TA1 * TV4
TA01
发变组主保护配置图
TA2 *
500KV
87MT
87MT 主变差动 87G 发电机纵差 87GS 发电机横差 87AT 高厂变差动 87ET 励磁变差动
TV1 TV2
87G
TA6 *
TA7
* TA05
87GS
* TA11
87ET
* TA12
TA03
* TA8 TA5
*
TA04
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。
常见故障及保护配置
一、常见故障及保护配置 1.发电机常用见的故障和不正常工作状态 1.1常见的故障: 定子绕组相间短路，-故障率最高 定子绕组匝间短路;
(1)同相同分支绕组的匝间短路; (2)同相不同分支绕组间的匝间短路; 定子绕组单相接地短路; 转子绕组一点或两点接地; 低励失磁;
常见故障及保护配置
我厂的匝间保护由经工频变化量负序功率方向闭 锁的高定值段匝间保护和电流比率制动式纵向 零序电压构成的灵敏段匝间保护组成，电流比 率制动纵向零序电压的动作方程为：
式中，Uzo为机端纵向零序电压， Uzozd为纵向零序电压整定值，（250V低值，高值666.6V，0.2S） Imax为机端相电流最大值， I2为发电机机端负序电流， Kzo为比率制动系数， Ie为发电机额定电流，制动系数受工频变化量负序功率方向 影响。
常见故障及保护配置
2.2常见的不正常工作状态 变压器常见的不正常工作状态包括： 外部故障或过负荷引起的过电流； 油箱漏油造成的油面降低； 变压器中性点电压升高； 外加电压过高或频率过低引起的过励磁。
常见故障及保护配置
3.发电机保护的配置 纵联差动保护:反应定子绕组及其引出线的相间短路; 匝间保护:反应定子绕组的匝间短路故障; 单相接地保护:反应定子绕绕组单相接地故障;包括基波
发变组保护
讲解人：王峰
发变组保护装置采用南瑞RCS-985A数字式发 电机变压器保护装置，提供发变组所需要的 全部电量保护，保护范围：主变、发电机、 高厂变、励磁变、脱硫变。发变组保护装置 共配置三块屏，A、B屏配置两套RCS-985A， 可以实现主保护、异常运行保护、后备保护 的全套双重化。两套保护取不同组TA，主保 护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的 跳闸线圈。C屏配置非电量保护装置。
保护跳闸出口方式：
保护跳闸出口方式： 灭磁；（跳灭磁开关） 灭磁、启动失灵；（跳灭磁开关、启动失灵） 解列灭磁、启动失灵；（跳灭磁开关、启动失灵、
启动A、B分支快切、跳中断路器、跳边断路器、 跳脱硫变） 全停；（跳灭磁开关、启动失灵、启动A、B分支 快切、跳中断路器、跳边断路器、跳脱硫变、关 主汽门）
定子绕组过电压保护:用以切除机组突然甩负荷后引起的定子绕组过 负荷;
负序过电流保护:防止电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称 时, 定子绕组中产生的负序电流对发电机造成危害;可分为定时限负序 过电流、反时限负序过电流。
失步保护:大型发电机应装设反应系统振荡过程的失步保护; 逆功率保护:当汽轮机主汽门关闭时,发电机出口开关未跳闸时,发电机
87AT
TV3
TV5 *
TA9
TA10
TV6 *
保护原理
二、保护原理 1. 发电机差动保护 1.1比率制动式差动保护
差动电流、制动电流计算公式： 差动电流：
制动电流：
变斜率比例差动保护特性
发电机 12000A
发电机 900A
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
动作区域上多了两块灵敏动作区，少了一块易误动区，在区内故障时保证较高的灵
常见故障及保护配置
断路器断口闪络保护：本保护用于大型发电机-变压器 组在并列之前或跳闸后，在发电机电势与系统电压存 在角差导致断路器断口过电压而发生闪络现象时保护 发电机。
常见故障及保护配置
发变组、主变、高厂变、励磁变保护配置 发变组差动保护：可以同时保护发电机、主变、高厂变及其
之间引线的相间短路故障。（我厂不投） 主变差动保护：反应主变及其套管引出线的相间短路故障。 高厂变差动保护：反应高厂变及套管引出线的相间短路。 主变复合电压过流保护：主变、高压母线和相邻线路故障的
1.2常见的不正常工作状态: 定子过负荷和定子绕组过电流; 定子绕组过电压; 三相电流不对称; 失步; 逆功率; 过励磁; 转子绕组过负荷;
常见故障及保护配置
2.变压器常见故障及不正常工作状态 2.1常见的故障
变压器的故障可分为内部故障和外部故障，内部 故障是指变压器油箱内部发生的故障，外部故障是指 油箱外部绝缘套管及其引出线上的故障，主要有： 各相绕组间的相间短路故障； 单相绕组匝间短路； 单相绕组及引出线的单相接地故障； 绝缘套管闪络或单相接地故障； 引出线之间发生的相间短路故障。
频率过低或过高时,会对汽机轮叶片造成危害,频率异常保护就是 防止汽轮机叶片及其拉金的断裂事故.可分为低频保护和过频保护。 误上电（突加电压）保护：防止发电机在不具备并网条件下，发 电机出口开关误合闸，对电网和发电机造成危害。 启停机保护：在发电机启、停机过程中，反应定子绕组相间短路 和单相接地故障。
保护原理
3发电机匝间保护 3.1单元件式横差保护（我厂不投） 对于双Y接线的定子绕组，匝间短路 故障时会在两中性点连线中出现电流， 因此取用中性点连线上的电流可以构 成定子绕组的匝间短路保护。 这种匝间短路保护要求发电机必须是 双Y接线，且中性点有六个引出端子， 具有一定的局限性。
纵向零序电压构成的匝间保护
失去原动力变成电动机运行时,会对汽轮机尾部叶片造成危害,所以大 型机组要设逆功率保护用于保护汽轮机;
常见故障及保护配置
程序逆功率：在逆功率的基础上加上了汽轮机主汽门的位置闭锁， 即只有保护收到汽轮机主汽门关闭的信号且满足逆功率定值时， 保护才会动作。
过励磁保护:防止发电机及变压器因过励磁造成的危害; 频率异常保护:大型发电机允许的频率变化范围是48.5-50.5Hz,当
高厂变低压侧分支零序过流保护：保护高厂变低压 绕组及其分支引出线单相接地故障的保护，同时也 可作为6kV工作段母线上各元件单相接地故障的后 备保护。
高厂变通风启动保护：用于启动冷却器。 励磁变速断、过流保护：励磁变绕组相间短路的保
护。 励磁绕组过负荷：即转子绕组过负荷。
常见故障及保护配置
发变组非电量保护的配置： 发电机断水保护； 主变瓦斯保护，包括重瓦斯和轻瓦斯； 主变压力释放保护； 主变温度保护，包括油温和绕组温度； 主变油位异常保护； 主变冷却器全停保护； 高厂变瓦斯保护，包括重瓦斯和轻瓦斯； 高厂变压力释放保护； 高厂变温度保护，包括油温和绕组温度； 高厂变油位异常保护；
保护原理
4.2三次谐波定子接地保护 正常运行时: 机端三次谐波电压US3<中性点三次谐波电压UN3；
单相接地时：US3/UN3＝（1－α）/ α ，α < 50%时，US3≥UN3
三次谐波电压定子接地保护只能保护发电机中性点附近25%的范围。 三次谐波保护动作方程：
US3/UN3＞Ｋ3wzd 式中Ｋ３为三次谐波电压比值整定值。 由基波零序电压和三次谐波电压共同构成发电机定子绕组的100%
保护原理
励磁涌流对变压器并无危险，因为其存在的时间很短， 但却可能使发变组差动（变压器差动）出现误动现象。为了 避免这种误动，根据励磁涌流的特点引入了励磁涌流闭锁差 动保护的原理。 励磁涌流的特点： 1）含有大量高次谐波，其中以二次谐波为主； 2）含有大量非周期分量，使涌流偏向于时间轴的一侧； 3）励磁涌流波形出现间断角。
保护原理
电流比率制动原理匝间保护能保证外部故障时 不误动，内部故障时灵敏动作，由于采用了电 流比率制动的判据，零序电压定值只需按躲过 正常运行时最大不平衡电压整定，因此提高了 发电机内部匝间短路时的保护灵敏度。
当匝间保护专用PT发生一次断线时，必须 闭锁纵向零序电压保护，否则可能会使保护误 动。
可以根据励磁涌流的这些特点，制定励磁涌流闭锁差 动保护的原理，常用的有二次谐波制动和波形判别原理。
保护原理
谐波制动原理 采用三相电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭
锁的判据，动作方程为：
其中I2为每相差动电流中的二次谐波，I1为对应相的差流 基波，K2xb为二次谐波制动系数整定值。 当任一相电流中二次谐波的含量超过基波含量的一定值 时， 闭锁差动保护。
敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流，提高了差动保护的可靠性。
变斜率比例差动的优点
由于一开始就带制动，差动保护动作特性较好地与 差流不平衡电流配合，因此差动起始定值可以安全地 降低；
提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏 度，尤其是机组起停过程中（45～55Hz）内部轻微故 障差动保护的灵敏度；
发电机内部匝间短路表现为机端三相对中性点的不平衡 （发电机中性点不直接接地），即对中性点而言机端三相出现 纵向零序电压；当发电机内部或外部发生单相接地故障时，机 端三相对地出现横向零序电压。为了检测发电机的匝间短路 （包括定子绕组开焊故障），必须测量纵向零序电压但又不反 应横向零序电压，以免混淆单相接地故障和不对称短路，在发 电机的出口装设一个专用全绝绝缘电压互感器，其一次绕组中 性点直接与发电机中性点相连而不接地。所以，该电压互感器 二次绕组不能用来测量相对地电压。只有当发电机内部发生匝 间短路或者对中性点不对称的各种相间短路时，破坏了三相对 中性点的对称，产生了对中性点的零序电压，即纵向零序电压， 在它的开口三角绕组才有输出电压，即3U0≠0，使零序电压匝 间短路保护正确动作。为防止低定值零序电压匝间短路保护在 外部短路时误动作，还采用一些制动或闭锁量。