电气工程-电气主设备保护.docx

电气主设备继电保护 华北电力大学张 举 目 录 绪论大机组的特点及其保护配置 第一章发电机的继电保护 第一节发电机的故障和不正常运行状态及配置的保护方式第二节发电机的纵联差动保护 第三节发电机的匝间短路保护 第四节发电机的定子绕组单相接地保护第五节发电机的失磁保护 第六节发电机的后备保护 第二章电力变压器的继电保护 第一节电力变压器的故障、不正常运行状态及配置的保护方式第二节变压器的差动保护 第三节变压器的励磁涌流分析 第四节变压器的接地保护第三章母线的继电保护 第一节概述 第二节母线的电流差动保护 第三节电流比相式母线保护和母联相位差动保护第四节微机型母线保护 第五节断路器失灵保护 绪论大机组的特点及其保护配置 —发电机单机容量增大，主变容量增加 发电机单机容量：100MW，200MW，300MW，600MW，800MW，1300MW变压器容量： 120MVA，240MVA，360MVA，720MVA （一）设计方参数方面 1材料利用率高 2GD 的绝对值增加，但与容量的比值减小，产生以下影响。 2 （1）惯性时间常数减小。 2232.74GDn 2 2 3 H 10 S H为机组从 0加速到 1时所需的时间。 P COS S GD2 H 100MW 0.85 117.6 13 2.72 200MW 0.85 235 23 2.4 600MW 0.85 705 49 1.7 （2）发电机结构紧凑，热容量减小。 C P减小。C—瓦.秒/C 0；P—损耗。 定子绕组：转子绕组： 1.5Ie时，中小机组可运行2分钟。而600MW机组仅可运行30秒。 2Ie时，中小机组可运行30秒。而600MW机组仅可运行10秒。 （3）发电机承受负序电流的能力降低。 2*K I2t 2* 中小机组：水轮机组；40 汽轮机组 30 大机组： 汽轮机组 4 2发电机参数方面 （1） Xd增大，中小机组：1.7；600MW机组：2.5~2.7。 稳态短路电流值减小。影响发电机后备保护的灵敏度。 （2） Xd增大，功率极限下降，稳定储备降低。 Kch Pm PePe 100% （3）X d增大，发电机的平均异步转矩下降，发电机异步运行的滑差S增大，从系统吸 收的无功增加。 （4）Xd增大，维持发电机额定电压所需的励磁电流增大。由于突然甩负荷引起的过 电压、过励磁严重。 （5）X  d增大，中小机组：0.125~0.15；600MW机组：0.3~0.4。短路电流的周期分量 减小。主保护灵敏度降低。 ）大机组的X增大，R减小，定子绕组时间常数增大，短路电流中的非周期分量衰减慢。 （二）结构工艺方面 大机组的冷却方式复杂，大多数采用水—氢—氢方式。通风槽结构复杂，发生故障后修复困难。 大机组轴向长度与直径的比明显增大，运行时的振动加剧。匝间的绝缘磨损快，容易发生匝间短路。 大机组的并联分支多，尤其是水轮发电机。中性点引出方式复杂。水轮发电机多采用 分布中性点，汽轮发电机的中性点难于引出六个抽头，给匝间保护的实现带来困难。 （三）运行方面 1大机组的励磁系统复杂，可靠性较低。发生过电压，失磁故障的几率增加。2采用自并励系统的发电机，应考虑故障后短路电流快速衰减的问题。 发生异常运行的工况多，例如逆功率，低频、非全相、误上电等。 采用发电机变压器组的接线方式，发电机变压器之间无断路器，机端故障和发电机失 磁后使厂用电电压严重下降。  各型机组额定电流 P(MW ) 100 200 300 600 800 S(MVA ) 117.6 235 353 667 889 COS 0.85 0.85 0.85 0.9 0.9 Ue(KV ) 10.5 15.75 18 20 24 Ie(KA) 6.46 8.6 11.3 19.24 21.38 二大机组保护的配置 加强主保护，适当简化后备保护。最大限度保证机组的安全可靠运行。保护的类型可分为：主保护、后备保护、异常运行保护、非电量保护。保护方案：小机组：采用单主、单后备方式。 中等机组：双主、单后备方式。大机组：双主、双后备方式。 保护的动作对象： 高压侧断路器、母联断路器、灭磁开关、厂用变压器低压侧断路器。保护还需提供的出口： 关主汽门（水轮发电机关导水翼）、减励磁、切换厂用电、起动失灵。保护的跳闸方式： （1）全停：跳高压侧断路器、灭磁、跳厂变低压侧断路器、关主汽门、切换厂用电。 （2）解列灭磁：跳高压侧断路器、灭磁、汽机甩负荷。 （3）解列；跳高压侧断路器、汽机甩负荷。 （4）程序跳闸：对汽轮发电机首先关主汽门，待逆功率后，逆功率保护动作，再跳开发电机断路器并灭磁。对水轮发电机先将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器并灭磁。 （5）减励磁：将发电机的励磁电流减小到给定值。 （6）切换厂用电：