发变组保护配置与原理!!

XJGroupCorporation发变组保护一、发变组主接线二、发变组保护配置三、保护原理四、几个认识五、注意问题及现场处理XJGroupCorporation一、发变组主接线发电厂或变电站的一次设备按照设计要求连接而成的电路称为主接线，反应了所装配的电气设备与布置、供电可靠性、电能质量、运行灵活性、二次接线和继电保护，保证电力系统的安全、可靠和经济运行。主接线图是用规定符号绘制而成的电气主电路图，一般绘成单线图。XJGroupCorporation一、主接线1、单元接线XJGroupCorporation一、主接线2、500kV单元接线XJGroupCorporation一、主接线3、双单元机组XJGroupCorporation一、主接线4、扩大单元接线XJGroupCorporation二、保护配置保护配置配置原则：1、遵循法规《继电保护和安全自动装置技术规程》及设备主接线的要求；2、强化主保护简化后备保护。XJGroupCorporation二、保护配置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.同时,可不需要装设专用电压互感器(专用PT)XJGroupCorporation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。XJGroupCorporation二、保护配置1.4、转子本体过热（不对称过负荷）保护转子本体过热的主保护，又是定子绕组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。XJGroupCorporation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。XJGroupCorporation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流的后备保护，定时限动作于程序跳闸。XJGroupCorporation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。XJGroupCorporation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。XJGroupCorporation二、保护配置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。XJGroupCorporation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。XJGroupCorporation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。XJGroupCorporation二、保护配置3.10、断路器断口闪络保护发电机扑捉并网时机时，断路器断口间发生闪络事故的保护，延时动作于灭磁或启动失灵保护。3.11、过负荷保护延时动作于信号。3.12、TA/TV异常延时动作于信号。3.13、变压器非电量保护变压器冷却器故障、过温、油位异常等。XJGroupCorporation三、保护原理1、发电机差动保护根据克希可夫第一电流定理，保护判据为：动作量Iop=I1+I2制动量Ires=(I1-I2)/2动作方程当Ires≤Ires.oIop≥Iop.o当IresIres.oIopIop.0+S(Ires-Ires.0)XJGroupCorporation三、保护原理保护灵敏度：按机组未并网的最不利条件来验算，保护内部短路的灵敏度很显然是大于2，因此一般可不必对灵敏度进行验算。)(5.02121IIIIIIKresopsenXJGroupCorporation三、保护原理2、匝间保护2.1、单元件横差无制动特性:Iop≥Iop.0有制动特性:Iop≥Iop.0Ires≤Ires.0IopIop.o+Krel(Ires-Ires.o)/Ires.oIresIres.oIop.o是横差最小动作电流定值，Ires是取机端三相最大电流的制动电流。TA1TA2裂相横差完全纵差不完全纵差二aTA7TA3TA4bTA8TA5TA6cTA91o2oTA0零序电流型横差12345不完全纵差一XJGroupCorporation三、保护原理灵敏度验算：先用线性外推法求出机端三相短路的最大不平衡电流Kunp.1.max和Kunp.3.max，计算出保护定值：保护灵敏度：2max.3.2max1.unbunbaprelopIIKKI)1/(022max.3.2max1.maxnXnIIKKfunbunbaprelXJGroupCorporation三、保护原理2.2、纵向零序电压适用于配置了专用电压互感器PT的机组，纵向零序电压3Uo取自专用PT开口三角绕组。为防止外部短路纵向零序不平衡电压增大造成保护误动，须增设闭锁启动元件（如负序功率方向或故障分量负序功率方向元件），判据:3UoUsetGl2GacbGGGABCL1GN主变低压侧GL0TV3TV1TV2Z0发电机EaEbEcE0ABCb1c1a1nb2c2a2XJGroupCorporation三、保护原理零序电流：纵向零序电压：整定值：保护灵敏度（最小动作短路比）:可看出当分支数越大,纵向零序电压保护要动作的短路比也要大,即灵敏度越低，因此对于多分支的（水轮）机组来说，该判据不适合的，或说不起保护作用的。多分支的机组的匝间保护多采用单元件横差判据、裂相横差和不完全纵向差动等保护。0200003)1()1/(fffXnnnnXnXEInnnXIUf/)1/(33000gNvsetrelsenUnNUKK/2'3..02'1..0)3()3(unbunbrelsetUUKUXJGroupCorporation三、保护原理2.3、故障分量负序功率方向（元件）保护是故障增量保护，具有极高的灵敏度。XJGroupCorporation三、保护原理XJGroupCorporation三、保护原理XJGroupCorporation三、保护原理XJGroupCorporation三、保护原理故障分量负序方向也是一样XJGroupCorporation三、保护原理3、定子单相接地（100%）保护3.1、双频式定子单相接地（100%）保护A、基波零序电压式接地（95%）保护（元件）判据：N发电机ABC100/3gnvUn03UTV1abc03UTV0QS13100/3100/3gnvUnsetUU03XJGroupCorporation三、保护原理B、三次谐波电压元件方案一（又称三次谐波电压比原理）：方案二（又称三次谐波电压差动原理）：是方案一、方案二的三次谐波制动比系数，是变比调整（平衡）系数，是机端与中性点侧三次谐波电压的比值。npsUKKU3*''3*npnppsUKKUKKU3*'''3*'3*'K''K'pKpKXJGroupCorporation三、保护原理3.2、注入式定子绕组单相接地（100%）保护在发电机定子回路与地之间外加20Hz电源，发电机正常运行时三相定子绕组对地绝缘，20Hz电源只产生很小的电容电流；而发生定子单相接地故障时，定子回路20Hz零序阻抗减小，将产生较大的20Hz电流和较小的20Hz电压，使保护测量电阻小于整定电阻保护动作。外加20Hz电源注入式定子单相接地故障保护接线图20Hz带通滤波器20Hz电源装置保护装置配电变压器RnVD发电机CTIUTnXJGroupCorporation三、保护原理正确认识评估和注意事项A、在停机状态和正常运行时能对定子绕组具有保护功能，不能对启动或停机过程中的发电机提供保护功能，因启动或停机过程中有可能会造成接地保护接地电阻的误算误判，此时要把注入式定子接地保护（自动）退出运行；B、注入式接地保护要增设外附电源和20Hz带通滤波器，道理上讲给保护带来了诸多不可靠因数，曾发生过外加电源和滤波器频率变异使得保护误动和拒动，因此可靠性不如双频式定子接地保护；C、外注入20Hz频率使得机端的相电压频率有较大的波动，直接影响这些设备的正常运行测量；D、受接地变压器变比和二次并接电阻大小以及并接回路电流互感器变比等因数的制约影响，这些设备参数匹配不当，可使注入式接地保护完全失去应有的保护功能，这必须要在保护厂家的指导下来选择上述设备；XJGroupCorporation三、保护原理E、注入式接地保护的保护性能及测量精度和可靠