发变组保护原理
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
发变组保护概述及原理二
实时显示发电机气隙的感应电势波形，通过
对气隙的感应电势的积分计算出发电机气隙 的磁通密度，并以波形的形式与感应电势显 示在一起，另外通过计算，以波形的形式实 时显示转子温度、发电机有功、无功、功率 因数、定子电压电流、转子电压电流等参量。
转子匝间短路监测与诊断
在正常运行情况下，装置实时采集发电机气
起动/备用变压器保护
两套完整的电气量保护分别布置在保护A、B柜； 起备变非电量保护布置在保护A柜。 每套保护的交流电流、交流电压分别取自电流互感 器和电压互感器独立的绕组。除出口跳闸回路外， 两套保护装置之间没有任何电气联系。当一套保护 因异常需要退出或检修时，不影响另一套保护正常 运行。 非电量保护设置两路独立的电源回路，包括直流小 空开及其直流电源监视回路。两路直流自动切换。 出口跳闸回路完全独立，在保护柜上的安装位置也 相对独立。
变压器保护及原理
路 斌
AWAR-AWAR 2×350MW 南瑞保护
发电机变压器组保护两套完整的电气量保护 分别布置在保护A、B柜，非电量保护和单套 电气保护布置在保护C柜。 发电机变压器组保护两套保护中每套保护的 交流电流、交流电压分别取自电流互感器和 电压互感器独立的绕组，两套保护装置之间 没有任何电气联系。当一套保护因异常需要 退出或检修时，不影响另一套保护正常运行。
励磁涌流的特点：
①励磁电流数值很大，并含有明显的非周 期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的 一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中 励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。
克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； 当励磁涌流进入差动回路时，由于速饱和变流器的铁芯具有 极易饱和的特性，其中很大的非周期分量使速饱和变流器的 铁芯迅速严重饱和，励磁阻抗锐减，使得励磁涌流中几乎全 部非周期分量及部分周期分量电流从速饱和变流器的一次侧 绕组通过，变换到二次侧绕组的电流就很小，差动保护就不 会动作。 ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
发变组差动保护原理
发变组差动保护原理
差动保护原理：在发电机或变压器的两侧装设差动保护。
当发电机或变压器内部故障时，故障电流将通过发电机或变压器的两侧流过，差动保护能迅速切除故障，使发电机和变压器的运行得以维持。
差动保护的基本原理：
差动保护是指在两个电流互感器之间产生电流差，由该电流与相应的励磁电流之比而构成的。
当故障电流通过两个电流互感器时，两侧所产生的电流之比（差动比）就是两侧间产生差动所需的励磁电流之比，因而称该差动比为差动保护的励磁电流。
差动保护是以差动保护为基础。
差动保护是发电机和变压器两侧所安装的，用来检测励磁系统故障或不平衡电流而动作的一种装置。
当发生不平衡电流时，其两侧产生的差动比分别为零，即两侧间产生的差动比为零。
这是因为当发电机内部故障时，励磁系统将产生一个很大的不平衡电流；而在变压器内部故障时，励磁系统将产生很小的不平衡电流。
—— 1 —1 —。
发变组保护原理组成及原理
发变组保护的未来发展方向
智能化
随着人工智能技术的发展，发变组保护将逐 渐实现智能化，能够更加快速、准确地识别 和应对各种故障。
网络化
网络技术的发展将使得发变组保护能够实现远程监 控和诊断，提高故障处理的效率和可靠性。
集成化
未来发变组保护将更加集成化，能够将多种 保护功能集成在一台装置中，降低设备成本 和维护成本。
发变组保护原理 组变组保护的组成 • 发变组保护的原理 • 发变组保护的应用与案例分析
01
发变组保护概述
定义与重要性
定义
发变组保护是用于保护发电机变压器（简称发变组）的一套安全控制系统，主要用于监测发变组的工作状态，并 在异常情况下采取相应的控制措施，以防止设备损坏和事故扩大。
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发变组保护的案例分析
某火电厂发变组保护误动 事故
某火电厂发变组保护在运行过程中发生误动 ，导致发电机跳闸。经过调查发现，原因是 保护装置的软件算法存在缺陷，导致正常运 行时的电压波动被误判为故障。
某核电站发变组保护拒动 事故
某核电站发变组保护在变压器故障时未能正 确动作，导致变压器烧毁。经调查发现，原 因是保护装置的硬件故障导致信号处理异常
发变组保护应具备选择性，即在设备发生 故障时，能够有选择地切除故障部分，尽 量减小对非故障部分的影响。
速动性
灵敏性
发变组保护应具备速动性，即在设备发生 故障时，能够迅速切除故障部分，以减小 对设备的损坏和事故的扩大。
发变组保护应具备灵敏性，即能够灵敏地 检测到设备的异常状态，并及时采取相应 的控制措施。
重要性
发变组是电力系统中的重要设备，其安全稳定运行对于保障电力系统的正常供电和电力企业的经济效益具有重要 意义。发变组保护能够及时发现并处理设备故障，避免设备损坏和事故扩大，对于保障电力系统的安全稳定运行 具有重要作用。
发变组保护保护原理
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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
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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
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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
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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
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7、逆功率保护
理论 传统
动作区 动作区
发变组保护原理
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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。
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发变组保护原理
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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。
发变组继电保护原理与动作过程
发变组继电保护原理及动作过程一、发变组继电保护配置的根本要求：发变组继电保护继电保护配置过程中一定知足四性〔即：靠谱性、选择性、速动性及敏捷性〕的要求，一定保证在各样发电机异样或故障状况下正确的发信或出口动作。
依据 GB14285的规定，依照故障或异样运行方式性质不一样，机组热力系统和调理系统的条件，我企业发变组保护的出口方式有以下几种：1．全停：断开发电机 -变压器组断路器、灭磁，封闭原动机主汽门，启动快切断开厂分支断路器。
2．降低励磁。
3．减卖力。
4．程序跳闸：先关主汽门，待逆功率保护动作后断开主断路器并灭磁。
5．信号：发出声光信号。
二、我企业发变组保护配置状况介绍：我企业发变组保护每台机共有三面屏柜，分别为发变组保护 A 柜、B 柜、C 柜，A 柜及 B 柜为冗余设计，两面柜的保护配置完整同样，都是发变组的电肚量保护； C 柜为主变和高厂变的非电量保护。
发变组电肚量保护配置有以下几种种类：1．定子绕组及变压器绕组部故障主保护：发电机差动、主变压器差动、发变组差动、高厂变差动、励磁变差动、发电机匝间保护、定子接地。
2．定子绕组及变压器绕组部故障后备保护：发电机对称过负荷、发电机不对称过负荷、低阻抗、高厂变复压过流、励磁变过流、励磁绕组过负荷。
3．转子接地保护4．发电机失磁保护5．发电机失步保护6．发电机异样运行保护：发电机过励磁保护、发电机频次异样保护、发电机逆功率保护、发电机程跳逆功率保护、启停机保护、断口闪络保护、发电机断水、发电机热工。
7．主变〔空隙〕零序保护8．厂用电后备保护：厂变分支过流、分支限时速断、分支零序过流。
9．断路器失灵启动变压器非电量保护：1．变压器重瓦斯2．变压器轻瓦斯3．变压器压力开释4．变压器油温异样5．变压器油位异样6．变压器冷却器全停三、重要保护简绍1．差动保护：包含发电机差动、发变组差动、主变差动、厂变差动、励磁变差动。
我司保护装置的差动保护采纳比率制动式保护，以各侧电流差为动作电流，三侧电流最大值或双侧电流均匀值做为制动电流。
发变组保护
第二节 发电机纵差保护
发电机纵差保护是发电机相间故障的主保护
一、交流接入回路
取自发电机中性点及机端TA二次三相电流。在出口采用循环闭锁的差动保护装置中，还 需接入机端TV二次三相电压。
二、逻辑框图：（见书P7图1-5）
说明：分相差动具有比率制动特性，循环闭锁由负序电压解元件动作，也应可靠切除发电机。
• 3、发电机失磁或失步 • 4、频率异常 • 5、逆功率 • 6、误上电 • 7、转子一点接地 • 8、断水 • 四、保护配置
• 1、短路故障主保护 • （1）纵差保护 • （2）横差保护 • （3）转子两点接地保护 • 2、定子绕组单相接地保护 • 3、异常运行保护 • （1）复合电压闭锁过电流保护 • （2）负序过电流保护 • （3）过电压或过激磁保护 • （4）失磁保护 • （5）逆功率保护 • （6）频率异常保护 • （7）转子一点接地保护 • （8）误上电保护
经延时，作用于出口。加延时的目的是：防止机端或主变内部三相短路时由于励磁电 源消失致使电流元件动作后快速返回而造成保护拒绝动作。 • 自并励系统：电流元件动作后需加延时 • 由励磁机供电或它励系统供电：不需加延时 • 5、定值计算：（见书P48~49） • 二、负序过电流保护 • 1、交流接入回路：取自发电机中性点TA二次三相电流 • 2、构成：由负序过负荷及负序过电流保护构成。过负荷保护作用于信号，过电流保护 作用于切机。 • 3、定值整定：（见书P41~42） • 三、反时限过电流保护 • 1、反时限对称过负荷及过电流保护是发电机定子绕组的过热保护，兼作发电机内部短 路故障和相邻设备故障的后备保护。
第四节 短路故障后备保护
• 一、复合电压闭锁过电流保护 • 1、复合电压闭锁 • 目的：提高灵敏度 • 2、交流接入回路：取自发电机中性点TA二次三相电流，机端TV二次三相电压 • 3、逻辑框图：（见书P48图1-45） • 由图可以看出：当三个电流元件之一动作，且低电压元件或负序电压元件动作，保护
发变组保护原理及配置介绍
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。
发电厂发变组保护原理及其调试方法
发电厂发变组保护原理及其调试方法摘要：发变组即发电机与变压器共同组成的设备，为单元式发电系统，即一台发电机出现直接与升压变压器低压侧线圈相连接，然后由升压变压器升压后与母线进行连接，最后通过母线来与电网进行并网连接。
发变组为发电厂的核心，如果其发生运行故障，将会在根本上导致发电生产中断，而产生重大经济损失。
采取合理的措施对其进行有效的调试维护，来降低各项因素的而影响，达到提高其运行稳定性与安全性的目的，已经成为发电厂管理工作研究的要点。
本文针对600MW机组发变组保护装置存在的问题，论述了对其进行技术改造的必要性、可行性。
关键词：发变组；保护原理及调试；方法分析1、发电厂发变组保护系统分析为满足社会生产生活对电力资源的需求，发电厂需要在现有基础上进一步做好各项设备的管理优化，尤其是发变组作为电厂生产系统中的关键部分，需要严格按照专业要求来对其保护系统进行双重化配置。
结合实际情况分析，发电机差动保护对象为设备内部相间故障，但是对于转子接地、定低阶地、匝间等内部故障，以及转子表层过负荷、定子过负荷以及低频等异常运行故障并不能有效反应。
但是发变组故障以异常运行故障为主，这样便导致设备运行安全性得不到有效保障，需要进一步做好保护调试工作。
对发变组进行成套保护配置，即所有用保护均含有差动保护与后备保护，可以有效反应被保护设备各种故障，同时可以动作于跳闸与发信号，提高机组运行稳定性。
2、发变组保护原理发电机差动保护这是属于电气设备的主保护，在发电机的主电流两端设计了两个电流互感器，这两个电流互感器传感器的作用就是用相同相位的电流来进行标定，为了安全这些电流互感器二次侧采用一点接地，两组电流互感器接入保护装置。
为了防止汽轮机叶片的磨损，发电机在逆功率的状态下就会断电保护。
电动机的定子端绕组是组重要的元件，定子端的电压可以对发电机进行更大的保护，如果我们在发电机端向电网输送电力时，定子端对电压进行识别，电压如果超过额定的电压，定子端就会出现故障，为了保护重要的发电机定子元件，设计师在定子和定子绕组还有故障点之间进行了一个通体回路，如果发现了两点接地的故障，接地设备就会起到保护作用。
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
• 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。
发变组保护原理、组成及运行操作
• 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。
发电厂发变组保护原理及其调试方法
发电厂发变组保护原理及其调试方法摘要：在电力设备运行中，出现故障时，保护设备（如继电保护器）会自动将其隔离开来，从而保证电力设备的平稳运转。
在电力系统中，为了确保电力系统安全可靠地工作，必须配备相应的保护装置。
在发电厂的各类电器中，以发电机、变压器为主要部件，其上装有大量的保护装置。
文章着重阐述了发变机组保护的工作原理、运行方式，以及在电站运行中应注意的几个问题。
关键词：发电厂发变组；保护原理及调试；方法分析；1.发电厂发变组保护系统分析为了满足社会生产和生活对电力资源的需求，发电厂需要在现有设备的基础上进一步完善各种设备的管理和优化，尤其是发变组，它是发电厂生产过程中最重要的一环，它的保护装置必须按特殊的技术规范进行二次配置。
从实际状况来看，发电机差动保护对象设备内相间故障，而对于转子接地、定子低阶、匝间等内部故障，转子表面过载、定子过载、低频等非正常运行故障，则无法有效处理。
但是，发变组中出现的机组故障多为异常运行故障，对设备的安全运行造成了很大的威胁，必须加强对机组的保护与调试。
2.发电厂发变组保护原理在电力系统中，发电机差动保护是一种重要的保护方式，在该发电机的主流端，分别设置了两个电流互感器，这两种电流互感器的作用就是以同一相位的电流作为标定信号。
为安全起见，电流互感器二次侧采用一点接地，并两套电流互感器与保护器相连；为避免透平刀片的磨损，将采用逆向电源进行掉电保护。
定子端部绕组是电动机的关键组成部分。
在一定的情况下，采用定子的端压对发电机起到较好的保护作用，若将电力输送到发电机的一端，则定子一端将被辨识出电压，如果电压超过额定电压，定子端将发生故障，设计人员将定子、定子线圈与故障点连接起来，以实现对定子元件的有效保护，当出现二次接地时，采用接地装置进行保护。
随着机组的不断升压，机组的负荷电压将不断增大，当电压达到某一数值后，发电机就会出现不稳定的现象，发电机过热可能导致一些发电装置的内部元件损坏，在机组超负荷运行时，保护器会在机组运行过程中，出现异常或不断升高的情况下，保护器将会出现故障。
发变组保护原理与整定(失步失磁)
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XJ Group Corporation
二、失磁保护
失磁后机端阻抗变化特性
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XJ Group Corporation
失磁开始到静稳边界之间等有功圆
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机端测量阻抗为一圆周，半径为： |
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一、失步保护
振荡过程中电压有效值变化过程
U E
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发电机暂态稳定
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f e a h d c b g
e' e a h d c' c b
发变组保护原理培训
发变组保护原理培训一、前言变组保护作为电力系统中重要的保护装置，对于变压器的安全运行起着至关重要的作用。
变组保护原理培训是为了提高电力系统工程师对变组保护的理解和掌握，使其能够更好地应对各种故障和异常情况，保障电力系统的稳定和可靠运行。
本文将对变组保护的原理和应用进行详细介绍，帮助各位工程师更好地了解和运用变组保护装置。
二、变组保护原理1. 变组保护的概念变组保护是指通过对变压器的电气参数进行监测和保护，及时检测和清除电力系统中变压器的故障，从而保护变压器免受损坏或危险。
变组保护主要包括差动保护、过流保护、电压保护等功能。
2. 变组保护的原理差动保护是变组保护的核心，其原理是利用电流变压器或电流互感器对变压器的输入输出电流进行比较，当输入输出电流存在差异时，即表示变压器内部存在短路或接地故障。
过流保护是指通过对变压器的电流进行监测，当电流超过额定值时即进行动作，以保护变压器免受过载或短路故障影响。
电压保护是指对变压器的输入输出电压进行监测，当电压超出范围时即进行动作，以保护变压器免受过压或欠压的影响。
3. 变组保护的应用变组保护主要应用于电力系统中的各种变压器，包括发电厂变压器、配电变压器、交流站变压器等。
通过对变压器进行有效的保护，能够保障电力系统的安全、稳定和可靠运行。
三、变组保护装置的类型1. 差动保护装置差动保护装置是变组保护中最重要的一种，其主要功能是对变压器的输入输出电流进行差动比较，以判断是否存在内部短路或接地故障。
差动保护装置通常由电流互感器、比较器和动作装置组成，其动作速度快、可靠性高。
2. 过流保护装置过流保护装置是对变压器的输入输出电流进行监测，当电流超出额定值时即进行动作，以保护变压器免受过载或短路故障的影响。
过流保护装置通常由电流互感器、比较器和动作装置组成，其动作速度快、适用范围广。
3. 电压保护装置电压保护装置是对变压器的输入输出电压进行监测，当电压超出范围时即进行动作，以保护变压器免受过压或欠压的影响。
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1 2
TA1
.
TV7
1
1
TA5
2
2 2
1
TA6
2
TV9 为第一套保护用TA/TV 为第二套保护用TA/TV
TV8
注: 1 2
1 2
TA11
1
发变组差动 厂变分支复合电压过流 厂变分支速断
TV6
配置方案三 100MW-220KV机组
220KV 110KV
TV4
1 2
TV5
TV6
1 2
TV7
1
注:
1 为第一套保护用TA/TV 2 为第二套保护用TA/TV
TA9
1
2
TA11
TA10
MT
主变110KV方向零序
1 2
TA12
主变110KV间隙零序
1 匝间专用TV3 2
主变差动 厂变差动,复压 过流,过负荷, 通风 励磁变速断过流
1
1 2
AT
TA6
1
TA9
2
ET
TA3
2 1
TA2
2
配置方案一 300MW-500KV机组
1 2 1 TA4
主变差动，发变组差动 失灵保护
2
主变差动，发变组差动 失灵保护
TA3
TV4 1 2
TV5
TA10
2
MT
1 2
匝间保护TV3
2 第二套保护用TV2
1 第二套保护用TV1 1 2 励磁变 速断过流 1 TA2 2 1 TA5 ET
厂变分支零序
4.1.3 基波定子接地保护判据
• （ 1 ）灵敏段基波零序电压保护，动作于信号时 , 其动 作方程为: • Un0＞U0zd • 式中Un0为发电机中性点零序电压，U0zd为零序电压定 值。 • 灵敏段动作于跳闸时，还需主变高、中压侧零序电压 闭锁，以防止区外故障时定子接地基波零序电压灵敏 段误动。 • （2）高定值段基波零序电压保护，动作方程为： • Un0＞ U0hzd • 保护动作于信号或跳闸均不需经主变高、中压侧零序 电压辅助判据闭锁。
• 因此，差动保护启动后40ms内，以上条件均不 满足，判为TA断线。如此时“TA断线闭锁比 率差动投入”置1，则闭锁差动保护，并发差 动TA断线报警信号，如控制字置0，差动保护 动作于出口，同时发差动TA断线报警信号。
4.定子绕组单相接地保护
定子接地保护的必要性： a 单相接地引起非故障相及中性点电位升高。 b 中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动 作，经过长期运行，在机端侧再发生第二点接地，中 性点电位升高，第一个接地点接地电流增大，而过渡 电阻减小，结果发生相间或匝间严重短路。 c 其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越 大，接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧，引 起绕组绝缘及定子铁心损坏。
• 对于主变压器高压侧中性点不论是否接地， 当高压系统发生接地故障时，直接传递给发 电机的零序电压超过定子接地保护的动作值， 对于跳闸接地保护可以经主变高压侧零序电 压闭锁，基波报警可以用时间避开。 • 基波零序电压型定子接地保护简单可靠，是 现在用的比较普遍的保护，保护区80%~90% • 中性点接地时基波保护存在死区。
实际情况：
－发电机差动TA尽管同型，但两侧电缆长度可能不一致，部分 机组TA不是真正同型TA； －区外故障电流倍数尽管小，但非周期分量衰减慢； 结果，导致TA饱和，不平衡差流增大，差动保护屡有误动发生；
差动保护TA断线报警或闭锁
• • • • • 内部故障时，至少满足以下条件中一个： （1）任一侧负序相电压大于2V （2）起动后任一侧任一相电流比起动前增加 （3）起动后最大相电流大于1.2 Ie （4）同时有三路电流比启动前减小
TA8
发电机差动，主变差动 逆功率，失磁，失步
2
TA10
TA11
2
GS
TV6
发电机差动，发变组差动 对称过负荷，不对称过负荷 复合电压过流，程跳逆功率
2
1
1 TA1
TA6
2
TA7
TV8 2 注: 1 2 为第一套保护用TA/TV 为第二套保护用TA/TV 2
1 2
1
TV7 1
发变组差动 厂变分支复合电压过流 厂变分支限时速断
发电机差动, 失磁,逆功率
主变差动
1
厂变差动
1
TA7
2
2
厂变差动
TA8
厂变分支过流
2 . 比例差动保护动作特性
3.发电机差动TA饱和问题
以往认为：
－发电机差动采用保护级TA，并且TA同型； －区外故障电流倍数小，一次电流完全相同，二次不平衡差流
小；
因此，为提高内部故障灵敏度，降低差动起始定值、比率制动系数。
2
1
1
误上电，阻抗，过负荷 通风起动
主变零序
1
2
TA9
主变差动，厂变差动 厂变复合电压过流
AT
1
厂变分支零序
TV9
配置方案二 300MW-220KV机组
TV5
1 2
TV4
1
TA3
1 2
2
主变差动,发变组差动 主变阻抗 主变零序 1
1 2
匝间保护TV3
MT
TA8
TA9
2
1
主变间隙零序
2 1
第二套保护用TV2 第一套保护用TV1
TA7
1 2
ET
.
1
励磁变速断过流
TA2
2
发电机差动, 主变差动,逆功 率,失磁,失步
TA4
2
主变差动,高厂变差动 厂变复合电压过流
GS
TA10
1 2
AT
厂变分支零序
发电机差动,发变组差动 对称过负荷,不对称过负荷 复合电压过流,程跳逆功率
厂变分支 零序
发变组保护原理
安徽省电力科学研究院 系统研究所 2010-5-18
1 .发变组保护配置 保护总体方案设计思想
• 总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、 双套异常运行保护的配置方案。其思想是将一个发变 组单元的全套电量保护集成在一套装置中。 • 对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护， 每套保护装置采用不同组TA，均有独立的出口跳闸回 路。 • 非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立 组屏。
TA4
2
主变220KV 间隙零序
1 2
主变220KV方向零序
1 2
主变差动 复合方向过流, 过负荷,通风 失灵,非全相
1
TA5
2
主变差动 复合方向过流, 过负荷,通风
2 第二套保护用TV2 1 第一套保护用TV1
GS
1
厂变分支过流
TA1
2
发电机差动,
.
发电机对称过负荷, 不对称过负荷,复合 电压过流
4.1基波零序电压保护 4.1.1单相UB UA (1-α )EC (1-α ) EB (1α ) EC
0.5 1.0
U0/E0
0.25
0.5
0.75
1.0
α
(a)单相接地示意图
α 的关系 （b)基波零序电压与
4.1.2基波零序电压定子接地保护的特点