300MW发电机变压器组保护

毕业设计说明书

300MW发电机—变压器组保护配置

与整定计算

学生姓名：

班级学号：继保031 206030125 院、系、部：电力工程学院

专业：电气工程及其自动化（继电保护）

指导教师：

合作指导教师：

2007年06月南京

摘要

大型发变组在电力系统中占据着极其重要的地位，一旦其发生故障导致系统崩溃，将造成难以估量的损失，所以其保护的整定工作极其严格。本次毕业设计将对300MW发电机组自动装置进行整定计算。主要工作为：针对300MW发电机组的特点，运用所学的知识给其配置合适的继电保护装置，并通过相关文献中给出的整定计算公式，对所配置的保护装置进行相应的整定计算，确定其运行参数(给出定值)。

本次设计利用南瑞公司的RCS-985进行整定计算。完成定值计算后，还应进行相应的灵敏度校验，使其符合要求。

关键词：300MW发变组，电力系统，RCS-985保护装置，整定计算

Abstract:

The large turbine-generator and transformer sets take a great place in power system. When there are faults in them the power system will breakdown, and a great loss will take place. And the relay protection must be extremely precise. This paper presents a relay calculation of 300MW turbine-generator units. The primary work are scheme appropriate relay protection suit to 300MW turbine-generator and transformer sets with the knowledge of electricity and the relay protection is calculated in this paper using formulas in documents I studied, in order to ensure run parameters.

The calculation in this paper is used the device of RCS-985 relay product by NARI company. The sense is also checked to make sure it is eligible.

Key words: 300MWturbine-generator and transformer sets,electric power system, RCS-985 relay device, calculation

目录

摘要...............................................................................................................I ABSTRACT.....................................................................................................I 目录............................................................................................................... II 绪论. (1)

1 发变组保护概述 (2)

1.1 发变组保护的发展过程 (2)

1.2 300MW发变组保护有何特点 (2)

1.3 保护双重化的理解 (3)

1.4微机型发变组保护装置 (4)

1.5本次设计构思 (5)

2 发变组的主要几种保护的原理及整定导则 (1)

2.1发电机差动保护 (1)

2.2 主变差动保护或发变组差动保护 (3)

2.3 发电机定子绕组匝间短路保护 (4)

2.4 发电机定子接地保护 (6)

2.5 发电机失磁保护 (7)

2.6 发电机失步保护 (9)

2.7 发电机转子回路接地保护 (11)

2.8 转子表层负序过负荷保护 (11)

2.9 发变组后备保护 (14)

2.10 发电机逆功率保护 (15)

2.11 定子对称过负荷保护，励磁过负荷保护 (16)

3 发变组整定计算 (17)

3.1参数确定 (17)

3.2发电机纵差动保护整定计算 (25)

3.3 发变组差动和主变纵差动保护整定计算 (27)

3.4发电机匝间短路保护整定计算 (30)

3.5 发电机定子绕组接地保护整定计算 (31)

3.6 转子接地保护整定 (32)

3.7 定子绕组对称过负荷保护整定计算 (32)

3.8 励磁过负荷保护整定计算 (33)

3.9转子表层负序过负荷保护整定计算 (34)

3.10发电机失磁保护整定计算 (35)

3.11发电机失步保护整定计算 (37)

3.12 发电机逆功率保护整定计算 (39)

3.13发电机定子过电压保护整定计算 (40)

3.14 发变组复合电压过流保护整定计算 (41)

3.15 主变压器过负荷保护整定计算 (42)

3.16 主变零序后备保护整定计算 (43)

3.17高压厂主变压器差动保护整定计算 (44)

3.18高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护整定计算 (46)

3.19高压厂用变压器零序过流保护整定计算 (47)

3.20励磁变差动保护整定计算 (47)

4 毕业设计总结 (50)

谢辞 (51)

参考文献 (52)

附录1：英语翻译原文及译文 (53)

（1）翻译 (53)

（2）翻译原文 (59)

附录2 相关短路电流计算书 (66)

短路电流使用到的阻抗标幺值说明 (66)

1 K1点三相短路(归算为230kV侧) (67)

2 K2发生三相短路短路电流（归算至20kV侧） (68)

3 K3点发生三相短路(归算至6.3kV) (71)

4 K1发生接地短路流向主变压器中性点的零序电流计算 (73)

5 K4点接地短路流过线路SL的零序电流计算 (79)

6 发生在高压厂用变低压侧一300米出线末端接地短路（K5点） (86)

7 K6点发生三相短路（归算励磁变低压侧） (87)

绪论

大机组发变组的保护装置是电力系统最重要的电力装置之一。发变组的选型，配置，设备状况整定，校验等关系到电厂机组的安全稳定运行，其责任重大，技术性强，要求极为严格。

300MW机组恰好属于大容量机组，在配置和整定300MW机组的保护时，在考虑大容量发电机—变压器组的继电保护整体配置时，应强调最大限度地保证机组安全和最大限度地缩小故障破坏范围，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误动和拒动。所以不仅要求有可靠性高、灵敏性和选择性强、快速性好的保护继电器，还要求在继电保护的整体配置上尽量做到完善、合理，并力求避免繁琐、复杂。

发电机变压器继电保护整定计算的主要任务是：在工程设计阶段保护装置选型时，通过整定计算，确定保护装置的技术规范；对现场实际应用的保护装置，通过整定计算，确定其运行参数(给出定值)。从而使继电保护装置正确地发挥作用，保障电气设备的安全，维持电力系统的稳定运行。所以在整定计算过程中尽量规范保护的选型，严格进行短路电流计算，校验保护，缩短保护死区。

随着微机技术的发展，微机保护也在发变组保护中占据了统治地位。本设计书是针对一部300MW发电机-变压器组的主设备，即发变组，利用南瑞公司的RCS-985进行保护的配置和整定计算。RCS－985 微机发电机变压器组成套保护装置是根据国家电力公司科学技术项目合同研制的一套发变组微机型保护装置。由于RCS-985微机保护装置还包括高厂变及励磁变保护，故整定计算包括高厂变及励磁变保护。而非电量保护则由RCS974来完成。

通过本次毕业设计，可以全面运用所学的电力方面的理论基础、专业知识和基本技能，对300MW发电机组保护装置整定计算及验证进行综合性的训练，可以深入了解各套微机保护的各种实现原理，可以以培养自己运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工作观念，以便更好地适应工作以后的需要。当然，由于时间有限，本次设计内容难免存在错漏和不足之处，敬请各位老师给予指正。

1 发变组保护概述

1.1 发变组保护的发展过程

继电保护方式的发展经历了方向比较式、相位比较式、电流差动式等阶段，所使用的继电器从电磁式到模拟静止式，进而发展到数字静止式，随着数字技术的发展、微型计算机和微处理器的出现，为继电保护数字化开辟了广阔前景，出现了以微机和光传输技术为基础的全数字控制保护系统。现在，微机型发变组保护已经在全国各大中小电厂里普及化。

1.2 300MW发变组保护有何特点

300MW机组为大容量机组，有其独特的特点。大容量机组往往按发电机—变压器组单元接线与高压或超高压电网直接相连，在电力系统中占有十分重要的地位。由于它结构复杂、造价昂贵，一旦因故障而遭到破坏，在经济上必然会受到很大损失，因此在考虑大容量发电机—变压器组的继电保护整体配置时，应强调最大限度地保证机组安全和最大限度地缩小故障破坏范围，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误动和拒动。所以不仅要求有可靠性高、灵敏性和选择性强、快速性好的保护继电器，还要求在继电保护的整体配置上尽量做到完善、合理，并力求避免繁琐、复杂。同时应考虑主保护双重化，简化后备保护。为此，原国家电力公司还在2002年138号文《防止电力生产重大事故的二十五条重点要求继电保护实施细则》(以下简称《反措实施细则》中针对大中型发变组保护的配置,在2.11总条款和6.3条款中提出了许多规定及要求。

根据这些规程，对于大机组继电保护的配置原则是：加强主保护，简化后备保护。加强主保护是指实现主保护的双重化，而简化后备保护则是指不装设过于复杂的后备保护。

1.3 保护双重化的理解

1.3.1 保护装置双重化

在王梅义《电网继电保护应用》里提及到：“保护的双重化，指的应当是配置两套独立、完整的保护装置”，“近年来，微机式变压器保护逐渐得到应用。一般这种保护应具有主保护与后备保护的全部功能。因此，比较合理的配置方式是实现这种保护的双重化，即采用完全相同的两套微机式保护，分别由不同直流母线段来的熔断器供电。这种保护方式，可以获得很好的运行效果。上述的微机保护双重化方案，也应当实用于发电机组的保护。”

可见，这种双重化是指应用于机组保护的双重化配置方案的含义，应该是配置两套独立、完整的发变组保护装置。

1.3.2 保护范围双重化

美国EBASCO和S&L公司对发电机变压器组保护双重化的主要原则

（1）对所有主要的电气故障，应设置2套主保护，构成双重化，其相应的直流供电回路也应分开。

（2）双重的继电器应由分开的电压互感器和电流互感器供电，并装在分开的屏上，其相应的接线和电缆，相互之间应最大限度的分开布置。

（3）由于次要电气故障而要切除发电机的继电器接线，或其他装置动作于第三个跳闸通道（指程序跳闸）出口继电器，这些回路设有相应的双重回路。

（4）一般来说，所有的电气故障，除极少数外，应动作于锅炉、汽轮机、发电机和励磁机同时跳闸。机械故障和次要电气故障，应首先切除汽轮机，只有在经汽轮机阀门的限位开关和逆功率继电器证实已经没有蒸汽流经汽轮机时，再切除发电机和励磁机。

十分明显，上述双重化的含义主要指保护范围的双重化，典型就是发电机匝间短路故障可以同时反应分支开焊故障。

反措对于双重化的要求

《反措》中明确保护双重化配置的电气主设备有：

发电机、主变压器、启动变压器保护宜采用保护完全双重化配置。但是，

对高压厂用变压器和励磁变压器保护是否采用双重化配置，没有明确规定。小结：

对于发变组保护双重化的理解为：装设两部独立判剧的主保护装置，每种保护应该尽可能具备保护范围的双重化，同时简化后备保护。

1.4 微机型发变组保护装置

1.4.1 微机保护的发展和现状

随着计算机技术的不断发展，微机技术也更多地应用到电力自动化方面，微机保护也逐渐在全国范围内普及开来，取代电磁式和集成电路等老式继电保护装置。

1.4.2 本次设计所使用的两种微机型发变组成套保护简介

1.4.

2.1 RCS-985简介

RCS－985 微机发电机变压器组成套保护装置是根据国家电力公司科学技术项目合同SPKJ010-02，于1999 年1月开始研制。它采用了高性能数字信号处理器DSP 芯片为基础的硬件系统，并配以32 位CPU用作辅助功能处理。是真正的数字式发电机变压器保护装置。RCS－985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机、抽水蓄能机组等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足发电厂电气监控自动化系统的要求。RCS－985还提供了一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，其保护范围包括有：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。根据实际工程需要，配置相应的保护功能。对于一个大型发变组单元或一台大型发电机，配置两套RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。两套RCS-985 取不同组TA，主保护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的跳闸线圈，因此，具有以下优点：（1）设计简洁，二次回路清晰；

（2）运行方便，安全可靠，符合反措要求；

（3）整定、调试和维护方便。

RCS-985 装置充分考虑大型发电机变压器组保护最大配置要求。包括了主变、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）的全部保护功能。

1.4.

2.2 RCS-974微机型发变组成套保护简介

（一）RCS-974保护的简介：

RCS-974装置可以完成变压器的非电量保护（如变压器轻重瓦斯保护）、非全相保护及断路器失灵起动等功能，用于220kV 及以上电压等级的不分相式变压器

1.5本次设计构思

综合上述的理论以及微机保护的发展情况，本次设计决定使用两套独立TA和TV的RCS-985和一套RCS-974来实现保护双重化，符合大型机组保护双重化的标准。

1.5.1 本次设计里关于保护配置的构思及依据

在具体各种保护配置方面，根据概述以及以上的原理以及《大型发变组整定导则》,国标GB14285-2006分析，本次设计所配备的发变组保护如下：（1）定子绕组相间短路故障。会引起巨大的短路电流，严重烧损发电机。需要装设瞬时动作的纵联差动保护。

（2）定子绕组匝间短路故障。又可分为一分支匝间短路和同相异分支间短路，故障时同样也会引起巨大短路电流而烧毁发电机。要求装设瞬时动作的专用匝间短路保护。

（3）定子绕组单相接地故障。这是发电机最常见的故障之一，通常因绝缘破坏使得绕组对铁心短路而引起，故障时的接地电流引起的电弧一方面灼伤铁心，另一方面会进一步破坏绝缘，导致严重的定子绕组两点接地，造成匝间或相间短路。因此对于大型发电机，规定装设能灵敏地反应全部绕组接地故障的100％定子绕组接地保护。

（4）发电机转子励磁绕组接地故障。又分一点接地和两点接地。转子一点接地后可能诱发转子绕组两点接地，而两点接地会因磁场不平衡而引起机组剧烈震动，造成灾难性后果。因此大型汽轮发电机要求同时装设转子回

路一点接地和两点接地保护。

（5）发电机失磁故障。发电机失磁或部分失磁是发电机常见故障之一，要求及时检测到失磁故障，并根据失磁过程的发展，采取不同的措施，来保证系统和发电机的安全，这就需要装设失磁保护。

除此之外，各种系统异常工况或调节装置故障也可能使发电机处在异常运行状态，从而危及发电机安全，因此也需要装设相应的保护装置。如：（1）负荷不对称出现的负序电流可能引起发电机转子表层过热。需装设定时限及反时限转子表层过负荷保护。

（2）对于对称过负荷，需装设定时限及反时限对称过负荷保护。

（3）对于励磁回路过负荷，要求装设反时限转子过负荷保护。

（4）与系统并列运行的发电机可能因机、炉保护动作等原因将汽门关闭而引起逆功率运行，为防止汽轮机叶片与残留尾汽剧烈磨擦过热而损坏汽轮机，应装设逆功率保护。

（5）其它异常运行状态还有：定子绕组过电压，低频运行、非全相运行、失步运行等，也应按规程要求装设相应的保护。另外还需装设发变组复合电压过流保护作为发变组的后备保护。

图1.2 保护配置图

1.5.2 计算短路电流时考虑到的情况

本设计的系统为一2 300MW的电厂，用有两部300MW的机组，出线等效为一无穷大系统。无穷大系统含有其它电源，有最大和最小运行方式。在进行短路电流计算时，应该考虑以下几种运行情况：

一部机组并网运行。

两部机组并网运行。

一部机组不并网运行（出线线路保护动作跳开外部网络，另一机组检修）。

两部机组不并网运行（出线线路保护动作跳开外部网络，两部机组空载运行）。

以上各种情况均应考虑外部无穷大系统的最大及最小运行方式。

另外，计算出来的电流均先以归算到基准容量为100MW、基准电压为230KV下阻抗标幺值计算，然后计算结果再乘以电压比归算到短路点所在的电压等。

2 发变组的主要几种保护的原理及整定导则

结合文献，对本次设计所配置的保护的实现原理作出以下的分析。

2.1 发电机差动保护

（1）原理简述

发电机差动保护为定子绕组及其引出线相间短路的主保护，考虑300MW 机组所以采用比率制动原理，动作逻辑为循环闭锁方式，保护范围是定子绕组及其引出线，一般0秒动作切除故障。

所谓比率制动原理，即是根据发电机正常运行时的不平衡电流曲线，作出一条躲过不平衡电流的动作边界曲线，这条曲线叫做比率制动曲线，在短路电流小于起始制动电流时，保护装置处于无制动状态，其动作电流很小（小于额定电流），保护具有较高的灵敏度。当外部短路电流增大时，保护的动作电流又自动提高，使其可靠不动作。它反应了保护的比率制动特性，发电机差动方程即是以此为依据写出来的。

图2.1 比率差动动作特性曲线

比率差动动作方程如下： Ie nIe Icdsd

Icdqd

Id

Ir

0Kbl1Kbl2

动作区制动区速断动作区

???????+++=+++=???????????+=?-=≥++-?>?+=<+?>????43214321112212)()

2/()()()()/()(I I I I I I I I I I n

n K K b n K K K nI I I b nI I K I I I K K K nI I I I K I d r blr bl bl bl blr e r cdqd e r bl d e r blr bl bl e r cdqd r bl d

(2.1）

(2)整定导则

1）差动电流起动定值min .op I 的整定

min .op I 为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大

不平衡电流max .min .unb rel op I K I ?=

实际工程可取

n g op I I .min .3.0= (2.2)

rel K 为可靠系数，可取1.5；

max .unb I 为外部短路时产生的最大不平衡电流。

不平衡电流unb I 计算式：

K TA I n ???=?er cc ap unb K K K I (2.3)

式中： cc K ----互感器同型系数，根据导则，取0.5；

er K ----互感器比误差系数，根据导则，取0.1；

ap K ----非同期系数，依照文献[1]，取2（P 型互感器）

； TA n ----为电流TA 。

2）制动系数整定

最小制动系数：

1.res K =er cc rel K K K ?? (

2.4)

在工程实际上可取1.res K =0.05~0.1

最大制动系数：

2.res K =22*

.1.*min .*.---MAX K res op MAX BP I K I I (2.5)

可先取2.re s K =0.5

若灵敏度或躲不平衡电流能力不合要求，再改动两系数至合乎要求。

3）最大制动斜率时的最小制动电流倍数n

RCS —985装置内已设定n=4

4) 制动系数增量

△res K =n

K K res re 22.1- (2.6) 5）校验(灵敏度，躲不平衡电流的能力)

灵敏度校验以最小短路电流校验，躲不平衡电流能力以最大短路电流校验

（a ）制动电流标幺值*res I

n

g K res I I I .*2?=（区内） (2.7)

n

g K res I I I .*= （区外） (2.8) (b)动作电流标幺值*op I

若n I res >*

*op

I =min .*op I +(1res K +res K ??4△) ?4+2res K (I *res -4) (2.9) 若n I res <*

*op I =*min .op I +（**1.)res res res res I I K K ???+ (2.10)

(c)灵敏度sen K ：

*min .op

K sen I I K =

(2.11) 式中，min .K I 为最小短路电流。 (d)躲不平衡电流可用不平衡电流比动作电流。

2.2 主变差动保护或发变组差动保护

(1)原理简述

主变差动保护范围包括发电机封母、厂变高压侧封母、主变及主变高压侧出线等，一般0秒动作切除故障。变压器差动与发电机差动的最大区别就在于它存在励磁涌流的影响，空载合闸状态下或外部短路切除后，励磁涌流约为2Ie ，但负荷状态下，励磁电流只有约0.2%Ie 。而且低压绕组贴近铁芯，

高压绕组远离铁芯（漏抗大），故在低压侧空载合闸涌流大，在高压侧空载合闸涌流小，这也是大机组采用单元式接线的一个重要原因。采用二次谐波制动原理虽然能在一定程度上防止空载合闸时的保护误动，但也存在二次谐波制动比大及内部故障时由自由电流造成保护拒动的可能。

(2)具体整定导则：

1）最小动作电流min .op I ：

n t er rel op I m U K K I .min .)(?+?+= (2.12)

工程实际可取

min .op I =0.5n t I . (2.13)

高厂变的纵差与此一样，但是励磁变应该取

min .op I =0.8n t I . (2.14)

2）最小制动系数和最大制动系数计算

先取1.01.=res K ， 2.res K =0.7

若校验不过关，再调整两系数以至合乎要求。

3）最大制动斜率时最小制动电流倍数n

一般取n=6。

4）校验：

校验过程与发电机纵差动流程一样，只是应注意不平衡电流unb I 的计算，

K er cc ap unb.max m)I U K K K (I ?+?=+ (2.15)

式中：rel K ----可靠系数，文献[1]，取1.3~~1.5；

er K ----电流互感器比误差；

△U----变压器调压误差，根据导则取5%；

△m----由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，根据文献[1]，取

0.05。

2.3 发电机定子绕组匝间短路保护

(1)原理简述：

电机定子绕组匝间短路故障的保护有高灵敏度式横差保护和纵向零序匝间保护两种，考虑到双重化配置的原则，所以两种判据的保护均配置。

1）横差保护

发电机高灵敏横差保护是装设在发电机两个中性点连线上的横差保护,

用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法, 使得横差保护对三次谐波的滤除比在频率跟踪范围内达100以上, 保护只反应基波分量。对于其他正常运行情况下横差不平衡电流的增大，横差电流保护动作值具有浮动门槛的功能。

2）纵向零序电压保护

该保护是装设在发电机出口专用TV 开口三角上的纵向零序电压, 用作发电机定子绕组的匝间短路的保护。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法, 使得零序电压对三次谐波的滤除比达100以上, 保护只反应基波分量。

(2)具体整定导则：

发电机定子绕组匝间短路故障保护整定如下：

1）高定值段横差保护

相当于传统单元件横差保护，动作电流按躲过外部短路最大不平衡电 流整定：

OP I =TA

N G n I .3.0? (2.16) 式中：N G I .----发电机一次额定电流；

TA n ----发电机横差零序电流TA 变比，

TA n = 0.25N

TA N G I I .0.? N TA I .0一般默认为5（A ）

。 2）高灵敏横差保护

动作电流按躲过发电机正常运行时最大不平衡电流整定，

OP I =TA

N G n I .05.0 (2.17) 式中：GN I 为发电机一次额定电流，TA n 为发电机横差零序电流TA 变比；

3）纵向零序电压匝间保护

（a ）纵向零序电压匝间保护高定值段

动作电压按躲过外部短路最大不平衡电压整定，一般可取：

)(12~8V U O P = (2.18) （b ）纵向零序电压匝间保护灵敏段

动作电压按躲过发电机正常运行时最大不平衡电压整定，一般可取：

)(3~5.0V U OP = (2.19) 建议按2～3V 整定，在经过区外故障波形分析后，适当降低定值，以提高灵敏度。 相电流比率制动系数定值推荐取 1.0。

2.4 发电机定子接地保护

(1)原理简述

对于100MW 及以上的发电机，应装设无动作死区(100%动作区)单相接地保护。保护方案是基波零序过电压保护与三次谐波电压保护共同组成100%单相接地保护。

1）基波零序电压保护

基波零序电压保护保护发电机85～95％的定子绕组单相接地，反应发电机零序电压大小，一般设两段定值：一段为灵敏段，另一段为高定值段。具体整定请阅下面的整定导则。

2）三次谐波电压单相接地保护

三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25％左右的定子接地，机端三次谐波电压取自机端开口三角零序电压，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点TV 。

(2)具体整定导则

1）基波零序过电压保护

该保护的动作电压U op 应按躲过正常运行时中性点单相电压互感器或机端三相电压互感器开口三角绕组的最大不平衡电压U unb.max 整定。

U op ＝K rel U unb.max (2.20) U unb.max 为实测不平衡电压，其中含有大量三次谐波。为了减小U op ，可以增设三次谐波阻波环节，使U unb.max 主要是很小的基波零序电压，大大提高灵敏度，此时U op ≥5V ，保护死区≥5%。

在工程应用上，具体整定如下：

若采样电压取自发电机中性点接地变压器：

309.0309.0..U

N G n

MT OP N U U U ??=?= (2.21)

若采样电压取自发电机中性点接地变压器

n g M A X unb rel O P U U K U ..08

.0== (2.22)

2）三次谐波电压单相接地保护

设机端和中性点三次谐波电压各为

和 ，三次谐波电压单相接地

保护可采用以下两种原理：

原理1： TVO TVN rel n n k a ?=3 （2.23）

实测发电机正常运行时的最大三次谐波电压比值设为a 0，则取阈值a ＝(1.05～1.15)a 0。根据发电机定子绕组对地电容和中性点对地三次谐波阻抗的大小，可计算a 0。a 0可能小于或大于1.0。

原理2：

1/....>-n n p t U U K U β

（2.24） 式中分子为动作量，调整系数

，使发电机正常运行时动作量最小。然后调整系数β，使制动量在正常运行时恒大于动作量，一般取β≈0.2～0.3。 第一种动作判据的保护装置简单，但灵敏度较低。第二种动作判据较复杂，但灵敏度高。

2.5 发电机失磁保护

(1)原理简述

发电机失磁时，吸收无功，测量阻抗由第一象限向第三、四象限移动，转子电压下降，严重时会导致发电机异步运行，机端电流上升，甚至造成系统电压崩溃，表现为机端电压下降。根据这些特征，发电机失磁保护由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、变压器高压侧低电压判据、定子过流判据构成。一般阻抗圆整定为静稳边界圆，为躲过发电机进相运行和防止短路时误动，将静稳极限阻抗圆下移，避开一、二象限，按异步阻抗圆整定。失磁前有功越大，进入异步边界阻抗圆就越快。转子低电压判据满足时发失磁信号，此判据可以预测发电机是否因失磁而失去稳定，从而在发电机尚未失去稳定之前及早地采取措施（切换励磁等），防止事故的扩大。

对于无功储备不足的系统，当发电机失磁后，有可能在发电机失去静稳之前，高压侧电压就达到了系统崩溃值。所以转子低电压判据满足并且高压侧低电压判据满足时，说明发电机的失磁已造成了对电力系统安全运行的威

胁，经“与2”电路发出跳闸命令，迅速切除发电机。

对于静稳阻抗继电器，特性如图2.2图中阴影部分为动作区，图中虚线为无功反向动作边界

图2.2 失磁保护阻抗图1

对于异步阻抗继电器，特性如图2.3

图2.3 失磁保护阻抗图2

转子低电压判据满足并且测量阻抗判据满足，经“与3”电路发出失稳信号。此信号表明发电机由失磁导致失去了静稳。当转子低电压判据在失磁中拒动（如转子电压检测点到转子绕组之间发生开路时），失稳信号由测量阻抗判据产生。

(2)具体整定导则

1）定子判据

异步边界圆

TV

gn TA gn d a n S n U X X ???-=22' (2.25) R

jx ZAzd

ZBzd

-Qzd R

jx

ZAzd ZBzd

-Qzd

发电机变压器组继电保护运行规程

继电保护运行规程 元件保护 第一节发电机变压器保护 一、保护简介 发变组保护采用许继生产的ＷFB—100Q微机型发变组成套保护装置，包括发电机、主变压器常用高压变压器的保护装置，其由三块保护屏嵌装十一个箱体、一台工控机组成。装置采用分层式多CPU并行工作方式，下层十三个保护模块共同构成整套保护。上层单元管理机(工控机) 负责人机接口和全部信息处理，保护模块之间及保护模块与工控机之间相互独立。整套保护出口有： 1．全停1 跳发电机出口开关、高厂Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。 2．全停2 跳发电机出口开关、高厂变Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。 3．解列跳发电机出口开关和汽机甩负荷。 4．解列灭磁跳发电机出口开关、灭磁开关和汽机甩负荷。 5．减出力减出力至定值。 ６．母线解列跳110KV母联断路器。

７．厂用电切除跳高厂变Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关，同时启动切换A、B分支厂用电。 ８．A分支解列跳高厂变A分支开关同时启动切换A分支厂用电。９．B分支解列跳高厂变B分支开关同时启动切换B分支厂用电。 二、保护A屏 1、保护屏组成： 其由一个ＷFB—105箱、两个ＷFB—108箱和一个XCK—103出口箱体构成。a、箱一WFB—105由三块交流变换、一块直流变换、两块出口、两块保护模块、一块稳压电源插件组成，完成有发电机差动、TA断线、失磁、转子一点接地和转子两点接地保护功能。 b、箱二WFB—108由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成，完成有定子接地、励磁变过流、励磁变过负荷、主变瓦斯、主变温度、主变压力释放及主变冷却系统故障保护功能。 c、箱三WFB—108箱由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成，完成有匝间保护、YH断线、发电机对称过负荷，发电机负序过流、发电机断水、励磁系统故障和热工保护(我厂没用) 保护功能。 d、箱四XCK—103出口器箱由八块NZK—98、一块NZK—98、一块NFJ—98和两块NSJ—98插件组成。NZK—98只用三块，其功能为全停1、全停2、解列、解

第八章发电机-变压器保护举例

第八章发电机-变压器保护举例 本章以RCS-985发电机-变压器组成套保护装置为例。 第一节保护典型配置 一、概述 RCS－985采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的硬件系统，并配以32位CPU用作辅助功能处理。是真正的数字式发电机变压器保护装置。 RCS－985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机、抽水蓄能机组等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足发电厂电气监控自动化系统的要求。 RCS－985提供一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。根据实际工程需要，配置相应的保护功能。 对于一个大型发-变组单元或一台大型发电机，配置两套RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。两套RCS-985取不同组TA，主保护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的跳闸线圈，因此，具有以下优点： （1）设计简洁，二次回路清晰； （2）运行方便，安全可靠，符合反措要求； （3）整定、调试和维护方便。 二、保护功能配置及典型配屏方案 RCS-985装置充分考虑大型发电机变压器组保护最大配置要求。包括了主变、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）的全部保护功能。 1．典型配置方案 如图8-1所示发-变组单元，发-变组按三块屏配置，A、B屏配置两套RCS-985A，分别取自不同的TA，每套RCS-985A包括一个发-变组单元全部电量保护，C屏配置非电量保护装置。图中标出了接入A屏的TA 极性端，其他接入B屏的TA极性端与A屏定义相同。 本配置方案也适用于100MW及以上相同主接线的发-变组单元。图中为励磁机的主接线方式，配置方案也适用于励磁变的主接线方式。 2．配置说明 （1）差动保护配置说明 1）配置方案：对于300MW及以上机组，A、B屏均配置发-变组差动、主变差动、发电机差动、高厂变差动。 2）差动保护原理方案：对于发-变组差动、变压器差动、高厂变差动，需提供两种涌流判别原理，如二次谐波原理、波形判别原理等，一般一套装置中差动保护投二次谐波原理，另一套装置投波形判别原理。 发电机差动也具有两种不同原理的比率差动：比率差动、工频变化量差动。 （2）后备保护和异常运行保护配置说明 A、B屏均配置发-变组单元全部后备保护，各自使用不同的TA。 1）对于零序电流保护，如没有两组零序TA，则A屏接入零序TA，B屏可以采用套管自产零序电流。此方式两套零序电流保护范围有所区别，定值整定时需分别计算。 2）转子接地保护因两套保护之间相互影响，正常运行时只投入一套，需退出本屏装置运行时，切换至另一套转子接地保护。 3．外加20Hz电源定子接地保护配置 配置外加20Hz电源定子接地保护时，需配置20Hz电源、滤波器、中间变流器、分压电阻、负荷电阻附加设备，附加设备单独组成一块屏。 4. 电流互感器配置说明

发变组继电保护原理与动作过程

发变组继电保护原理及动作过程 一、发变组继电保护配置的基本要求：发变组继电保护继电保护配置过程中必须满足四性（即：可靠性、选择性、速动性及灵敏性）的要求，必须保证在各种发电机异常或故障情况下正确的发信或出口动作。根据GB14285的规定，按照故障或异常运行方式性质不同，机组热力系统和调节系统的条件，我公司发变组保护的出口方式有以下几种： 1．全停：断开发电机-变压器组断路器、灭磁，关闭原动机主汽门，启动快切断开厂分支断路器。 2．降低励磁。 3．减出力。 4．程序跳闸：先关主汽门，待逆功率保护动作后断开主断路器并灭磁。 5．信号：发出声光信号。 二、我公司发变组保护配置情况介绍： 我公司发变组保护每台机共有三面屏柜，分别为发变组保护A柜、B 柜、C柜，A柜及B柜为冗余设计，两面柜的保护配置完全相同，都是发变组的电气量保护；C柜为主变和高厂变的非电量保护。 发变组电气量保护配置有以下几种类型： 1．定子绕组及变压器绕组部故障主保护：发电机差动、主变压器差动、发变组差动、高厂变差动、励磁变差动、发电机匝间保护、定子接地。

2．定子绕组及变压器绕组部故障后备保护：发电机对称过负荷、发电机不对称过负荷、低阻抗、高厂变复压过流、励磁变过流、励磁绕组过负荷。 3．转子接地保护 4．发电机失磁保护 5．发电机失步保护 6．发电机异常运行保护：发电机过励磁保护、发电机频率异常保护、发电机逆功率保护、发电机程跳逆功率保护、启停机保护、断口闪络保护、发电机断水、发电机热工。 7．主变（间隙）零序保护 8．厂用电后备保护：厂变分支过流、分支限时速断、分支零序过流。9．断路器失灵启动 变压器非电量保护： 1．变压器重瓦斯 2．变压器轻瓦斯 3．变压器压力释放 4．变压器油温异常 5．变压器油位异常 6．变压器冷却器全停 三、重要保护简绍 1．差动保护：包括发电机差动、发变组差动、主变差动、厂变差动、励磁变差动。我司保护装置的差动保护采用比率制动式保护，以各侧

变压器差动保护

第二节变压器差动保护 1.概述 电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用是比较简单的，但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难。 变压器有两个和更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。 变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起差动保护误动作。更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时，暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。 正常运行中的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。 变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环中的电流很大，但流入差动保护的电流可能不大。 变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小。 综上所述，差动保护用于变压器，一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流，另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路，可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。 2.配置原则 对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： (1) 10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动 保护。6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。 (2) 10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA及以上的变压器，当电 流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。 (3) 0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角-星形连接的变压器，可采用两 相三继电器式的过流保护。 (4) 以上所述各相保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。 3.要求达到的性能指标 (1) 具有防止区外故障误动的制动特性； (2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能； (3) 宜具有TA断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流超过额定电流的 1.5～2倍 时可自动解除闭锁； (4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms； (5) 整定值允差±5%。 4.原理及其微机实现 4.1四方 4.1.1 保护原理 变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等，对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式，发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。

发电机变压器组保护整定

1、原始资料 某发电厂要扩建一个新厂，安装两台发电机变压器组，主接线如图(a)所示。 已知参数如下： （1）发电机 e P =200MW ，cos ?=0.85，e U ==15.75kV ，195%d x =，' 24%d x =，'' 14.5%d x =；变压器e S =240MV A ，d U =0.105，接线Y ?-11，分接头 1212 2.5%15.75kV ±?，分级绝缘。 （2）相间短路后备保护范围末端两相短路时，流经发电机的最小短路电流为14900A 。 （3）110kV 母线上出线后备保护动作时间为6s 。出线的零序后备保护最大动作电流为3250A ，最大动作时间为5s 。在最大运行方式下，出线的零序后备保护范围末端接地短路时流经变压器的零序电流为620A ，故障线路上的零序电流为903A 。在最小运行方式下，出线末端金属接地短路时，流经变压器的最小零序电流为1100A 。 （3）保护设计所需的最大三相短路电流的计算结果如图(b)、(c)所示。它们是归算到115kV 的安数(括号内为最小三相短路电流值)。 （a ）主接线图

(b)110kV母线短路时，短路电流分布图： (c)15．75kV母线短路时，短路电流分布图 2、设计内容 ⑴、发电机变压器组的保护方式 发电机变压器组的容量为200MW，发电机与变压器之间无短路器，因此，除发电机变压器组需装设公用纵差动保护外，发电机、变压器均装设单独的纵差动保护。按照保护安装设规程，需安装的保护如下： ①、发电机变压器组：纵差动保护 ②、发电机：a、纵差动保护 b、定子接地保护（零序电压保护） c、定子绕组匝间短路保护 d、定子绕组过电压保护 e、相间短路的后备保护（负序过电流保护+低电压起动保护）

变压器和发电机的保护

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。 (4)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。 (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。 (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。 变压器保护配备一般根据变压器的容量和电压等级。小型变压器配过流和速断保护就够了，甚至可以用熔断器保护；中型变压器（1250kVA以上）可以再加上瓦斯保护；更大的变压器（如6300kVA以上）一般应再配备差动保护。 变压器保护配置的基本原则 1、瓦斯保护: 800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变 压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。 2、纵差保护或电流速断保护: 6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 3、相间短路的后备保护: 相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器，并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。

水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/7f10043702.html, 水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式 作者：张伟周桂林 来源：《科学与财富》2018年第09期 摘要：在水电站发电机变压器中安装继电保护装置，可以保障变压器的稳定运行，使水电站为用户提供可靠的电力。基于此，笔者从水电站发电机变压器的保护原理入手，根据继电保护的原则以及变压器常见的多种故障，对变压器的继电保护方式进行了分析，变压器主要包括短路故障的主保护、后备保护以及接地故障的保护这三种继电保护方式，从整体上保障了变压器的稳定运行，有助于水电站的长久运行。 关键词：水电站；变压器；继电保护 前言：在水电站发电机变压器的正常运行中，难免会产生一些故障，对电力系统的稳定运行造成不利影响。为了解决这一问题，大部分水电站都会采用继电保护方式对变压器进行保护，避免变压器故障的影响范围进一步扩大。而且继电保护装置可以及时提醒水电站的运维人员排除变压器故障，从而保障电力系统的稳定运行。因此，对于水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式分析具有一定的实践意义。 1.水电站发电机变压器保护原理 1.1定子接地继电保护原理 当水电站发电机变压器内部的定子出现单相接地现象的时候，会导致匝间短路、相间短路以及接地短路，对变压器的正常运行造成不利影响，从而危害到整个电力系统。因此，水电站需要对变压器进行保护，通常是在变压器定子的中性点配备高阻，对暂态过电压进行控制，为变压器提供全面的保护。如果在继电保护的过程中，变压器出现了其他故障，则继电保护装置会自动跳闸，从根本上保护变压器。 1.2变压器继电保护装置 对于水电站发电机而言，主要涉及到主变压器以及厂用变压器这两种变压器，主变压器应用的继电保护装置包括差动装置、重瓦斯装置以及零序装置等，在变压器运行时，技术人员需要根据发电机以及变压器的实际运行状况，选择适当的零序过电流加入到继电保护装置中，实现变压器的保护；厂用变压器应用的继电保护装置主要是在开关柜中安装保护装置。；两种变压器的继电保护装置通过工控机进行连接，使变压器的接线更为简便，有助于继电装置的管理以及维护[1]。

发电机变压器保护检验规程

广东省飞来峡水利枢纽管理处技术规程 发电机、变压器继电保护装置检验规程 FLX/SJdz04-2012 发电机、变压器继电保护装置检验规程 1 范围 1.1本规程规定了飞来峡电厂继电保护装置的检验项目、内容、工艺要求、质量标准以及检验内容。 1.2本规程适用于飞来峡电厂发电机、变压器继电保护装置维护、检验和技术管理等工作。 1.3飞来峡水利枢纽管理处的生产管理人员和运行操作人员应了解本规程，各级自动化技术人员应熟知本规程，担负继电保护装置维护、检验的工作人员应熟悉本规程。 2 执行标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 2．1 GB 7261—2008 继电器及继电保护装置基本试验方法 2．2 GB 14285—2006 继电保护和安全自动装置技术规程 2．3 GB/T 15145—94 微机线路保护装置通用技术条件 2．4 GB 50171—92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 2．5 DL/T 478—2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 2．6 DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程 2．7 DL/T 624—1997 继电保护微机型试验装置技术条件 2．8 国电调[2002]138号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则 2．9 国电发[2000]589号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》 2．10《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》 3 发电机、变压器保护配置及技术参数

发电机、变压器保护试题范文

一、填空题 1、发电机在（定子绕组机端）发生单相接地时，机端零序电压为相电压，在（定子绕组中性点处）发生单相接地时，机端零序电压为零。 2、发电机单相接地时，较大的接地电流能在故障点引起电弧时，将使定子绕组的（绝缘和定子铁芯)烧坏，也容易发展成为危害更大的定子绕组相间或(匝间短路)，因此，发电机应装设定子绕组单相接地保护。 3、利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护不能作为(100％定子接地)保护，有死区。 4、发电机励磁回路接地保护，分为(一点接地)保护和(两点接地)保护。 5、当发电机带有不对称负荷或系统中发生不对称故障时，在定子绕组中将有（负序电流)，在发电机中产生(反向)的旋转磁场，于是在转子中产生倍频电流，引起附加损耗，导致转子过热。 6、发电机在电力系统发生不对称短路时，在(转子)中就会感应出(100Hz)电流。 7、在变压器瓦斯保护中，轻瓦斯保护动作于（信号），重瓦斯保护动作于（跳闸）。 8、变压器中性点间隙接地的接地保护采用(零序电流继电器)与(零序电压继电器)并联方式构成，带有0.5s 的时限。 9、变压器复合电压起动的过电流保护，负序电压主要反应（不对称）短路故障，正序电压反应（对称）短路故障。 10、变压器充电时，励磁电流的大小与断路器合闸瞬间电压的相位角α有关，当（90α=?)时，不产生励磁涌流；当（0α=?）时，合闸磁通由零增至2m φ，励磁涌流最大。 二、选择题 1、发电机解列的含义是(B)。 A ：断开发电机断路器、灭磁、甩负荷 B:断开发电机断路器、甩负荷 C:断开发电机断路器、灭磁 2、发电机出口发生三相短路时的输出功率为(C)。 A ：额定功率 B ：功率极限 C ：零 3、发电机装设纵联差动保护，它作为(C)保护。 A ：定子绕组的匝间短路 B ：定子绕组的相间短路 C ：定子绕组及其引出线的相间短路

变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别

变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别 变压器内部电气故障主要是：各侧绕组的匝间短路、中性点直接接地侧绕组的单相短路、内部引线和套管故障、各侧绕组相间短路。 发电机内部短路故障为：定子绕组不同相之间的相间短路、同相不同分支之间和同相同分支之间的匝间短路，兼顾定子绕组开焊故障，但不包括各种接地故障。 变压器纵差保护与发电机纵差保护一样，也可采用比率制动方式或标积制动方式达到外部短路不误动和内部短路灵敏动作的目的。 纵联差动保护（比率制动式纵差保护）是比较被保护设备各引出端电气量（例如电流）大小和相位的一种保护。 变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别如下： 1、变压器各侧额定电压和额定电流各不相等，因此各侧电流互感器的型号一定不同，而且各侧三相接线方式不尽相同，所以各侧相电流的相位有也可能不一致，将使外部短路时不平衡电流增大，所以变压器纵差保护的最大系数比发电机的大，灵敏度相对来说要比较低。 2、变压器绕组常有调压分接头，有的还要求带负荷调节，使变压器纵差保护已调整平衡的二次电流又被破坏，不平衡电流增大，这样将使变压器纵差保护的最小动作电流和制动系数都要相应加大。 3、对于定子绕组的匝间短路，发电机纵差保护完全没有作用。变压器各侧绕组的匝间短路，通过变压器铁芯磁路的耦合，改变了各侧电流的大小和相位，使变压器纵差保护对匝间短路有作用。 4、无论变压器绕组还是发电机定子绕组的开焊故障，它们的完全纵差保护均不能起到保护作用而动作，但变压器还可以依靠瓦斯保护或压力保护。 5、变压器纵差保护范围除包括各侧绕组外，还包含变压器的铁心，即变压器纵差保护区内不仅有电路还有磁路，明显违反了纵差保护的理论基础（基尔霍夫电流定律）。而发电机的纵差保护对象内只有电路的联系，在没有故障时，不管外部发生什么故障，各相电流的矢量和总为零。 发电机纵差保护的工作原理是怎样的？ 发电机纵差保护是根据差流法的原理来装设的。其原理接线图如下： 在发电机中性点侧与靠近发电机出口断路器QF处，装设性能、型号相同的两组电流互感器TA1、TA2，来比较定子绕组首尾端的电流值和相位，两组电流互感器，按环流法连接，差流回路接入电流继电器Ⅰ-Ⅰ. 在正常时，中性点与出口侧的电流数值和相位都相同，差流回路没有电流，继电器Ⅰ-Ⅰ不会动作。 在保护范围外发生短路故障，与正常运行时相似，差流回路也没有电流，保护也不会动。在保护范围内发生故障，流经电流继电器Ⅰ-Ⅰ的电流，为TA1、TA2电流互感器二次电流之差，继电器Ⅰ-Ⅰ启动，保护装置将动作。这就是发电机纵差保护的基本工作原理。 纵差保护2 变压器纵差保护是利用比较变压器两侧电流的幅值和相位的原理构成的。把变压器两侧的电流互感器按差接法接线，在正常运行和外部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近为零，继电器不动作；在内部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。 由此可见，变压器两侧电流互感器的接线正确与否，直接影响到纵差保护的动作可靠性。将

发电机变压器保护的整定计算

现提供资料供大家参考。 第一章发电机变压器保护的整定计算 目前，国内对大型发电机变压器保护的整定计算，大多数参考或按照DL/T684－1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则。 通过实践表明：大型发电机变压器继电保护整定计算导则的内容，基本上是正确的。但也存在一些不足，主要的不足之处是：可操作性差、说理性不强及灵活性差。 本章，将重点阐述某些发电机变压器保护的整定计算依据、整定计算方法以及如何灵活取值。第一节发电机及变压器差动保护的整定计算 一发电机纵差保护 目前，国内生产的微机型发电机差动保护，按照接入电流来分类有：完全纵差保护、不完全纵差保护；若按动作特性分类，则有比率制动式纵差保护、标积制动式纵差保护及故障分量比率制动式纵差保护。而应用最多的是比率制动式纵差保护，其次是标积制动式纵差保护。完全纵差和不完全纵差的区别，是接入发电机中性点的电流不同。完全纵差保护接入发电机中性点的全部电流，而不完全纵差保护则引入中性点的（n—每相定子绕组支路数）电流。因此，完全纵差和不完全纵差的实质不同处是：当不通过软件修正差动两侧的平衡系数时，前者两侧差动TA的型号、变比可完全相同，而后者两侧差动TA的型号、变比不可能完全相同。 完全纵差和不完全纵差的构成框图完全相同，均可采用具有比率制动特性的保护装置或具有标积制动特性的保护装置，还可以采用反应故障分量的比率制动式保护装置。 1 比率制动式发电机纵差保护 具有比率制动特性的差动保护，其动作特性如图7－1所示。 图7－1 差动保护的比率制动特性 由图7－1可以看出：具有比率制动特性的差动保护的动作特性，可由A、B、C三点决定。A点或B点的纵坐标电流Idzo为差动保护的初始动作电流。B点的横坐标电流Izdo称之为拐点电流，它等于差动保护开始出现制动作用的最小电流。直线BC与横坐标夹角α的正切（即tgα）称之为动作特性曲线的斜率，近似称之为比率制动系数Kz。 Idzo、Izdo及Kz为具有比率制动特性差动保护的三要素。对该型差动保护的整定计算，实

发电机、变压器与母线保护

发电机、变压器与母线保护 编写李玉海

发电机保护 第一节基本概念 一发电机 发电机的作用是将汽轮机或水轮机输出的机械能变换成电能。 1 主要构成 发电机主要由定子和转子两部分构成。在定子与转子间留有适当的间隙，通常将该间隙称作为气隙。 极对数为1的三相交流同步发电机的结构示意图如图1所示。 在定子铁芯上设置有槽，每个定子槽分上槽和下槽，上槽及下槽中设置有定子绕组。每台发电机的定子绕组为三相对称式绕组，如图1中的a-x、b-y、c-z所示。所谓三相对称绕组是指三个绕组（即a-x、b-y、c-z）的匝数相等，其空间分布相对位置相距1200。在定子铁芯的上槽与下槽之间设置有屏蔽层。 在转子铁芯上也有槽，槽内设置有转子绕组（如图1中的W－j所示）。 图1 三相同步交流发电机结构示意图 为提高发电机的单机容量及降低铁芯及绕组的温度，各种发电机均设置有冷却系统。小型发电机一般采用空气冷却方式，也有采用氢冷式；对于大型汽轮发电机，通常采用水内冷及氢冷方式。 2 作用原理 在转子绕组中（图1中的W－j）通入直流，产生一恒定磁场（其两极极性分别为N－S）。发电机转子由汽轮机或水轮机拖着旋转，恒定磁场变成旋转磁场（通常称之气隙磁场）。转子旋转磁场切割定子绕组，必将在定子绕组产生感应电势。 由于转子磁场在气隙中按正弦分布，而转子以恒定速度旋转，从而使定子绕组中的感应电势按正弦波规律变化。 发电机并网运行时，定子绕组中出现感应电流，向系统输出电能。

3 发电机的额定转速 转子磁场旋转时，每转过一对磁极，定子绕组中的电势便历经一个周期。因此， 定子绕组中电势的频率可由每秒钟转过磁极的极对数来表示。设发电机的极对数（即 一个N、一个S）为P，每分钟的转速为n， 则频率 转速 (1) 汽轮发电机的极对数P＝1，当电网的频率f＝50赫时，n＝3000转/分。对于水轮 发电机，其极对数较多，故允许其转速转低，当P＝4时，水轮机的转速n=750转/分，当极对数P＝24时，其转速为125转/分。 4 两种旋转磁场 （1）直流激磁旋转磁场 直流激磁旋转磁场，又叫机械旋转磁场。在同步发电机转子上装设有转子绕组， 通入直流后产生直流激磁的磁极，当转子旋转时，在气隙形成旋转磁场。该旋转磁场 与转子无相对运动。气隙旋转磁场的转速与转子的转速相同。发电机正常运行时，转 速为同步速。 （2）交流激磁的旋转磁场 发电机定子三相对称电流流过三相对称绕组时，将在气隙中产生旋转磁场。该旋 转磁场由三相交流产生，故称交流激磁的旋转磁场。 发电机正常运行时，两种旋转磁场的转速均等于同步速，它们之间无相对运动。 又因为转子的转速也等于同步速，因此，定子旋转磁场与转子之间无相对运动，而转 子磁场紧拉着定子旋转磁场转动。 5 发电机的冷却方式 根据冷却介质流通的路途，同步发电机的冷却方式，可分为外冷式及内冷式两种。 外冷式又称之表面冷却方式，其冷却介质有空气及氢气两种；内冷式称之直接冷 却方式，其冷却介质有氢气及水两种。 当采用水冷却方式时，绕组为空心铜制绕组，冷却水直接由绕组内流通。 目前，大型汽轮发电机定子绕组的冷却方式，多采用水冷方式。有些发电机的转 子绕组也采用水内冷方式。将转子绕组及定子绕组均由水内冷冷却的发电机，称之双 水内冷发电机。 6 并网运行汽轮发电机电势与端电压的关系

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析实用版_1

YF-ED-J8308 可按资料类型定义编号 发电机变压器组高压断路器失灵保护分析实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

发电机变压器组高压断路器失灵 保护分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 近年来，多次发生由于发电机变压器组高 压侧断路器一相拉不开，高压侧单相电流通过 变压器耦合使发电机非全相运行，在发电机回 路产生较大的负序电流，造成发电机转子严重 烧坏的事故。为此，不管发电厂电气主接线采 用哪种形式，也不管发电机变压器组高压断路 器采用哪种类型，根据DL400-91《继电保护和 安全自动装置技术规程》的要求，按照发电机 变压器组保护双重化和近后备保护配置原则， 在大型单元机组发电机变压器组保护中均配置

了失灵保护。当发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，失灵保护动作，跳开母联(或分段)断路器及发电机变压器组高压侧断路器所连接母线上的所有元件或与之相关的元件，保护发电机的安全。 1发电机变压器组失灵保护存在的问题 1.1失灵保护的复合电压闭锁问题 早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁，失灵保护经常误动。后经改造，在失灵保护回路加装了复合电压闭锁，但是随着机组单机容量的增大，负序电流对发电机转子的危害加剧，要求在发电机变压器组高压侧断路器非

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析(最新版)

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0207

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析 (最新版) 近年来，多次发生由于发电机变压器组高压侧断路器一相拉不开，高压侧单相电流通过变压器耦合使发电机非全相运行，在发电机回路产生较大的负序电流，造成发电机转子严重烧坏的事故。为此，不管发电厂电气主接线采用哪种形式，也不管发电机变压器组高压断路器采用哪种类型，根据DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，按照发电机变压器组保护双重化和近后备保护配置原则，在大型单元机组发电机变压器组保护中均配置了失灵保护。当发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，失灵保护动作，跳开母联(或分段)断路器及发电机变压器组高压侧断路器所连接母线上的所有元件或与之相关的元件，保护发电机的安全。

1发电机变压器组失灵保护存在的问题 1.1失灵保护的复合电压闭锁问题 早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁，失灵保护经常误动。后经改造，在失灵保护回路加装了复合电压闭锁，但是随着机组单机容量的增大，负序电流对发电机转子的危害加剧，要求在发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，尽快解除复合电压闭锁，并且解除发电机变压器组失灵保护复合电压闭锁的逻辑关系要求。此项要求在新式的微机失灵保护装置中可以很容易满足，但在早期的失灵保护中很难满足，而对早期失灵保护的改造也确非易事。 1.2失灵保护装置启动判据及逻辑关系问题 早期的失灵保护装置启动判据是“断路器保护动作”和“相电流”组成的“与逻辑”，动作是经过一定延时后(时限大于断路器的跳闸时间与保护装置的返回时间之和再加裕度时间)，以较短时间跳开母联(或分段)断路器，再经一时限跳开所连接母线上的所有有源元件或跳开与之相关的元件，而按照《“防止电力生产重大事故的25项重点要求”继电保护实施细则》(简称《继电保护细则》)的要求，

发电机保护原理(学术参考)

发电机保护原理 大型发电机的造价高昂，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。例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1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，仅电能损失就近千万元。大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。 1．发电机故障形式 由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：（1）定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。故障时，短路电流 可能把发电机烧毁。

（2）定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。 （3）定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。 （4）励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。 （5）定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。 （6）定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。

发变组保护

1、发变组有哪些保护及动作范围？ 1、发电机差动保护:用来反映发电机定子绕组与引出线相间短路故障,瞬时动作于全停I、II。 2、主变压器差动保护:主变压器差动保护通常为三侧电流,其主变压器差动保护范围为三侧电流互感器所限定的区域(即主变压器本体、发电机至主变压器与厂用变压器的引线以及主变压器高压侧至高压断路器的引线),可以反映该区域内的相间短路,瞬时动作于全停I、II。 3.高厂变差动保护:保护范围包括变压器本体及套管引出线,能够反映保护范围内的各种相间、接地及匝间短路故障,瞬时动作于全停I、II。 4、励磁回路一点接地、两点接地保护:对于静止励磁的发电机正常运行时,励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻与分布电容。当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时,会引起励磁回路的接地故障,最常见的就是一点接地故障。发生一点接地故障时,由于没有形成电流回路,对发电机没有直接影响,但一点接地后,励磁回路对地电压升高,在某些情况下,会诱发第二点接地。当发生第二点接地故障时,由于故障点流过很大的短路电流,会烧伤转子,由于部分绕组被短接,气隙磁通将失去平衡,会引起机组剧烈振动。此外,还可能使轴系与汽轮机汽缸磁化。因此需要装设一点、两点接地保护。一点接地保护动作于发信号,一点接地保护动作发出信号后,及时投入两点接地保护,两点接地保护动作后动作于全停I、II。 5、发电机定子接地保护:采用基波零序电压保护与三次谐波定子接地保护,可构成100％定子接地保护。 95％定子接地保护主要反映发电机机端的基波零序电压的大小,当达到动作定值时,动作于全停I、II。 15％定子接地保护主要反映发电机机端的三次谐波电压的大小,当达到动作定值时,动作于发信号。 6.发电机复合电压过流保护:从发电机出口PT取电压量,从发电机中性点CT取电流量,电压判据由低电压与负序电压组成或条件,动作于全停I、II。 7、发电机负序过负荷保护:作为发电机不对称过负荷保护,延时动作于信号。 8.发电机定子过负荷保护:作为发电机对称过负荷保护,分定时限与反时限,延时动作于信号。 9.主变压器零序保护:由主变零序过流保护与主变间隙零序电压电流保护组成。 主变零序过流保护用于中性点直接接地变压器,该保护反映变压器零序电流大小,反映接地故障,仅在变压器中性点直接接地时起作用,零序电流取自变压器中性点CT电流。该保护分二段,与出线零序保护配合,保护以短延时跳母联,以长延时变压器两侧跳断路器。 主变间隙零序电压电流保护:能反映主变间隙零序电流大小与零序电压大小,该保护可在变压器中性点不接地时投入。由接地刀闸的辅助触点来控制,间隙零序电流取自变压器中性点间隙CT电流,即测量中性点间隙击穿后的电流。零序电压取自变压器高压侧PT开口三角的零序电压。出口方式:解列灭磁,启动快切,启动失灵。 10.主变压器过励磁保护:反应主变过励磁状态的保护,分定时限与反时限,定时限动作于信号,反时限动作于全停I、II。 11.励磁绕组定时限过负荷保护:动作于发信号。 12.励磁绕组反时限过负荷保护:动作于程跳。 13.励磁变压器过流保护:动作于程跳。 14.高压厂用变压器复压过流保护:高厂变复压过流保护就是高厂变的后备保护,作为高厂变高压侧套管及引出线、高厂变本体、6KV进线分支及厂用母线相间短路的后备保护。从高厂变高压侧CT取电流量,从高厂变低压侧PT取电压量,电压判据由低电压与负序电压组成或条件,动作于解列灭磁、跳分支、闭锁快切。 15.高压厂用变压器低压分支过流保护:作为 6KV厂用母线及所接元件相间短路的后备保护:动作于跳分支、闭锁快切。 16.发电机失步保护:就是反映发电机失步状态的,失步保护应满足: (1)正确区分系统短路与振荡; (2)正确判定失步振荡与稳定振荡。 利用两个阻抗继电器先后动作顺序反映发电机端测量阻抗的变化。 本保护靠正序阻抗轨迹穿越外圆与中圆的时间段的长短,来区分系统短路与振荡;靠阻抗轨迹穿越外圆与中圆的时间段与穿越中圆与外圆的时间段的长短来区分失步振荡与稳定振荡。 出口方式:当判断为减速失步时发减速脉冲,当判断为加速失步时发加速脉冲,加速或减速脉冲作用于降低或提高原动机出力,经过处理仍处于失步状态时,动作于程跳。 17.发电机过电压保护:防止发电机定子绕组过电压,延时动作于全停I、II。 18.发电机匝间保护:作为发电机定子绕组匝间短路的主保护。 按照反映发电机机端对中性点零序电压原理构成。 逻辑关系:零序电压元件动作,负序功率方向元件不动作,PT断线判别元件不动作,则保护动作。

变压器常用的保护方式是什么

变压器常用的保护方式 是什么 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

变压器常用的保护方式是什么 变压器的不正常工作状态主要是过负荷、外部短路从而引起的过电流、外部接地的短路引起中性点过电压、油箱漏油而引起的油面降低或冷却系统故障造成的温度升高等。此外，大容量变压器，由于它的额定工作磁通密度较高，工作磁密与电压频率是成正比，在过电压或低频率下运行的时候，可能会引起变压器的过励磁故障等。针对以上情况，大型变压器一般采用的方式为以下几种： 一、瓦斯保护：保护变压器的内部短路和油面降低的故障。 二、差动保护、电流速断保护：保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。 三、过电流保护：保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)的后备保护。 四、零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。 五、过负荷保护：保护对称过负荷，仅作用于信号。 六、过励磁保护：保护变压器的过励磁不超过允许的限度。 变压器瓦斯保护反应变压器油箱内部各种故障和油面降低。及以上油浸式变压器和及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保

护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。 变压器一般采用的保护方式二：纵联差动保护或电流速断保护反应变压器引出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。 1. 对以下厂用变压器和并列运行的变压器，以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时间大于时，应装设电流速断保护。 2. 对及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。 3. 对高压侧电压为330kV及以上变压器，可装设双重纵联差动保护。 4. 对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护。当发电机与变压器之间没有断路器时，100MVA及以下发电机与变压器组共用纵联差动保护;100MVA 以上发电机。除发电机变压器共用纵联差动保护外，发电机还应单

300MW发电机变压器组保护

毕业设计说明书 300MW发电机—变压器组保护配置 与整定计算 学生姓名： 班级学号：继保031 206030125 院、系、部：电力工程学院 专业：电气工程及其自动化（继电保护） 指导教师： 合作指导教师： 2007年06月南京

摘要 大型发变组在电力系统中占据着极其重要的地位，一旦其发生故障导致系统崩溃，将造成难以估量的损失，所以其保护的整定工作极其严格。本次毕业设计将对300MW发电机组自动装置进行整定计算。主要工作为：针对300MW发电机组的特点，运用所学的知识给其配置合适的继电保护装置，并通过相关文献中给出的整定计算公式，对所配置的保护装置进行相应的整定计算，确定其运行参数(给出定值)。 本次设计利用南瑞公司的RCS-985进行整定计算。完成定值计算后，还应进行相应的灵敏度校验，使其符合要求。 关键词：300MW发变组，电力系统，RCS-985保护装置，整定计算 Abstract: The large turbine-generator and transformer sets take a great place in power system. When there are faults in them the power system will breakdown, and a great loss will take place. And the relay protection must be extremely precise. This paper presents a relay calculation of 300MW turbine-generator units. The primary work are scheme appropriate relay protection suit to 300MW turbine-generator and transformer sets with the knowledge of electricity and the relay protection is calculated in this paper using formulas in documents I studied, in order to ensure run parameters. The calculation in this paper is used the device of RCS-985 relay product by NARI company. The sense is also checked to make sure it is eligible. Key words: 300MWturbine-generator and transformer sets,electric power system, RCS-985 relay device, calculation