发电机保护第1讲
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Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准大型发电机及发变组保护技术规范Technical specification for protection中国南方电网有限责任公司发布目录前言 (1)1范围 (2)2规范性引用文件 (2)3术语和定义 (2)4总则 (2)5保护配置 (3)6技术要求 (13)7二次回路 (23)8配合要求 (23)9组屏(柜)设计 (24)附录A 保护屏面布置示意图 (50)前言微机型继电保护装置的广泛应用,极大地促进了继电保护运行管理水平的提高。
同时,各厂家因设计思路和理念的不同,导致保护装置的输入输出量、压板、端子、报吿和定值等不统一、不规范,给继电保护运行、维护和管理等带来较大困难。
为了降低继电保护现场作业风险,提高现场作业标准化水平,减少继电保护“三误”事故,统一各厂家大型发电机及发变组保护装置的技术要求、保护配置原则及相关的二次回路等,中国南方电网公司调度通信中心组织编制了本规范。
本规范的内容包含大型发电机及发变组保护的配置原则、功能及技术要求、组屏(柜)方案和二次回路设计等。
凡南方电网内从事继电保护的运行维护、科研、设计、施工、制造等单位均应遵守本规范。
新建电厂的大型发电机及发变组保护均应执行本规范。
本规范的附录A为资料性附录。
本规范由中国南方电网电力调度通信中心提出。
本规范由中国南方电网电力调度通信中心归口并解释。
本规范在起草的过程中得到了广西电力工业勘察设计研究院、广东电网公司电力调度通信中心、广西电力调度通信中心、云南电力调度中心、贵州电力调度通信局、海南电网公司电力调度通信中心和南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、国电南京自动化股份有限公司、许继电气股份有限公司等单位的大力支持。
本规范主要起草人:郑茂然、刘千宽、林杰梅、甘焱、黄玲光、周红阳、魏玉生、赵志强、全智娟、陈娟、刘可兴、蒙宁海、曹珍崇、蒙平、庞滔1范围本规范规定了中国南方电网大型发电机及发变组保护的配置、功能、技术要求、组屏、回路设计的原则。
一、发电机跳闸,联跳汽轮机试验(一)、实验步骤:1、启动#1机#1EH油泵,运行正常;2、启动#1机高压油泵、排烟风机,运行正常;3、汽机挂闸,已挂闸指示灯亮,汽轮机高低调门阀位指示与就地状态一致;4、确认汽机低真空跳闸保护解除;5、电气确认发电机出口刀闸开关均在分闸状态且在试验位置;6、短接跳闸出口12D-7 101 12D-12 133;(二)实验现象:1、励磁机未跳。
2、主汽门未关闭。
3、低调门全关。
二、发电机跳闸,联跳汽轮机试验(一)实验步骤:1、确认#1机#1EH油泵启动,运行正常;2、确认#1机高压油泵、排烟风机启动,运行正常;3、汽机挂闸,已挂闸指示灯亮,汽轮机高低调门阀位指示与就地状态一致;4、确认汽机发变组故障保护和ETS总保护投入,其他保护解除;5、电气确认发电机出口刀闸开关均在分闸状态且在试验位置;6、短接#1F保护屏935、936至汽机后备;(二)实验现象:1、关闭自动主汽门1(ETS动作1);2、关闭自动主汽门2(ETS动作2);3、关闭自动主汽门3(ETS动作3);4、发变组故障停机;5、启动油压已打开主汽门;6、ETS动作。
上述现象均同时发生。
三、汽轮机跳闸,联跳发电机试验(一)实验步骤:1、确认#1机#1EH油泵启动,运行正常;2、确认#1机高压油泵、排烟风机启动,运行正常;3、汽机挂闸,已挂闸指示灯亮,汽轮机高低调门阀位指示与就地状态一致;4、确认汽机发变组故障保护和ETS总保护投入,其他保护解除;5、电气确认发电机出口刀闸开关均在分闸状态且在试验位置;6、投入汽机低真空跳闸保护;(二)实验现象:1、关闭自动主汽门1(ETS动作1);2、关闭自动主汽门2(ETS动作2);3、关闭自动主汽门3(ETS动作3);4、ETS动作,报警灯亮,首出灯亮;5、低真空报警灯亮;四、汽轮机跳闸,联跳发电机试验(一)实验步骤:1、确认#1机#1EH油泵启动,运行正常;2、确认#1机高压油泵、排烟风机启动,运行正常;3、汽机挂闸,已挂闸指示灯亮,汽轮机高低调门阀位指示与就地状态一致;4、确认汽机发变组故障保护和ETS总保护投入,其他保护解除;5、电气确认发电机出口刀闸开关均在分闸状态且在试验位置;6、按操作盘上#1发电机解列按钮,没有什么现象;7、按#1机停机按钮。
第39卷第4期电力系统保护与控制Vol.39 No.4 2011年2月16日Power System Protection and Control Feb.16, 2011 发电机正向低功率及逆功率保护配置及整定管新娟1,朱忠亭1,李东岭2(1. 华东电力设计院,上海200063; 2.许继电气股份有限公司,河南 许昌461000)摘要:针对发电机变电动机运行的异常运行方式,分析了常规火电厂及核电厂的保护设置,提出了由于核电厂的汽轮机低压缸的叶片更长,应装设正向低功率保护。
给出了正向低功率保护、逆功率保护的逻辑及建议的整定值。
提出了为了保护整定值的正确动作,建议正向低功率保护、逆功率保护使用测量级的电流互感器。
关键词: 发电机;正向低功率;逆功率;保护配置;整定The congfiguration and value calculation for the generator’s positive low power protections and adversepower protectionsGUAN Xin-juan1, ZHU Zhong-ting1, LI Dong-ling2(1. East China Electric Power Design Institute, Shanghai 200063, China; 2. XJ Electric Co., Ltd, Xuchang 461000, China) Abstract: For the abnormal condition of generators operating as motors, the protection configuration of fossil fuel power plants and nuclear power plants has been analyzed. For nuclear power plants, the positive low power protection should be provided because the low-pressure vanes of turbines are much longer. The logic and recommended values of positive low power protections and adverse power protections have been provided. In order to ensure the protections operating correctly, current transformers designed for measurement have been recommended to be used for positive lower power protections and adverse power protections.Key words: generator; positive low power; adverse power; protection configuration; value calculation中图分类号: TM31 文献标识码:B 文章编号: 1674-3415(2011)04-0110-030 引言当主汽门误关闭或机炉保护动作关闭主汽门而出口断路器未跳闸时,发电机变成电动机运行,要从电力系统吸收有功功率。
发电机转子接地保护原理发电机正常运行时,转子的转速很高,离心力极大,承受的电负荷又重,一次励磁绕组绝缘容易破坏。
绕组导线碰接铁芯,就会造成转子一点接地故障。
发电机励磁回路的一点接地是比较常见的故障,由于不会形成电流通路,所以对发电机无直接危害,因此发电机可继续运行。
但发生一点接地以后,励磁回路对地电压会有所升高,例如当负极接地,励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值;正极接地,励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。
因此当转子发生一点接地后,如发电机仍然继续运行,遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时,就有可能发生转子回路的第二点接地。
励磁回路两点接地后构成短路电流通路,可能烧坏转子绕组和铁芯。
由于部分励磁绕组被短接,破坏了气隙磁场的对称性,引起机组振动,特别是多机组振动更严重。
此外,转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。
因此,转子一点接地以后,应该对励磁回路进行认真检查。
同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地,应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。
需要指出的是,在转子一点接地的同时,若发电机出现振动,则应该立即解列停机。
一.转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压,其接线如下图所示。
图中元件1为励磁绕组,元件2为接地炭刷。
励磁绕组对地存在着绝缘电阻,设这些绝缘电阻对地均匀分布,如图中的r1,r2,…,r n-1,r n。
当励磁绕组绝缘良好时,所测得的正极对地电压和于负极对地电压.如果正极接地,则负极对地电压为工作励磁电压;如果负极接地,则正极对地电压为工作励磁电压。
如果励磁绕组其他点接地,一般情况下,正极对地电压不等于负极电压,而且所测得的电压低于工作励磁电压。
但是如果励磁绕组中部接地,则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压,且为工作励磁电压的一半。
第一章电力系统继电保护基础知识1.1 判断题1.1。
1电力系统振荡时任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变;而短路时,系统各点电流与电压之间的角度基本不变的。
()答:对1.1.2 某电厂的一条出线负荷功率因数角发生了摆动,由此可以断定电厂与系统之间发生了振荡。
( )答:错1.1。
3 系统振荡时,变电站现场观察到表计每秒摆动两次,系统的振荡周期应该是0.5秒。
( )答:对1。
1。
4 暂态稳定是指电力系统受到小的扰动(如负荷和电压较小的变化)后,能自动地恢复到原来运行状态的能力。
()答:错1.1.5 全相振荡是没有零序电流的,非全相振荡是有零序电流的,但这一零序电流不可能大于此时再发生接地故障时,故障分量中的零序电流.()答:错1。
1。
6 系统振荡时,线路发生断相,零序电流与两侧电动势角差的变化无关,与线路负荷电流的大小有关.( )答:错1。
1.7 电力系统振荡时,电流速断、零序电流速断保护有可能发生误动作。
()答:错1。
1.8 快速切除线路和母线的短路故障是提高电力系统静态稳定的重要手段。
()答:错1。
1.9 电力系统的不对称故障有三种单相接地、三种两相短路接地、三种两相短路和断线、系统振荡。
()答:错1。
1.10 零序、负序功率元件不反应系统振荡和过负荷。
()答:对1。
1。
11 220kV系统时间常数较小,500kV系统时间常数较大,后者短路电流非周期分量的衰减较慢。
( )答:对1。
1.12 电力系统有功出力不足时,不只影响系统的频率,对系统电压的影响更大。
( )答:错1.1.13 空载长线路充电时,末端电压会升高。
这是由于对地电容电流在线路自感电抗上产生了电压降。
()答:对1。
1。
14 无论线路末端断路器是否合入,始端电压必定高于末端电压.()答:错1.1。
15 输电线路采用串联电容补偿,可以增加输送功率、改善系统稳定及电压水平。
( )答:对1.1.16 连锁切机即指在一回线路发生故障而切除这回线路的同时,连锁切除送电端发电厂的部分发电机。
第一章电力系统继电保护基础知识1.1 判断题1.1.1电力系统振荡时任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变;而短路时,系统各点电流与电压之间的角度基本不变的.()答:对1.1.2 某电厂的一条出线负荷功率因数角发生了摆动,由此可以断定电厂与系统之间发生了振荡。
()答:错1.1.3 系统振荡时,变电站现场观察到表计每秒摆动两次,系统的振荡周期应该是0。
5秒。
()答:对1.1。
4 暂态稳定是指电力系统受到小的扰动(如负荷和电压较小的变化)后,能自动地恢复到原来运行状态的能力。
()答:错1。
1。
5 全相振荡是没有零序电流的,非全相振荡是有零序电流的,但这一零序电流不可能大于此时再发生接地故障时,故障分量中的零序电流.( )答:错1.1.6 系统振荡时,线路发生断相,零序电流与两侧电动势角差的变化无关,与线路负荷电流的大小有关。
( )答:错1.1.7 电力系统振荡时,电流速断、零序电流速断保护有可能发生误动作.()答:错1.1。
8 快速切除线路和母线的短路故障是提高电力系统静态稳定的重要手段。
()答:错1。
1.9 电力系统的不对称故障有三种单相接地、三种两相短路接地、三种两相短路和断线、系统振荡。
()答:错1。
1.10 零序、负序功率元件不反应系统振荡和过负荷.()答:对1.1。
11 220kV系统时间常数较小,500kV系统时间常数较大,后者短路电流非周期分量的衰减较慢。
()答:对1。
1。
12 电力系统有功出力不足时,不只影响系统的频率,对系统电压的影响更大。
( )答:错1.1。
13 空载长线路充电时,末端电压会升高。
这是由于对地电容电流在线路自感电抗上产生了电压降。
( )1.1。
14 无论线路末端断路器是否合入,始端电压必定高于末端电压.( )答:错1。
1.15 输电线路采用串联电容补偿,可以增加输送功率、改善系统稳定及电压水平。
( )答:对1.1.16 连锁切机即指在一回线路发生故障而切除这回线路的同时,连锁切除送电端发电厂的部分发电机.( )答:对1。
发电机保护装置主要定值整定原则(仅供参考)DGP-11数字发电机差动保护装置DGP-12数字发电机后备保护装置DGP-13数字发电机接地保护装置北京美兰尼尔电子技术有限公司1 DGP-11数字发电机差动保护主要定值整定原则1.1纵差保护1.1.1差动速断保护动作电流整定差动速断保护动作电流一般按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定。
一般可取3〜4倍额定电流。
1.1.2比率差动保护1.121最小动作电流(IQ整定Id。
为差动保护最小动作电流值,应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡电流(1叽)整定,艮卩:I do=K k e I unb ・ o 或I do=KkX 2 X 0.031 f2n式中:氐一可靠系数,取1.5 ;I unb.。
一发电机额定负荷状态下,实测差动保护中的不平衡电流;I 伽一发电机二次额定电流。
一般可取Id" (0.15-0.3 In),通常整定为0.2 I n O如果实测心b.。
较大,则应尽快查清际•。
增大的原因,并予消除,避免因Id。
整定过大而掩盖一、二次设备的缺陷或隐患。
发电机内部短路时,特别是靠近中性点经过渡电阻短路时,机端或中性点侧的三相电流可能不大,为保证内部短路时的灵敏度,最小动作电流Id。
不应无根据地增大。
1.1.2.2 拐点电流定值(丨巾)整定定子电流等于或小于额定电流时,差动保护不必具有制动特性,因此,I ro 可整定为:I ro= ( 0.8〜1 .0 ) I f2n1-123比率制动系数(K)整定发电机差动保护比率制动系数按下式整定:K=K k • Kap • Kcc• Ker式中:反一可靠系数,取1.5 ;K 即一非周期分量系数,取2.0 ;忽一电流互感器同型系数,取1・0 ;K* —电流互感器比误差,取0.1。
在工程实用中,通常为安全可靠取K=0.3。
1-124 灵敏度校验按上述原则整定的比率制动特性的差动保护,当发电机机端两相金属性短路时,差动保护的灵敏度一定满足要求,不必进行灵敏度校验。