发变组保护原理课件.ppt

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1、发变组保护原理2010-5-18保护总体方案设计思想总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行保护的配置方案。其思想是将一个发变组单元的全套电量保护集成在一套装置中。对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护，每套保护装置采用不同组TA，均有独立的出口跳闸回路。非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立组屏。1.发变组保护配置配置方案一300MW-500KV机组配置方案二300MW-220KV机组配置方案三100MW-220KV机组2.比例差动保护动作特性3.发电机差动TA饱和问题以往认为：－发

2、电机差动采用保护级TA，并且TA同型；－区外故障电流倍数小，一次电流完全相同，二次不平衡差流小；因此，为提高内部故障灵敏度，降低差动起始定值、比率制动系数。实际情况：－发电机差动TA尽管同型，但两侧电缆长度可能不一致，部分机组TA不是真正同型TA；－区外故障电流倍数尽管小，但非周期分量衰减慢；结果，导致TA饱和，不平衡差流增大，差动保护屡有误动发生；差动保护TA断线报警或闭锁内部故障时，至少满足以下条件中一个：（1）任一侧负序相电压大于2V（2）起动后任一侧任一相电流比起动前增加（3）起动后最大相电流大于1.2Ie（4

3、）同时有三路电流比启动前减小因此，差动保护启动后40ms内，以上条件均不满足，判为TA断线。如此时“TA断线闭锁比率差动投入”置1，则闭锁差动保护，并发差动TA断线报警信号，如控制字置0，差动保护动作于出口，同时发差动TA断线报警信号。4.定子绕组单相接地保护定子接地保护的必要性：a单相接地引起非故障相及中性点电位升高。b中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动作，经过长期运行，在机端侧再发生第二点接地，中性点电位升高，第一个接地点接地电流增大，而过渡电阻减小，结果发生相间或匝间严重短路。c其次单相接地引起铁心的

4、损伤。机组越大分布电容越大，接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧，引起绕组绝缘及定子铁心损坏。4.1基波零序电压保护4.1.1单相接地故障时的基波零序电压对于主变压器高压侧中性点不论是否接地，当高压系统发生接地故障时，直接传递给发电机的零序电压超过定子接地保护的动作值，对于跳闸接地保护可以经主变高压侧零序电压闭锁，基波报警可以用时间避开。基波零序电压型定子接地保护简单可靠，是现在用的比较普遍的保护，保护区80%~90%中性点接地时基波保护存在死区。4.1.2基波零序电压定子接地保护的特点4.1.3基波定子接地保护判据

5、（1）灵敏段基波零序电压保护，动作于信号时,其动作方程为:Un0＞U0zd式中Un0为发电机中性点零序电压，U0zd为零序电压定值。灵敏段动作于跳闸时，还需主变高、中压侧零序电压闭锁，以防止区外故障时定子接地基波零序电压灵敏段误动。（2）高定值段基波零序电压保护，动作方程为：Un0＞U0hzd保护动作于信号或跳闸均不需经主变高、中压侧零序电压辅助判据闭锁。4.2三次谐波定子接地保护4.2.1三次谐波电压源1由于发电机气隙磁通密度分布非正弦分布和铁磁饱和影响，在定子绕组中感应电势除基波分量外还含有高次谐波，其中三次谐波含

6、量较高。2对于水电机组三次谐波电压随无功近似线性增长。这是因为凸极发电机带感性无功时，纵轴电枢反应将对三次谐波励磁势起助磁作用，而且随无功增大励磁必相应增大，励磁磁通势三次谐波必然增大。3TV饱和引起。将引起三次谐波的虚假增大。4.2.2单相接地时三次谐波分布特点4.2.3现有三次谐波定子接地保护存在问题三次谐波电压比率判据－启停机过程中易误动－正常运行机组频率变化时，三次谐波滤过比下降，易导致误动调整型三次谐波电压判据－启停机过程中易误动－正常运行机组频率变化时，三次谐波滤过比下降，易导致误动－运行方式变化时，易误动

7、4.2.4三次谐波比率判据自适应三次谐波电压比率判据：发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应状态变化频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率45～55Hz范围内三次谐波电压滤过比不受影响在系统频率严重偏离50HZ时，采用按频率比率制动原理4.2.5三次谐波差动判据三次谐波电压差动判据：正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使正常运行时差电压接近为0；可以保护100

8、％的定子接地4.2.6三次谐波电压差动可靠性：频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率49.5～50.5Hz范围内保护功能不受影响；在机组频率超出49.5～50.5Hz范围时，闭锁本判据；机组并网后负荷电流大于0.2In时，自动投入本判据；当TV断线时闭锁本判据。由于采用了以上辅助判据，尽管三次谐波电压差动判据在定子接地时灵敏度很高，但