電氣講課(發(fā)變組保護)

1、保護定義 什么叫主保護 發(fā)生故障時，能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全的基本要求，首先以最快的時間動作于跳閘，有選擇地切除被保護設(shè)備和全線路故障的保護。 什么叫后備保護 主保護或斷路器拒動時，能夠用于切除故障的保護 什么叫輔助保護 為補充主保護和后備保護不足，而增設(shè)的簡單的保護 保護定義什么叫速斷保護 ，有何特點？ 按躲過被保護元件外部短路時流過本保護的最大短路電流進行整定，以保證它有選擇性的無時限電流保護。 特點：接線簡單，動作可靠，不能保護線路全長，保護范圍受運行方式變化的影響大。什么叫限時電流速斷保護，有何特點？ 按與下一元件電流速斷保護相配合以獲得選擇性的帶較短時限的電流保護。 特點：接線簡單，

2、動作可靠，切除故障較快，可以保護線路全長，保護范圍受運行方式變化的影響。什么叫定時限過流保護？ 為了實現(xiàn)過流保護的動作選擇性，各保護的動作時間一般按階梯原則進行整定。即相鄰保護的動作時間，自負荷向電源方向逐漸增大，且每套保護的動作時間是恒定不變的，與短路電流的大小無關(guān)。具有這種動作時限特性的過電流保護稱為定時限過電流保護。保護定義 什么叫反時限過流保護？是指動作時間隨短路電流的增大而自動減小的保護。 什么叫復(fù)合電壓啟動的過電流保護？是在過流保護的基礎(chǔ)之上，加入由一個負序電壓繼電器和一個接在相間電壓上的低電壓繼電器組成的復(fù)合電壓啟動元件構(gòu)成的保護。該保護只有在電流測量元件及電壓啟動元件都動作時，

3、保護裝置才能動作于跳閘。 什么叫差動保護？在被保護設(shè)備兩端的電流相減取得的電流的差值大于保護整定值快速動作于跳閘的保護。 什么叫距離保護？當(dāng)測量阻抗值等于或小于整定值時就動作，即加在繼電器中的電壓降低，電流增大，相當(dāng)于阻抗減小，繼電器就動作。電壓產(chǎn)生制動力矩，電流產(chǎn)生動作力矩，當(dāng)電路突然失壓時，制動力矩減小，電流回路有負荷電流產(chǎn)生動作力矩。發(fā)變組保護 發(fā)變組保護概述發(fā)變組保護概述 滇東第二發(fā)電廠發(fā)變組保護采用南京南自生產(chǎn)的DGT801B、DGT801E型保護裝置。A、B柜分別配置發(fā)電機、變壓器主后備保護，C柜為變壓器非電量保護。A、B柜上層保護裝置為發(fā)電機、主變、高廠變、勵磁變保護，下層為脫硫

4、變保護。發(fā)變組保護發(fā)變組保護 發(fā)電機比率制動原理縱差保護（循環(huán)閉鎖差動方發(fā)電機比率制動原理縱差保護（循環(huán)閉鎖差動方式）式） 保護采用比率制動原理，出口設(shè)置為循環(huán)閉鎖方式，保護邏輯見下圖。因為發(fā)電機中性點一般不直接接地，當(dāng)發(fā)電機差動區(qū)內(nèi)發(fā)生相間短路故障時，有兩相或三相差動同時動作出口跳閘；而當(dāng)發(fā)電機發(fā)生一相在區(qū)內(nèi)接地另一相在區(qū)外同時接地故障，只有一相差動動作，但同時有負序電壓，保護也出口跳閘。如果只有一相差動動作無負序電壓，判斷為TA斷線。 發(fā)變組保護發(fā)變組保護 發(fā)電機縱差動保護邏輯圖(循環(huán)閉鎖出口方式)發(fā)變組保護 發(fā)電機縱向零序電壓式匝間保護發(fā)電機縱向零序電壓式匝間保護 發(fā)電機縱向零序電壓式匝

5、間保護，是發(fā)電機同相同分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護。該保護反映的是發(fā)電機縱向零序電壓的基波分量，并用其三次諧波增量作為制動量。為防止專用TV一次斷線時保護誤動，引入TV斷線閉鎖；另外，為防止區(qū)外故障或其他原因（例如，專用TV回路有問題）產(chǎn)生的縱向零序電壓使保護誤動，引入負序功率方向閉鎖。負序功率方向判據(jù)采用開放式（即允許式）閉鎖，其三相電流必須取自發(fā)電機機端側(cè)。發(fā)變組保護 發(fā)電機匝間保護邏輯發(fā)變組保護 發(fā)電機復(fù)合電壓過流（記憶）保護發(fā)電機復(fù)合電壓過流（記憶）保護 保護反應(yīng)發(fā)電機電壓負序電壓和電流大小，電流最好取自中性點側(cè)，主要作為發(fā)電機相間短路的后備保護。當(dāng)發(fā)電機為自并勵方式

6、時，過流元件應(yīng)有電流記憶功能。發(fā)變組保護 發(fā)電機復(fù)合電壓過流（記憶）保護邏輯發(fā)電機復(fù)合電壓過流（記憶）保護邏輯發(fā)變組保護 啟停機保護啟停機保護 保護由零序電壓與開關(guān)輔助接點與門構(gòu)成，具有發(fā)電機無勵磁狀態(tài)下檢測定子絕緣降低功能，測量原理與頻率無關(guān)。 發(fā)電機啟停機保護邏輯發(fā)變組保護 發(fā)電機阻抗原理失磁保護發(fā)電機阻抗原理失磁保護 正常運行時，若用阻抗復(fù)平面表示機端測量阻抗，則阻抗的軌跡在第一象限（滯相運行）或第四象限（進相運行）內(nèi)。發(fā)電機失磁后，機端測量阻抗的軌跡將沿著等有功阻抗園進入異步邊界園內(nèi)。失磁還可能進一步導(dǎo)致機端電壓下降或系統(tǒng)電壓下降。 阻抗型失磁保護，通常由阻抗判據(jù)（Zg）、轉(zhuǎn)子低電壓判

7、據(jù)（Vfd）、機端低電壓判據(jù)（Ug）、系統(tǒng)低電壓判據(jù)（Un）構(gòu)成。 保護輸入量有：機端三相電壓、發(fā)電機三相電流、主變高壓側(cè)三相電壓（或某一相間電壓）、轉(zhuǎn)子直流電壓。發(fā)變組保護 失磁保護的邏輯發(fā)變組保護 發(fā)電機反時限負序過流保護發(fā)電機反時限負序過流保護 保護反應(yīng)發(fā)電機定子的負序電流大小，是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子過熱保護，也叫轉(zhuǎn)子表層過熱保護。保護最好取自發(fā)電機中性點側(cè)。發(fā)變組保護 保護邏輯發(fā)變組保護 發(fā)電機失步保護發(fā)電機失步保護 失步保護反映發(fā)電機機端測量阻抗的變化軌跡，動作特性為雙遮擋器。失步保護能可靠躲過系統(tǒng)短路和穩(wěn)定振蕩，并能在失步開始的搖擺過程中區(qū)分加速失步和減速失步。發(fā)變組保護 發(fā)電機失步保護動

8、作特性及過程圖RjX0區(qū)I區(qū)II區(qū)III區(qū)IV區(qū)4312IV區(qū)III區(qū)II區(qū)0區(qū)XBR4R3XAI區(qū)減 速 失 步tX0加 速 失 步R1R2發(fā)變組保護 失步保護的動作邏輯發(fā)變組保護 發(fā)電機發(fā)電機3U0定子接地保護（定子接地保護（3U0n原理）原理） 保護采用基波零序電壓式，范圍為由機端至機內(nèi)90左右的定子繞組單相接地故障。可作小機組的定子接地保護，也可與三次諧波合用，組成大中型發(fā)電機的100定子接地保護。保護接入3U0電壓，取自發(fā)電機機端TV開口三角繞組兩端，或取自發(fā)電機中性點單相TV（或配電變壓器或消弧線圈）的二次。為了提高保護動作的可靠性，建議取發(fā)電機中性點零序電壓。發(fā)變組保護 發(fā)電機零

9、序保護3u0 發(fā)變組保護 發(fā)電機逆功率保護發(fā)電機逆功率保護 并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機，在主汽門關(guān)閉后，便作為同步電動機運行。但從電網(wǎng)中吸收有功，拖著汽輪機旋轉(zhuǎn)。由于汽缸中充滿蒸汽，它與汽輪機葉片磨擦產(chǎn)生熱，使汽輪機葉片過熱。長期運行，損壞汽輪機葉片。 發(fā)電機逆功率保護邏輯發(fā)變組保護 程逆：對于大型汽輪發(fā)電機，發(fā)電機的逆功率保護，除了作為汽輪機的保護之外，尚作為發(fā)電機組的程控跳閘啟動元件，稱為程跳逆功率保護。防止汽輪機超速。發(fā)變組保護 發(fā)電機反時限過負荷（過流）保護發(fā)電機反時限過負荷（過流）保護 發(fā)電機反時限過負荷（過流）保護，是發(fā)電機的定子過熱保護，主要用于內(nèi)冷式大型汽輪發(fā)電機。保護反應(yīng)發(fā)電機定子

10、繞組的電流大小，作為發(fā)電機定子繞組的后備保護。 保護引入發(fā)電機三相電流（TA二次值），最好取自發(fā)電機中性點側(cè)。發(fā)變組保護 發(fā)電機反時限過負荷（過流）保護邏輯發(fā)電機反時限過負荷（過流）保護邏輯發(fā)變組保護 發(fā)電機頻率積累保護發(fā)電機頻率積累保護 汽輪機葉片有自己的自振頻率。并網(wǎng)運行的發(fā)電機，當(dāng)系統(tǒng)頻率異常時，汽輪機葉片可能產(chǎn)生共振，從而使葉片發(fā)生疲勞，長久下去可能損壞汽輪機的葉片。發(fā)電機頻率異常保護，是保護汽輪機安全的。 頻率積累保護，反映汽輪機葉片疲勞的累積效應(yīng)，可作為低頻積累保護，或高頻積累保護。發(fā)變組保護 頻率積累邏輯（投信號）發(fā)變組保護 發(fā)電機反時限過激磁保護發(fā)電機反時限過激磁保護 過激磁保

11、護反映的是過激磁倍數(shù)，而過激磁倍數(shù)等于電壓與頻率之比。發(fā)電機或變壓器的電壓升高或頻率降低，可能產(chǎn)生過激磁。即 式中 過激磁倍數(shù)； B、Be分別為鐵芯工作磁密及額定磁密； u、f、u*、f* 電壓、頻率及其以額定電壓及額定頻率為基準的標(biāo)么值。 發(fā)電機的過激磁能力比變壓器的能力要低一些，因此發(fā)變組保護的過激磁特性一般按照發(fā)電機的特性整定。fUBBfUUef發(fā)變組保護 發(fā)電機反時限過激磁保護邏輯框圖發(fā)變組保護突加電壓突加電壓 發(fā)電機突加電壓的可能有兩種情況：第一種是發(fā)電機在盤車或升速過程中（未加勵磁）突然并入電網(wǎng)；第二種情況是非同期合閘。 發(fā)電機在盤車或升速過程中突然并入電網(wǎng)，將產(chǎn)生很大的定子電流，

12、損壞發(fā)電機。另外，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速很低時出現(xiàn)工頻定子電流，定子旋轉(zhuǎn)磁場將切割轉(zhuǎn)子繞組，造成轉(zhuǎn)子過熱損傷。目前500KV系統(tǒng)中廣泛采用的3/2斷路器接線增加了突加電壓的幾率。 發(fā)電機非同期合閘，將產(chǎn)生很大的沖擊電流及轉(zhuǎn)矩，可能損壞發(fā)電機及引起系統(tǒng)振蕩。 在DGT801系列發(fā)變組保護裝置中，利用滅磁開關(guān)未合及定子過電流，來判別發(fā)電機升速或盤車過程中的突加電壓；而利用低阻抗判據(jù)，來判別非同期合閘。另外，利用定子負序電流判別并網(wǎng)前斷路器某相斷口閃絡(luò)。 突加電壓保護在發(fā)電機并網(wǎng)后自動退出運行，解列后自動投入運行。根據(jù)現(xiàn)場多年運行經(jīng)驗，謹慎的運行方法是在并網(wǎng)后退出突加電壓保護的出口壓板，手動退出此保護。發(fā)變組

13、保護 發(fā)電機突加電壓及斷路器閃絡(luò)保護邏輯框圖發(fā)變組保護 發(fā)電機過電壓保護發(fā)電機過電壓保護 保護反映發(fā)電機定子電壓。其輸入電壓為機端TV二次相間電壓（例如），動作后經(jīng)延時切除發(fā)電機。 邏輯如下：發(fā)變組保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護（1）、發(fā)電機注入式轉(zhuǎn)子一點接地保護 保護采用注入直流電源原理，直流電源由裝置自產(chǎn)。因此，在發(fā)電機運行及不運行時，均可監(jiān)視發(fā)電機勵磁回路的對地絕緣。該保護動作靈敏、無死區(qū)。 考慮到雙套配置方案中，轉(zhuǎn)子接地保護由于保護原理的要求不能雙套化，否則會相互影響導(dǎo)致測量失誤。如采用一套運行一套備用方式，需要時應(yīng)可靠安全地帶電切換。 要說明的是：對于勵磁系統(tǒng)是可控硅整流系

14、統(tǒng)時，由于勵磁電壓中有較高的諧波分量（例如ABB公司生產(chǎn)的勵磁裝置，運行時產(chǎn)生的6次諧波、12次諧波電壓遠大于直流分量電壓），可能影響轉(zhuǎn)子一點接地保護的測量精度。 保護的輸入端與轉(zhuǎn)子負極及大軸連接。保護有兩段出口供選用。檢測漏電流大軸（600）負極（602）1ggRR1t信號對單元件橫差加延時及投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護計算Rg發(fā)變組保護（2）、發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地保護 當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組兩點接地時，其氣隙磁場將發(fā)生畸變，在定子繞組中將產(chǎn)生二次諧波負序分量電勢。轉(zhuǎn)子兩點接地保護即反映定子電壓中二次諧波“負序”分量。 在轉(zhuǎn)子一點接地保護動作后，自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護。轉(zhuǎn)子兩點接地保護的邏輯框圖如下圖所示：發(fā)變

15、組保護 轉(zhuǎn)子兩點接地保護邏輯框圖 圖中，：轉(zhuǎn)子一點接地保護動作條件。發(fā)變組保護 主變比率制動原理縱差保護主變比率制動原理縱差保護 保護采用比率制動原理，見下圖。為防止變壓器空投及其他異常情況時變壓器勵磁涌流導(dǎo)致差動誤動，比較各相差流中二次諧波分量對基波分量比（即I2/I1）的大小，當(dāng)其大于整定值時，閉鎖差動元件。當(dāng)差流很大，達到差動速斷定值時，直接出口跳閘。同時設(shè)置專門的TA斷線判別環(huán)節(jié)，若判別差流是TA斷線所致，發(fā)TA斷線信號，并可選擇是否閉鎖差動保護出口。發(fā)變組保護 變壓器縱差保護邏輯框圖發(fā)變組保護 主變零序電流保護主變零序電流保護 變壓器零序電流保護，反映變壓器Y0側(cè)零序電流的大小，是變

16、壓器接地短路的后備保護，也兼作相鄰設(shè)備接地短路的后備保護。 一段式變壓器零序電流保護的邏輯框圖如圖所示：發(fā)變組保護 主變阻抗保護主變阻抗保護 發(fā)電機、變壓器低阻抗保護，主要作為發(fā)電機及變壓器相間短路的后備保護，有時還兼作相鄰設(shè)備（母線、線路等）相間短路的后備保護。該保護主要由三個相間阻抗元件構(gòu)成。阻抗保護邏輯如下：發(fā)變組保護發(fā)變組保護 主變、高廠變、脫硫變通風(fēng)保護主變、高廠變、脫硫變通風(fēng)保護 保護反映變壓器高壓側(cè)電流的大小。當(dāng)電流超過額定電流值，經(jīng)延時動作于信號或作用于啟動通風(fēng)。保護一般引入一相電流，保護邏輯框圖如圖所示：發(fā)變組保護斷路器閃絡(luò)保護斷路器閃絡(luò)保護 當(dāng)只有斷路器觸頭在斷開位，且有負

17、序電流時，保護動作，作用于跳閘、啟動失靈保護。 保護由三相斷路器位置輔助接點與負序電流組成的與門構(gòu)成，其動作后經(jīng)延時作用于出口。保護的輸入電流為斷路器側(cè)TA二次三相電流。發(fā)變組保護 高廠變高廠變A（B）、脫硫變分支過流保護）、脫硫變分支過流保護 保護反映變壓器低壓側(cè)電流的大小。當(dāng)電流超過額定電流值（過負荷）或很大時（故障引起過電流），經(jīng)延時動作于信號（過負荷）或作用于跳開分支開關(guān)。閉鎖快切。發(fā)變組保護 高廠變高廠變A（B）、脫硫變分支零序電流保護）、脫硫變分支零序電流保護 變壓器零序電流保護，反映變壓器Y0側(cè)零序電流的大小，是變壓器接地短路的后備保護，也兼作相鄰設(shè)備接地短路的后備保護。 二段式

18、變壓器零序電流保護的邏輯框圖如圖所示：發(fā)變組保護 高廠變雙分支復(fù)合電壓過流保護高廠變雙分支復(fù)合電壓過流保護 高廠變或啟備變雙分支電壓閉鎖過流保護，主要作為低壓側(cè)有雙卷繞組的高廠變或啟備變的后備保護。該保護的接入電流為變壓器高壓側(cè)TA二次三相電流，接入電壓為低壓側(cè)雙分支TV二次三相電壓。發(fā)變組保護 雙分支復(fù)合電壓過流保護邏輯圖注：脫硫變復(fù)合電壓過流保護原理與此相同。發(fā)變組保護勵磁變反時限過負荷（過流）保護勵磁變反時限過負荷（過流）保護 保護反應(yīng)勵磁變的電流大小，作為勵磁變的后備保護。 保護引入勵磁變?nèi)嚯娏鳎═A二次值）保護邏輯框圖見下圖：發(fā)變組保護 勵磁變過流保護勵磁變過流保護 保護反映變壓器低壓側(cè)電流的大小。當(dāng)電流超過額定電流值（過負荷）或很大時（故障引起過電流），經(jīng)延時動作于信號（過負荷）或作用于跳開分支開關(guān)。發(fā)變組保護 發(fā)變組保護原理（非電量保護）發(fā)變組保護原理（非電量保護） 1、主變輕瓦斯、主變繞組溫度、主變冷卻器全停、主變油位、主變壓力釋放。 2、廠變重瓦斯、廠變輕瓦斯、廠變繞組溫度、廠變油位、廠變壓力釋放、廠變油溫。 3、脫硫變重瓦斯