有色电厂继电保护讲义

发变组保护讲义
陕西有色榆林发电厂
发变组保护装置介绍
发变组保护按三块屏配置，A、B屏配置两套 DGT801B，C屏配置非电量保护装置。 DGT801B型保护，适用于标准的发变组单元主接 线形式，即两圈主变、发电机容量小于1000MW、 电压等级750KV及以下的各种容量各种接线方式 的火电及水电发电机变压器组保护、也可单独作 为发电机、主变压器、厂用变压器、高压启动备 用变压器、励磁变压器（励磁机）、大型同步调 相机、厂用电抗器等保护，并满足电厂自动化系 统的要求。

发电机负序过负荷保护
负序过负荷保护，反映了发电机转子表层 过热的状况，也叫转子表层过热保护。 保护分为定时限和反时限两部分。 出口方式：定时限动作于信号，反时限动 作于全停、启动失灵。

发电机失磁保护
作用：为防止大型发电机低励或失去励磁 后，从系统中吸收大量无功而对系统产生 不利影响。 失磁后发电机电磁转矩将小于原动机的转 矩，转子加速，发电机功角增大超过稳定 极限时，发电机与系统失去同步。 四个危害：1、系统无功产生缺额；2、破 坏系统稳定；3、有功输出减少；4、差频 电流造成附加损耗，转子及励磁回路过热。

具有鉴别同期并网和误合闸的功能，正常并网后自动退出 运行，解列后投入保护功能。 发电机误上电的可能有两种情况：第一种是发电机磁路开 关未合时误上电，而汽轮机起机过程的绝大部分时间是花 在磁路开关未合时；第二种情况是磁路开关合上后误上电。 发电机盘车或转子静止时突然并入电网，定子电流（正序） 在气隙产生旋转磁场会在转子本体中感应工频或者接近工 频的电流，其影响与发电机并网运行时定子负序电流相似， 会造成转子过热损伤，特别是机组容量越大，相对承受过 热的能力越弱。 因此，对于大型发电机应装设误上电保护。

纵差保护
纵差保护是比较被保护设备各引出端电流 大小和相位的一种保护，能够正确区分区 内、区外故障，不需要和其他原件的保护 配合，可以无延时地切除区内各种故障， 是发电机、变压器、母线等设备的主保护。 我厂配备的几种纵差保护：发电机差动保 护、主变差动保护、高厂变差动保护。 升压站线路侧装设有线路光纤纵差保护、 零序保护。

发电机定子接地保护
出口方式：基波零序电压保护出口方式为 全停，启动失灵。 三次谐波电压保护动作于信号。 需要注意点：发电机升压前必须把中性点 地刀投入。

发电机后备保护
我厂采用发电机复合电压过流保护作为发 电机、变压器故障的后备。 保护出口为全停、启动失灵。

发电机注入式转子接地保护
突加电压保护




当断路器开关断开时，如果发电机中出现负序电流，则判 断为断路器断口处闪络。此时，经延时0.1秒 出口解列发 电机出口开关。 发电机盘车或升速过程中，磁路开关在断开位置，若发电 机中有电流，则判断为误合断路器开关造成误上电。经延 时0.1秒 出口解列发电机出口开关。 发电机在并网过程中，当断路器两侧电压方向为180°时， 断口容易发生闪络，不仅造成断路器损坏，还将对发电机 产生冲击转矩和负序电流。为机组安全，应设置断路器闪 络保护。 误上电保护出口：全停。 注意点：突加电压保护压板在发电机停机时投入，并网后 退出。

励磁绕组过负荷保护
作用：反映励磁绕组的平均发热情况。 也分为定时限和反时限两部分。 定时限发信号，反时限动作于程跳。

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励磁变保护
我厂采用励磁变过流保护，保护分两段， 第一段为速断保护，动作于全停。 第二段为励磁变过流保护，都动作于全停。

主变后备保护



我厂设置主变复压闭锁过流，作为主变相间后备保护。 增加了低电压作为闭锁元件 （1）作用：在变压器的过电流时判断是因为过负荷引起，或 是短路故障引起 的，若是前者，保护安装处电压参数基本不变， 低电压不动，闭锁保护；若是后者，则引起电压参数下降，低 电压动作，保护起动，并在主保护或断路器拒 动时动作于切除 故障。 （2）目的：降低保护动作电流，提高保护装置的灵敏度 出口：2.0秒跳母联（及分段）2.3秒全停、启动失灵。 主变接地后备保护零序过流保护，作为主变中性点接地运行时 的后备保护。它反映变压器Y0 侧零序电流的大小，是变压器接 地短路的后备保护，也兼作相邻设备接地短路的后备保护。保 护的接入电流可取变压器中性点TA 二次电流，或引出端TA 二 次零序电流，当零序电流大于整定值时，经延时作用于信号及 出口。 出口： 2.0秒跳母联（及分段）2.3秒全停、启动失灵。
一些设定为程跳的保护动作后，先关主汽 门，出现逆功率时主汽门必然已经关闭， 此时程序逆功率保护动作，将断路器跳闸。 程跳可避免因主汽门未关而断路器先断开 （甩负荷）引起汽轮机“飞车”。 程序逆功率保护动作于全停、启动失灵。 逆功率保护短延时动作于信号，30秒后动 作于全停、启动失灵。

频率异常保护
能检测加速和减速失步，能区分短路、稳定振荡 和失步状态，能区分振荡中心在发电机变压器内 部还是外部 。

透镜原理，利用一电抗线分辨为区外或区内失步，通过计 算滑极次数，出口于程跳。
发电机过压保护
作用：反映发电机定子电压。防止因突然 甩去全部负荷后引起发电机定子绕组过电 压，破坏定子绝缘。其输入电压为机端TV 二次相间电压。 过电压保护一般延时0.5S，动作于全停、 启动失灵。

逆功率、程序逆功率保护

当汽轮机主汽门误关闭，或机炉保护动作 关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时， 发电机失去原动力变成电动机运行，从电 力系统吸收有功功率。这种工况对发电机 并无危害，但由于鼓风损耗，汽轮机尾部 叶片有可能过热而损坏，故大型机组要装 设逆功率保护，用于保护汽轮机。
逆功率、程序逆功率保护

高厂变差动保护
作用：为厂变套管、引出线和变压器内部 绕组短路或接地的主保护。 高厂变差动保护的引出端和保护范围：厂 变高压侧，6KV A分支和B分支。 出口方式：全停、启动失灵。

发电机匝间保护
发电机纵向零序电压式匝间保护，是发电 机同相同分支匝间短路及同相不同分支之 间匝间短路的主保护。 构成原理：该保护反映的是发电机纵向零 序电压的基波分量，并用其三次谐波增量 作为制动量。。 出口方式：全停、启动失灵。
发电机不对称过负荷保护
作用：反映发电机不对称过负荷、非全相 运行和外部不对称故障引起的负序过电流。 负序过电流的危害：当电力系统发生不对 称短路或者三相负荷不对称时，发电机定 子绕组中就有负序电流。该负序电流产生 反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转 速，因此在转子中出现100HZ的倍频电流， 它会使转子端部、护环内表面等电流密度 很大的部位过热，造成转子的局部灼伤。

主变差动保护


作用：为主变套管、引出线和变压器内部绕组短路或接地 的主保护。 实现方式：变压器纵差动保护，是变压器内部及引出线上 短路故障的主保护，它能反应变压器内部及引出线上的 相间短路、变压器内部匝间短路及大电流系统侧的单相接 地短路故障。另外，尚能躲过变压器空充电及外部故障切 除后的励磁涌流。 保护构成原理：变压器纵差保护，按比较变压器各侧同名 相电流之间的大小及相位构成。 引出端和保护范围：发电机机端侧、高厂变高压侧、 22011或22012 。 出口方式：全停、启动失灵。

发电机定子接地保护
作用：基波零序电压式定子接地保护，保护范围 为由机端至机内90%左右的定子绕组单相接地故 障。可作小机组保护原理及逻辑说明机组的定子 接地保护。三次谐波电压式定子接地保护范围是： 反映发电机中性点向机内20%左右定子绕组或机 端附近定子绕组单相接地故障,基波零序电压式定 子接地保护也可与零序基波电压式定子接地保护 联合构成100%的定子接地保护。 。 保护构成原理：保护接入3U0 电压，取自发电机 机端TV 开口三角绕组两端，或取自发电机中性点 单相TV（或配电变压器或消弧线圈）的二次。
变压器差动保护的励磁涌流闭锁
励磁涌流的波形是偏于时间轴一侧且有间断的波 形，其正、负半周的波形相差甚大。波形对称原 理的实质是：比较一个周波内电流正半波与负半 波的波形是否与横轴对称。根据两个波形的差异 程度，来识别形成差流的原因（是内部故障还是 励磁涌流），当识别到差流是由励磁涌流产生时， 立即闭锁差动元件。。 涌流制动方式指在三相差流中，只要某一相差流 中的二次谐波电流对基波电流之比大于整定值， 便将三相差动元件闭锁。
启停机保护
作用：发电机启动或停机过程中，频率低，转速 也低。若在启停机过程中发电机发生故障，反映 工频的主设备保护可能不能正确动作，因此应设 置能反映在启停机过程中发生定子接地故障和相 间短路故障的启停机保护，即：反映发电机低速 运行时的定子接地故障的零序电压式启停机保护， 及反映发电机低速运行时的相间故障的低频过电 流保护。 保护动作于灭磁。 注意点：励磁升压前将保护投入，并网后退出。

比率差动保护的动作特性
比率差动原理
比率差动的动作特性采用基于保护原理ANN 的比率制动原理，可以实现区内不拒动， 区外不误动。 采用较小的启动电流，保证区内故障的灵 敏度。 区外故障时，利用制动原理，可以躲过暂 态不平衡电流，防止保护误动。

发电机差动保护
作用：为发电机定子绕组及其引出线的相间短路的主保护。 实现方式：发电机纵差动保护是发电机相间短路的主保护。 根据接入发电机中性点电流的份额（即接入全部中性点电 流或只取一部分电流接入），可分为完全纵差保护和不完 全纵差保护。另外，根据算法不同，可以构成比率制动特 性差动保护和标积制动式差动保护。 不完全纵差保护，适用于每相定子绕组为多分支的大型发 电机。它除了能反应发电机相间短路故障，尚能反应定子 线棒开焊及分支匝间短路。 6.1.1 保护构成原理 发电机纵差保护，按比较发电机中性点TA 与机端TA 二次 同名相电流的大小及相位构成。引出端和保护范围：发电 机中性点CT和机端CT各引出两组，分别至发变组保护A柜 和B柜，构成双套保护。 出口方式：全停、启动失灵。