发变组保护保护课件

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敏度,在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流,提高了差动保护的可靠性。
变斜率比例差动的优点
由于一开始就带制动,差动保护动作特性较好地与 差流不平衡电流配合,因此差动起始定值可以安全地 降低;
提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏 度,尤其是机组起停过程中(45~55Hz)内部轻微故 障差动保护的灵敏度;
失去原动力变成电动机运行时,会对汽轮机尾部叶片造成危害,所以大 型机组要设逆功率保护用于保护汽轮机;
常见故障及保护配置
程序逆功率:在逆功率的基础上加上了汽轮机主汽门的位置闭锁, 即只有保护收到汽轮机主汽门关闭的信号且满足逆功率定值时, 保护才会动作。
过励磁保护:防止发电机及变压器因过励磁造成的危害; 频率异常保护:大型发电机允许的频率变化范围是48.5-50.5Hz,当
保护原理
励磁涌流对变压器并无危险,因为其存在的时间很短, 但却可能使发变组差动(变压器差动)出现误动现象。为了 避免这种误动,根据励磁涌流的特点引入了励磁涌流闭锁差 动保护的原理。 励磁涌流的特点: 1)含有大量高次谐波,其中以二次谐波为主; 2)含有大量非周期分量,使涌流偏向于时间轴的一侧; 3)励磁涌流波形出现间断角。
频率过低或过高时,会对汽机轮叶片造成危害,频率异常保护就是 防止汽轮机叶片及其拉金的断裂事故.可分为低频保护和过频保护。 误上电(突加电压)保护:防止发电机在不具备并网条件下,发 电机出口开关误合闸,对电网和发电机造成危害。 启停机保护:在发电机启、停机过程中,反应定子绕组相间短路 和单相接地故障。
可以防止区外故障TA不一致造成的误动。
保护原理
3.2励磁涌流闭锁原理 励磁涌流:
变压器在空载合闸或外部故障切除后电压突然恢复的 过程中,可能会产生很大的冲击电流,其数值可达变压器 额定电流的6~8倍,这个电流称之为励磁涌流。
保护原理
如果变压器一次侧合闸瞬间正好是电压过零时,由于变压器铁芯 中的磁通相位落后电压90度,所以此时铁芯中的磁通为最大,但 是磁通是不能突变的,所以铁芯中会产生一个方向相反随时间衰 减的直流磁通来抵消这个最大值,经过半个周期后,这个直流磁 通又与交流磁通方向相同,二者相加,就使得铁芯饱和,就会产 生很大的激磁涌流。经过若干个周期以后,直流磁通完全衰竭, 铁芯中就是正常工作的额定交流磁通了。
常见故障及保护配置
一、常见故障及保护配置 1.发电机常用见的故障和不正常工作状态 1.1常见的故障: 定子绕组相间短路,-故障率最高 定子绕组匝间短路;
(1)同相同分支绕组的匝间短路; (2)同相不同分支绕组间的匝间短路; 定子绕组单相接地短路; 转子绕组一点或两点接地; 低励失磁;
常见故障及保护配置
保护原理
4.2三次谐波定子接地保护 正常运行时: 机端三次谐波电压US3<中性点三次谐波电压UN3;
单相接地时:US3/UN3=(1-α)/ α ,α < 50%时,US3≥UN3
三次谐波电压定子接地保护只能保护发电机中性点附近25%的范围。 三次谐波保护动作方程:
US3/UN3>K3wzd 式中K3为三次谐波电压比值整定值。 由基波零序电压和三次谐波电压共同构成发电机定子绕组的100%
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。
发变组保护
讲解人:王峰
发变组保护装置采用南瑞RCS-985A数字式发 电机变压器保护装置,提供发变组所需要的 全部电量保护,保护范围:主变、发电机、 高厂变、励磁变、脱硫变。发变组保护装置 共配置三块屏,A、B屏配置两套RCS-985A, 可以实现主保护、异常运行保护、后备保护 的全套双重化。两套保护取不同组TA,主保 护、后备保护共用一组TA,出口对应不同的 跳闸线圈。C屏配置非电量保护装置。
87AT
TV3
TV5 *
TA9
TA10
TV6 *
保护原理
二、保护原理 1. 发电机差动保护 1.1比率制动式差动保护
差动电流、制动电流计算公式: 差动电流:
制动电流:
变斜率比例差动保护特性
发电机 12000A
发电机 900A
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
动作区域上多了两块灵敏动作区,少了一块易误动区,在区内故障时保证较高的灵
常见故障及保护配置
2.2常见的不正常工作状态 变压器常见的不正常工作状态包括: 外部故障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; 外加电压过高或频率过低引起的过励磁。
常见故障及保护配置
3.发电机保护的配置 纵联差动保护:反应定子绕组及其引出线的相间短路; 匝间保护:反应定子绕组的匝间短路故障; 单相接地保护:反应定子绕绕组单相接地故障;包括基波
保护跳闸出口方式:
保护跳闸出口方式: 灭磁;(跳灭磁开关) 灭磁、启动失灵;(跳灭磁开关、启动失灵) 解列灭磁、启动失灵;(跳灭磁开关、启动失灵、
启动A、B分支快切、跳中断路器、跳边断路器、 跳脱硫变) 全停;(跳灭磁开关、启动失灵、启动A、B分支 快切、跳中断路器、跳边断路器、跳脱硫变、关 主汽门)
高厂变低压侧分支零序过流保护:保护高厂变低压 绕组及其分支引出线单相接地故障的保护,同时也 可作为6kV工作段母线上各元件单相接地故障的后 备保护。
高厂变通风启动保护:用于启动冷却器。 励磁变速断、过流保护:励磁变绕组相间短路的保
护。 励磁绕组过负荷:即转子绕组过负荷。
常见故障及保护配置
发变组非电量保护的配置: 发电机断水保护; 主变瓦斯保护,包括重瓦斯和轻瓦斯; 主变压力释放保护; 主变温度保护,包括油温和绕组温度; 主变油位异常保护; 主变冷却器全停保护; 高厂变瓦斯保护,包括重瓦斯和轻瓦斯; 高厂变压力释放保护; 高厂变温度保护,包括油温和绕组温度; 高厂变油位异常保护;
可以根据励磁涌流的这些特点,制定励磁涌流闭锁差 动保护的原理,常用的有二次谐波制动和波形判别原理。
保护原理
谐波制动原理 采用三相电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭
锁的判据,动作方程为:
其中I2为每相差动电流中的二次谐波,I1为对应相的差流 基波,K2xb为二次谐波制动系数整定值。 当任一相电流中二次谐波的含量超过基波含量的一定值 时, 闭锁差动保护。
保护原理
电流比率制动原理匝间保护能保证外部故障时 不误动,内部故障时灵敏动作,由于采用了电 流比率制动的判据,零序电压定值只需按躲过 正常运行时最大不平衡电压整定,因此提高了 发电机内部匝间短路时的保护灵敏度。
当匝间保护专用PT发生一次断线时,必须 闭锁纵向零序电压保护,否则可能会使保护误 动。
TA1 * TV4
TA01
发变组主保护配置图
TA2 *
500KV
87MT
87MT 主变差动 87G 发电机纵差 87GS 发电机横差 87AT 高厂变差动 87ET 励磁变差动
TV1 TV2
87G
TA6 *
TA7
* TA05
87GS
* TA11
87ET
* TA12
TA03
* TA8 TA5
*
TA04
后备保护。 主变高压侧单相接地保护:主பைடு நூலகம்高压侧单相接地故障的后备
保护。 主变通风启动保护:当电流超过整定值时,启动主变冷却器。 主变高压侧间隙保护:主变高压侧中性点经间隙接地运行时
主变的后备保护。
常见故障及保护配置
高厂变复压过流保护:高厂变、6kV工作段母线故 障的后备保护。
高厂变低压侧分支过流保护:高厂变低压侧分支及 6kV工作段母线相间短路的保护。
定子绕组过电压保护:用以切除机组突然甩负荷后引起的定子绕组过 负荷;
负序过电流保护:防止电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称 时, 定子绕组中产生的负序电流对发电机造成危害;可分为定时限负序 过电流、反时限负序过电流。
失步保护:大型发电机应装设反应系统振荡过程的失步保护; 逆功率保护:当汽轮机主汽门关闭时,发电机出口开关未跳闸时,发电机
1.2常见的不正常工作状态: 定子过负荷和定子绕组过电流; 定子绕组过电压; 三相电流不对称; 失步; 逆功率; 过励磁; 转子绕组过负荷;
常见故障及保护配置
2.变压器常见故障及不正常工作状态 2.1常见的故障
变压器的故障可分为内部故障和外部故障,内部 故障是指变压器油箱内部发生的故障,外部故障是指 油箱外部绝缘套管及其引出线上的故障,主要有: 各相绕组间的相间短路故障; 单相绕组匝间短路; 单相绕组及引出线的单相接地故障; 绝缘套管闪络或单相接地故障; 引出线之间发生的相间短路故障。
常见故障及保护配置
断路器断口闪络保护:本保护用于大型发电机-变压器 组在并列之前或跳闸后,在发电机电势与系统电压存 在角差导致断路器断口过电压而发生闪络现象时保护 发电机。
常见故障及保护配置
发变组、主变、高厂变、励磁变保护配置 发变组差动保护:可以同时保护发电机、主变、高厂变及其
之间引线的相间短路故障。(我厂不投) 主变差动保护:反应主变及其套管引出线的相间短路故障。 高厂变差动保护:反应高厂变及套管引出线的相间短路。 主变复合电压过流保护:主变、高压母线和相邻线路故障的
发电机内部匝间短路表现为机端三相对中性点的不平衡 (发电机中性点不直接接地),即对中性点而言机端三相出现 纵向零序电压;当发电机内部或外部发生单相接地故障时,机 端三相对地出现横向零序电压。为了检测发电机的匝间短路 (包括定子绕组开焊故障),必须测量纵向零序电压但又不反 应横向零序电压,以免混淆单相接地故障和不对称短路,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。
我厂的匝间保护由经工频变化量负序功率方向闭 锁的高定值段匝间保护和电流比率制动式纵向 零序电压构成的灵敏段匝间保护组成,电流比 率制动纵向零序电压的动作方程为:
式中,Uzo为机端纵向零序电压, Uzozd为纵向零序电压整定值,(250V低值,高值666.6V,0.2S) Imax为机端相电流最大值, I2为发电机机端负序电流, Kzo为比率制动系数, Ie为发电机额定电流,制动系数受工频变化量负序功率方向 影响。
保护原理
3发电机匝间保护 3.1单元件式横差保护(我厂不投) 对于双Y接线的定子绕组,匝间短路 故障时会在两中性点连线中出现电流, 因此取用中性点连线上的电流可以构 成定子绕组的匝间短路保护。 这种匝间短路保护要求发电机必须是 双Y接线,且中性点有六个引出端子, 具有一定的局限性。
纵向零序电压构成的匝间保护
零序电压和三次谐波电压比率接地保护。 转子回路接地保护:反应转子回路一点和两点接地故障; 低励、失磁保护:防止大型发电机低励或失磁后,从系统
中吸收大量无功功率对系统产生的不利影响; 过负荷保护:防止发电机长期过负荷运行,大型发电机分
别装设有定子过负荷和转子绕组过负荷保护;
常见故障及保护配置
定子绕组过电流保护:发电机纵差保护的后备保护,同时也可以做发电 机外部故障的后备保护;包括定时限和反时限过电流。
保护原理
4发电机定子绕组接地保护 4.1基波定子绕组接地保护 正常情况下: 发电机三相电压中的基波零序电压3U0很小;
单相接地故障时: 就出现3U0 ,其大小与故障点位置有 关。 动作方程:
Un0>U0zd
式中,Un0为发电机中性点零序电压,U0zd为零序电压整 定值。(916.6V,0.5S)
基波零序电压保护能保护发电机定子绕组从机端到中性 点的85%-95%,并不能保护全部定子绕组,存在死区。
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