发变组保护原理与整定(匝间保护)

合集下载

发变组保护原理、组成及原理

• 近年来，大型汽轮发电机装设一点接地保护已属定论，国内外均无异议。但在一点接地保护动作于信号还是动作于跳闸的问题上，存在着不同的看法。 • 主张动作于信号者，则考虑装设两点接地保护；主张动作于停机者，则认为不必再装设两点接地保护，这有利于避免发生汽机磁化。 • 另外，由于目前尚缺少选择性好、灵敏度高、经常投运且运行经验成熟的励磁回路两点接地保护装置，所以也有不装设两点接地保护的意见，进口大型机组，很多不装两点接地保护。 • ABB公司的UN5000型励磁系统中带有电桥式转子接地保护装置，他们对转子接地保护的设计思想是：当励磁回路绝缘电阻下降到一定值时报警，当绝缘电阻继续下降至一定值时，保护即动作切除发电机组，以防止发生两点接地导致灾难性事故。
•
3）惯性时间常数降低。大容量机组的体积并不随容量成比例地增大，有效材料利用率提高，其直接后果是机组的惯性常数H明显降低，600MW发电机的惯性时间常数在1.75左右，在扰动下机组更易于发生振荡。 • 4）热容量降低。中小型发电机组定子绕组在1.5 倍额定电流下允许持续运行2min，转子励磁绕组在2倍额定电流下允许持续运行30s；而330MW机组在同样的工况下，只能持续运行30s和10s。过流能力随着容量的增加而显著下降，负序过电流能力I2t值对中小型机组为30左右，而330MW机组则减小到4.0。
?3定子单相接地?定子绕组的单相接地定子绕组与铁芯间的绝缘破坏是发电机最常见的一种故障定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏而发电机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆大型发电机在系统中的地位重要铁芯制造工艺复杂造价昂贵检修困难所以对于大型发电机的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求
• 4、失磁 • 发电机低励（表示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）或失磁，是常见的故障形式。发电机低励或失磁后，将过渡到异步发电机运行状态，对电力系统和发电机本身危害极大。汽轮发电机组有一定的异步运行能力，如东方电机厂生产的330MW汽轮机组在失磁后允许40%负荷持续运行15min。 • 对于汽轮发电机，失磁后还可以采取另一种措施，即监视母线电压，当电压低于允许值时，为防止电力系统发生振荡或造成电压崩溃，迅速将发电机切除；当电压高于允许值时，则不应当立即把发电机切除，而是首先采取降低原动机出力等措施，并随即检查造成失磁的原因，予以消除，使机组恢复正常运行，以避免不必要的事故停机。如果在发电机允许的时间内，不能消除造成失磁的原因，则再由保护装置或由操作人员手动停机。

发变组保护概述及原理一

“三次谐波”，就是在50HZ的电路中，夹杂有150HZ的交流正弦波，这个150HZ的交流正弦波由于是50HZ的三倍，于是称之为三次谐波。
3次谐波的产生
发电机的结构中，是不可能使磁通密度沿空间的分布完全做到近正弦分布的，只能说是尽量接近正弦颁布，所以磁通中都有高次谐波，电势中也就有高次谐波。在高次谐波中，三次谐波占主要成分。发电机下面所带的负载多为单相负载，这些负载在运行过程中产生大量的三次谐波，所以你在发电机的位置测量，会测量到大量的三次谐波。发电机出现定子回路不对称，所以会有较高的三次谐波。

13、频率异常 14、失步 15、非全相 16、断口闪络 17、误上电 18、主变压器差动 19、变压器瓦斯 20、主变零序 21、高厂变差动 22、高厂变瓦斯 23、阻抗 24、发变组差动

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。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。（主要是反映内部故障的保护：发电机差动、主变差动、高厂变差动、励磁变差动、发变组差动、定子接地、匝间、突上电、启停机、非全相、变压器瓦斯等）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。（主要是反映外部故障的后备保护，较长的时限段以及一些需灭磁的现象，无法维持厂用电运行，如励磁回路过负荷、过激磁、转子过负荷）

发电机差动保护
A B C TV1 3U0 U TV2
3Uz
IF Uz
发电机差动保护
87G
UR
励磁系统
IN
Un

发变组保护介绍

断口闪络保护
负序电流>I2D 断路器辅助触点断开断口闪络保护投入
&
断口闪络T1出口 TDK1
断口闪络T2出口 TDK2
谢谢！
发变组保护配置
5.非电量保护
1 ）主变轻、重瓦斯 2 ）主变压力释放 3 ）主变突加压力 4 ）主变冷却器全停 5）主变绕组温度高 6）主变油温高 7）主保护
怎样看定值单
1.保护名称、跳闸方式、跳闸控制字 2.跳闸矩阵 3.公共定值 4.保护定值及保护控制字
简单的说就是动作值不固定，随着制动电流的增加而增加。制动电流是两侧电流的和。
发电机差动与主变差动的区别
发电机差动与主变差动的区别
1.发变组差动有速动段，而发电机差动没有（考虑CT饱和产生谐波制动因素）。
2.比率制动特性，发变组差动有3折线，而发电机小差只有2 折（不同区段获得更高的灵敏度）。
逆功率告警段投入功率-P>
机端TV异常闭锁功率元件动作逆功率长延时段投入功率-P>
机端TV异常闭锁功率元件动作程跳逆功率保护投入功率-P> 主汽门关闭触点开入
逆功率发信
&
TN1
逆功率出口
&
TN2
&
TN
程跳逆功率出口
失步保护介绍
发电机与系统发生失步时，将出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡，这种持续的振荡将对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响。
启停机保护
起停机保护投入
Un0>UQ0
断路器断开
f<fdz
起停机保护投入
IGCD>IGQ
断路器断开
f<fdz
&

发变组保护保护原理

华北电力大学
发变组保护原理
4、转子接地保护
• 对1MW及以下发电机的转子一点接地故障，可装设定期检测装置。
• 1MW及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，宜减负荷平稳停机，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。
－摘自GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程
华北电力大学
发变组保护原理
1、发电机差动保护
• 和应涌流，区外故障及其切除过程中由于两侧TA传变特性不一致，都易导致差动保护误动；
dia
Id
dIA
Ir
图a 相电流波形
图b 差动电流和制动电流波形
1次判别 25次判别
华北电力大学
发变组保护原理
1、发电机差动保护
• 采用循环闭锁原理，进一步提高差动保护的可靠性； • 具有完善的抗TA饱和能力，以及故障恢复过程中不平
发变组保护原理
6、失步保护
jX
6区
5区 4区 3区
2区
1区
Xs B
Xt
减速失步
加速失步
-Rs -Rj 0
Rj
Rs
R
δ4
δ3
δ2 δ1
A
华北电力大学
7、逆功率保护
理论传统
动作区动作区
发变组保护原理
jQ
理想
P -Pset
• 对发电机变电动机运行的异常运行方式，200MW及以上的汽轮发电机，宜装设逆功率保护。
华北电力大学
发变组保护原理
华北电力大学
发变组保护原理
9、变压器差动保护
• 难点：
涌流的识别； TA饱和的识别；和应涌流或区外故障切除后各侧TA暂态特性不一致导致的差动保护误动。

发变组保护原理及配置介绍

发电机过激磁保护(59/81G-A/B) 保护发电机过激磁，即当电压升高和频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘
过热老化的保护。
发电机注入式转子一点接地保护(64E-A) 保护检测励磁回路对地绝缘值，如发生一点接地，指示故障点位置及故障点
接地过渡电阻值。机组运行、开机过程及机组停运时注入式保护均应起保护作用。转子一点接地保护装置不允许采用电容分压，该保护装置安装在励磁系统屏柜中。发电机转子一点接地保护(64E-B) 保护采用乒乓切换原理实现，保护检测励磁回路对地绝缘值，如发生一点接地，指示故障点位置及故障点接地过渡电阻值。保护装置安装在励磁系统屏柜中。
注入式定子接地保护装置布置在发电机保护A屏。 2 面主变压器电气量保护屏应完全独立，每个保护屏配置一套完整的主变
压器和高压厂用变压器的主、后备保护装置，能反应主变压器和高压厂用变压器的各种故障及异常状态，并能动作于跳闸或发信号。跳闸信号光纤传输装置主变侧布置在地下厂房高压电缆保护柜内，500kV侧布置在地面GIS楼高压电缆保护柜内，光纤传输装置间均采用独立光缆连接。
发电机注入式定子 100%一点接地保护(64G-A) 保护反应定子 100%绕组一点接地故障，包括发电机中性点附近某点经一定大小的电弧电阻接地或该点绝缘电阻下降至整定值的一点接地故障。机组运行、开机过程及机组停运时注入式保护均应起保护作用。
二、发变组保护配置
发电机 100%定子一点接地保护(64G-B) 采用基波零序与三次谐波电压保护共同组成 100%定子一点接地保护。基波零序过电压保护取机端电压，设两段保护，低定值段带时限动作于信号，高定值段带时限动作于停机。三次谐波电压保护取机端和中性点电压进行三次谐波比较。
故障引起压力过大时，释压器动作，释放油箱内的油压力，并同时动作于发信号。

发变组保护

发变组保护说明发电机保护1) 发电机纵差保护a.该保护作为发电机定子绕组及其出线的相间短路故障的主保护。

b.保护功能：差动保护采用比率制动或标积制动的原理构成；采用循环闭锁出口方式和负序电压解除循环闭锁，具有TA断线判别功能，差动保护瞬时动作于全停。

2) 发电机定子匝间保护a.该保护是发电机定子绕组匝间短路的主保护。

b.保护功能：保护的零序电压取自机端专用TV开口三角，保护反映发电机纵向零序电压的基波分量，并用其三次谐波增量作为制动量，采用电压平衡式原理构成TV断线闭锁和负序功率方向闭锁。

保护次灵敏段瞬时动作于全停，灵敏段经延时动作于全停。

3) 发电机定子接地保护a.保护作为发电机定子绕组单相接地故障保护。

b.保护功能：保护由基波零序电压（取自机端TV开口三角3U0′）和三次谐波电压（取自发电机中性点零序电压3U0〞）部分构成；保护受TV断线的闭锁。

保护延时动作于发信号或全停。

4) 发电机对称过负荷保护a.作为发电机定子绕组过电流故障的保护。

b.保护功能：该保护反应发电机定子电流的大小，由定时限和反时限对称过负荷两部分组成。

当发电机的电流大于定时限动作整定值时，经延时发信号；而大于反时限启动电流值时,保护动作时间与电流大小成反比，出口作用于解列或程序跳闸。

5) 发电机不对称过负荷保护a.保护发动机不对称过负荷、区外不对称短路故障的后备保护。

b.保护功能：保护反应发电机定子电流中的负序分量，由定时限和反时限两部分组成。

定时限部分经延时发信号；反时限部分动作于全停。

6) 发电机转子一点接地保护a.该保护是反应发电机转子及励磁回路绝缘的保护。

采用迭加电源切换采样原理，注入电压为直流50V。

b.保护功能：保护的输入端与转子负极及大轴连接。

转子一点接地保护选择二段定值及二个延时，高定值经短延时发信号或低定值长延时动作于跳闸。

7) 发电机失磁保护a.保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障的保护。

发变组保护整定原则精华

名称图故障类型判据名称整定原则公式工程值参数名称灵敏度公式工程值时间原则工程值出口方式备注发电机比率差动机及引出线相间短路最小动作电流躲发电机正常额定负荷最大不平衡电流整定。

系统最小运行方式下不必校验0s停机拐点电流不必校验0s停机制动斜率躲区外故障最大穿越性电流可靠不误动不必校验0s停机差速断电流躲机组非同期合闸最大不平衡电流不必校验0s停机纵向零序电压定子绕组同分支匝间、同相不同分支匝间或相间短路动作电压躲正常运行时基波最大不平衡电压增设负序方向闭锁三次谐波滤过比大于80%T V断线闭锁躲专用T V一次断线判定时间0.2s停机发电机复压过流动作电流按额定负荷下可靠返回按主变高侧两相短路校验1、与主变后备保护配合，2、记忆元件时间长于动作时间停机低线电压躲失磁最低机端电压按主变高侧三相短路停机负序电压躲正常不平衡电压按主变高两相短路停机名称图故障类型判据名称整定原则公式工程值参数名称灵敏度公式工程值时间原则工程值出口方式备注定子接地定子绕组接地基波零序电压高躲正常运行时基波最大不平衡基波零序电压与系统接地保护配合，躲主变高耦合零序电压0.3~1.0停机基波零序电压低躲传递过电压与系统接地保护配合，躲主变高耦合零序电压0.3~1.0停机三次谐波电压实测最大三次谐波电压比最大三次谐波电压比信号注入式定子绕组接地接地阻值高值高值1~5s发信信号接地阻值低值低值0.3~1.0s停机停机接地零序电流按机端80%~90%范围整定0.3~1.0s停机转子接地转子接地高值水轮、空、氢冷10kΩ~30kΩ转子水冷5kΩ~15kΩ信号低值水轮、空、氢冷0.5kΩ~10kΩ转子水冷0.5kΩ~2.5kΩ5~10s停机对称过负荷定子过负荷定时限长期运行负荷可靠返回躲后备最大延时信号减负荷反时限特性制造厂定子绕组允许的过负荷能力反时限上限电流机端三相短路与出线快速保护动作配合停机反时限下限电流与过负荷配合程跳名称图故障类型判据名称整定原则公式工程值参数名称灵敏度公式工程值时间原则工程值出口方式备注励磁绕组过负荷励磁绕组过负荷定时限额定励磁电流可靠返回躲后备最大延时信号减负荷反时限特性制造厂定子绕组允许的过负荷能力反时限上限电流强励顶值倍数匹配2与定时限过负荷动作配合停机反时限下限电流与过负荷配合程跳不对称过负荷针对不对称过负荷、非全相、外部不对称故障引起的负序电力定时限长期允许负序电流可靠返回躲发变组后备保护最大时限信号反时限特性制造厂转子表层允许的过负荷能力反时限上限电流主变高两相短路与快速主保护动作配合停机反时限下限电流与定时限配合不必程跳失磁系统低电压防止发电机低励失磁引发系统电压崩溃机端低电压不破坏厂用电，躲强励启动电压异步边界阻抗圆低励限制时限先动作防止振荡误动静稳极限阻抗圆转子低电压停机变励磁电压瞬时闭锁延时8~10s名图故障类型判据名称整定原则公式工参数名称灵敏度公式工时间原则工出口备称程值程值程值方式注失步失步振荡的情况透镜遮挡器躲后备最大延时信号减负荷两侧电动势摆开角9~12电抗线变压器阻抗90%停机次数区外2~15次区内1~2次停机跳闸允许电流按断路器允许折断电流失步振荡的情况双遮挡器+R向-R加速失步电抗定值振荡中心在外可靠不动作9~12阻抗边界断路器跳开条件停机次数区内1~2次停机失步启动电流进相水轮机发电机过激磁发电机过励磁铁芯发热漏磁增加波形畸变过励倍数N低值躲正常时过励倍数设备过励特性信号减励磁过励倍数N高值过励能力解列程跳反时限发电机特性曲线曲线除以1.0560%~80%最小值和定时限配合解列程跳逆功率逆功率状态防止未燃尽物质爆炸着火动作功率逆功率最小值经主汽门1.0~1.5s不经15s信号1mi n解列解列定子过电压过电压电压定值定子过压能力0.5s可控硅水轮0.3s解列启停机低速时定子接地及相间故障零序电压不超过机端单相接地10%差动满负荷差动不平衡电流抽水机及母线相间低频过流躲低频工况最大负荷断路器触电低频继电器触点推出频率80%~90%停机误上电盘车、静止、并网前时误合断路器突然并网定子电流在气隙中产生旋转磁场在转子产生工频电流，造成转子过热，装在机端或主变高压侧全阻抗特性过流元件盘车停机误合闸流过发电机的电流全阻抗特性阻抗元件正常并网时最大输出电流全阻抗特性电阻动作值并网时系统同时发生冲击导致全电阻元件误动作来整定，也可装在主变高侧动作圆半径按照0.3倍变压器额定电路来整定0.1~0.2s偏移阻抗特性过流元件误上电时可靠启动误上电最小电流50%或发电机长期允许值（5%~10%）偏移阻抗特性正向阻抗反向阻抗若取主变高侧电压电流保证误上电振荡中阻抗可靠动作取机端电压电流保证误上电振荡中阻抗可靠动作躲可拉入同步的非同期合闸1s低频低压过流动作电流误上电时可靠启动误上电最小电流50%低频90%~96%低压闪络断口闪络负序电流躲正常时高压侧最大不平衡电流躲三相不一致0.1~0.2s灭磁失灵失灵保护断路器失灵相电流躲发电机额定电流躲断路器跳开时间0.3~0.5s负序电流躲正常时高压侧最大不平衡电流变压器纵差变压器绕组内部、套管、引出线相间接地故障、绕组匝间短路故障最小动作电流正常差动不平衡电流起始制动电流保护特性斜率躲外部三相短路不平衡双绕组躲最小方式主变引线两相短路速断躲最大励磁涌流或外部短路最大不平衡安装处两相短路二次谐波15%~20%间断角变压器分相比率变压器绕组内部、套管、引出线相间接地故障、绕组匝间短路故障最小动作电流正常差动不平衡电流起始制动电流保护特性最大制动系数躲外部三相短路不平衡躲最小方式主变引线两相短路速断躲最大励磁涌流或外部短路最大不平衡安装处两相短路瓦斯变压器内部故障，油面下降轻瓦斯气体容积250~300mL重瓦斯流速，取决于变压器容量、导管直径、冷却方式、气体继电器型式1.0~1.5变压器复压过流动作电流按躲变压器额定电流末端两相短路校验指向母线时与线路；配合，先分段母联再本侧最后各侧跳闸低线电压躲失磁最低机端电压安装处相间短路跳闸负序电压躲正常不平衡电压末端两相两相短路最小负序电压跳闸主变接地过流绕组引线相邻元件后备中性点直接接地一段与相应一段或主保护配合当指向变压器时对侧母线要灵敏度满足1.3躲高、中出线非全相时流过电流与线路接地距离后备配合中性点直接接地二段与零序过流后备配合1.5失灵失灵相电流躲最小三相短路，躲正常负荷躲断路器跳开时间0.15~0.3s零序或负序电流躲正常时正常最大不平衡电流非全相非全相状态零序或负序电流三相不一致结合电路判据躲正常时正常最大不平衡电流躲非同期合闸0.3~0.5s。

发变组保护纵差、横差、匝间保护原理及异同

发变组保护纵差、横差、匝间保护原理及异同2020年10月14日二纵差保护三横差保护四匝间保护一、差动保护的概念Ø差动保护的理论基础－基尔霍夫电流定律（KCL）对任一集总参数电路中的任一节点，在任一瞬间，流经该节点的所有电流的代数和恒为零，即就参考方向而言，流出节点的电流在式中取正号，流入节点的电流在式中取负号。

基尔霍夫电流定律是电荷守恒定律在电路中的体现。

0=∑==Nk k k iØ差动保护的特点选择性：同时测量并比较被保护设备各端电流的幅值及相位关系，能正确反应正常运行、区外故障与区内故障的不同；而后备保护仅测量某一端的电流与（或）电压，为不越级跳闸，其动作值与动作时限必须与相邻元件配合，或加装方向元件。

速动性：因具有天然的选择性，所以不需与相邻元件的保护在定值和时间上配合，动作快速。

灵敏性：区外故障时，差动电流仅为不平衡电流，区内故障时差动电流远大于制动电流。

可靠性：采用比率制动特性，并采取必要的闭锁条件（如二次谐波、五次谐波闭锁）。

、纵差保护Ø纵差保护作用:反映发电机定子绕组及其引出线相间短路故障的主保护。

Ø发电机纵差保护的接线方式：完全纵差动保护；不完全纵差动保护。

Ø原理发电机完全纵差保护和不完全纵差保护均是比较发电机两侧同相电流的大小和相位而构成。

Ø区别：完全纵差保护是比较每相定子首末两端的全相电流；不完全纵差动保护是比较机端每相定子全相电流和中性点侧每相定子的部分相电流而构成。

一、系统概述Ø保护范围：发电机完全纵差保护是发电机相间故障的主保护。

由于差动元件两侧TA的型号、变比完全相同，受其暂态特性的影响较小。

其动作灵敏度也较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及线棒开焊。

不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，尚能反应定子线棒开焊及某些匝间短路。

但是，由于在中性点侧只引入其一分支的电流，故在整定计算时，尚应考虑各分支电流不相等产生的差流。

演示文稿1发变组保护的原理及作用

发变组保护的原理及作用讲课人：发电机比率制动式差动保护原理发电机差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护保护，瞬时动作于全停I。机端电流取自机端封闭母线套管CT，机尾电流取自中性点的套管CT。设有CT断线闭锁功能，能闭锁差动或报警。同时CT断线时能发信号。发电机匝间保护作为发电机内部匝间，相间短路及定子绕组开焊的主保护。匝间保护由故障分量负序功率方向△P2元件和纵向零序基波过电压构成。三相电流取自机端套管CT，负序电压和零序电压取自机端“匝间专用PT”。发电机定子绕组发生内部短路，三相机端对中性点的电压不再平衡，因为机端电压互感器中性点与发电机中性点直接相连且不接地，所以互感器开口三角绕组输出纵向3U0，当发电机并网运行时，纵向零序电压元件及故障负序方向元件 “与”门实现匝间保护；在并网前，因ΔI2=0，则故障分量负序方向元件失效，仅由纵向零序电压元件经短延时t1实现匝间保护。并网后不允许纵向零序电压元件单独出口，为此以过电流I>Iset闭锁该判据，固定Iset=0.06In。
• 转子一点接地保护 • 该保护主要反映转子回路一点接地故障。采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻和接地位置。转子一点接地保护作用于发信号。转子一点和两点接地保护的转子电压取至励磁柜，接地点引至由发电机转子接地碳刷处。发电机运行中发电机转子接地碳刷必须可靠接地。 • 计算接地位置并记忆，为判断转子两点接地作准备，为防止保护误动及计算溢出，特设启动判据 E>40V。当Rg小于或等于接地电阻整定值时动作。 • 转子两点接地保护 • 本保护共享转子一点接地时测得的接地位置α的数据。具有发电机一点接地后自动投入功能，在一点接地故障后，保护装置继续测量接地电阻和接地位置，此后若再发生转子另一点接地故障，则已测得的α值变化，当其变化值△α 超过整定值时，保护装置就确认为已发生转子两点接地，保护立即动作。

匝间保护

3.2匝间保护3.2.1单元件横差定子绕组内部短路保护3.2.1.1概述1991年～1994年100MW 以上发电机225次本体故障中定子匝间短路3次，定子绕组开焊故障1次。

发电机定子绕组匝间短路保护共动作28次，正确动作仅11次，正确动作率只有39.29％，误动原因有保护装置原理上存在缺陷，加上运行维护管理不善，急需改进研制和整定调试工作。

3.2.1.2保护原理对于定子绕组为双Y 接线且中性点具有四个或六个引出线的发电机，保护装置反应发电机两中性点连线上的电流，从而反应发电机的内部匝间、内部相间短路和分支开焊故障。

保护判据为：dz o I I > （3-2-1）式中：o I —中性点连线零序电流的基波分量。

保护采用零点全周富氏算法，采用高性能零点滤波器有效滤除三次谐波电流。

即使系统频率偏移，该算法也有很好的滤除三次谐波的能力。

分析表明，该零点滤波器再叠加全周富氏算法使三次谐波的滤波比可达到100倍左右。

电流取自两中性点连线间的零序TA 。

其它【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】装设在发电机两个中性点连线上的横差保护，用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法，使得横差保护对三次谐波的滤过比在频率跟踪范围内达到100以上，保护只反应基波分量装置采用相电流比率制动的横差保护原理，其动作方程为：hczd d I I > 时ezd MAX I I ≤hczd ezdezd MAX hczd d I I I I K I *)1(-+> 时ezd MAX I I > 式中，hczd I 为横差电流定值，MAX I 为机端或中性点三相电流中最大相电流，ezd I 为发电机额定电流，hczd K 为制动系数相电流比率制动横差保护能保证外部故障时不误动，内部故障时灵敏动作，由于采用了相电流比率制动，横差电流定值只需按躲过正常运行时的不平衡电流整定，比传统的单元件横差保护定值大为减小，因而提高了发电机内部匝间短路时的灵敏度对于其它正常运行情况下横差不平衡电流的增大，横差电流保护动作值具有浮动门槛的功能（相电流比率制动的功能：（1）外部故障时故障电流相增加很大，而横差电流增加较少，因此能可靠制动；（2）定子绕组轻微匝间故障时，横差电流增加较大，而相电流变化不大，有很高的动作灵敏度；（3）定子绕组严重匝间故障时，横差电流保护高定值段可靠动作；（4）定子绕组相间故障时横差电流增加也较大，仅以小比率相电流增量作制动，保证横差保护可靠动作；（5）对于其它正常运行情况下横差不平衡电流的增大，横差电流保护动作值具有浮动门槛的功能）高灵敏横差保护动作于跳闸出口。

发变组保护原理、组成及运行操作

• 另外，由于目前尚缺少选择性好、灵敏度高、经常投运且运行经验成熟的励磁回路两点接地保护装置，所以也有不装设两点接地保护的意见，进口大型机组，很多不装两点接地保护。
• 6、定子对称过负荷
• 作为由于发电机过负荷引起的定子绕组过电流保护。保护由定时限和反时限两部分组成，定时限部分按发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回整定，经延时动作于信号。反时限部分动作特性按发电机定子绕组过负荷能力（Ｋ值）整定，动作于全停。保护应能反映电流变化时发电机定子绕组的热积累过程，保护不考虑灵敏系数和时限与其他相间保护相配合。
• 二、保护配置原则
1、发电机变压器组（包括发电机、主变压器、励磁变、高厂变保护）应按双重化配置（非电量保护除外）保护。每套保护均应含完整的主保护及后备保护，两套保护装置应完整、独立，安装在各自的柜内，当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检修时，应不影响另一套保护正常运行。非电量保护应为独立的装置，单独组屏，设置独立的电源回路及出口跳闸回路。
• 对于发电机过负荷，即要在电网事故情况下充分发挥发电机的过负荷能力，以对电网起到最大程度的支撑作用，又要在危及发电机安全的情况及时将发电机解列，防止发电机的损坏。一般发电机都给出过负荷倍数和相应的持续时间。对于我厂1100MW汽轮发电机，发电机具有一定的短时过负荷能力，从额定工况下的稳定温度起始，能承受（ I²-1）*T=37.5S，每年不超过2次，每次不超过60S。
• 3、定子单相接地
• 100%发电机定子接地保护（双套）
• 保护作为发电机定子绕组及其引出线单相接地故障保护。双套配置的保护装置采用不同原理，一套采用零序电压+三次谐波电压式接地保护原理，一套采用注入式定子接地保护原理。

发变组保护原理

主变差动
厂变差动,复压过流,过负荷, 通风
TA9
1 励磁变速断过流
2
TA3
1
发电机差动,
失磁,逆功率
2
ET
TA2
1 主变差动
2
GS
厂变差动 1
TA7
厂变分支过流 2
TA1
1
发电机差动,
发电机对称过负荷,
2
不对称过负荷,复合
.
电压过流
注:
1 为第一套保护用TA/TV 2 为第二套保护用TA/TV
5.发电机定子匝间故障
5.1专用PT纵向零序电压匝间保护
• .纵向零序电压原理构成的保护方案。在发电机的出口装设一个专用全绝绝缘电压互感器，其一次绕组中性点直接与发电机中性点相连而不接地。所以，该电压互感器二次绕组不能用来测量相对地电压。只有当发电机内部发生匝间短路或者对中性点不对称的各种相间短路时，破坏了三相对中性点的对称，产生了对中性点的零序电压，即纵向零序电压，在它的开口三角绕组才有输出电压，即3U0≠0，使零序电压匝间短路保护正确动作。为防止低定值零序电压匝间短路保护在外部短路时误动作，还采用一些制动或闭锁量。
4.2.4 三次谐波比率判据
•
自适应三次谐波电压比率判据：
U 3T U3N
K3wzd
发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一个
定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压比率值
整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应状态变化
• 频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率45～55Hz范围内三次谐波电压滤过比不受影响
• 在系统频率严重偏离50HZ时，采用按频率比率制动原理

发变组保护介绍-保护配置原则、发变组保护配置、发变组保护介绍、发变组保护装置介绍、事故处理

二、发变组保护配置
1、发变组保护包括发电机保护、励磁变压器保护、主变压器保护和高压厂用变压器保护。每个发变组单元配置5面保护屏，2面发电机保护屏，2面主变压器电量保护屏和1面主变压器非电量保护屏。
2、2面发电机保护屏完全独立，每个保护屏配置一套完整的发电机和励磁变压器的主、后备保护装置，能反应发电机和励磁变压器的各种故障及异常状态，并能动作于跳闸或发信号。两套保护具有各自独立的电源、输入、出口等回路。在其中一套退出运行时，另一套应能继续正常的工作。
7、保护装置的硬件和软件具有完善的自检功能，某一部分硬件或软件故障不影响其他的保护功能。
8、保护装置能在电压互感器二次回路一相、两相、或三相同时断线、失压时发出告警信号，并闭锁可能误动作的保护。保护装置在电流互感器二次回路不正常或开路时，发告警信号。
三、发变组保护介绍
发电机保护主保护 • 反映发电机内部相间及匝间短路故障 • 发电机完全差动保护 • 发电机完全裂相横差保护 • 发电机单元件横差保护 • 反映发电机接地保护 • 注入式定子一点接地保护 • 基波零序+三次谐波构成100%定子一点接地保护
3、2面主变压器电气量保护屏完全独立，每个保护屏配置一套完整的主变压器和高压厂用变压器的主、后备保护装置，能反应主变压器和高压厂用变压器的各种故障及异常状态，并能动作于跳闸或发信号。两套保护具有各自独立的电源、输入、出口等回路。在其中一套退出运行时，另一套应能继续正常的工作。
4、主变压器非电量保护屏配置一套主变压器、高压厂用变压器和励磁变压器非电量保护及发电机断路器操作箱。非电量保护装置用电源回路和跳闸出口电源回路独立，跳闸回路经过10ms延时的大功率继电器出口。发电机断路器操作箱具有两个独立的三相联动的跳闸操作回路，且两个跳闸操作回路具有独立的操作电源回路。操作箱具有跳、合闸监视回路和防跳回路，且防跳回路方便拆除。

发电机变压器组保护..

A相差动单相差动动作
&
TA断线
B相差动
C相差动
&
U2>
A相差动
B相差动 C相差动
至少两相差动动作
+
出口跳闸
（2）、变压器、和发变组纵差保护：
（3）、变压器零序差动保护：
主要适用差动保护（略）区别：要躲过变压器励磁涌流，关于变压器励磁涌流判别方法有两种：二次谐波制动原理和波形对称原理。我厂采用二次谐波制动原理。二次谐波制动原理：比较各相差流中二次谐波分量对基波分量百分比（即I2ω/I1ω）与整定值的大小。当其大于整定值时，认为该相差流为励磁涌流。
17、变压器绕组接地变压器零序电流保护 18、变压器绕组过流（过负荷）变压器电压闭锁过流保护变压器阻抗保护变压器方向过流保护（过流速断）变压器过负荷保护（变压器通风）高厂变分支过流 19、变压器过激磁主变压器过激磁保护（定、反时限） 20、出口断路器闪络主变出口断路器闪络保护 21、出口断路器非全相保护主变出口断路器非全相
发电机变压器组保护
王利波 2012年8月
主要内容介绍
发变组主要故障类型
发变器组保护配置情况发变组各保护原理及保护范围发变组各保护动作结果
一、发变组主要故障类型
1、发电机的主要故障类型（1）、发电机定子主要故障定子接地定子相间短路定子匝间短路定子过流（过负荷）定子过电压（低电压）（2）、发电机转子的主要故障转子接地（一点接地、两点接地）转子过流（过负荷）
7、转子过流（过负荷）发电机励磁回路过负荷保护（定、反时限） 8、发电机过激磁发电机过激磁保护（定、反时限） 9、发电机失步发电机失步保护 10、发电机失磁发电机失磁保护 11、发电机逆功率发电机逆功率保护发电机程跳逆功率保护 12、发电机频率异常发电机频率异常保护

发变组保护原理与整定(转子接地)

T4
T3
T2
－
§1.转子回路的一般问题
1.2 转子回路故障现象 A、绝缘老化或下降，材料破损，绕组烧损，绕组结构松动错位问题。（较易维修，易发生）
B、轴系等不带电部件磁化烧损问题。（不易维修，一般故障较严重或持续时间过长未及时处理）
XJ Group Corporation
C、主要电气故障形式转子回路匝间故障（内部）或接地故障（内部＋外部相关的励磁系统接地）
XJ Group Corporation
§2.转子接地保护原理
2.2转子接地保护原理介绍： A、WFB-822装置为注入工频交流电源原理。
XJ Group Corporation
§1.转子回路的一般问题
B、 WFB-800A 、WFB-810A、 WFB-820A系列的乒乓切换式原理保护，励磁回路正负端需要外引的励磁系统，需利用励磁电压本身。 αUfd (1-α)Ufd K
方波注入保护等效原理
§2.转子接地保护原理
D、其它实现原理。如电桥平衡式、负端直接外加直流电源、外加100Hz、20Hz 交流电源等。
XJ Group Corporation
§3.转子接地保护整定
3.1发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于1M，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2k。水轮发电机：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不低于0.5M 。 3.2转子接地保护整定（导则）：对于直接水冷的励磁绕组，可整定1 k～5 k；转子一点接地保护延时动作于信号或停机。两点接地保护瞬时动作于停机。实际定值一般根据现场经验值和不同原理整定有所不同。
R 错误测试
UfdR
Rot