发变组保护
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发电机1 、发电机失磁保护2、过激磁保护3、定子接地保护4、定子匝间保护5、失步保护6、低频累加保护7、励磁回路过负荷保护8、转子一点接地保护9、对称过负荷保护10、负序过负荷保护11、过电压保护1 发电机失磁保护失磁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保护。
由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成,分别动作于发信号和解列灭磁。
励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关,可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。
静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。
TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件:│Ua+Ub+Uc-3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V,且0.1A 在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时,保护采取措施闭锁Ufd(P),可防止保护误出口。
励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1(2s)发出失磁信号。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2(6s)发出跳闸指令。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3(1s)发出跳闸指令。
2 发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
过激磁保护分高、低两段定值,低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压(降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用),高定值经反时限动作于解列灭磁。
反时限延时上限为5秒,下限为200秒。
3 发电机定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护,由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成,基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障,由反映发电机机端零序电压原理构成,经时限t1(3s)动作于解列灭磁;三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障,由发电机中性点和机端三次谐波原理构成,经时限t2(5s)动作于信号。
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。
发变组保护要点1.发变组保护配置3面屏:A屏配置一套完整的发电机、主变、高厂变及励磁变主后备保护;B屏配置一套完整的发电机、主变、高厂变及励磁变主后备保护;C屏配置主变、高厂变及励磁变的非电量保护,发电机转子一点接地保护用励磁系统(GE)的转子一点接地保护,根据发电机厂家建议发电机不设匝间保护。
2.A屏为南京南瑞产品,B、C屏为南京南自产品(GDGT801)。
3.A屏保护包括:发电机差动、发变组差动、发电机定子接地、发电机低阻抗、发电机过电压、发电机对称过负荷、发电机不对称过负荷、发电机励磁绕组过负荷、发电机电压不平衡、发电机失磁、发电机过激磁、发电机逆功率、发电机程序逆功率、发电机低频、发电机失步、发电机启停机、发电机突加电压、励磁变速断、励磁变过流、励磁变过负荷、A高厂变差动、A高厂变高压侧复压过流、A高厂变过负荷、A高厂变低压侧零序过流、A高厂变通风启动、主变差动、主变高压侧零序过流、主变过激磁、主变过负荷、主变过流启动冷却器、B高厂变差动、B高厂变高压侧复压过流、B高厂变过负荷、B高厂变低压侧零序过流、B高厂变通风启动、A 和B高厂变速断。
共36项保护。
PT来源:TV01(发电机出口)、TV08(发变组出口)、TV04(1A高厂变低压侧A分支)、TV05(1A高厂变低压侧B分支)、TV06(1B高厂变低压侧A分支)、TV07(1B高厂变低压侧B分支)。
CT来源:TA19(主变中性点,带主变零序)、1TA03(5013开关,带发变组差动、主变差动、主变复压过流、主变过励磁、主变过负荷、误上电、断路器闪络)、2TA03(5012开关,带发变组差动、主变差动、主变复压过流、主变过励磁、主变过负荷、误上电、断路器闪络)、TA25(1A高厂变高压侧,带A厂变差动、A厂变复压过流、A厂变过负荷)、TA26(1A高厂变高压侧,带主变差动)、TA37(1A高厂变低压侧A分支,带A高厂变6KV 分支零序)、TA40(1A高厂变低压侧B分支,带A高厂变10KV分支零序)、TA30(1A高厂变低压侧A分支母线进线开关,带发变组差动、A厂变差动、A厂变6KV分支低压过流)、TA34(1A高厂变低压侧B分支母线进线开关,带发变组差动、A厂变差动、A厂变10KV分支低压过流)、TA45(1B高厂变高压侧,带主变差动)、TA44(1B高厂变高压侧,带B厂变差动、B厂变复压过流、B厂变过负荷)、TA56(1B 高厂变低压侧A分支,带B高厂变6KV分支零序)、TA59(1B高厂变低压侧B分支,带B高厂变10KV分支零序)、TA49(1B高厂变低压侧A分支母线进线开关,带发变组差动、B厂变差动、B厂变6KV分支低压过流)、TA53(1B高厂变低压侧B分支母线进线开关, 带发变组差动、B厂变差动、B厂变10KV分支低压过流)、TA11(励磁变高压侧,带励磁变过流、励磁变过负荷)、TA07(发电机出口,带主变差动、发电机差动、发电机复压过流、对称过负荷、负序过负荷、失磁、失步、逆功率、程跳逆功率、启停机、误上电、匝间灵敏段)、TA02(发电机中性点,带发变组差动、发电机差动、对称过负荷、负序过负荷、启停机)。
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发变组保护动作值与返回值1. 任务概述在电力系统中,发电机组是发电厂的核心设备之一。
为了保证发电机组的安全运行,需要对其进行各种保护措施。
其中,发变组保护是发电机组保护的重要部分之一。
发变组保护是指对发电机组进行保护的一系列动作和控制措施。
它的主要目的是在发电机组出现故障或异常情况时,及时采取措施,保护发电机组的安全运行,避免故障扩大,保障电力系统的稳定运行。
本文将详细介绍发变组保护动作的值与返回值,包括发变组保护的基本原理、动作值的设定和返回值的判断方法等内容。
2. 发变组保护的基本原理发变组保护主要通过对发电机组的电气量进行监测和测量,判断发电机组是否存在故障或异常情况,从而采取相应的保护动作。
发变组保护的基本原理包括以下几个方面:2.1 发电机定子保护发电机定子保护主要是对发电机定子绕组的电流、电压、频率等进行监测和测量,以判断发电机定子绕组是否存在过载、短路、接地等故障。
常用的保护动作值包括定子电流保护、定子电压保护、定子频率保护等。
当监测到以上参数超过设定的阈值时,发电机组保护系统将采取相应的动作,如切断电源、停机等。
2.2 发电机励磁保护发电机励磁保护主要是对发电机励磁系统的电流、电压、励磁电压等进行监测和测量,以判断发电机励磁系统是否存在故障。
常用的保护动作值包括励磁电流保护、励磁电压保护等。
当监测到以上参数超过设定的阈值时,发电机组保护系统将采取相应的动作,如切断励磁电源、停机等。
2.3 发电机转子保护发电机转子保护主要是对发电机转子的温度、振动等进行监测和测量,以判断发电机转子是否存在过热、不平衡等故障。
常用的保护动作值包括转子温度保护、转子振动保护等。
当监测到以上参数超过设定的阈值时,发电机组保护系统将采取相应的动作,如降低负荷、停机等。
2.4 发电机绝缘保护发电机绝缘保护主要是对发电机绝缘系统的绝缘电阻、绝缘介质损耗等进行监测和测量,以判断发电机绝缘系统是否存在漏电、损耗等故障。
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。
2.1. 发变组保护的配置2.1.1. 发变组保护概述2.1.1.1. 发电机与变压器为单元组接线,发电机与主变、高厂变、脱硫变、励磁变组成发变组,发变组保护由数字发电机保护装置(REG216C)、变压器保护(RET521)和发变组非电量保护组成,数字发电机保护装置(REG216C)为瑞士ABB公司的产品,变压器保护(RET521)为瑞典ABB公司的产品,发变组保护由上海ABB工程有限公司组屏。
2.1.1.2. 发变组保护为双重化配置,其中电气量保护为双重配置,非电气量保护非双重配置,发变组保护包括两个独立的系统:系统A和系统B。
系统A和系统B中都配置有完整的发变组保护,因此,当一个系统因故退出运行时,另一个系统也能保护整个发变组。
2.1.1.3. 系统A和系统B之间无任何电气联系,系统A和系统B的模拟量独立输入,分别取自CT、PT的互相独立的绕组,保护范围交叉重叠,无死区;系统A和系统B的直流电源和跳闸出口互相独立。
2.1.2. 发变组保护的配置及功能2.1.2.1. 发电机差动保护(-K87):2套,电气量保护,置于REG216C中,保护发电机绕组的相间故障,是发电机的主保护,保护范围为差动电流互感器之间的区域。
2.1.2.2. 发电机定子接地保护(-K64):2套,电气量保护,置于REG216C中,2套保护采用不同的原理构成,一套为注入式,注入12.5Hz的交流电源,另一套由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%区域的定子接地保护,这2套保护互不影响,在发电机定子绕组接地时,保护发电机定子绕组、铁芯不受损伤。
2.1.2.3. 发电机过电压保护(-K59):2套,电气量保护,置于REG216C中,保护发电机在启动或并网过程中由于电压过高而损坏发电机的绝缘。
2.1.2.4. 发电机频率异常保护(-K81):2套,电气量保护,置于REG216C中,在发电机退出运行时该保护自动退出运行,在发电机频率异常运行时,保护汽轮机的叶片不受损伤。
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。
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。
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与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、发电机至主变压器与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与分布电容。
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,最常见的就是一点接地故障。
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,还可能使轴系与汽轮机汽缸磁化。
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与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,电压判据由低电压与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)。