300MW发电机变压器组继电保护设计
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发电机变压器继电保护整定算例发电机、变压器和继电保护设备是电力系统中关键的设备,它们起着稳定输电和保护电力设备的作用。
在电力系统中,这些设备往往使用变压器巨大的变比来实现电气参数的变换,从而实现能量的转变和输送。
同时,为了保证这些设备的安全运行,必须采用适当的继电保护装置进行保护。
在本文中,将介绍发电机、变压器和继电保护的整定算例。
一、发电机保护整定算例1、低频电流保护低频同步发电机的保护需要对其进行低频电流保护。
在低频电流保护中,整定规则为:对于1/8DP发电机,主保护的恢复值应为45%的额定电流,动稳定保护的触发值应为75%的额定电流。
2、绝缘保护绝缘保护用于检测发电机绕组和地之间的绝缘状态。
整定规则为:对于一般发电机,主保护的触发值应为0.5-1.5MΩ,备用保护的触发值应为0.8-2.5MΩ。
3、过电压保护过电压保护用于检测电压过高的情况。
整定规则为:对于低容性发电机,主保护的触发值应为2.8-3.8倍额定电压,备用保护的触发值应为3.2-4.2倍额定电压。
二、变压器保护整定算例1、差动保护变压器差动保护用于检测变压器绕组内部的短路故障。
整定规则为:差动保护的开始值应为100%的额定电流,终止值应为300%的额定电流。
2、欠电压保护欠电压保护用于检测电网电压下降的情况。
整定规则为:主保护应设置在75%的额定电压,备用保护应设置在65%的额定电压。
3、过电压保护过电压保护用于检测电网电压上升的情况。
整定规则为:主保护应设置在120%的额定电压,备用保护应设置在110%的额定电压。
三、继电保护整定算例1、过流保护过流保护用于防止系统因过载而损坏。
整定规则为:主保护应设置在1.0 In,时间设定为10s,备用保护应设置在1.1 In,时间设定为5s。
2、地面保护地面保护用于检测电路中的地故障。
整定规则为:主保护应设置在0.5-1.0 A,时间设定为0.1-0.5 s,备用保护应设置在0.75-1.5 A,时间设定为0.2-1.0 s。
K45备案号:6763—2000中华人民共和国电力行业标准DL/T 684—1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则Guide of calculating settings of relayprotection for large generator and transformer2000-02-24批准2000-07-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本标准根据原能源部1992年电供函[1992]11号《关于组织编制大机组继电保护装置运行整定条例函》的要求以及广大继电保护工作者的迫切需要而制定。
本标准的制定和实施将对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障电气设备的安全及维持电力系统的稳定运行有重要意义。
在国家电力调度通信中心及中国电机工程学会继电保护专委会等单位的组织领导下,经过深入调查研究,广泛征求国内各有关单位的专家、教授及广大继电保护工作者的意见,组织多次专题讨论,反复修改条文内容,先后数易其稿,历经数年终于完成了本标准的编制任务。
本标准以GB14285—93《继电保护和安全自动装置技术规程》为依据进行编制。
本标准的附录A、附录B都是标准的附录。
本标准的附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K、附录L和附录M都是提示的附录。
本标准由原能源部电力司、科技司共同提出。
本标准由原电力工业部继电保护标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:华北电力设计院、东北电力设计院、清华大学。
本标准参加起草单位:东北电力调度局、西北电力试验研究院。
本标准主要起草人:王维俭、孟庆和、宋继成、闫香亭、毛锦庆、侯炳蕴、李玉海。
本标准由国家电力调度通信中心负责解释。
目录前言1 范围2 引用标准3 总则4 发电机保护的整定计算4.1 定子绕组内部故障主保护4.2 发电机相间短路后备保护4.3 定子绕组单相接地保护4.4 励磁回路接地保护4.5 发电机过负荷保护4.6 发电机低励失磁保护4.7 发电机失步保护4.8 发电机异常运行保护5 变压器保护的整定计算5.1 变压器纵差保护5.2 变压器分侧差动保护5.3 变压器零序差动保护5.4 变压器瓦斯保护5.5 变压器相间短路后备保护5.6 变压器接地故障后备保护5.7 变压器过负荷保护5.8 变压器过励磁保护6 发电机变压器组保护的整定计算6.1 概述6.2 发电机变压器组保护整定计算特点附录A(标准的附录)发电机定子绕组对地电容,机端单相接地电容电流及单相接地电流允许值附录B(标准的附录)本标准用语说明附录C(提示的附录)发电机变压器继电保护整定计算导则有关文字符号附录D(提示的附录)发电机若干异常运行状态的要求附录E(提示的附录)大型汽轮发电机组对频率异常运行的要求附录F(提示的附录)系统联系电抗X con的计算附录G(提示的附录)自并励发电机外部短路电流的计算附录H(提示的附录)电力系统振荡时阻抗继电器动作特性分析附录J(提示的附录)变压器电容参数估算值附录K(提示的附录)保护用电流互感器的选择附录L(提示的附录)变压器电抗的计算附录M(提示的附录)非全相故障计算中华人民共和国电力行业标准大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL/T 684—1999Guide of calculating settings of relayprotection for large generator and transformer1 范围本标准规定了大型发电机变压器继电保护的整定计算原则和方法,它是设计、科研、运行、调试和制造部门整定计算的依据。
水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施1. 引言1.1 水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施水电厂发电机变压器是电力系统中至关重要的设备,其保护十分关键。
水电厂发电机变压器主要由发电机和变压器两部分组成,需要进行全面的保护来确保其稳定运行。
发电机变压器保护原理主要包括过电流保护、绕组温度保护和短路保护等。
过电流保护是指在发生故障时,通过检测电流大小来判断系统是否处于异常状态。
绕组温度保护则是通过监测变压器绕组温度来避免过热造成的损坏。
短路保护则是为了防止短路电流造成的设备损坏,需要及时断开故障电路。
继电保护是水电厂发电机变压器保护系统中不可或缺的一部分,其作用是监测电力系统中的各种参数,当发生故障时,及时采取措施以保护设备和人员安全。
继电保护措施包括了发电机变压器的各种保护功能,如差动保护、电流保护、零序保护等,能够有效地防止电力系统的运行异常。
水电厂发电机变压器保护的重要性不言而喻,只有做好保护工作,才能确保设备的正常运行,减少故障损失。
继电保护在保护系统中的作用举足轻重,其快速、准确地判断故障类型,能够对电力系统进行有效保护。
未来发展趋势是通过引入先进的监控技术和智能化系统,提高变压器保护系统的可靠性和安全性,以适应电力系统的不断发展和变化。
【内容结束】2. 正文2.1 发电机变压器保护原理发电机变压器是水电厂中最重要的设备之一,其正常运行对于水电厂的发电效率和设备寿命至关重要。
发电机变压器的保护工作显得尤为重要。
1. 过电流保护:通过监测发电机变压器的电流大小,一旦发生短路或过载现象,及时切断电路,确保设备和系统的安全运行。
2. 绕组温度保护:监测发电机变压器绕组的温度,一旦温度超过设定值,会对设备进行保护操作,避免由于过热而造成设备损坏。
3. 短路保护:当发生短路故障时,短路保护系统会迅速检测并切断电路,防止短路故障扩大,保护设备和人员的安全。
通过以上保护原理,可以有效保护发电机变压器的安全运行,避免设备损坏和事故发生。
发电机变压器继电保护设计及整定计算发电机变压器是电力系统中常用的设备之一,其作用是将发电机的输出电压提升或降低到与输电线路或负载电压匹配的水平。
在发电机变压器运行过程中,由于各种原因可能会发生故障,如短路、过电流等,这些故障对设备的安全运行和电力系统的稳定性都会造成严重影响。
因此,为了保护发电机变压器和电力系统的安全运行,需要设计和整定相应的继电保护系统。
发电机变压器继电保护系统的设计主要包括两个方面:一是故障检测,即如何及时准确地检测到发电机变压器的故障;二是故障切除,即如何在发生故障时迅速切除故障部分,以防止故障扩大和对电力系统产生不良影响。
在故障检测方面,常用的继电保护元件有电流互感器、电压互感器、差动保护装置等。
电流互感器用于测量发电机变压器的电流,电压互感器用于测量发电机变压器的电压。
差动保护装置通过比较发电机变压器的输入和输出电流,判断是否存在故障。
此外,还可以使用温度传感器、压力传感器等监测设备,用于监测发电机变压器的温度和压力,以预防过热和过载等故障。
在故障切除方面,常用的继电保护元件有断路器、隔离开关等。
断路器主要用于切除电路中的故障,隔离开关主要用于隔离故障部分,以便修复和维护。
整定计算是指根据发电机变压器的特性和运行要求,确定继电保护元件的参数和动作特性。
整定计算的目标是使继电保护系统能够快速、准确地检测故障,并在故障发生时迅速切除故障部分,以保护设备和电力系统的安全运行。
整定计算的过程主要包括以下几个步骤:首先,根据发电机变压器的额定电流和额定电压,计算继电保护元件的额定参数,如额定电流和额定电压。
其次,根据发电机变压器的负载特性和过电流保护的动作特性,确定过电流保护的整定值。
再次,根据发电机变压器的差动保护装置的特性,确定差动保护的整定值。
最后,根据发电机变压器的绝缘水平和温升要求,确定绝缘保护的整定值。
整定计算需要考虑发电机变压器的额定参数、运行特性和保护要求等因素,具有一定的复杂性和技术难度。
南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程一、引言大型发电机变压器是电力系统中重要的设备之一,其正常运行对于电力系统的稳定运行具有重要的意义。
为了保障大型发电机变压器的安全稳定运行,需要对其继电保护系统进行整定计算,以实现对变压器的全面保护。
1.确定继电保护的类型和组合根据大型发电机变压器的特点和运行要求,确定适用于该变压器的继电保护类型和组合。
常见的继电保护类型包括过流保护、差动保护、欠频保护、过温保护等。
根据变压器的要求,可以选择相应的继电保护组合。
2.确定继电保护动作特性根据大型发电机变压器的额定容量和运行参数,确定继电保护的动作特性。
这包括保护的动作时间、动作电流和动作速度等参数。
通过对大型发电机变压器的额定容量和运行参数进行分析,可以确定继电保护的动作特性,以便进行后续的整定计算。
3.进行继电保护整定计算根据变压器的额定容量和运行参数,进行继电保护的整定计算。
计算过程包括根据继电保护的动作特性进行整定计算,确定对应的整定参数,如保护动作时间、保护动作电流等。
根据变压器的额定容量和运行参数,可以进行一系列的计算,如过流保护整定计算、差动保护整定计算等。
4.评估整定计算结果对整定计算结果进行评估,判断继电保护系统的可靠性和灵敏性。
评估过程包括对整定计算结果进行检查和验证,根据变压器的实际运行情况进行调整和修改。
通过对整定计算结果的评估,可以提高继电保护系统的性能,保证变压器的安全稳定运行。
5.编制整定计算报告根据整定计算结果,编制整定计算报告。
报告包括大型发电机变压器的基本参数、继电保护的类型和组合、整定计算的具体过程和结果等。
通过编制整定计算报告,可以为继电保护系统的调试和运行提供指导,保障大型发电机变压器的安全稳定运行。
三、总结大型发电机变压器继电保护整定计算是保障变压器安全稳定运行的重要措施。
通过确定继电保护的类型和组合、确定继电保护的动作特性、进行整定计算、评估整定计算结果和编制整定计算报告等步骤,可以有效提高继电保护系统的性能,保证大型发电机变压器的安全稳定运行。
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]。
中华人民共和国行业标准继电保护和安全自动装置技术规程DL400-911总则1.1本规程为电力系统继电保护和安全自动装置的科研、设计、制造、施工和运行等有关部门共同遵守的基本原则。
1.2本规程适用于3kV及以上电力系统中电力设备和线路的继电保护和安全自动装置。
1.3继电保护和安全自动装置应符合可靠性(信赖性和安全性)、选择性、灵敏性和速动性的要求。
当确定其配置和权成方案时,应综合考虑以下几个方面:a.电力设备和电力网的结构特点和运行特点;b.故障出现的概率和可能造成的后果;c.电力系统的近期发展情况;d.经济上的合理性;e.国内和国外的经验。
1.4继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。
确定电力网结构、厂站主接线和运行方式时,必须与继电保护和安全自动装置的配置统筹考虑,合理安排。
继电保护和安全自动装置的配置方式要满足电力网结构和厂站主接线的要求,并考虑电力网和厂站运行方式的灵活性。
对导致继电保护和安全自动装置不能保证电力系统安全运行的电力网结构形式、厂站主接线形式、变压器接线方式和运行方式,应限制使用。
1.5应根据审定的电力系统设计或审定的系统接线图及要求,进行继电保护和安全自动置的系统设计。
在系统设计中,除新建部分外,还应包括对原有系统继电保护和安全自动装置不符合要求部分的改造设计。
为便于运行管理和有利于性能配合,同一电力网或同一厂站内的继电保护和安全自动装置的型式,不宜品种过多。
1.6电力系统中,各电力设备和线路的原有继电保护和安全自动装置,凡能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求的,均应予以保留。
凡是不能满足要求的,应逐步进行改造。
1.7继电保护和安全自动装置的新产品,应按国家规定的要求和程序进行鉴定,合格后,方可推广使用,设计、运行单位应积极创造条件支持新产品的试用。
2继电保护2.1一般规定a.远后备是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。
b.近后备是当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保持记实现后备的保护;是当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现的后备保护。
2×300MW⽕⼒发电⼚电⽓部分设计摘要由发电、变电、输电、配电和⽤电等环节组成的电能⽣产与消费系统。
它的功能是将⾃然界的⼀次能源通过发电动⼒装置转化成电能,再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中⼼。
电⽓主接线是发电⼚、变电所电⽓设计的⾸要部分,也是构成电⼒系统的重要环节。
主接线的确定对电⼒系统整体及发电⼚、变电所本⾝的运⾏的可靠性、灵活性和经济性密切相关。
并且对电⽓设备选择、配电装置配置、继电保护和控制⽅式的拟定有较⼤的影响。
电能的使⽤已经渗透到社会、经济、⽣活的各个领域,⽽在我国电源结构中⽕电设备容量占总装机容量的75%。
本⽂是对配有2台300MW汽轮发电机的⼤型⽕电⼚⼀次部分的初步设计,主要完成了电⽓主接线的设计。
包括电⽓主接线的形式的⽐较、选择;主变压器、启动/备⽤变压器和⾼压⼚⽤变压器容量计算、台数和型号的选择;短路电流计算和⾼压电⽓设备的选择与校验; ⼚⽤电动机选择等等。
关键词:发电⼚;变压器;电⼒系统;电⽓设备。
AbstractBy the power generation, substation, transmission, distribution and composition of energy consumption and other aspects of production and consumption systems. Its function is a natural energy through the powerplant into electricity generation, and then the transmission and substation systems and power distribution systems will be supplied to the load center.Main electrical wiring is power plant and substation electrical design of the first part, also constitute an important part of the power system. Determine the main terminal of the power system as a whole and power plants, substations own operation reliability, flexibility and economy are closely related. And selection of electrical equipment, power distribution equipment configuration, relay protection and control of the development have a greater impact. Energy use has penetrated into the social, economic, all areas of life, and in the power structure of the capacity of the total installed capacity of thermal power equipment for 75%. This article is equipped with two sets of 300MW generator in a large part of the initial power plant design, primarily to complete the electrical main wiring design. Including electrical wiring in the form of the main comparison of choice; the main transformer, start / standby transformer and high voltage auxiliary transformer capacity calculation, the number and types of choice sets; short-circuit current calculation and high-voltage electrical equipment selection and validation; and made a transformer .Keywords: power plant; transformer; power system; relay; electrical equipment⽬录第⼀部分设计说明书 (3)前⾔ (3)1.1电⼒系统发展概况 (3)1.2 发电⼚的建设规模 (3)1.3 电⼒系统与本⼚连接情况 (4)1.4电⼚所在地环境⽓象资料 (4)第⼆章发电机主变选择 (4)2.1发电机型号的选择 (4)2.2变压器的选择与计算 (6)第三章电⽓主接线选择 (9)3.1主接线的设计原则与要求 (9)3.2 对原始资料的分析 (9)3.3 拟定可⾏接线⽅案 (10)第四章⼚⽤电的设计 (12)4.1 ⼚⽤电设计的要求 (12)4.2 ⼚⽤负荷的分类 (12)4.3 ⼚⽤电的电压等级 (13)4.4 ⼚⽤电系统中性点接地⽅式 (13)4.5 ⼚⽤电源及其引接 (14)4.6 ⼚⽤电接线形式 (16)4.7 ⼚⽤电负荷的计算 (16)4.8 ⼚⽤电动机的选择 (19)第五章短路电流分析计算: (21)5.1 短路电流计算⽬的及规则: (21)5.2 短路等值电抗电路及其参数计算 (21)5.3 各短路点短路电流计算: (23)第六章电⽓设备的选择 (25)6.1 电⽓设备选择的⼀般原则及短路校验 (25)6.2 主要电⽓设备的选择 (27)1第七章避雷器的选择配置 (41)7.1避雷器的配置原则 (42)7.2避雷器的确定 (42)第⼆部分设计计算书 (43)1.1短路电流计算 (43)1.2⼚⽤电动机⾃起动校验 (49)第⼋章结束语 (51)参考⽂献 (52)2第⼀部分设计说明书前⾔1.1电⼒系统发展概况电能是⼀种清洁的⼆次能源。
DL - 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 (一)DL - 大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL - 大型发电机变压器是电力系统中非常重要的组成部分,保护对应的设备也非常重要。
继电保护系统的设计和整定对于保证电力系统的连续运行至关重要。
本文将介绍 DL - 大型发电机变压器继电保护整定计算导则。
一、整定计算前准备工作1. 定义保护范围和整定目标2. 收集设备数据,包括电气数据、机械和环境条件数据3. 确定继电保护的类型和特性4. 确定潮流方向和故障类型5. 确定继电保护接口和配合工作二、定值计算流程定值计算流程主要包含以下步骤:1. 选择起始值起始值的选择是定值计算的第一步,起始值的选择主要考虑保护的可靠性和灵敏度。
保护的可靠性越高,灵敏度越好,起始值的选择就会比较保守。
而灵敏性较低,保护范围较小的保护,选择的起始值通常会比较小。
2. 计算非直流故障短路电流根据收集的设备数据、故障类型、潮流方向等信息,计算故障短路电流。
计算时要注意考虑各种因素,如相序短路时的故障电流和单相接地故障时的故障电流等。
3. 计算保护行动时的电流值根据所选的保护继电器类型和特性,计算出保护动作时的电流值。
4. 判断可靠性和灵敏度根据起始值、动作电流值、故障短路电流和保护特性等数据,判断保护的可靠性和灵敏度是否满足设计标准。
5. 定值整定计算根据保护的可靠性和灵敏度要求,进行整定计算。
整定计算包括对保护压板、动作时间和灵敏电流等参数的计算。
三、整定结果应用整定结果应用时,需要将各参数转换为具体的对应数值,以保证整定结果能够得到有效的应用。
在应用过程中,还需要对整定结果进行验证和测试,以评估其可靠性和准确性。
总之,DL - 大型发电机变压器继电保护的整定计算包括定义保护范围和整定目标、收集设备数据、确定继电保护的类型和特性、确定潮流方向和故障类型、确定继电保护的接口和配合工作等预备工作,定值计算流程包括选择起始值、计算非直流故障短路电流、计算保护行动时的电流值、判断可靠性和灵敏度以及整定计算等计算步骤。
第1章绪论电力系统继电保护的设计与配置是否合理会直接影响到电力系统的安全运行,所以必须合理地选择保护配置和进行正确的整定计算。
本次设计要求为2×300MW发电机-变压器组配置继电保护和自动装置,目的为通过本次设计,进一步加深对所学知识的理解,以及理解保护与保护之间的配合问题。
大型发电机的造价昂贵,结构复杂,一旦发生故障遭到破坏,其检修难度大,检修时间长,要造成很大的经济损失。
例:一台300MW汽轮发电机,因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化,为退磁停机一个月以上,姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失,仅电能损耗就近千万元,大机组在电力系统内占有重要地位,特别是单机容量占系统容量很大比例的情况下,大机组的突然切除,会对电力系统造成很大的扰动。
另外,大型汽轮发电机的起停特别费时、费钱,以停机7~8小时的热起动为例:300MW 发电机组就得需要7小时。
因此,非必需的情况下,不要使大型发电机组频繁起动,更不要轻易紧急突然停机,这就对继电保护提出了更高的要求,所以在配置继电保护和自动装置时,要充分考虑各方面的因素,力求继电保护和自动装置准确、可靠、灵敏。
第2章设计说明2.1继电保护的配置2.1.1 概述300MW发电机组造价昂贵,结构复杂,一旦发生故障,其检修难度大,时间长,将造成较大的经济损失。
因此,在考虑300MW 机组继电保护的总体配置时,应最大限度地保证机组安全和缩小故障破坏范围,尽可能避免不必要的突然停机,对某些异常工况采用自动处理装置,特别要避免保护装置的误动和拒动,这样不仅要求有足够的的可靠性、灵敏性、选择性和快速性,还要求继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理,避免繁琐、复杂。
300MW机组保护装置可分为短路保护和异常运行保护两类。
短路保护是用以反应被保护区域内发生的各种类型的短路故障,为了防止保护拒动或断路器拒动,设主保护和后备保护。
异常运行保护是用以反应各种可能给机组造成危害的异常工况,不设后备保护。
为了满足电力系统稳定方面的要求,对于300MW发电机-变压器组故障要求快速切除。
为了确保正确快速切除故障,要求对300MW发电机-变压器组设置双重快速保护。
各保护装置动作后所控制的对象,依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同而不同,对于发电机双绕组变压器,通常有以下几种处理方式:全停:停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。
解列灭磁:断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器。
解列:断开高压侧断路器。
减出力:减少原动机的输出功率。
发信号:发出声光信号或光信号。
母线解列:对双母线系统,断开母线联络断路器,缩小故障波及范围。
2.1.2保护配置依据――《继电保护和安全自动装置技术规程》 1. 对300MW及以上的汽轮发电机组,应装设双重快速保护,即装设发电机纵联差动保护、变压器纵差动保护和发电机、变压器共用纵联差动保护。
2. 发电机-变压器组:对100MW及以上的发电机,应装设保护区为100%的定子接地保护。
3. 对于定子绕组为星形联接,每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机,应装设单继电器式横差保护。
4. 200MW及以上的发电机应装设负序过电流保护和单元件低电压起动的过电流保护,当灵敏度不满足要求时,可采用阻抗保护。
5. 对于200MW及以上汽轮发电机宜装设过电压保护。
6. 对过负荷引起的发电机定子绕组过电流,应装设定子绕组过负荷保护。
7. 发电机转子承受负序电流的能力,以I2t≤A为判据,其中I为以额定电流为基准的负序电流标么值;t为时间(s),A为常数。
对不对称负荷,非全相运行及外部不对称短路引起的负序电流,应装设转子表层过负荷保护。
8. 100MW及以上A<10的发电机,应装设由定时时限和反时时限两部分组成的转子表层过负荷保护。
9. 对励磁系统故障或强励磁时间过长引起的励磁绕组过负荷,在100MW及以上,采用半导体励磁系统的发电机上,应装设励磁加回路过负荷保护,对300MW及上发电机,保护由定时限和反时限两部分组成。
10. 转子水冷汽轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机,应装设励磁回路一点接地保护,并可装设两点接地保护装置。
11. 失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW及以上的发电机,应装设专用的失磁保护。
12. 对发电机运行的异常方式,200MW及以上汽轮发电机,宜装设逆功率保护。
13. 0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内的油浸式变压器,均应装设瓦斯保护。
14. 110KV及以上中性点直接接地的电力网中,如变压器中性点直接接地运行,对外部单相接地引起的过电流,应装设零序电流保护。
15. 高压侧电压为500KV的变压器,对频率降低和电压升高引起的变压器工作磁密过高,应装设过励磁保护。
16. 对220~500KV母线,应装设能快速有选择地切除故障的母线保护,对1个半断路器,每组母线应装设两套保护。
17. 发电机-变压器组的保护,宜起动断路器失灵保护。
18. 对220~500KV的母线及变压器断路器,当非全相运行可能引起电力网其他保护越级跳闸,因而造成严重事故时,应在该断路器上装设非全相运行保护。
2.1.3保护配置根据保护配置依据和现场实际,综合考虑保护动作的可靠性、灵敏性、选择性和快速性,满足继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理,避免繁琐、复杂的要求,根据短路保护、异常运行保护、发电机接地保护及其他保护的具体要求,初步确定配置下列保护(见图表):表2-1 短路保护配置依据及元件选型发变组短路保护的配置,与一次接线形式有很大关系。
在300MW发变组的接线中,一般考虑采用单元接线方式,我们短路保护就按照此接线方式来配置。
根据继电保护技术规程,为正确反应发变组短路故障和确保快速切除故障,配置了发电机纵、横差动保护,变压器纵差保护和发电机-变压器组纵差保护,对发电机-变压器组构成了双重快速保护。
差动保护双重化,降低了拒动的几率;设置闭锁,则降低了误动的几率。
因此,双重化加闭锁,提高了可靠性,有利于大机组的安全运行。
变压器纵差保护,可以正确反应变压器外部短路故障,为了正确、及时的反应变压器内部短路故障,选择装设瓦斯保护。
瓦斯保护分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护,分别利用开口杯和挡板式原理,反应变压器内部的故障程度,确定发出信号还是将变压器从系统中切除。
在超高压电网中,单相接地短路故障最多,在各种短路接地故障中,有80%-90%是单相接地故障,为了在某些特殊情况下,不致使电网失去保护,所以尽管相邻线路上配置了完善的近后备保护,一般还是要在变压器中性点装设零序电流保护,对相邻线路构成远后备。
大型发电机变压器组,都接在220KV及以上的母线上。
220KV 及以上的线路,一般都有完备的后备保护。
同时,对于220KV及以上的母线,由于母线保护一般只有一套,而且有时不投入运行,因此,需要在发电机变压器组上装设作为相邻母线故障的后备保护,在设计中,考虑装设一套三相全阻抗保护装置。
表2-2 发电机接地保护配置依据及元件选型发电机最常见的故障之一是定子绕组的单相接地(定子绕组与铁芯间绝缘破坏)。
由于发电机中性点是不接地或经高阻接地,所以定子单相接地故障并不引起大的故障电流。
但由于大型发电机在系统中的重要地位,造价昂贵,而且结构复杂、检修困难,所以对大型发电机的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求,特装设发电机定子一点接地保护,根据接地电流的大小,分别动作于信号或停机。
发电机励磁回路一点接地故障,是常见的故障形式之一,两点接地故障也时有发生。
励磁回路一点接地故障,对发电机并未造成危害,但若在相继发生第二点接地故障,则将严重威胁机组的安全,为此,装设励磁回路一点、两点接地保护,分别动作于信号或停机。
表2-3 异常运行保护配置依据及元件选型对于发电机的异常运行状态,如不能及时发现和采取相应措施,将使发电机缩短使用寿命,或酿成隐患,甚至给整个机组造成直接破坏。
因此,针对机组在实际运行中出现过的危及机组安全的各种异常运行状态,都需要采取有效的保护措施。
300MW发电机,定子和转子的材料利用率很高,其热容量和铜损的比值较小,因而热时间常数也比较小。
而且在发电机定子绕组内的热偶元件不能迅速反应发电机的负荷变化,为防止受到过负荷的损害,装设反应定子绕组平均发热状况的过负荷保护。
而发电机励磁绕组中连热偶元件都没有装设,所以必须配置励磁回路过负荷保护,以保护发电机的转子绕组。
大型变压器在正常运行时,工作磁密和饱和磁密相差不大,但当电压频率比增加时,工作磁密增加,使励磁电流增加,特别是在饱和之后,励磁电流要急剧增大,造成过励磁。
变压器的铁芯饱和之后,铁损增加,使铁芯温度升高,铁芯饱和之后还要使磁场扩散到周围的空间中去,使漏磁场增强。
靠近铁芯的绕组导线、油箱壁以及其他金属结构件,由于漏磁场而产生涡流损耗,使这些部位发热,引起高温,严重时要造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。
所以,必须装设变压器过激磁保护。
发电机在突然甩负荷时,容易产生不允许的过电压。
特别是对大机组出现危及绝缘安全的过电压是比较常见的现象,为此须装设过电压保护。
300MW及以上的大型发电机组,由于励磁系统环节较多,发电机低励或失磁成为常见的故障形式。
发电机低励或失磁后,将过渡到异步运行,转子出现转差,定子电流增大,定子电压下降,有功功率下降,无功功率反向并且增大;在转子回路中出现差频电流;电力系统的电压下降及某些电源支路过电流,这些变化,在一定条件下,将破坏电力系统的稳定运行,威胁发电机本身的安全。
为保证电力系统和发电机的安全,必须装设失磁保护,以便及时发现低励和失磁故障并及时采取必要的措施。
逆功率保护,用于保护汽轮机。
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,使汽轮机尾部叶片过热,因而造成汽轮机事故。
大机组均不允许在此状态下长期运行,一般只允许运行几分钟。
为保护汽轮机,必须装设逆功率保护。
表2-4 其他保护配置依据及元件选型变压器220KV及以上高压侧的断路器,多为分相操作的断路器,常由于误操作或机械方面的原因,使三相不能同时合闸或跳闸,或在正常运行中突然一相跳闸。
这种运行工况,将在发电机中流过负序电流,对于在系统中占有重要地位的电力变压器,当220KV及以上电压侧为分相操作的断路器时,要求装设非全相运行保护。
按照远后备的原则,升压变压器高压侧断路器拒动时,应由相邻元件的后备保护切除故障,切除故障的时间长,而且可能把全部电源元件切除。
因此,大机组都应当装设断路器失灵保护,用以在断路器失灵时切除故障。
每一母线的全部连接元件装设一套公用的断路器失灵保护。