浅谈300MW发变组保护改造保护配置-跳闸矩阵及操作回路设计

300 MW发电机变压器组保护改造
张平
【期刊名称】《电力科学与工程》
【年(卷),期】2008(24)5
【摘要】根据<"防止电力生产重大事故的二十五项重点要求"继电保护实施细则>,制定了湘潭发电有限责任公司1号、2号机组发电及变压器组保护双重化改造方案.每台机组A,B柜为双重化的保护柜,C柜为非电量保护、非全相保护.每套保护均含有完整的主保护、后备保护和异常运行保护,均能反映被保护设备的各种故障及异常状态,并能动作于跳闸或给出信号.电流回路、工作电源、出口回路互相独立.对发电机转子接地保护、发电机失磁保护、发电机定子接地保护在实际运行中存在的影响机组安全稳定运行问题进行了分析,并提出相应的改进措施.实践运行表明,双重化改造后的机组是安全可靠的.
【总页数】4页(P68-71)
【作者】张平
【作者单位】大唐湘潭发电有限责任公司,湖南,湘潭,411102
【正文语种】中文
【中图分类】TM772
【相关文献】
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发变组保护原理1.高压侧断路器失灵启动保护：1)保护原理构成：断路器有保护动作需跳闸，但仍有电流流过断路器，且断路器仍然为闭合状态，则判断为断路器失灵而拒跳，去启动失灵保护。

断路器失灵启动主要有以下判据：相电流判据、零序电流判据、断路器辅助接点及保护出口继电器常开接点。

2)断路器失灵启动逻辑框图：保护的输入电流为断路器侧TA二次三相电流，有时还引入零序TA的二次电流。

信号失灵启动保护逻辑框图图中：Ia、Ib、Ic、3Io——断路器侧TA二次三相电流和零序电流；K1——断路器辅助接点；K2——保护出口继电器辅助接点。

Ig、3I0g、t1、t2——失灵启动保护整定值。

为什么要解除失灵复压闭锁？(1)早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁，失灵保护经常误动。

在失灵保护回路加装了复合电压闭锁，可有效防止失灵保护误动.(2) 发变组保护、起备变保护启动失灵时解除电压闭锁,主要是考虑到变压器低压侧故障，变压器存在内部阻抗引起高压侧残压过高，失灵保护本身是经电压闭锁的，这样高压侧失灵不能出口。

而线路不存在此问题,所以线路不考虑失灵解除复压闭锁。

线路（或主变）失灵启动母差失灵出口回路，母差失灵出口回路会根据相应开关母线闸刀所在位置自动判别开关所在母线，再经相应母线的复合电压闭锁，第一延时跳母联开关，第二延时跳相应母线上所有设备。

只是对于主变220kV侧开关，失灵启动开入的同时，往往会开放母差保护的复合电压闭锁。

对于主变开关（220kV侧）失灵保护，除主变电气量保护动作启动外，还有母线差动保护动作启动，经主变220kV侧失灵电流继电器判别，第一延时跳本开关，以避免测试时的不慎引起误动而导致相邻开关的误跳，第二延时则是失灵出口启动，此时又可分两种情况：若为主变电气量保护启动，则失灵将启动母差失灵出口回路（同线路开关的失灵逻辑），若为母线差动保护动作启动的，则直接启动跳主变其他侧开关。

对于母联（分段）开关的失灵保护，由母线差动保护或充电保护启动，经母联失灵电流判别，延时封母联TA，继而母差保护动作跳相应母线上所有设备。

摘要电力系统是发展国民经济不可缺少的一种宝贵能源，它在各个领域中已获得了广泛的应用，离开了电力，要想实现人类社会的物质文明和精神文明是根本不可能的，要实现国家的现代化也是办不到的。

因此电力系统的安全运行，及合理建设方式，涉及到国家经济和文化的发展。

毕业设计也是大学的最后一个教学环节，通过设计可以巩固所学到的专业理论知识，包括设计原则，设计步骤，和设计方法。

由于本人将要到电力系统工作，为更好的熟悉设备及掌握继电方面的知识，因此毕业设计选择方向为火力发电厂继电保护。

本次设计要完成2×300MW火力发电厂高备变继电保护设计主要包括电厂运行方式分析、短路电流计算、电厂各设备继电保护配置、整定计算（选择不同的设备进行），绘制的图纸主要由全厂主接线图、保护配置图、保护交流回路展开图、保护直流回路展开图，在内容上力求清楚、层次分明。

我的这次设计主要采用的保护有瓦斯保护、变压器差动保护、复合电压启动的过电流保护、过负荷保护等其他保护。

本次设计是我们在校期间进行的最后一个非常重要的综合性实践教学环节，也是我们学生全面运用所学基础理论、专业知识对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练，同时还是我们将来走向工作岗位而奠定的基本实践。

通过本次设计可以增强我们运用所学知识解释实际问题的能力和创新能力，以便更好地适应工作的需要。

电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力系统的安全运行，故选择保护方式时，满足继电保护的基本要求。

选择保护方式和正确的整定计算，以保证电力系统的安全运行。

关键词电力系统，继电保护，高备变AbstractThe electrical power system develops the national economy essential one kind of precious energy, it has obtained the widespread application in each domain, left the electric power, if wants to realize human society's material civilization and the spiritual civilization is simply impossible, must accomplish the national modernization also not to be able to accomplish. Therefore the electric power series's safe operation, and the reasonable construction way, involves to the state economy and the cultural development.Graduated from the University of the final design is also a teaching aspect, through the design can be learned from the consolidation of major theoretical knowledge, including design principles, design steps and design methods. I want to because of the power system will work for a better familiar with the equipment and the knowledge master relay, so select the direction of graduate design of relay protection for the coal-fired power plants.This design must complete 2*300MW Thermal power plant Gao Beibian the relay protection design mainly to include the power plant movement way analysis, the short-circuit current computation, the power plant various equipment relay protection disposition, the installation computation (choice different equipment to carry on), the plan blueprint mainly by the entire factory owner wiring diagram, the protection disposition chart, the protection exchange return route developed view, the protection cocurrent return route developed view, makes every effort in the content to be clear, to be each level clearly demarcated.My this design mainly uses the protection has the gas to protect, the transformer differential motion protection, the compound voltage to start the current protection, the load protection and so on other protections.This design is we in school period carries on last very important comprehensive practice teaching link, is also our student utilizes comprehensively studies the basic theory, the specialized knowledge carries on the design to the actual problem (or research) the comprehensive training, simultaneously we in the future will move toward the basic practice which the operating post will establish. May strengthen us through this design to utilize studies the knowledge explanation actual problem ability and innovation ability, with the aim of meeting the work need well.The electrical power system relay protection's design and disposes whether reasonably, immediate influence electrical power system's safe operation, when choice guard mode, satisfies the relay protection the essential requirements. The choice guard mode and the correct installation computation, guarantee electrical power system's safe operation.Key Words electrical power system, relay protection, Gao Beibian目录摘要 (I)ABSTRACT (II)引言 (1)第1章电气主接线 (2)1.1电气主接线 (2)1.2电气主接线的原则 (2)1.2.1电气主接线的基本要求：........................................................................................ - 2 -1.2.2 电气主接线的选择 (3)第2章运行方式...................................................................................................................... - 4 -第3章保护配置 (6)3.1发电机保护配置方案 (6)3.1.1 发电机的故障及不正常运行状态 (6)3.1.2 发电机的保护配置 (7)3.2主变压器的保护配置方案 (8)3.2.1 变压器故障分析 (8)3.2.2 变压器保护配置 (8)3.3母线保护配置方案 (10)3.3.1 母线故障类型......................................................................................................... - 10 -3.3.2 母线保护配置......................................................................................................... - 10 -3.4高备变保护配置. (10)3.4.1 高备变保护配置..................................................................................................... - 10 -3.4.2 变压器保护原理说明............................................................................................. - 12 -第4章短路电流计算............................................................................................................ - 20 -4.1参数计算. (20)4.2短路计算 (20)4.3保护整定计算 (22)4.3.1 变压器差动保护计算整定..................................................................................... - 22 -4.3.2 复合电压起动的过电流保护的整定计算............................................................. - 24 -4.3.3 过负荷保护的整定计算......................................................................................... - 24 -结论........................................................................................................................................ - 25 -致谢........................................................................................................................................ - 26 -参考文献.................................................................................................................................. - 27 -附录........................................................................................................................................ - 28 -（A1.1）一次主接线图 . (28)（A1.2）厂用备用变保护配置图 (28)（A1.3）厂用备用变保护交流回路展开图 (28)（A1.4）厂用备用变保护直流回来展开图 (28)引言本次设计要完成2×300MW火力发电厂继电保护及自动装置设计主要包括电厂运行方式分析、短路电流计算、电厂各设备继电保护及自动装置的配置、整定计算（选择不同的设备进行），绘制图纸等内容。

浅谈300MW汽轮机的控制与保护系统石擎涛工程管理部摘要：随着我国300MW以上大型机组的运行和发展，控制系统也在飞速发展，从20世纪70年代开始，我国由引进到自行设计制造的300MW火电机组如雨后春笋，在全国各地陆续建成投产发电。

经过安装调试后的这些机组，给电力生产注入了新的活力。

根据自己的工作经验本文主要介绍了300MW汽轮机数字电业调节系统（DEH）和汽轮机监视保护系统的功能和原理。

关键词：300MW汽轮机控制系统DEH ETS TSI1 汽轮机数字电液调节系统（DEH）DEH系统一般有控制机柜、操作盘（操作站）、图像站、伺服机构、液压油系统（EH油系统）等组成，控制机柜的核心是双机容错配置的控制计算机、输入输出卡件、阀位控制卡。

操作盘和图像站，作为人—机接口供运行人员进行操作和对机组运行状况进行监视。

汽轮机数字电液调节系统（DEH）应具有以下基本功能：（1）对机组的控制功能系统应具有汽轮机全自动控制、操作员自动、远方控制盒手动等四种运行方式，实现对机组启动、升速、暖机、冲临界转速、并网、负荷控制、停机等各种情况下的有效控制，并能根据要求和机组的应力条件控制其升速率和负荷变化率；能适应冷态、温态、热态下的启动；能适应定压和滑压下的运行方式，系统具有“阀门管理”功能，可实现单阀控制和顺序阀控制方式并做到无扰切换；具有阀位限制和阀门试验功能，以适应机组在不同运行条件下对安全经济的要求；系统能与CCS系统结合实现机组的机跟炉、炉跟机和机炉协调控制方式。

（2）对机组的监视保护功能具有专门的终端，设有汽轮机运行的CRT和打印机，可连续显示各种工况参数、画面显示、报警状态、数字和模拟量趋势显示，打印机可以进行随机打印，定期打印和事故追忆打印，已取得运行记录数据，对机组运行状况和事故原因进行分析。

DEH具有超速防护功能（OPC），当汽轮机转速超过额定转速的103%时，迅速关闭高、中压调节汽门，延时一定时间后，再开启调节汽门，防止汽轮机超速。

#1发变组保护改造的可行性研究报告一、前言（一）项目名称：#1发变组保护改造（二）项目性质：技术改造（三）可研编制人：（四）项目负责部门：控制部（五）项目负责人：二、项目提出的背景及改造的必要性（一）承担可行性研究的单位：湖南省XXXX电厂控制部（二）项目提出的背景：原保护装置运行有8年，接近寿命期、抗干扰性能差，转子一点接地保护误发信号。

（三）进行的必要性：#1发变组目前所配的保护装置系国电南京电力自动化设备厂引进瑞士西门子技术生产的集成电路保护，从8年来的运行情况来看，该保护装置动作的可靠性较低，调试维护工作量又大，不改造将不利于#1机组的安全运行。

（四）保护装置基本情况：1、装置名称：集成电路主设备继电保护装置2、制造商：南京电力自动化设备厂。

3、技术参数：额定交流电压：100V额定交流电流：5A逆变稳压电源直流电压：220V/110V逻辑回路直流电压：+ 15V出口信号回路直流电压：+24V4、投产日期：1995年7月5、运行简历：运行8年来，#1发变组保护共动作10次，正确动作6次，误动4次。

（五）存在的问题今年的调试情况已反应出一些保护插件的元器件电气特性变差。

这种隐患将严重影响着保护装置的正确动作。

（六）需要通过技术改造解决的问题：1、保护装置的抗干扰问题。

2、装置调试工作量大。

3、保护可靠性。

三、方案论证：（一）、方案描述：拆除原有发变组集成电路保护，改造更换为微机保护。

（二）、预期达到的效果：1、增强保护的抗干扰能力。

2、减少维护调试的工作量。

3、提高保护动作的可靠性。

（三）、可能的设计方案：南京南瑞公司的微机保护（推荐）、国电南自的微机保护、许继公司的微机保护、GE公司的微机保护（推荐）。

（四）、施工方案：拆除原有发变组集成电路保护后，改造更换为新的微机保护。

（五）、是否需要停机停炉或结合机组大、小修等；需要结合机组大小修进行。

（六）、从技术、效果、经济等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办法；微机保护技术经过多年的发展，目前已处于成熟期；更换为微机保护后，将会提高保护动作可靠性，使机组非计划停运及设备损坏的可能性大为降低，使保护的维护调试时间缩短，从而使机组的检修时间可能缩短，因而使经济效益提高。

300MW机组发变组保护改造探讨随着电力行业的发展，电网规模不断扩大，发电机组扮演着供电系统的重要角色。

在发电过程中，发变组作为发电机和电网之间的重要连接，发挥着将发电机产生的电能输送到电网的关键作用。

因此，发变组的保护对于确保供电的可靠性和安全性至关重要。

在现有的300MW机组中，发变组保护系统是一个必不可少的组成部分。

发变组保护主要负责监测发变组的运行状态和保护发变组在故障发生时的安全。

保护系统通常包括过电流保护、差动保护、欠电流保护、过温保护、定子接地保护等功能。

然而，随着技术的进步和需求的变化，现有的发变组保护系统存在一些问题和局限性，需要进行改造和升级。

首先，现有的发变组保护系统可能存在不足之处。

随着电网的规模扩大，发变组的负荷和故障电流也呈现出不断增长的趋势。

然而，现有的过电流保护和差动保护系统很难满足这种需求。

因此，改造发变组保护系统，增强其过电流保护和差动保护功能，是十分必要的。

其次，现有的发变组保护系统可能存在技术老化问题。

随着科技的进步，保护系统的技术也在不断更新和发展，新的保护技术和算法也在不断涌现。

然而，现有的发变组保护系统往往无法及时跟上技术的进步。

因此，改造发变组保护系统，引入新的保护技术和算法，能够提高保护的精度和可靠性。

此外，发变组保护系统的依赖性和独立性也是需要考虑的因素。

在现有的300MW机组中，保护系统通常是以硬件的形式存在，与其他电力设备紧密耦合。

这种紧密耦合可能导致保护系统的依赖性过高，一旦发生故障会对整个发电系统产生较大影响。

因此，改造发变组保护系统，提高其独立性和完整性，能够降低发生故障的风险。

总的来说，对于现有的300MW机组发变组保护系统，需要进行改造和升级，以满足电网规模扩大和技术进步的需求。

改造可以包括增强过电流保护和差动保护功能、引入新的保护技术和算法，以及提高保护系统的独立性和完整性等方面。

通过这些改造措施，可以提高发变组保护的精度、可靠性和安全性，确保发电机组和供电系统的正常运行。

300MW发电机—变压器组的继电保护配置冯普锋摘要：本论文主要论述了目前我国300MW发电机—变压器组继电保护配置与设计。

阐述了继电保护专业对于保证电力系统安全稳定运行的重要意义和作用，首先从保证电网安全稳定运行的角度出发，如何配置发电机—变压器单元机组的继电保护，进一步提高电力系统稳定性为目的，从大型发电机组制造结构、新材料应用、各参数变化及适应电网运行等问题提出了对大型发电机组继电保护装置更高的要求。

本文从继电保护配置、动作原理、设备选型、整定计算等四个方面进行了详细论述，特别是根据保证电力网的稳定性和电力系统反措的要求，对继电保护进行了双重优化，增加了失灵保护、电网零序电压、零序电流保护、阻抗保护等，并对上述保护整定计算原则进行阐述。

本论文较好的应用了发电机、变压器保护基本理论知识，针对大容量发电机变压器组的基本特征，分析原始资料，充分保证电力系统安全稳定运行，着重运用新技术和新产品，实现了发变组的正常安全可靠运行。

关键词：发变组继电保护设计配置整定计算1.大型发电机组的继电保护1.1大型机组运行的特点及常见故障(1).大型机组由于容量的增加，不论在设计参数，还是制造结构等方面都有一些新的特点，随着材料有效利用率的提高，造成机组的惯性常数明显下降，发电机的热容量与铜损、铁损之比也显著下降，使机组易于失步，因此，大型机组更有装设失步保护的必要。

机组热容量的下降直接影响定子转子过负荷的能力，为了在确保大型机组安全运行的条件下，充分发挥机组的过负荷能力，定子绕组和转子绕组的过负荷保护不能再沿用以往的定时限继电器，而是采用反时限特性的过负荷保护。

(2).随着容量的增加和电机参数的变化，主要是xd、xd’、xd〃等电抗的普遍增大，而定子绕组的电阻相对减小，这些参数的变化导致下述结果：（a）xd〃增大使短路电流水平相对下降，要求继电保护有更高的灵敏系数。

（b）xd的增加使发电机的静稳储备系数减小，因此，在系统受到扰动或发电机发生低励故障时，很容易失去静态稳定。

在300MW机组发变组保护中发电机零功率保护的应用摘要：在300MW机组运行过程中，由于机组的突然甩负荷可能导致汽轮机超速。

当前为了确保300MW机组在甩负荷后运行的安全性，通常采用两种方法：一种是利用汽机调速系统进行调整，使汽轮机转速迅速下降。

二是在极端运行条件下，当机组调速系统无法及时调节转速时，通过机械式过速保护或汽轮机危急遮断系统来实现主汽门的自动闭合，然而这两种方法都无法在突发负载条件下实现对汽轮的全面安全防护。

所以在300MW机组甩负荷的条件下，想要对汽轮机超速进行有效保护，就需要对零功率保护进行应用。

因此，本文针对发电机零功率保护原理、改造方案设计等内容进行详细分析，同时也提出相应注意事项。

关键词：300MW机组；发变组保护；发电机零功率保护发电机零功率保护也可以称为主变正功率突降保护或发电机低功率保护。

在300MW机组有功功率急剧下降或因电网故障造成发电机无法正常工作的情况下，发电机将迅速升压、升速，也可能导致发电机变压器组过压。

此时这一保护会将汽轮机的主汽门关闭，将汽轮机的速度降到最低，也将发电机的机端电压降到最低，然后启动厂用快切装置，并对热控的机炉逻辑出口进行触发，从而引起锅炉MFT动作，以此来提高300MW机组的安全性。

一、发电机零功率保护原理发电机零功率保护也称为发电机低功率保护。

大容量火电机组在重载工况下，由于300MW机组电压和转速的骤升，导致锅炉水位发生振荡和波动，从而对机组造成损伤。

在这种情况下，如果不能及时进行锅炉熄火，关闭主汽门等一系列措施，将会对机组的安全造成直接影响，甚至会对热力设备造成损害，因而在大容量机组中，必须安装发电机零功保护。

在机组输出功率较低的情况下，即便出现正功率骤降，也不会给热电厂带来较大安全隐患，所以只有在确定发电机功率高于故障前功率定值后，保护装置才会自动投入到发电机的零功率判据中。

同时，为了确保保护工作的可靠性，需要在故障发生之前需要加强功率元件的自保持特性[1]。