探討運行發電機繼電保護裝置

探討運行發電機繼電保護裝置

失磁保護作為發電機勵磁電流異常下降或完全消失的失磁故障保護。由整定值自動隨有功功率變化的勵磁低電壓Ufd(P)、系統低電壓、靜穩阻抗、TV斷線等判據構成，分別動作于發信號和解列滅磁。

勵磁低電壓Ufd(P)判據和靜穩阻抗判據均與靜穩邊界有關，可檢測發電機是否因失磁而失去靜態穩定。靜穩阻抗判據在失磁后靜穩邊界時動作。
TV斷線判據在滿足以下兩個條件中任一條件：│Ua UbUc－3U0│≥Uset(電壓門坎)或三相電壓均低于8V，且0.1A在電力系統短路或短路切除等非失磁因素引起系統振蕩時，保護采取措施閉鎖Ufd(P)，可防止保護誤出口。

勵磁低電壓Ufd(P)判據動作后經t1（2s）發出失磁信號。勵磁低電壓Ufd(P)判據、靜穩阻抗判據均滿足且無TV二次回路斷線時經t2（6s）發出跳閘指令。勵磁低電壓Ufd(P)判據、靜穩阻抗、系統低電壓判據均滿足且無TV二次回路斷線時經t3（1s）發出跳閘指令。

2發電機過激磁保護

過激磁保護是反應發電機因頻率降低或者電壓過高引起鐵芯工作磁密過高的保護。過激磁保護分高、低兩段定值，低定值經固定延時5s發出信號和降低勵磁電壓（降低勵磁電壓、勵磁電流的功能暫未用），高定值經反時限動作于解列滅磁。反時限延時上限為5秒，下限為200秒。

3發電機定子接地保護

發電機定子接地保護作為發電機定子單相接地故障保護，由基波零序電壓部分和三次諧波電壓兩部分組成，基波零序電壓保護機端至機尾95區域的定子繞組單相接地故障，由反映發電機機端零序電壓原理構成，經時限t1（3s）動作于解列滅磁；三次諧波電壓保護機尾至機端30區域的定子繞組單相接地故障，由發電機中性點和機端三次諧波原理構成，經時限t2（5s）動作于信號。二者組成100的定子接地保護。保護設有ＰＴ斷線閉鎖。

4發電機定子匝間保護

保護由縱向零序電壓和故障分呈負序方向判據構成,設置PT斷線閉鎖措施，作為發電機內部匝間、相間短路以及定子繞組開焊的主保護.故障分量負序方向判據通過檢測流出發電機的負序功率實現縱向零序電壓判據通檢測中性點與發電機中性點直接相連但不接地的3PT開口三角繞組所輸出的縱向3U0實現。保護動作于全停。

5失步保護

保護采用三阻抗元件，通過阻抗的軌跡變化來檢測滑極次數并確定振蕩中心的位置。在短路故障、系統振蕩、電壓回路斷線等情況下，保護不誤動作。保護一般動作于信號；當振蕩中心在發電機－變壓器組內部，保護I段啟動經t1(0.5s)發跳閘命令,
動作于解列滅磁；當振蕩中心在發電機－變壓器組外部，保護II段啟動經t2(2s)發信號。保護裝設有電流閉鎖裝置，用以保證在斷路器斷開時電流不超過斷路器額定失步開斷電流。

6低頻累加保護

低頻累加保護反應系統頻率降低對汽輪機影響的累積效應，保護由靈敏的頻率繼電器和計數器組成，經出口斷路器輔助接點閉鎖（即發電機退出運行時低頻累加保護也退出運行），累計系統頻率低于頻率定值47.5Hz的時間，當累計時間達到整定值3000秒時，經延時30秒動作于發信號。裝置在運行時可實時監視：定值，頻率f及累計時間的顯示。

發變組差動保護、變壓器差動保護及高變差動保護是被保護元件內部相間短路故障的主保護，采用比率制動式原理。區外故障時可靠地躲過各側CT特性不一致所產生的不平衡電流，區內故障保護靈敏地動作。為避免在變壓器勵磁涌流作用下保護誤動，保護采用二次諧波閉鎖。保護設有不經二次諧波閉鎖差流速斷功能，當差動電流達到整定值時瞬間切除故障。保護具有CT斷線閉鎖功能（實際未用）。CT斷線判別與發電機差動保護相同。

7勵磁回路過負荷保護
勵磁回路過負荷保護用作轉子勵磁回路過流或過負荷的保護，接成三相式，由定時限和反時限兩部分組成。
定時限部分動作電流按正常運行最大額定電流下能可靠返回的條件整定，經時限t1(5s)動作于信號和降低勵磁電流（降低勵磁電流的功能未用）；反時限部分動作特性按發電機勵磁繞組的過負荷能力確定，保護動作于解列滅磁，反時限上限為10秒。

8發電機轉子一點接地保護

發電機轉子一點接地保護用于反應發電機轉子回路一點接地故障，保護采用乒乓式切換原理，輪流采樣轉子回路正、負極對地電壓，通過求解兩個不同的接地回路方程，實時計算轉子接地電阻和接地位置。保護經延時2秒動作于信號。

9發電機對稱過負荷保護

保護裝置由定時限和反時限兩部分組成，定時限部分經時限5秒動作于信號。反時限動作特性按發電機承受過負荷電流的能力確定，動作于解列。保護裝置能反應發電機定子的熱積累過程。

10發電機負序過負荷保護

保護裝置由定時限和反時限兩部分組成，定時限動作電流按躲過發電機長期允許的負序電流值和躲過最大負荷下負序電流濾過器不平衡的電流值整定，經時限3秒動作于信號。反時限動作特性按發電機承受負序電流的能力確定，動作于解列滅磁。保護裝置能反應發電機轉子的熱積累過程。

11發電機過電壓保護

在發電機并網前，如機端電壓達到1.3倍額定值時，發電機過電壓經延時0.5秒動作于解列滅磁。當發電機并網后，自動退出此保護。發電機－變壓器組是否并網通過主變220KV側開關輔助接點狀態進行判別。

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