第六章危急跳闸保护系统
汽机安全监测及危急跳闸保护
汽机安全监测及危急跳闸保护汽机安全监测概述汽轮机安全监测系统（GME）是监测、保护汽轮机安全运行的重要手段，能连续、准确、可靠地监测汽轮机启动、运行、停机过程中的重要参数，当所监视的参数越限时，能准确、及时地发出警报或停机信号，与GME系统通讯的瞬态数据管理系统，可通过计算机终端显示和打印有关的数据及图形。
GME监测系统及瞬态数据管理系统组装在两个仪表柜中，并有端子与现场其它接口相连接，机柜的结构为机柜顶部进出电缆。
整个系统接受两路AC220V、50HZ电源供电分别为KCO050AR、KCO051AR，这两个配电柜是由常规岛不间断电源LNQ供电。
当任一路电源发生故障时，将发出报警信号，并自动无扰切换到另一路电源上。
1.GME监测系统的构成GME监测系统由安装在汽轮机上的各种形式的传感器及与传感器相连接的前置器、仪表框架三部分组成。
仪表框架为三个14位框架，每个框架均有电源（3500/12）、系统监视器（3500/03）占两个位置，其它12个位置为监测器插件。
2.监测系统的功能1)双通道轴位移监测器（3500/20）轴向位移监测是用来间接监测汽轮机推力轴承磨损情况的重要监测项目。
信号输入：两个通道，非接触式涡流探头输入。
2)双报警设置点转速表（3500/50-01）转速表提供滤网对轴的旋转速度进行连续监测的功能。
转速表接收趋近式涡流探头的信号，测量两个键相脉冲之间的时间，然后以每分钟的转速（RPM）方式计算出来。
它可发出两组开关量信号，一个为顶轴油泵顶起信号，另一个为后汽缸喷水信号，使机组的启、停过程稳定有序。
信号输入：两个通道，趋近式涡流探头输入。
3)零转速表（3500/50-02）零转速是一个预选的轴旋转速度，它提供了转动齿轮的正确啮合。
在汽轮机停机期间，轴的连续转动是保证轴不弯曲所绝对必要的。
当用户提供的零转速允许端子处于闭合状态，机组转速下降到1/3RPM时，零转速表就提供一个零转速报警信号，使机组能够及时进入盘车状态。
电力工程基础 第6章习题答案
第六章6—1 在电力系统中继电保护的任务是什么?对继电保护的基本要求是什么？答：继电保护装置的任务是：自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其损坏程度尽可能减小，并最大限度地保证非故障部分迅速恢复正常运行；能对电气元件的不正常运行状态做出反应，并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出报警信号、减负荷或延时跳闸。
对继电保护的基本要求是：选择性、速动性、灵敏性和可靠性.6-2 什么是继电保护的接线系数？星形、不完全星形和两相电流差接线方式的接线系数有何不同?答:在继电保护回路中，流入继电器中的电流与对应电流互感器的二次电流的比值，称为接线系数。
星形接线和不完全星形接线方式无论发生何种相间短路，其接线系数都等于1，两相电流差接线在正常运行或三相短路时的接线系数为，A、C两相短路时的接线系数为2，A、B或B、C两相短路时的接线系数为1。
6-3什么是继电器的动作电流、返回电流和返回系数？答：能使电流继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流；能使电流继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流；同一继电器的返回电流与动作电流的比值,称为电流继电器的返回系数.6-4 过电流保护装置的动作电流应如何整定？答：过电流保护装置的动作电流必须满足以下两个条件:保护装置的动作电流必须躲过线路上的最大负荷电流;保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置。
6—5 什么叫三段式电流保护？各段的保护范围和动作时限是如何进行配合的？答：由无时限电流速断保护(称作第Ⅰ段）、带时限电流速断保护(称作第Ⅱ段）和定时限过电流保护(称作第Ⅲ段）配合构成整套保护,称为三段式过电流保护。
第I段只能保护本线路(WL1)的一部分，保护范围为，动作时间为继电器的固有动作时间；第II 段不仅能保护本线路（WL1）的全长，而且向下一级相邻线路(WL2）延伸了一段,保护范围为，动作时限与下级线路Ⅰ段保护配合，即;第III段不仅能保护本线路（WL1）和相邻线路（WL2)的全长,而且延伸到再下一级线路(WL3）一部分，保护范围为，动作时限按阶梯原则整定，即.6-6在小电流接地系统中发生接地故障时,通常采取哪些保护措施？简要说明其基本原理。
危急遮断保护和供油系统
（1）供给轴承润滑系统用油。 （2）供给调节系统与危急遮断保护系统用油。
（一）采用汽轮机油的供油系统
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（二）采用抗燃油的供油系统 1．抗燃油及供油系统
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2．蓄能器
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3．EH油再生装置
EH油再生装置是一种用来储存吸附剂和 使抗燃油得到再生的装置。再生的目的 是使油保持中性，并去除油中的水 分。它主要由硅藻土滤油器与波纹纤维 滤油器串联而成，实际上是一个精密滤 油组件
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4）EH（抗燃）油低油压保护。EH油压低到9.31MPa时遮 断机组。
5）凝汽器低真空保护。汽轮机的排汽压力高于20.33kPa时 遮断机组。
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3．单向阀（逆止阀） 4．空气引导阀 （二）机械超速危急遮断系统
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二、供油系统
第六节危急遮断保护系统和供油系统
一、危急遮断保护系统
（一）电气危急遮断保护系统
1．超速保护电磁阀（OPC电磁阀）
2．自动停机危急遮断电磁阀（AST电磁阀）
300MW机组的危急跳闸装置监视的项目和控制参数为：
1）超速保护。转速达到110％时遮断机组。
2）轴向位移保护。
3）轴承供油低油压和回油高油温保护。轴承供油油压低到 34.47～48.26kPa时遮断机组。
汽轮机危急跳闸系统(ETS)
汽轮机危急跳闸系统（ETS)目录汽轮机危急跳闸系统(ETS） (1)第1节汽机保护系统基本概念 (2)第2节汽轮机保护原理和逻辑 (4)第3节ETS系统常见故障及处理 (9)第1节汽机保护系统基本概念1、热工保护的概念及作用随着汽轮机组容量的不断增大，蒸汽参数越来越高，热力系统越来越复杂.为了提高机组的热经济性，汽轮机的级间间隙、袖封间隙都选择得比较小。
因汽轮机的旋转速度很高，心机组启动、运行或停机过程中，如果没有按规定的要求操作控制，则很容易使汽轮机的转动部件和静止部件相互摩跃引起叶片损坏、大轴弯曲、报力瓦烧毁等严重事故．为了保证机组安全启停和正常运行需对汽轮机组曲轴向位移、热膨胀、差胀、转速、振动、主轴偏心度等机械参数进行监视并对轴承温度、油压、真空、高加水位等热工参数进行监视和异常保护．当被监视的参数在超过规定值(报警值）通过声、光等报警信息提醒值班运行人员，及时向值班运行人员提供这些热工参数变化的信息。
在自动调节系统和联动控制系统等自动处理热工参数的异常时,运行值班人员还可以采取其他必要措施。
只有当所有上述处理措施均失效，同时异常情况不断发展甚至可能危及机组设备的安全时，自动保护系统的跳闸回路才使用最后的极端措施—-保护装置动低关闭主汽门，实行紧急停机，确保机组设备及人身的安全。
保护、连锁、程序控制的逻辑框图符号及意义见表1—1。
2、热工保护的特点（1）热工保护是保证设备及人身安全的最高手段一个热工保护系统大致可分成两级：事故处理回路及跳闸回路。
事故处理回路是以维持机组继续运行不中断为目的;跳闸回路则以保护设备及人身的安全为目的。
（2）热工保护的操作指令拥有最高优先级即在任何情况下,不允许人为干扰它的工作，更不允许在机组运行过程中切除或退出热工保护系统.(3）热工保护系统必须与其他自动控制配合使用在保护动作过程中，直接由专门的执行机构去独立完成（例如:汽轮机超速或低真空引起跳闸停机)。
一般在跳闸后还需通过联动控制去完成一系列操作。
汽轮机紧急跳闸保护系统
• ETS(emergency trip system) 是汽轮机危 急跳闸系统的简称。危急跳闸系统用以监 视汽轮机的某些参数，当这些参数超过其 运行限制值时，该系统就打开AST电磁阀 卸掉控制全部汽轮机蒸汽进汽阀门的油， 从而使所有的蒸汽阀门关闭，切断汽轮机 的进汽，从而实现汽轮机的紧急停机。
•
2、旁路阀门打开（三个旁路阀门中的任意
一个）
•
3、机组不带旁路方式或带旁路方式下高排压
力>=0.027MPa
•
4、机组并网且调节级压力（三取中）/高排
压力（只有一个测点）<1.7 延时20MIN
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四 ETS系统的柜内配置
2最上方为直流 电源箱，第二部分为超速控制箱，第三部 分为PLC卡件部分，第四部分为交流电源箱
• 控制油来源为高压密封备用油泵 • 对于动作过程我们就不多说了，现在有几个点要说一下当
在作充油实验时，一个手应该始终将实验杆控制在实验位 置，同时在做完实验后必须将打闸杆向挂闸方向推助（也 可远方重新发一下挂闸指令）后才松开实验杆，否则就会 使机组就地跳闸 当然这个充油实验是由运行人员操作的 • 同时在系统没有压缩空气时需要挂闸，我们可以就地手动 推挂闸杆看隔膜阀油压从0上升到0.7MPa左右松开后，远 方即可正常挂闸，这是由于没有压缩空气没有办法对隔膜 阀进行充油
• 当AST 电磁阀动作后，OPC油管路的油压通过 MAX81AA001这个逆止阀泄掉，从而就保证了当AST动作
202后0/11，/8 所有阀门均快速关闭
• 下面我们在来看一下主汽门和调门的动作过程， 有如下动画
• 其中主汽门和调门不同之处在于遮断油管连接为 主汽门为AST油管，调门为OPC油管，看过此动 画后我们应该对每个阀门的动作有了直观的认识
井下电气管理规定..
附件3井下电气管理规定第一章总则第一条为加强井下电气管理，完善井下电气“三大保护"（过流保护、接地保护、漏电保护）,杜绝井下电气失爆，提高矿井井下供电系统的安全可靠性,根据《煤矿安全规程》、《煤矿矿井机电设备完好标准》、《煤矿安全质量标准化及考核评级办法》、《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》、《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》和有关规定，结合矿区井下供用电管理的实际，特制定本规定。
第二章管理机构与职责范围第二条分管机电的副矿长和机电副总工程师全面负责井下电气管理和技术管理.第三条机电科(动力保障部、用电管理科)是井下电气管理的业务职能单位，是各生产单位的机电业务技术领导部门。
第四条机电科（动力保障部、用电管理科)应有一名专职副科长负责井下电气管理工作，并有一名电气工程师专职负责井下电气技术工作。
第五条机电科（动力保障部、用电管理科）下设电气管理队，其职责为:1。
负责采区变电所的供电设计。
12.负责生产系统供电设计（包括煤电钻、照明供电系统）的审查，并参加安装后的检查、验收工作.3.负责采区变电所的管理、漏电保护的日常试验、远端漏电试验、接地电阻的测定、过流保护整定及校验工作。
4。
负责井下供电系统拆线、接线搭火和停电申请的审批，对私自作业有权处罚.5。
负责绘制全矿井下供电系统图和电气设备布置图，并随实际供电系统的改变调整，做到准确、及时。
6。
负责井下电气的防爆检查、完好检查,参加井下电气事故的分析、追查、处理.7.负责小型电器和电缆的收、发、修、检查等日常管理。
8.负责签发防爆电器入井合格证,对井下电气不符合规定及危及安全的情形有权停止使用.第三章井下电气基础管理第六条井下供电系统应符合《煤矿安全规程》、《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》、《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》要求。
汽轮机危急跳闸系统配置分析
汽轮机危急跳闸系统配置分析生产安全越来越受到人们的重视，因此各种保护系统也应运而生，各种不同的配置有各自的特点，文章分析了常用的几种配置特点。
希望通过文章的分析，对相关工作提供参考。
标签：汽轮机；危急跳闸系统；配置分析1 系统功能汽轮机危急跳闸系统在机组危急时刻能够紧急跳闸停机，保证人身和机组安全。
此系统主要有三大功能：危急跳闸、在线试验和首出记录。
危急跳闸的触发条件有很多种，根据来源主要分为三大类：（1）汽轮机自身运行参数不正常，可以防止汽轮机自身损坏。
比如轴振动大、超速等。
（2）其他系统出现问题，不能继续运行，迫使汽轮机跳闸。
比如锅炉故障、发电机故障等。
（3）手动停机。
由于整个发电系统非常复杂，在某些情况下虽然运行参数没有到达跳闸条件，但是运行人员根据经验可以紧急跳闸。
在线试验功能同样非常重要。
危急跳闸系统通过控制AST跳闸电磁阀动作，卸掉阀门压力油，快速关闭所有阀门，从而实现机组停机。
可见跳闸电磁阀非常重要，需要定期进行试验，从而保证其好使，在真正危急时刻能够成功动作。
在跳闸条件中有几个信号同样重要，因此也设计了在线试验功能，它们通常是：抗燃油压低、润滑油压低和凝汽器真空低等。
机组紧急停机后要分析其停机原因，排除故障。
此时首出功能的作用就体现出来了。
所有的跳闸条件都进入危急跳闸系统，其中一个条件满足时就会导致机组跳闸，但是在极短时间内可能先后触发很多条件，对判断故障产生干扰。
危急跳闸系统运行的扫描周期非常快，是毫秒级别，可以很容易的記录最先到来的跳闸条件，帮助故障分析。
详细了解了此系统的功能后，即可根据需求进行配置。
2 硬件架构汽轮机危急跳闸系统本身需要的逻辑功能并不复杂，简单的与或非就能实现全部运算，但是要求扫描周期短、系统可靠。
因此PLC就成为比较理想的选择。
2.1 双机并列运行顾名思义，此种架构是两套相同的PLC同时运行，相互独立，都能控制机组的跳闸。
这种方式目前使用最多，比较可靠。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第六章
第六章电力变压器保护1．电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答：变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
变压器外部故障系指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地(通过外壳)短路，引出线之间发生的相间故障等。
变压器的不正常工作状态主要包括：由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力系统安全连续运行，变压器一般应装设以下继电保护装置：(1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。
(2)防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的(纵联)差动保护或电流速断保护。
(3)防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、或负序过电流保护)。
(4)防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
(5)防御变压器对称过负荷的过负荷保护。
(6)防御变压器过励磁的过励磁保护。
2．变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的(包括稳态和暂态情况下的不平衡电流)?答：变压器差动保护的不平衡电流产生的原因如下。
1．稳态情况下的不平衡电流(1)由于变压器各侧电流互感器型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。
它必须满足电流互感器的10％误差曲线的要求。
(2)由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。
(3)由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。
2．暂态情况下的不平衡电流(1)由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。
汽轮机的危急遮断系统
汽轮机的危急遮断系统<i>汽轮机的危急遮断系统</i>汽轮机的危急遮断系统（ETS）在大型汽轮机中，由于机组超速的危害最大，所以特别注意超速保护，第六章介绍的OPC功能是一种有效的超速保护手段。
但OPC功能并不能保证机组绝对不会超速，当实际转速超过了允许值时而危急汽轮机安全时，只能通过遮断汽轮机（即跳闸）来实现保护。
此外，某些其它参数严重超标时也可能酿成设备损坏、甚至毁机事故，例如推力轴承磨损。
为此，大型汽轮机都设有严密的保护措施，除了设计了OPC功能外还设有危急遮断系统ETS。
因此，除了OPC兼有超速保护和危急遮断多重保护外，其余重要参数的严重超标，将通过危急遮断系统实行紧急停机。
第一节汽轮机自动保护系统的液压执行机构一、自动保护系统液压执行机构的组成在第五章中，我们已经介绍过汽轮机的液压执行机构，参见图5－12。
汽轮机自动保护也是通过液压执行机构实现的。
为方便起见，我们将图5－12中的蒸汽阀门伺服执行机构部分及低油压保护去掉，简化成图9－1，来帮助我们分析汽轮机自动保护和停机的过程。
图9－1 自动停机跳闸系统汽轮机自动保护系统，是OPC保护、ETS和机械超速保护系统的总称，它的液压构件，称为保护系统的执行机构，用于关闭汽阀并防止超速或遮断汽轮机。
其设备组成如下：1．超速保护和危急遮断组合机构超速保护和危急遮断组合机构，统称为控制块，如图9－2所示，布置在汽轮机前轴承箱的右侧，其主要组成是控制块壳体1、2个OPC电磁阀19、四个AST电磁阀17和2个止回阀5，它们均组装在控制块上，为OPC和AST总管以及其它管件提供接口，这种组合构大大简化外部连接管道而提高了整体的可靠性，同时也有结构紧凑的特点。
（1）超速保护电磁阀（20/OPC，2个）该阀由DEH调节器OPC系统所控制。
机组正常运行进，该阀是关闭的，切断了OPC总管的泄油通道，使高压和中压调节汽阀油动机活塞的下腔能建立起油压，起正常的调节作用。
发电厂电气部分第六章习题解答
发电厂电气部分第六章习题解答第6章导体和电气设备的原理与选择6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答：演算热稳定的短路计算时间t k 为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。
6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。
电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。
电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。
开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。
6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答：有以下几种灭弧方式：1）利用灭弧介质，如采用SF6气- 1 -体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。
6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。
弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。
弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。
第六章__电力系统自动低频减载及其他安全控制装置分解
•尽管频率动态除负荷，即按频率自动减载。 •自动低频减载装置是在电力系统发生事故后系统频率下降时，按 照频率的不同数值按顺序依次切除负荷，也就是将最大开断功率 分配在不同启动频率值的区段内分批切除负荷。 •为了确定自动低频减载装置的级数，应该确定第一级启动频率 和最末一级启动频率 f n 的数值。
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（1）最大功率缺额的确定
1 f Ph KL
f f N f h
Ph. max PL. max K L* f * PLN PL. max
Ph. max K L* PLN f * 1 K L* f *
PL. max
fi fN
K L*
系统缺额由负荷调节 效应来补偿
Pi 1*
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i 1 1 PLk * K L* f i* k 1
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（4）每段切功率的限制
（2）当第i级切除负荷 PLi * 后，系统 f f h 功率缺额由负荷调节效应来补偿。
2、电力系统频率的动态特性
•当频率下降至 f1 ，切除负荷 PL ， 若 PL Ph 则有曲线C •当频率下降至 f1 ，切除负荷 PL ， 若 PL Ph ，且使 f X f1 则有曲线d
•当频率下降至 f1 ，切除负荷 PL ， 若 PL Ph ，且使f X f b 则有曲线e
•在同一事故情况下，切除负荷越多，系统恢复频率就越高，因 此，每级切除负荷的功率受到恢复频率的限制。
•切除功率的限值计算——按照“第i-1级动作切除负荷后，系统 的稳定频率正好在第i级的启动频率上”来考虑。 （1）系统缺额功率 Pi 1
Pi 1 PLN PLk
电力系统继电保护第六章 距离保护
中国电力出版社
第二节 阻抗继电器
一、阻抗继电器的动作特性 可以是相电压或线电压) 单相式阻抗继电器是指加入继电器只有一个电压 （可以是相电压或线电压 可以是相电流或两相电流差) 的阻抗继电器， Um和一个电流 Im（可以是相电流或两相电流差 的阻抗继电器，加入继 电器的电压与电流比值称为继电器的测量阻抗。 电器的电压与电流比值称为继电器的测量阻抗。 & U
Z
U&
m
m
中国电力出版社
当线路正方向0.85 Z NP 处发生短路时，阻抗继电器的测量阻抗为： 处发生短路时，阻抗继电器的测量阻抗为： 当线路正方向
UN U n U n n Z m = m = TV = N TA = 0.85Z NP TA I NP I NP nTV Im nTV nTA
I段阻抗继电器的整定值为 Z 段阻抗继电器的整定值为
中国电力出版社
第六章学习主要内容及学习要点
1、要求了解距离保护的工作原理，主要组成元件及动作时限特性 2、重点掌握下述内容： （1）常用阻抗继电器名称、特点及动作参数（动作阻抗、返回阻 抗、测量阻抗和整定阻抗）的基本概念。 （2）熟练掌握用幅值比较原理和相位比较原理，在复平面上分析 单相阻抗继电器的动态特性。以及用这两种原理构成常用单相 式阻抗继电器的方法。 （3）掌握阻抗继电器用于相间短路的基本接线方式；用于接地保 护的基本接线方式。 （4）掌握方向阻抗继电器产生死区原因及消除死区的措施，并了 解由于引入极化电压对阻抗继电器暂态特性的影响。 （5）了解过渡电阻、电力系统振荡、电压回路断线，分支电流对 距离保护工作的影响及其防止措施。 （6）熟练掌握三段式距离保护的整定计算。
TA
• •
动作量： U 1 = I m Z set 制动量： U = U 2 m
第六章中低压供配电系统保护ppt课件
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2．反时限过电 流保护装置
反时限过电流保 护装置是指电流继电 器的动作时限与通过 它的电流的大小成反 比。
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整定原则
整定原则与 定时限过电流保 护装置相同。但 反时限的动作电 流与动作时间的 整定应按照感应 型继电器的动作 时间特性曲线来 确定。
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t t t t0 t t t t t0 2t
t 考虑断路器的动作时间和灭弧时间，取
0.5～0.7秒。
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3）灵敏度
过电流保护装置的灵敏度按系统在最小运行方 式时，保护区末端的两相短路来校验。
Ks
I (2) k . m in.2 Iop.1
1.25 ~ 1.5
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（3）灵敏度 电流速断保护装置的灵敏度按系 统在最小运行方式时，保护装置安装处的两相短路来 校验。
Ks
I (2) k .m in.1 Iop.1
1.25 ~ 1.5(线路） （2 变压器）
式中
I置k(.2m安) in装.1─处─系的统两在相最短小路运电行流方值式（时A），。保护装
── 电流互感器一次侧的起动电流
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3. 时间继电器（DS）
时间继电器应用钟表机构和电磁 铁作用，获得一定的动作时限。在继 电保护中完成保护装置的计时功能。
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4. 中间继电器（DZ）
中间继电器的触头容量较大，触头数 量较多，在继电保护接线中，当需要同时 闭合或断开几条独立回路，或者要求比较 大的触点容量去断开或闭合大电流回路时， 可以采用中间继电器。中间继电器可以用 来直接接通断路器的跳闸回路。
汽轮机紧急跳闸系统
(三)润滑油压低保护
SHANDONG UNIVERSITY
机组轴承油压过低，将引起供油量不足，
容易造成轴颈与轴瓦之间的干摩擦，烧坏瓦块
，引起机组强烈振动等，为此汽轮机设置润滑
油压低保护，当机组润滑油压降至0.041MPa
时保护动作停机。
(四)EH油压低保护
EH油是DEH系统中的控制和动力用油，
用以控制所有主汽阀和调节汽阀，当油压过低
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二、危急跳闸装置保护项目 (一)电超速保护 当机组转速超过额定转速的110%时，
电超速保护动作迫使机组紧急停运，以防止 超速飞车事故的发生。
电超速保护由一个安装在盘车设备处的磁 阻发送器和安装在遮断电器柜中的超速插件 所组成。
图10-3为电超速遮断系统原理图
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(三)EIS控制柜 ETS控制柜是系统的核心部分，完成系统的控制 和监视，由电气超速组件、逻辑组件、电源组件及 端子排组成。机柜上部装有两块转速表，中间部分 为两组PC机，下面装有一块模拟试验盘，并有7个 电源指示灯，即对应有7电源开关。 7个电源指示 灯分别用于指示A、B侧220V；A、B侧110V；A 、B侧24V和24V电源(模拟试验盘的电源)。最下 面还有3个预制电缆插座。
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汽轮机紧急跳闸保护系统
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ETS的功能：
ETS(emergency trip system) 是汽轮机危急跳闸 系统的简称。危急跳闸系统用以监视汽轮机的某些参数 ，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部
汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机。ETS与TSI(汽轮机安 全监视仪表系统)、DEH(数字电液调节系统)一起构成 汽轮发电机组的监控系统。
电力系统继电保护第六章第三节
6.3 方向比较式纵联保护
常以输电线载波做为通信通道，因此又称为高频保护。
方向比较式纵联保护比较的是线路两端的功率方向， 又称为方向高频保护。 距离纵联保护比较的是线路两端距离元件的动作情 况，又称为距离高频保护。
纵联方向保护既可构成闭锁式保护也能构成允许式 保护。
6.3.2 闭锁式方向比较式纵联保护
一、高频闭锁距离保护（超范围闭锁式）
能不能把两者结合起来，取两者的优点？
可以。做成闭锁式距离纵联保护(又称为高频闭锁距离保护)， 使得内部故障时能够瞬时动作，而在外部故障时具有不同的时 限特性，起到后备保护的作用。
I段动作直接跳闸
II段启动区内瞬时动作，区外原II段延时，保证选择性 III段启动经延时后备动作跳闸
6.3.2 闭锁式方向比较式纵联保护
方向元件分析：
(3) 负序方向元件、零序方向元件 负序方向元件、零序方向元件不受系统振荡的影响，可
以反应各种不对称短路或接地短路。三相短路一般在短路开 始瞬间，总有负序或零序分量，因此对三相短路也能反应。 基本不受短路点过渡电阻的影响。
受非全相运行的影响较大，在系统非全相运行时可能误 动。解决方法：在非全相运行期间退出负序方向元件、零序 方向元件。
距离保护可以作为变电站母线和下级线路的后备，而且 其中的主要元件(启动元件、方向阻抗元件等)也可作为实现 闭锁式纵联保护的元件，但距离保护无法实现全线速动。 一般方向元件只能判别方向，动作范围必须超过线路全长， 属于超范围整定。距离元件（方向阻抗继电器）不仅可以有 方向性，还有固定的动作范围，可以超范围整定，也可以欠 范围整定。
1、闭锁式方向纵联保护的工作原理
以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭锁信号 的方式构成，由短路功率方向为负的一端发出，这个信号 被两端的收信机所接收，而把保护闭锁，故又称为高频闭 锁方向保护。
工厂供配电系统保护
对电力线路的保护装置，灵敏度的要求低一些，但对其选择性动作的要 求较高。
❖ 继电保护装置除满足上面的基本要求外，还要求投资省，便于调试及维护， 并尽可能满足电气设备运行的条件。
工厂供配电系统的保护
第六章
三、工厂常用保护装置的类型
信号继电器有两种：一种继电器的线圈是电压式的，并联接入电路；另一种 继电器的线圈是电流式的，串联接入电路。
文字符号：KS 图形符号：
工厂供配电系统的保护
第六章
6.2.4 电磁式时间继电器
用来使保护装置获得所需要的延时，以保证保护装置动作的选择性。 当继电器的线圈接上工作电压时，经过一定的时间，继电器的触点才动作。 动作时限调整：通过改变主静触头的位置，即改变主动触头的行程获得。
短路计算—动作电流整定IOP、动作时限整定
工厂供配电系统的保护
第六章
2）可靠性
保护装置在其保护范围内发生故障时，必须可靠动作，不应拒动 作，在不该它动作的情况下就不应该误动作。
如图所示系统K点发生短路，保护3不应该拒动作，保护1和保护 2不应该误动作。
工厂供配电系统的保护
第六章
3）快速性 保护装置应尽快动作，迅速切除故障,以减少对用电设备的影 响。如果故障能在0.2s内切除，则一般电动机就不会停转。迅 速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害程度， 减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复正常运 行的过程，提高系统的稳定性。
1.25
3～10kV架空线路
1.5
工厂供配电系统的保护
第六章
❖ 速动性和选择性往往是有矛盾的，当两者发生矛盾时，一般应首先满足选 择性而牺牲一点速动性。但应在满足选择性的前提下，尽量缩短切除故障 部分的延时。对一个具体的保护装置来说，在无法兼顾选择性和速动性的 情况下，为了快速切除故障部分以保护某些关键设备，或者为了尽快恢复 系统的正常运行，有时甚至也只好牺牲选择性来保证速动性。
ETS保护系统介绍
1、ETS系统介绍
ETS（EMERGENCY TRIP SYSTEM）是汽轮机危急跳闸系统的简称。
当某些参数超过运行限制值时，ETS系统保护动作，迅速关闭汽轮机各汽门，起到保护汽轮机安全的作用。
ETS保护动作通过跳闸电磁阀实现。
汽轮机前箱右侧共有6个电磁阀，包括2个OPC电磁阀和4个AST电磁阀。
（1）、OPC电磁阀
OPC,即OVERSPEED PROTECTION CONTROLLER 超速保护，两个电磁阀并联布置，任意一个动作时，卸油关闭高、中压调门，其动作转速3090r/min即通常所说的103.
动作原则：带电动作，断电关闭。
宁可拒动，不可误动。
（2）、AST电磁阀
AST,即AUTOMATIC SHIFT TRIP危机遮断，采用“双通道”原理，当一个通道中的任一只电磁阀打开都将使该通道跳闸；但不能使汽轮机进汽阀关闭，只有当两个通道都跳闸时，才能使汽轮机进汽阀关闭，起到跳闸作用，可有效地防止“误动”和“拒动”。
1、3并联组成第一通道，2、4并联组成第二通道，一、二通道再串联，只有1、3中任意一个和2、4中任意一个同时动作，AST 电磁阀才能打开，实现停机目的。
动作原则：断电动作，带电关闭。
宁可误动，不可拒动。
20-2/AS T
20-1/AS T
20-3/A S T20-4/A S T
（图3）
ASP，危机遮断电磁阀油压，ASP1、ASP2,可根据压力判断电磁阀是否泄漏。
TV 高压主汽门 2个
GV 高压调节门 4个
IV 中压调节门 2个
RSV 中压主汽门 2个。
供配电系统的保护
当继电器的线圈断电时,继电器在返 回弹簧的作用下返回。
第2节
为了缩小继电器的尺寸和节约材料, 时间继电器的线圈通常不按长时间接上 额定电压来设计。因此凡需长时间接上 电压工作的时间继电器,应在它动作后, 利用其常闭的瞬时触点的断开,使其线圈 串入限流电阻,以限制线圈电流,免使线 圈过热烧毁,同时又能维持继电器的动作 状态。
图 6-1 是 过 电 流 保 护 的 框 图。当线路上发生短路时,起 动用的电流继电器KA瞬时动 作,使时间继电器KT起动。KT 经整定的一定延时后,接通信 号继电器KS和中间继电器KM。 KM 就 接 通 断 路 器 QF 的 跳 闸 线圈回路,使断路器跳闸,从而 切除短路故障。
图6-1 过电流继电保护框图 KA—电流继电器 KT—时间继电器 KS—信号继电器 KM—中间(出口)继电器
第2节
这种快吸快放的DZ-10系列电磁式中间继电器的内部接线及其图形符号和文字符号, 如图6-9所示。
图6-9 DZ-10系列电磁式中间继电器的内部接线及其图形符号和文字符号
第2节
(五)感应式电流继电器 感应式电流继电器兼有上述电磁式电流 继电器、时间继电器、信号继电器和中间 继电器的功能,而且可用来同时实现过电流 保护和电流速断保护,从而可使继电保护装 置大大简化,减少投资,因此在用户的中小型 变配电所中应用极为广泛。感应式电流继 电器属测量继电器。 常用的GL-10、20系列感应式电流继电 器的内部结构如图6-10所示。
第1节
第1节
以上四项要求对于一个具体的保护装置来说,不一定都是同等重要的,而是往往有所 侧重。例如对电力变压器,由于它是供配电系统中最关键的设备,因此对它的保护装置的 灵敏度要求较高;而对一般电力线路的保护装置,其灵敏度要求可低一些,但其选择性要 求较高。又例如,在无法兼顾保护选择性和速动性的情况下,为了快速切除故障以保护某 些关键设备,或者为了尽快恢复系统的正常运行,有时甚至牺牲选择性来保证速动性。
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第六章危急跳闸保护系统
第一节概述
在机组运行中，为防止部分设备失常造成汽轮机严重损坏，本机组装有危急跳闸保护（AST）。
在发生异常情况时，使汽轮机危急停机，保护汽轮机安全。
危机跳闸系统监视汽轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。
另外汽轮机还装有超速保护系统（OPC）。
当电网全部故障时发电机负荷较大幅度减少时，为防止汽轮发电机与电网解列后，造成重新并网的困难，以及防止解列以后造成电网不稳定，超速保护系统使调节阀暂时关闭，减少汽轮机的进汽量及功率，待电网故障排除后再重新开启。
因此本机组设有AST和OPC。
危急跳闸系统监视汽机的某些运行参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。
被监视的参数有如下各项：汽轮机超速、推力轴承磨损、轴承油压过低、冷凝器真空过低、抗燃油油压过低。
另外，还提供了一个可接所有外部遮断信号的遥控遮断接口。
危急跳闸系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机遮断电磁阀（20/AST）和二只超速保护控制阀
（20/OPC）的危急遮断控制块（亦称电磁阀组件）、隔膜阀、空气引导阀和几只压力开关等所组成。
第二节主要设备及结构
1．四只自动停机电磁阀（20/AST）
在正常运行时，它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断（AST）母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。
当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。
电磁阀（20/AST）是组成串并联布置，这样就有多重的保护性。
每个通道中至少须一只电磁阀打开，才可导致停机。
同时
也提高了可靠性，四只AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。
四个AST电磁阀构造相同，它们均是二级阀。
以20-1/AST为例，正常运行时，电磁阀带电关闭，此时第一级阀关闭，高压抗燃油经节流孔通到第一级阀处被堵住，故在二级阀左边作用着高压抗燃油，加上弹簧的作用，使二级阀紧紧地压在阀座上阻止了危急跳闸油路油流的泄出。
当电磁阀失电，第一级阀开启，高压抗燃油经一级阀至回油管路，作用在二级阀右边的AST 油在油压作用下，克服了弹簧力向左移动，二级阀开启。
危急跳闸油路泄压漏至并联的#1和#4电磁阀。
正常运行时，四只电磁阀同时通电和断电，故从#1电磁阀来的危急跳闸油流作用下#2及#4电磁阀的二级阀均开启，危急跳闸油路泄压，高中压主调速汽门相继关闭。
如果后两个并联的电磁阀有一只拒动，并不影响危机跳闸油路泄压及进汽阀的关闭。
同样，#1和#3电磁阀也是并联连接的，当危急跳闸信号作用在这两只并联的电磁阀上，若有一只拒动，也不会影响危急跳闸油路泄压及进汽阀的关闭。
反之，如果有一只电磁阀误动，也不会使危急跳闸油路泄压而影响正常运行。
2．二只超速保护控制电磁阀（20/OPC）
OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀，它们是受DEH控制器的OPC部分所控制。
并联布置。
正常运行时，该二个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液的泄放通道，使调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC控制板动作，例如转速达103％额定转速时，该二个电磁阀就被励磁（通电）打开，使OPC母管油液泄放。
这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。
因此，当有故障信号时，即使一路信号消失，另一路仍可动作。
3．危急遮断控制块
为了方便调整及集中管理，四只AST电磁阀，二只OPC电磁阀均放在一个危急跳闸控制块上，该控制块主要功能是为自动停机危急遮断（AST）与超速保护控制（OPC）母管之间提供接口。
控制块内部有二只逆止阀，当AST油路泄油时，逆止阀打开，OPC油路也泄油，当OPC油路泄油时，逆止阀关闭，保持AST油路油压不变。
控制块内加工了必要的通道，以
连接各元件。
所有孔口或为了连接内孔而必须钻通的通孔，都用螺塞塞住，每个螺塞都用“O”型圈密封。
4．二个单向阀
二个单向阀安装在自动停机危急遮断（AST）油路和超速保护控制（OPC）油路之间，当OPC电磁阀通电打开，单向阀维持AST的油压，使主汽门和再热主汽门保持全开。
当转速降到额定转速，OPC电磁阀失电关闭，调节阀和再热调节阀重新打开，从而由调节汽阀来控制转速，使机组维持在额定转速，当AST电磁阀动作，AST油路油压下跌，OPC油路通过两个单向阀，油压也下跌，将关闭所有的进汽阀而停机。
5．隔膜阀（参见图15）
它联接着润滑油（低压安全油）系统与EH油（高压安全油）系统，其作用是当润滑油系统的压力降到不允许的程度时，可通过EH油系统遮断汽轮机。
隔膜阀装于前轴承座的侧面，当汽轮机正常运行时，润滑系统的透平油通入阀盖内隔膜（或活塞）上面的腔室中，克服了弹簧力，使阀保持在关闭位置，堵住EH危急遮断油母管通向回油的通道，使EH系统投入工作。
机械超速遮断机构或手动超速试验杠杆的单独动作，或同时动作，均能使透平油油压力降低或消失，因而使压缩弹簧打开隔膜阀阀门，把EH危急遮断油排到回油管，AST安全油迅速失压将关闭所有的进汽阀。
6．EH油压低试验装置
在EH系统中，当EH油压低于9.5MPa时，由63-1,4/LP压力开关输出遮断信号，通过ETS 系统迅速遮断汽轮机，以确保机组安全、可靠运行。
EH 油压低试验装置主要用于在线试验63-1,4/LP 压力开关的正常与否。
它提供了完全对称的二个通道，当机组正常运行时，通过操作其中的一个通道，便会测出压力的动作正常而不会引跳机。