發(fā)變組保護保護原理

1、華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)圖圖a 相電流波形相電流波形圖圖b 差動電流和制動電流波形差動電流和制動電流波形和應(yīng)涌流，區(qū)外故障及其切除過程中由于兩側(cè)和應(yīng)涌流，區(qū)外故障及其切除過程中由于兩側(cè)TA傳變特傳變特性不一致，都易導(dǎo)致差動保護誤動；性不一致，都易導(dǎo)致差動保護誤動；1次判別次判別 25次判別次判別華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)采用循環(huán)閉鎖原理，進一步提高差動保護的可靠性；采用循環(huán)閉鎖原理，進一步提高差動保護的可靠性；具有完善的抗具有完善的抗TA飽和能力，以及故障恢復(fù)過程中不平飽和能力，以及故障恢復(fù)過程中不平衡電流對差動保護的影響；衡電流對差動保護的影響；采用變數(shù)據(jù)窗原理，加快保

2、護的動作出口時間；采用變數(shù)據(jù)窗原理，加快保護的動作出口時間；帶繼電器出口時間：帶繼電器出口時間：小于小于15ms。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)不設(shè)置差動速斷的理由：不設(shè)置差動速斷的理由：（1 1）變壓器保護因為有涌流判據(jù)，在內(nèi)部故障的時候有可能拒動，）變壓器保護因為有涌流判據(jù)，在內(nèi)部故障的時候有可能拒動，因此裝設(shè)差速斷保護，發(fā)電機則沒有必要；因此裝設(shè)差速斷保護，發(fā)電機則沒有必要；（2 2）發(fā)電機差動內(nèi)部故障不可能存在拒動，最不利的條件是單側(cè)）發(fā)電機差動內(nèi)部故障不可能存在拒動，最不利的條件是單側(cè)電源，制動電流較大，但為電源，制動電流較大，但為Id/2Id/2，保證靈敏動作，動作電流，保證靈敏動作，動

3、作電流和制動電流取同一個和制動電流取同一個TATA，不存在誤差；，不存在誤差；（3 3）沒有計算公式作為整定依據(jù)；）沒有計算公式作為整定依據(jù)；（4 4）如果為了加快動作，則可在）如果為了加快動作，則可在 時改為半周計算。時改為半周計算。 edII2華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)容錯復(fù)判型負序方向閉鎖縱向零序電壓匝間保護方案，主容錯復(fù)判型負序方向閉鎖縱向零序電壓匝間保護方案，主輔判據(jù)相結(jié)合，提高了匝間保護的可靠性和故障檢測的靈輔判據(jù)相結(jié)合，提高了匝間保護的可靠性和故障檢測的靈敏度。敏度。負序方向元件負序方向元件TA的選擇；的選擇；負序方向元件閉鎖方式的選擇。負序方向元件閉鎖方式的選擇。華北電力大學(xué)華北

4、電力大學(xué)采用采用故障分量啟動、穩(wěn)態(tài)量保持故障分量啟動、穩(wěn)態(tài)量保持的負序方向匝間保護，的負序方向匝間保護，可靠防止區(qū)外故障切除和頻率波動時故障分量負序方可靠防止區(qū)外故障切除和頻率波動時故障分量負序方向元件的誤動，大大提高可靠性。向元件的誤動，大大提高可靠性。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)與母線直接連接的發(fā)電機：當(dāng)單相接地故障電流（不考慮消弧線圈的與母線直接連接的發(fā)電機：當(dāng)單相接地故障電流（不考慮消弧線圈的補償作用）大于允許值時，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護裝置。補償作用）大于允許值時，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護裝置。保護裝保護裝置由裝于機端的零序電流互感器和電流繼電器構(gòu)成。置由裝于機端的零序電流互感器和電流

5、繼電器構(gòu)成。其動作電流按躲其動作電流按躲過不平衡電流和外部單相接地時發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電容電流整定。接地保護過不平衡電流和外部單相接地時發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電容電流整定。接地保護帶時限動作于信號，但當(dāng)消弧線圈退出運行或由于其他原因使殘余電帶時限動作于信號，但當(dāng)消弧線圈退出運行或由于其他原因使殘余電流大于接地電流允許值，應(yīng)切換為動作于停機。流大于接地電流允許值，應(yīng)切換為動作于停機。 發(fā)電機變壓器組：發(fā)電機變壓器組：對對100MW以下發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)不小于以下發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)不小于90%的定子接地保護，對的定子接地保護，對100MW及以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)為及以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)為100%的定子接

6、地保護。的定子接地保護。保護帶時限動作于信號，必要時也可以動作于停機。保護帶時限動作于信號，必要時也可以動作于停機。為檢查發(fā)電機定子繞組和發(fā)電機回路的絕緣狀況，保護裝置應(yīng)能監(jiān)視為檢查發(fā)電機定子繞組和發(fā)電機回路的絕緣狀況，保護裝置應(yīng)能監(jiān)視發(fā)電機端零序電壓值。發(fā)電機端零序電壓值。摘自摘自GB14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程 華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)動態(tài)調(diào)整式判據(jù)和三次諧波比判據(jù)動態(tài)調(diào)整式判據(jù)和三次諧波比判據(jù)相結(jié)合，提高三次相結(jié)合，提高三次諧波定子接地保護的可靠性和靈敏性；諧波定子接地保護的可靠性和靈敏性；三次諧波比保護適用于空載和輕載情況，能確保三次

7、三次諧波比保護適用于空載和輕載情況，能確保三次諧波電壓保護在零起升壓和輕負荷下不誤發(fā)信；諧波電壓保護在零起升壓和輕負荷下不誤發(fā)信；動態(tài)調(diào)整式三次諧波電壓差動判據(jù)能實時調(diào)整變化系動態(tài)調(diào)整式三次諧波電壓差動判據(jù)能實時調(diào)整變化系數(shù)，使得正常時三次諧波電壓差為零，定子接地故障數(shù)，使得正常時三次諧波電壓差為零，定子接地故障時判據(jù)最靈敏。時判據(jù)最靈敏。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)對對1MW及以下發(fā)電機的轉(zhuǎn)子一點接地故障，可裝設(shè)定期及以下發(fā)電機的轉(zhuǎn)子一點接地故障，可裝設(shè)定期檢測裝置。檢測裝置。1MW及以上的發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)專用的轉(zhuǎn)子一點接地保護裝及以上的發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)專用的轉(zhuǎn)子一點接地保護裝置延時動作于信號，宜減負荷

8、平穩(wěn)停機，有條件時可動作置延時動作于信號，宜減負荷平穩(wěn)停機，有條件時可動作于程序跳閘。于程序跳閘。對旋轉(zhuǎn)勵磁的發(fā)電機宜裝設(shè)一點接地故障定期檢測裝置。對旋轉(zhuǎn)勵磁的發(fā)電機宜裝設(shè)一點接地故障定期檢測裝置。 摘自摘自GB14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)1. 諧波分量很大諧波分量很大2. 零起升壓時電壓變化大零起升壓時電壓變化大3. 采樣的零漂對測量精度采樣的零漂對測量精度的影響很大的影響很大華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)加上性能優(yōu)良的硬件系統(tǒng)和軟件濾高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)加上性能優(yōu)良的硬件系統(tǒng)和軟件濾波算法，并實時跟蹤勵磁

9、電壓和采樣零漂的變化，確保波算法，并實時跟蹤勵磁電壓和采樣零漂的變化，確保接地電阻有足夠的測量精度，并確保在零起升壓和切換接地電阻有足夠的測量精度，并確保在零起升壓和切換過程中保護的可靠動作；過程中保護的可靠動作；切換開關(guān)采用最新的切換開關(guān)采用最新的MOSFET電子器件，具有切換速度電子器件，具有切換速度快和使用壽命長的優(yōu)點。保護對切換開關(guān)快和使用壽命長的優(yōu)點。保護對切換開關(guān)S1和和S2有良好有良好的自檢功能。的自檢功能。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)測量誤差測量誤差4%行業(yè)標準行業(yè)標準10%華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)適用于各種機組的部分失磁或全失磁故障的保護，能根據(jù)適用于各種機組的部分失磁或全失磁故

10、障的保護，能根據(jù)機組類型和運行的不同需求來組合失磁保護功能，極大地機組類型和運行的不同需求來組合失磁保護功能，極大地方便了用戶的使用；方便了用戶的使用；當(dāng)勵磁回路內(nèi)部開斷轉(zhuǎn)子判據(jù)拒動時，自動解除轉(zhuǎn)子判據(jù)，當(dāng)勵磁回路內(nèi)部開斷轉(zhuǎn)子判據(jù)拒動時，自動解除轉(zhuǎn)子判據(jù)，同時增加逆無功判據(jù)并加長延時，以提高可靠性。同時增加逆無功判據(jù)并加長延時，以提高可靠性。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)采用反應(yīng)機端測量阻抗變化的多直線遮擋器原理作為采用反應(yīng)機端測量阻抗變化的多直線遮擋器原理作為主判據(jù)，有功變化作為輔助判據(jù)；主判據(jù)，有功變化作為輔助判據(jù)；有效防止輕載和進相運行時保護的誤動，以及輕載時有效防止輕載和進相運行時保護的誤動

11、，以及輕載時失步保護的可靠返回。失步保護的可靠返回。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)PjQ-Pset動作區(qū)動作區(qū)動作區(qū)動作區(qū)傳統(tǒng)傳統(tǒng)理論理論理想理想對發(fā)電機變電動機運行的異常運行對發(fā)電機變電動機運行的異常運行方式，方式，200MW及以上的汽輪發(fā)電機，及以上的汽輪發(fā)電機，宜裝設(shè)逆功率保護。宜裝設(shè)逆功率保護。對燃汽輪發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)逆功率保對燃汽輪發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護。護。保護裝置由保護裝置由靈敏的功率繼電器構(gòu)成靈敏的功率繼電器構(gòu)成，帶時限動作于信號，經(jīng)汽輪機允許的逆帶時限動作于信號，經(jīng)汽輪機允許的逆功率時間延時動作于解列。功率時間延時動作于解列。對對300MW及以上汽輪發(fā)電機，

12、發(fā)電及以上汽輪發(fā)電機，發(fā)電機勵磁回路一點接地、發(fā)電機運行頻率機勵磁回路一點接地、發(fā)電機運行頻率異常、勵磁電流異常下降或消失等異常異常、勵磁電流異常下降或消失等異常運行方式，保護動作于停機，宜采用程運行方式，保護動作于停機，宜采用程序跳閘方式。采用程序跳閘方式，由逆序跳閘方式。采用程序跳閘方式，由逆功率繼電器作為閉鎖元件。功率繼電器作為閉鎖元件。逆功率繼電器的整定范圍為逆功率繼電器的整定范圍為（13）Pe 華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)內(nèi)部測量級內(nèi)部測量級TA和保護級和保護級TA通過軟切換，小電流下采用通過軟切換，小電流下采用測量級測量級TA采樣通道，大電流下采用保護級采樣通道，大電流下采用保護級TA

13、采樣通道；采樣通道；多級角度補償；多級角度補償；保證了在無功寬范圍下功率的高精度測量，可以做到保證了在無功寬范圍下功率的高精度測量，可以做到0.5%的測量精度，經(jīng)受住了的測量精度，經(jīng)受住了300MW和和600MW機組真機組真機試驗和實際運行的考驗。機試驗和實際運行的考驗。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)TA斷線后對保護的影響（新的規(guī)程規(guī)定）：斷線后對保護的影響（新的規(guī)程規(guī)定）： 除母線保護外，允許跳閘。除母線保護外，允許跳閘。TA斷線故障對設(shè)備危害非常大；斷線故障對設(shè)備危害非常大；TA二次回路的多點接地故障是容易出現(xiàn)的故障；二次回路的多點接地故障是容易出現(xiàn)的故障；但由于但由于TA斷線與斷線與TA二次回

14、路的多點接地故障往往不容二次回路的多點接地故障往往不容易區(qū)分；易區(qū)分； 因此，建議因此，建議TA回路異常閉鎖差動保護，但是在電流大回路異常閉鎖差動保護，但是在電流大于于1.2Ie時開放差動保護（出于保設(shè)備的考慮）。時開放差動保護（出于保設(shè)備的考慮）。華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)難點：難點： 涌流的識別；涌流的識別； TA飽和的識別；飽和的識別； 和應(yīng)涌流或區(qū)外故障切除后各側(cè)和應(yīng)涌流或區(qū)外故障切除后各側(cè)TA暫態(tài)特性不一致導(dǎo)致的暫態(tài)特性不一致導(dǎo)致的差動保護誤動。差動保護誤動。各側(cè)各側(cè)TA特性能不一致嗎？特性能不一致嗎？華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)起備變特點起備變特點1：分支數(shù)量多，

15、最多分支數(shù)量多，最多8個分支個分支 變壓器差動保護最大要實現(xiàn)變壓器差動保護最大要實現(xiàn)9側(cè)差動；側(cè)差動； 對裝置的硬件設(shè)計提出更高的要求。對裝置的硬件設(shè)計提出更高的要求。起備變特點起備變特點2：容量小，電壓等級高，高壓側(cè)額定電流?。喝萘啃?，電壓等級高，高壓側(cè)額定電流小 高壓側(cè)高壓側(cè)TA選型困難，差動保護實現(xiàn)困難；選型困難，差動保護實現(xiàn)困難； 高壓側(cè)二次額定電流小，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度必須足夠高；高壓側(cè)二次額定電流小，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度必須足夠高； 高低壓側(cè)平衡系數(shù)相差大，舍入誤差大，軟件算法方面必須特高低壓側(cè)平衡系數(shù)相差大，舍入誤差大，軟件算法方面必須特殊考慮。殊考慮。 華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)電廠電廠A電廠電廠B電廠電廠C電廠電廠D容量容量16MVA50 MVA16MVA63MVA高壓側(cè)電壓等級高壓側(cè)電壓等級110kV230kV230kV500kV低壓側(cè)電壓等級低壓側(cè)電壓等級6.3kV6.3kV6.3kV6.3kV高壓側(cè)高壓側(cè)TA變比變比300/5750/1600/11250/1低壓側(cè)低壓側(cè)TA變比變比2000/53000/12000/14000/5高壓側(cè)二次額定電流高壓側(cè)二次額定