發(fā)變組保護(hù)配置及原理課件

1、發(fā)變組保護(hù)配置及原理設(shè)備部電氣室 王 冰發(fā)變組保護(hù)配置及原理一、概述： 托克托發(fā)電公司#1-#8機(jī)組發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)分別采用了GE公司、國(guó)電南自公司、南瑞公司生產(chǎn)的微機(jī)保護(hù)裝置。 按照國(guó)網(wǎng)公司18項(xiàng)反措要求全部實(shí)現(xiàn)了雙重化配置。能夠保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器所有的故障類型。發(fā)變組保護(hù)配置及原理二、雙重化設(shè)計(jì)含義：1、每套完整、獨(dú)立的保護(hù)裝置應(yīng)能處理可能發(fā)生的所有類型的故障。兩套保護(hù)之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系，當(dāng)一套保護(hù)退出時(shí)不應(yīng)影響另一套保護(hù)的運(yùn)行。2、220kV及以上電壓等級(jí)變壓器（含發(fā)電廠的起動(dòng)/備用變壓器）等主設(shè)備，以及容量在100MW及以上的發(fā)變組微機(jī)保護(hù)應(yīng)按照雙重化配置（非電量保護(hù)除外）。對(duì)于

2、600MW級(jí)及以上發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè)雙重化的電氣量保護(hù)，對(duì)非電氣量保護(hù)應(yīng)根據(jù)主設(shè)備配套情況，有條件的也可進(jìn)行雙重化配置。 3、雙重化配置的變壓器和單元制接線方式的發(fā)變組應(yīng)使用主、后一體化的保護(hù)裝置；對(duì)非單元制接線或特殊接線方式的發(fā)變組則應(yīng)根據(jù)主設(shè)備的一次接線方式，按雙重化的要求進(jìn)行保護(hù)配置。發(fā)變組保護(hù)配置及原理4、兩套主保護(hù)的電流回路應(yīng)分別取自電流互感器互相獨(dú)立的繞組，并合理分配電流互感器二次繞組，避免可能出現(xiàn)的保護(hù)死區(qū)。5、兩套主保護(hù)的電壓回路宜分別接入電壓互感器的不同二次繞組。6、兩套完整、獨(dú)立的電氣量保護(hù)和一套非電量保護(hù)應(yīng)使用各自獨(dú)立的電源 回路（包括直流空氣小開關(guān)及其直流電源監(jiān)視回路），在

3、保護(hù)柜上的安裝位置應(yīng)相對(duì)獨(dú)立。7、兩套電氣量保護(hù)的跳閘回路應(yīng)與斷路器的兩個(gè)跳圈分別一一對(duì)應(yīng)。8、非電量保護(hù)應(yīng)同時(shí)作用于斷路器的兩個(gè)跳閘線圈。發(fā)變組保護(hù)配置及原理三、保護(hù)裝置配置：1、一期保護(hù)裝置配置： 一期發(fā)變組保護(hù)A、B屏分別采用了GE（美國(guó)）公司生產(chǎn)的DGP（發(fā)電機(jī)保護(hù)）、DTP（主變、引線保護(hù)）、SR745(高廠變、大差保護(hù)）、LPSO（失步保護(hù)）、MIF（勵(lì)磁變保護(hù)），以上各裝置構(gòu)成一套完整的電氣量保護(hù)。 發(fā)變組保護(hù)C屏采用了南瑞（南京）公司生產(chǎn)的RCS-985保護(hù)裝置，構(gòu)成另一套完整的電氣量保護(hù)。 發(fā)變組保護(hù)D屏采用了南瑞（南京）公司生產(chǎn)的RCS-974保護(hù)裝置，構(gòu)成非電量保護(hù)。 發(fā)

4、變組保護(hù)配置及原理2、二、三、四期保護(hù)裝置配置： 發(fā)變組保護(hù)A屏采用了GE（美國(guó)）公司生產(chǎn)的G60(發(fā)電機(jī)保護(hù)）、T60（主變保護(hù)）、T35（高廠變保護(hù)）、LGX（邏輯箱）構(gòu)成一套完整的電氣量保護(hù)。 發(fā)變組保護(hù)B屏采用了南自（南京）公司生產(chǎn)的兩臺(tái)DGT-801裝置構(gòu)成另一套完整的電氣量保護(hù)。 發(fā)變組保護(hù)C屏采用了GE（美國(guó)）公司生產(chǎn)的T60L（勵(lì)磁變保護(hù)）、C30（非電量保護(hù)） LGX（邏輯箱）構(gòu)成。 發(fā)變組保護(hù)配置及原理四、常見的故障類型：1、反應(yīng)定子繞組的故障 短路故障：兩相、三相短路故障； 接地故障：?jiǎn)蜗嘟拥?、兩點(diǎn)接地短路故障； 匝間短路故障：同相同分支匝間、同相異分支匝間；2、反應(yīng)轉(zhuǎn)子

5、繞組的故障 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障、轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障、部分轉(zhuǎn)子繞組匝間故障；3、異常運(yùn)行 過負(fù)荷、過電壓、過激磁、逆功率、誤上電、失磁、失步、頻率異常等；發(fā)變組保護(hù)配置及原理五、常見保護(hù)種類：1、反應(yīng)短路故障的主保護(hù)（12種） 發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)裂相橫差保護(hù)、發(fā)電機(jī)不完全差動(dòng)保護(hù)； 匝間保護(hù)（單元件橫差保護(hù)、縱向零壓保護(hù)）； 轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)； 主變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)變組大差動(dòng)保護(hù)、高壓廠用變壓器差動(dòng)保護(hù)； 勵(lì)磁變壓器差動(dòng)保護(hù)、勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)； 電纜差動(dòng)保護(hù)。發(fā)變組保護(hù)配置及原理2、反應(yīng)短路故障的后備保護(hù)（5種） 復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)、記憶過電流保護(hù)； 復(fù)合過電流保護(hù)、限時(shí)速斷過電流保護(hù)；

6、阻抗保護(hù)。3、反應(yīng)接地故障的保護(hù)（7種） 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù) 主變高壓側(cè)零序電流保護(hù)、間隙零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)； 高廠變低壓側(cè)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)發(fā)變組保護(hù)配置及原理4、反應(yīng)異常運(yùn)行的保護(hù)（18種） 定、反時(shí)限的定子過負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)、轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)； 過電壓保護(hù)、過激磁保護(hù)； 失磁保護(hù)、失步保護(hù)； 逆功率保護(hù)、程跳逆功率保護(hù)； 頻率異常保護(hù)； 誤上電保護(hù)、起停機(jī)保護(hù)（臨時(shí)性保護(hù)）； 變壓器過負(fù)荷、啟動(dòng)通風(fēng)、閉鎖調(diào)壓保護(hù)； TA和TV斷線異常檢測(cè)。發(fā)變組保護(hù)配置及原理5、主變高壓側(cè)斷路器輔助保護(hù)（3種） 非全相保護(hù)； 失靈啟動(dòng)； 斷口閃絡(luò)保護(hù)等。6、變壓器

7、非電量保護(hù) 輕瓦斯、重瓦斯； 油位、油溫、繞組溫度； 壓力釋放、冷卻器故障、冷卻器電源消失等；7、發(fā)電機(jī)非電量保護(hù) 熱工、斷水、系統(tǒng)故障聯(lián)跳、勵(lì)磁系統(tǒng)故障等； 發(fā)變組保護(hù)配置及原理六、保護(hù)原理介紹：1、發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù) 發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)相間短路的主保護(hù)。根據(jù)接入發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流的份額（即接入全部中性點(diǎn)電流或只取一部分電流接入），可分為完全縱差保護(hù)和不完全縱差保護(hù)。另外，根據(jù)算法不同，可以構(gòu)成比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)和標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)。 不完全縱差保護(hù)，適用于每相定子繞組為多分支的大型發(fā)電機(jī)。它除了能反應(yīng)發(fā)電機(jī)相間短路故障，尚能反應(yīng)定子線棒開焊及分支匝間短路。 動(dòng)作特性由二部分組成：即無制

8、動(dòng)部分和比率制動(dòng)部分。這種動(dòng)作特性的優(yōu)點(diǎn)是：在區(qū)內(nèi)故障電流小時(shí)，它具有較高的動(dòng)作靈敏度；而在區(qū)外故障時(shí)，它具有較強(qiáng)的躲過暫態(tài)不平衡差流的能力。 發(fā)變組保護(hù)配置及原理差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)特性圖發(fā)變組保護(hù)配置及原理2、變壓器縱差動(dòng)保護(hù) 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)，是變壓器內(nèi)部及引出線上短路故障的主保護(hù)，它能反應(yīng)變壓器內(nèi)部及引出線上的相間短路、匝間短路及大電流系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路故障。另外，尚能躲過變壓器空充電及外部故障切除后的勵(lì)磁涌流。 3、發(fā)電機(jī)基波零序電壓式定子接地保護(hù) 基波零序電壓式定子接地保護(hù)，保護(hù)范圍為由機(jī)端至機(jī)內(nèi)90%左右的定子繞組單相接地故障?？勺餍C(jī)組的定子接地保護(hù)。也可與三次諧波定子接地保護(hù)合

9、用，組成大、中型發(fā)電機(jī)的100%定子接地保護(hù)。 保護(hù)接入3U0電壓，取自發(fā)電機(jī)機(jī)端TV開口三角繞組兩端，或取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)單相TV（或配電變壓器或消弧線圈）的二次。 發(fā)變組保護(hù)配置及原理4、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)（阻抗原理） 正常運(yùn)行時(shí)，若用阻抗復(fù)平面表示機(jī)端測(cè)量阻抗，則阻抗的軌跡在第一象限（滯相運(yùn)行）或第四象限（進(jìn)相運(yùn)行）內(nèi)。發(fā)電機(jī)失磁后，機(jī)端測(cè)量阻抗的軌跡將沿著等有功阻抗園進(jìn)入異步邊界園內(nèi)。 阻抗型失磁保護(hù)，通常由阻抗判據(jù)（Zg）、轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)（Vfd）、機(jī)端低電壓判據(jù)（Ug）、系統(tǒng)低電壓判據(jù)（Un）及過功率判據(jù)（P）構(gòu)成。發(fā)變組保護(hù)配置及原理5、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù) 并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在主汽門

10、關(guān)閉后，便作為同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。但從電網(wǎng)中吸收有功，拖著汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于汽缸中充滿蒸汽，它與汽輪機(jī)葉片磨擦產(chǎn)生熱，使汽輪機(jī)葉片過熱。長(zhǎng)期運(yùn)行，損壞汽輪機(jī)葉片。6、發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù) 汽輪機(jī)葉片有自己的自振頻率。并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)頻率異常時(shí)，汽輪機(jī)葉片可能產(chǎn)生共振，從而使葉片發(fā)生疲勞，長(zhǎng)久下去可能損壞汽輪機(jī)的葉片。 發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)，是保護(hù)汽輪機(jī)安全的。 發(fā)變組保護(hù)配置及原理7、過激磁保護(hù)（包括發(fā)電機(jī)、變壓器） 發(fā)電機(jī)或變壓器過激磁運(yùn)行時(shí)，電流會(huì)很大，電流波形將發(fā)生嚴(yán)重畸變，漏磁大大增加，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行損壞發(fā)電機(jī)或變壓器。因此，對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)及變壓器，裝設(shè)過激磁保護(hù)非常必要。8、阻抗保護(hù)（包

11、括發(fā)電機(jī)、變壓器） 發(fā)電機(jī)變壓器低阻抗保護(hù)，主要作為發(fā)電機(jī)及變壓器相間短路的后備保護(hù)，有時(shí)還兼作相鄰設(shè)備（母線、線路等）相間短路的后備保護(hù)。9、發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)及斷路器閃絡(luò)保護(hù) 發(fā)電機(jī)誤上電的可能有兩種情況：第一種是發(fā)電機(jī)在盤車或升速過程中（未加勵(lì)磁）突然并入電網(wǎng)；第二種情況是非同期合閘。 發(fā)電機(jī)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，損壞發(fā)電機(jī)。另外，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)出現(xiàn)工頻定子電流，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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斷路器接線增加了誤上電的幾率。 發(fā)電機(jī)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(jī)及引起系統(tǒng)振蕩。 因

12、此，對(duì)于大型發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)誤上電保護(hù)。發(fā)變組保護(hù)配置及原理10、變壓器瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)是變壓器的住保護(hù)，能夠有效的反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障。 輕瓦斯保護(hù)的氣體繼電器由開口杯、干簧觸點(diǎn)等組成，作用于信號(hào)。重瓦斯保護(hù)的氣體繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點(diǎn)等組成，作用于跳閘。 正常運(yùn)行時(shí)，氣體繼電器充滿油，開口杯浸在有種，處于上浮位置，干簧觸點(diǎn)斷開。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)局部發(fā)生高熱，引起附近的變壓器油膨脹，油內(nèi)溶解的空氣被逐出，形成氣泡上升，同時(shí)油和其他材料在電弧和放電等的作用下電離而產(chǎn)生氣體。故障輕微時(shí)，排出的氣體緩慢上升而進(jìn)入氣體繼電器，使油面下降，開口杯產(chǎn)生以支點(diǎn)為軸的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使干簧觸點(diǎn)接

13、通，發(fā)出信號(hào)。 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障嚴(yán)重時(shí)，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣體，使變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊擋板，擋板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使干簧觸點(diǎn)接通，作用于跳閘。 發(fā)變組保護(hù)配置及原理進(jìn)行以下工作時(shí)，應(yīng)將重瓦斯保護(hù)退出：1、進(jìn)行注油和濾油時(shí)。2、進(jìn)行呼吸器暢通工作或更換硅膠時(shí)。3、除采油樣和氣體繼電器上部放氣閥放氣外，在其他所有地方打開放氣、放油和進(jìn)油閥門時(shí)。4、開、閉氣體繼電器連接管上的閥門時(shí)。5、在瓦斯保護(hù)及其二次回路上進(jìn)行工作時(shí)。6、對(duì)于充氮變壓器，當(dāng)油枕抽真空或補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí)，變壓器注油、濾油、充氮（抽真空）、更換硅膠及處理呼吸器時(shí)，在上述工作完畢后

14、，經(jīng)1h試運(yùn)行后，方可將重瓦斯保護(hù)投入跳閘。 發(fā)變組保護(hù)配置及原理六、運(yùn)行人員巡檢注意項(xiàng)目：一期發(fā)變組保護(hù)：發(fā)變組保護(hù)A柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：DTP主變保護(hù)裝置需要注意：運(yùn)行等正常時(shí)為綠色，異常時(shí)為紅色；保護(hù)信號(hào)燈正常時(shí)全部熄滅。發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：DGP發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置需要注意：運(yùn)行等正常時(shí)為綠色，異常時(shí)為紅色；保護(hù)信號(hào)燈正常時(shí)全部熄滅。發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：LPSO失步保護(hù)裝置需要注意：運(yùn)行燈（status）正常時(shí)為綠色，異常時(shí)為紅色；trip信號(hào)燈正常時(shí)熄滅。發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)B柜：發(fā)變組保護(hù)配

15、置及原理發(fā)變組保護(hù)B柜：需要注意：運(yùn)行燈（in service）正常時(shí)為綠色，異常時(shí)為紅色；trip、alarm、pickup信號(hào)燈正 常時(shí)熄滅。發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)C柜：需要注意：運(yùn)行燈正常時(shí)為綠色，異常時(shí)為紅色；跳閘、告警、TV/TA斷線信號(hào)燈正常時(shí)全部熄滅。發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)D柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理二-四期發(fā)變組保護(hù)：發(fā)變組保護(hù)A柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：G60發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置需要注意：需要注意：運(yùn)行燈（in service）正常時(shí)為綠色，異常時(shí)為紅色；trip、alarm、pickup信號(hào)燈正常時(shí)熄滅。發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：T60發(fā)電機(jī)

16、保護(hù)裝置發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)A柜：T35高廠變保護(hù)裝置發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)B柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)C柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)C柜：WFH轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)C柜：T60L勵(lì)磁變保護(hù)裝置發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)C柜：C30勵(lì)磁變保護(hù)裝置發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)C柜：LGX邏輯箱發(fā)變組保護(hù)配置及原理發(fā)變組保護(hù)D柜：發(fā)變組保護(hù)配置及原理七、二次接線圖講解：見附圖發(fā)變組保護(hù)配置及原理八、保護(hù)出口方式：停機(jī)：斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁、關(guān)閉主汽門。解列滅磁：斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁、汽輪機(jī)甩負(fù)荷。解列：斷開發(fā)電機(jī)斷路器、汽輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力：將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值。程序跳閘：汽輪機(jī)，首先關(guān)閉主氣門，待逆功率保護(hù)動(dòng)作后，再跳開發(fā)電機(jī) 斷路器并滅磁；水輪機(jī)首先關(guān)閉導(dǎo)水翼到空載位置，再跳開發(fā)電機(jī) 斷路器并滅磁。信號(hào)：發(fā)聲光信號(hào)。發(fā)變組保護(hù)配置及原理我廠保護(hù)出口方式：全停：差動(dòng)、定子90%接