发变组保护保护

2.1 发变组比率制动差动保护2.1.1 保护采用三侧差动保护（作为发电机定子绕组、主变压器高压侧绕组、套管、高厂变低压侧之间故障的主保护。

2.1.2 保护元件电流取自主变高压侧，高厂变低压侧、发电机中性点。

2.2 发电机主变压器保护2.2.1发电机差动保护（1）采用比率制动原理构成,是发电机内部相间故障的主保护（2）差动保护动作条件:三相任一相比率差动动作;软压板和硬压板均在投入位置;差动启动元件动作;TA断线闭锁控制为不闭锁状态(0).2.2.2发电机定子接地保护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信号或跳闸。

（1）保护原理：由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。

（2）基波零序电压取自发电机端部，三次谐波零序电压保护是检测发电机端部对地与中性点对地零序三次谐波电压比值的变比;工作电压取自发电机端部电压互感器和发电机中性点侧PT。

（3）基波零序电压保护动作后跳发变组出口开关1DL、MK、厂用A、B分支、启动A、B分支快切、关主汽门、启动失灵保护。

（4）三次谐波零序电压保护动作于发信号。

2.2.3发电机匝间保护发电机匝间保护采用DP2+3U0和DP2两种保护方式。

不仅可以作为发电机内部匝间短路的主保护，还可以作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。

（1）动作条件:在正常运行时,匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作;故障分量负序方向和纵向零序电压动作.在并网前,由纵向零序电压和电流小于0.06Iset作为判据,且匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作.（2）保护用电流量取自发电机尾. 电压2.2.4转子一点接地（1）采用乒乓开关切换原理，作为监视发电机励磁回路对地绝缘的保护。

（2）保护电压取自转子电压：601、602及大轴。

（3）转子一点接地保护动作情况：经延时动作于信号。

发变组保护主要是发变组保护:主保护:发电机纵差、发电机匝间(纵向零序电压式或横差保护) 、主变纵差、发电机变压器组差动、高厂变差动;发电机后备和异常运行保护:对称过负荷(反时限) 、不对称过负荷(反时限) 、复合电压过流、程跳逆功率、过电压、失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁(反时限) 、起停机、转子一点二点接地、励磁回路过负荷(反时限) 、低频保护等、以及 TV断线和 TA 断线保护;主变压器后备和异常运行保护:主变阻抗、零序电流、过负荷、通风启动保护、以及 TV 断线、TA 断线保护;高厂变后备和异常运行保护:复合电压过流、AB 分支限时速断和复合电压过流、AB 分支零序过流、过负荷、通风启动保护等;励磁变(机)保护:速断过流保护、过负荷保护等;其它保护:失灵启动，非全相运行保护。

但小容量的发电机，保护没有那样复杂，主要有:1、纵联差动(电流速断)保护:瞬时动作于停机2、过电流保护:延时动作于停机3、过电压保护:延时动作于解列灭磁4、定子绝缘监视(单相接地):动作于发信号5、过负荷保护:延时发信号6、转子一点接地:动作于发信号7、失磁保护:动作于解列并网时，并网开关还需要装设方向过流、电流速断、低周低压振荡解裂装置等;这些功能现在都被集成在综保装置上了，具体功能可以和厂家联系，二三个模块就可以解决全部保护的问题，非常简单的。

发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，同时发电机本身也是十分贵重的电气设备，因此，应该针对各种不同的故障和不正常工作状态，装设性能完善的继电保护装置。

发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等。

发电的不正常运行状态主要有:由于外部短路引起的定子绕组过电流;由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷;由外部不对称短路或不对称负荷(如单相负荷，非全相运行等)而引起的发电机负序过电流;由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压;由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷;由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。

发变组保护说明发电机保护1) 发电机纵差保护a.该保护作为发电机定子绕组及其出线的相间短路故障的主保护。

b.保护功能：差动保护采用比率制动或标积制动的原理构成；采用循环闭锁出口方式和负序电压解除循环闭锁，具有TA断线判别功能，差动保护瞬时动作于全停。

2) 发电机定子匝间保护a.该保护是发电机定子绕组匝间短路的主保护。

b.保护功能：保护的零序电压取自机端专用TV开口三角，保护反映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，采用电压平衡式原理构成TV断线闭锁和负序功率方向闭锁。

保护次灵敏段瞬时动作于全停，灵敏段经延时动作于全停。

3) 发电机定子接地保护a.保护作为发电机定子绕组单相接地故障保护。

b.保护功能：保护由基波零序电压（取自机端TV开口三角3U0′）和三次谐波电压（取自发电机中性点零序电压3U0〞）部分构成；保护受TV断线的闭锁。

保护延时动作于发信号或全停。

4) 发电机对称过负荷保护a.作为发电机定子绕组过电流故障的保护。

b.保护功能：该保护反应发电机定子电流的大小，由定时限和反时限对称过负荷两部分组成。

当发电机的电流大于定时限动作整定值时，经延时发信号；而大于反时限启动电流值时,保护动作时间与电流大小成反比，出口作用于解列或程序跳闸。

5) 发电机不对称过负荷保护a.保护发动机不对称过负荷、区外不对称短路故障的后备保护。

b.保护功能：保护反应发电机定子电流中的负序分量，由定时限和反时限两部分组成。

定时限部分经延时发信号；反时限部分动作于全停。

6) 发电机转子一点接地保护a.该保护是反应发电机转子及励磁回路绝缘的保护。

采用迭加电源切换采样原理，注入电压为直流50V。

b.保护功能：保护的输入端与转子负极及大轴连接。

转子一点接地保护选择二段定值及二个延时，高定值经短延时发信号或低定值长延时动作于跳闸。

7) 发电机失磁保护a.保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障的保护。

发变组保护纵差、横差、匝间保护原理及异同2020年10月14日二纵差保护三横差保护四匝间保护一、差动保护的概念Ø差动保护的理论基础－基尔霍夫电流定律（KCL）对任一集总参数电路中的任一节点，在任一瞬间，流经该节点的所有电流的代数和恒为零，即就参考方向而言，流出节点的电流在式中取正号，流入节点的电流在式中取负号。

基尔霍夫电流定律是电荷守恒定律在电路中的体现。

0=∑==Nk k k iØ差动保护的特点选择性：同时测量并比较被保护设备各端电流的幅值及相位关系，能正确反应正常运行、区外故障与区内故障的不同；而后备保护仅测量某一端的电流与（或）电压，为不越级跳闸，其动作值与动作时限必须与相邻元件配合，或加装方向元件。

速动性：因具有天然的选择性，所以不需与相邻元件的保护在定值和时间上配合，动作快速。

灵敏性：区外故障时，差动电流仅为不平衡电流，区内故障时差动电流远大于制动电流。

可靠性：采用比率制动特性，并采取必要的闭锁条件（如二次谐波、五次谐波闭锁）。

、纵差保护Ø纵差保护作用:反映发电机定子绕组及其引出线相间短路故障的主保护。

Ø发电机纵差保护的接线方式：完全纵差动保护；不完全纵差动保护。

Ø原理发电机完全纵差保护和不完全纵差保护均是比较发电机两侧同相电流的大小和相位而构成。

Ø区别：完全纵差保护是比较每相定子首末两端的全相电流；不完全纵差动保护是比较机端每相定子全相电流和中性点侧每相定子的部分相电流而构成。

一、系统概述Ø保护范围：发电机完全纵差保护是发电机相间故障的主保护。

由于差动元件两侧TA的型号、变比完全相同，受其暂态特性的影响较小。

其动作灵敏度也较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及线棒开焊。

不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，尚能反应定子线棒开焊及某些匝间短路。

但是，由于在中性点侧只引入其一分支的电流，故在整定计算时，尚应考虑各分支电流不相等产生的差流。

低电压“低电压”是指：电压低于额定电压70%。

负序电压“负序电压”是指：负序电压大于4V以上，逆时针方向的电压。

复合电压（复合低电压）复合电压（又称复合低电压）与低电压、负序电压是或的关系。

负序电流：逆时针方向的电流。

发电机产生负序电流时，频率将为100HZ。

保护出口方式全停：切主变高压侧开关、灭磁开关、关主汽门、厂高变低压侧开关、启动快切。

（其他解释还包括启动失灵保护）程序跳闸：待逆功率与主气门关闭两个条件同时满足时，切主变高压侧开关、灭磁开关、关主汽门、厂高变低压侧开关、启动快切。

（与程跳逆功率一样，作用于全停）解列灭磁：切主变高压侧开关、灭磁开关。

解列：切主变高压侧开关减出力；减励磁；启动快切：启动快切A、B分支快切装置，切换厂用电至启备变。

信号：仅发报警信号发电机纵差保护：跳闸闭锁1、单相差流达到动作值，而无负序电压（低于1872V），为TA断线2、出现负序电压，而无差流时，为TV断线跳闸启动1、单相差流达到动作值，同时出现负序电压（高于1872V）2、两相以上出项差流启动差流：2880A，拐点电流：5760A 速断电流倍数：5倍即37800A主变纵差保护：跳闸闭锁：经过比较各相差流中二次谐波分量对基波分量比（即I2ω/I1ω）的大小，当其大于整定值时，闭锁差动元件。

跳闸启动：当差流满足条件（单相也动作），并无闭锁时启动保护。

TA断线时，保护不闭锁，发信号，但保护可能误动作。

TA二次回路开路是危险的，特别是大容量变压器TA二次开路，将会造成TA绝缘损坏、保护装置或二次回路着火，还将危及人身安全。

因此去掉TA断线判别功能。

当差流很大，达到差动速断定值时，直接出口跳闸。

启动差流：3840A，拐点电流：4800A，速断倍数：7倍即53760A高厂变差动：同上发电机定子接地3U0：基波机端至中性点90%范围取自发电机出口PT开口三角（二次定值取10V）和发电机中性点PT电压值（二次定值取6V），动作时间1S200MW及以上机组发电机定子接地3U0一般都采用跳闸。

1、发变组有哪些保护及动作范围1.发电机差动保护：用来反映发电机定子绕组和引出线相间短路故障，瞬时动作于全停I、II。

2. 主变压器差动保护：主变压器差动保护通常为三侧电流，其主变压器差动保护范围为三侧电流互感器所限定的区域（即主变压器本体、发电机至主变压器和厂用变压器的引线以及主变压器高压侧至高压断路器的引线），可以反映该区域内的相间短路，瞬时动作于全停I、II。

3．高厂变差动保护：保护范围包括变压器本体及套管引出线，能够反映保护范围内的各种相间、接地及匝间短路故障，瞬时动作于全停I、II。

4.励磁回路一点接地、两点接地保护：对于静止励磁的发电机正常运行时，励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容。

当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时，会引起励磁回路的接地故障，最常见的是一点接地故障。

发生一点接地故障时，由于没有形成电流回路，对发电机没有直接影响，但一点接地后，励磁回路对地电压升高，在某些情况下，会诱发第二点接地。

当发生第二点接地故障时，由于故障点流过很大的短路电流，会烧伤转子，由于部分绕组被短接，气隙磁通将失去平衡，会引起机组剧烈振动。

此外，还可能使轴系和汽轮机汽缸磁化。

因此需要装设一点、两点接地保护。

一点接地保护动作于发信号，一点接地保护动作发出信号后，及时投入两点接地保护，两点接地保护动作后动作于全停I、II。

5. 发电机定子接地保护：采用基波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。

95％定子接地保护主要反映发电机机端的基波零序电压的大小，当达到动作定值时，动作于全停I、II。

15％定子接地保护主要反映发电机机端的三次谐波电压的大小，当达到动作定值时，动作于发信号。

6．发电机复合电压过流保护：从发电机出口PT取电压量，从发电机中性点CT取电流量，电压判据由低电压和负序电压组成或条件，动作于全停I、II。

7. 发电机负序过负荷保护：作为发电机不对称过负荷保护，延时动作于信号。

发变组保护一、发变组保护的动作控制对象：1. 全停：断开发变组220KV断路器，断开灭磁开关、励磁开关、高厂变分支DL，起动6KV 电源快切装置，关主汽门，MFT动作，起动失灵保护（不允许非电量保护起动失灵保护）。

2. 母线解列：断开母联与分段DL。

3. 程序跳闸：关闭主汽门，闭锁热工保护（是电气联关主汽门保护吗？）。

4. 程序逆功率：由发电程序跳闸起动，其保护除关闭主汽门以外，其余同全停保护。

5. 起停机保护：跳灭磁开关。

6. 分支DL跳闸：高厂变6KV分支断路器跳。

7. 切换6KV电源：6KV工作电源跳，备用电源合闸。

8. 减出力：汽机出力减至规定值（手动）。

9. 减励磁：降低励磁电源。

10. 信号：发声光信号。

☆如上述出口动作需要发变组220KV断路器、母联DL跳闸，应该接入该DL两个跳闸线圈构成的双跳闸回路，以便实现双重化继电保护。

二、启备变保护动作控制对象：1. 跳闸：断开其高低压侧DL。

2. 分支解列：其两低压分支DL跳闸。

3. 信号：发声光信号。

三、发变组保护介绍：1. 失步：机组惯常数明显降低（转子质量与容量不成比例增加），发电机易于失步，因此大型机组要求装设此保护。

2. 定子匝间短路和接地保护：轴向长度与直径之比明显增大，振动加剧，匝间绝缘磨损加快，还会引起冷却系统故障，因此要求装此保护。

3. 为避免跳闸造成对系统的冲击和对主机辅机制损伤，保护出口应针对不同情况合理动作于减出力，程序跳闸，跳闸灭磁，跳闸，停机等多种形式，以避免轻易紧急停机。

4. 双重化主保护装置分别由两个不同的直流母线馈线或两个电源装置供电，双重化主保护及后备保护系统均从单独电流互感器输入。

发变组采用微机型保护设备。

5. 电量和非电量保护的出口继电器分开，非电量保护不允许起动失灵保护。

6. 保护用直流继电器运行电压范围至少应为70%-110%额定电压（Ue=220KV）。

7. 保护装置有完善的自诊断用防误动的闭锁功能（诊断到自故障，闭锁相关保护动作）。