陡河发电厂继电保护简介

1、陡河发电厂继电保护简介讲课内容 继电保护及二次回路的基本介绍 陡河电厂发变组保护及二次回路简介 厂用电继电保护装置介绍 自动装置介绍（同期、快切） 继电保护检修及日常维护工作1、继电保护基本介绍 什么是继电保护装置和安全自动装置 当电力系统中的电力元件（如发电机，变压器、线路等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要有向值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。 实现这种自动化措施、用于保护电力元件的成套硬件设备，一般通称为继电保护装置 用于保护电力系统的成套硬件设备，一般通称为电力系统安全自动装置继电保护基本介绍

2、 继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行。 电力系统安全自动装置则用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生和中止已经开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大系统事故，如失去电力系统稳定、频率崩溃或电压崩溃等。继电保护的基本任务 当被保护的电力系统元件发生故障时，应由该元件的继电保护装置 迅速准确的给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，最大限度的减小对该元件的损坏，降低对电力系统稳定性的影响。 反应电气设备的不正常工作情况，发出信号，以便值班人员及时进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电

3、气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定延时动作。继电保护的基本内容 对被保护对象实现继电保护，包括两方面的内容：（1）确定被保护对象在正常和故障状态下，有哪些物理量发生了变化，这些变化的幅度有多少，是否达到了故障的判别标准（定值），这些物理量称为故障量或启动量。继电保护是设备电气方面的保护，因此所采用的启动量基本是：设备的电压、电流，以及由它们计算出来的其他量，如：功率、阻抗、频率、相序量等继电保护的基本内容（2）将反应出的故障量按照规定的逻辑结构进行编排，发出告警信号或将断路器跳闸。电力系统对继电保护的要求 可靠性 选择性 快速性 灵敏性可靠性 是电力系统对继电保护的最基

4、本性能要求 它又分为两个方面，即可信赖性和安全性可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能准确完成动作安全性：要求继电保护在设计要求它动作情况以外的任何时候，能可靠不动作选择性 指在对电力系统影响最小的处所，实现断路器的控制操作，以切除故障如：当电力元件故障时，要最靠近故障点的断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除。这就要求越靠近故障点的继电保护装置启动值越小，动作时间越快。如果最靠近故障点的继电保护装置未动作，则应该由紧邻的电源侧继电保护装置动作。快速性 是指继电保护应以允许的可能最快速度动作于断路器跳闸，以切除故障。继电保护快速动作可以减轻故障元件的损坏程度，有利于电力系

5、统的稳定运行灵敏性 是指继电保护对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠动作的能力。 故障时通入装置的故障量和给定的装置启动值（定值）之比，称为继电保护的灵敏系数。它是考核继电保护灵敏性的具体指标。该值越大，说明继电保护装置对故障的反应越灵敏。但是太灵敏也就容易在非要求动作的情况下产生误动，与选择性、可靠性的要求冲突。四个特性的关系 继电保护的这四个性质不是独立的，互相存在矛盾关系。 如快速性与选择性 如灵敏性与可靠性例子当d1点的线路发生故障时，按照要求，应该是距故障点最近的、靠近电源侧的断路器1、2跳闸当d2点的线路发生故障时，应该断路器5跳闸，因断路器6的右侧无电源，所以其不跳闸当d3

6、点的线路发生故障时，应该断路器6跳闸，如断路器6因故没有跳开，则应由断路器5跳闸一次、二次设备 一次设备是指直接用于生产、输送、分配和使用电能的高压电气设备。如：发电机、变压器、断路器、母线、输电线、电力电缆、电动机等等。由一次设备相互连接构成的电气回路称为一次回路。 二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护的低压电气设备。如：空开、控制手闸、继电器、保护装置、控制电缆。由二次设备相互连接构成的电气回路称为二次回路。二次回路 可以看出继电保护及安全自动装置是属于二次设备，它对一次设备进行监测、控制、保护、调节。 但是，单独的保护装置是不能实现这些功能的，必须要联合其他二次设备，并

7、通过一定的媒介实现，这个媒介就是二次回路。二次回路 其它的二次设备（1）电流和电压互感器 它们的作用是将一次设备的大电流和高电压变成保护装置可以采集利用的小电流和小电压。（2）辅助的继电器 如：出口中间继电器，时间继电器，信号继电器等等（3）用于提醒值班人员注意的光字牌，音响等声光信号装置（4）用于故障事件记录的故障录波器等记录装置二次回路 哪些属于连接保护装置的二次回路？（1）从电流、电压互感器二次侧端子到有关继电保护装置的回路（包括电缆和装置内部布线）（2）从继电保护直流电源空开到有关保护装置的电缆及装置内部布线（3）从保护装置到控制屏和中央信号屏间的电缆及屏内布线（4）继电保护装置出口端

8、子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸电缆及操作箱内部布线一个典型的继电保护二次回路保护装置的构成 测量部分的作用是测量被保护设备的有关参数，以便判断设备所处的状态。 逻辑部分的作用是根据测量部分输出的结果进行逻辑判断，确定保护装置是否动作，以及如何动作等 执行部分的作用是根据逻辑部分的判断，最后完成保护装置的使命：跳闸、发出信号或不动作。 2、发变组保护及二次回路简介 一次设备的概况 本厂目前共有6台发电机组，全部采用发电机变压器的单元接线方式（以下简称发变组），发电机通过主变压器升压后接入220kV母线，再通过线路接入220kV电力系统 本厂升压站母线采用双母线带旁路的接线方式 参看下图一次系

9、统图发变组保护及二次回路 对于220kV电压等级的发电机变压器来说，规程规定必须采用双套的反应被保护元件电气量的继电保护装置 所谓双套是指这两套保护应采用不同厂家，不同原理的保护装置，两套装置的二次回路应完全独立，之间没有任何电气联系，其中一套出现故障而退出运行，不影响另一套保护装置。 下图是一台机组的二次回路总体情况保护的配置情况 发电机的故障和不正常工作状态有哪些？故障：定子绕组相间短路、定子绕组匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组接地、失磁不正常工作状态：过负荷、定子绕组过电流、定子绕组过电压、三相电流不对称、失步、逆功率、过励磁，非全相运行。发电机应装哪些保护 纵差保护：用于定子绕组及

10、其引出线的相间短路保护 单相接地：发电机定子绕组的单相接地故障 励磁回路接地保护：用于保护发电机转子回路 低励失磁保护：防止发电机失去励磁后从系统吸收大量的无功，影响电力系统的安全运行 定子绕组过电流保护：可以作为发电机差动保护的后备 定子绕组过电压保护：防止发电机在甩去全部负荷时候引起定子绕组过电压 逆功率保护：用于保护汽轮机叶片，防止叶片与残留蒸汽摩擦导致过热 低频保护：防止汽轮机叶片共振，材料疲劳变压器应装哪些保护 变压器的故障和不正常工作状态有哪些故障：变压器油箱内部的故障、各绕组间的相间短路、单个绕组的匝间短路不正常工作状态：过负荷、油位降低、中性点电位升高，变压器过励磁变压器应装设

11、的保护瓦斯保护：防御油箱内部的各种故障和油位降低纵差保护：用于各相绕组及其引出线的相间短路保护零序保护：防御外部接地短路时流过本变压器中性点的电流过负荷保护：防止变压器长期过负荷运行发变组保护装置 发电机的继电保护从最早的电磁型继电器，到后来的晶体管保护装置，再发展到现在使用的微机保护装置 目前本厂六台机组在用的保护装置来自3个厂家： 许继电气的WFB-800型微机保护装置 国电南自的DGT-801型微机保护装置 南瑞计报的RCS-985A型微机保护装置许继WFB800型发变组微机保护南瑞RCS985微机发变组保护装置南自DGT801微机发变组保护装置微机继电保护的基本构成 继电保护的任务是判

12、断电力系统有关设备是否发生故障而决定是否发出跳闸命令，使发生故障的设备尽量迅速地与电力系统隔离。 首先要取得与被保护设备有关的信息，根据这些信息，根据不同的原理，进行综合和逻辑判断，最后作出决断，并付诸执行。 微机继电保护的三部分 信息获取与初步加工； 信息的综合、分析与逻辑加工、决断； 决断结果的执行。 微机继电保护的框图微机保护 CPU插件微机保护操作箱微机保护与常规保护的区别 计算机继电保护与常规的模拟式保护的根本区别是在中间部分，即信息的综合，分析与逻辑加工、决断的环节。区别是在于实现上述功能的手段。 常规的模拟式保护是靠模拟电路的构成来实现的，即用模拟电路实现各种电量的加、减、乘、除

13、和延时与逻辑组合等要求。 计算机保护，即数字式继电保护却是用数字技术进行数值(包括逻辑)运算来实现上述功能的。数字式电子计算机上的数字和逻辑运算是通过软件进行的，即这些运算要通过预先按一定的规则(语言)制定的计算程序进行的。这是与模拟式继电保护截然不同的工作模式。 计算机式继电保护是由“硬件”和“软件”两部分组成的，硬件是实现继电保护功能的基础。而继电保护原理是直接由软件，即由计算程序来实现的，程序的不同可以实现不同的原理。程序的好坏、正确与错误都直接影响着保护的性能优劣、正确或错误。 3、厂用电继电保护装置介绍 本厂6kV高压厂用电采用的保护原来均为电磁型继电器，随着机组运行年限的增加，继电

14、器元件的逐渐老化，保护的动作特性变差，甚至出现失效的情况，发生设备缺陷的概率增加，影响了机组稳定运行。 近年来，厂里加大改造力度，将6kV高压厂用电的保护全部更换为微机型综合保护装置，而且所有一次开关也全部更换为新型真空断路器。厂用电继电保护装置介绍 保护装置选用的型号是国电南自公司生产的NEP980系列微机综合保护装置。 NEP980系列数字式继电保护装置主要由线路保护，变压器保护，电容器保护，电抗器保护，备自投，电动机保护，综合测控组成，可以满足电厂内任意厂用设备的保护要求厂用电继电保护装置介绍 NEP980系列数字式继电保护装置内部集成了测量，保护，控制，录波功能于一体。 采用了该保护装

15、置后，检修人员的工作量与维护量大大减小 采用微机保护装置后，保护的配置，投退，定值整定、更改大为灵活，4、自动装置简介 自动准同期装置 6kV厂用电母线快切装置自动准同期装置 发电机发出的电，必须经过电网才能送到用户 将一台发电机并列到电网上，不能依靠直接合上发电机与电网之间的断路器进行，如果合闸时刻发电机的电压不满足要求，就会发生严重事故自动准同期装置 我国电力系统使用的是工频（50Hz）的正弦波交流电 正弦交流电有三要素：电压幅值、电压相位和频率 发电机并网的瞬间，以上三个条件若不满足，就会造成合闸时产生电压冲击，严重的时候，这个冲击产生的电流很大，甚至和发生短路故障时的电流相似，会造成发

16、电机和电网的有关保护动作。自动准同期装置 同期的条件就是要发电机和电网的电压幅值相同，相位相同，频率相同 自动准同期装置将发电机的电网的电压引入装置内部，实时判断两个电压的变化，在两个电压达到一致的时刻发出合闸命令，使发电机并网。 发电机电压参数不满足要求时，自动准同期装置还具有自动调节的功能，使得发电机电压尽可能与电网电压接近，达到同期的要求自动准同期装置 如：发电机的电压幅值比电网低，那么准同期装置就会向发电机的励磁调节器发出一个增磁指令，使励磁调节器增加励磁电流，从而提高发电机电压，如果电压还低，就继续发增磁指令，直到发电机电压符合要求。 如：发电机的电压频率比电网低，那么准同期装置就会

17、向发电机的调速系统发出一个增速指令，提高发电机的转速，从而提高发电机电压频率。如果频率还低，就继续发增速指令，直到频率符合要求。自动准同期装置 如果自动准同期装置判断发电机和电网电压将在未来某一时刻达到一致，装置就会在这一时刻到来时，提前一段时间t，向发电机的断路器发出合闸命令。 这个提前的时间t叫做准同期装置的导前时间，它的长短与断路器合闸的动作时间相同，其作用是保证断路器合闸瞬间，两个电压正好达到一致 现在使用的是深圳智能设备公司的SID-2CM型微机准同期装置母线快切装置 发电厂本身生产过程也需要用电，其厂用电系统电压等级为6kV，本厂每台机组的6kV厂用电系统具有两路电源，一路取自本机组厂用变压器，作为日常工作电源；另一路取自起备变，作为备用电源 厂用电母线上有很多重要的用电设备，其供电不能中断 快切装置的作用就是在工作电源发生故障时，自动切除工作电源，适时、快速投入备用电源，从而保证供电不中断厂用母线示意图 快切装置采集QF1和QF2开关的状态以及母线电压，进行实时检测，当工作电源QF1因故断开时，快切装置检测到QF1跳开，就会自动投入QF2 如果是发电机有故障，虽然QF1没有跳开，但是母线电压已经不正常，快切装置检测到后，就会发出跳开QF1、投入QF2两条指令，使母线转为由QF