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发电机—变压器组保护设计分类号毕业设计（论文）题目发电机变压器组保护设计并列英文题目Designofgenerator-transformerunitprotection系部电力工程系专业发电厂及电力系统姓名班级发电0602班指导教师职称副教授论文报告提交日期2009年6月1日发电机—变压器组保护设计摘要随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。现今我国大容量发电厂不断增多，它们在电力系统中地位更显重要。为保证整个电力系统的安全经济运行，我们应对电厂配置可靠性、灵敏性、选择性和速动性都很好的保护装置。为实现配置方案的优化，还应充分考虑到大型发电厂的特点。本文系统的阐述了300MW汽轮发电机—变压器组保护设计。本文共分四篇，第一篇简要介绍了大型发电机—变压器组常出现的故障及异常运行状态和继电保护配置要求；第二篇对300MW发电机—变压器组故障、异常运行状态及非电量的继电保护原理和相关原理的逻辑框图进行介绍；第三篇对300MW发电机—变压器组的微机保护装置的选择和动作行为的介绍；第四篇对300MW发电机—变压器组继电保护配置主接线图的介绍和说明。本文在阐述300MW汽轮发电机—变压器组保护设计的同时密切结合实际，通俗易懂。关键词：发电机—变压器组继电保护发电机—变压器组保护设计AbstractWiththerapiddevelopmentofpowerindustry,China'spowergenerators,increasingthecapacityofasingletransformer,thepowersystemismovinginthebigunits,ultra-highpressure,largepowergriddirection.Today'slarge-capacitypowerplantsinChinaincreasingtheirstatusinthepowersystemaremoreimportant.Inordertoensurethesafetyoftheentirepowersystemeconomicoperation,weshouldplantconfigurationreliability,sensitivity,selectivityandtheliquidofverygoodprotectiondevice.Toachievetheoptimalconfigurationshouldalsobetakenfullyintoaccountthecharacteristicsoflarge-scalepowerplants.Systemdescribedinthisarticle300MWturbo-generator-transformerunitprotectiondesign.Thisarticleisdividedintofour,thefirstlarge-scalegeneratorsbrief-oftengroupsoftransformerfaultsandabnormaloperationandconfigurationrequirementsofrelayprotection;secondof300MWgenerator-transformerunitfailure,abnormaloperationandnon-Principlesofelectricityandrelatedprinciplesofrelaylogicdiagramintroduced;thirdof300MWgenerator-transformerunitofthemicroprocessor-basedprotectiondeviceofchoiceandactiontointroduceacts;fourthof300MWgenerator-transformerunitrelayconfigurethemainwiringdiagramoftheintroductionandnotes.Inthispaper,the300MWturbo-generator-transformerdesigngroupatthesametimetoprotectacloseconnectionwithreality,anduser-friendly.Keywords:generator-transformerunitrelay发电机—变压器组保护设计目录摘要前言第一篇概述………………………………………………….1第一章发变组可能出现的故障及异常运行状态………..1第二章发变组保护配置原则及要求……………………..3第二篇发变组保护配置……………………………………4第一章反映短路故障的主保护…………………………..4第一节发电机纵差保护………………………………..4第二节变压器纵差保护………………………………..8第三节发电机匝间短路保护…………………………..9第四节转子两点接地保护……………………………15第二章反映短路故障的后备保护………………………16第一节过电流保护……………………………………16第二节阻抗保护………………………………………22第三章反映接地故障的保护……………………………23第一节转子一点接地保护……………………………23第二节定子接地保护…………………………………24第三节主变压器接地保护…………………………..28第四章反映异常运行的保护……………………………31第一节发电机的过负荷保护………………………....31发电机—变压器组保护设计一．发电机定子绕组过负荷保护………………………….32二．发电机转子绕组过负荷保护………………………….32三．发电机转子表层过负荷保护………………………….33四．发电机励磁绕组过负荷保护………………………….33第二节过励磁保护……………………………………...34第三节失磁保护………………………………………...35第四节失布保护………………………………………...36第五节逆功率保护……………………………………...38第六节非全相运行保护………………………………...39第七节断路器失灵保护………………………………...40第八节发电机启停机保护……………………………...41第五章非电量保护………………………………………..42第一节主变压器瓦斯保护……………………………..42第二节高压厂用变压器瓦斯保护……………………..44第三篇发变组微机保护组屏方案………………………...44第四篇发变组系统主接线及其保护配置说明…………...47结束语……………………………………………………….49参考文献…………………………………………………….50发电机—变压器组保护设计前言毕业设计是在学校学习生活中的最后一个环节，通过本次设计使我系统的掌握了三年来所学专业理论知识，提高综合应用能力，初步了解实际工程设计，培养了我们用运所学知识全面地、独立地分析问题的能力。本设计是关于大型发电机—变压器组继电保护设计，其主要内容包括大型发电机组的特点及继电保护的要求、大型发电机和变压器的故障及异常运行的保护方式、大型发电机—变压器组继电保护的特点及配置原则，对300MW汽轮发电机—变压器组继电保护总配置情况介绍和微机保护装置的选择，主要对发电机—变压器组的短路故障保护原理、异常运行保护原理、非电量保护原理和相关原理的逻辑框图介绍。在本次设计过程中，杨晓敏老师给了我们很大的支持和帮助，并在老师精心的辅导下我们完成了毕业设计任务。在次，我对杨晓敏老师表示感谢，另外，我也要感谢同学们对我的帮助。由于我们的水平有限，不妥和和错误之处在所难免，敬请老师给予指正。李玉仓2009-6-1发电机—变压器组保护设计-1-第一篇概述第一章发变组可能出现的故障及异常运行状态一．发电机可能出现的故障及异常运行状态保证发电机组安全经济的运行和防止其遭受破坏，对于电力系统的稳定运行和对用户不间断供电起决定性作用。因此，要不断改进和完善继电保护的功能，采取较为合理、完善的保护配置方案，最大限度地保证电力系统的安全运行，并将故障和不正常运行方式对电力系统的影响限制到最小范围。由于发电机是长期连续运转的设备，既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子励磁绕组绝缘的损坏。因此，同步发电机子运行中定子绕组和转子励磁回路都有可能发生危险的故障和不正常的运行情况。发电机故障类型有：1.定子绕组相间短路；2.定子绕组一相的匝间短路；3.定子绕组单相接地；4.转子绕组一点接地或两点接地；5.由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等原因在造成的转子励磁回路的励磁电流消失或降低。发电机异常运行状态有：1.由外部短路引起的定子绕组过电流；2.由负荷超过发电机额定容量而引起的定子绕组三相对称过负荷；3.由于突然甩负荷而一起的定子绕组过电压；4.由外部不对称短路或不对称负荷(如单相负荷、非全相运行等）引起的转子表层过负荷；5.由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷；6.由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机过激磁运行及汽轮机低频运行等。二．变压器可能出现的故障和异常运行方式电力变压器是电力系统中十分重要的元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。为了防止电力变压器发生各类故障和不正常运行对电力系统安全运行造成不应有的损失，根据有关技术规程的规定，应针对电力变压器的故障和不正常运行状态设置相应的继电保护。发电机—变压器组保护设计-2-变压器的故障可以分为油箱内故障和油箱外故障，油箱内故障指变压器油箱里面发生的故障又分：电气故障、“初始”故障。1.电气故障：原因有(1:高压或低压绕组相间短路（2:中性点直接接地侧的单相接地短路（3:高压或低压绕组的匝间短路（4:第三绕组上的接地故障或匝间短路内部短路故障产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯，而且由于绝缘材料和变压器因受热分解而产生大量的气体，有可能引起变压器油箱爆炸。2.“初始”故障：“初始”故障即初始局部的故障，它将对变压器产生缓慢发展的损害作用，但一般不能检测起步平衡的电量。原因有(1:导体之间点气接触不良或铁芯故障，在变压器油中可能产生间歇性电弧（2：冷却媒介不足将使变压器油温升高，如油位过低或油路阻塞，容易在绕组上产生局部热点（3：分接开关故障，并联运行的变压器之间产生环流和负荷分配不合理，造成变压器的绕组过热变压器最常见的是外部故障，是油箱外部绝缘套管及引出线上的故障，可能导致出线的相间短路或单相接地短路。变压器的不正常运行状态主要有由于变压器外部相间短路引起的过电流，外部接地短路引起的过电流和中性点过电压，由于所带负荷超过变压器的额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因引起的油面降低。此外对大容量变压器，由于其额定工作条件下的磁通密度接近于铁心的饱和磁通，在过电压或低频率的等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。发电机—变压器组保护设计-3-第二章发变组保护配置原则及要求大型发变组结构复杂，有可能发生多种类型的故障和异常运行工况，因此需要设置几十种保护，并要求这些保护既有明确的职责范围又能相互配合。目前国内已经形成各种不同的保护功能的配置方案，这些都大同小异，但又各具特点。都遵循以下原则：1.各项保护功能配置完善；2.选用的保护原理性能优良，有成熟的运行经验，满足各项技术要求；3.实现双重化配置；4.组屏合理，双重化的两套保护系统应分屏设置，非电量保护和电气量保护也应分屏设置，以确保在发变组不停运状况下可以对其中任何一套保护系统进行检修、调整、调试，同时要求二次回路设计正确简明，接线安全可靠；5.保护系统应尽可能结构简单，具备友好的人机界面，合理的通信组网功能。各项保护功能投退和整定操作清晰简便，支持现场调试和调整功能，易于使用和维护；6.保护出口设计合理，配置灵活，以满足紧急状态