发变组保护原理组成及原理

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1、发变组保护原理、组成及运行操作王玉姣2010.12.31继电保护的任务1）发生故障时，自动、迅速、有选择性的将故障设备从系统中切除，以保证非故障设备继续正常运行。此外，防止故障设备继续遭到破坏。2）反应电气设备的不正常工作状态。根据不正常工作状态的种类和设备运行维护的条件，动作发出信号，减负荷或跳闸，反应不正常工作状态的继电保护允许带一定的延时动作。一、发变组系统保护概述发电机组是电力系统中最主要的设备，大容量机组在系统中的地位举足轻重，如何保障发电机在电力系统中的安全运行，就显得非常重要。由于大容量机组一般采用直接冷却技术，体积和质量并不随容量成比例

2、增大，从而使得大型发电机各参数与中小型发电机已大不相同，因此故障和不正常运行时的特性也与中小型机组有了较大差异，给保护带来复杂性。大型发电机组与中小型发电机组相比，主要不同点表现在：1）短路比减小，电抗增大。大型发电机的短路比大约减小到0.5左右，各种电抗都比中小型发电机大。因此大型发电机组的短路水平反而比中小型机组的短路水平低，这对继电保护是十分不利的。发电机电抗的增大还使其平均异步转矩减低，约从中小型发电机的2～3倍额定值减至额定值左右。于是失磁后异步运行时滑差增大，一方面要从系统吸取更多的无功功率，对系统稳定运行不利，另一方面也容易引起发电机本体

3、的过热。2）时间常数增大。大型发电机组定子回路时间常数和比值显著增大，短路时定子非周期电流的衰减较慢，整个短路电流偏移在时间轴一侧若干工频周期，使电流互感器更容易饱和，影响大机组保护正确工作。3）惯性时间常数降低。大容量机组的体积并不随容量成比例地增大，有效材料利用率提高，其直接后果是机组的惯性常数H明显降低，600MW发电机的惯性时间常数在1.75左右，在扰动下机组更易于发生振荡。4）热容量降低。中小型发电机组定子绕组在1.5倍额定电流下允许持续运行2min，转子励磁绕组在2倍额定电流下允许持续运行30s；而330MW机组在同样的工况下，只能持续运行

4、30s和10s。过流能力随着容量的增加而显著下降，负序过电流能力I2t值对中小型机组为30左右，而330MW机组则减小到4.0。二、保护配置原则1.330MW发电机组的配置原则应以能可靠地检测出发电机可能发生的故障及不正常运行状态为前提，同时在继电保护装置部分退出运行时，不影响机组的安全运行。在对故障进行处理时，应保证满足机组和系统两方面的要求，因此，主保护应双重化。2.关于后备保护，发电机、变压器已有双重主保护甚至已超双重化配置，本身对后备保护已不做要求，高压主母线和高压线路主保护也都实现了双重化，并设置了开关失灵保护，因此，可只设简单的保护来作为相

5、邻母线和线路的短路后备，对于大型机组继电保护的配置原则是：加强主保护（双重化配置），简化后备保护。3.继电保护双重化配置的原则是：两套独立的CT、PT检测元件，两套独立的保护装置，两套独立的开关跳闸机构，两套独立的控制电缆，两套独立的蓄电池供电。根据《继电保护和安全自动装置技术规程》DL400-91及相关反措要求，我公司发电机变压器组、高厂变、励磁变压器、#2启备变等主设备保护按全面双重化（即主保护和后备保护均双重化）配置。三、发电机主要故障、异常，应配保护1、定子绕组的相间短路发电机定子绕组发生相间短路若不及时切除，将烧毁整个发电机组，引起极为严重

6、的后果，必须有二套或两套以上的快速保护反应此类故障。对于相间短路，国内外均装设纵联差动保护装置，瞬时动作于全停。2、定子绕组匝间短路单机容量的增大，汽轮发电机轴向长度与直径之比明显加大，这将使机组运行中振动加剧，匝间绝缘磨损加快，有时还可能引起冷却系统的故障，因此应装设灵敏的匝间短路保护。目前为止，反应发电机定子匝间短路的保护有：单元件横差保护、负序功率方向保护、纵向零序电压保护和转子二次谐波电流保护。3、定子单相接地定子绕组的单相接地（定子绕组与铁芯间的绝缘破坏）是发电机最常见的一种故障，定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，而发电

7、机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆，大型发电机在系统中的地位重要，铁芯制造工艺复杂、造价昂贵，检修困难，所以对于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。为保证大型发电机的安全，中性点经配电变压器高阻接地的330MW机组必须使定子接地保护动作于发电机故障停机。4、失磁发电机低励（表示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）或失磁，是常见的故障形式。发电机低励或失磁后，将过渡到异步发电机运行状态，对电力系统和发电机本身危害极大。汽轮发电机组有一定的异步运行能力，如东方电机厂生产的330MW汽轮机组在失磁后允许40%负荷持续运行1

8、5min。对于汽轮发电机，失磁后还可以采取另一种措施，即监视母线电压，当电压低于允许值时，为防