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

2、，可装设低压过流保护。(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

3、判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流大于额定电流的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

4、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、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

5、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，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

6、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～

7、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

8、.1.3.2开入(1)定子接地动作3.