发电机差动保护原理及检验培训讲义课件.ppt

1、 热电检修三部员工技术培训培训人培训人：南宽宏培训时间培训时间：2016年03月东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练发电机差动保护原理及检验发电机差动保护原理及检验榜样、教师、教练榜样、教师、教练东方希望EASTHOPE 当电力系统中的电力元件发生故障时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力元件的一般称为继电保护装置。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练1 1、继电保护、继电保护2 2、继电保护系统作用、继电保护系统作用 1）断开电力故障

2、元件，最大限度地减少对电力元件本身的损坏。2）反应电力元件不正常工作状态，如接地、过负荷等，便于监视与调整。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练2 2、继电保护系统作用、继电保护系统作用 3）支持电力系统安全运行。特别是保护 快速动作对提高电网暂态稳定的特殊作 用，其他稳定措施是不能与其相比拟。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练3 3、电力系统对继电保护的要求、电力系统对继电保护的要求电力系统对继电保护的要求：1、可靠性（可信赖性和安全性）2、选择性3、快速性4、灵敏性东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练3 3、电力系统对继电保护的

3、要求、电力系统对继电保护的要求 可靠性（可信赖性和安全性）可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能准确地完成动作，即要求不拒动。安全性：要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下，能够可靠不动作，即要求不误动。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练3 3、电力系统对继电保护的要求、电力系统对继电保护的要求 选择性 M（电源侧）N K L（负荷侧）东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练3 3、电力系统对继电保护的要求、电力系统对继电保护的要求 快速性 继电保护快速性是指继电保护装置应以 允许的可能最快速度动作切除故障。东方希望EASTH

4、OPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练3 3、电力系统对继电保护的要求、电力系统对继电保护的要求 灵敏性 继电保护灵敏性是指继电保护装置对设 计规定要求动作的故障及异常状态能够 可靠地动作能力。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练4 4、继电保护有关概念、继电保护有关概念1、继电保护分类：按保护的对象分类：发电机保护、变压器保护、线路保护、母线保护、电容器（电抗器）保护等 按保护原理分类：电流差动保护、电流电压保护、距离保护、零序保护等东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练4 4、继电保护有关概念、继电保护有关概念2、几个重要的概念概念 主保护 后备保护

5、辅助保护 异常运行保护东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练主保护主保护 主保护是满足系统稳定和设备安全 要求，能以最快速度有选择地切除被保 护设备和线路故障的保护。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练后备保护后备保护 后备保护是主保护或断路器拒动 时，用来切除故障的保护。1、远后备保护2、近后备保护 东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练辅助保护辅助保护 辅助保护是为补充主保护和后备保 护的性能或当主保护和后备保护退出运 行而增设的简单保护。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练异常运行保护异常运行保护 异常运行保护是

6、反应被保护设备或线路 异常运行状态的保护。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练5、发电机主要保护对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态，应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。1)、纵联差动保护：为定子绕组及其引出线的相间短路保护。2)、横联差动保护：为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时，才装设该种保护。3)、单相接地保护：为发电机定子绕组的单相接地保护。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练174)、励磁回路接地保护：为励磁回路的接地故障保护。5)、低励、失磁保护：为防止大型发电机低励(励磁电

7、流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后，从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响，100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。6)、过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护；大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练7)、定子绕组过电流保护：当发电机纵差保护范围外发生短路，而短路元件的保护或断路器拒绝动作，这种保护作为外部短路的后备，也兼作纵差保护的后备保护。8)、定子绕组过电压保护：用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压，水轮发电机和大型汽轮发

8、电机都装设过电压保护，中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练9)、负序电流保护：电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时，会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热，造成转子的局部灼伤，因此应装设负序电流保护。10)、失步保护：反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。11)、逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭，或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时，从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故，故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护，用于保护汽轮机。东方希望EASTHOPE榜样

9、、教师、教练榜样、教师、教练6、发电机纵联差动保护、发电机纵联差动保护东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练保护构成原理，按比较发电机中性点TA与极端TA二次同名相电流的大小及相位构成。以一相差动为例，并设两侧电流的正方向指向发电机内部。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练6、发电机纵联差动保护、发电机纵联差动保护东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练发电机纵差保护作为发电机内部相间短路故障的主保护，采用两段比率制动特性（见图2）。纵差保护有两种方案可选，即比率制动系数的纵差保护和比

10、率制动斜率的纵差保护方案。方案一：比率制动系数的纵差保护，动作方程为：IdzICDIdzKresXIzd (1)式中：I dz、I zd 分别为差动电流和制动电流，对应的计算公式见式（2），ICD 为差动电流起始值，Kres为制动系数。7、CSC-300保护原理Idz=|iT-iN|Izd=1/2|iT+iN|（2）式中:iT iN分别为发电机机端和中性点的电流相量，均以指图向系统为正。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练7、CSC-300保护原理方案二：比率制动斜率的纵差保护，动作方程为：Idz Icd 如果Izd KID(Izd-IB)+Icd 如果IzdIB（3）式中

11、：KID为比率制动斜率，I B 为拐点电流值，其它量意义与方案一相同。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练7、CSC-300保护原理东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练TA 断线后发告警信号，TA 断线是否闭锁差动保护可通过整定定值单中的功能位实现。为了防止一点在区内、一点区外的两点接地故障，还设有机端负序电压元件。在差动保护仅有一相满足动作条件时，除增加计算次数和TA 异常判断次数外，同时机端负序电压大时，保护才发跳闸命令。7、CSC-300保护原理为了提高保护的可靠性，在稳态量差动判别的基础上，增加采样值差动作为辅助判据。装置具有完善的抗TA 饱和能

12、力以及故障恢复过程中不平衡电流对差动保护的影响。当采用完全纵差保护时，机端和中性点侧应选用同型号、同变比的TA，两侧电流互感器的二次负载宜匹配一致，以最大减轻不平衡电流，降低定值，提高灵敏度。当中性点侧引入部分分支时，发电机完全纵差保护就构成了不完全差动保护，此时采用单相出口方式，并选用比率制动斜率的纵差保护方案。当采用不完全差动时，机端和中性点侧仍可采用同型号、同变比的TA，由装置自动调整平衡。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练IdzIcdIB动作区制动区Izd图 2 带比率制动特性的发电机纵联差动保护动作特性东方

13、希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练8、发电机完全纵差保护逻辑框图&1A相比率差动动作B相比率差动动作C相比率差动动作纵差保护投入纵差保护出口1)两相及三相比率制动差动东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练&1A相比率差动动作B相比率差动动作C相比率差动动作纵差保护投入纵差保护出口负序电压8V最大线电压 I 2，I1、I 2电流相角相差 0。根据所加电流条件、比率制动差动特性定义，保护的动作方程变形为：东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练11、发电机纵差保护测试 I1I2+Icd I1 xI2-I12.IB-I2 2-KID 2-KID 说

14、明:I cd为差动最小动作电流,KID为比率制动系数,I B为拐点电流值，I1为机端（或中性点）电流标么值，I 2为中性点（或机端）电流标么值。如果测试仪有自动测试功能，则可选择自动测试。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练11、发电机纵差保护测试 3）、发电机机端和中性点TA 断线检测 TA 断线的检测在现场为选作项目，根据现场试验条件选作。投入发电机差动保护压板。当试验仪有3 个电流输出时（以模拟中性点A 相TA 异常为例）：从测试仪A 相输出幅值为IGe角度为0的电流至发电机机端侧A相，中性点的A相不加电流，从测试仪B相输出幅值为IGe角度为-120的电流至发电机机端

15、侧B 相，然后同极性串联到中性点的B 相，从测试仪C 相输出幅值为IGe角度为120的电流至发电机机端侧C 相，然后同极性串联到中性点的C 相；其它侧TA 异常的方法可参考上述方法；IGe为发电机额定电流。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练11、发电机纵差保护测试 当试验仪有6 个电流输出时（以模拟中性点A 相TA 异常为例）：测试仪的两组输出电流A、B、C 相分别接入机端和中性点A、B、C 相，机端和中性点加入同幅值为IGe且同相位的电流，状态稳定后（保护运行灯不闪时），将其中某一相电流突然降为0A，检查TA 断线的告警情况。TA 断线对差动保护的影响测试（此项试验时需将差动保护投入）：整定为TA 断线不闭锁单相纵差保护，模拟TA 断线检查差动保护是否动作；整定为TA 断线闭锁单相纵差保护，模拟TA 断线检查差动保护是否动作；整定为TA 断线闭锁单相纵差保护，改变测试仪输出电流，使电流幅值满足大于1.2IGe，模拟TA 断线，检查差动保护是否动作。东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练11、发电机纵差保护测试东方希望EASTHOPE榜样、教师、教练榜样、教师、教练