G60发电机保护配置探讨
G60发电机保护配置探讨
近年来,G60数字式发电机保护在现代大型机组中得到了广泛应用,对其应用进行总结分析有着重要的现实意义。本文结合国内电网的实际情况,简要介绍了G60发电机保护装置的软件及硬件构成,分析了在我国大型机组中的保护配置的特点,以期对G60发电机保护的安全运行提供有益参考,促进发电机保护运行水平的不断提高。
标签：发电机G60 保护配置
0 引言
继电保护作为电力系统的保护和控制部分,是对电力系统中发生的异常或故障情况进行检测,从而直接将故障部分隔离、切除,或发出报警信号的一种重要措施。继电保护与电力系统一次设备密切相关,是保障电网可靠运行的重要组成分,具有可靠性、灵敏性、快速性和选择性四个特点[1]。随着我国电力系统容量日益增大,范围越来越广,对继电保护的研究越来越有着重要的现实意义。继电保护不仅需要采用国内外先进技术,同时需要根据一次设备的特点进行相应的改进和创新。本文就针对美国通用电气公司(GE公司)生产的发电机保护装置展开分析。
1 G60保护配置简介
G60发电机保护系统是一种发电机综合保护系统,由美国GE公司生产发电机的标准配置保护装置,属于新一代通用型UR 系列继电器中的一种,主要用于大型发电机保护。它可以满足发电机保护应用的任何要求,主要是采用模块化的硬件设计,硬件具有可扩展性,可根据现场实际应用灵活配置各种插件。其模件主要由人机接口(MODULAR HMI)及电源(POWER)、模拟量I/O(ANAIO)、开关量I/O (DIGIO)、数字信号处理器(DSP)、主处理器(CPU)等六个基本模块组成。模件采用抽屉式封装,便于插拔与维护,且这些模块之间采用高性能的高速数据母线通讯,避免了保护与通讯发生“瓶颈”问题。
G60发电机保护系统所保护的发电机容量最高可以为1000MW,具有强大快速的以太网通讯功能。此外,G60采用了面向对象的程序设计技术,模块化的实现各种不同功能。其功能强大,可以先进的自动化,能够实现保护、测量、控制、通讯等多种功能,包括广泛的I/O选择和配置并具有最大程度缩短发电机故障停机时间的特性。G60配有功能强大的通讯软件UR setup,具有完备的故障录波与事件记录功能。可以方便的通过软件完成录波与事件的获取、实时值监视、波形分析、定值设定、逻辑编程、实验调试等工作[2]。
2 G60保护配置特点
2.1 100%定子接地
Q_GDW-08-J109-2010《华东电网发电机频率异常保护配置和应用原则
Q/GDW-08 华东电网有限公司企业标准 Q/GDW-08-J109-2010 华东电网机组频率异常 保护配置和应用原则 发布 华东电网有限公司
Q/GDW-08-J109-2010 目 次 前 言.............................................................................II 引 言............................................................................III 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 监督职责和监督范围 (1) 3.1 监督职责 (1) 3.2 监督范围和内容 (1) 4 技术原则 (1) 4.1 发电机组性能的要求 (1) 4.2 频率异常保护 (2) 4.3 失磁保护装设规定 (3) 4.4 失步保护装设规定 (4) 4.5 设备（保护）定值 (4) 5 配置原则 (4) 5.1 发电机低频率保护 (4) 5.2 发电机高频率保护 (4) 5.3 发电机失步保护 (4) 5.4 发电机失磁保护 (5) 5.5 发电机过励磁保护 (5) 6 整定要求 (5) 6.1 基本要求 (5) 6.2 定值设定 (5) 6.3 过励磁保护整定 (5) 6.4 发电机组低频保护定值 (6) 6.5 汽轮发电机的高频率保护 (6) 6.6 失磁保护的延时整定 (6) 6.7 发电机失步保护 (7) 7 运行管理 (7) I
Q/GDW-08-J109-2010 前 言 本标准按GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由华东电网有限公司华东电力调度通信中心提出。 本标准由华东电网有限公司科技信息部归口。 本标准起草单位：华东电力调度通信中心。 本标准主要起草人：倪腊琴、庄侃沁、胡宏、黄志龙、厉刚、王亮、陈建民、章耀耀、刘虎林、刘中平。 II
7.1简述发电机保护的配置
7.1 简述发电机保护的配置 答：（1）对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。 （2）对直接连于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。 （3）对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护。 （4）对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式： 1）负序过电流及单元件低电压启动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机； 2）复合电压（包括负序电压及线电压）启动的过电流保护，一般用于1MW 以上的发电机； 3）过电流保护，用于1MW及以下的小型发电机； 4）带电流记忆的低压过电流保护，用于自并励发电机。 （5）对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序过电流保护。 （6）对于由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。 （7）对于水轮发电机定子绕组过电压。应装设带延时的过电压保护。 （8）对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护装置。 （9）对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。 （10）对于转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采用半导体励磁系统的发电机上，应装设转子过负荷保护。 （11）对于汽轮发电机主汽门突然关闭而出现的发电机变电动机运行的异常运行方式，为防止损坏汽轮机，对200MW及以上的大容量汽轮发电机宜装设逆功率保护；对于燃气轮发电机，应装设逆功率保护。 （12）对于300MW及以上的发电机，应装设过励磁保护。 （13）其他保护：如当电力系统振荡影响机组安全运行时，在300MW机组上，宜装设失步保护；当汽轮机低频运行时，在300MW机组上，宜装设失步保护；当汽轮机低频运行会造成机械振动、叶片损伤、对汽轮机危害极大时，可装设低频保护；当水冷发电机断水时，可装设断水保护等。 7.2 简述发电机—变压器组保护的配置。 答：针对发电机—变压器组可能出现的故障，应配置如下的保护。 （1）发电机定子短路主保护： 1）发电机纵差动保护； 2）发变组纵差动保护；
350MW机组发电机保护配置及动作结果
#03、04机组保护配置及动作结果 1、发电机差动保护：保护动作于全停 2、主变差动保护：保护动作于全停 3、发电机纵向零序电压式匝间保护保护动作于全停 4、发电机程跳逆功率保护程序跳闸（先关主汽门，感受到逆功率后跳开出口开关） 5、反时限对称过负荷保护定时限部分、反时限部分解列（跳出口开关）、速断部分全停 6、发电机过电压保护动作于解列灭磁、汽机甩负荷 7、励磁变压器速断过流保护解列灭磁 8、发电机频率异常保护三段低频保护定值发信号，一段低频保护程序跳闸 9、反时限不对称过负荷保护反时限动作于解列、汽机甩负荷；速断部分全停、汽机甩负荷 10、发电机起停机保护，保护动作于信号（不跳机） 11、断路器误上电及断口闪络保护一段动作于全停，二段启动断路器失灵（保护认为 出口开关没有跳开，切该段母线上开关）。 12、主变及高厂变通风保护启动风扇（不跳机） 13、发电机失步保护保护动作于全停 14、发电机逆功率保护动作于解列、汽机甩负荷 15、发电机失磁保护定值(阻抗原理) 保护一段动作于减出力（关调速汽门，减出力 至40%，#1-4机组热工均无法实现）、二段动作于切换 厂用电、汽机甩负荷、三段保护动作于解列、汽机甩 负荷、四段动作于程序跳闸（关主汽门） 16、电压平衡式TV断线判别动作于信号，并作为保护动作闭锁条件 17、发电机转子一点接地保护两个时限均动作于信号 18、发电机转子二点接地保护（现在不允许发电机转子一点接地时长时间运行，但转移负 荷，准备停机过程中必须投两点接地保护）保护动作于全停19（1）、发电机3U0定子接地保护（基波）原理保护动作于全停（保护范围90%） 19（2）、发电机3U0定子接地保护（三次）原理（中性点侧发生接地）保护动作于信号 20、高厂变差动保护定值保护动作于全停 21、高厂变复合电压过流保护一段动作于切换厂用电（跳开6KV分支电源开关，靠备自投将 6KV备用电源开关投入）、二段动作于解列灭磁、汽机甩负荷 22、发电机复合电压过流（记忆）保护保护动作于解列灭磁 23、高厂变分支低电压闭锁过电流保护(A、B) 保护跳各分支 24、变压器间隙零序保护：保护动作于全停 25、变压器零序电流保护：保护动作于解列灭磁、汽机甩负荷 23、断路器非全相保护 QBI、QBII跳本侧开关 24、发电机定时限过激磁保护动作于减励磁 25、主变复合电压过流保护动作于全停 26、高厂变分支低电压闭锁过电流保护(A、B) 保护跳各分支、闭锁快切 27、发电机纵向零序电压式匝间保护保护动作于全停 28、高厂变分支零序保护（A、B）跳分支、闭锁快切 29、高压侧断路器失灵启动保护于失灵启动（T2）解除复压闭锁（T1） 30．主变重瓦斯保护保护动作于全停 31．高厂变重瓦斯保护保护动作于全停 32．励磁变压器温度保护发信号
配置发电机相间短路的后备保护
配置发电机相间短路的后备保护 2010-02-14 21:18:36 作者：loveg来源：电机维修网浏览次数：35 网友评论 0 条（1）发电机内部故障，而纵联差动保护或其他主要保护拒动时。 （1）发电机内部故障，而纵联差动保护或其他主要保护拒动时。 （2）发电机、发电机－变压器组的母线故障，而该母线没有母线差动保护或保护拒动时。 （3）当连接在母线上的电气元件（如变压器、线路）故障而相应的保护或断路器拒动时。发电机的后备保护方式有：低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序电流以及单元件低压过电流保护和阻抗保护。 1）低电压启动的过电流保护。发电机低压启动的过流保护的电流继电器，接在发电机中性点侧三相星形连接的电流互感器上，电压继电器接在发电机出口端电压互感器的相间电压上，在发电机投入前发生故障时，保护也能动作。低电压元件的作用在于区别是过负荷还是由于故障引起的过电流。 2）复合电压启动的过电流保护。复合电压启动是指负序电压和单元件相间电压共同启动过电流保护。在变压器高压侧母线不对称短路时，电压元件的灵敏度与变压器绕组的接线方式无关，有较高的灵敏度。 3）负序电流和单元件低压过流保护。发电机负序电流保护采用两段式定时限负序电流保护，由于不能反应三相对称短路，故加设单元件低压过流保护作为三相短路的保护；对于发电机－变压器组，宜在变压器两侧均设低压元件。两段式定
时限负序保护的灵敏段作为发电机不对称过负荷保护，经延时作用于信号。定时限负序电流保护作为发电机不对称短路的后备保护，它和单元件电压过流共用时间元件。 4）阻抗保护。发电机－变压器组阻抗保护一般接在发电机端部，阻抗元件一般为全阻抗继电器。但阻抗元件易受系统振荡及发电机失磁等的影响。阻抗元件的阻抗值整定，应与线路距离保护的定值配合，动作时间与所配合的距离保护段时间相配合。阻抗保护应有可靠的失压闭锁装置。由于动作时间较长，不设振荡闭锁装置。
发电机的主要保护
发电机的主要保护 1. 继电保护及自动装置的一般规定 继电保护及自动装置是保证电网运行。保护电气设备的主要装置，保护装置使用不当或不正确动作将会引起事故或事故扩大，损坏电气设备甚至整个电力系统瓦解。 1）继电保护盘的前后，都应有明显的设备名称，盘上的继电器、压板和试验部件及端子排都应有明显的标志名称，投入运行前由继保人员负责做 好。 2）任何情况下，设备不容许无保护运行，若开关改非自动，应在有关调度和本厂领导同意下情况方可短时停用其中一部分保护。 3）继电保护和自动装置的投入、停用、试验或更改定值，如由系统调度管理的设备，则应按调度命令执行；如由本厂管理的设备，则应按值长命 令执行。 4）运行人员一般只进行投入，切除装置的压板、控制开关（切换开关）和操作控制电源的操作，在事故处理或发生异常情况时，可以在查明图纸 的情况下进行必要的处理，并做好必要记录。 5）运行人员处的继电保护图纸应经常保持正确完整。当继电保护回路接线变动后，检修人员应及时送交异动报告和修改底图。 2．继电保护及自动装置的维护与管理 1).值班人员在接班时，应巡视保护装置，并检查以下项目： （1）继电保护及自动装置罩壳是否完好，无过热、水蒸汽、异声等不正常现象
。 （2）继电保护及自动装置信号应指示正确。 （3）继电保护及自动装置的运行方式,出口压板等应符合被保护设备的当时运行方式， （4）所有保护装置应保持清洁，做保护装置清洁工作时，要小心谨慎，对保护装置不可敲击，并注意固定不可靠的电阻，灯座，小线等。 （5）监视直流母线电压在220V左右，以防止因直流电压不正常而使保护装置拒动或误动作。监视直流系统绝缘正常,以防止因系统绝缘降低或直流接地造成保护装置误动作 （6）开关跳、合闸回路应良好（跳闸灯亮代表合闸回路正常，合闸灯亮代表跳闸回路正常；跳、合闸灯同时亮或不亮代表回路不正常）。 2).系统发生异常或事故时，值班人员应进行下列工作： （1）立即检查保护装置有无动作,哪些保护动作信号有指示。 （2）准确记录保护动作,电流冲击、电压摆动,负荷变化情况,开关跳闸、合闸时间, 当时的一次系统运行方式,故障发生地点、现象等。 （3）各种保护与自动装置动作情况详细记录后,对装置进行检查,复归信号。（4）保护动作开关跳闸,在强送电前,应先复归保护。 （5）向值长或调度报告发生的异常情况；并说明哪些保护动作,哪些开关跳闸、合闸及时间。 （6）若遇保护及自动装置动作异常,应通知检修人员处理。 （7）退出或投入继电保护及自动装置应按调度或值长命令执行.并将上述情况记在值班记录簿内。对于有可能误动的保护装置,必须先退出,事后报告值长,通知继电人员处理。
异步发电机介绍及应用
目录 1 绪论 ....................................... 错误!未定义书签。 引言....................................... 错误!未定义书签。 异步发电机在水力发电中发展应用............. 错误!未定义书签。 本课题的提出及意义......................... 错误!未定义书签。2小型异步发电机研究 (7) 异步发电机基本原理 (7) 自励异步发电机的工作原理 (7) 异步机发电的工作运行原理 (9) 异步发电机设计研究......................... 错误!未定义书签。 利用三相异步电动机改制异步发电机........... 错误!未定义书签。 电容器的选择与计算 ................... 错误!未定义书签。 接线方法（如图） ..................... 错误!未定义书签。 使用注意事项 ......................... 错误!未定义书签。 小型异步发电机典型应用..................... 错误!未定义书签。 高精度校表电源 ....................... 错误!未定义书签。 把直流发电机的能量回馈到电网 (20) 异步发电机配套用电力电容器数据............. 错误!未定义书签。 3 水轮异步发电机的研究 ....................... 错误!未定义书签。 三相异步发电机结构原理研究................. 错误!未定义书签。 三相电容式异步发电机的结构 ............ 错误!未定义书签。 三步发电机的发电原理 ................ 错误!未定义书签。 三相异步发电机电容器的选择 ........... 错误!未定义书签。 异步发电机的特性........................... 错误!未定义书签。
发电机失磁保护的典型配置方案
发电机失磁保护的典型配置方案 1 引言 励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统及发电机的稳定运行有十分重要的影响。由于励磁系统相对较为复杂，主要包括励磁功率单元和励磁控制部分，因而励磁故障的发生率在发电机故障中是较高的。加强失磁保护的研究，找到一个合理而成熟可靠的失磁保护配置方案是十分必要的。 由于失磁保护的判据较多，闭锁方式和出口方式也较多，因此失磁保护的配置目前在所有发电机保护中最复杂，种类也最多。据国内一发电机保护的大型生产厂家统计，2000年中，该厂所供的失磁保护配置方案就有20多种。如此之多的配置方案对于现场运行是十分不利的。不仅业主和设计部门难以作出选择，而且整定、调试、运行、培训都变得复杂。这样，现场运行经验和运行业绩不易取得，无法形成一个典型方案以提高设计、整定效率和运行水平，也不利于保护的成熟和完善。从电网运行中反映，失磁保护的误动率较高。 湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组，首次在300MW发电机组上采用国产WFB－100微机保护，经过近3年的现场运行，其失磁保护在试运行期间发生过误动作，在采取一定措施后，未再误动。近年来，失磁保护先后经过数次严重故障的考验和进相运行实验，都正确动作。本文将分析该厂失磁保护方案的特点，并以此为典型方案，以供同行借鉴参考。 2 失磁保护的主判据 目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是 1）转子低电压判据，即通过测量励磁电压U fd 是否小于动作值； 2）机端低阻抗判据Z＜； 3）系统低电压U m ＜。三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。 2．1转子低电压判据U fd 早期的整流型和集成电路型保护，采用定励磁电压判据，表达式为： U fd ＜K·U fd0 ， U fd0 为空载励磁电压，K为小于1的常数。 目前的微机保护，多采用变励磁电压判据U fd （P），即在发电机带有功P的工况下，根据静稳极限所需的最低励磁电压，来判别是否已失磁。正常运行情况下（包括进相），励磁电压不 会低于空载励磁电压。U fd （P）判据十分灵敏，能反映出低励的情况，但整定计算相对复杂。因 为U fd 是转子系统的电气量，多为直流，而功率P是定子系统的电气量，为交流量，两者在一个判据进行比较。如果整定不当很容易导致误动作。 在襄樊电厂1＃机试运行期间就因为该判据整定值偏大而误动2次。经检查并结合进相运行 试验数据进行分析发现，整定值K偏大的主要原因是在整定计算中，发电机空载励磁电压U fd0 、 同步电抗X d ，均采用的是设计值，而设计值与实测值有较大的差别［1］。如襄樊电厂1＃机的设计 值U fd0＝160V，X d ＝1．997（标么值），而实测值U fd0 ＝140V，X d ＝1．68（标么值）。由此造成 发电机在无功功率较小或进相运行时，U fd （P）判据落入动作区而误动。这种情况，在全国其他 地区也屡有发生，人们往往因此害怕用此判据。对于水轮机组，由于X d 与X q 的不同，整定计算 就更繁琐一些［2］。 但是勿容置疑的是，该判据灵敏度最高，动作很快。如果掌握好其整定计算方法，在整定 计算上充分考虑空载励磁电压U fd0和同步电抗X d 等参数的影响，或在试运行期间加以实验调整， 不仅可以避免误动作，而且是一个十分有效的判据。能防止事故扩大而被迫停机，特别适用于
发电机保护配置
发电机保护基本原理 发电机可能发生的故障 定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地 励磁回路（转子绕组）接地 励磁回路低励（励磁电流低于静稳极限对应的励磁电流）、失磁 发电机主要的不正常工作状态 过负荷 定子绕组过电流 定子绕组过电压 三相电流不对称 过励磁 逆功率 失步、非全相、断路器出口闪络、误上电等 发电机的主要保护和作用 纵差保护 作用：发电机及其引出线的相间短路保护 规程：1MW以上发电机，应装设纵差保护。对于发电机变压器组：当发电机与变压器间有断路器时，发电机装设单独的纵差保护；当发电机与变压器间没有断路器时，100MW及以下发电机可只装设发电机变压器组公用纵差保护；100MW及以上发电机，除发电机变压器组公用纵差保护还应装设独立纵差保护，对于200MW及以上发电机变压器组亦可装设独立变压器纵差保护。 与发变组差动区别：发变组差动需要考虑厂用分支，要考虑涌流制动、各侧平衡调节。 纵向零序电压 作用：发电机匝间短路（也能反映相间短路）。 规程：50MW以上发电机，当定子绕组为星形接线，中性点只有三个引出端子时，根据用户和制造厂的要求，也可装设专用的匝间短路保护。 定子接地 作用：定子绕组单相接地是发电机最常见的故障，由于发电机中心点不接地或经高阻接地，定子绕组单相接地并不产生大的故障电流。 常用保护方式：基波零序电压（90％）、零序电流、三次谐波零序电压（100％） 定子接地 规程：与母线直接连接的发电机：当单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的补偿作用)大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。保护装置由装于机端的零序电流互感器和电流继电器构成，其动作电流躲过不平衡电流和外部单相接地时发电机稳态电容电流整定，接地保护带时限动作于信号，但当消弧线圈退出运行或由于其它原因，使残余电流大于接地电流允许值时应切换为动作于停机。 发电机变压器组：对100MW以下发电机应装设保护区不小于90%的定子接地保护，对100MW及以上的发电机应装设保护区为100%的定子接地保护。保护装置带时限动作于信号必要时也可动作于停机。 励磁回路接地保护 作用：励磁回路一点接地故障对发电机并未造成危害。但若继而发生两点接地将严重危害发电机安全。 实现方法：采用乒乓式原理。 规程：1MW及以下水轮发电机，对一点接地故障宜装设定期检测装置，1MW以上水轮发电机应装设一点接地保护装置。 100MW以及汽轮发电机，对一点接地故障可采用定期检测，装置对两点接地故障应装设两点接地保护装置。 转子水内冷汽轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护装置，并可装设两点接地保护装置，对旋转整流励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。 一点接地保护带时限动作于信号两点接地保护应带时限动作于停机。 失磁保护 作用：为防大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后，从系统
发电机继电保护装置的配置与整定计算
第3章发电机继电保护装置的配置与整定计算 重点：熟悉发电机的故障和不正常工作状态；掌握发电机保护配置的基本方法；理解发电机横差保护工作原理；100%保护范围的发电机定子接地保护工作原理。难点：100%保护范围的发电机定子接地保护工作原理。 能力培养要求：基本具备对中小型发电机配置保护装置的能力。 学时：讲课3学时，现场教学2学时 3.1 发电机的保护配置 一、发电机的故障和不正常工作状态 发电机是电力系统中十分重要和贵重的设备，发电机的安全运行直接影响电力系统的安全。 1、发电机可能出现的故障类型 ①发电机定子绕组相间短路 定子绕组相间短路会产生很大的短路电流，严重损坏发电机，甚至引起火灾。 ②发电机定子绕组匝间短路 定子绕组匝间短路会产生很大的环流，引起故障处温度升高，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路，扩大发电机损坏范围。 ③发电机定子绕组单相接地 定子绕组单相接地是发电机易发生的一种故障。单相接地后，其电容电流流过故障点的定子铁芯，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。 ④发电机转子绕组一点接地和两点接地 转子绕组一点接地，对发电机没有直接危害。两点接地则转子绕组一部分被短接，不但会烧毁转子绕组，而且由于部分绕组短接会破坏磁路的对称性，造成磁势不平衡而引起机组剧烈振动，产生严重后果。水轮发电机组是凸极结构，机组剧烈振动后会破坏各轴承与轴瓦之间的间隙，造成“拉瓦”，排除故障需要相当长的停机时间，故绝不允许转子绕组两点接地现象出现。 ⑤发电机失磁 由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等原因，将造成转子失磁，失磁故障不仅对发电机造成危害，而且对电力系统安全也会造成严重影响。发电机失去励磁后，运行状态将变为电动机运行。故不允许发电机失磁后继续运行。
发电机失磁保护与欠励保护配合分析
独立电网发电机失磁与欠励限制整定配合探讨 山东魏桥铝电有限公司李现宝周继红 【摘要】针对某电厂发电机失磁保护及励磁调节器低励限制保护功能的配合问题，本文根据独立电网不同发展时期的不同情况在励磁低励限制特性及失磁保护定值两方面细致分析、精确调整，保证了电网电压稳定和机组安全运行。 【关键词】发电机组失磁异步运行励磁系统低励限制及保护 1.前言 发电机保护中设有失磁保护，而励磁系统设有欠励限制及欠励保护，一般要求在动作过程上低励限制要先于失磁保护动作，两者之间存在整定配合问题。现将某电厂7#发电机失磁保护与欠励限制整定配合问题进行分析。某电厂7#发电机为南京汽轮机电机有限公司所生产，机组型号为QFW-60-2。额定参数Pn=60MW Qn=45Mvar，Un=10.5kV,同步电抗为Xd=2.17,电流互感器变比为5000/5A。励磁系统为无刷励磁配有DVR-2000A数字式励磁调节器且A、B双通道冗余配置。励磁调节器中配有直线型欠励限制保护。发电机保护为许继集团WFB-810微机型发变组保护装置，设有根据测量发电机机端阻抗轨迹变化作为判据的失磁保护。 2.事件简要过程 2008年10月10日17:30分，#7机有功负荷为47MW，无功由25 Mvar突升至52Mvar，运行人员手动降无功至26 Mvar左右，#7机恢复正常。19：48分，监盘人员发现#7机无功突升至61 Mvar，电压由10.3kV升至10.9kV，立即降#7机无功，同时倒#7机厂用电至备用段运行，此时#7机无功在40 Mvar至60Mvar之间摆动，19:49分，#7机无功负荷由40Mvar突甩至-15Mvar，同时#7机A通道手动励磁指示灯闪亮后消失，接着#7机励磁屏A通道欠励指示灯亮，“#7机励磁系统CHA故障”光字牌亮，同时警铃响、喇叭叫，发电机出口开关绿灯闪光，“#7机失磁保护动作”光字牌亮，#7机失磁保护动作跳机，异常发生后派人去#7机励磁机就地检查无异常。 3.原因分析 #7机从正常运行到失磁保护动作以及事故处理完毕恢复运行，励磁调节装置一直运行在A通道。 3.1.#7机在运行中出现无功增大现象，运行监盘人员发现后，做出手动降无功的处理思路是正确的，另外监控 录像中记录的运行人员降无功的操作过程操作正确。 3.2.从故障现象和发电机保护动作报告可以判断发电机失磁保护动作正确。 3.3.失磁跳机后，检修人员对励磁机接线盒进行检查后即并网运行，运行中未发现异常； 10月14日，#7机停 机后，对#7发电机励磁回路及相关设备接线进行了检查，未发现有异常现象，因此可以排除装置外部接线松动或回路故障引发的无功突增。 3.4.从故障现象及光字牌可以发现，在励磁装置欠励动作后很短时间（几乎同时），发电机失磁保护就动作，说 明励磁装置欠励限制未起作用，机组励磁电流仍继续减少。 3.5.10月10日19时48分，#7机无功突增时，发现#7机励磁屏通道B的脉冲放大板上+A、+B、-A、-B指示灯
发电机保护原理(学术参考)
发电机保护原理 大型发电机的造价高昂，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就近千万元。大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。 1．发电机故障形式 由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：（1）定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。故障时，短路电流 可能把发电机烧毁。
（2）定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。 （3）定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。 （4）励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。 （5）定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。 （6）定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。
电动机整定计算及保护设置
一、循环水泵（4台） Pe=450KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 变比：nl=100/5=20 Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/(1.732×6.3×0.8)=51.55A Iqd=8×Ie=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流） Ie2=51.55/20=2.57A (1)速断保护（过流I段） Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A 延时Tzd=0s (2)过流保护（过流I I段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A 延时Tzd=0.5s (3) 过负荷 Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A 延时Tzd=6s (4)负序电流 Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A 延时Tzd=0.5s (5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实
(6) 低电压 Udzj=0.5Ue=65V 延时Tzd=9s 二、引风机 Pe=900KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 nl=150/5=30 Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/(1.732×6.3×0.8)=108.5A Iqd=8I=8×108.5=868A (1).速断保护（过流I段） Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A 延时Tzd=0s (2)过流保护（过流I I段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A 延时Tzd=0.5s (3) 过负荷 Ie2=108.5/30=5.06A Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A 延时Tzd=6s (4)负序电流 Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A 延时Tzd=0.5s
发电机-变压器保护配置
1.1.1. 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置 图1-3-1是600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置，高压侧为3/2断路器。 1 2 3 4 5 6 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 =QB12 =QB10 =QB11 图1-3-1 600(300)MW-500kV 汽轮发电机变压器组保护配置图 说明： ★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元主保护配置为：发电机纵差保护、 发电机匝间保护（单元件横差保护或负序增量方向闭锁纵向零序电压保护）、主变差动保护、发变组差动保护、高厂变差动保护、励磁机（变）差动保护。 ★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元发电机后备保护和异常运行保护配 置为：相间阻抗保护、基波零序电压保护、三次谐波电压保护、转子一点接地保护、转子两点接地保护、定反时限定子绕组过负荷保护、定反时限转子表层过负荷保护、失磁保护、失步保护、过电压保护、定反时限过励磁保护、逆功率保护、程序跳闸逆功率保护、低压记忆过流保护、频率异常保护、起停机保护、突加电压保护、电超速保护、ＴＡ断线保护、ＴＶ断线保护。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元变压器后备保护配置为：相间阻抗 保护（复合电压过流保护）、零序电流保护、间隙零序电流电压保护、过负荷、ＴＡ断线、ＴＶ断线。 ★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元高厂变后备保护配置为：复压过流 保护、分支低压过流保护、分支零序过流保护、分支零序过电压保护、过负荷、通风启动、ＴＡ断线、ＴＶ断线。 ★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元励磁机（变）后备保护配置为：励 磁机（变）过电流保护、定反时限励磁绕组过负荷保护、ＴＡ断线。 ★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元其它保护：失灵启动、断路器断口 闪络保护、非全相运行保护、发电机断水保护、发电机热工保护、励磁系统故障、系统保护动作联跳；主变及厂变全部非电量保护。 1.1.2. 600(300)MW-500kV 水轮发电机—变压器组单元保护配置 图1-3-2为600(300)MW-500kV 水轮发电机—变压器组单元保护配置，高压侧为3/2断路器。 1 2 3 4 5 6 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 =QB12 =QB10 =QB11
燃机电厂发变组主接线及其保护配置的特点
燃机电厂发变组主接线及其保护配置的特点 发表时间：2018-11-11T12:35:22.187Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：李卓 [导读] 摘要：对燃机电厂主要线路出口断路器设置进行分析，并探讨其配置保护的特点，总结了不同容量燃机变量组的保护配置，发现其都是同一个典型的保护功能配置，还对比了燃气轮机的发变组成与传统的燃煤发电机组的功能配置，指出机组容量较大时，机器端应配置保护断路器故障时的发电机出口；在备份保护配置方面，应安装保护反向电源和低压的配置；在容量过大时，还应配置失步保护。 （国家电投集团正定燃气热电有限公司河北省石家庄市 050000） 摘要：对燃机电厂主要线路出口断路器设置进行分析，并探讨其配置保护的特点，总结了不同容量燃机变量组的保护配置，发现其都是同一个典型的保护功能配置，还对比了燃气轮机的发变组成与传统的燃煤发电机组的功能配置，指出机组容量较大时，机器端应配置保护断路器故障时的发电机出口；在备份保护配置方面，应安装保护反向电源和低压的配置；在容量过大时，还应配置失步保护。但燃气轮机保护动作不应设置程序跳闸反向电源出口。 关键词：保护配置；发变组；燃机电厂 中国电力行业格局以火电为主，排放大量污染物的企业为火电厂。然而，作为一致认为的清洁能源——天然气，可以减少对环境的危害因素。此外，天然气发电厂具有耗水量少、占地面积小的优点。因其主要原料是天然气，所以受到各国的重视。近年来，燃气轮机电厂成功率高、机组启动快、运行灵活。燃机电厂发变组主接线在主变压器设置方面发挥重要作用，而且发电机出口断路器设置和高压厂用电源引接等方面也具有显著特点，因此工作人员需要寻找不同容量燃机发变组的典型保护功能配置，而且要与传统燃煤机组进行对比，找出容量较大的机组。这就便于工作人员对发电机出口带断路器时配置机端断路器进行失灵保护，同样在后备保护配置方面，也必须要装设逆功率保护和低电压保护和失步保护，在对于燃机保护动作方面就不需要设置程序跳闸逆功率出口。 一般而言，联合循环系统由1台或1台以上燃气轮机发电机组，以及1台涡轮发电机组共同组成的。[1]因此，相应的变压器组保护不仅包括燃气轮机发电机组保护和涡轮发电机保护，还包括主变压器保护和高压设备变压器保护。由于燃气轮机电厂以进口设备为主，不仅在发电机控制方面具有独特的特点，在励磁控制方面同样有着自身的特点，并能对应一套可变保护配置方案，出口保护设计有别于传统消防单元。因此，对主要连接一组变量的配置的对应特性和保护进行分析和研究，其具有一定的理论价值和实践意义。在扩大国内燃气轮机电厂的建设方面，其同样具有指导意义。众所周知的是，我国电力工业的格局主要以火电为主，而火电厂是污染物排放相对较多的领域，极容易引起相应的环境问题。所以在这一背景下，天然气是公认的清洁能源，工作人员完全可以利用天然气发电来减小对环境的不良影响，同时天然气电厂占地面积极小，耗水量也相对较少。 一、燃机电厂发变组主接线特点 1、概述 单轴和多轴布置是燃气-蒸汽联合循环发电系统都具有的。在单轴模式下，燃气轮机、汽轮机和从动发电机布置在主轴上。通常，燃气轮机和容量匹配的涡轮机共同驱动发电机。普通燃煤机组与机组主接线相同。燃气轮机和汽轮机驱动分离发电机为多轴方式，这种安排往往连接涡轮机，是通过一个或多个燃气轮机/余热锅炉单元。与燃煤机组相比，其在主连接设计上有其自身的特点，如高压装置电源的出口连接以及发电机出口断路器的设置等。 2、发电机出口断路器 断路器装在发电机出口处。当发电机出口出现非对称短路故障或运行在非对称过载状态时，其可以保护发电机不受损坏，因断路器能迅速消除故障。断路器应该考虑实用性和经济性，这也是发电机出口是否可装断路器的主要原因，其必须经过相关经济分析后才能确定。机组的运行灵活性可由发电机出口断路器增加，可以根据需要启动和停止发电机，这与机组作为调峰电厂时机组频繁启动和停止的要求是一致的。[2]此外，对其他机组的影响将是最小的，特别是对于带有共享主变压器的小型燃气轮机发电厂来说，只有当一台发电机发生故障时才能停止。 3、燃气轮机电厂主变压器的设置 燃气轮机和蒸汽轮机通过独立的主变压器与母线相连，燃气轮机和汽轮机通过单元与母线相连。燃气轮机和汽轮机都采用发电机出口设定断路器。这种设计方法通常适用于大容量燃气轮机机组。涡轮由一个单元连接，涡轮在发电机出口有一个断路器。燃气轮机和蒸汽轮机通过主变压器与机器末端的母线相连，然后与系统相连。 4、高压设备电源连接 燃煤机组高压电厂使用的变压器通常连接在发电机的末端，而燃气轮机电厂存在汽轮发电机，相应的高压电源连接有其自身的特点。燃气轮机发电机组与燃气轮机发电机组同时启动和停止，可以从燃气轮机发电机组出口和涡轮发电机组出口引导。当燃气轮机关闭时，高压电厂的电源应连接到燃气轮机出口。 二、燃机电厂发变组保护功能配置及特点 1、概述 燃气轮机电厂通常使用国外公司提供的燃气轮机和辅助设备。燃气轮机保护是国外公司的配套产品，不同于国内燃煤机组的保护配置，而汽轮发电机、主变压器、高压厂用变压器的保护与燃煤机组的保护没有区别。[3]国内公司提供汽轮机、主变压器、高压工厂变压器及相应的辅助设备。 2、燃气轮机发电机保护配置特点 涡轮发电机与燃煤机组相比，其保护配置具有以下特点： （1）在我国变压器组保护设计中，考虑到变压器组大差动保护，通常采取“四合一”的原则。而涡轮电厂由于特殊的供电关系，只配备独立的主变压器差动和发电机差动。当主变压器差动与发电机差动之间存在死区时，可考虑采用短导联差动保护。 （2）由于燃气轮机及配套设备依赖进口，进口机组被认为不太可能出现匝间故障，没有特殊的匝间保护功能；国内火电厂的发电机保护一般按继电保护和自动安全装置技术规程安装专用匝间保护。 （3）继电保护和安全自动装置的技术规格说明燃气轮机发电机应配备逆功率保护，而燃煤发电机组的正常的不正常操作模式发生器变电站的运行电机，和200mw汽轮发电机或更多应该配备逆功率保护。
发电机保护装置主要定值整定原则
发电机保护装置主要定值整定原则 （仅供参考） DGP-11数字发电机差动保护装置 DGP-12数字发电机后备保护装置 DGP-13数字发电机接地保护装置 北京美兰尼尔电子技术有限公司
1 DGP-11 数字发电机差动保护主要定值整定原则 1.1 纵差保护 1.1.1 差动速断保护动作电流整定 差动速断保护动作电流一般按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定。一般可取3～4倍额定电流。 1.1.2 比率差动保护 1.1. 2.1 最小动作电流（I do）整定 I do为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡电流（I unb·o）整定，即： I do =K k·I unb·o或I do=K k×2×0.03I f2n 式中：K k—可靠系数，取1.5； I unb·o—发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流； I f2n—发电机二次额定电流。 一般可取I do=（0.15～0.3 I n），通常整定为0.2 I n。如果实测I unb·o较大，则应尽快查清I unb·o增大的原因，并予消除，避免因I do整定过大而掩盖一、二次设备的缺陷或隐患。 发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点侧的三相电流可能不大，为保证内部短路时的灵敏度，最小动作电流I do不应无根据地增大。 1.1. 2.2 拐点电流定值（I ro）整定 定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，因此，I ro 可整定为： I ro=（0.8～1.0）I f2n 1.1. 2.3 比率制动系数（K）整定 发电机差动保护比率制动系数按下式整定： K=K k·K ap·K cc·K er 式中：K k—可靠系数，取1.5； K ap—非周期分量系数，取2.0； K cc—电流互感器同型系数，取1.0； K er—电流互感器比误差，取0.1。 在工程实用中，通常为安全可靠取K=0.3。 1.1. 2.4 灵敏度校验 按上述原则整定的比率制动特性的差动保护，当发电机机端两相金属性短路时，差动保护的灵敏度一定满足要求，不必进行灵敏度校验。 1.2 横差保护
发电机变压器保护检验规程
广东省飞来峡水利枢纽管理处技术规程 发电机、变压器继电保护装置检验规程 FLX/SJdz04-2018 发电机、变压器继电保护装置检验规程 1 范围 1.1本规程规定了飞来峡电厂继电保护装置的检验项目、内容、工艺要求、质量标准以及检验内容。 1.2本规程适用于飞来峡电厂发电机、变压器继电保护装置维护、检验和技术管理等工作。 1.3飞来峡水利枢纽管理处的生产管理人员和运行操作人员应了解本规程，各级自动化技术人员应熟知本规程，担负继电保护装置维护、检验的工作人员应熟悉本规程。 2 执行标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 2．1 GB 7261—2008 继电器及继电保护装置基本实验方法 2．2 GB 14285—2006 继电保护和安全自动装置技术规程 2．3 GB/T 15145—94 微机线路保护装置通用技术条件 2．4 GB 50171—92 电气装置安装项目盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 2．5 DL/T 478—2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 2．6 DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程 2．7 DL/T 624—1997 继电保护微机型实验装置技术条件 2．8 国电调[2002]138号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则 2．9 国电发[2000]589号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》 2．10《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》 3 发电机、变压器保护配置及技术参数
600MW发电机变压器保护配置
电力高等专科学校 （论文） 600M发电机变压器保护配置 院系名称：电力工程系 专业名称：继电保护与自动化 学生：xxx 学号：1xxxxxx 指导教师：xxx 2009年6月10日
毕业设计（论文）任务书 一、论文题目：600MW发电机变压器组保护初步设计 二、参考资料： ①《电力工程设计手册》（第二分册）西北电力； ②《电力系统继电保护原理》大学； ③《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》水利电力； ④《大型发电机继电保护整定计算导则》中国电力； ⑤《DGT-801数字发电机变压器保护》技术说明书国电自动化股份；或《WFB-100微机型发变组成套保护装置》技术说明书许继集团 ⑥《电力工程电气设计手册》家佩、孟庆严、永芳。 三、论文要求： ①发电机保护配置 ②主变压器保护配置 ③短路电流的计算 ④保护整定计算 ⑤保护设备选型 ⑥画图、说明书整理 ⑦专题设计 四、设计成果：说明书、计算书、图纸 五、毕业设计安排： ①发电机保护配置及分析 1周 ②变压器保护配置及分析、短路电流的计算 1周 ③保护整定计算 1周 ④保护设备选型、画图、说明书整理 1周 ⑤专题设计 1周 学生:xxx 指导教师:xxx
600MW发电机变压器组保护设计原始资料 1.总述 某电厂二期装机容量2×600 MW汽轮机组，本设计以发电机、变压器组为例，依据有关设计手册、规程进行发—变组单元接线的保护设计。 每台发电机分别经封闭母线与三台单相主变相连，以单元方式接入330kV 开关站。高压厂用变经封闭母线从主变低压侧引接，每台机组设两台高压工作厂用变，高压厂用变 6.3kV低压侧经共箱封闭母线和分支断路器接入四段工作母线，供给本机组高压厂用负荷。发电机中性点经单相配电变压器接地，配电变压器二次侧接电阻；主变高压侧中性点经小电抗器接地。 #1、#2机组共用两台起动/备用变压器（有载调压）,通过一组330kV断路器接至330kV母线。低压侧（BA1、BA2 、BB1、 BB2）经共箱封闭母线分别接到各机组6.3kV四段工作母线，作为工作母线的备用电源。 330kV母线采用3/2断路器接线。为解决机组高功率因数运行以及在某些特殊运行方式下造成330kV母线电压偏高的问题，在330kV Ⅱ母上装设1组3×30MVAR的并联电抗器。本期工程建四回330kV出线。 发电机是由东芝公司设计和制造的高效、全封闭、卧式、三相、隐极式同步 为50000kVA三卷分裂式无载调压变压器。启动/备用变2台：为50000kVA三卷分裂式有载调压变压器（另带一三角线圈）。主变参数为：