10/10發電機保護學習發變組保護簡介因6０0MW發電機－變壓器組造價昂貴,如果發生故障，不僅機組本身受到損傷，而且會對系統產生嚴重的影響，所以為了確保機組本身的安全和保障電力系統的穩定必須合理配置可靠的保護。發變組保護的作用是能夠在機組發生故障時靈敏、快速、正確的反應,能將損失減小到最小;在機組非正常狀況時充分利用發變組自身能力的前提下確保機組本身的安全。發變組保護的配置原則應該以能可靠的檢測出發電機可能發生的故障及不正常運行狀態為前提,同時，在繼電保護裝置部分退出運行時，應不影響機組的安全穩定運行。在對故障進行處理時,應該保證滿足機組和系統兩方面的要求，因此,主保護應雙重化。發變組保護配置簡介設備規范：發變組保護為ALＳＴOM公司生產的ＭｉCＯM系列設備，共布置五個保護柜.分柜原則：主保護及后備保護均采用完全雙重化配置，兩套完整的保護分別獨立布置在不同的柜中（A1與B１、A2與Ｂ2）；同一元件的同種保護分別布置于不同的柜內（A１與Ｂ１、A2與B２），柜與柜之間的電量相互獨立，互不交叉；變壓器瓦斯、壓力、溫度等非電量保護獨立布置于C柜中且與電氣量保護完全分開；接于同一組CT、ＰT回路的保護裝于同一柜上,即A、B柜保護分別取自不同的CＴ、PＴ的二次線圈;每面保護柜的直流電源互相獨立，互不交叉;每面保護柜配置各自獨立的保護跳閘、信號繼電器，每種保護均配有相應的跳閘、信號繼電器。A１柜、A２柜、Ｂ１柜、B2柜、C柜的保護按各自的出口方式分別同時動作于發電機出口開關、磁場開關、主變500ＫV開關和橋開關的兩個跳閘線圈.發變組保護的正常操作、巡視修改定值的配合操作；經值長批準配合繼保人員進行修改定值操作;告知監屏人員將退出的保護，提醒監屏人員保護退出后的注意事項，并做好事故預想;按照操作票退出相關的保護壓板,并做好記錄;在繼保人員對定值修改完畢核對后經值長批準準備投入相關的保護；按照操作票使用萬用表的直流電壓檔分別測量保護壓板兩端對地電壓正常后投入保護壓板(不能用萬用表直接測量壓板兩端電壓，防止誤導通。)；匯報值長并作好相關記錄。保護柜投運的操作；按值長令根據操作票投入保護柜;檢查電子設備間直流分電屏發變組相應保護柜直流分電屏小開關在合上位；檢查發變組相應保護柜屏后交、直流電源小開關在合上位；檢查發變組相應保護柜保護裝置顯示無異常;按照投入保護操作票依次核對保護壓板名稱，并用萬用表測量發變組相應保護柜保護壓板上下兩端對地電壓正常后投入該保護壓板；正確執行完投入保護操作票后匯報值長并作好相關記錄。保護投退的操作；保護投入操作保護投入前核對保護壓板名稱正確；用萬用表測量發變組相應保護柜保護壓板上下兩端對地電壓正常后投入該保護壓板；檢查該保護已投入。保護退出保護退出前核對保護壓板名稱正確;退出保護壓板；檢查保護壓板已退出。保護柜的巡視;正常運行時檢查運行閃光指示燈、電源指示、保護投退指示燈顯示正確；檢查保護出口信號、跳閘指示燈不亮，各保護柜無異常現象;可查詢保護柜顯示器上的事件記錄及采樣值等參數。目前保護的運行情況;轉子一點接地保護只投入了一個保護柜中的保護壓板;因ＰＴ斷線不能閉鎖發電機定子接地保護動作,現已將發電機定子接地保護退出。發電機保護原理及現場應用保護出口動作情況發電機全停：跳發電機出口開關、滅磁開關，關主汽門；發變組全停Ⅱ：發電機全停所有出口，跳內橋開關,跳主變高壓側開關、跳高廠變低壓側分支開關及切換分支電源、跳高公變低壓側開關;發變組全停Ⅰ:發變組全停Ⅱ所有出口,啟動500KV開關失靈保護。程序跳閘:關主汽門，閉鎖熱工保護.發電機保護作用及原理發電機差動保護作用：定子繞組及其引出線相間短路的主保護。特點：靈敏度高、動作時間短、可靠性高。原理：采用比率制動原理。發電機出口和發電機中性點三相均設置CT測量電流，通過各相機端與中性點側電流的差值過大，△I≥0.2Ie（0．２倍額定電流）;動作邏輯為循環閉鎖方式，因發電機中性點不直接接地，不存在單相差動動作的問題,如有兩相或兩相以上差動保護動作，判為內部短路故障；而當一相差動保護動作，同時有負序電壓存在，認為發生了一點在區內、一點在區外的短路性故障；如果僅有一相差動保護動作而無負序電壓存在則認定為CＴ斷線,閉鎖差動保護動作;當負序電壓長時間存在而同時無差電流時，則認定為PＴ斷線,差動保護不會出口。優點:①靈敏度高;②在區外發生短路或切除短路故障時躲過不平衡電流能力強；③可靠性高。缺點:不能反應發電機內部匝間短路故障.定子接地保護作用:定子繞組單相接地的主保護。發電機的定子鐵芯是接地的,定子繞組絕緣破壞時,就表現為接地。單相接地的主要危害是故障點的電弧燒壞定子鐵芯,并進一步發展成匝間短路或相間短路。原理:采用由3U０零序電壓定子接地保護和3ω三次諧波定子接地保護共同構成的100％定子接地保護。①3Ｕ０零序電壓定子接地保護特點：反應發電機的零序電壓大小,保護具有三次諧波濾除功能,靈敏度高.接線:a零序電壓可取自中性點接地消弧線圈二次側,不須裝設ＰT斷線閉鎖，故１PT斷線不要求退定子接地保護;b零序電壓也可取自發電機機端PT的開口三角形繞組，但需加設PT斷線閉鎖(發電機出口2PT信號給保護A柜，3ＰＴ信號給保護B柜）.保護范圍:是自機端向中性點側8５%~９５％的定子繞組。判據及動作結果:檢測3U0零序電壓達到保護定值，延時2Ｓ發電機全停。②３ω三次諧波定子接地保護特點:反應發電機機端和中性點側三次諧波電壓大小和相位，保護具有較高的基波分量濾除功能，使靈敏度高.接線:機端三次諧波電壓US３取自發電機機端PT的開口三角形繞組,中性點三次諧波電壓UN3取自發電機中性點消弧線圈。在正常運行情況時，中性點經消弧線圈接地的發電機中性點的三次諧波電壓,總是要比機端三次諧波電壓要大一些，而中性點側接地時,則情況相反。動作判據：UＮ3<US3,動作于發信.保護范圍:自中性點向機端５0％以內的定子繞組。判據及動作結果：檢測３ω三次諧波達到保護定值,延時2Ｓ發信.定子接地原因:①發電機內冷水系統漏水或內冷水導電率超標.②主變低壓繞組或高廠變高壓繞組內部一次回路單相接地。③封母或其支持瓷瓶受潮。④定子繞組絕緣損壞。定子接地的處理:①當定子基波零序電壓判據動作時,檢查發變組已全停,并注意廠用電的安全；②當定子三次諧波電壓判據動作時，通知保護人員檢查保護是否誤動，運行人員并應檢查：a發電機零序電流表有指示；b發電機有無漏油、水信號;c檢查發電機系統有無明顯接地故障;d詢問定子冷卻水質是否合格；ｅ當判明發電機定子回路接地時，應將發電機解列.定子過電壓作用:發電機可能由于甩負荷或勵磁調節器故障使出口電壓升高,過電壓會危害繞組絕緣。判據及動作結果:過電壓整定為１.3倍額定電壓，延時0．5秒動作于發電機全停。逆功率t２保護作用:保護汽輪機，當主汽門誤關閉或機組保護動作于關主汽門而出口斷路器未跳閘時,發電機變電動機運行,從系統吸收有功功率，此時由于鼓風損失,汽輪機末級葉片會過熱。原理：測量機端功率P.1PＴ斷線閉鎖逆功率,故１PT斷線應及時退出逆功率保護.判據及動作結果:當測量發電機功率出現逆功率達-1９。２MＷ時,60S動作于發電機全停.程跳逆功率保護作用：在某些發變組保護動作跳閘時為防止汽輪機超速而設置程序跳閘,是一種跳機方式。判據及動作結果：保護動作時先關閉汽輪機主汽門，發電機逆功率達－６ＭW，延時1.5s動作于解列滅磁。復合電壓過流作用:反應系統不對稱短路、三相負荷不對稱、非全相運行時定子負序電流的大小，保護發電機以防止發電機轉子表面過熱和機組振動：負序電流的危害:①發電機定子繞組中存在負序電流分量時，該分量在發電機氣隙中產生與轉子運動反方向的旋轉磁場,它相對于轉子以二倍同步轉速旋轉，因此在轉子中感應出頻率為100ＨZ的電流.該電流使轉子某些部位(如轉子端部、護環內表面等）的電流密度很大，可能出現局部灼傷，甚至使護環受熱松脫，從而導致發電機重大事故.②負序旋轉磁場與轉子勵磁電流之間，正序旋轉磁場與定子負序電流之間所產生100HZ交變電磁力矩．將同時作用于轉子大軸和定子機座上,從而引起機組振動。原理:按轉子表面耐熱來整定負序電流。動作特性分下限定時限、上限速斷及反時限三部分,反時限判據為t=A/(I22—Ｉ2∞２）.發電機失磁保護作用：發電機勵磁調節器故障或勵磁回路故障，出現部分或全部失磁，影響發電機及系統的運行。失磁的危害：發電機要從系統吸收大量的無功功率建立磁場,使系統無功功率減少.從系統吸收無功功率將引起系統電壓下降,甚至會使電力系統電壓崩潰而瓦解。發電機吸收了大量無功功率，為防止定子過電流，發電機發出的有功功率應降低。失磁后轉子轉速超過同步轉速，在轉子和勵磁回路產生差頻電流，形成附加損耗,使轉子和勵磁回路過熱。失磁發電機的轉子,除了受到平均異步電磁轉矩外,還存在交變分量,使定子、轉子及基礎受到周期性的異常電磁力矩沖擊，機組振動加劇。原理：由定子阻抗、轉子低電壓和系統母線低電壓、機端低電壓判據共同組成.保護投入方式:LP7失磁t1保護壓板投入；ＱＰ2失磁ｔ2保護投全停。LP7失磁t１保護動作于延時0。５S減出力QP２失磁t2保護動作于延時0.8S全停注：兩個保護的延時只相差０。3S，所以失磁時自動減出力的保護基本無效。判據及動作結果:滿足定子阻抗、轉子低電壓判據，延時0．5S動作于信號和減出力；滿足定子阻抗、轉子低電壓、機端低電壓判據，延時0.５S動作于切廠用；滿足定子阻抗、轉子低電壓、系統母線低電壓判據,延時０。8S動作于全停。PＴ斷線閉鎖失磁保護.發電機失磁的原因：勵磁機或勵磁回路故障;轉子繞組或勵磁回路開路，或轉子繞組嚴重短路;勵磁調節器或副勵磁機發生故障;轉子集電環電刷環火或燒斷。發電機失磁的處理：失磁保護動作，經切換勵磁方式、減少有功負荷無效而作用于跳閘時，按事故停機處理。盡量增加其他未失磁機組的勵磁電流；注意廠用電母線的電壓。發電機失步保護作用:反映機組的振蕩失步過程。大型機組的發電機和變壓器阻抗增大了，而系統的等效阻抗隨系統容量的增大而降低,當機組與系統之間發生振蕩時,振蕩中心落在機內或主變范圍內，易造成機端電壓周期性下降，對機組危害大。原理：采用機端測量阻抗的變化軌跡來判斷;在系統短路和穩定振蕩時可靠不動作.發電機失磁閉鎖發電機失步保護。發電機失步的原因：系統突然發生短路；發電機電動勢過低或功率因數過高；發電機失磁;系統電壓過低。發電機振蕩和失步的處理:立即增加發電機勵磁電流,以提高發電機電動勢，增加功率極限。另外，由于勵磁電流的增加，使定、轉子磁極之間的拉力增加，削弱了轉子的慣性，發電機到達平衡點時易拉入同步。發電機定子、轉子電流按事故過負荷規定進行監視(ＡVＲ在“自動"方式時不應調整勵磁）；如果由于單機高功率因數引起，則應降低有功，同時增加勵磁電流，這樣既可以降低轉子慣性,也由于提高了功率極限而增加了穩定能力;當振蕩是由于系統故障引起，除應立即增加各臺發電機的勵磁電流外，還應根據本廠在系統中的地位進行處理.處于送端高頻率系統時，應降低有功，處于受端低頻率系統時，應增加有功；因發電機失磁引起電網振蕩,應迅速在失磁允許時間內恢復勵磁,否則，應不待調度指令將機組解列；經上述處理，三分鐘內振蕩仍未消失,應立即匯報中調,聽候處理。發電機轉子接地保護發電機轉子接地保護作用：勵磁繞組絕緣下降或損壞時,勵磁回路對地電壓升高，易造成兩點接地，兩點接地故障會損壞發電機。判據及動作結果：絕緣1.5千歐延時１S發信；絕緣800歐延時５S發電機全停。轉子接地的原因：人員在勵磁回路工作時誤碰引起；小動物在勵磁回路造成的接地；封母受潮或進水；整流柜直流側接地；轉子繞組絕緣損壞。發電機過激磁作用：發電機（變壓器）會由于電壓升高或頻率降低而出現過激磁，過激磁保護按發電機(變壓器)過勵能力較低的元件配合。發電機過勵能力較低，一般發變組過激磁保護按發電機的特性整定。原理:過激磁保護反應過勵倍數而動作。判據及動作結果：過勵倍數1.１8１。２１.25１。31.4延時t（ｓ）111４0100．50低頻保護作用：保護汽輪機（尤其是葉片)不受低頻共振的影響。低頻運行對汽輪機而言是一個疲勞過程，累計至一定時間,機組將疲勞損壞。原理：電壓取自機端1ＰＴ。按頻率段累計各段運行的時間，至整定時間動作于信號。判據及動作結果：Ⅰ:４９～４8．5３00S發信Ⅱ:４８．5~4860Ｓ發信Ⅲ：48～４7．５3600S程跳4７~47.５６00S程跳發電機不對稱過負荷(負序電流）保護作用：反應系統不對稱短路、三相負荷不對稱、非全相運行時定子負序電流的大小，保護發電機以防止發電機轉子表面過熱和機組振動；負序電流的危害：發電機定子繞組中存在負序電流分量時,該分量在發電機氣隙中產生與轉子運動反方向的旋轉磁場，它相對于轉子以二倍同步轉速旋轉,因此在轉子中感應出頻率為１００HZ的電流.該電流使轉子某些部位(如轉子端部、護環內表面等）的電流密度很大，可能出現局部灼傷,甚至使護環受熱松脫，從而導致發電機重大事故。另外,負序旋轉磁場與轉子勵磁電流之間，正序旋轉磁場與定子負序電流之間所產生100ＨZ交變電磁力矩。將同時作用于轉子大軸和定子機座上，從而引起機組振動.原理:按轉子表面耐熱來整定負序電流。動作特性分下限定時限、上限速斷及反時限三部分。定子對稱過負荷作用:外部短路時定子繞組的過熱保護。原理：（與不對稱過負荷保護基本相同)按定子繞組耐熱來整定動作電流。動作特性分下限定時限、上限速斷及反時限三部分,電流取自中性點ＣＴ。發電機斷路器啟動失靈作用：主開關某相拒跳的保護,防止負序電流對發電機的損壞。原理：主開關某相拒跳且有負序電流時動作于全停。發電機誤上電保護作用:防止發電機在未加勵磁的情況下誤合GＣB開關,保護發電機免受沖擊損害。勵磁變差動作用：反應勵磁變壓器繞組、引出線的相間短路，勵磁變高壓側的接地短路及勵磁變繞組匝間短路故障的保護。斷路器閃絡保護作用：防止GCB開關某相短路器滅弧能力不行或某些因素引起該開關動靜觸頭之間燃弧而燒損開關并損傷發電機。發電機斷路器啟動失靈作用：在發電機出口開關應該動作跳閘時開關拒動時保護動作。勵磁變過負荷保護作用：反應勵磁繞組短路故障及在強勵過程中勵磁繞組過負荷,防止過熱損壞勵磁繞組。并兼作交流勵磁機、整流裝置及其引出線的短路保護.發電機斷水保護（非電量保護C柜）作用：防止發電機因定子冷卻水流量低不能將發電機定子在運行中產生的熱量帶走，使發電機繞組溫度上升，威脅發電機安全、穩定運行。發變組保護動作的處理：檢查保護動作情況；如發電機全停保護動作應檢查發電機出口開關和滅磁開關已斷開，發電機功率到零，發電機定子電流、轉子電流均到零，汽機主汽門關閉,轉速開始下降;如發變組全停還應檢查內橋開關、主變高壓側開關、高廠變低壓側分支開關、高公變低壓側開關均跳閘，主變高亞側及內橋電流到零；檢查廠用電正常；檢查6KV廠用電快切正常動作,６KＶ工作段電壓正常；檢查各保安段備自投是否動作,各保安段電壓正常；檢查相應的6KＶ公用段備自投是否動作,檢查6KV公用段電壓是否正常.檢查各380V工作段及照明段、公用段、MCＣ的電源,如失壓,確認該段母線無故障后盡快恢復供電。檢查保護首出；根據保護的動作情況初步判斷故障范圍和故障性質;就地進行相應檢查，檢查故障錄波裝置,并作判斷；聯系檢修處理;注意事項:保護動作后應迅速檢查保護動作情況,確認發電機已經解列各參數不應超限，如故障發生后保護拒動或保護動作不正常應立即手動干預將發電機解列、滅磁;檢查各廠用電是否正常,如某些母線失壓應保證安全的情況下盡快切換電源保證正常供電;檢查保護首出不能立即復位，應詳細記錄動作的保護匯報值長，待繼保人員到場后根據指示對保護進行復位；根據保護動作情況判斷故障范圍和故障性質,并檢查發電機、主變、封閉母線有無明顯故障，如屬于保護誤動作或區外故障，可根據情況申請重新啟動.發變組保護動作發信的處理：斷水保護檢查內冷水系統壓力和內冷水流量是否正常，并密切注意發電機溫度變化；如內冷水箱水位低使內冷水泵失壓應迅速補恢復內冷水系統正常運行;如內冷水箱水位正常,內冷水壓力和流量低應啟動備用內冷水泵盡量維持流量并派人就地檢查原因(泄漏、堵濾網、內冷水泵故障等)，如內冷水系統未發現泄漏，啟動備用內冷水泵后能夠維持內冷水系統運行應停運原運行泵后調整內冷水壓正常；如處理過程中發電機溫度上升較快應快速減機組出力；如處理過程中內冷水流量一直偏低不能及時恢復正常，同時發電機溫度過高超限而保護未動作跳機應立即手動打閘停機。逆功率保護PT斷線我廠保護動作情況分析發變組常見的故障和非正常狀態發電機常見的故障定子繞組的相間短路——發電機如發生此類故障而不能及時切除將燒毀整個發電機組，后果嚴重，所以一般必須有兩套或兩套以上的快速保護反應此類故障.定子繞組匝間短路——發電機定子繞組發生匝間短路會在短路環內產生很大的電流，將燒傷甚至燒毀發電機組，因此發生定子繞組匝間短路時應該快速將發電機組切除.不過隨著發電機設計技術的改進，同相同槽的繞組越來越少，發生匝間短路的可能性也大大減少。定子單相接地—-雖然定子單相接地并不屬于短路性質的故障，但由于以下方面的原因,對單相接地故障卻要求靈敏而又可靠的反應:①很多600ＭW機組中性點都經高阻接地；②電容電流會灼傷故障點的鐵芯;③絕大部分短路都是首先由于單相接地沒有及時進行處理發展而成的；④接地時非接地相電壓升高,影響絕緣.失磁——由于勵磁設備故障、勵磁繞組短路等會引發失磁（全失磁或部分失磁），使發電機進入異步運行，對系統和發電機的安全運行都有很大的影響。大型機組都要求及時準確的監測出失磁故障。轉子一點、兩點接地故障-—轉子一點接地對汽輪發電機組的影響不大，一般都允許繼續運行一段時間。發電機不正常運行狀態由于發電機是旋轉設備，加上一般發電機在設計制造時考慮的過載能力都比較弱，一些不正常的運行狀態將會嚴重威脅發電機安全運行,因此對這些狀態的處理也同樣必須及時、準確。定子負序過流——發電機承受負序過流的能力非常弱，很小的負序電流流經定子繞組就可能引起轉子鐵芯的嚴重過熱，甚至燒損發電機的鐵芯。槽楔和護環。大機組一般都配置兩套反應負序過流的保護.定子對稱過流——當外部發生對稱的三相短路時，會引起發電機定子過熱，因此應有反應對稱過流的保護。過負荷——當發電機過負荷時應該及時告警。過電壓-—由于勵磁等原因引起過電壓時會影響發電機的絕緣壽命，因此必須有反應過電壓的保護。過勵-—當電壓升高、頻率降低時,可引起發電機和主變壓器過勵磁,從而使發電機過熱而損壞，需裝設反應過勵磁的保護。頻率異常——發電機在非額定頻率下運行，可能引起共振,使發電機疲勞損傷，應配置頻率異常保護。發電機與系統之間失步——當發電機和系統失步時,巨大的交換功率使發電機無法承受而損壞，應配有監測失步的保護裝置.誤上電—-由于發電機并網前存在誤合發電機出口斷路器的可能，可能對發電機造成損傷.逆功率-—發電機組在運行中,從系統中吸收有功時。變壓