发变组保护原理讲义.ppt

发变组保护原理 安徽省电力科学研究院 系统研究所 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1.2 Ie （4）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 （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。 3 TV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 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