

5、保护退出 1. 保护退出前核对保护压板名称正确； 2. 退出保护压板； 3. 检查保护压板已退出。 保护柜的巡视； a) 正常运行时检查运行闪光指示灯、电源指示、保护投退指示灯显示正确； b) 检查保护出口信号、跳闸指示灯不亮，各保护柜无异常现象； c) 可查询保护柜显示器上的事件记录及采样值等参数。 目前保护的运行情况； a) 转子一点接地保护只投入了一个保护柜中的保护压板； b) 因PT断线不能闭锁发电机定子接地保护动作，现已将发电机定子接地保护退出。 四、 发电机保护原理及现场应用 1 保护出口动作情况 a) 发电机全停：跳发电机出口开关、灭磁开关，关主汽门； b) 发变组全停：发电机全

6、停所有出口，跳内桥开关，跳主变高压侧开关、跳高厂变低压侧分支开关及切换分支电源、跳高公变低压侧开关； c) 发变组全停：发变组全停所有出口，启动500KV开关失灵保护。 d) 程序跳闸：关主汽门，闭锁热工保护。 2 发电机保护作用及原理 1) 发电机差动保护 作用：定子绕组及其引出线相间短路的主保护。 特点：灵敏度高、动作时间短、可靠性高。 原理：采用比率制动原理。发电机出口和发电机中性点三相均设臵CT测量电流，通过各相机端与中性点侧电流的差值过大，I0.2Ie；动作逻辑为循环闭锁方式，因发电机中性点不直接接地，不存在单相差动动作的问题，如有两相或两相以上差动保护动作，判为内部短路故障；而当一

7、相差动保护动作，同时有负序电压存在，认为发生了一点在区内、一点在区外的短路性故障；如果仅有一相差动保护动作而无负序电压存在则认定为CT断线，闭锁差动保护动作；当负序电压长时间存在而同时无差电流时，则认定为PT断线，差动保护不会出口。 优点：灵敏度高；在区外发生短路或切除短路故障时躲过不平衡电流能力强；可靠性高。 缺点：不能反应发电机内部匝间短路故障。 2 2) 定子接地保护 作用：定子绕组单相接地的主保护。发电机的定子铁芯是接地的，定子绕组绝缘破坏时，就表现为接地。单相接地的主要危害是故障点的电弧烧坏定子铁芯，并进一步发展成匝间短路或相间短路。 原理：采用由3U0零序电压定子接地保护和3三次谐

8、波定子接地保护共同构成的100%定子接地保护。 3U0零序电压定子接地保护 特点：反应发电机的零序电压大小，保护具有三次谐波滤除功能，灵敏度高。 接线：a零序电压可取自中性点接地消弧线圈二次侧，不须装设PT断线闭锁，故1PT断线不要求退定子接地保护 ；b零序电压也可取自发电机机端PT的开口三角形绕组，但需加设PT断线闭锁。 保护范围：是自机端向中性点侧85%95%的定子绕组。 判据及动作结果：检测3U0零序电压达到保护定值，延时发电机全停。 3三次谐波定子接地保护 特点：反应发电机机端和中性点侧三次谐波电压大小和相位，保护具有较高的基波分量滤除功能，使灵敏度高。 接线：机端三次谐波电压US3取

9、自发电机机端PT的开口三角形绕组，中性点三次谐波电压UN3取自发电机中性点消弧线圈。在正常运行情况时，中性点经消弧线圈接地的发电机中性点的三次谐波电压，总是要比机端三次谐波电压要大一些，而中性点侧接地时，则情况相反。 动作判据： UN3US3 ，动作于发信。 保护范围：自中性点向机端50%以内的定子绕组。 判据及动作结果：检测3三次谐波达到保护定值，延时发信。 定子接地原因： 发电机内冷水系统漏水或内冷水导电率超标。 主变低压绕组或高厂变高压绕组内部一次回路单相接地。 封母或其支持瓷瓶受潮。 定子绕组绝缘损坏。 定子接地的处理: 当定子基波零序电压判据动作时, 检查发变组已全停，并注意厂用电的

10、安全； 当定子三次谐波电压判据动作时,通知保护人员检查保护是否误动,运行人员并应检查: a 发电机零序电流表有指示； b 发电机有无漏油、水信号； c 检查发电机系统有无明显接地故障； d 询问定子冷却水质是否合格； e 当判明发电机定子回路接地时，应将发电机解列。 3) 定子过电压 作用：发电机可能由于甩负荷或励磁调节器故障使出口电压升高，过电压会危害绕组绝缘。 判据及动作结果：过电压整定为1.3倍额定电压，延时0.5秒动作于发电机全停。 4) 逆功率t2保护 作用：保护汽轮机，当主汽门误关闭或机组保护动作于关主汽门而出口断路器未跳闸时，发电机变电动机运行，从系统吸收有功功率，此时由于鼓风损

11、失，汽轮机末级叶片会过热。 原理：测量机端功率P。 1PT断线闭锁逆功率， 故1PT断线应及时退出逆功率保护。 判据及动作结果：当测量发电机功率出现逆功率达19.2MW时，60S动作于发电机全停。 3 5) 程跳逆功率保护 作用：在某些发变组保护动作跳闸时为防止汽轮机超速而设臵程序跳闸，是一种跳机方式。 判据及动作结果：保护动作时先关闭汽轮机主汽门，发电机逆功率达6MW，延时1.5s动作于解列灭磁。 6) 复合电压过流 作用：反应系统不对称短路、三相负荷不对称、非全相运行时定子负序电流的大小，保护发电机以防止发电机转子表面过热和机组振动： 负序电流的危害： 发电机定子绕组中存在负序电流分量时，

12、该分量在发电机气隙中产生与转子运动反方向的旋转磁场，它相对于转子以二倍同步转速旋转， 因此在转子中感应出频率为100HZ的电流。该电流使转子某些部位(如转子端部、护环内表面等)的电流密度很大，可能出现局部灼伤，甚至使护环受热松脱，从而导致发电机重大事故。 负序旋转磁场与转子励磁电流之间，正序旋转磁场与定子负序电流之间所产生100HZ交变电磁力矩将同时作用于转子大轴和定子机座上，从而引起机组振动。 原理：按转子表面耐热来整定负序电流。动作特性分下限定时限、上限速断及反时限三部分，反时限判据为t=A/。 7) 发电机失磁保护 作用：发电机励磁调节器故障或励磁回路故障，出现部分或全部失磁，影响发电机

13、及系统的运行。 失磁的危害： 发电机要从系统吸收大量的无功功率建立磁场，使系统无功功率减少。 从系统吸收无功功率将引起系统电压下降，甚至会使电力系统电压崩溃而瓦解。 发电机吸收了大量无功功率，为防止定子过电流，发电机发出的有功功率应降低。 失磁后转子转速超过同步转速，在转子和励磁回路产生差频电流，形成附加损耗，使转子和励磁回路过热。 失磁发电机的转子，除了受到平均异步电磁转矩外，还存在交变分量，使定子、转子及基础受到周期性的异常电磁力矩冲击，机组振动加剧。 原理：由定子阻抗、转子低电压和系统母线低电压、机端低电压判据共同组成。 保护投入方式：LP7 失磁t1保护压板投入；QP2 失磁t2保护投

14、全停。 LP7 失磁t1保护 动作于延时0.5S减出力 QP2 失磁t2保护 动作于延时0.8S全停 注：两个保护的延时只相差0.3S，所以失磁时自动减出力的保护基本无效。 判据及动作结果： 满足定子阻抗、转子低电压判据，延时0.5S动作于信号和减出力； 满足定子阻抗、转子低电压、机端低电压判据，延时0.5S动作于切厂用； 满足定子阻抗、转子低电压、系统母线低电压判据，延时0.8S动作于全停。 PT断线闭锁失磁保护。 发电机失磁的原因： 励磁机或励磁回路故障； 转子绕组或励磁回路开路，或转子绕组严重短路； 励磁调节器或副励磁机发生故障； 转子集电环电刷环火或烧断。 发电机失磁的处理： 失磁保护

15、动作，经切换励磁方式、减少有功负荷无效而作用于跳闸时，按事故停机处理。 尽量增加其他未失磁机组的励磁电流； 4 22 注意厂用电母线的电压。 8) 发电机失步保护 作用：反映机组的振荡失步过程。大型机组的发电机和变压器阻抗增大了，而系统的等效阻抗随系统容量的增大而降低，当机组与系统之间发生振荡时，振荡中心落在机内或主变范围内，易造成机端电压周期性下降，对机组危害大。 原理：采用机端测量阻抗的变化轨迹来判断；在系统短路和稳定振荡时可靠不动作。发电机失磁闭锁发电机失步保护。 发电机失步的原因： 系统突然发生短路； 发电机电动势过低或功率因数过高； 发电机失磁； 系统电压过低。 发电机振荡和失步的处理： 1. 立即增加发电机励磁电流，以提高发电机电动势，增加功率极限。另外，由于励磁电流的增加，使定、转子磁极之间的拉力增加，削弱了转子的惯性，发电机到达平衡点时易拉入同步。发电机定子、转子电流按事故过负荷规定进行监视； 2. 如果由于单机高功率因数引起，则应降低有功，同时增加励磁电流，这样既可以降低