電氣運行基礎知識交流,繼電保護概述,1、什么叫繼電保護裝置當電力系統中的電力元件或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全運行時，能及時發出警告信號，或直接向所控制的斷路器發出跳閘命令以終止這些事件發展的一種自動化措施和設備，一般通稱為繼電保護裝置。2、繼電保護的任務（1）當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響，并滿足電力系統的某些特定要求(如保持電力系統的暫態穩定性等)。（2）反應電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況發出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。3、繼電保護的基本原理和構成方式繼電保護主要利用電力系統中元件發生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化，構成繼電保護動作的原理，也有其他的物理量，如變壓器油箱內故障時伴隨產生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高。大多數情況下，不管反應哪種物理量，繼電保護裝置都包括測量部分和定值調整部分、邏輯部分、執行部分。,繼電保護概述,4、電力系統對繼電保護的基本要求繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求：這四“性”之間緊密聯系，既矛盾又統一。（1）可靠性是指保護該動體時應可靠動作，不該動作時應可靠不動作。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本要求。（2）選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護切除故障。（3）靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護的整定實現。（4）速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障，其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。,發電機保護概述,發電機的安全運行對保證電力系統的正常工作和電能質量起著決定性的作用，同時發電機本身也是一個十分貴重的電器元件，因此，應該針對各種不同的故障和不正常運行狀態，裝設性能完善的繼電保護裝置。一、故障類型及不正常運行狀態1、故障類型（1）定子繞組相間短路：危害最大。（2）定子繞組一相的匝間短路：可能發展為單相接地短路和相間短路。（3）定子繞組單相接地：較常見，可造成鐵芯燒傷或局部融化。（4）轉子繞組一點接地或兩點接地：一點接地時危害不嚴重；兩點接地時，因破壞了轉子磁通的平衡，可能引起發電機的強烈震動或將轉子繞組燒損。（5）轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：從系統吸收無功功率，造成失步，從而引起系統電壓下降，甚至可使系統崩潰。2、不正常運行狀態（1）由于外部短路引起的定子繞組過電流：溫度升高，絕緣老化。（2）由于負荷等超過發電機額定容量而引起的三相對稱過負荷：溫度升高，絕緣老化。,發電機保護概述,（3）由于外部不對稱短路或不對稱負荷而引起的發電機負序過電流和過負荷：在轉子中感應出100Hz的倍頻電流，可使轉子局部灼傷或使護環受熱松脫，而導致發電機重大事故。此外，引起發電機的100Hz的振動。（4）由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓：調速系統慣性較大發電機，在突然甩負荷時，可能出現過電壓，造成發電機繞組絕緣擊穿。（5）由于勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉子繞組過負荷。（6）由于汽輪機主氣門突然關閉而引起的發電機逆功率：當汽機保護動作或調速控制回路故障以及某些人為因素造成發電機轉為電動機運行時，發電機將從系統吸收有功功率，即逆功率。二、保護類型1、發電機縱差保護：定子繞組及其引出線的相間短路保護。2、匝間保護：定子繞組一相匝間短路的保護。3、單相接地保護：對發電機定子繞組單相接地短路的保護。4、發電機的失磁保護：反應轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失。5、過電流保護：反應外部短路引起的過電流，同時兼作縱差保護的后備保護。,發電機保護概述,6、負序電流保護：反應不對稱短路或三相負荷不對稱時，發電機定子繞組中出現的負序電流。7、過負荷保護：發電機長時間超過額定負荷運行時作用于信號的保護。8、過電壓保護：反應突然甩負荷而出現的過電壓。9、轉子一點接地保護和兩點接地保護：勵磁回路的接地故障保護。10、轉子過負荷保護。11、逆功率保護：當汽輪機主汽門誤關閉而發電機出口斷路器未跳閘，發電機失去原動力而變為電動機運行，從電力系統中吸收有功功率。危害：汽輪機尾部葉片有可能過熱而造成事故。,變壓器保護概述,一、變壓器的故障1、油箱內部故障（1）各項繞組之間的相間短路。（2）單項繞組部分線匝之間的匝間短路。2、油箱外部故障（1）單項繞組或引出線通過外殼發生的單相接地故障。（2）引出線的相間短路。（3）絕緣套管閃爍或破壞引出線通過外殼發生的單相接地短路。二、變壓器不正常工作狀態1、外部短路或過負荷（過電流）。2、油箱漏油造成油面降低。3、變壓器中性點接地。4、外加電壓過高或頻率降低（過勵磁）等。,變壓器保護概述,三、應裝設的繼電保護裝置1、瓦斯保護（防御變壓器油箱內各種短路故障和油面降低）（1）重瓦斯（跳閘）；（2）輕瓦斯（信號）。2、縱差動保護和電流速斷保護（防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統側繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路）。3、相間短路的后備保護（作為1、2的后備）（1）過電流保護；（2）復合電壓起動的過電流保護；（3）負序過電流。4、零序電流保護：防御大接地電流系統中變壓器外部接地短路。5、過負荷保護：防御變壓器對稱過負荷。6、過勵磁保護：防御變壓器過勵磁。,二廠500kV主接線CT、PT配置圖,發變組保護的配置,1、雙主雙后配置，即雙套主保護、雙套后備保護、雙套異常運行保護。2、對于一個發變組單元，配置兩套完整的電氣量保護，每套保護裝置采用不同組TA，均有獨立的出口跳閘回路。3、非電量保護出口跳閘回路完全獨立。4、A、B柜為電氣量保護柜，C柜為非電氣量保護柜。,發變組差動保護范圍,1、差動保護是利用比較被保護設備兩端的電流矢量差原理構成的。內部故障有“差”就動，外部故障無“差”不動。2、由于差動保護對保護區外故障不會動作，因此差動保護不需要與保護區外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合，所以在區內故障時，可以瞬時動作。3、差動保護的范圍是構成元件差動保護的電流互感器之間的電氣設備、以及連接這些設備的導線。3、發變組差動保護范圍如右圖所示（未裝設橫差保護）。,發變組后備保護范圍,1、主保護是指發生短路故障時，能滿足系統穩定及設備安全的基本要求，首先動作于跳閘，有選擇地切除被保護設備和全線路故障的保護。2、后備保護是指主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護。3、輔助保護是指為補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。4、發電機功率保護的幾點說明：（1）逆功率保護：逆功率保護設兩段時限，通過控制字投退，段發信，段經延時動作于停機出口。（2）功率保護：通過控制字可選擇低功率保護或過功率保護，動作于跳閘。（3）程序逆功率保護：發電機在其他保護動作后，需要程序跳閘時，保護先關閉主汽門,程序逆功率保護經延時動作于跳閘。5、發電機誤上電保護：包括反應發電機盤車和啟停過程中斷路器的誤合閘保護，發電機并列過程中斷路器的閃絡保護。,500kVCT配置方式,1、3/2接線CT配置有敞開式斷路器方式和罐式斷路器方式。我廠采用敞開式斷路器方式。2、敞開式斷路器每串只需配置三組CT。3、根據保護的雙重化配置，母線側CT有6各二次繞組，中開關CT有8個二次繞組。4、采用敞開式斷路器配置較經濟。5、采用敞開式斷路器，在開關和CT間的故障不能瞬時切除。,500kVCT配置分析,3/2接線敞開式斷路器CT配置中，在開關和CT間存在死區：1、K1或K3點發生故障（1）母差保護動作跳開1DL或3DL，但故障仍未消除；（2）由于故障點在L1或L2的保護區外，只有靠1DL失靈保護動作帶時限跳2DL及對側（或機組），切除故障；（3）由于延長了故障的切除時間，對系統的穩定不利。2、K2點發生故障（1）L2保護瞬時跳開2DL、3DL，但故障仍未消除；（2）2DL失靈保護動作帶時限跳1DL及對側，切除故障；（3）由于延長了故障的切除時間，對系統的穩定不利。,K1、K2、K3點故障分析,K1、K2、K3點發生故障，其后果是很嚴重的。但仔細分析，發生這種故障的幾率是很少的。現以K1點故障為例加以說明。1、K1點故障的三種可能（1）斷路器的外絕緣閃絡；（2）引線對地閃絡；（3）電流互感器的外絕緣閃絡。2、斷路器的外絕緣閃絡故障將造成斷路器故障，一定要靠斷路器失靈保護動作切除，與電流互感器的位置無關。3、引線對地閃絡，相當于空氣間隙擊穿，幾率極少。4、最有可能產生的故障是電流互感器的外絕緣閃絡，在實際運行中也曾發生過這種故障。,500kV斷路器保護,1、保護功能：（1）失靈保護；（2）三相不一致保護；（3）死區保護；（4）充電保護；（5）自動重合閘功能；（6）TV斷線告警；（7）TWJ異常告警；（8）同期電壓斷線告警。,500kV斷路器保護,2、失靈保護（1）作用由于斷路器存在操作失靈的可能性，當線路發生故障而斷路器又拒動時，將給電網帶來很大威脅，故應裝設斷路器失靈保護裝置，有選擇地將失靈拒動的斷路器所連接的斷路器斷開，以減少設備損壞，縮小停電范圍，提高系統的安全穩定性。（2）形式故障相失靈、非故障相失靈和發、變三跳起動失靈，另外，充電保護動作時也起動失靈保護。（3）輸出的動作邏輯失靈動作時以第一時限跳開本側開關，以第二時限跳開相鄰開關。（4）保護邏輯圖,500kV斷路器失靈保護邏輯,500kV斷路器保護,3、死區保護（1）死區的存在斷路器在TA與線路之間的接線方式下，TA與斷路器之間發生故障時，雖然故障線路保護能快速動作，但在本斷路器跳開后，故障并不能切除。（2）作用考慮到這種站內故障，故障電流大，對系統影響較大。而失靈保護動作一般要經較長的延時，所以裝設動作時間比失靈保護快的死區保護。（3）輸出的動作邏輯出口回路與失靈保護一致，動作后跳相鄰斷路器。（4）保護邏輯圖,500kV斷路器死區保護邏輯,32接線倒閘操作順序,根據32接線特點，很容易理解到線路或變壓器比母線更為重要，所以，我們有必要探討如果開關兩側刀閘發生帶負荷拉閘事故對系統影響程度的不同，來確定拉閘順序。1、母線側開關倒閘操作順序（1）線路或主變停電過程的操作按照開關線路或主變側刀閘母線側刀閘的順序依次操作。送電操作應與上述順序相反。（2）線路或主變運行，母線停電的操作按照開關母線側刀閘線路或主變側刀閘的順序依次操作。送電操作應與上述順序相反。（3）線路或主變運行，母線側開關轉檢修的操作按照開關母線側刀閘線路或主變側刀閘的順序依次操作。送電操作應與上述順序相反。,32接線倒閘操作順序,2、中開關倒閘操作順序（1）中間斷路器一側線路或主變運行，另一側線路或主變需要停電的操作按照開關停電側刀閘運行側刀閘的順序依次操作。停電操作應與上述相反的順序進行。（2）中間斷路器兩側線路或主變都運行，中間斷路器轉入檢修停電的操作按照開關對電網的影響較小一側的刀閘對電網的影響較大一側的刀閘的順序依次操作。送電操作應與上述相反的順序進行。,倒閘操作特別注意,1、設備送電操作前，需先投入該設備的控制保險,投入保護裝置；設備停電操作,應在一次設備停電后，方可取下該設備的控制保險。2、若在操作過程中,發生事故或異常情況,應立即停止操作,并報告值班負責人。3、電器設備停電后，即使是事故停電，在未拉開刀閘和做好安全措施前，不得觸及設備，以防突然來電。4、設備檢修后送電(包括熱機工作)必須對一、二次設備進行全面檢查，符合送電條件后，方可進行操作。5、廠用變壓器倒換操作時,應待開關指示燈亮及電流有明顯變化并穩定后,方可繼續進行操作。,開機電氣主要工作,1、明確機組并網時間，確定各節點時間。2、檢查檢修工作終結情況，是否有影響機組啟動的檢修工作或未處理完成的缺陷。3、檢查確認機組的狀態（應在冷備用狀態），對機組進行全面檢查。4、填寫、打印合格操作票，準備好操作工器具。5、柴發機試轉，廠用電的運行方式安排。6、配合檢修進行發變組的絕緣測量工作。7、輔機送電。（1）對送電輔機電氣一、二次設備進行全面檢查，符合送電條件；（2）按規定投入輔機相關電氣保護；,開機電氣主要工作,（3）測量輔機電機（含電纜）絕緣、6kV開關本體絕緣；（4）6kV開關送電至試驗位置，400V輔機開關送電至工作位置；（5）送電結束后檢查、核對開關狀態。8、進行大聯鎖試驗。（1）準備工作：將處于冷備用狀態的發變組出口開關合上；合上處于冷備用狀態的勵磁系統滅磁開關；合上處于試驗位置的6kV工作電源開關；（2）按規定項目進行試驗，每一項目必須合格：,開機電氣主要工作,立盤上的手動緊急分閘按鈕試驗是易被遺忘項目；正確的保護投切是完成大聯鎖試驗的關鍵；根據現場情況，合理的安排試驗步驟將達到事半功倍的效果；（3）試驗結束后將系統恢復至試驗前的冷備用狀態。9、配合檢修完成重要輔機或控制柜的電源切換試驗：（1）空預器、火檢冷卻風機的電源切換試驗是重中之重，必須正確完備的完成試驗；（2）完成主變、高廠變、勵磁整流柜冷卻器電源切換試驗；（3）完成其它設備的電源切換試驗。,開機電氣主要工作,10、6kV輔機送電至工作位置：（1）柜后地刀三相處于分閘狀態是必須檢查的內容；（2）送電前合閘彈簧的釋能是防止開關送電過程中偷合的重要措施；（3）電氣保護的正確投入、控制電源及控制回路的完好是減弱意外事故的安全保證；（4）嚴格執行操作票制度是保證人身及設備安全的最有效的且無可替代的措施；（5）未參與大聯鎖試驗的6kV輔機開關，試驗位置的分、合閘試驗比較重要；（6）送電結束后檢查、核對開關狀態。,開機電氣主要工作,11、機組由冷備用轉為熱備用狀態：（1）分為三部分進行，即發變組轉熱備用狀態、勵磁系統轉熱備用狀態、發變組開關轉熱備用狀態；（2）冷態開機在汽機沖轉后進行操作，熱態開機在鍋爐點火后進行操作；（3）嚴禁無票操作，嚴禁不按票操作；（4）發變組轉熱備用狀態要點狀態轉換前必須按規定投入發變組所有保護；發電機出口PT送電前必須測量高壓保險的通斷情況，并由檢修配合檢查PT觸頭是否接觸良好；主變、高廠變冷卻器手動啟動運行正常后，按規定投入運行；,開機電氣主要工作,發電機中性點接地刀閘必須檢查合好；主變500kVPT二次空開不要忘記合上；汽機專業按規定投入發電機冷卻系統。（5）勵磁系統轉熱備用要點勵磁調節器的檢查是一項重要工作；發電機碳刷檢查必須仔細；手動啟動整流柜風機運行正常后，按規定投入運行；整流柜、滅磁過電壓柜需要你耐心的檢查、操作；起勵電源要檢查正常；整流柜交流刀閘要合到位。,開機電氣主要工作,（6）發變組出口開關轉熱備用要點狀態轉換前必須檢查發變組出口開關保護按規定投入；進行刀閘操作前必須合上開關控制電源空開（兩路控制電源），并檢查控制回路正常；刀閘的操作電源必須三相均給上后才能舉行操作，合閘后檢查刀閘三相均合到位；根據帶負荷合刀閘的影響情況，選擇刀閘的操作順序（填寫操作票時確定）；兩側刀閘均合閘后，合上開關合閘電源空開。500kV的操作必須使用五防功能。,開機電氣主要工作,12、6kV工作電源開關送電至工作位置：（1）開關送電至工作位置后，檢查廠監、DCS上的位置信號是否正常；（2）該項工作要及時，以免影響廠用電的切換時間。13、發電機并網：（1）發電機并網時機組啟動的最關鍵節點，并網前鍋爐、汽機必須運行正常；（2）發電機必須使用自動準同期并列；（3）機組轉速至3000RPM后才允許升壓；（4）允許發電機升壓并列的條件：發電機充氫合格，定子及引出線通水，氫氣冷卻器通水，主變冷卻器投入；,開機電氣主要工作,（5）發電機升壓時的注意事項：升壓過程中轉子電流、電壓應均勻上升，指示正常，注意定子三相電流應接近于零，若定子電流有指示，表明定子回路上有短路，應減勵磁，拉開滅磁開關進行檢查。升壓中定子三相電壓應平衡，以此檢查一次回路和電壓互感器回路是否斷線。當定子電壓達到額定值（20kV），轉子電流電壓應為正常空載額定值（113V、987A）。應注意勵磁電流不得超過空載額定值，若超過或勵磁電流達到空載額定值而發電機電壓未升到額定值，則表明轉子線圈可能有匝間短路。,開機電氣主要工作,發電機升壓過程中如果勵磁回路、主變或高廠變出現異常情況，或電壓失控，應立即降壓，解除勵磁查明原因，消除故障后，方可重新升壓。根據經驗值，發電機出口電壓至20.1kV可加快同期捕捉。（6）發電機準同期并列時應滿足的條件：發電機電壓與系統電壓一致（相差不大于5%）；發電機頻率與系統頻率一致（相差不大于0.1Hz）；發電機電壓相位與系統電壓相位一致；發電機相序與系統相序一致。,開機電氣主要工作,（7）采用同期并列時其它注意事項：并列前應對同期裝置和并網開關進行復歸；并列操作中，若并網開關黃閃，說明合閘故障，此時應檢查并網開關是否正確解鎖，控制回路是否正常。進行復歸后，重新并網。同步表投入時間超過3min，將自動退出運行，進行復位后才能投入。（8）根據同期裝置設置，正常情況下選用中開關進行并列，只有在中開關異常不能操作時，才用邊開關進行并列，但需要電氣檢修人員改變同期裝置的設置。,開機電氣主要工作,14、切換廠用電（1）調整6kV備用電源電壓與工作電源電壓基本一致。（2）廠用電的正常切換采用同期裝置進行。（3）廠用電切換前必須檢查發變組保護及快切裝置相關的壓板正確投入。（4）檢查快切裝置正常，開放出口并復位裝置。（5）拉開備用電源開關前必須確認工作電源開關已接帶負荷。（6）每段電源切換完畢后立即遠方復位快切裝置。（7）廠用電切換完畢后必須就地檢查快切裝置正常。,電氣誤操作分析,電氣誤操作會直接造成設備損壞，甚至會造成人身傷亡和重大電網事故。預防電氣誤操作是一項長期而艱巨的任務。一、誤操作事故的原因分析1、人員違章（1）無票操作。倒閘操作不填票，或不帶操作票，憑記憶到現場進行操作，繼而出現跳項、漏項，或操作順序顛倒的現象；（2）無監護操作。操作人在無人監護時單獨操作，或監護人代替操作人操作，失去監護職責，導致走錯間隔，選錯操作設備；（3）不核對設備名稱、編號和狀態進行操作；,電氣誤操作分析,（4）操作人、監護人工作責任心不強，注意力不集中，操作目的不明確。2、裝置違章（1）設備“五防”功能失效；（2）五防鎖設置不規范；（3）萬用解鎖鑰匙管理不善。3、不按規定使用安全工器具。二、防止誤操作事故的對策與措施1、提高認識，加強領導，落實責任制。2、在思想上筑牢防誤操作的第一道防線,電氣誤操作分析,分析表明，誤操作事故往往發生在簡單的操作任務中，并沒有復雜的技術問題，發生的原因主要是思想麻痹，缺乏嚴謹的