发变组保护原理讲课资料
合集下载
发变组培训ppt课件
内容提要
1、发变组系统介绍 2、发变组保护RCS985A装置介绍 3、 RCS985A主要保护原理及保护范围介绍
发变组系统介绍
发变组的定义是发电机和变压器组的简称。现代 火力发电机组大多采用发电机和变压器组单元接 线的方式。也就是发电机，主变，高厂变，励磁 变共同构成一个发电单元。所以，发变组保护也 就是对这个发电单元提供成套保护的保护装置。
名称
数值
3×116 7
KVA
联结组标号 Y d1
单位
额定电压
20
kV
额定电流 短路阻抗
101
A
7.77%
二次回路
熟悉发变组保护所用CT安装位置与CT变比， 熟悉发变组保护所用PT安装位置。熟悉发 变组保护柜与外部的连接线，包括CT回路， PT回路，信号回路，跳闸出口回路。
详见发变组保护图纸D0603
我厂发电机采用的是哈尔滨电机厂生产的QFSN－300－2型 汽轮发电机（静止励磁）
我厂主变采用的是新疆特变电工生产的SFP－370000－ 220W2型变压器
我厂高压厂用变压器采用的是常州西电公司生产的SFF10－ 50000/20型变压器
我厂励磁变采用DCB9-1167/20//√3型变压器，为三相分相式 变压器
名称 额定容量 最大连续功率 额定电压 额定励磁电压（90℃计算值） 额定励磁电流（计算值）
相数
定子绕组出线端子数
额定效率
发电机额定数据
数值 353
单位 MVA
名称 额定功率
330
MW
20000
V
365
V
2642
A
3
额定功率因数
额定电流 额定频率 额定转速
定子绕组连接方式
1、发变组系统介绍 2、发变组保护RCS985A装置介绍 3、 RCS985A主要保护原理及保护范围介绍
发变组系统介绍
发变组的定义是发电机和变压器组的简称。现代 火力发电机组大多采用发电机和变压器组单元接 线的方式。也就是发电机，主变，高厂变，励磁 变共同构成一个发电单元。所以，发变组保护也 就是对这个发电单元提供成套保护的保护装置。
名称
数值
3×116 7
KVA
联结组标号 Y d1
单位
额定电压
20
kV
额定电流 短路阻抗
101
A
7.77%
二次回路
熟悉发变组保护所用CT安装位置与CT变比， 熟悉发变组保护所用PT安装位置。熟悉发 变组保护柜与外部的连接线，包括CT回路， PT回路，信号回路，跳闸出口回路。
详见发变组保护图纸D0603
我厂发电机采用的是哈尔滨电机厂生产的QFSN－300－2型 汽轮发电机（静止励磁）
我厂主变采用的是新疆特变电工生产的SFP－370000－ 220W2型变压器
我厂高压厂用变压器采用的是常州西电公司生产的SFF10－ 50000/20型变压器
我厂励磁变采用DCB9-1167/20//√3型变压器，为三相分相式 变压器
名称 额定容量 最大连续功率 额定电压 额定励磁电压（90℃计算值） 额定励磁电流（计算值）
相数
定子绕组出线端子数
额定效率
发电机额定数据
数值 353
单位 MVA
名称 额定功率
330
MW
20000
V
365
V
2642
A
3
额定功率因数
额定电流 额定频率 额定转速
定子绕组连接方式
发变组保护保护课件
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
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。
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
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。
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。
THANKS
感谢观看
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。
THANKS
感谢观看
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。
发变组的保护讲义
6.低励、失磁保护 发电机励磁系统故障使励磁降低或全部失磁，将会从 系统吸收无功，引起定子电流增加，导致发电机与系 统间失步，对机组本身及电力系统的安全造成重大危 害。因此大、中型机组要装设失磁保护。
为躲过发电机进相运行和防止短路时误动，将静稳极 限阻抗圆下移，避开一、二象限，按异步阻抗圆整定 在发出失磁信号后，运行人员降低发电机的出力，重 新恢复励磁，尽量避免跳闸，这对经济运行具有很大 影响。如果出力在t2内不能压下来，而过电流判据又 一直满足，则发跳闸命令以保证发电机本身的安全。
一.继电保护的基本知识
二.我厂发变组装设的保护及工作原理 三.我厂发变组保护柜的配置及使用要求
一.继电保护的基本知识 1.继电保护装置的作用: 就是能反应电力系统中各电气设备发生的故障和不正常 工作状态，并作用于断路器跳闸或发出报警信号的装置 2.构成各种保护的原理 都是根据电力系统发生故障时出现电流突然增、电压突 降，以及电流和电压间相位角发生变化而设计的 3.继电保护的四个特性 选择性、灵敏性、快速性、可靠性
5.转子一点接地加两点接地保护
在出现一点接地故障后，保护装置继续测量接地电阻和 接地位置，若已测得的值变化，当 （ 为接地点 位置的变化量）超过整定值时，保护装置就确认为已发 生转子两点接地故障，发电机被立即跳闸。动作判据为： | | > set set为转子两点接地位置变化整定值 转子发生两点接地故障的主要危害： （1）将会引起转子绕组过热导致绝缘烧毁； （2）破坏了旋转磁场的对称性，引起发电机的剧烈振 动。 所以两点接地保护动作于跳闸。
16.1 低阻抗保护逻辑图
3.2定子接地保护逻辑图
4.转子一点接地保护
发电机励磁回路一点接地故障时，虽然不足立刻影响 发电机的正常运行，但若不即时处理，长时间流过故 障点的电容电流将导致铁芯受损，降低转子绕组的绝 缘水平，所以一点接地必须作用于信号，提醒运行人 员酌情处理。
《发变组保护保护》PPT课件
运行工况下引起的定子绕组过电压，保护反应发电机 机端相间电压的大小。
逻辑框图：
精选课件ppt
21
3.10低励失磁保护
发电机的励磁系统发生故障出现低励失磁时，发电机 测量阻抗、励磁电压、发电机与系统的无功交换都会 与正常运行时有所不同，失磁保护根据这些变化构成 定子判据、转子判据。 A、定子判据：
失磁保护的边界特性：
当检测到TV异常时，延时10s发出断线信号，同时按照用 户的需求来闭锁相应的保护。
精选课件ppt
34
谢谢！
精选课件ppt
35
（2） 主变高压侧TV异常判别原理
1）三相电压均小于18V，且任一相电流大于0.06A （TA二次额定电流为1A）或任一相电流大于0.3A（TA 二次额定电流为5A），用于检测三相失压；
2） 三个相电压的向量和（自产 3U0）大于18V， 并且两个相间电压的模值之差也大于18V（用于区别小 电流接地系统一点接地），检测一相或两相断线；
精选课件ppt
15
3.6 转子两点接地保护
保护原理：转子一点接地保护动作后，装置自动投入 转子两点接地保护，转子两点接地保护采用机端正序 电压的二次谐波分量作为判据。
逻辑框图：
精选课件ppt
16
3.7定子过负荷保护
保护原理：该保护反应电机定子绕组的平均发热状况。 发电机定子过负荷反时限特性曲线：
精选课件ppt
22
B、转子判据： C、逆无功判据：发电机正常运行时向系统发出无功功率，
失磁时从系统吸收无功。 D、低电压判据： 逻辑框图：
精选课件ppt
23
3.11 误上电保护 当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，从系统 向发电机定子绕组倒送的大电流在气隙中产生旋转磁 场，使转子本体中流过差频电流，可能烧伤转子。
逻辑框图：
精选课件ppt
21
3.10低励失磁保护
发电机的励磁系统发生故障出现低励失磁时，发电机 测量阻抗、励磁电压、发电机与系统的无功交换都会 与正常运行时有所不同，失磁保护根据这些变化构成 定子判据、转子判据。 A、定子判据：
失磁保护的边界特性：
当检测到TV异常时，延时10s发出断线信号，同时按照用 户的需求来闭锁相应的保护。
精选课件ppt
34
谢谢！
精选课件ppt
35
（2） 主变高压侧TV异常判别原理
1）三相电压均小于18V，且任一相电流大于0.06A （TA二次额定电流为1A）或任一相电流大于0.3A（TA 二次额定电流为5A），用于检测三相失压；
2） 三个相电压的向量和（自产 3U0）大于18V， 并且两个相间电压的模值之差也大于18V（用于区别小 电流接地系统一点接地），检测一相或两相断线；
精选课件ppt
15
3.6 转子两点接地保护
保护原理：转子一点接地保护动作后，装置自动投入 转子两点接地保护，转子两点接地保护采用机端正序 电压的二次谐波分量作为判据。
逻辑框图：
精选课件ppt
16
3.7定子过负荷保护
保护原理：该保护反应电机定子绕组的平均发热状况。 发电机定子过负荷反时限特性曲线：
精选课件ppt
22
B、转子判据： C、逆无功判据：发电机正常运行时向系统发出无功功率，
失磁时从系统吸收无功。 D、低电压判据： 逻辑框图：
精选课件ppt
23
3.11 误上电保护 当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，从系统 向发电机定子绕组倒送的大电流在气隙中产生旋转磁 场，使转子本体中流过差频电流，可能烧伤转子。
发变组保护讲义.ppt
2、励磁变过流保护：作为励磁变主保护的后备保护 ，延时动作于停机。
3、励磁变过负荷保护：保护动作于信号。
4、励磁变温度高报警：保护动作于信号。
5、励磁变温度高跳闸：保护动作于停机，不 启动失灵，并能切换至信号。
厂高变保护
1、高厂变差动保护：作为高厂变内部短路及引出线 故障的主保护。为防止CT断线差动误动，任一 相电流互感器断线，均能闭锁差动，CT断线功 能设置软开关能投能退。保护瞬时动作于停机 ，厂高变差动保护在2倍动作电流下动作时间 不大于30ms，差流速断保护在1.5倍动作电流 下动作时间不大于20ms。
2、非电量保护说明：PRS-789、PRS-761A系列保护装置实 现了电气量保护与非电量保护的彻底分离，由专门的装置 来完成非电量保护。不需要延时跳闸的非电量通过压板直 接去跳闸，需要延时跳闸的非电量通过CPU延时后，由 CPU发出跳闸信号。满足了大型发电机变压器组双套主保 护、双套后备保护，非电量保护完全独立的配置要求。
9、发电机过励磁保护： 作为发电机由于过激磁而导致硅钢片烧损或金属部
分严重过热的保护。该保护由定时限和反时限两 部分构成。定时限部分经延时发信号、降低励磁 电流。反时限部分按发电机过励磁能力动作于停 机或程序跳闸。电压量取自发电机机端1PT
10、发电机过电压保护： 作为发电机定子绕组的异常过电压，保护延时
发电机保护
1、发电机纵差保护：作为发电机定子绕组及其出线 的相间短路故障的主保护。差动保护瞬时动作于 全停。
2、发电机定子匝间保护：作为发电机定子绕组同相 分支或同相不同分支间的匝间短路及定子绕组开 焊故障的保护，电压量取自发电机出口第二组PT 二次侧，电流量取自发电机机端CT二次侧。保护 动作于全停I。保护电压平衡继电器，当专用PT高 压侧断线时，保护不误动作，并发PT断线信号。
3、励磁变过负荷保护：保护动作于信号。
4、励磁变温度高报警：保护动作于信号。
5、励磁变温度高跳闸：保护动作于停机，不 启动失灵，并能切换至信号。
厂高变保护
1、高厂变差动保护：作为高厂变内部短路及引出线 故障的主保护。为防止CT断线差动误动，任一 相电流互感器断线，均能闭锁差动，CT断线功 能设置软开关能投能退。保护瞬时动作于停机 ，厂高变差动保护在2倍动作电流下动作时间 不大于30ms，差流速断保护在1.5倍动作电流 下动作时间不大于20ms。
2、非电量保护说明：PRS-789、PRS-761A系列保护装置实 现了电气量保护与非电量保护的彻底分离，由专门的装置 来完成非电量保护。不需要延时跳闸的非电量通过压板直 接去跳闸，需要延时跳闸的非电量通过CPU延时后，由 CPU发出跳闸信号。满足了大型发电机变压器组双套主保 护、双套后备保护，非电量保护完全独立的配置要求。
9、发电机过励磁保护： 作为发电机由于过激磁而导致硅钢片烧损或金属部
分严重过热的保护。该保护由定时限和反时限两 部分构成。定时限部分经延时发信号、降低励磁 电流。反时限部分按发电机过励磁能力动作于停 机或程序跳闸。电压量取自发电机机端1PT
10、发电机过电压保护： 作为发电机定子绕组的异常过电压，保护延时
发电机保护
1、发电机纵差保护：作为发电机定子绕组及其出线 的相间短路故障的主保护。差动保护瞬时动作于 全停。
2、发电机定子匝间保护：作为发电机定子绕组同相 分支或同相不同分支间的匝间短路及定子绕组开 焊故障的保护，电压量取自发电机出口第二组PT 二次侧，电流量取自发电机机端CT二次侧。保护 动作于全停I。保护电压平衡继电器，当专用PT高 压侧断线时，保护不误动作，并发PT断线信号。
发变组保护原理PPT文档共77页
• 在系统频率严重偏离50HZ时，采用按频率比率制动 原理
4.2.5三次谐波差动判据
三次谐波电压差动判据：
•
••
U3TktU3N kreU3N
–正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、
相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使
正常运行时差电压接近为0；
–可以保护100％的定子接地
4.2.6三次谐波电压差动可靠性：
发变组保护原理
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
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。
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。
4.1基波零序电压保护 4.1.1单相接地故障时的基波零序电压
• 3 TV饱和引起。将引起三次谐波的虚假增大。
4.2.2单相接地时三次谐波分布特点
αE3
N
α (1-α) E3
S
I03
UN3 αC0f/2
C0s US3
(1- )αC0f/2
图1-38 发电机内部单相接地时 三相谐波电势分布等值电路图
E3 中性点 US3
机端
E3 UN3
α%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
发变组组保护讲义
24
1.2 互感器的配置原则
互感器在主接线中的配置与测量仪 表、同期点的选择、保护和自动装置的 要求以及主接线的形式有关。
25
1.2.1
电流互感器的配置
（1）为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、 变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器 等回路中均设有电流互感器。对于大接地短路电流系 统，一般按三相配置；对于小接地短路电流系统，依 具体要求按二相或三相配置。 （2）对于保护用电流互感器应尽量消除主保护装置 的不保护区。例如，若有两组电流互感器，且位置允 许时应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围 之中。 （3）为了减轻内部故障对发电机的损伤，用于自 动调整励磁装置的电流互感器应配置在发电机定子绕 组的出线侧。为便于分析和在发电机并入系统前发现 内部故障，用于测量的电流互感器宜装设在发电机中 性点侧。
2．电流互感器的特点： 1）一次绕组串联在电路中，并且匝数 很少，导线粗，阻抗小；故一次绕组中 的电流完全取决于被测电路的负荷电流， 而与二次电流大小无关； 2）电流互感器二次绕组所接仪表的电 流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电 流互感器在近于短路的状态下运行。
8
1.1
电流互感器
3．电流互感器的接线形式 电流互感器的接线形式指的是电流互感器与 测量仪表或保护继电器之间的连接形式。
281.Biblioteka .1电流互感器类型（4）按一次绕组匝数可分为单匝和多匝式。 （5）新型电流互感器按高、低压部分的耦合方式， 可分为无线电电磁波耦合、电容耦合和光电耦合式， 其中光电式电流互感器性能更佳。新型电流互感器 的特点是高低压间没有直接的电磁联系，使绝缘结 构大为简化；测量过程中不需要消耗很大能量；没 有饱和现象，测量范围宽，暂态响应快，准确度高； 重量轻、成本低。
1.2 互感器的配置原则
互感器在主接线中的配置与测量仪 表、同期点的选择、保护和自动装置的 要求以及主接线的形式有关。
25
1.2.1
电流互感器的配置
（1）为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、 变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器 等回路中均设有电流互感器。对于大接地短路电流系 统，一般按三相配置；对于小接地短路电流系统，依 具体要求按二相或三相配置。 （2）对于保护用电流互感器应尽量消除主保护装置 的不保护区。例如，若有两组电流互感器，且位置允 许时应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围 之中。 （3）为了减轻内部故障对发电机的损伤，用于自 动调整励磁装置的电流互感器应配置在发电机定子绕 组的出线侧。为便于分析和在发电机并入系统前发现 内部故障，用于测量的电流互感器宜装设在发电机中 性点侧。
2．电流互感器的特点： 1）一次绕组串联在电路中，并且匝数 很少，导线粗，阻抗小；故一次绕组中 的电流完全取决于被测电路的负荷电流， 而与二次电流大小无关； 2）电流互感器二次绕组所接仪表的电 流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电 流互感器在近于短路的状态下运行。
8
1.1
电流互感器
3．电流互感器的接线形式 电流互感器的接线形式指的是电流互感器与 测量仪表或保护继电器之间的连接形式。
281.Biblioteka .1电流互感器类型（4）按一次绕组匝数可分为单匝和多匝式。 （5）新型电流互感器按高、低压部分的耦合方式， 可分为无线电电磁波耦合、电容耦合和光电耦合式， 其中光电式电流互感器性能更佳。新型电流互感器 的特点是高低压间没有直接的电磁联系，使绝缘结 构大为简化；测量过程中不需要消耗很大能量；没 有饱和现象，测量范围宽，暂态响应快，准确度高； 重量轻、成本低。
发变组保护培训课件
发变组保护培训课件(一）、概述：防城港电厂发变组保护配置南瑞继保RCS-985B和RCS-974AG系列的微机保护，保护装置分为3个屏（A、B、C屏）。
A、B屏各配置一套RCS-985B保护，集成了发电机保护、主变保护、高厂变保护与励磁变保护，实现双主双后，A、B屏组屏方案一致，均由一台机箱及一台打印机组成，C屏由三套非电量保护RCS-974AG（7n、8n、9n）及一台打印机组成。
（二）、发变组保护配置及出口：1、电气量保护（A、B柜RCS-985B ）1）发电机保护（1）发电机纵差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。
两套差动保护继电器采用不同的原理构成。
具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止发电机过激磁时误动。
差动保护瞬时动作于全停比率差动动作特性如图（2）发电机定子匝间保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主保护。
取发电机出口专用TV开口三角上的纵向零序电压, 用作发电机定子绕组的匝间短路的保护。
（4）发电机定子过负荷保护作为由于发电机过负荷引起的发电机定子绕组过电流故障保护。
保护由定时限和反时限两部分组成，定时限延时发报警信号，反时限发全停跳闸。
（5）发电机负序过负荷保护保护作为发电机不对称过负荷及区外不对称短路故障的后备保护。
保护由定时限和反时限两部分组成，定时限延时发报警信号，反时限发全停跳闸。
（6）发电机转子一点接地保护保护作为发电机转子单相接地故障保护，保护延时动作于信号。
（7）发电机转子二点接地保护保护受转子一点接地保护闭锁，发生一点接地保护后自动投入，延时动作于全停。
（8）发电机过励磁保护保护作为发电机由于过激磁而导致硅钢片烧损或金属部分严重过热的保护。
该保护由低定值和高定值二部分构成。
低定值部分经延时发信号。
高定值部分按发电机过励磁能力动作于全停。
（9）发电机过电压保护作为发电机定子绕组的异常过电压，保护延时动作于全停。
（10）发电机低频保护发电机低频保护作为发电机在低于额定频率下带负载运行的保护。
发变组保护原理组成及原理PPT
• 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。为保证大型发电机的安全，中 性点经配电变压器高阻接地的330MW机组必须使定 子接地保护动作于发电机故障停机。
一、 发变组系统保护概述
• 发电机组是电力系统中最主要的设备， 大容量机组在系统中的地位举足轻重，如 何保障发电机在电力系统中的安全运行， 就显得非常重要。由于大容量机组一般采 用直接冷却技术，体积和质量并不随容量 成比例增大，从而使得大型发电机各参数 与中小型发电机已大不相同，因此故障和 不正常运行时的特性也与中小型机组有了 较大差异，给保护带来复杂性。
发变组保护原理、组成及运行操作
王玉姣
2010.12.31
• 继电保护的任务
• 1）发生故障时，自动、迅速、有选择性的 将故障设备从系统中切除，以保证非故障 设备继续正常运行。此外，防止故障设备 继续遭到破坏。
• 2）反应电气设备的不正常工作状态。根据 不正常工作状态的种类和设备运行维护的 条件，动作发出信号，减负荷或跳闸，反 应不正常工作状态的继电保护允许带一定 的延时动作。
• 在我国电力系统中，就有过多次10～300MW机组失磁之后 用上述方法避免事故停机的事例。通过大量研究并试验， 证明容量不超过800MW的二极汽轮发电机若失磁机组快速 减载到允许水平，只要电网有相应无功储备，可确保电网 电压，失磁机组的厂用电保持正常工作的情况，失磁机组 在允许情况下可不跳闸，尽快恢复励磁。
发变组保护保护原理.ppt
华北电力大学
发变组保护原理
2、匝间保护
• 采用故障分量启动、稳态量保持的负序方向匝间保护， 可靠防止区外故障切除和频率波动时故障分量负序方 向元件的误动，大大提高可靠性。
华北电力大学
发变组保护原理
3、定子接地保护
• 与母线直接连接的发电机：当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的 补偿作用）大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。保护装 置由装于机端的零序电流互感器和电流继电器构成。其动作电流按躲 过不平衡电流和外部单相接地时发电机稳态电容电流整定。接地保护 带时限动作于信号，但当消弧线圈退出运行或由于其他原因使残余电 流大于接地电流允许值，应切换为动作于停机。
• 切换开关采用最新的MOSFET电子器件，具有切换速度 快和使用寿命长的优点。保护对切换开关S1和S2有良好 的自检功能。
华北电力大学
4、转子接地保护
发变组保护原理
测量误差<4% 行业标准<10%
华北电力大学
发变组保护原理
5、失磁保护
• 适用于各种机组的部分失磁或全失磁故障的保护，能根据 机组类型和运行的不同需求来组合失磁保护功能，极大地 方便了用户的使用；
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
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、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
流的后 ❖ 备保护，定时限动作于程序跳闸。
二、保护配置
❖ 2.4、复合电流保护 ❖ 由低压启动过电流元件和负序过电流元件组成，是发变 ❖ 组及相邻元件线路的对称或不对称称短路过电流的后备保 ❖ 护，定时限动作于程序跳闸。 ❖ 当配置了对称过负荷（反时限）保护和不对称过负荷 ❖ （反时限）保护就不应再配置复合电压启动过流保护和复合 ❖ 电流保护。 ❖ 2.5、零序过电流保护 ❖ 变压器接地运行的Yn侧引线或相邻元件线路接地短路故 ❖ 障的后备保护，第一时限动作于缩小故障范围跳母联断路 ❖ 器，第二时限动作于全停或程序跳闸；根据系统要求也可 ❖ 反时限动作于全停或程序跳闸。
二、保护配置
❖ 3.6、起停机保护 ❖ 发电机升速升励磁未并网前定子绕组发生单相接地或相间 ❖ 短路故障的保护，延时动作于停机。 ❖ 3.7、过激磁保护 ❖ 发电机或变压器运行频率下降或电压升高引起铁芯工作磁 ❖ 密升高的保护，定时限或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 3.8、非全相保护 ❖ 断路器合闸不成功而形成非全相运行的保护，延时动作于 ❖ 停机或程序跳闸。 ❖ 3.9、失灵（启动）保护 ❖ 断路器跳闸（不成功）失灵的近后备保护，延时动作于启 ❖ 动断路器失灵。
二、保护配置
❖ C、故障分量负序功率方向+纵向零序电压 ❖ 由故障分量负序功率方向（或负序功率方向）作闭锁启 ❖ 动元件，和专用PT开口三角侧的纵向零序电压作为动作元 ❖ 件组成的匝间保护。 ❖ 1.3、定子绕组单相接地（100%）保护 ❖ A、双频式定子绕组单相接地（100%）保护 ❖ 适用于大型汽轮机组及中小型水轮机组，延时动作于程 ❖ 序跳闸； ❖ B、注入式定子绕组单相接地（100%）保护适用于大型 ❖ 水轮机组，延时动作于程序跳闸。
二、保护配置
❖ 2.6、间隙零序保护 ❖ 作为不接地运行变压器Yn侧接地短路的后备保护，
由间 ❖ 隙零序电流元件和零序过电压元件组成，经短延时动作
于 ❖ 程序跳闸或全停。 ❖ 2.7、转子绕组过负荷保护 ❖ 转子绕组励磁电流过负荷或短路过流的后备保护，定
时 ❖ 限或反时限动作于程序跳闸。
二、保护配置
二、保护配置
❖ 1.8、变压器瓦斯/压力释放保护 ❖ 变压器内部绕组各种短路故障的非电量主保护，是第二 ❖ 套不同原理判据的主保护，瞬时动作于全停。 ❖ 1.9、转子一点接地保护 ❖ 理论上讲转子发生一点接地故障对机组无伤害，但可怕 ❖ 的是两点接地短路故障。新《规程》不要求装设两点接地 ❖ 保护是基于系统容量足够大，可以随时停一台或两台机组 ❖ 对系统无影响，和没有更好更可靠的两点接地保护装置。 ❖ 新《规程》要求大型机组配置一点接地保护。保护经延 ❖ 时动作于信号或程序跳闸。
二、保护配置
❖ 1.4、转子本体过热（不对称过负荷）保护 ❖ 转子本体的主保护，又是不对称过负荷或不对称短路过 ❖ 电流后备保护，延时或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 1.5、变压器差动保护 ❖ 变压器绕组及区内引线相间、匝间短路和Yn侧区内接地 ❖ 短路主保护，瞬时动作于全停。 ❖ 1.6、零序差动保护或分侧差动保护 ❖ 自耦变压器当变差保护灵敏度不满足要求时，配置零序 ❖ 差动保护或分侧差动保护，瞬时动作于全停。 ❖ 1.7、厂变低压侧限时速断过流保护 ❖ 厂变低压侧母线短路的主保护，短延时动作于全停，也 ❖ 可作为小机组或小变压器绕组短路的主保护。
二、保护配置
❖ 3.3、逆功率保护 ❖ 防止主汽门误关闭后汽轮机叶片在汽室作功发热软化断 ❖ 裂的保护，延时动作于程序跳闸。 ❖ 3.4、频率异常保护 ❖ 防止频率升高或下降后机组运行在汽轮机叶片谐振点上 ❖ 断裂的保护，延时动作于信号，频率异常发生时间累加延 ❖ 时动作于程序跳闸。 ❖ 3.5、误上电（突加电压）保护 ❖ 发电机停机盘车状态或并网前断路器误合闸以及并 ❖ 网非同期合闸的保护，瞬时动作于停机；正常运行时保 ❖ 护自动退出运行。
1
复合电压过流,程跳逆功率 2
TA1
.
TA10
1
厂变分支
2
零序
1
TA5
2
1
主变差动,高厂变差动
2
厂变复合电压过流
AT
厂变分支零序 1 2
TA11
TA6
1
发变组差动
厂变分支复合电压过流
2
厂变分支速断
TV7
1
2
TV9
2
TV8
注: 1 为第一套保护用TA/TV 2 为第二套保护用TA/TV
TV6
1
二、保护配置
二、保护配置
❖ 2、后备保护 ❖ 2.1、对称过负荷保护 ❖ 发变组及相邻元件线路的对称过负荷或对称短路
过电流 ❖ 的后备保护，定时限或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 2.2、不对称过负荷保护 ❖ 发变组及相邻元件线路的不对称过负荷或不对称
短路过 ❖ 电流的后备保护，定时限或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 2.3、复合电压启动（方向）过流保护 ❖ 发变组及相邻元件线路的对称或不对称短路过电
❖ 3、异常保护 ❖ 3.1、失磁保护 ❖ 发电机励磁电流异常下降或全失磁的保护，第一时限动 ❖ 作于信号，第二时限动作于减励磁或切换励磁电源或程序 ❖ 跳闸，第三时限动作于程序跳闸或停机。 ❖ 3.2、失步保护 ❖ 反应系统发生不稳定振荡即失步并危及机组或系统安全 ❖ 的保护，当振荡中心落在机组外延时动作于信号，当振荡 ❖ 中心落在机组内时择机延时动作于程序跳闸或解列。
发变组保护原理
1 匝间保护TV3
2
TA3
MT
1
主变差动,发变组差动
2
主变阻抗
1 2 主变零序
TA8
TV5
1
TV4
2
TA9
1 主变间隙零序 2
2 第二套保护用TV2
1 第一套保护用速断过流
2
TA2
1
发电机差动,
2
主变差动,逆功 率,失磁,失步
TA4
ET
GS
发电机差动,发变组差动 对称过负荷,不对称过负荷
❖ 1、主保护 ❖ 1.1、发电机差动保护 ❖ 定子绕组及引线相间短路保护，瞬时动作于停机. ❖ 1.2、发电机匝间保护 ❖ 定子绕组匝间短路或定子开焊事故保护，瞬时动作于停机。 ❖ A、单元件横差保护 ❖ 发电机中性点侧有六个或四个引出端子的机组应优先考虑装设 ❖ 单元件横差保护。 ❖ B、故障分量负序功率方向匝间保护 ❖ 电流取自中性点侧时，只能反应绕组匝间短路和机端开焊事故 ❖ 电流取自机端时，不仅能反应绕组匝间短路和机端开焊事故， ❖ 也能反应绕组相间短路，成为第二套不同判据的相间短路主保护
二、保护配置
❖ 2.4、复合电流保护 ❖ 由低压启动过电流元件和负序过电流元件组成，是发变 ❖ 组及相邻元件线路的对称或不对称称短路过电流的后备保 ❖ 护，定时限动作于程序跳闸。 ❖ 当配置了对称过负荷（反时限）保护和不对称过负荷 ❖ （反时限）保护就不应再配置复合电压启动过流保护和复合 ❖ 电流保护。 ❖ 2.5、零序过电流保护 ❖ 变压器接地运行的Yn侧引线或相邻元件线路接地短路故 ❖ 障的后备保护，第一时限动作于缩小故障范围跳母联断路 ❖ 器，第二时限动作于全停或程序跳闸；根据系统要求也可 ❖ 反时限动作于全停或程序跳闸。
二、保护配置
❖ 3.6、起停机保护 ❖ 发电机升速升励磁未并网前定子绕组发生单相接地或相间 ❖ 短路故障的保护，延时动作于停机。 ❖ 3.7、过激磁保护 ❖ 发电机或变压器运行频率下降或电压升高引起铁芯工作磁 ❖ 密升高的保护，定时限或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 3.8、非全相保护 ❖ 断路器合闸不成功而形成非全相运行的保护，延时动作于 ❖ 停机或程序跳闸。 ❖ 3.9、失灵（启动）保护 ❖ 断路器跳闸（不成功）失灵的近后备保护，延时动作于启 ❖ 动断路器失灵。
二、保护配置
❖ C、故障分量负序功率方向+纵向零序电压 ❖ 由故障分量负序功率方向（或负序功率方向）作闭锁启 ❖ 动元件，和专用PT开口三角侧的纵向零序电压作为动作元 ❖ 件组成的匝间保护。 ❖ 1.3、定子绕组单相接地（100%）保护 ❖ A、双频式定子绕组单相接地（100%）保护 ❖ 适用于大型汽轮机组及中小型水轮机组，延时动作于程 ❖ 序跳闸； ❖ B、注入式定子绕组单相接地（100%）保护适用于大型 ❖ 水轮机组，延时动作于程序跳闸。
二、保护配置
❖ 2.6、间隙零序保护 ❖ 作为不接地运行变压器Yn侧接地短路的后备保护，
由间 ❖ 隙零序电流元件和零序过电压元件组成，经短延时动作
于 ❖ 程序跳闸或全停。 ❖ 2.7、转子绕组过负荷保护 ❖ 转子绕组励磁电流过负荷或短路过流的后备保护，定
时 ❖ 限或反时限动作于程序跳闸。
二、保护配置
二、保护配置
❖ 1.8、变压器瓦斯/压力释放保护 ❖ 变压器内部绕组各种短路故障的非电量主保护，是第二 ❖ 套不同原理判据的主保护，瞬时动作于全停。 ❖ 1.9、转子一点接地保护 ❖ 理论上讲转子发生一点接地故障对机组无伤害，但可怕 ❖ 的是两点接地短路故障。新《规程》不要求装设两点接地 ❖ 保护是基于系统容量足够大，可以随时停一台或两台机组 ❖ 对系统无影响，和没有更好更可靠的两点接地保护装置。 ❖ 新《规程》要求大型机组配置一点接地保护。保护经延 ❖ 时动作于信号或程序跳闸。
二、保护配置
❖ 1.4、转子本体过热（不对称过负荷）保护 ❖ 转子本体的主保护，又是不对称过负荷或不对称短路过 ❖ 电流后备保护，延时或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 1.5、变压器差动保护 ❖ 变压器绕组及区内引线相间、匝间短路和Yn侧区内接地 ❖ 短路主保护，瞬时动作于全停。 ❖ 1.6、零序差动保护或分侧差动保护 ❖ 自耦变压器当变差保护灵敏度不满足要求时，配置零序 ❖ 差动保护或分侧差动保护，瞬时动作于全停。 ❖ 1.7、厂变低压侧限时速断过流保护 ❖ 厂变低压侧母线短路的主保护，短延时动作于全停，也 ❖ 可作为小机组或小变压器绕组短路的主保护。
二、保护配置
❖ 3.3、逆功率保护 ❖ 防止主汽门误关闭后汽轮机叶片在汽室作功发热软化断 ❖ 裂的保护，延时动作于程序跳闸。 ❖ 3.4、频率异常保护 ❖ 防止频率升高或下降后机组运行在汽轮机叶片谐振点上 ❖ 断裂的保护，延时动作于信号，频率异常发生时间累加延 ❖ 时动作于程序跳闸。 ❖ 3.5、误上电（突加电压）保护 ❖ 发电机停机盘车状态或并网前断路器误合闸以及并 ❖ 网非同期合闸的保护，瞬时动作于停机；正常运行时保 ❖ 护自动退出运行。
1
复合电压过流,程跳逆功率 2
TA1
.
TA10
1
厂变分支
2
零序
1
TA5
2
1
主变差动,高厂变差动
2
厂变复合电压过流
AT
厂变分支零序 1 2
TA11
TA6
1
发变组差动
厂变分支复合电压过流
2
厂变分支速断
TV7
1
2
TV9
2
TV8
注: 1 为第一套保护用TA/TV 2 为第二套保护用TA/TV
TV6
1
二、保护配置
二、保护配置
❖ 2、后备保护 ❖ 2.1、对称过负荷保护 ❖ 发变组及相邻元件线路的对称过负荷或对称短路
过电流 ❖ 的后备保护，定时限或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 2.2、不对称过负荷保护 ❖ 发变组及相邻元件线路的不对称过负荷或不对称
短路过 ❖ 电流的后备保护，定时限或反时限动作于程序跳闸。 ❖ 2.3、复合电压启动（方向）过流保护 ❖ 发变组及相邻元件线路的对称或不对称短路过电
❖ 3、异常保护 ❖ 3.1、失磁保护 ❖ 发电机励磁电流异常下降或全失磁的保护，第一时限动 ❖ 作于信号，第二时限动作于减励磁或切换励磁电源或程序 ❖ 跳闸，第三时限动作于程序跳闸或停机。 ❖ 3.2、失步保护 ❖ 反应系统发生不稳定振荡即失步并危及机组或系统安全 ❖ 的保护，当振荡中心落在机组外延时动作于信号，当振荡 ❖ 中心落在机组内时择机延时动作于程序跳闸或解列。
发变组保护原理
1 匝间保护TV3
2
TA3
MT
1
主变差动,发变组差动
2
主变阻抗
1 2 主变零序
TA8
TV5
1
TV4
2
TA9
1 主变间隙零序 2
2 第二套保护用TV2
1 第一套保护用速断过流
2
TA2
1
发电机差动,
2
主变差动,逆功 率,失磁,失步
TA4
ET
GS
发电机差动,发变组差动 对称过负荷,不对称过负荷
❖ 1、主保护 ❖ 1.1、发电机差动保护 ❖ 定子绕组及引线相间短路保护，瞬时动作于停机. ❖ 1.2、发电机匝间保护 ❖ 定子绕组匝间短路或定子开焊事故保护，瞬时动作于停机。 ❖ A、单元件横差保护 ❖ 发电机中性点侧有六个或四个引出端子的机组应优先考虑装设 ❖ 单元件横差保护。 ❖ B、故障分量负序功率方向匝间保护 ❖ 电流取自中性点侧时，只能反应绕组匝间短路和机端开焊事故 ❖ 电流取自机端时，不仅能反应绕组匝间短路和机端开焊事故， ❖ 也能反应绕组相间短路，成为第二套不同判据的相间短路主保护