发电机——变压器组的保护配置课件1
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发电机——变压器组的保护配置课件1
TV配置方案说明
1.A、B屏尽量采用不同的电压互感器或互相独立的绕 组。 2.对于发电机保护，配置匝间保护方案时，为防止匝 间保护专用TV高压侧断线导致保护误动，一套保护需 引入两组TV。如考虑采用独立的TV绕组，机端配置的 TV数量太多，一般不能满足要求。发电机机端建议配 置三个TV绕组：TV1、TV2、TV3，A屏接入TV1、TV3电 压，B屏接入TV2、TV3电压。正常运行时，A屏取TV1电 压，TV3作备用，B屏取TV2电压，TV3作备用，V，只做复压过流的复压后备，不做接地保护的后备） 3. 对于零序电压，一般没有两个绕组，同时接入两 套保护装置。
保护配置原则
（1）着眼点不应仅限机组本身，而且要从保障整个电力系统安 全运行来综合考虑 （2）大型发电机组继电保护的配置并没有统一的规定，机组容 量越大采用保护的种类越多，要求性能指标越高
（3）能可靠地检测出发电机可能发生的故障及不正常运行状态 为前题，提出继电保护应双重化
后备及其他保护的配置
应对以下保护给予足够的重视： 1）包括双重化差动保护、定子接地保护、负 序过流保护、过励磁（过电压）保护、失磁失 步保护 2）相应的考虑配置低频、误上电、起停机保 护 3）保护特性方面应考虑机组的能力相匹配， 尽可能在过热保护上采用反时限特性。
后备保护配置说明
A、B屏均配置发变组单元全部后备保护，各自使用 不同的TA。 （1）对于零序电流保护，如没有两组零序TA，则A 屏接入零序TA，B屏采用套管自产零序电流。此方式 两套零序电流保护范围有所区别，定值整定时需分 别计算。 （2）转子接地保护因两套保护之间相互影响，正常 运行时只投入一套，需退出本屏装置运行时，切换 至另一套转子接地保护。
发电机-变压器保护配置
1.1.1. 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置图1-3-1是600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置，高压侧为3/2断路器。
123456456123456123=QB12=QB10=QB11图1-3-1 600(300)MW-500kV 汽轮发电机变压器组保护配置图说明：★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元主保护配置为：发电机纵差保护、发电机匝间保护（单元件横差保护或负序增量方向闭锁纵向零序电压保护）、主变差动保护、发变组差动保护、高厂变差动保护、励磁机（变）差动保护。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元发电机后备保护和异常运行保护配置为：相间阻抗保护、基波零序电压保护、三次谐波电压保护、转子一点接地保护、转子两点接地保护、定反时限定子绕组过负荷保护、定反时限转子表层过负荷保护、失磁保护、失步保护、过电压保护、定反时限过励磁保护、逆功率保护、程序跳闸逆功率保护、低压记忆过流保护、频率异常保护、起停机保护、突加电压保护、电超速保护、ＴＡ断线保护、ＴＶ断线保护。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元变压器后备保护配置为：相间阻抗保护（复合电压过流保护）、零序电流保护、间隙零序电流电压保护、过负荷、ＴＡ断线、ＴＶ断线。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元高厂变后备保护配置为：复压过流保护、分支低压过流保护、分支零序过流保护、分支零序过电压保护、过负荷、通风启动、ＴＡ断线、ＴＶ断线。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元励磁机（变）后备保护配置为：励磁机（变）过电流保护、定反时限励磁绕组过负荷保护、ＴＡ断线。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元其它保护：失灵启动、断路器断口闪络保护、非全相运行保护、发电机断水保护、发电机热工保护、励磁系统故障、系统保护动作联跳；主变及厂变全部非电量保护。
电力变压器的保护配置与整定计算概述PPT课件( 20页)
二、变压器保护配置的基本原则
1、瓦斯保护:
800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变 压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故 障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器， 轻瓦斯保护动作于发出信号。
2、纵差保护或电流速断保护:
6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变 压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应 装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护
继电器的动作电流：
I op.r
AW0 Ww.set
4、确定非基本侧平衡绕组
• 三绕组变压器： Wnb.calI2.bI2.nIb2.nbWd.set • 双绕组变压器： Wnb.calII22..nbbWw.setWd.set
式中：
I 2.b ——额定情况下，基本侧TA二次侧电流；
I 2.nb ——额定情况下，非基本侧TA二次侧电流；
AW 0 ——DCD-2继电器额定动作磁势，取60安.匝；
K con ——基本侧TA接线系数；
nTA ——基本侧TA变比；
选用 W w.set ≤ W w.cal
工作绕组匝数 W w.se t W d.se tW b.set
根据DCD—2差动线圈的固有数值，先选定差动线圈的匝数，则基本
侧平衡线圈匝数即可得到。
第2章 电力变压器的保护配置与整定计算
知识与能力： 掌握变压器保护的配置原则，理解三绕组
变压器后备保护及过负荷保护配置；了解瓦斯 保护工作原理；基本能对变压器的保护进行整 定计算方法。
2.1 电力变压器保护配置的原则
一、变压器的故障类型与特征
1、瓦斯保护:
800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变 压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故 障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器， 轻瓦斯保护动作于发出信号。
2、纵差保护或电流速断保护:
6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变 压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应 装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护
继电器的动作电流：
I op.r
AW0 Ww.set
4、确定非基本侧平衡绕组
• 三绕组变压器： Wnb.calI2.bI2.nIb2.nbWd.set • 双绕组变压器： Wnb.calII22..nbbWw.setWd.set
式中：
I 2.b ——额定情况下，基本侧TA二次侧电流；
I 2.nb ——额定情况下，非基本侧TA二次侧电流；
AW 0 ——DCD-2继电器额定动作磁势，取60安.匝；
K con ——基本侧TA接线系数；
nTA ——基本侧TA变比；
选用 W w.set ≤ W w.cal
工作绕组匝数 W w.se t W d.se tW b.set
根据DCD—2差动线圈的固有数值，先选定差动线圈的匝数，则基本
侧平衡线圈匝数即可得到。
第2章 电力变压器的保护配置与整定计算
知识与能力： 掌握变压器保护的配置原则，理解三绕组
变压器后备保护及过负荷保护配置；了解瓦斯 保护工作原理；基本能对变压器的保护进行整 定计算方法。
2.1 电力变压器保护配置的原则
一、变压器的故障类型与特征
发电机保护的配置 ppt课件
C
C B
C 0 — —各相对地的电容； C — —外部元件的对地电容； α — — K点到N点之间的匝数与 全部匝数之比。
近似估算时，机端有：
α N
K
A
A 1 E A U B E A U B E U C E A C E
PPT课件
机端
E3
US3
UN3
E3
特征为： US3 1 1 当 0.5时 UN3
0
PPT课件
0.5
1
28
3. 保护原理
归纳特征如下： 正常运行 金属性接地
US3 CG 1 U N 3 CG 2C
US3 1 1 当 0.5时 UN3
US3 于是，可以将 U 1 作为定子单相接地的判据。 N3
C
分析表明，中性点经消弧
US3 CG 特征为： 1 U N 3 CG 2C
线圈接地时，也满足此特征。
PPT课件 27
2. 定子单相接地
金属性接地时， 三次谐波系统的等
N
E 3
1 E 3
S
效电路如图所示。
UN3
C G 2
中性点
1 CG
2
US3
C
可求得： U S 3 1 来自 E 3 U N 3 E 3
（1）启动电流I op的整定 躲过发电机额定工况下的最大不平衡电流。计及误差后，
有：
I op K rel I er 1 I er 2
I er 1 — —TA变比的误差（同型号），取0.06 I N； I er 2 — —二次误差，一般取0.1 I N。
17
式中 K rel — —可靠系数，取1.5 ~ 2；
C B
C 0 — —各相对地的电容； C — —外部元件的对地电容； α — — K点到N点之间的匝数与 全部匝数之比。
近似估算时，机端有：
α N
K
A
A 1 E A U B E A U B E U C E A C E
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机端
E3
US3
UN3
E3
特征为： US3 1 1 当 0.5时 UN3
0
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0.5
1
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3. 保护原理
归纳特征如下： 正常运行 金属性接地
US3 CG 1 U N 3 CG 2C
US3 1 1 当 0.5时 UN3
US3 于是，可以将 U 1 作为定子单相接地的判据。 N3
C
分析表明，中性点经消弧
US3 CG 特征为： 1 U N 3 CG 2C
线圈接地时，也满足此特征。
PPT课件 27
2. 定子单相接地
金属性接地时， 三次谐波系统的等
N
E 3
1 E 3
S
效电路如图所示。
UN3
C G 2
中性点
1 CG
2
US3
C
可求得： U S 3 1 来自 E 3 U N 3 E 3
（1）启动电流I op的整定 躲过发电机额定工况下的最大不平衡电流。计及误差后，
有：
I op K rel I er 1 I er 2
I er 1 — —TA变比的误差（同型号），取0.06 I N； I er 2 — —二次误差，一般取0.1 I N。
17
式中 K rel — —可靠系数，取1.5 ~ 2；
变压器保护配置及整定说明27页PPT
（2）变压器外部故障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，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。
电力变压器介绍（二）
四、怎么样保证变压器的安全运行
为了防止变压器在发生各种类型鼓掌和不正常运行时造成不应有的 损失，保证电力系统连续安全运行，变压器一般装设以下继电保护装置：
复合电压闭所方向过流保护的逻辑图：
变压器的后备保护
二、变压器的过负荷保护 过负荷保护一般取三相电流，该保护在变压器保护中有三个作用： （1）用于发变压器过负荷告警信号； （2）用于启动变压器风扇冷却设备； （3）对于有载调压变压器则还要作用于闭锁有载调压 。
由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成油面降低、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。
三、变压器的故障类型（可分内部故障和外部故障两种）
（1）变压器内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要有：各 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。
电力变压器保护的配置
电力变压器的微机保护和常规保护的配置原则基本上是一样的，但由于微机保护 软件化的特点，一般微机保护的配置比较齐全、灵活。
一、中、低压变电所主变压器的保护配置：
（一）主保护配置 （1）比率制动式差动保护。中、低压变电所主变容量不会很大，通常采用二次谐
波闭锁原理的比率制动式差动保护。 （2）差动速断保护； （3）本体主保护。本体重瓦斯、有载调压重瓦斯和压力释放。
⑴、 中性点直接接地的零序保护方式 ⑵、 中性点不接地的零序保护方式 ⑶、 中性点经放电间隙接地的零序保护方式
五、变压器保护的电流平衡整定
电力变压器介绍（二）
四、怎么样保证变压器的安全运行
为了防止变压器在发生各种类型鼓掌和不正常运行时造成不应有的 损失，保证电力系统连续安全运行，变压器一般装设以下继电保护装置：
复合电压闭所方向过流保护的逻辑图：
变压器的后备保护
二、变压器的过负荷保护 过负荷保护一般取三相电流，该保护在变压器保护中有三个作用： （1）用于发变压器过负荷告警信号； （2）用于启动变压器风扇冷却设备； （3）对于有载调压变压器则还要作用于闭锁有载调压 。
由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成油面降低、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。
三、变压器的故障类型（可分内部故障和外部故障两种）
（1）变压器内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要有：各 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。
电力变压器保护的配置
电力变压器的微机保护和常规保护的配置原则基本上是一样的，但由于微机保护 软件化的特点，一般微机保护的配置比较齐全、灵活。
一、中、低压变电所主变压器的保护配置：
（一）主保护配置 （1）比率制动式差动保护。中、低压变电所主变容量不会很大，通常采用二次谐
波闭锁原理的比率制动式差动保护。 （2）差动速断保护； （3）本体主保护。本体重瓦斯、有载调压重瓦斯和压力释放。
⑴、 中性点直接接地的零序保护方式 ⑵、 中性点不接地的零序保护方式 ⑶、 中性点经放电间隙接地的零序保护方式
五、变压器保护的电流平衡整定
电力系统继电保护--电力变压器保护与发电机保护 ppt课件
（1）变压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起 的过负荷，风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等； （2）中性点不接地运行的星形接线变压器，中性点过电压 （3）过电压或低频率等异常运行工况下变压器过励磁
ppt课件 3
变压器的不正常运行状态主要有：
二、变压器纵差动保护
1. 两边电流互感器的变比不同 2. Yd11的接线方式，改变纵差动保护的接 线方式消除这个电流 1. 计算变比与实际变比不一致 2. 变压器带负荷调节分接头 3. 电流互感器传变误差产生的不平衡电流 1). 不平衡电流实际上是两个电流互感器励 磁电流之差 2). 铁芯是否饱和以及饱和的程度，除了与 电流互感器的磁化曲线和一次电流有关外， 还与二次负载有关 3). 非周期分量的存在将大大增加电流互感 器的饱和程度->电流互感器的暂态误差 4). 差动保护是瞬时动作的，必须考虑非周 期分量引起的暂态不平衡电流
七、变压器保护配置原则
2. 纵差动保护或电流速断保护 对于容量为 6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用变压 器和并列运行的变压器，10000kVA及以上的发电厂厂用备用 变压器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断 保护用于对于容量为10000kVA以下的变压器，当后备保护的 动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。对2000kVA以上 的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，应装 设纵差动保护。 3. 外部相间短路和接地短路时的后备保护 变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启 动的过电流保护、过电压复合启动的过电流保护以及负序过 电流保护等，也有采用阻抗保护作为后备保护的情况。 接地短路时，变压器中性点零序电流，母线零序电压。 14 ppt课件
ppt课件 3
变压器的不正常运行状态主要有：
二、变压器纵差动保护
1. 两边电流互感器的变比不同 2. Yd11的接线方式，改变纵差动保护的接 线方式消除这个电流 1. 计算变比与实际变比不一致 2. 变压器带负荷调节分接头 3. 电流互感器传变误差产生的不平衡电流 1). 不平衡电流实际上是两个电流互感器励 磁电流之差 2). 铁芯是否饱和以及饱和的程度，除了与 电流互感器的磁化曲线和一次电流有关外， 还与二次负载有关 3). 非周期分量的存在将大大增加电流互感 器的饱和程度->电流互感器的暂态误差 4). 差动保护是瞬时动作的，必须考虑非周 期分量引起的暂态不平衡电流
七、变压器保护配置原则
2. 纵差动保护或电流速断保护 对于容量为 6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用变压 器和并列运行的变压器，10000kVA及以上的发电厂厂用备用 变压器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断 保护用于对于容量为10000kVA以下的变压器，当后备保护的 动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。对2000kVA以上 的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，应装 设纵差动保护。 3. 外部相间短路和接地短路时的后备保护 变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启 动的过电流保护、过电压复合启动的过电流保护以及负序过 电流保护等，也有采用阻抗保护作为后备保护的情况。 接地短路时，变压器中性点零序电流，母线零序电压。 14 ppt课件
变压器保护PPT文档117页
保护功能配置
包括差动保护及后备保护装置单元。
A屏
（WBZ500H）
高压侧：差动保护、相间阻抗保护、接地阻抗 保护、复压过流保护、零序过流保护、零序方向Ⅰ 段保护、零序方向Ⅱ段保护、过激磁保护、中性点 零序过流保护。
正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过 50%时，申请停用），应立即处理PT失压
正常运行时投入，PT失压时，停用110kV侧零序 方向过流Ⅰ段保护压板
序号
压板名称
110kV侧零序方向过流Ⅱ段 9
压板投停情况
正常运行时投入，PT失压时，停用110kV侧零序方向 过流Ⅱ段保护压板
10 110kV侧零序过流 11 10kVⅠ段复压过流 12 10kVⅠ段速断过流
主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯保护。
后压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护。
非电量保护包括：本体轻瓦斯保护、本体重瓦斯保 护、冷却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保 护、绕组温度高报警保护、油位异常保护。
主变各保护屏保护配置表（一）
保护屏及 保护型号
（二）变压器保护配置
1、瓦斯保护 电力变压器通常是利用变压器油作为绝缘和冷
却介质。当变压器油箱内故障时，在故障电流和 故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料 会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多 少以及排出速度，与变压器故障的严重程度有关 。利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保 护。
发生接地故障时，变压器中性点将出现零序 电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备 保护通常都是以反应这些电气量而构成的。
4、过负荷保护
变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受 到损伤。对400kVA以上的变压器，当数台并列运 行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时， 应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。
发电机变压器保护配置
误操作等问题引起的不正常状态
过励磁 逆功率 误上电 误关主汽门
配合电厂正常操作的运行状态
程序逆功率
发电机、变压器保护基本原理
发电机内部故障保护
发电机故障类型 保护功能 纵向差动保护 不完全纵差保护 单元件横差保护 内部短路故障保护 裂相横差保护 纵向零序电压匝间保护 转子两点接地保护 定子接地保护 内部非短路性故障保护 启停机保护 转子一点接地保护 励磁系统故障保护 汽轮机、锅炉热工系统故障和 误操作保护 失磁保护 逆功率保护 热工保护 失磁保护 转子侧 转子侧 定子侧 定子侧 备注
发电机、变压器保护基本原理
变压器的故障形式
类型 变压器内部故障 故障名称 相间短路 接地短路 匝间短路 过流 过负荷 过励磁 变压器不正常运行状态 油位降低 油温过高 压力过大 通风系统故障 配合变压器冷却系统正常工作的运行状态 启动通风 高压侧接地 备注
最新二十五点反措重点要求
国电调【2002】138号文件中《防止电力生产重大 事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则中明确指出： 100兆瓦及以上容量的发电机变压器组微机保护应按双重 化配置（非电量保护除外），每套保护均应含完整的差动 及后备保护。（反措第6.3条） 保护装置双重化配置还应充分考虑到运行和检修时的安全 性，当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检修时， 应不影响另一套正常运行。（反措第2.11条）
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。