发电机纵联差动保护.doc

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1、第一节发电机纵联差动保护1.概述发电机定子绕组内部故障是一种常见的、破坏性很强的故障，对电厂发电机乃至电网的安全运行带来一系列严重影响，为此对发电机定子绕组及引出线的相间短路故障，应装设相应的保护装置作为发电机的主保护，保护装置应动作于停机，并应符合下列规定：(1)1MW及以下单独运行的发电机，如中性点侧有引出线，应在中性点侧装设过电流保护；如中性点侧无引出线，应在发电机机端装设低电压保护。(2)1MW及以下与其它发电机或与电力系统并列运行的发电机，应在发电机机端装设电流速断保护。如电流速断保护灵敏系数不符合要求，可装设纵联差动保护；对中性点没有引出线的发电机，可装设低压过流保护

2、。(3)对1MW以上的发电机，应装设纵联差动保护。(4)对发电机变压器组，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，100MW及以下发电机，可只装设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW以上发电机，除发电机变压器组共用纵联差动保护外，发电机还应装设单独的纵联差动保护，对200～300MW的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。发电机纵联差动保护应能达到下面的性能指标：(1)差动保护应具有防止区外故障误动的制动特性；(2)可以具有电流互感器(TA)断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流

3、大于额定电流的1.2～1.5倍时可自动解除闭锁；(3)动作时间(2倍整定电流时)不大于30ms；(4)整定值允差±5%。1995年，国家电力调度中心、原电力部安生司、电力机械局联合组建了发电机、变压器保护协调小组，对大型发电机、变压器保护的运行情况进行了调查，在所函调的100ＭＷ～200ＭＷ机组75台、300ＭＷ及以上机组82台和220ＫＶ及以上变压器15台中，1990～1995年间发变组(或变压器)差动保护动作121次，其中正确动作68次，正确动作率仅为56.2%。2.IEEE导则中的相关内容2.0概述通常配置某种动作特性的差动保护来反应发电机定子绕组相间短路，包括三相对称短路

4、、两相短路和两相接地短路。对发电机中性点某些接地方式，差动保护还能反应定子绕组单相接地故障。对中性点经高阻(配电变压器或消弧线圈)接地的发电机，差动保护不能反应定子接地故障，因为单相接地故障电流小于差动保护的灵敏度。2.1变比率差动保护变比率差动保护是应用最广泛的发电机差动保护，它的动作特性如图1所示。曲线的斜率可从0.05(穿越电流最小时)变到0.5(穿越电流最大时)。保护对内部故障灵敏动作，对外部故障和CT断线。2.2高阻抗差动保护如图2所示，在差回路中接入了一只高阻抗继电器。继电器根据加在其上的电压来区分内部故障和外部故障，外部故障时，加在继电器上的电压比较低；内部故障时，

5、加在继电器上的电压相对较高。图1在差动保护中，要求两侧的电流互感器具有相同的传变特性。在故障情况下，要保证电流互感器的传变特性不恶化。要保证两侧的电流互感器回路具有大致相等的负荷。3.原理及其微机实现3.1四方3.1.1保护原理比例制动式原理仅反应相间短路故障，即反应发电机中性点电流和机端电流，动作判据如下：式中：、－为动作电流和制动电流，且有，；、─差动电流起始值和制动特性的拐点电流值；－制动系数。图2带比率制动特性的发电机纵联差动保护动作特性3.1.2逻辑框图保护可投入差分加半周付氏算法。为了提高保护的动作速度，先采用半周付氏算法，此时，差动保护的速断电流、最小动作电流和制动

6、系数都自动提高18％。如果半周算法得到的结果不能动作，保护自动切换成差分加全周付氏算法。保护设有TA断线判别功能，用户可根据实际情况选择投入或退出TA断线判别功能。在投入TA断线判别功能时，还可以选择TA断线是否闭锁差动保护。判别TA断线的方法如下：a)仅有一相电流小于判别TA断线的低门槛值；b)该相另一侧电流大于判别TA断线的高门槛值。TA断线低门槛定值要躲过可能出现的最大零漂值，TA断线的高门槛定值为低门槛定值的2倍。当电流较大时（可整定为额定电流的1.2～1.5倍），即使TA断线，也不闭锁比率差动保护。为了防止一点在区内、另外一点在区外的两点接地故障的发生，还设有发电机定子

7、一点接地保护开放差动保护的功能，此功能由用户通过控制字选择。当选择此功能时，为了提高保护的可靠性，在差动保护仅有一相满足动作条件时，除增加计算次数和TA断线判断次数外，同时又有发电机定子一点接地保护动作的开入量时，保护才可发出跳闸命令。该保护经启动CPU的差动启动元件开放跳闸出口，保护的逻辑方框图如图3所示。图3发电机纵联差动保护动作逻辑图3.1.3模入、开入及开出量信息3.1.3.1模入(1)发电机机端三相电流(2)发电机中性点侧三相电流3.1.3.2开入(1)定子接地动作3.