发电机变压器的继电保护.ppt

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1、发电机变压器的继电保护 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望n同步发电机常见故障同步发电机常见故障同步发电机常见不正常同步发电机常见不正常运行运行同步发电机保护同步发电机保护方式方式11/3/20222沈阳工程学院保护出口方式保护出口方式n停机：停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽门。门。n解列灭磁：解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。机甩负荷。n解列：解列：断开发电机断路器，汽轮

2、机甩负荷。断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。n减出力：减出力：将原动机出力减到给定值。将原动机出力减到给定值。n程序跳闸：程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。11/3/20223沈阳工程学院n变压器常见故障变压器常见故障n变压器常见不正变压器常见不正常运行状态常运行状态n变压器保护方式变压器保护方式11/3/20224沈阳工程学院主变压器瓦斯保护主变压器瓦斯保护n基基本本原原理理：它它是是反反应应油油箱箱内内部部所所产产生生的的气气体体或或油油流流而而动作。动作。n作用作用：反应变压器油箱内的各

3、种故障以及油面降低：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低n测量元件：测量元件：瓦斯继电器瓦斯继电器11/3/20225沈阳工程学院瓦斯继电器安装示意图瓦斯继电器安装示意图11/3/20226沈阳工程学院瓦斯继电器结构及工作情况瓦斯继电器结构及工作情况n正常运行：正常运行：开口杯向上倾斜，开口杯向上倾斜，干簧接点打开干簧接点打开n内部轻微故障：内部轻微故障：气体聚集在上气体聚集在上部，使开口杯向下转动，轻瓦部，使开口杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号斯干簧接点闭合，发出信号（气体容积定值：（气体容积定值：250-300立方厘米）立方厘米）n内部严重故障：内部严重故障：产生大量气体，产生大

4、量气体，推动档板运动，重瓦斯的干簧推动档板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器，接点闭合，起动出口继电器，机组全停（定值：油流速度机组全停（定值：油流速度1.1米米/秒秒)n漏油使油面降低：漏油使油面降低：上开口杯转上开口杯转动，轻瓦斯动作也发出信号。动，轻瓦斯动作也发出信号。11/3/20227沈阳工程学院6号发电机变压器组保护配置号发电机变压器组保护配置n数字式发变组保护装置数字式发变组保护装置n985数字式发变组保护装置数字式发变组保护装置11/3/20228沈阳工程学院6号号发发变变组组保保护护配配置置示示意意图图11/3/20229沈阳工程学院数字式发变组保护装置硬件框图数字式

5、发变组保护装置硬件框图11/3/202210沈阳工程学院数数字字式式发发变变组组保保护护装装置置面面版版介介绍绍11/3/202211沈阳工程学院1CPU面版布置图面版布置图11/3/202212沈阳工程学院1CPU面版布置图面版布置图11/3/202213沈阳工程学院2PU面版布置图面版布置图11/3/202214沈阳工程学院2CPU面版布置图面版布置图11/3/202215沈阳工程学院 出口压板面板图出口压板面板图11/3/202216沈阳工程学院1CPU跳闸回路逻辑图跳闸回路逻辑图11/3/202217沈阳工程学院1CPU跳闸回路逻辑图跳闸回路逻辑图11/3/202218沈阳工程学院2C

6、PU跳闸回路逻辑图跳闸回路逻辑图11/3/202219沈阳工程学院2CPU跳闸回路逻辑图跳闸回路逻辑图11/3/202220沈阳工程学院保护配置保护配置11/3/202221沈阳工程学院1CPU保护配置：保护配置：n发变组差动保护发变组差动保护n发变组差动速断保护发变组差动速断保护n发电机逆功率保护发电机逆功率保护n发电机对称过负荷保护发电机对称过负荷保护n发电机不对称过负荷和过电流保护发电机不对称过负荷和过电流保护11/3/202222沈阳工程学院n发电机过电压保护发电机过电压保护n发电机复合电压启动的过电流保护发电机复合电压启动的过电流保护n发电机低频保护发电机低频保护n起停机保护起停机保

7、护n高厂变差动保护高厂变差动保护n高厂变差动速断保护高厂变差动速断保护11/3/202223沈阳工程学院n高厂变高压侧复合电压启动的过电流保高厂变高压侧复合电压启动的过电流保护护n高厂变分支过流保护高厂变分支过流保护n高厂变分支过流保护高厂变分支过流保护11/3/202224沈阳工程学院2CPU保护配置保护配置n发电机差动保护发电机差动保护n发电机差动速断保护发电机差动速断保护n发电机失磁保护发电机失磁保护n发电机定子绕组匝间短路保护发电机定子绕组匝间短路保护n发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护n发电机失步保护发电机失步保护11/3/202225沈阳工程学院n主变差动保护主变

8、差动保护n主变差动速断保护主变差动速断保护n主变间隙过流保护主变间隙过流保护n主变零序过流保护主变零序过流保护n励磁机过电流保护励磁机过电流保护n高厂变通风高厂变通风11/3/202226沈阳工程学院n发电机转子绕组一点接地保护发电机转子绕组一点接地保护n发电机转子绕组两点接地保护发电机转子绕组两点接地保护11/3/202227沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护发电机差动保护发电机差动保护发变组差动保护发变组差动保护主变差动保护主变差动保护厂高变差动保护厂高变差动保护11/3/202228沈阳工程学院差动保护基本原理差动保护基本原理n正常运行或区外短路正常运行或区外短路:n

9、流入继电器电流为两流入继电器电流为两侧电流之差侧电流之差,保护不保护不动动n区内短路区内短路:流入继电流入继电器电流为两侧电流之器电流为两侧电流之和和,保护动作保护动作11/3/202229沈阳工程学院发电机差动保护发电机差动保护n作用作用：作为保护区内即发电机定子绕组相间短路的：作为保护区内即发电机定子绕组相间短路的主保护主保护n保护区保护区：发电机中性点：发电机中性点1LH、机端、机端6LH1之间的范之间的范围围n出口逻辑关系出口逻辑关系：差动元件动作、：差动元件动作、TA断线判别元件断线判别元件不动作，则发电机差动保护动作。不动作，则发电机差动保护动作。n出口方式出口方式：全停（跳发变组

10、出口开关：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主、关闭汽机主汽门、跳汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。），同时启动断路器失灵保护。11/3/202230沈阳工程学院发电机纵差保护单相出口方式发电机纵差保护单相出口方式11/3/202231沈阳工程学院比率制动式发电机差动保护动作比率制动式发电机差动保护动作方程及动作特性方程及动作特性n动作方程：动作方程：11/3/202232沈阳工程学院动作特性动作特性n额定电流额定电流3.6A11/3/20223

11、3沈阳工程学院保护工作情况：11/3/202234沈阳工程学院差动速断保护差动速断保护n保护区保护区：发电机中性点：发电机中性点1LH、机端、机端6LH1之间的范围之间的范围n作用作用：防止发电机定子绕组严重相间短路时，由于：防止发电机定子绕组严重相间短路时，由于TA饱和造成比率制动差动保护可能拒绝动作，此时由该饱和造成比率制动差动保护可能拒绝动作，此时由该保护快速切除故障保护快速切除故障n出口逻辑关系出口逻辑关系：只要差动速断元件动作，保护就动作。：只要差动速断元件动作，保护就动作。n出口方式出口方式：全停（跳发变组出口开关：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C

12、、发电机灭磁开关、发电机灭磁开关MK、厂用工作电、厂用工作电源开关源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。），同时启动断路器失灵保护。11/3/202235沈阳工程学院差动速断保护动作方程差动速断保护动作方程11/3/202236沈阳工程学院发变组差动保护发变组差动保护n保护区保护区：发电机中性点：发电机中性点1LH、主变高压侧、主变高压侧9LH、厂用、厂用分支分支3LH之间的范围之间的范围n作用作用：作为发电机变压器组相间短路的主保护：作为发电机变压器组相间短路的主保护n出口逻辑关系出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件

13、不动作，：差动元件动作、涌流判别元件不动作，TA断线判别元件不动作，则发变组差动保护动作。断线判别元件不动作，则发变组差动保护动作。n出口方式出口方式：全停（跳发变组出口开关：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关、发电机灭磁开关MK、厂用工作电、厂用工作电源开关源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。），同时启动断路器失灵保护。n 11/3/202237沈阳工程学院发变组纵差保护逻辑框图发变组纵差保护逻辑框图11/3/202238沈阳工程学院比率制动式发变组差动保护动作方程比率制

14、动式发变组差动保护动作方程及动作特性及动作特性n差动元件动作方程：差动元件动作方程：11/3/202239沈阳工程学院动作特性动作特性11/3/202240沈阳工程学院差动速断保护动作方程差动速断保护动作方程11/3/202241沈阳工程学院励磁涌流判别励磁涌流判别n利用某相差电流中二次谐波分量电流占利用某相差电流中二次谐波分量电流占基波分量电流的百分比大小来判断是否基波分量电流的百分比大小来判断是否为变压器空载投入。为变压器空载投入。n判别方程：判别方程：11/3/202242沈阳工程学院主变差动保护主变差动保护 n保护区保护区：发电机出口：发电机出口6LH1、主变高压侧、主变高压侧9LH、

15、厂用分、厂用分支支3LH之间的范围之间的范围n作用作用：作为变压器绕组及引出线和厂用分支相间短路：作为变压器绕组及引出线和厂用分支相间短路的主保护的主保护n出口逻辑关系出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作，：差动元件动作、涌流判别元件不动作，TA断线判别元件不动作，则差动保护动作。断线判别元件不动作，则差动保护动作。n出口方式出口方式：全停（跳发变组出口开关：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关、发电机灭磁开关MK、厂用工作电、厂用工作电源开关源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4）。）。11/

16、3/202243沈阳工程学院主变差动保护动作值，差动主变差动保护动作值，差动速断保护动作值，涌流判别速断保护动作值，涌流判别元件动作值以及保护动作特元件动作值以及保护动作特性均与发变组保护同性均与发变组保护同11/3/202244沈阳工程学院厂高变差动保护厂高变差动保护n保护区保护区：厂高变高压侧：厂高变高压侧3LH、A分支分支7LH1、B分支分支9LH1之间的范围之间的范围n作用作用：作为厂高变相间短路的主保护：作为厂高变相间短路的主保护n出口逻辑关系出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作，：差动元件动作、涌流判别元件不动作，TA断线判别元件不动作，则差动保护动作。断线判别元件不动作

17、，则差动保护动作。n出口方式出口方式：全停（跳发变组出口开关：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关、发电机灭磁开关MK、厂用工作电、厂用工作电源开关源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。），同时启动断路器失灵保护。11/3/202245沈阳工程学院1、厂高变比率制动差动保护动作方程、厂高变比率制动差动保护动作方程和动作特性与发变组相应保护相同和动作特性与发变组相应保护相同2、差动电流速断保护动作方程和动作、差动电流速断保护动作方程和动作特性与发变组相应保护相同特性与发变组相应保

18、护相同3、出口逻辑关系也与发变组相应保护、出口逻辑关系也与发变组相应保护同同11/3/202246沈阳工程学院高厂变差动保护动作值高厂变差动保护动作值n启动电流启动电流Iq=2A(最小最小动动作作电电流流)n拐点电流拐点电流Ig =4A(最小制最小制动电动电流流)n比率制动斜率比率制动斜率Kz=0.4n二次谐波制动系数二次谐波制动系数=0.15n差差流流速速断断倍倍数数Isd=6 In(差差动动速速断断保保护护定定值值)n额定电流额定电流In=4.8A11/3/202247沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机复合电压闭锁的过电流保护发电机复合电压闭锁的过电流保护n高厂

19、变复合电压闭锁的过电流保护高厂变复合电压闭锁的过电流保护n厂用分支过电流保护厂用分支过电流保护11/3/202248沈阳工程学院发电机复合电压闭锁过流保护发电机复合电压闭锁过流保护作用及出口方式作用及出口方式n作用作用：主要作为发电机定子绕组相间短：主要作为发电机定子绕组相间短路的后备保护。路的后备保护。n出口方式出口方式：保护以：保护以t1（3秒）时间跳母联，秒）时间跳母联，以以t2（3.5秒秒)时间动作于全停。时间动作于全停。11/3/202249沈阳工程学院复合电压闭锁过流保护逻辑框复合电压闭锁过流保护逻辑框图及基本原理图及基本原理11/3/202250沈阳工程学院n过电流元件与低电压元

20、件作为对称短路过电流元件与低电压元件作为对称短路的测量元件；电流元件从发电机中性点的测量元件；电流元件从发电机中性点1LH取电流，低电压元件从机端取电流，低电压元件从机端2YH取取电压。电压。n过电流元件与负序电压元件作为不对称过电流元件与负序电压元件作为不对称短路的测量元件。负序电压元件从机端短路的测量元件。负序电压元件从机端2YH取电压。取电压。11/3/202251沈阳工程学院高厂变复合电压过电流保护作高厂变复合电压过电流保护作用及出口方式用及出口方式n作用作用：作为高厂变绕组和引出线以及：作为高厂变绕组和引出线以及6KV厂用母线相间短路的后备保护。厂用母线相间短路的后备保护。n出口方式

21、出口方式：保护以：保护以t1(2.7秒秒)时间跳时间跳A分分支开关支开关6601A和和B分支开关分支开关6601B，以，以nT2(3.2秒秒)时间动作于全停。时间动作于全停。11/3/202252沈阳工程学院高厂变复合电压过流保护构成高厂变复合电压过流保护构成n过电流元件与低电压元件作为对称短路过电流元件与低电压元件作为对称短路的测量元件；电流元件从高厂变高压侧的测量元件；电流元件从高厂变高压侧2LH取电流，低电压元件从厂用取电流，低电压元件从厂用A母线母线5YH和厂用和厂用B母线母线4YH取电压。取电压。n过电流元件与负序电压元件作为不对称过电流元件与负序电压元件作为不对称短路的测量元件。负

22、序电压元件从厂用短路的测量元件。负序电压元件从厂用A母线母线5YH和厂用和厂用B母线母线4YH取电压。取电压。11/3/202253沈阳工程学院厂用分支过电流保护厂用分支过电流保护n作用作用：作为：作为6KV厂用厂用A、B母线及所接元件相间母线及所接元件相间短路的后备保护。短路的后备保护。A分支过流保护电流取自分支过流保护电流取自A分分支支7LH1；B分支过流保护电流取自分支过流保护电流取自B分支分支9LH1。保护动作电流取。保护动作电流取14.5A，（按躲过厂，（按躲过厂用分支最大负荷电流整定）用分支最大负荷电流整定）n出口方式出口方式：A分支过流保护以分支过流保护以t(2.2秒秒)时间跳时

23、间跳A分支开关分支开关6601A并闭锁并闭锁A分支自投；分支自投；B分支过分支过流保护以流保护以t(2.2秒秒)跳跳B分支开关分支开关6601B并闭锁并闭锁B分支自投。分支自投。11/3/202254沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护11/3/202255沈阳工程学院发电机纵向零序电压式匝间短路发电机纵向零序电压式匝间短路保护基本原理保护基本原理11/3/202256沈阳工程学院n反映发电机机端对中性点的基波零序电反映发电机机端对中性点的基波零序电压大小。压大小。n定子绕组匝间短路时，发电机机端对中定子绕组匝间短路时，发电机机端对中性点会

24、出现基波零序电压，大于保护动性点会出现基波零序电压，大于保护动作值，保护就动作。作值，保护就动作。n在发电机正常运行或定子绕组接地时，在发电机正常运行或定子绕组接地时，发电机机端对中性点不会出现基波零序发电机机端对中性点不会出现基波零序电压（理论上讲），所以保护不动作。电压（理论上讲），所以保护不动作。11/3/202257沈阳工程学院发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护n作用作用：作为发电机匝间短路的主保护作为发电机匝间短路的主保护 构成：构成：两段式基波零序电压保护（从机端两段式基波零序电压保护（从机端2YH取电压）；负取电压）；负序功率方向闭锁（从机端序功率方向闭锁（从机端2YH取电压、

25、机端取电压、机端6LH1取电流）；取电流）；TV二次断线闭锁二次断线闭锁n出口逻辑关系出口逻辑关系：次灵敏段：零序电压元件动作、负序功率方：次灵敏段：零序电压元件动作、负序功率方向元件动作，向元件动作，TV断线判别元件不动作，则保护动作。断线判别元件不动作，则保护动作。n灵敏段：除上述条件外，还增加了三次谐波增量作为制动量，灵敏段：除上述条件外，还增加了三次谐波增量作为制动量，当基波零序电压增量大于三次谐波增量时，且满足上面的条当基波零序电压增量大于三次谐波增量时，且满足上面的条件下，保护才动作。件下，保护才动作。n出口方式出口方式：全停（跳发变组出口开关：全停（跳发变组出口开关2206、22

26、06A、2206B、2206C、发电机灭磁开关、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），同），同时启动断路器失灵保护。时启动断路器失灵保护。11/3/202258沈阳工程学院纵向零序电压式匝间短路逻辑框图纵向零序电压式匝间短路逻辑框图11/3/202259沈阳工程学院保护动作值的整定原则保护动作值的整定原则n保证正常运行不动作保证正常运行不动作,所以躲过发电机正常运所以躲过发电机正常运行时的不平衡零序电压行时的不平衡零序电压n高定值的高定值的 取取5-8Vn低定值的低定值的11/3/202260沈阳工

27、程学院保护工作情况保护工作情况n发电机定子绕组匝间短路发电机定子绕组匝间短路:n1、零序电压大于高定值动作值时，并且、零序电压大于高定值动作值时，并且2YH没断线，负序功率方向元件动作，则保护动作。没断线，负序功率方向元件动作，则保护动作。n2、零序电压大于低定值动作值时，并且、零序电压大于低定值动作值时，并且2YH没断线，负序功率方向元件动作，基波零序电没断线，负序功率方向元件动作，基波零序电压增量元件动作，则保护经延时压增量元件动作，则保护经延时0.1秒动作全秒动作全停。停。n3、发电机外部发生两相短路时，负序功率方、发电机外部发生两相短路时，负序功率方向元件不动作，把保护闭锁。向元件不动

28、作，把保护闭锁。11/3/202261沈阳工程学院电压平衡式电压平衡式TV断线逻辑框图断线逻辑框图11/3/202262沈阳工程学院TV断线判别原理断线判别原理n比较保护用的比较保护用的2YH的二次相间电压和普的二次相间电压和普通的通的YH对应相间电压大小对应相间电压大小,当其最大的当其最大的相间电压差值为相间电压差值为(7-10V)时时,并且普通的并且普通的YH的负序电压元件（整定值的负序电压元件（整定值8V）没动作）没动作时时,判定为判定为2YH二次断线二次断线,经经5秒延时发出秒延时发出信号并闭锁匝间短路保护信号并闭锁匝间短路保护.11/3/202263沈阳工程学院6号发电机变压器组保护

29、号发电机变压器组保护n发电机定子绕组接地保护发电机定子绕组接地保护11/3/202264沈阳工程学院发电机定子绕组接地零序分量特发电机定子绕组接地零序分量特点点n机端基波零序电压机端基波零序电压:11/3/202265沈阳工程学院三次谐波零序电压的特点三次谐波零序电压的特点n发电机正常运行时：发电机正常运行时：11/3/202266沈阳工程学院反应机端基波零序电压的发反应机端基波零序电压的发电机定子绕组接地保护电机定子绕组接地保护n作用作用：作为发电机定子绕组接地短路的保护，作为发电机定子绕组接地短路的保护，保护区为机端到中性点的区域（从机保护区为机端到中性点的区域（从机端端2YH开三角取电压

30、）；开三角取电压）；n出口逻辑关系出口逻辑关系：零序电压元件（整定电压：零序电压元件（整定电压15V）动作，经短延时（）动作，经短延时（0.5秒）发信号；长秒）发信号；长延时延时(8秒秒)全停。全停。n出口方式出口方式：长延时动作全停（跳发变组出口开：长延时动作全停（跳发变组出口开关关2206、2206A、2206B、2206C、发电机、发电机灭磁开关灭磁开关MK、厂用工作电源开关、厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4），），同时启动断路器失灵保护。同时启动断路器失灵保护。11/3/202267沈阳工程学院三次谐波电压式定子接地保护三次谐

31、波电压式定子接地保护n作用作用：作为发电机定子绕组接地短路的保护，保护作为发电机定子绕组接地短路的保护，保护区为中性点到机端的区为中性点到机端的5区域（从机端区域（从机端2YH和和发电机中性点发电机中性点YH0取电压）；取电压）；n构成原理构成原理:比较机端与中性点处三次谐波电压的大比较机端与中性点处三次谐波电压的大小小;n出口逻辑关系出口逻辑关系：零序电压元件动作，：零序电压元件动作，TV没断线没断线,经经延时延时(10秒秒)发信号发信号.n出口方式出口方式：发出定子接地：发出定子接地3W信号信号,2CPU面版出口面版出口信号灯定子接地信号灯定子接地3W点亮点亮.状态指示中的出口信号状态指示

32、中的出口信号灯点亮灯点亮11/3/202268沈阳工程学院三次谐波电压式定子接地保护三次谐波电压式定子接地保护交流接入回路交流接入回路11/3/202269沈阳工程学院三次谐波电压式定子接地保护三次谐波电压式定子接地保护逻辑框图逻辑框图11/3/202270沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机失磁保护发电机失磁保护11/3/202271沈阳工程学院发电机的失磁保护发电机的失磁保护 n发电机的失磁运行及其产生的影响发电机的失磁运行及其产生的影响 1、需要从电网中吸收很大的无功功率以建立发电机的磁场，所需无功功率的大小主要取决于发电机的参数以及实际运行的转差率。11/3/

33、202272沈阳工程学院、由由于于从从电电力力系系统统中中吸吸收收无无功功功功率率将将可可能能引引起起电电力力系系统统电电压压下下降降，如如果果电电力力系系统统的的容容量量较较小小或或无无功功功功率率的的储储备备不不足足，可可能能使使失失磁磁发发电电机机的的机机端端电电压压、升升压压变变压压器器高高压压侧侧的的母母线线电电压压或或其其它它邻邻近近点点的的电电压压低低于于允允许许值值，从从而而破破坏坏了了负负荷荷与与各各电电源源间间的的稳稳定定运运行行，甚甚至至可可能能因因电电压压崩崩溃溃而使系统瓦解。而使系统瓦解。11/3/202273沈阳工程学院、由由于于失失磁磁发发电电机机吸吸收收了了大大

34、量量的的无无功功功功率率，因因此此为为了了防防止止其其定定子子绕绕组组的的过过电电流流，发发电电机机所所能能发发出出的的有有功功功功率率将将较较 同同步步运运行行时时有有不不同同程程度度的的降降低低，吸吸收收的的无无功功功功率率越越大大，则则降降低越多。低越多。11/3/202274沈阳工程学院4、失磁后发电机的转速超过同步转速，因、失磁后发电机的转速超过同步转速，因此，在转子励磁回路中将产生差频电流，此，在转子励磁回路中将产生差频电流，因而形成附加损耗，使发电机转子和励因而形成附加损耗，使发电机转子和励磁回路过热。显然，当转差率越大时，磁回路过热。显然，当转差率越大时，所引起的过热也越严重。

35、所引起的过热也越严重。11/3/202275沈阳工程学院从失磁到稳定异步运行过程从失磁到稳定异步运行过程 失磁到失步前失磁到失步前有功不变，无功方向有功不变，无功方向改变改变 临界失步点临界失步点失去静稳定的临界点失去静稳定的临界点 失步后的异步运行失步后的异步运行机端测量阻抗进机端测量阻抗进入阻抗平面第四象限入阻抗平面第四象限11/3/202276沈阳工程学院 失磁保护的构成方式失磁保护的构成方式 11/3/202277沈阳工程学院失磁保护阻抗元件动作特性失磁保护阻抗元件动作特性n圆内为动作区，当测圆内为动作区，当测量阻抗进圆内，继电量阻抗进圆内，继电器就动作器就动作n正常运行、外部短路正常

36、运行、外部短路测量阻抗都落在圆外，测量阻抗都落在圆外，继电器不动作继电器不动作n失磁以后，进入稳定失磁以后，进入稳定异步运行阶段，测量异步运行阶段，测量阻抗进入圆内阻抗进入圆内11/3/202278沈阳工程学院各测量元件判椐各测量元件判椐11/3/202279沈阳工程学院保护动作情况保护动作情况n1、发电机失磁，阻抗元件动作，并且、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，二次没断线，励磁低电压元件动作，则保护经延时则保护经延时t1(0.5S)发出信号，经延发出信号，经延时时t2（1S）作用于解列灭磁（）作用于解列灭磁（跳发变组出跳发变组出口开关口开关2206、2206

37、A、2206B、2206C、发、发电机灭磁开关电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关、厂用工作电源开关6601A、6601B、跳、跳DL3、DL4），同时启动断路器失），同时启动断路器失灵保护。灵保护。11/3/202280沈阳工程学院n2、发电机失磁，阻抗元件动作，并且、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，二次没断线，励磁低电压元件动作，过功率元件动作，则保护经延时过功率元件动作，则保护经延时(0.5秒秒)发出信号，同时作用于减负荷。发出信号，同时作用于减负荷。n3、发电机失磁，阻抗元件动作，并且、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，二

38、次没断线，励磁低电压元件动作，机端低电压元件动作，则保护经机端低电压元件动作，则保护经1秒时间秒时间发出信号，并动作于解列灭磁发出信号，并动作于解列灭磁.11/3/202281沈阳工程学院n4、发电机失磁，阻抗元件动作，并且、发电机失磁，阻抗元件动作，并且TV二次没断线，励磁低电压元件动作，二次没断线，励磁低电压元件动作，系统低电压元件动作，则保护经延时发系统低电压元件动作，则保护经延时发出信号，同时作用于解列灭磁。出信号，同时作用于解列灭磁。11/3/202282沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机失步保护发电机失步保护11/3/202283沈阳工程学院发电机失步保

39、护发电机失步保护n当系统受到大的扰动后，发电机或发电机群可当系统受到大的扰动后，发电机或发电机群可能与系统不能保持同步运行，即发生不稳定振能与系统不能保持同步运行，即发生不稳定振荡，称失步。荡，称失步。11/3/202284沈阳工程学院对失步保护的要求对失步保护的要求n(1)失步保护装置应能鉴别短路故障和不失步保护装置应能鉴别短路故障和不稳定振荡，发生短路故障时，失步保护稳定振荡，发生短路故障时，失步保护装置不应动作。装置不应动作。n(2)失步保护装置应能尽快检出失步故障，失步保护装置应能尽快检出失步故障，通常要求失步保护装置在振荡的第一个通常要求失步保护装置在振荡的第一个振荡周期内能够检出失

40、步故障。振荡周期内能够检出失步故障。11/3/202285沈阳工程学院n(3)检出失步故障实行跳闸时，从断路器本身检出失步故障实行跳闸时，从断路器本身的性能出发，不应在发电机电动势与系统电的性能出发，不应在发电机电动势与系统电动势夹角为动势夹角为180时跳闸。时跳闸。n(4)失步保护装置应能鉴别不稳定振荡和稳定失步保护装置应能鉴别不稳定振荡和稳定振荡振荡(通常发电机电动势与系统电动势间相角通常发电机电动势与系统电动势间相角摆开最大不超过摆开最大不超过120时为稳定振荡，即是可时为稳定振荡，即是可恢复同步的振荡恢复同步的振荡)，在稳定振荡的情况下，失，在稳定振荡的情况下，失步保护不应误动作。步保

41、护不应误动作。11/3/202286沈阳工程学院反应阻抗变化的失步保护反应阻抗变化的失步保护构成原理构成原理:不稳定振荡时不稳定振荡时，功角在，功角在0360间作周期变间作周期变化，测量阻抗以化，测量阻抗以 的速率穿过阻抗平面，的速率穿过阻抗平面，其轨迹在阻抗平面上是一个圆或直线。因此，其轨迹在阻抗平面上是一个圆或直线。因此，测量阻抗走过某段距离，需要一定的时间。测量阻抗走过某段距离，需要一定的时间。发生短路故障时发生短路故障时，功角基本不变，测量阻抗由，功角基本不变，测量阻抗由负荷阻抗突变为短路阻抗。负荷阻抗突变为短路阻抗。11/3/202287沈阳工程学院失步保护失步保护作用：作用：反应发

42、电机失步状态的反应发电机失步状态的构成原理构成原理：反应发电机机端测量阻抗的变化轨迹，：反应发电机机端测量阻抗的变化轨迹，动作特性为双遮挡器。（从机端动作特性为双遮挡器。（从机端2YH取电压，取电压，6LH1取电流）取电流）出口方式：出口方式：判断为减速失步时，发减速脉冲；判判断为减速失步时，发减速脉冲；判断为加速失步时，发加速脉冲；经过断为加速失步时，发加速脉冲；经过3次累计次累计处理仍然处于失步状态时，就作用于信号处理仍然处于失步状态时，就作用于信号,发发出失步保护动作信号出失步保护动作信号.11/3/202288沈阳工程学院失步保护动作特性失步保护动作特性Xt=2.3 （保证当振荡中心（

43、保证当振荡中心 位于发电位于发电厂系统母线以外时，该保护不动，厂系统母线以外时，该保护不动，取取Xt等于主变压器电抗）等于主变压器电抗）R1=1.9 （保证不稳定振荡时该保护（保证不稳定振荡时该保护才动作，功角才动作，功角1取取1200）R2=R1/2=0.95R3=-R2R4=-R1R4=-R1I I区停留时间区停留时间0.30.3秒秒II区停留时间区停留时间0.8秒秒 III区停留时间区停留时间0.3秒秒IV区停留时间区停留时间0.2秒秒滑极次数滑极次数N=311/3/202289沈阳工程学院失步保护逻辑框图失步保护逻辑框图11/3/202290沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变

44、压器组保护n发电机的逆功率保护发电机的逆功率保护11/3/202291沈阳工程学院逆功率保护逆功率保护作用：作用：在发电机逆功率时在发电机逆功率时,避免汽轮机叶避免汽轮机叶片损坏。片损坏。构成原理构成原理：反映发电机有功功率大小和方：反映发电机有功功率大小和方向，从发电机中性点向，从发电机中性点1LH取电流，从机取电流，从机端端2YH取电压。取电压。出口方式出口方式：只要发电机从系统吸收功率，：只要发电机从系统吸收功率，并且逆功率值小于其整定值并且逆功率值小于其整定值-7W，保护，保护以以t1(1.5S)时间动作发信号；保护以时间动作发信号；保护以t2（100秒）时间动作于机组全停。秒）时间动

45、作于机组全停。11/3/202292沈阳工程学院逆功率保护逻辑框图逆功率保护逻辑框图11/3/202293沈阳工程学院程跳逆功率保护程跳逆功率保护n发电机的逆功率保护除保护汽轮机以外，还作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。保护称为程跳逆功率保护。n工作情况工作情况：当主汽门关闭后，并且发电机的逆：当主汽门关闭后，并且发电机的逆功率值小于其整定值功率值小于其整定值-7W时，经短延时（时，经短延时（1.5秒秒)去启动机组程序跳闸（去启动机组程序跳闸（程序跳闸：程序跳闸：首先关首先关闭主汽门

46、，待逆功率继电器动作后，再跳开发闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁）。电机断路器并灭磁）。11/3/202294沈阳工程学院程跳逆功率保护逻辑框图程跳逆功率保护逻辑框图 K-主汽门辅助接点（主汽门关闭时，该接点闭合）主汽门辅助接点（主汽门关闭时，该接点闭合）11/3/202295沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机的低频保护发电机的低频保护11/3/202296沈阳工程学院发电机的低频保护发电机的低频保护作用：作用：在发电机频率降低时在发电机频率降低时,保护汽轮机的安全。保护汽轮机的安全。构成原理构成原理：通过测量发电机机端某一相间电压大：通过测

47、量发电机机端某一相间电压大小（从发电机机端小（从发电机机端2YH取电压），来计算出频取电压），来计算出频率。率。出口方式出口方式：当所计算的频率小于整定值时，且发：当所计算的频率小于整定值时，且发变组出口断路器处于合闸位置，则保护经延时变组出口断路器处于合闸位置，则保护经延时发出发电机低频信号。发出发电机低频信号。11/3/202297沈阳工程学院发电机低频保护逻辑框图发电机低频保护逻辑框图nF1=49.5HZnF2=48.7HZnF3=46.75HZnT1=60SnT2=10SnT3=1S11/3/202298沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机过电压保护发电机过电

48、压保护11/3/202299沈阳工程学院发电机过电压保护发电机过电压保护作用：作用：在发电机出现过电压时在发电机出现过电压时,避免过电压导致发电机避免过电压导致发电机绝缘损坏。绝缘损坏。构成原理构成原理：通过测量发电机机端某一相间电压大小（从发：通过测量发电机机端某一相间电压大小（从发电机机端电机机端2YH取电压），来反映发电机的过电压。取电压），来反映发电机的过电压。出口方式出口方式：当机端电压大于整定值：当机端电压大于整定值（）本厂整定值）本厂整定值136V时时,则保护经延时则保护经延时(0.5秒秒)发出发电机过电压信号、同时作用于解列灭磁。发出发电机过电压信号、同时作用于解列灭磁。11/

49、3/2022100沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机启停机保护发电机启停机保护11/3/2022101沈阳工程学院发电机启停机保护发电机启停机保护n作用：作用：在发电机起机时投入，在发电机并列前在发电机起机时投入，在发电机并列前来发现发电机定子绕组接地故障。来发现发电机定子绕组接地故障。n构成方式：构成方式：取发电机中性点取发电机中性点YH0零序电压零序电压3U0，当发电机并列前，存在定子绕组接地时，就会当发电机并列前，存在定子绕组接地时，就会出现零序电压（整定值出现零序电压（整定值10V），保护动作），保护动作n出口方式：出口方式：保护经延时（保护经延时（2秒）动

50、作灭磁（跳秒）动作灭磁（跳MK、DL3、DL4）11/3/2022102沈阳工程学院6号发电机变压器组保护号发电机变压器组保护n发电机的对称过负荷保护发电机的对称过负荷保护n发电机的负序过负荷保护发电机的负序过负荷保护11/3/2022103沈阳工程学院发电机对称过负荷保护发电机对称过负荷保护n作用作用：反映发电机定子过热的一种保护。：反映发电机定子过热的一种保护。n基本原理：基本原理：通过测量发电机定子绕组电流大小通过测量发电机定子绕组电流大小来反映定子的过热情况。（电流取自发电机中来反映定子的过热情况。（电流取自发电机中性点性点1LH二次侧）二次侧）n保护构成：保护构成：定时限对称过负荷和