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许继 发电厂基本知识及发电机继电保护

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学习继电保护必须掌握的基础知识

学习继电保护必须掌握的基础知识

学习继电保护必须掌握的基础知识学习继电保护必须掌握的基础知识, 学习继电保护必须掌握的基础知识1(什么是继电保护装置?答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。

2(继电保护在电力系统中的任务是什么?答:继电保护的基本任务:(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。

(2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

3(简述继电保护的基本原理和构成方式。

答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。

大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。

4(电力系统对继电保护的基本要求是什么?答:继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

(1)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。

不该动作时应可靠不动作。

可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。

发电厂基本知识及发电机继电保护

发电厂基本知识及发电机继电保护
基于云计算的保护技术
借助云计算平台强大的计算能力和存储资源，实 现继电保护的远程在线监测、故障诊断和预防性 维护等功能。
THANKS
感谢观看
对发电机继电保护的二次回路进行检查和清扫，确保回 路绝缘良好，无寄生回路。
在定期检修中，应对发电机继电保护的各项功能进行全 面测试，确保其性能良好。
对发电机继电保护的定值进行复核和校验，确保其准确 性和可靠性。
发电机继电保护的故障处理与案例分析
01
02
03
04
在发电机继电保护发生故障时 ，应迅速查明原因并消除故障
输电线路
将电能从发电厂输送至用户的 导线及附属设备。
02
发电机基本知识
发电机的工作原理
电磁感应原理
发电机的工作原理基于电磁感应，即当导体在磁场中运动时，会在导体中产生 感应电动势。
转子与定子的相对运动
发电机的转子通过某种动力（如水力、风力、蒸汽等）驱动旋转，而定子则保 持固定。转子与定子之间的相对运动导致磁场变化，从而在定子绕组中产生感 应电动势。
定义
继电保护是一种能反应电力系统中电 气元件发生故障或不正常运行状态， 并动作于断路器跳闸或发出信号的一 种自动装置。
作用
在电力系统中，继电保护装置能够自 动、迅速、有选择地将故障元件从电 力系统中切除，防止故障范围扩大， 保证系统安全、稳定、经济运行。
继电保护的基本原理与分类
基本原理
继电保护装置通过测量被保护元件的物理量（如电流、电压、功率等），与给定 值进行比较，根据比较结果给出相应的逻辑信号，从而判断被保护元件是否发生 故障或不正常运行状态，并决定是否动作于断路器跳闸或发出信号。
分类
根据所用一次能源的不同，发电 厂可分为火力发电厂、水力发电 厂、核能发电厂、风力发电厂、 太阳能发电厂等。

发电机的继电保护

发电机的继电保护
22
6. 反应100%定子绕组的接地保护 一是零序电压保护，能保护定子绕组的85%以上 二是用来消除零序电压保护不能保护的死区
发电机中性点加固定的工频偏移电压 附加直流或低频电源，将其电流注入定子绕组 利用发电机固有的三次谐波电势
23
发电机三次谐波电势的分布特点
US3
C0 f
1
U N 3 C0 f 2C0S
42
系统振荡时机端测量阻抗
X s 0 Z f gmin jX d / 2
43
4. 失磁保护的构成方式
44
转子低电压判据失磁保护方案
45
1.6 发电机-变压器组继电保护 的特点
1. 发电机-变压器组纵差保护的特点
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2. 发变组中定子单相接地保护的特点
发变组中，发电机的中性点以不安不接地或经消 弧线圈接地
1. 发电机的故障类型及保护方式
定子绕组
• 定子绕组及引出线相间短路：采用纵差保护 • 定子绕组匝间短路：采用横差保护 • 定子绕组单相接地：采用零序电流和零序电压保护
转子绕组
• 转子绕组一点或两点接地：采用定期检测装置，或采 用一点和两点接地保护
• 转子绕组励磁电流消失：自动灭磁开关断开时连锁断 开发电机的断路器，或采用发电机失磁保护
i22dt

I
2 2*
t

A
发电机 凸级式发电
机或调相机
A
40
空气或氢气表面 冷却的隐极式发 电机
30
导线直接冷却的 100~300MW汽 轮发电机
6~15
发电机组容量越大，承受负序过负荷的能力越小，即A值越小
29
定子负序过电流保护的作用
主保护：对定子绕组电流不平衡而引起转子过热 的一种保护，是发电机的主保护之一

许继发电机保护系统讲义

许继发电机保护系统讲义

（4）定值： 接地电阻高定值： 高定值延时时间： 接地电阻低定值： 低定值延时时间： 记忆功能投退： 高定值出口： 低定值出口：
50KΩ 5.0S 10KΩ 1.0S 1 发信 发信
7、定子接地保护
（1)作用 作为发电机定子回路单相接地故障保护，当发电机定子绕组任一点发生单 相接地时，该保护按要求的时限动作于跳闸或信号。 （2）保护原理 基波零序电压保护发电机 从机端算起的85%~95%的定子绕组单相接地； 三次谐波电压保护发电机中性点附近定子绕组的单相接地。
Iop Iset， Iset为动作电流的整定值，见后
判据2（有制动特性）：
Iop Iop.0
( Ires Ires.0 时)
I op
I op.0
S (I res I res.0 ) I res.0
I op.0
( Ires > Ires.0 时)
6
式中：Iop为横差电流，Iop.0为横差最小动作电流整定值，Ires为制动电 流（取机端三相电流最大值），Ires.0为最小制动电流整定值，S为比率制 动特性的斜率。 判据1、2均可单独构成横差保护，用户可通过控制字进行选择。 发电机正常运行时，接于两中性点之间的横差保护，不平衡电流主要是基 波，在外部短路时，不平衡电流主要是三次谐波成分，为降低保护定值和 提高灵敏度，保护中还增加有三次谐波阻波功能。横差保护瞬时动作于出 口，当转子发生一点接地时，横差保护经延时t动作于出口，t一般整定为 0.5s。 （3）综合逻辑框图：
55Hz 55Hz 49.5Hz 49Hz 290s（全停） 290s（全停） 5s（发信） 2s（发信） 11.5V
12、励磁变速断保护
（1）作用 防止励磁变内部短路故障扩大事故。

继电保护最全面的知识

继电保护最全面的知识

继电保护最全面的知识一、基本原理继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。

保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：1）电流增大短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

2）电压降低当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

3）电流与电压之间的相位角改变正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°,三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+（60°~85。

）。

4）测量阻抗发生变化测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值。

正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。

这些分量在正常运行时是不出现的。

利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。

此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。

二、基本要求继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。

对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。

1、选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

发电厂电气设备的继电保护

发电厂电气设备的继电保护

发电厂电气设备的继电保护电力系统对继电保护的四项基本要求：选择性、速动性、灵敏性和安全性。

选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从系统中切除，无故障部分能继续运行.速动性：发生故障时，保护装置能迅速切除故障，提高系统并列运行的稳定性.灵敏性：对其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。

安全性：该动时可靠动作，不该动作时不误动,既不拒动也不误动。

一、变压器故障、不正常状态与保护1 变压器故障1）相间短路:变压器最严重的故障类型。

包括变压器箱体内部的相间短路和引出线的相间短路。

这样的故障轻则烧损变压器本体设备，重的将报废变压器，这样的故障必须瞬间切除。

2）接地（或对铁芯)短路:此类故障只发生在中性点接地的系统一侧，也需要立即切除。

3）匝间或层间短路：故障几率比较大的一种,短路匝数少，保护对其灵敏度不足时，短路环内的大电流往往会引起铁芯的严重烧损。

大型变压器要配置灵敏的匝间短路保护。

4）铁芯局部发热和烧损:变压器内部磁场分布不均匀、制造工艺差、绕组绝缘水平下降等原因，使铁芯局部发热和烧损，继而引发更严重的相间短路.应即使检测该类故障.5)油面下降:会引起变压器内部绕组过热和绝缘水平降低，应及时报警。

2 变压器不正常运行状态变压器本体没有发生故障，外部环境变化后引起变压器非正常工作状态，应先告警，如处理不及时,可能会引发变压器内部故障。

1）过负荷：变压器有一定的过负荷能力，长期过负荷会引发变压器绕组绝缘降低，加速老化,缩短寿命。

2）过电流：一般是因外部短路后引起大电流流过变压器，过大的电流会烧损变压器。

该状态要与区外保护配合，延时切除.3）零序过流：变压器绕组是分级绝缘，整个绕组上的绝缘水平是不一致的,当区外发生接地短路时，会使中性点电压升高，影响变压器的安全运行.4）其他故障：通风设备故障、冷却器故障等.3 变压器的保护继电保护就是对上述故障或不正常状态作出灵敏、快速、正确的反应。

主要有以下保护：1)差动保护:能反应变压器内部各种相间、接地以及匝间短路故障，同时还能反应引出线套管的短路故障.能瞬时切除故障，是变压器最重要的保护。

继电保护基础知识

继电保护基础知识

1 .变压器故障和异常运行的类型： 答：变压器故障可分为内部故障和外部故障。变压器的内
部故障又可分为油箱内和油箱外故障两种。油箱内的故障包 括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。 对变压器来讲，这些故障都是十分危险的。因为油箱内部故 障时产生的电弧将引起绝缘物质的剧烈气化，从而可能引起 爆炸，因此这些故障应该尽快切除。油箱外的故障，主要是 套管和引出线上发生的短路。此外，还有由于变压器外部相 间短路引起的过流，以及由于变压器外部接地短路引起的过 电流及中性点过电压，变压器突然甩负荷或切空载长线路时 变压器的过励磁等。变压器的异常运行状态主要有过负荷和 油面降低以及油位过高等。
源，则流过TA1和TA2一、二次侧电流方向如图(b)所示，于是I1和I2按同一
方向流过继电器KD线圈即I=I1+I2使KD动作，瞬时跳开QSl和QS2。如果只
有母线I有电源，当保护范围内部有故障(知kl点)时，I2=o，故I=I如图(c)，
此时继电器KD仍能可靠动作。
5、变压器气体保护的基本原理： 气体保护是变压器的主要保护，能有效地反
3、一条线路有两套微机保护，线路投单相重 合闸方式，两套微机保护重合闸应如何使用?
两套微机重合闸的选择开关切在单重的位
置，合闸出口连接片只投一套。如果将两套 重合闸出口连接片都投入，可能造成断路器 短时内两次重合。
谢谢观看！
4.什么是距离保护? 所谓距离保护是利用阻抗元件来反映短路
故障点距离的保护装置。阻抗元件反映接入 该元件的电压与电流之比，即反映短路故障 点至保护安装处的阻抗值，因线路阻抗与距 离成正比，所以叫做距离保护或阻抗保护。 5.什么叫差动保护? 通过测量被保护设备或被保护线路两端的 电流大小和相位构成的保护。

继电保护基础知识

继电保护基础知识
速动性的好处：减轻故障设备的损坏程度， 减少用户在低电压情况下工作的时间，提 高电力系统运行的稳定性。
故障切除时间t等于保护装置的动作时间 与断路器动作时间之和。
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2、速动性
电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 220KV系统要求：近区故障 100ms、远区故障 120ms切
2)、内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3)、系统中运行、检修人员误操作。 电力系统故障的类型：
1)、单相接地故障 D（1）
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电力系统故障和不正常工作状态
2)、两相接地故障 D（1.1） 3)、两相短路故障 D（2） 4)、三相短路故障 D（3） 5)、线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。不同地点，两个 以上简单故障同时发生称为复故障。 （二）、不正常工作状态 电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发 展成故障。 不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器 线路 过负荷。
选择性 灵敏性 速动性 可靠性
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1、选择性
保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切 除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障 部分继续安全运行。为此，保护要尽力跳开离故 障点最近的断路器，如图所示。
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2、速动性
速动性是指继电保护装置应以尽可能快的 速度断开故障元件。
灵敏性一般用灵敏系k 数Ksen来衡量. Ksen =末端故障进入保护装置的电气量/保护装置的整
定值（过量动作的保护） Ksen =保护装置的整定值/末端故障进入保护装置的电
气量（欠量动作的保护）
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最小运行方式和最大运行方式。

许继发电厂基本知识及发电机继电保护

许继发电厂基本知识及发电机继电保护
××电气股份有限公司
发电厂基本知识及发电机继电保护
（内部培训）
许继发电部
××电气股份有限公司
一、发电厂的基本形式 二、火力发电厂运行 三、汽轮发电机的结构及工作原理 四、水轮发电机的结构及工作原理 五、发电机励磁系统
题纲
××电气股份有限公司
发电厂基本型式、电能质量与供电可靠性
一、发电厂 基本型式
××电气股份有限公司
锅炉主要设备
按锅炉的蒸汽压力：可将锅炉分为低压锅炉（压力小于 2.45MPa），中压锅炉（压力2.94～4. 90MPa），高压锅 炉（压力7.84～10. 8MPa），超高压锅炉（压力11.8～ 14. 7MPa），亚临界锅炉（压力15.7～19. 6MPa），超 临界锅炉（压力22. 1MPa），超超临界锅炉（压力30～ 31MPa）。
图1—2 热电厂的生产过程 1— 锅炉；2蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—生产抽汽；5—汽 轮机低压段；6—凝汽器；7—凝结水泵；8—给水泵；9—发电机； 10—主变压器；11—供热抽汽；12—蒸汽加热器；13—供热泵
××电气股份有限公司
图1—7 核电厂简要生产过程 1—核反应堆；2—蒸汽发生器；3—水管；4—过滤器；5—循环 水泵；6—水泵
水工建筑工程量大，建设周期长
发电成本低
××电气股份有限公司
抽水蓄能电站：实质相当一个极大容量的交流蓄电装置， 改善系统运行调度。
具有上、下库 具有水轮发电动 机水 组泵 ，机 电组（一 可） 合二为 系统高峰负荷低 时谷 发负 电荷 ，时提水 保证大型热电电 机机 组组 ，较 核为平曲 整线 的， 负经 荷济效
××电气股份有限公司
锅炉本体
锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。 它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能， 并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量 （压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系 统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道） 以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉 本体”。

继电保护基本知识

继电保护基本知识

电流互感器
电流互感器一、二次侧电流的正方向可以任意选取， 但在继电保护中，一般部是选取一次侧和二次侧绕 组中电流的正方向相反，如图 (b)中，选取一次侧 电流从L1流向L2为正，而选取二次侧电流从K2流 向K1为正。
电流保护
电流互感器的同名端常用的测定方法 。 直流法： • 接线如图所示。在电流互感的一次线圈（或 二次线圈）上，通过按钮开关S接入的干电 池E。按下S时，若直流电流表或直流电压 表指针正偏，则1、3端子或2、4端子是同 名端；S断开指针反偏时，1、3端子或2、 4端子是同名端。直流法测定极性，简便易 行，结果准确，是现场是常用的一种方法。
电流保护
上述电流速断保护、限时电流速断保护、 过电流保护保护范围为不同3个不同区段，故 称为三段式电流保护。三段式第Ⅰ段―电流 速断保护；第Ⅱ段―限时电流速断保护；第 Ⅲ段―过电流保护。其中电流速断保护、限 时电流速断保护一般为主保护，过电流保护 一般为后备保护。
电流保护
6、反时限过电流保护 反时限过电流保护：是动作时限与被保护 线路中电流大小有关的一种保护，当电流大 时，保护的动作时限短，而电流小时动作时 限长。
电流保护
（5）单相接线 在三相负荷平衡时，可 以用单相电流反映三相 电流值，主要用于测量 电路。
单相接线
电流保护
在电流保护的整定计算中，还常常用到接 线系数，所谓接线系数就是指继电器电流If 与电流互感器的二次电流I2之比，即
K fx
If I2
电流保护
3、电流速断保护 电流速断保护：对于仅反应于电流增大而 瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。 为了保护的选择性，动作电流按躲过本线 路末端短路时的最大短路短路整定。保护范 围一般为本线路全长的85%。当系统为最大 运行方式时，保护范围最大；当系统为最小 运行方式时，保护范围最小。 例：见图

发电厂继电保护讲解

发电厂继电保护讲解

精选ppt课件
（一）发电机差动保护（1XB）
差动保护选择性好、灵敏度高，宜于作为 发电机、变压器及母线等元件的主保护。
发电机差动保护用以反应发电机定子绕组 及引出线的相间短路。
该保护按比较发电机定子绕组两侧电流大 小及相位的原理构成。
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（二）定子接地保护（2XB）
采用3 U 0 零序电压保护和三次谐波定子接 地保护，可构成100%定子接地保护，也可 用外加电源方式构成。
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（六）非全相运行保护（11XB）
220Kv断路器通常为分相操作断路器，常由 于误操作或机械方面的原因，使三相不能 同时合闸和跳闸，或在正常运行中突然一 相跳闸，这时发变组中将流过负序电流。 如果靠反应负序电流的反时限保护，则有 可能会因为动作时间较长而导致后备保护 动作，使故障范围扩大，甚至造成系统解 列，因此应安装非全相运行保护。
27
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（十四）发电机失步保护（19XB）
失步保护反应发电机机端测量阻抗的变化 轨迹，只反应发电机的失步情况，能可靠 躲过系统短路和稳定振荡，并能在失步开 始的摇摆过程中区分加速失步和减速失步。 失步保护的动作行为由系统安全稳定的要 求决定，只有在振荡次数或持续时间超过 规定时，选择切断电流较小的时刻跳开发 电机。
（2）定子绕组匝间短路。发电机定子绕组发生匝 间短路会在短路环内产生很大电流。因此发生定 子绕组匝间短路时也应快速将发电机切除。
4
精选ppt课件
3）定子单相接地。定子单相接地并不属于短路性 故障，但由于以下几方面的原因，对单相接地故 障却要求灵敏而又可靠地反应：①很多大型机组 中性点都经高阻接地；②电容电流会灼伤故障点 的铁心；③绝大部分短路都是首先由于单相接地 没有及时进行处理发展而成；④接地时非接地相 电压升高，影响绝缘。

继电保护基础知识

继电保护基础知识

继电保护
第一讲 继电保护基础知识
三、继电保护的组成
测量单元：测量被保护元件运行参数的变化，并与保护的 整定值进行比较，判断保护装置是否起动。 逻辑单元：对测量单元送来的信号进行综合判断，决定保 护装置是否需要动作。 执行单元：根据逻辑单元的决定，发出信号或跳闸命令。 故障参数量→测量→逻辑→执行→跳闸或信号脉冲
继电保护
第一讲 继电保护基础知识
电流互感器（TA、LH、CT）
电流互感器的变比
K TA
I 1 W2 I 2 W1
继电保护
第一讲 继电保护基础知识
＊电流互感器的接线方式
继电保护
第一讲 继电保护基础知识
继电保护
第一讲 继电保护基础知识
三相零序互感器接线
零序电流互感器接线
继电保护
第一讲 继电保护基础知识
继电保护
第一讲 继电保护基础知识 二、继电保护的基本原理
利用被保护设备故障前后某些变化显著的物理量为信息量， 当其达到一定数值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳 闸脉冲或信号。 1、利用基本电气参数量的变化构成的保护，如电流保护、 低压保护、距离保护等。 2、序分量或突变量保护，如零序保护、负序保护、工频 变化量保护。 3、反应被保护元件两侧参数的纵联保护。 4、非电量保护，如瓦斯保护，油温保护等。
误差曲线以下误差小于10％，满足要求
继电保护
第一讲 继电保护基础知识
10％误差曲线校验的应用 (1)根据接线方式，确定负荷阻抗计算； (2)根据保护装置类型和相应的一次电流最大值，计算电流 倍数； (3)由已知的10％曲线， 查出允许负荷阻抗； (4)按允许负荷阻抗与计算阻抗比较，计算值应小于允许值 ，否则应采用措施，使之满足要求。

继电保护基础知识

继电保护基础知识

一．什么是电力系统有两种说法：1．由生产和输送电能的设备所组成的系统叫电力系统，例如发电机、变压器、母线、输电线路、配电线路等，或者简单说由发、变、输、配、用所组成的系统叫电力系统。

2．有的情况下把一次设备和二次设备统一叫做电力系统。

一次设备：直接生产电能和输送电能的设备，例如发电机、变压器、母线、输电线路、断路器、电抗器、电流互感器、电压互感器等。

二次设备：对一次设备的运行进行监视、测量、控制、信息处理及保护的设备，例如仪表、继电器、自动装置、控制设备、通信及控制电缆等。

二．电力系统最关注的问题由于电力系统故障的后果是十分严重的，它可能直接造成设备损坏，人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行，从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失，因此电力系统最为关注的是：安全可靠、稳定运行。

三．电力系统的三种工况正常运行状态；故障状态；不正常运行状态。

而继电保护主要是在故障状态和不正常运行状态起作用。

四．继电保护装置基本任务就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

它的基本任务简单说是：故障时跳闸，不正常运行时发信号。

故障后，能自动迅速，有选择地切除故障源，使故障设备免于遭到破坏，保证其它无故障设备能正常运行。

反应电气设备的不正常运行状态，动作与发出信号，减负荷或跳闸，对于不正常运行状态，一般不要求迅速动作，延时可避免由于干扰而引起的情况，防止误动作。

五．继电保护的基本原理和保护装置的组成继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。

保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

图1-1 单侧电源网络接线如图1-1（a）、（b）所示的单侧电源网络接线图，（这是一种最简单的系统），图1-1(a)为正常运行情况，每条线路上都流过由它供电的负荷电流İf（一般比较小），各变电所母线上的电压，一般都在额定电压（二次线电压100V）附近变化，由电压和电流之比所代表的“测量阻抗”Z f称之为负荷阻抗，其值一般很大。

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炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的 过程。 燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定 的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合， 达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流 燃烧器两大类。
承担系统基荷 6500 小时 设备利用小时数大于 污染降低 应为发展前景，但安全 性问题突出，不宜建在 人口稠密， 地震活动地区
如发电、航运、灌溉 综合利用水资源项目， 担尖峰负荷 丰水期满载、枯水期承 水 启动、停运快速 电 1500 至3000 小时 调峰电站 站 设备利用小时数低 至6000 小时 基荷5000 水工建筑工程量大，建 设周期长 发电成本低



其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除 灰除渣系统等，具体功能不做介绍。
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一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式 风机。


送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧 风，维持燃料充分燃烧。
引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完 成烟气及空气的热交换。 磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及 干燥。 空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧 所需空气的一种热交换装置。提高锅炉效率，提高燃烧空 气温度，减少燃料不完全燃烧热损失。空预器分为导热式 和回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元 件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系 数在8～10％。
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锅炉主要系统

汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接受燃料的热能， 提升介质的热势能，增压增温，完成介质的状态转换。 烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，带动干燥的燃料进入炉 膛，维持炉膛风压以稳定燃烧。 制粉系统：完成燃料的磨碎、干燥。使之形成具有一定细 度和干燥度的燃料，并送入炉膛。
1—堰；2—引水渠；3—压力水管；4—厂房
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110KV升压站
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火力发电厂概述 火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能 发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能 转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件， 以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物 和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽 动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几 种类型.
真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。 凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和剔除杂 质。
火电厂、核电站、水电站、风力电站、潮汐电站等
单机容量60万千瓦 在系统中占主要地位 承担基荷 设备利用时间数大于 5000 时/年 环境污染
火 电 厂
凝气式电站蒸汽仅用于发电，而热力化电站蒸汽除发电外， 一部分还用来供热 （生产、采暖、通风、热水）
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原 子 能 电 站
四、电力负荷供电可靠性分类及要求
生安全、巨大损失 I类：供电中断，损害人 产 分 II类：供电中断，大量减 III类：可停电
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五、电力网额定电压等级
0.38/0.22KV、3KV、6KV、10KV、110KV、220KV、 330KV、500KV、750KV等。
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三、电能质量的标准
1 ．衡量指标 U n 5%U n，极限U n 10%U n 电压：正常允许
49.5HZ至50.5HZ 频率： 波形畸变率：小于 3%
2．电能质量基本标准
电压偏移、电压变化摆幅，电压摇摆剂量、电压波形的非正弦系 数、n次谐波分量系数、负序电压系数、另序电压系数、频率偏移， 电压塌陷时间、脉冲电压及其持续时间


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主要生产过程简述
储存在储煤场(或储煤罐)中的原煤由输煤设备从储煤 场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤 粉。煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储 存(仓储式锅炉)。煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的 喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离 后直接送入炉膛)。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四 周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包 内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷 壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定 温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。过热蒸 汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发 电,发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变 压器什压后引出送到电网。在汽轮机内作完功的过热蒸汽 被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器 加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加热器加 热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间 再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉 的再热器重新加热,使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后, 送到汽轮机中压缸继续做功。
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发电厂基本知识及发电机继电保护
（内部培训）
许继发电部
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题纲
一、发电厂的基本形式 二、火力发电厂运行 三、汽轮发电机的结构及工作原理 四、水轮发电机的结构及工作原理
五、发电机励磁系统
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发电厂基本型式、电能质量与供电可靠性
一、发电厂 基本型式
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图1—1
凝汽式火电厂
1—锅炉； 2 蒸汽过热器； 3—汽轮机高压段； 4—中间蒸汽过热器； 5—汽 轮机低压段；6—凝汽器；7—凝结水泵；8—给水泵；9—发电机；10—主 变压器；11—断路器；12—主母线；13—站用变压器；14—厂用电高压母 线
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图1—2 热电厂的生产过程 1— 锅炉；2蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—生产抽汽；5—汽 轮机低压段； 6—凝汽器； 7—凝结水泵； 8—给水泵； 9—发电机； 10—主变压器；11—供热抽汽；12—蒸汽加热器；13—供热泵
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锅炉主要设备

按锅炉的蒸汽压力：可将锅炉分为低压锅炉（压力小于 2.45MPa），中压锅炉（压力2.94～4. 90MPa），高压锅 炉（压力7.84～10. 8MPa），超高压锅炉（压力11.8～ 14. 7MPa），亚临界锅炉（压力15.7～19. 6MPa），超 临界锅炉（压力22. 1MPa），超超临界锅炉（压力30～ 31MPa）。
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汽轮机本体 汽轮机本体（steam turbine proper）是完成 蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分， 即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系 统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组 成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和 转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔 板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包 括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部 分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸 汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高 压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封 系统。
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图1—7 核电厂简要生产过程 1—核反应堆；2—蒸汽发生器；3—水管；4—过滤器；5—循环 水泵；6—水泵
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图1—3 坝后式水电厂 1—坝；2—压力钢管；3—厂房
图1—4 河床式水电厂 1—进水口；2—厂房；3—溢流坝
图1—5 径流式水电厂
图1—6 抽水蓄能电站 1—压力水管；2—厂房；3—坝
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汽机主要系统

主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做 功介质通过的系统。


再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。
回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。
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轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保持真空 系统严密性。
六、电气部分概述
（一）一次接线
对用户供电的电路部分 ：对外主接线；对内厂用电接 线
（二）二次接线： 保证一次接线安全、可靠、优质、经济地运行，对一 次接线中的设备实施测量、信号、控制、调节的电路 部分。
例如：断路器控制回路、中央音响信号回路等。
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（三）电气设备额定电压
用电设备额定电压=电力网额定电压 发电机： UGn 1.05U n 升压变压器： 当 U d %7.5 U1n 1.05U n

按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类：自然循环锅炉、 强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉。
按锅炉的整体布置分类：∏型结构锅炉、箱型结构锅炉、 塔型结构锅炉。

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火力发电厂中的锅炉按水循环方式可分为自然循环,强制 循环,直流锅炉三种类型。 依靠工质的重度差而产生的循环 流动称为自然循环。借助水泵压头使工质产生的循环流动称 为强制循环。 自然循环形成:汽包、下降管、下联箱和上升 管(即水泠壁)组成一个循环回路。由于上升管中的水在炉内 受热铲生了蒸汽,汽水混合物的重度小,而下降管在炉外不受 热,管中是水,其重度大,两者重度差就产生推动力,水沿下降管 向下流动,而汽水混合物则沿上升管向上流动,这样就形成水 的自然循环流动。 强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同, 它也有汽包,所不同的在下降管中增加了循环泵,作为增强汽 水循环的动力。 直流炉的结构与自然循环锅炉结构不同,它 没有汽包,是依靠给水泵压力使工质锅炉受热面管子中依次经 过省煤器,蒸发受热面和过热器一次将水全部加热成为过热蒸 汽。现在一般只宜用于亚临界,超临界压力锅炉。 强制循环 锅炉与自然循环锅炉比较: 优点:可适用于亚临界、超临界压 力;由于工质在受热面中是强制流动,因而受热面的布置较灵 活,受热均匀水循环好;起停炉快;水冷壁可使小管径、薄管壁 (压力准许),相对汽包容积减小,节省钢材。 缺点:加装循环泵, 系统复杂,投资高,检修困难。