IEEE电站继电保护配置介绍
电力系统继电保护配置原则

电力系统继电保护配置原则一、概述电力系统是指由发电、送电、变电、配电和用电等各个环节(一次设备)所构成的有机整体,也包括相应的通信、继电保护(含安全自动装置)、调度自动化等设施(二次设备)。
电力系统安全运行是指运行中所有电力设备必须在不超过它们所允许的电流、电压、频率及时间限额内运行(强调充裕性)。
不安全的后果可能导致电力设备的损坏,大面积停电。
2003年8月14日下午,美国纽约、底特律和克利夫兰以及加拿大多伦多、渥太华等城市均发生停电事故。
事故原因俄亥俄州阿克伦城的第一能源公司的两根高压电线其中一根因树枝生长碰至线路后跳闸,另外一条线路因安全自动装置误动,导致第二条线路跳闸,最终导致各个子电网潮流不能平衡,最终系统解列。
可见,要保证电力的安全稳定运行,必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。
继电保护顾名思义在系统发生故障时及时隔离故障点保护一次设备,同时能够让电力系统继续安全稳定运行。
二、基本要求继电保护配置方式要满足电力网结构和厂站的主接线的要求,并考虑电力网和厂站的运行方式的灵活性。
所配置的继电保护装置应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
1)要根据保护对象的故障特征来配置。
继电保护装置是通过提取保护对象表征其运行状况的故障量,来判断保护对象是否存在故障或异常工况并米取相应的措施的自动装置。
用于继电保护状态判别的故障量,随被保护对象而异,也随电力系统周围条件而异。
使用最普遍的工频电气量,而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其它量,如功率、序相量、阻抗、频率等,从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。
2)根据保护对象的电压等级和重要性。
不同电压等级的电网的保护配置要求不同。
在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高,往往强调主保护,淡化后备保护。
220kV及以上设备要配置双重化的两套主保护。
所谓主保护即设备发生故障时可以无延时跳闸,此外还要考虑断路器失灵保护。
继电保护的设置

继电保护的设置电力系统继电保护设置是否合理,直接影响电力系统输电线运行的可靠性。
继电保护选用的不合理,被保护线路有故障时保护该动不动,不该动时误动,影响了送电的可靠性。
故选用合适的继电保护是十分重要的。
选择是根据电力系统电网结构、电压等级、接线方式、线路长度、用户性质以及继电保护的性能和特点进行的。
电力系统按继电保护的作用可分为主保护、后备保护、辅助保护、异常运行保护。
1、主保护:当被保护元件出故障时能以最快速度有选择地切除故障,保证无故障元件安全运行。
如主变压器的差动保护;线路的电流速断保护。
2、后备保护:当被保护元件主保护拒动时,能以较长的时间(相对于主保护)切除故障称后备保护。
线路保护中的过流保护可做本线路和相邻线路的后备保护。
后备保护可分近后备和远后备。
远后备:是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现切除故障。
近后备:是当主保护拒动时由本设备或线路的另一套保护来切除故障。
当断路器拒动时由断路器失灵保护实现后备。
3、辅助保护:为了补充主保护和后备保护的性能或主、后保护退出运行而增加的简单保护。
如断线闭锁、启动保护。
4、异常运行保护:是反映被保护设备异常运行状态的保护,作用于发信号或跳闸。
如低励失磁、过负荷。
名词解释1、线路保护中的几个名词在电力系统中,输电线路发生短路故障的特征是线路中的电流增大、电压降低,电流与电压之间相角增大。
利用正常运行和故障时电流、电压及它们之间相角的变化,可以构成电流、电压和方向保护。
即反映故障时电流增大而动作的保护,称为过电流保护;反映故障时电压降低而动作的保护,称为低电压保护;反映电流、电压之间相位差的变化而动作的保护称为方向保护。
他们都安装在线路的始端(即电源端),这些保护的优点是保护范围可以延伸到相邻线路中去,因而可以作为相邻线路的后备保护;缺点是不能严格区分保护范围内部和保护范围外部的短路,为了保证选择性,则将影响了它的速动性或灵敏性。
继电保护配置原则

继电保护配置●一般规定●电力系统中的电力设备和线路,应装设短路故障和异常运行保护装置。
电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护,必要时可再增设辅助保护。
●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。
●后备保护是主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护。
后备保护可分为远后备和近后备两种方式。
⏹远后备是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。
⏹近后备是当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护;是当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现的后备保护。
●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。
●异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
◆继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
◆电力设备或电力网的保护装置,除预先规定的以外,都不允许因系统振荡引起误动作。
◆保护用电流互感器(包括中间电流互感器)的稳态比误差不应大于10%,必要时还应考虑暂态误差。
对35kV及以下电力网,当技术上难以满足要求,且不致使保护不正确动作时,才允许较大的误差。
●原则上,保护装置与测量仪表不共用电流互感器的二次绕组。
当必须共用一组二次绕组时,仪表回路应通过中间电流互感器或试验部件连接。
当采用中间电流互感器时,其二次开路情况下,保护用电流互感器的稳态比误差仍应不大于10%。
◆在电力系统正常运行情况下,当电压互感器二次回路断线或其他故障能使保护误动作时,应装设断线闭锁或采取其他措施,将保护装置解除工作并发出信号。
当保护不致误动作时,应设有电压回路断线信号。
◆为了分析和统计继电保护的工作情况,保护装置设置指示信号,并应符合下列要求:●在直流电压消失时不自动复归,或在直流电源恢复时,仍能重现原来的动作状态。
●能分别显示各保护装置的动作情况。
●在由若干部分组成的保护装置中,能分别显示各部分及各段的动作情况。
继电保护的组成及要求

继电保护的组成及要求第一篇:继电保护的组成及要求继电保护的组成及要求继电保护一般由输入部分、测量部分、逻辑判断部分和输出执行部分组成。
现场信号输入部分一般是要进行必要的前置处理,如隔离、电平转换、低通滤波等,使继电器能有效地检查各现场物理量。
测量信号要转换为逻辑信号,根据测量部分各输出量的大小、性质、逻辑状态、输出顺序等信息,按照一定的逻辑关系组合运算最后确定执行动作,由输出执行部分完成最终任务。
继电保护的基本要求应当满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性的要求。
选择性指保护装置动作时,仅将故障器件从电力系统中当独切除,使停电的范围尽量地缩小,保证系统中无故障的部分正常运行;速动性是指保护装置应尽快切除短路故障,它的目的就是提高系统的稳定性,从而减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小受故障所影响范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。
灵敏性是指对于保护的范围内,发生故障或不正常运行状态的反应能力。
可靠性是指继电保护装置在保护范围内发生动作时的可靠程度。
继电保护常见的故障分析电流互感饱和故障。
电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。
随着配电系统设备终端负荷的不断增容,如果发生短路,则短路电流会很大。
如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时,电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上。
在常态短路情况下,越大电流互感器误差是随着一次短路电流倍数增大而增大,当电流速断保护使灵敏度降低时就可能阻止动作。
在线路短路时,由于电流互感器的电流出现了饱和,而再次感应的二次电流小或者接近于零,也会导致定时限过流保护装置无法展开动作。
当在配电系统的出口线过流保护拒绝动作时而导致配电所进口线保护动作了,则会使整个配电系统出现断电的状况。
开关保护设备的选择不当。
开关保护设备的选择是非常重要的一项工作,现在的多数配电都在高负荷密集的地区建立起开关站,也就是采用变电所—开关站—配电变压器的供电输电的模式。
继电保护配置

1·最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路。
在发生短路时可能产生以下后果:1、通过短路点的很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏。
2、短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力的作用,引起它们的损坏或缩短使用寿命。
3、电力系统中部分地区的电压大大降低,使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废品。
4、破坏电力系统的各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使系统瓦解。
2·电力系统继电保护是继电保护技术和继电保护装置的统称。
1.继电保护技术是一个完整的体系,它主要包括电力系统故障分析、各种继电保护原理及实现方法、继电保护的设计、继电保护运行及维护等技术。
2.继电保护装置是完成继电保护功能的核心。
继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
3·继电保护的基本任务1、当电力系统发生故障时,自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障设备迅速恢复正常运行;2、反映电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人员)而动作于发出信号、减负荷或跳闸4·继电保护四个基本要求:可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
(1)可靠性包括安全性和信赖性,是对继电保护性能的最根本要求(2)选择性——保护装置动作时,在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开,最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行(3)速动性——尽可能快地切除故障,以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间,降低设备的损坏程度,提高电力系统并列运行的稳定性。
(4)灵敏性——指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
5·互感器互感器包括电流互感器和电压互感器,是一次系统和二次系统之间的联络元件,将一次侧的高电压、大电流变成二次侧标准的低电压(100V)和小电流(5A或1A),用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电,使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。
继电保护配置

4继电保护装置的整体配置4.1 概述为了满足电力系统稳定方面的要求,对于300MW发电机-变压器组故障要求快速切除。
为了确保正确快速切除故障,要求对300MW发电机-变压器组设置双重快速保护。
各保护装置动作后所控制的对象,依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同而不同,对于发电机双绕组变压器,通常有以下几种处理方式:全停:停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。
解列灭磁:断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器。
解列:断开高压侧断路器。
减出力:减少原动机的输出功率。
发信号:发出声光信号或光信号。
母线解列:对双母线系统,断开母线联络断路器,缩小故障波及范围。
4.2保护配置依据――《继电保护和安全自动装置技术规程》1. 对300MW及以上的汽轮发电机组,应装设双重快速保护,即装设发电机纵联差动保护、变压器纵差动保护和发电机、变压器共用纵联差动保护。
2. 发电机-变压器组:对100MW及以上的发电机,应装设保护区为100%的定子接地保护。
3. 对于定子绕组为星形联接,每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机,应装设单继电器式横差保护。
4. 200MW及以上的发电机应装设负序过电流保护和单元件低电压起动的过电流保护,当灵敏度不满足要求时,可采用阻抗保护。
5. 对于200MW及以上汽轮发电机宜装设过电压保护。
6. 对过负荷引起的发电机定子绕组过电流,应装设定子绕组过负荷保护。
7. 发电机转子承受负序电流的能力,以I2t≤A为判据,其中I为以额定电流为基准的负序电流标么值;t为时间(s),A为常数。
对不对称负荷,非全相运行及外部不对称短路引起的负序电流,应装设转子表层过负荷保护。
8. 100MW及以上A<10的发电机,应装设由定时时限和反时时限两部分组成的转子表层过负荷保护。
9. 对励磁系统故障或强励磁时间过长引起的励磁绕组过负荷,在100MW及以上,采用半导体励磁系统的发电机上,应装设励磁加回路过负荷保护,对300MW及上发电机,保护由定时限和反时限两部分组成。
IEEE电站继电保护配置介绍

:和,60044-1:600/5, 25VAC57.13:,电流不平衡失去原动力(电动机运行)调相运行与系统解列失步次同步振荡保护双重化/独立电源:发电机保护的配置应保证主保护和后备保护不相互影响。
当采用微机型综合保护装置时,应配置两台或多台微机保护装置。
每套保护应有独立的电源系统,电流和电压信号应尽可能取自不同的VT 和CT 发电机带/不带出口断路器:发电机出口装设断路器和不装断路器的接线方案如下:不装断路器方案: 在这个方案,发电机和主变﹑厂变采用单元制接线。
发变组和系统的分断点在主变压器高压侧断路器,通常布置在开关场内。
发电机定子绕组一般为Y接,中性点经高阻接地。
主变压器的接线组别一般为Yn,d11。
高厂变可能是一台或两台,也可能是双绕组或三绕组,取决于机组的容量。
高厂变一般采用中阻接地。
装设断路器方案: 这种接线方案通常用于联合循环机组或大容量发电机组。
同期点在发电机出口断路器,在主变低压侧。
主变和高厂变的配置与不设发电机断路器方案基本相同。
发电机定子绕组一般为Y接,中性点经高阻接地。
发电机保护出口方式: 发电机保护出口通常分为四类,见表3.1-1。
备保护(51V) 原理简单。
保护采用低电压启动或复合电压启动,整定值可以低于发电机负荷电流。
相距离后备保护可选用一个或两个阻抗圆,应注意信号电压的相角要与系统电压一致。
系统后备保护应动作于发电机断路器和灭磁开关,并启动发电机断路器失灵保护。
3.3.2 过激磁保护( 24)当电压升高频率不变或频率降低电压不变,就会出现过激磁。
电压/频率比值增大,会使铁芯饱和,铁芯饱和之后,铁损增加使铁芯温度上升。
严重时会造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。
在发电机启停过程中,将由低频引起过激磁;甩负荷时,可能由于过电压产生过激磁;误操作也可能造成过激磁。
电压/频率继电器既为发电机提供过激磁保护也为主变压器提供过激磁保护。
通常,发电机励磁系统带有过励限制器,电压/频率继电器可作为过励限制器的后备。
最完整的继电保护配置图,拿走不谢。

最完整的继电保护配置图,拿走不谢。
在继电保护设计过程中,继电保护配置图是初步设计的关键图纸,是后续设计的基础。
继电保护配置图是用于表示被设计元件应配置的继电保护功能,以及互感器与保护功能之间的对应关系、保护出口方式等的电气设计图。
继电保护配置图应包含以下内容:(1)一次设备及其连接关系。
一次设备应标示文字符号及编号。
(2)继电保护功能类别。
(3)互感器的位置及其与继电保护功能的对应关系。
互感器应有文字符号及编号,可给出变比、准确等级等。
(4)保护出口方式。
对于出口方式较简单的线路保护等,出口方式可省略。
(5)测量、自动控制等功能的配置情况及其与互感器的对应关系等。
输电线路保护配置图如图1[1]所示。
由于电压互感器与保护测控装置的连接较简单,在图中往往不加标注,因此该图也被称为TA配置图。
若线路配置有含通信通道的纵联保护,在配置图中应体现通信通道的配置情况。
图1 110kV线路保护(TA)配置图对于发电机、变压器保护配置图,由于出口方式存在多种情况,在配置图中应给出保护测控装置的出口方式。
图2[2]为110kV主变压器保护配置图。
对于发电厂保护,若发电机和变压器采用单元接线,通常将发电机保护、主变保护、厂用变保护、励磁变保护等放在一张配置图中。
如图3和图4所示[3]。
图3 200-300MW发电机变压器组保护配置图图4 300-600MW发电机变压器组保护配置图图3中清楚地给出了各个保护功能的出口方式。
图4是微机型保护配置图的一种,图中未给出保护出口方式,需要根据产品说明书中的跳闸矩阵及定值表说明出口方式,这种情况并不多见。
目前微机保护装置均为成套装置,通常一套装置就可实现被保护元件配置的所有保护功能。
在一些保护装置说明书中,也存在图5所示的配置图。
图5不能作为正式的保护配置图。
图5 300MW-500KV机组TA、TV配置示意图对于接线较简单的变电站,通常在一张图纸中给出站内所有电气设备的保护测控配置情况,如图6[4]。
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:和,60044-1:600/5, 25VAC57.13:,电流不平衡失去原动力(电动机运行)调相运行与系统解列失步次同步振荡保护双重化/独立电源:发电机保护的配置应保证主保护和后备保护不相互影响。
当采用微机型综合保护装置时,应配置两台或多台微机保护装置。
每套保护应有独立的电源系统,电流和电压信号应尽可能取自不同的VT 和CT 发电机带/不带出口断路器:发电机出口装设断路器和不装断路器的接线方案如下:不装断路器方案: 在这个方案,发电机和主变﹑厂变采用单元制接线。
发变组和系统的分断点在主变压器高压侧断路器,通常布置在开关场内。
发电机定子绕组一般为Y接,中性点经高阻接地。
主变压器的接线组别一般为Yn,d11。
高厂变可能是一台或两台,也可能是双绕组或三绕组,取决于机组的容量。
高厂变一般采用中阻接地。
装设断路器方案: 这种接线方案通常用于联合循环机组或大容量发电机组。
同期点在发电机出口断路器,在主变低压侧。
主变和高厂变的配置与不设发电机断路器方案基本相同。
发电机定子绕组一般为Y接,中性点经高阻接地。
发电机保护出口方式: 发电机保护出口通常分为四类,见表3.1-1。
备保护(51V) 原理简单。
保护采用低电压启动或复合电压启动,整定值可以低于发电机负荷电流。
相距离后备保护可选用一个或两个阻抗圆,应注意信号电压的相角要与系统电压一致。
系统后备保护应动作于发电机断路器和灭磁开关,并启动发电机断路器失灵保护。
3.3.2 过激磁保护( 24)当电压升高频率不变或频率降低电压不变,就会出现过激磁。
电压/频率比值增大,会使铁芯饱和,铁芯饱和之后,铁损增加使铁芯温度上升。
严重时会造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。
在发电机启停过程中,将由低频引起过激磁;甩负荷时,可能由于过电压产生过激磁;误操作也可能造成过激磁。
电压/频率继电器既为发电机提供过激磁保护也为主变压器提供过激磁保护。
通常,发电机励磁系统带有过励限制器,电压/频率继电器可作为过励限制器的后备。
如果装设了发电机出口断路器,就要为主变单独考虑过激磁保护。
继电器的选择: 有四种型式的电压/频率继电器- 可编程的, 反时限, 单段式定时限和两段式定时限。
最好的是可编程的,这种类型的继电器可根据被保护设备的特性进行整定。
其次是反时限特性的继电器。
定时限的灵活性差一些。
继电器的整定: 要进行正确的整定,就必须知道被保护设备的过激磁限值。
A NSI/IEEE 给出了下面的连续运行的限制值:发电机: 1.05 p.u. 在额定频率下;变压器: 1.05 p.u. 额定负荷, 功率因数0.8 及以上; 1.1 p.u. 空载。
设备供货商会提供超过上面限制值时的允许时间,需要提醒的是:对于主变压器要考虑分接头的位置。
跳闸: 过激磁会导致设备损坏,该保护动作于发电机断路器和灭磁开关,跳闸信号通常连到全跳。
由于时限过长会导致严重的设备损害,程序跳闸不推荐。
3.3.3 低电压保护(27)对于大型发电机,低电压保护通常只发报警信号。
继电器的选择: 一般的发电机综合保护继电器都含有低电压检测和时间功能。
继电器的整定: 为了避免低电压保护在启动过程中误动,低电压保护功能只有在发电机并网后启动。
该保护需串接发电机断路器辅助节点。
继电器一般整定在90%额定电压,延时应大于切除系统短路所需时间。
跳闸: 对于大型发电机,低电压保护通常只发报警信号;对于一些小机组可以动作于跳机。
3.3.4逆功率保护(32)不管是何种原因引起,一旦发电机变成电动机运行,对于汽轮机就会产生大的摩擦鼓风损耗。
产生的热量会造成汽轮机组件出现热应力,会导致汽轮机动静叶摩擦;对于燃气轮机,摩擦鼓风损耗可能会造成传动装置故障;对于水轮机,逆功率可能导致叶片气穴现象;而对于柴油机,由于有未完全燃烧的燃料,逆功率可能会引起火灾或爆炸的危险。
逆功率保护主要用来保护原动机,还可以参与程序跳闸。
继电器的选择: 蒸汽轮机组要求逆功率继电器具有较高的灵敏度(一般为发电机额定功率的0.5% )用于其它原动机的逆功率继电器灵敏度可以再发电机额定输出的10%。
对于蒸汽轮机,由于程序跳闸的需要,一般装设两套逆功率保护。
其中一套作为后备。
继电器的整定: 对于蒸汽轮机,该保护的整定应尽可能的灵敏。
对于程序跳闸方案,逆功率保护要配合主汽阀位置开关动作。
故障时先跳主汽阀,当主汽阀关闭后,第一套逆功率保护快速动作跳开发电机断路器和灭磁开关。
第二套逆功率保护不和主汽阀位置开关连锁,整定时加一个长延时,若主汽阀位置开关出现故障,可作为后备保护。
跳闸: 对于蒸汽轮机,该保护作为程序跳闸的一部分。
对于其他机组,该保护根据实际情况动作于发电机跳闸或全跳。
3.3.5失磁保护(40)同步发电机部分或全部失磁,无论对发电机还是电网都是有害的。
如果不能快速的查出失磁,有可能会导致系统振荡和发电机损坏。
励磁减弱或消失,发电机由发出无功变成吸收无功,发电机的运行会不稳定。
感应发电机运行方式会导致转子表层温度升高,比较高的感应电流也会引起定子绕组过负荷和定子温度上升。
短则十几秒,长则几分钟会造成发电机损坏。
失磁的原因可能是:励磁回路开路,励磁回路短路,历磁开关误动,整流装置故障,励磁控制器故障,励磁机或交流励磁电源故障,等等。
继电器的选择: 发电机失磁时有三种现象可能会同时或先后发生:发电机端电压会降低;无功功率流向发电机;负载等效阻抗由第一象限移动至第四象限。
最广泛采用的检测发电机失磁的方法是测量发电机端阻抗的变化。
对于大机组,通常采用双阻抗圆判据。
继电器的整定: 失磁阻抗继电器的两个阻抗圆分别按异步边界和静稳边界整定。
跳闸: 失磁保护一般动作于发电机断路器和灭磁开关。
3.3.6负序过流保护( 46)系统中发生不对称短路,或三相负荷不对称时,将有负序电流流过发电机的定子绕组,并在发电机中产生对转子以两倍同步转速的磁场,从而在转子中产生倍频电流,形成局部高温,危及设备安全。
为防止发电机的转子遭受负序电流的损伤,大型发电机都要求装设负序电流保护。
继电器的选择:可以采用反时限特性的电磁型继电器,也可以采用静态或微机型继电器。
微机型的保护特性可以更贴近发电机的I22t能力曲线。
继电器的选择: 断路器失灵保护通常由过流检测元件和时限继电器组成,时限继电器的启动时间和复归时间应可调。
继电器的整定: 失灵保护的动作时间应大于故障元件断路器的跳闸时间和继电保护返回时间之和再加裕度时间。
某些故障并不会产生大的过流,如:定子接地,逆功率,过激磁,低频和负序等,这时应加入断路器辅助接点52a来判断断路器是否失灵。
也有人持有不同观点,他们认为52a接点在断路器失灵时,可能会传递不正确的信息。
这里需要大家讨论。
跳闸: 失灵保护需跳开环绕失灵断路器四周所有的断路器。
3.3.9误上电保护发电机在盘车过程中,由于出口断路器误合闸,突然加上三相电压,而使发电机异步启动,会在几秒钟内给机组造成损伤。
一般来说,设置专用的误上电保护比较好,可以用一个低频元件和一个过流元件组成。
3.3.10发电机过电压保护(59)对于大机组,运行中有可能出现危及绝缘安全的过电压,需要装设过电压保护。
继电器的整定: ANSI C37.102 推荐瞬时过电压元件整定值为发电机额定电压的130 至150%。
延时过电压元件整定值为发电机额定电压的110% 在4 5 至60 秒内跳闸。
注意,过电压保护的整定值应与过激磁保护配合。
跳闸: 与过激磁保护相同。
3.3.11发电机母线接地保护( 59BN)59BN 过电压继电器,动作于机组中性点对地产生的零序电压。
一般地,在发电机出口断路器打开,定子接地保护退出工作状态的情况下,该保护可提供对发电机母线接地的保护。
继电器的选择和整定: 该保护一般整定在5 至10% ,带5秒的延时。
3.3.12电压互感器回路断线保护(60FL)在实际运行中,电压互感器信号消失的情况不能完全避免。
其原因可能是:V T的熔丝熔断;回路断线;抽屉抽出;触点腐蚀,等等。
电压信号消失可能导致某些保护误动作,电压调整器过调导致过激磁。
大机组一般都装设多台VT,分别接保护,测量和电压调整器。
如果保护回路的VT断线,应闭锁21, 32, 40, 51V等保护功能;如果电压调整器回路的VT断线,应切换到手动或其他VT。
继电器的选择: 电压互感器回路断线保护由电压平衡及电器(60) 实现。
它可以比较两个VT的二次电压,当某个VT回路断线,就会出现不平衡电压。
对于单台VT的情况,可以通过检测负序电压和正负序电流来判断电压互感器回路断线。
继电器的整定: 对于电压平衡继电器, 整定值一般设定为15%。
对于检测负序电压电流的继电器,当正序电流正常出现负序电压而没有负序电流的情况时,可以认定发生了电压互感器回路断线。
一般加一个非常短的延时(小于5周波),以避免误动作跳闸: 如果电压调整器回路的VT断线,应发信号切换到手动或其他VT ;如果保护回路的VT断线,应闭锁21, 32, 40, 51V 并发出报警信号。
3.3.13失步保护( 78)负荷变化,失磁,系统开关操作或故障等,都有可能引起电力系统的摆动。
如果摆动过大,就可能造成机组失步。
失步振荡电流的幅值与短路电流可比拟,振荡电流在较长时间内反复出现,使发电机遭受力和热的损伤。
振荡过程中出现的扭矩,可能会使大轴扭伤。
对于大机组,宜装设失步保护。
失步保护动作后的行为应由系统安全稳定运行的要求决定。
另外,汽轮机快速汽阀操作系统可改善机组的瞬态稳定度,由于截止阀的特性不同,可改善1至2个周波。
3.3.14频率异常保护(81/O, 81/U)频率异常对发电机和汽轮机都有影响,但频率异常保护主要用于保护汽轮机。
汽轮机的每级叶片都有一自振频率,如果运转频率接近自振频率,可能造成叶片疲劳,甚至断裂。
材料疲劳是一个不可逆的积累过程,所以汽轮机都给出在规定频率下允许的累计运行时间。
继电器的选择: 一般的发电机多功能保护继电器都带有频率异常保护,并具有多重定值和延时功能。
继电器的整定: 频率异常保护整定需要考虑的因素比较多,下面的意见供参考:·对于汽轮发电机超频保护一般不用。
因为频率升高,说明系统中有功功率过剩,将由调速器或工频调节装置动作于降低原动机出力,必要时将从系统中切除部分机组,以促使频率恢复正常。
频率异常保护应按照制造厂给出的频率限制值整定,如果当地电网有特殊要求应得到制造厂的确认。
低频保护应与自动减载装置相配合。
单个的低频保护继电器故障不应误跳机组。
当机组没有并网仅带厂用电运行时,低频保护也要处于工作状态。
频率异常时要向运转员发出报警信号。
锅炉给水泵,循环水泵和凝结水泵受频率影响很大,整定时还要考虑频率对厂用负荷的影响。
·对于燃机发电机1)燃机对频率的要求比蒸汽轮机组还要严格。