熱電廠繼電保護培訓材料2010年08月08日熱電廠遠動信息圖總降變遠動化范圍圖線路保護線路保護配置220KV線路采用主后備保護一體的雙套獨立保護1、220千伏線路保護配置2、35千伏線路保護配置3、500千伏與220千伏線路保護的主要不同點220千伏保護配置1、快速保護（1）配置兩套縱聯電流差動保護，兩套保護均采用專用光纖芯通道（2）保護柜1內含縱聯電流差動保護、操作箱各一套(3)保護柜2內含縱聯電流差動保護、電壓切換箱各一套;2、后備保護(每套主保護內含)（1）相間：三段式相間距離保護（2）接地：三段式接地距離保護和定時限方向零序過流保護500千伏/220千伏主要不同1、500千伏變電站采用3/2接線方式，一條線路對應兩個開關：（1）交流輸入回路：電壓取線路電壓，電流取兩開關的CT和電流（2）重合閘配置方式：絕大部分廠站按照開關配置重合閘裝置，按照線路配置重合閘裝置，但開關重合閘裝置均單獨配置，不再線路保護中。（3）開關失靈判別邏輯在開關保護中實現（4）閉鎖重合閘通過外部硬線回路實現2、220千伏變電站采用雙母線接線方式，一條線路對應一個開關：（1）交流輸入回路：電壓取母線電壓（存在I/II母電壓選取的切換回路），（2）重合閘配置方式：按照線路配置重合閘裝置，并在雙套線路保護中實現重合閘。（3）開關失靈判別邏輯母線失靈保護中實現（4）閉鎖重合閘通過保護內部跳閘邏輯實現，兩套線路保護間無聯系，三重閉鎖通過跳位實現。縱聯保護信號分類閉鎖信號：無閉鎖信號是保護作用于跳閘的必要條件，只有同時滿足本端保護元件動作和無閉鎖信號兩條件，保護才作用于跳閘。邏輯圖1保護元件閉鎖信號跳閘脈沖縱聯距離保護信號分類允許信號：有允許信號是保護動作于跳閘的必要條件，只有同時滿足本端保護元件動作和有允許信號兩條件，保護才作用于跳閘。邏輯圖&保護元件允許信號跳閘脈沖縱聯距離保護信號分類跳閘信號：直接引起跳閘的信號，與保護元件是否動作無關，只要收到跳閘信號即保護作用于跳閘，如失靈遠跳信號邏輯圖1就地判據跳閘信號跳閘脈沖快速保護A站B站Z1Z1Z2為何設快速保護Z2允許信號快速保護閉鎖式：不論區內外故障，只要啟動元件動作，先啟動發信，若區內故障，兩側保護均停訊，通道上無高頻信號，保護動作跳閘；若區外故障，則一側停信，另一側保護仍舊發信，通道上有高頻信號，保護不動作，采用單頻制，收發一個頻率。允許式：區內故障，則向對側發允許信號，對側若反應區內正方向故障，則保護動作跳閘。快速保護電流差動保護：根據基爾霍夫定律，線路流出電流等于流入電流。（1）短線路上應用理想，可采用專用光纖芯的方式（2）長線路上由于電容電流影響，線路流出電流不等于流入電流，考慮采取電容補償方式。（3）電流差動保護應用不僅取決于保護本身，通道的可靠性相當重要。（4）電流差動保護的優點快速保護縱聯距離保護和電流差動保護區別對于同桿架設的線路在跨線故障時及后加速過程中，電流差動保護具有天然的選擇性和選相能力，而距離保護可能由于選相問題而三跳。對于高阻接地故障，電流差動保護能夠在300歐姆過渡電阻故障時能夠瞬時選相跳閘，而距離保護依靠零序電流保護延時三相跳閘。鑒于相鄰線的零序互感對于線路接地保護的測量元件具有極大的影響，在保護計算時為克服其影響，不得不采用確保靈敏度的處理辦法，但存在超前相選相誤動問題。電流差動保護遠跳功能可解決終端角形接線的廠站主變低壓故障對側保護靈敏度不足問題。在復雜的區內區外故障轉換中，電流差動保護具有嚴格的選擇性。電流差動保護對于通道有較高的要求。對于重要廠站的重要雙回路同桿架設輸出線路，應在配置獨立路由雙差動保護的同時穩重地推行跨線多相重合閘技術縱聯距離保護不受線路分布電容的影響。CT配置縱聯保護通道類型電力線載波縱聯保護（簡稱高頻保護）50kHz---400kHz微波縱聯保護（簡稱微波保護）3000MHz---30000MHz光纖縱聯保護（簡稱光纖保護）導引線縱聯保護（簡稱導引線保護）線路保護回路簡單介紹交流電流電壓回路（前已結合進行）開入回路開出回路直流回路信號回路開入回路直跳壓板（線路）：投入直跳壓板，任何故障均直接三相跳閘（跳兩個開關），不重合[溝通三跳（開關）：在不滿足重合閘的條件（如重合閘裝置消失、重合閘裝置閉鎖、重合閘壓力低、重合閘未充電等情況下），此時通過溝通三跳回路（保護跳閘接點串重合閘裝置的常閉接點）實現開關三跳，跳不滿足重合閘要求的開關，其是開出]跳閘位置輸入：作為線路保護PT斷線的判別、高頻邏輯判別等使用保護功能壓板：差動投入、零序保護、距離保護、閉鎖后備保護壓板通過差動保護實現的遠傳輸入定值區切換自動后加速回路輸入開出回路單相跳閘輸出閉鎖重合輸出：相間故障、非全相過程中再故障等輸出接點到重合閘裝置失靈啟動輸出遠傳收信輸出（失靈使用）直流電源回路雙套線路保護直流電源取自不同段直流母線，實現雙套保護的完全獨立。開關控制回路兩組取自不同段直流母線，并與保護電源對應。信號回路跳閘信號告警信號電源消失告警、PT斷線告警、差動保護的CT斷線告警、通道異常告警、裝置閉鎖告警等重合閘單相重合閘方式：單相故障單相跳閘、相間多相故障三相跳閘不重合三重方式綜重方式停用方式35KV線路保護主保護：光纖電流差動保護，保護范圍不含起備變,起備變保護另行配置，出口遠跳對側開關。后備保護：三段可經低電壓閉鎖的定時限方向過電流保護、小電流接地選線（零序保護）、反時限過電流,過負荷保護。采用專用光纖芯傳輸保護數據,差動主保護與后備保護采用單獨的保護裝置。采用分相電流差動保護。當保護區內發生各種短路故障時，保護裝置瞬時跳開故障電纜兩側斷路器(三相跳閘)（負荷側為變壓器低壓側），跳閘邏輯可編程。光纖縱差保護的制動方式為比例制動方式，適用于兩端電流互感器變比的不同。主變保護發電機－變壓器組保護按雙重化配置(除非電量保護外)一般采用發變組保護的方式主變保護一般主變保護配置（例）主變保護220千伏主變配置差動保護復合電壓過流保護（相間故障保護）零序電流保護（接地故障保護）、間隙保護非電量保護（不啟動失靈）主變保護500千伏主變保護差動保護阻抗保護（相間故障保護）零序方向電流保護（接地故障保護）、間隙保護過勵磁保護非電量保護（不啟動失靈）高阻差動保護主變保護高阻差動保護：通常配置在大型變壓器中，作為不同原理的另一套主保護。電流互感器采用變壓器500千伏、220千伏和中性點側的套管CT,各側變比相同，此種接線對涌流是穿越的，故不反映勵磁涌流。動作速度快。主變保護瓦斯保護能反映變壓器油箱內的任何故障，包括鐵芯燒傷、油面降低，但差動對此無反應。繞組內少數線匝的匝間短路，表現在相電流上卻并不大，差動對此反應不靈敏，瓦斯能靈敏的反應。差動保護不能代替瓦斯保護本廠的主變保護配置縱差保護(相間故障主保護）保護采用2側比率制動原理，具有防止區外故障誤動的制動特性和防止涌流期間誤動的措施；具有CT斷線判別功能，能選擇閉鎖差動保護，當電流大于額定電流1.5~12倍時可自動解除閉鎖，CT斷線時能發信號；本廠的主變保護配置主變中性點接地零序過電流保護該保護作為主變壓器高壓繞組及引出線單相接地保護的后備保護，同時作為220kV系統發變組主變壓器相鄰元件接地故障的遠后備保護。零序過電流保護用于中性點直接接地運行。保護以主變壓器中性點引出線的電流互感器上所采電流作為判據。保護由兩段組成，并分別與線路保護的零序保護配合，每段各帶兩個時限，較短時限動作于母線解列，較長時限動作于發變組全停，各側斷路器跳閘。本廠的主變保護配置主變壓器中性點間隙零序過電流保護作為變壓器中性點不接地運行時單相接地故障的后備保護，當間隙被擊穿時，間隙零序過流元件動作。本廠的主變保護配置主變零序過電壓保護作為變壓器中性點不接地運行時的單相接地故障的后備保護，接于變壓器高壓側母線PT的開口三角。本廠的主變保護配置主變壓器本體保護每臺變壓器包括重瓦斯(可以切換到信號)、輕瓦斯、壓力釋放、繞組溫度、油溫、油位、壓力突變。其中重瓦斯瞬時動作于跳閘，繞組溫度延時動作于跳閘和信號；壓力突變、壓力釋放和油溫動作于跳閘和信號，其余本體保護動作于信號。本廠的主變保護配置主變壓器復合電壓閉鎖過流保護(后備)

主變壓器高壓側220kV斷路器失靈保護a）除瓦斯等非電量型保護接點外,其他跳變壓器220kV斷路器的保護,均需起動失靈保護。b）在發變組電量保護A、B中各配置一套發變組出口斷路器失靈保護，跳發變組及各側斷路器。主變保護過勵磁保護

大型變壓器工作磁通密度B與電壓頻率之比U/F成正比，電壓升高和頻率降低均會使工作磁通密度增加，大型變壓器額定工作磁通密度Bn=17000---18000GS,飽和磁通密度Bn=19000---20000GS，磁通密度增加會使變壓器勵磁電流密度增加，特別鐵芯飽和飽和后，勵磁電流急劇增大，造成變壓器過勵磁，鐵損增加，鐵芯溫度升高，同時漏磁場增強，使靠近鐵芯的繞組導線，油箱壁和其他金屬構件產生渦流損耗、發熱、引發高溫，嚴重時造成局部變形和損傷周圍的絕緣介質。（發變組保護過勵磁保護的裝設在發電機保護中)發電機保護縱聯差動保護發電機定子匝間短路保護發電機低電壓閉鎖過電流保護單相接地保護勵磁回路接地保護低勵、失磁保護過負荷保護定子繞組過電流保護定子繞組過電壓保護負序電流保護失步保護逆功率保護縱聯差動保護具有防止區外故障誤動的制動特性；具有CT斷線判別功能，能選擇閉鎖差動保護，當電流大于額定電流1.2~1.5倍時可自動解除閉鎖，CT斷線時能發信號；在同一相上出現兩點接地故障(一點區內、一點區外)時，保護應正確動作發電機定子匝間短路保護具有數字濾波功能，三次諧波濾過比大于100；電壓互感器斷線不誤動；裝置能區分區內區外故障；區外故障時不誤動，區內故障時有足夠的靈敏系數；發電機低電壓閉鎖過電流保護帶有電流記憶電壓保持功能；電流、電壓整定值允差±2.5%；返回系數：電流元件不小于0.9，低電壓元件不大于1.1；固有延時：電流、負序電壓元件均為1.2倍整定值或低電壓為0.8倍整定值時，不大于70ms。發電機定子接地保護零序電壓原理含基波過電壓，保護95%三次諧波原理保護95%--100%區域發電機轉子接地保護發電機轉子一點接地保護適用于轉子分布電容不大于8uF的各種非旋轉勵磁方式的發電機勵磁回路；時延0.1~10S，保護第一時限動作于信號，第二時限動作于跳閘。發電機轉子兩點接地保護具有一點接地后自動投入功能

發電機啟停機保護具有發電機無勵磁狀態下定子絕緣降低檢測功能及發電機變壓器、廠高變相間故障保護功能；

測量與頻率無關；

固有動作時間不大于40ms發電機逆功率保護發電機逆功率(一)有功測量原理與無功大小無關；斷線不誤動；發電機逆功率(二)該保護用于程序跳閘方式，以確定主汽門已經關閉，防止汽機超速。延時范圍設一段：0.1~100s，其余技術要求與發電機逆功率(一)發電機失磁保護具有檢測機組靜穩邊界的功能或機組穩態異步邊界的功能；具有檢測系統崩饋電壓的功能及機端電壓能否維持帶廠用電的功能；具有檢測不同負荷下各種全失磁和部分失磁的功能；機組正常進相運行時不誤動；根據不同的失磁情況發出信號、切換廠用電、解列或全停；系統振蕩、故障及故障切除過程中不誤動；電壓回路斷線不誤動；具有勵磁電壓通道檢測功能；整定范圍：轉子低電壓：0.00~500V，系統及機端低電壓：50~100V；發電機對稱過負荷保護發電機長時間運行超過額定負荷運行時作用于信號的保護定時限部分定時限部分分兩段；動作(1.2倍整定值時)時間不大于40ms；過電流整定范圍：1~6In，整定值允差±2.5%；長延時應整定范圍：0.1~1000s；返回系數不小于0.9。反時限部分反時限特性可整定，與發電機定子表層過熱特性相匹配；發電機負序過負荷保護

定時限部分定時限部分分兩段；動作(2倍整定值時)時間不大于40ms；負序電流整定范圍：0.05~4In，整定值允差±5%；長延時應整定范圍：0.1~1000s。反時限部分反時限特性可整定，以便與發電機轉子表層過熱特性相匹配；能防止因CT二次側斷線產生虛假負序電流而誤動；負序電流保護

電力系統發生不對稱短路或者三相負荷不對稱（如電氣機車、電弧爐等單相負荷的比重太大，定子繞組中就有負序電流，該負序電流產生反向旋轉磁場，相對于轉子為兩倍同步轉速，在轉子中產生100Hz倍頻電流，會使轉子端部、護環內表面等電流密度很大的部位過熱，造成轉子的局部灼傷一般采取反時限、高值定時限，其動作時限完全由發電機轉子承受負序發熱的能力（A）決定，不考慮與系統保護配合頻率異常保護具有按頻率分段時間積累功能，并能顯示時間，時間積累在裝置斷電時不會丟失；發電機停機過程和停機期間應自動閉鎖低頻保護；頻率測量范圍：40Hz~65Hz；保護設置4段，1~3段延時動作于信號，4段瞬時動作于跳閘。保護整定值按汽機廠提供的頻率特性。定子繞組過電壓保護用于防止突然甩去全部負荷后引起定子繞組過電壓，水輪發電機組和大型汽輪發電機都裝設過電壓保護，中小型汽輪發電機通常不裝設。過電壓保護可作為過壓啟動、閉鎖及延時元件。保護取自三相線電壓，當任一線電壓大于整定值，保護動作。失步保護反應大型發電機與系統振蕩過程的失步保護系統振蕩，振蕩中心落在發變組內部，機端電壓大幅度波動，廠用機械難以穩定運行，可能造成停機、停爐、爐管過熱、爐膛爆炸，發電機一旦失步，振蕩次數或時間應嚴格限制中小型發電機組的失步故障一般由運行值班人員處理，不裝設失磁保護能否代替失步保護失磁保護雖然能檢測出失步故障，但失步故障并非均由失磁引發,失步保護具有檢測加減失步的功能；具有記錄滑級次數的功能；保護能正確區分系統短路與振蕩，正確判定失步振蕩與穩定振蕩。失步保護只在失步振蕩情況下動作，動作后發信。當振蕩持續時間過長時動作于解列；應能區分振蕩中心在發電機變壓器組內部或外部；應能選擇失磁保護閉鎖或解除閉鎖失步保護；滑級次數可根據振蕩中心的位置是否落于發變組內而分別整定。可設定跳閘允許電流；阻抗整定值允差±5%，其它整定值允差±2.5%。過激磁保護

定時限部分定時限部分采用兩定值；動作(1.2倍整定值時)時間不大于50ms；頻率使用范圍：25Hz~65Hz；過勵磁整定范圍：0.5~2；長延時范圍：0~1000s。反時限部分反時限特性應可整定，以便與發電機、變壓器的過勵磁能力匹配；頻率使用范圍：25Hz~65Hz；反時限啟動值整定范圍：1~1.5。勵磁回路過負荷保護定時限部分定時限至少分兩段，以便和勵磁繞組的過熱特性近似匹配；具有可選的直流或交流測量功能；電流整定值允差±2.5%；返回系數不小于0.9；固有時間（1.2倍整定值時）不大于40ms。反時限部分反時限特性應可整定，以便與發電機的勵磁繞組的過熱特性近似匹配；具有可選的直流或交流測量功能；長延時應可整定到1000s；電流整定值允差±2.5%；返回系數不小于0.95；發電機突加電壓

該保護用于防止發電機在盤車或啟停機時發生誤合閘操作。突加電壓保護在發電機并網后自動退出運行，在發電機解列后自動投入。頻率異常保護頻率異常保護用于保護汽輪機，防止汽輪機葉片及其拉金的斷裂事故，對于極端低頻，還會威脅廠用電的安全。低頻運行時發電機如國發生過負荷會導致發電機熱損傷高周保護、低頻保護限制汽輪發電機組頻率運行的是汽輪機而不是發電機斷路器斷口閃絡保護大型發電機在進行同步并列時，斷路器合閘之前，作用于斷口的電壓隨待并發電機與系統等效發電機電動勢之間角度差的變化而變化，當角度為180度時候，其值為兩電動勢之和。相當于兩倍的運行電壓作用于斷口上，會造成斷口閃絡事故保護采用斷路器位置和負序電流作為判據，同時機端電壓大于整定值時動作于滅磁及啟動斷路器失靈。其他非全相運行保護盤車狀態的誤合閘保護啟停機保護一般情況，發電機啟動到并網之間，不加勵磁，三相電壓近于零，但為了預熱轉子或者雙軸發電機在低轉速下進行并列，需要加勵磁；抽水蓄能發電機組的水泵工況啟動，必須在有勵磁的條件下進行，而且啟動過程長達10分鐘。對于在低速旋轉狀態或多或少加勵磁的大型機組，要求裝設在低頻下能工作的定子繞組接地