发变组保护讲课教案

发变组保护

1、发变组有哪些保护及动作范围？

1.发电机差动保护：用来反映发电机定子绕组和引出线相间短路故障，瞬时动作于全停I、II。

2. 主变压器差动保护：主变压器差动保护通常为三侧电流，其主变压器差动保护范围为三侧电流互感器所限定的区域（即主变压器本体、发电机至主变压器和厂用变压器的引线以及主变压器高压侧至高压断路器的引线），可以反映该区域内的相间短路，瞬时动作于全停I、II。

3．高厂变差动保护：保护范围包括变压器本体及套管引出线，能够反映保护范围内的各种相间、接地及匝间短路故障，瞬时动作于全停I、II。

4.励磁回路一点接地、两点接地保护：对于静止励磁的发电机正常运行时，励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容。当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时，会引起励磁回路的接地故障，最常见的是一点接地故障。发生一点接地故障时，由于没有形成电流回路，对发电机没有直接影响，但一点接地后，励磁回路对地电压升高，在某些情况下，会诱发第二点接地。当发生第二点接地故障时，由于故障点流过很大的短路电流，会烧伤转子，由于部分绕组被短接，气隙磁通将失去平衡，会引起机组剧烈振动。此外，还可能使轴系和汽轮机汽缸磁化。因此需要装设一点、两点接地保护。一点接地保护动作于发信号，一点接地保护动作发出信号后，及时投入两点接地保护，两点接地保护动作后动作于全停I、II。

5. 发电机定子接地保护：采用基波零序电压保护和三次谐波定子接地保护，可构成100％定子接地保护。

95％定子接地保护主要反映发电机机端的基波零序电压的大小，当达到动作定值时，动作于全停I、II。

15％定子接地保护主要反映发电机机端的三次谐波电压的大小，当达到动作定值时，动作于发信号。

6．发电机复合电压过流保护：从发电机出口PT取电压量，从发电机中性点CT取电流量，电压判据由低电压和负序电压组成或条件，动作于全停I、II。

7. 发电机负序过负荷保护：作为发电机不对称过负荷保护，延时动作于信号。

8．发电机定子过负荷保护：作为发电机对称过负荷保护，分定时限和反时限，延时动作于信号。

9．主变压器零序保护：由主变零序过流保护和主变间隙零序电压电流保护组成。

主变零序过流保护用于中性点直接接地变压器，该保护反映变压器零序电流大小，反映接地故障，仅在变压器中性点直接接地时起作用，零序电流取自变压器中性点CT电流。该保护分二段，与出线零序保护配合，保护以短延时跳母联，以长延时变压器两侧跳断路器。

主变间隙零序电压电流保护：能反映主变间隙零序电流大小和零序电压大小，该保护可在变压器中性点不接地时投入。由接地刀闸的辅助触点来控制，间隙零序电流取自变压器中性点间隙CT电流，即测量中性点间隙击穿后的电流。零序电压取自变压器高压侧PT开口三角的零序电压。出口方式：解列灭磁，启动快切，启动失灵。

10．主变压器过励磁保护：反应主变过励磁状态的保护，分定时限和反时限，定时限动作于信号，反时限动作于全停I、II。

11．励磁绕组定时限过负荷保护：动作于发信号。

12．励磁绕组反时限过负荷保护：动作于程跳。

13．励磁变压器过流保护：动作于程跳。

14．高压厂用变压器复压过流保护：高厂变复压过流保护是高厂变的后备保护，作为高厂变高压侧套管及引出线、高厂变本体、6KV进线分支及厂用母线相间短路的后备保护。从高厂变高压侧CT取电流量，从高厂变低压侧PT取电压量，电压判据由低电压和负序电压组成或条件，动作于解列灭磁、跳分支、闭锁快切。

15．高压厂用变压器低压分支过流保护：作为 6KV厂用母线及所接元件相间短路的后备保护：动作于跳分支、闭锁快切。16．发电机失步保护：是反映发电机失步状态的，失步保护应满足：

（1）正确区分系统短路与振荡；

（2）正确判定失步振荡与稳定振荡。

利用两个阻抗继电器先后动作顺序反映发电机端测量阻抗的变化。

本保护靠正序阻抗轨迹穿越外圆和中圆的时间段的长短，来区分系统短路与振荡；靠阻抗轨迹穿越外圆和中圆的时间段和穿越中圆和外圆的时间段的长短来区分失步振荡与稳定振荡。

出口方式：当判断为减速失步时发减速脉冲，当判断为加速失步时发加速脉冲，加速或减速脉冲作用于降低或提高原动机出力，经过处理仍处于失步状态时，动作于程跳。

17．发电机过电压保护：防止发电机定子绕组过电压，延时动作于全停I、II。

18．发电机匝间保护：作为发电机定子绕组匝间短路的主保护。

按照反映发电机机端对中性点零序电压原理构成。

逻辑关系：零序电压元件动作，负序功率方向元件不动作，PT断线判别元件不动作，则保护动作。

出口方式：动作于全停I、II。

19．发电机逆功率保护：主要用于保护汽轮机叶片不受损坏。

构成原理：反映发电机有功功率大小和方向。

出口方式：以t1（1.5秒）动作于发信号，以t2（120秒）动作于动作于解列灭磁、启动快切、启动断路器失灵。

程跳逆功率保护：发电机的逆功率保护除保护汽轮机以外，还作为发电机组程序跳闸的启动元件，这种逆功率保护称为程跳逆功率保护。出口方式：当主汽门关闭后，并且发电机的逆功率保护动作，则经短延时（1.5秒）去启动机组程序跳闸。（程序跳闸：首先关闭主汽门，待功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。）

20．发电机低频保护：主要用于保护汽轮机不受低频共振的影响。

低频运行对于汽轮机而言是个疲劳过程，一般汽轮机疲劳运行累计达一定时间，汽轮机将达到疲劳寿命。因此，低频运行的时间是个积累的过程，而且不同的低频有不同的积累速度。保护装置停运不影响“低频运行的时间”积累值。如果I段时间积累频率范围内，达到I段时间t1；II段时间积累频率范围内，达到II段时间t2；III段时间积累频率范围内，达到III段时间t3；则发出信号或跳闸。

低频保护反映系统频率的降低，受出口断路器辅助触点闭锁，即发电机退出时低频保护也自动退出。

21．发电机失磁保护：失磁后机端测量阻抗的变化过程为机端测量阻抗末端轨迹沿等有功圆由第一象限进入第四象限，机端测量阻抗进入第四象限后，进一步跨越静态阻抗边界阻抗圆，最后进入异步阻抗圆，表明发电机已进入异步运行状态。失磁保护的主要判据和辅助判据：

主要判据：a.检测无功功率方向。

b.检测机端测量阻抗变化。

辅助判据：a.转子电压下降。b.有负序分量。c.延时

各测量元件判据：

阻抗元件：机端测量阻抗进入圆内，动作。

系统低电压元件：低于85％UN时，动作。

机端低电压元件：低于75％UN时，动作。

转子低电压元件：低于（0.6—0.8）发电机空载励磁电压时，动作。

发电机过功率元件：失磁以后异步运行时，发电机异步功率大于（0.4—0.5）额定功率时动作。

保护动作情况：

（1）发电机失磁阻抗元件动作，并且PT二次没断线，励磁低电压元件动作，过功率元件动作，则保护经延时发信号，同时作用于减负荷。

（2）发电机失磁阻抗元件动作，并且PT二次没断线，励磁低电压元件动作，机端低电压元件动作，则保护经延时发信号，并动作于解列灭磁、启动快切、启动断路器失灵。

（3）发电机失磁阻抗元件动作，并且PT二次没断线，励磁低电压元件动作，系统低电压元件动作，则保护经延时发信号，并动作于解列灭磁、启动快切、启动断路器失灵。

22.发电机过激磁保护：过激磁保护由定时限和反时限过激磁保护组成。

定时限动作于发信号。

反时限动作于全停。

23.发电机启停机保护：在启停机过程中，有励磁电流流过励磁绕组，此时定子电压的频率很低，许多保护在低频下不起作用，通常要装设反应定子接地和相间短路故障的保护装置，这种保护称为启停机保护。该保护只作为低频工况下的辅助保护，在正常工频运行时应退出。保护出口电路受低频继电器触点控制。保护动作于解列灭磁。

24.发电机突加电压保护：发电机突加电压保护主要用于保护发电机在盘车和减速过程中发生的误合闸，保护动作于全停。

25.220kV断路器断口闪络保护：如果断路器未合闸，断路器触点断开，而发电机定子有电流，则认为断路器发生闪络。保护先动作于解列灭磁，无效再启动失灵保护。

26.220kV断路器失灵保护起动：断路器有保护动作需要跳闸，但仍有电流流过断路器，则可判断为断路器失灵，经延时启动失灵保护。（失灵保护由开关本体实现，在发变组保护中不用）