发变组培训技巧讲课课件-

1、继电保护知识讲解继电保护知识讲解2012 年 6 月王敏目录一继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识二发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置三反措知识反措知识（一（一 ） 电力系统继电保护基本概况及发展方向电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识继电保护装置是电网安全稳定运行的重要保障，它是随继电保护装置是电网安全稳定运行的重要保障，它是随着电网的发展而发展的，功能和技术水平也是随着电网的发着电网的发展而发展的，功能和技术水平也是随着电网的发展不断完善和提高的。我们国家继电保护的发展，自新中国展不断完善和提高的。我们国家继

2、电保护的发展，自新中国建立开始，经历了感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、建立开始，经历了感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等几个阶段，至今已微机型等几个阶段，至今已6060年。其中：年。其中：继电保护的概况继电保护的概况（一（一 ）电力系统继电保护基本概况及发展方向）电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识继电保护的概况继电保护的概况1 1）线路保护）线路保护 220kV 220kV500kV500kVl50506060年代末（年代末（7070年代初）年代初） 感应型保护时代感应型保护时代保护组成：相差高频、距离、零序方向过流等保护、综

3、合重合闸装置保护组成：相差高频、距离、零序方向过流等保护、综合重合闸装置。相差高频为主保护，单套配置。相差高频为主保护，单套配置。l70708080年代年代 整流型、晶体管型保护时代整流型、晶体管型保护时代保护组成：相差高频、距离、零序方向过流等保护、综合重合闸装置保护组成：相差高频、距离、零序方向过流等保护、综合重合闸装置。相差高频为主保护，单套配置。相差高频为主保护，单套配置。l8080年代末年代末9090年代中期年代中期 晶体管型、集成电路型保护时代晶体管型、集成电路型保护时代保护组成：相差高频（纵联方向、纵联距离）、后备距离、零序方向保护组成：相差高频（纵联方向、纵联距离）、后备距离、

4、零序方向过流等保护、综合重合闸装置，相差高频（纵联方向、纵联距离）为过流等保护、综合重合闸装置，相差高频（纵联方向、纵联距离）为主保护，单套配置。主保护，单套配置。（一（一 ）电力系统继电保护基本概况及发展方向）电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识继电保护的概况继电保护的概况1 1）线路保护）线路保护 220kV 220kV500kV500kVl9090年代中期至今年代中期至今 微机型保护时代微机型保护时代保护组成：保护组成：a. a.纵联方向（纵联距离）、后备距离、零序方向过流等保护，综合重合纵联方向（纵联距离）、后备距离、零序方向过流等保护，

5、综合重合闸装置，纵联方向（纵联距离）为主保护，单套配置。闸装置，纵联方向（纵联距离）为主保护，单套配置。b. b. 第一套：纵联方向、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置；第一套：纵联方向、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置；第二套：纵联距离、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置。第二套：纵联距离、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置。保护是双套配置，重合闸装置只用一套。保护是双套配置，重合闸装置只用一套。c. c. 第一套：光纤纵差、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置；第一套：光纤纵差、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置；第二套：光纤纵差、后备距离、后备零序保护，综合重合闸

6、装置。第二套：光纤纵差、后备距离、后备零序保护，综合重合闸装置。（一（一 ）电力系统继电保护基本概况及发展方向）电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识继电保护的概况继电保护的概况2 2）母差保护）母差保护l50509090年代年代 感应型感应型 单套配置单套配置l（7070）909020002000年年 晶体管、集成电路型（上海继电器厂电磁式母晶体管、集成电路型（上海继电器厂电磁式母差保护）差保护）l20002000年后至今年后至今 微机型微机型 双套配置双套配置 3 3）发变组保护）发变组保护l50509090年代年代 感应型感应型 单套配置单套

7、配置l（7070）909020002000年年 晶体管、集成电路型晶体管、集成电路型l20002000年后至今年后至今 微机型微机型 双套配置双套配置（一（一 ） 电力系统继电保护基本概况及发展方向电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识 综上所述，经过几十年的发展，到目前，微机保护综上所述，经过几十年的发展，到目前，微机保护已经在国内大范围的普及，微机保护的普及，使继电保护装已经在国内大范围的普及，微机保护的普及，使继电保护装置在可靠性、灵敏性和选择性方面，都比过去的保护有了很置在可靠性、灵敏性和选择性方面，都比过去的保护有了很大的改善。主要有几个

8、方面：大的改善。主要有几个方面：a. a.在保护的功能方面，目前的微机保护比过去的保护装在保护的功能方面，目前的微机保护比过去的保护装置增加了许多功能，如装置本身具有录波、打印、故障数据置增加了许多功能，如装置本身具有录波、打印、故障数据上传等功能。上传等功能。继电保护的概况继电保护的概况（一（一 ） 电力系统继电保护基本概况及发展方向电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识b. b.关于保护的动作时间，过去的整流型、晶体管或集成关于保护的动作时间，过去的整流型、晶体管或集成电路型保护装置，动作出口最快也要电路型保护装置，动作出口最快也要20mS20

9、mS以上，而最新的以上，而最新的微机保护的动作出口时间，最快可达到微机保护的动作出口时间，最快可达到10mS10mS。如微机母差。如微机母差保护（保护（RCS-915RCS-915，BP-2BBP-2B）。）。c. c.由于微机保护采样精度高，定值一旦整定，则不容易由于微机保护采样精度高，定值一旦整定，则不容易变化。在保护特性方面，由于用软件实现，也不会变化。变化。在保护特性方面，由于用软件实现，也不会变化。继电保护的概况继电保护的概况（一（一 ） 电力系统继电保护基本概况及发展方向电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识 但是，在全国范围内，发展也

10、是不平衡的。有些地但是，在全国范围内，发展也是不平衡的。有些地区仍然存在电磁型、集成电路型等保护运行。如线路保护，区仍然存在电磁型、集成电路型等保护运行。如线路保护，目前光纤纵差保护已得到广泛应用，在华北地区也已大面目前光纤纵差保护已得到广泛应用，在华北地区也已大面积普及。但在国内许多地方，仍然还有纵联方向和纵联距积普及。但在国内许多地方，仍然还有纵联方向和纵联距离等保护运行，也就是说，载波保护还存在。现在是光纤离等保护运行，也就是说，载波保护还存在。现在是光纤和载波共存的时期。和载波共存的时期。 总之，我们国家的继电保护装置经过几十年的发展，总之，我们国家的继电保护装置经过几十年的发展，与与

11、5050、6060年代相比，可以说有了翻天覆地的变化，而且已年代相比，可以说有了翻天覆地的变化，而且已经达到了世界领先的地位。经达到了世界领先的地位。继电保护的概况继电保护的概况（一（一 ）电力系统继电保护基本概况及发展方向）电力系统继电保护基本概况及发展方向一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识发展方向发展方向 随着智能电网概念的提出，目前的继电保护及二次随着智能电网概念的提出，目前的继电保护及二次回路状态，还不能完全满足要求。智能电网首先从变电站回路状态，还不能完全满足要求。智能电网首先从变电站开始做起，继电保护装置在信息采集、上传、通信等方面开始做起，继电保护装置在信息采集、

12、上传、通信等方面还要做许多工作。二次回路方面也要进行改造。如电子式还要做许多工作。二次回路方面也要进行改造。如电子式电压互感器和电流互感器的采用，就需要做很多工作，至电压互感器和电流互感器的采用，就需要做很多工作，至少目前这种模拟式的设备不能再用。但是，这项工作绝不少目前这种模拟式的设备不能再用。但是，这项工作绝不是短时期内能够完成的，还要经过相当的时间，但这是必是短时期内能够完成的，还要经过相当的时间，但这是必然的趋势，而且，将来无论是变电站还是发电厂，自动化然的趋势，而且，将来无论是变电站还是发电厂，自动化控制的程度和水平还要有更大的提高，这一点是肯定的。控制的程度和水平还要有更大的提高，

13、这一点是肯定的。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识什么是继电保护和安全自动装置？各有什么作用？什么是继电保护和安全自动装置？各有什么作用？ 当电力系统中的电力元件（发电机、变压器、线路等）或电当电力系统中的电力元件（发电机、变压器、线路等）或电力系统本身发生了故障或危机其安全运行的事件发生，需要有向力系统本身发生了故障或危机其安全运行的事件发生，需要有向运行值班人员及时发出告警信号，或者直接向所控制的断路器发运行值班人员及时发出告警信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止事件发展的一种自动化措施和设备。实现这出跳闸命令，以终

14、止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，则通称为电力系统安全自继电保护装置；用于保护电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置。动装置。 继电保护装置是保证电力元件安全稳定运行的基本装备，任继电保护装置是保证电力元件安全稳定运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行。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，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，防止发生和终止已开始发生的足

15、以引起电力系统长期大面积停电防止发生和终止已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。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。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识继电保护在电力系统中的任务是什么？继电保护在电力系统中的任务是什么？（1 1）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件

16、及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求（如保持电力系统的暂态稳定特性等）。力系统的某些特定要求（如保持电力系统的暂态稳定特性等）。（2 2）反应电气设备的不正常运行状态，发出信号以便值班人员）反应电气设备的不正常运行状态，发出信号以便值班人员及时处理或由装置自动调整或将继续运行可能会引起事故的电气及时处理或由装置自动调整或将继续运行可能会引起事故的电气设备予以切除，一般反应不正常运行状态的继电保护装置可以

17、带设备予以切除，一般反应不正常运行状态的继电保护装置可以带一定的延时。一定的延时。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识电力系统对继电保护的基本要求。电力系统对继电保护的基本要求。（1 1）可靠性：继电保护可靠性是对电力系统保护的最基本要求，）可靠性：继电保护可靠性是对电力系统保护的最基本要求，在设计要求动作的异常或故障状态下，能够准确地完成动作，在在设计要求动作的异常或故障状态下，能够准确地完成动作，在非设计要求动作的其他所有情况下，能够可靠地不动作。非设计要求动作的其他所有情况下，能够可靠地不动作。（2 2）选择性：继电保护选择性是指

18、在对电力系统影响可能最小）选择性：继电保护选择性是指在对电力系统影响可能最小的处所，实现断路器的控制操作，以终止故障或系统事故的发展。的处所，实现断路器的控制操作，以终止故障或系统事故的发展。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识电力系统对继电保护的基本要求。电力系统对继电保护的基本要求。（3 3）快速性：继电保护快速性是指继电保护应以允许的可能最）快速性：继电保护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，以断开故障或中止异常状态的发展。快速度动作于断路器跳闸，以断开故障或中止异常状态的发展。快速切除故障的好处有：提高电力

19、系统的稳定性；电压恢复快，快速切除故障的好处有：提高电力系统的稳定性；电压恢复快，电动机容易自启动并迅速恢复正常，而减少对用户的影响；减轻电动机容易自启动并迅速恢复正常，而减少对用户的影响；减轻电气设备的损坏程度，防止故障进一步扩大短路点易于去游离，电气设备的损坏程度，防止故障进一步扩大短路点易于去游离，提高重合闸的成功率。提高重合闸的成功率。（4 4）灵敏性：继电保护灵敏性是指继电保护对设计规定要求动）灵敏性：继电保护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地动作的能力。但继电保护灵敏性作的故障及异常状态能够可靠地动作的能力。但继电保护灵敏性与选择性需要有机结合。与选择性

20、需要有机结合。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识主保护、后备保护、辅助保护、异常运行保护的定义主保护、后备保护、辅助保护、异常运行保护的定义。（ 1 1）主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有）主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。例如，变压器差动保选择地切除被保护设备和线路故障的保护。例如，变压器差动保护和瓦斯保护、发电机差动保护、线路光纤差动保护等。护和瓦斯保护、发电机差动保护、线路光纤差动保护等。（2 2）后备保护是当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。）后备保护

21、是当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。近后备保护。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相

22、关基础知识主保护、后备保护、辅助保护、异常运行保护的定义主保护、后备保护、辅助保护、异常运行保护的定义。（3 3）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。后备保护退出运行而增设的简单保护。 例如，误上电、启停机例如，误上电、启停机（4 4）异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态）异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。例如，失磁、失步、转子表层过负荷、对称过负荷、过的保护。例如，失磁、失步、转子表层过负荷、对称过负荷、过励磁、过压、逆功率等。励磁、过压、逆功率等。（二）

23、继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识关于停机、解列灭磁、减出力、程序跳闸、信号的含义。关于停机、解列灭磁、减出力、程序跳闸、信号的含义。 （1 1）停机：断开发电机断路器、灭磁，对于汽轮发电机还要关）停机：断开发电机断路器、灭磁，对于汽轮发电机还要关闭主汽门；对于水轮发电机要关闭导水翼。闭主汽门；对于水轮发电机要关闭导水翼。（2 2）解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。）解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。（3 3）解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。）解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。（4 4）减出力：将原动机

24、出力减到给定值。）减出力：将原动机出力减到给定值。（5 5）程序跳闸：对于汽轮发电机，首先关闭主汽门，待逆功率）程序跳闸：对于汽轮发电机，首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁；对于水轮机，首先继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁；对于水轮机，首先将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器并灭磁。将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器并灭磁。（6 6）信号：发出声光信号。）信号：发出声光信号。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识微机继电保护装置对运行环境的要求。微机继电保护装置对运行环境的要求。 室内月最大相对

25、湿度不应超过室内月最大相对湿度不应超过75%75%，应防止灰尘和不良气体，应防止灰尘和不良气体侵入，室内温度应在侵入，室内温度应在5 53030，必要时需加装空调设备。，必要时需加装空调设备。何谓系统的最大、最小运行方式何谓系统的最大、最小运行方式? 在继电保护的整定计算中，一般都要考虑电力系统的最大与在继电保护的整定计算中，一般都要考虑电力系统的最大与最小运行方式。最大运行方式是指在被保护对象末端短路时，系最小运行方式。最大运行方式是指在被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。 最小的运行方式

26、是指在上述同样的短路情况下，系统等值阻最小的运行方式是指在上述同样的短路情况下，系统等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?（1 1）电流互感器二次可以短路，但不得开路；电压互感器二次）电流互感器二次可以短路，但不得开路；电压互感器二次可以开路，但不得短路；可以开路，但不得短路；（2 2）相对于二次侧的负荷来说，电压互感器的一次内阻抗较小）相对于二次侧

27、的负荷来说，电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略，可以认为电压互感器是一个电压源；而电流互感以至可以忽略，可以认为电压互感器是一个电压源；而电流互感器的一次却内阻很大，以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。器的一次却内阻很大，以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。（3 3）电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值，故障时磁）电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值，故障时磁通密度下降；电流互感器正常工作时磁通密度很低，而短路时由通密度下降；电流互感器正常工作时磁通密度很低，而短路时由于一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时甚至远于一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时甚至

28、远远超过饱和值。远超过饱和值。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路? 电流互感器在正常运行时，二次电流产生的磁通势对一次电电流互感器在正常运行时，二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流甚小，铁芯中的总磁通很流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流甚小，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁次电流的

29、去磁作用消失，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很多，根据电磁感应定律多，根据电磁感应定律E E4 444fNBS44fNBS，就会在二次绕组两端产，就会在二次绕组两端产生很高生很高( (甚至可达数千伏甚至可达数千伏) )的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，而且将严重危及人身安全。再者，由于磁感应强度剧增，使铁芯而且将严重危及人身安全。再者，由于磁感应强度剧增，使铁芯损耗增大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此，电流互感器二次侧损耗增大，严重发热，甚至烧坏

30、绝缘。因此，电流互感器二次侧开路是绝对不允许的，这是电气试验人员的一个大忌。鉴于以上开路是绝对不允许的，这是电气试验人员的一个大忌。鉴于以上原因，电流互感器的二次回路中不能装设熔断器；二次回路一般原因，电流互感器的二次回路中不能装设熔断器；二次回路一般不进行切换，若需要切换时，应有防止开路的可靠措施。不进行切换，若需要切换时，应有防止开路的可靠措施。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路? 电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常运行时负载阻抗电压互感器是一个内

31、阻极小的电压源，正常运行时负载阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流，当二次侧很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流，当二次侧短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，会将电压互感短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，会将电压互感器烧坏。因此，电压互感器二次侧短路是电气试验人员的又一大器烧坏。因此，电压互感器二次侧短路是电气试验人员的又一大忌。忌。（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识继电保护的双重化配置的定义。继电保护的双重化配置的定义。 所谓双重化配置是指电力变压器和输电线路等设备的继电保所谓双重化配置是指

32、电力变压器和输电线路等设备的继电保护装置按两套独立并采用不同原理的能瞬时切除被保护范围内各护装置按两套独立并采用不同原理的能瞬时切除被保护范围内各类故障的主保护来配置。其中类故障的主保护来配置。其中“独立独立”的含义为：各套保护的直的含义为：各套保护的直流电源取自不同的蓄电池，各套保护用的电流和电压互感器的二流电源取自不同的蓄电池，各套保护用的电流和电压互感器的二次侧各自独立，各套保护分别经过断路器的两个独立的跳闸线圈次侧各自独立，各套保护分别经过断路器的两个独立的跳闸线圈出口，各套保护拥有各自独立的载波（或复用）通道等。出口，各套保护拥有各自独立的载波（或复用）通道等。 继电保护双重化配置是

33、防止因保护装置拒动而导致系统事故继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施，同时又可大大减少由于保护装置异常、检修等原因的有效措施，同时又可大大减少由于保护装置异常、检修等原因造成的一次设备停运现象，但继电保护的双重化配置也增加了保造成的一次设备停运现象，但继电保护的双重化配置也增加了保护误动的机率。因此，在考虑保护双重化配置时，应选用安全性护误动的机率。因此，在考虑保护双重化配置时，应选用安全性高的继电保护装置，并遵循相互独立的原则，注意做到：高的继电保护装置，并遵循相互独立的原则，注意做到：（二）继电保护基础知识（二）继电保护基础知识一一. .继电保护相关基础知识继电保

34、护相关基础知识继电保护的双重化配置的定义。继电保护的双重化配置的定义。（1 1）双重化配置的保护装置之间不应有任何电气联系。）双重化配置的保护装置之间不应有任何电气联系。 （2 2）每套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感）每套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感器和电流互感器互相独立的绕组，其保护范围应交叉重迭，避免器和电流互感器互相独立的绕组，其保护范围应交叉重迭，避免死区。死区。（3 3）保护装置双重化配置还应充分考虑到运行和检修时的安全）保护装置双重化配置还应充分考虑到运行和检修时的安全性，当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检修时，应不影性，当运行中的一套保护因

35、异常需要退出或需要检修时，应不影响另一套保护正常运行。响另一套保护正常运行。 （4 4）为与保护装置双重化配置相适应，应优先选用具备双跳闸）为与保护装置双重化配置相适应，应优先选用具备双跳闸线圈机构的断路器，断路器与保护配合的相关回路（如断路器、线圈机构的断路器，断路器与保护配合的相关回路（如断路器、隔离刀闸的辅助接点等），均应遵循相互独立的原则按双重化配隔离刀闸的辅助接点等），均应遵循相互独立的原则按双重化配置。置。目录一继电保护相关基础知识继电保护相关基础知识二发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置三反措知识反措知识（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障

36、及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发电机发电机-变压器组常见故障变压器组常见故障 （1 1）发电机定子绕组的相间短路。该故障产生很大短路电流，）发电机定子绕组的相间短路。该故障产生很大短路电流，若不及时处理，将破坏绝缘，甚至烧毁整个机组。若不及时处理，将破坏绝缘，甚至烧毁整个机组。（2 2）发电机定子绕组匝间短路。在短路环中产生很大短路电流，）发电机定子绕组匝间短路。在短路环中产生很大短路电流，将损坏绝缘，可能发展成单相接地短路或相间短路故障。因为设将损坏绝缘，可能发展成单相接地短路或相间短路故障。因为设计结

37、构原因，发生匝间短路概率较低。计结构原因，发生匝间短路概率较低。（3 3）发电机定子绕组单相接地短路。通常指绕组对铁芯短路，）发电机定子绕组单相接地短路。通常指绕组对铁芯短路，故障点电流使铁芯局部熔化，修复非常困难。故障点电流使铁芯局部熔化，修复非常困难。（4 4）发电机励磁绕组一点接地或两点接地故障。励磁绕组一点）发电机励磁绕组一点接地或两点接地故障。励磁绕组一点接地短路时，没用构成直接短路电流通路，对发电机无直接危害；接地短路时，没用构成直接短路电流通路，对发电机无直接危害；如果再发生另一点接地，励磁绕组两点接地故障时，将烧坏励磁如果再发生另一点接地，励磁绕组两点接地故障时，将烧坏励磁绕组

38、和转子铁芯以及轴系系统磁化，而且转子磁通对称性破坏，绕组和转子铁芯以及轴系系统磁化，而且转子磁通对称性破坏，引起机组震动。引起机组震动。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发电机发电机-变压器组常见故障变压器组常见故障（5 5）发电机低励磁或失磁。此时，发电机将从系统吸收大量无）发电机低励磁或失磁。此时，发电机将从系统吸收大量无功功率，引起定子过电流；发电机可能失去同步进入异步运行。功功率，引起定子过电流；发电机可能失去同步进入异步运行。如果系统无功储备不足，将引

39、起电压严重下降，威胁系统稳定运如果系统无功储备不足，将引起电压严重下降，威胁系统稳定运行。行。 （6 6）变压器油箱内故障。包括绕组之间发生的相间短路、一相）变压器油箱内故障。包括绕组之间发生的相间短路、一相绕组中发生的匝间短路、绕组与铁芯或外壳发生单相接地短路等。绕组中发生的匝间短路、绕组与铁芯或外壳发生单相接地短路等。由于变压器本身结构的特点，油箱内部发生故障是非常危险的，由于变压器本身结构的特点，油箱内部发生故障是非常危险的，故障产生的电弧将引起绝缘物资的剧烈气化，可能导致变压器外故障产生的电弧将引起绝缘物资的剧烈气化，可能导致变压器外壳局部变形甚至爆炸。壳局部变形甚至爆炸。（7 7）变

40、压器油箱外部故障。包括引出线上发生的各种相间短路、）变压器油箱外部故障。包括引出线上发生的各种相间短路、引出线套管闪络或破碎时通过外壳发生的单相接地短路等。引出线套管闪络或破碎时通过外壳发生的单相接地短路等。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发电机发电机-变压器组异常运行状况变压器组异常运行状况（1 1）过负荷。发电机定子绕组和变压器绕组对称过负荷、励磁）过负荷。发电机定子绕组和变压器绕组对称过负荷、励磁绕组过负荷，将造成温度升高，绝缘加速老化，机组寿命缩短；绕

41、组过负荷，将造成温度升高，绝缘加速老化，机组寿命缩短；发电机定子绕组负序过电流，产生负序旋转磁场，在转子回路和发电机定子绕组负序过电流，产生负序旋转磁场，在转子回路和转子表层感应出倍频电流，引起转子表层过热，绝缘损坏甚至严转子表层感应出倍频电流，引起转子表层过热，绝缘损坏甚至严重损伤，尤其大容量发电机组，影响更为严重。重损伤，尤其大容量发电机组，影响更为严重。（2 2）过励磁。发电机或变压器发生过励磁，并非每次都造成设）过励磁。发电机或变压器发生过励磁，并非每次都造成设备严重损坏，但是多次过励磁，将因过热绝缘老化，减少设备使备严重损坏，但是多次过励磁，将因过热绝缘老化，减少设备使用寿命。用寿命

42、。（3 3）过电压。严重时危及绕组的绝缘。）过电压。严重时危及绕组的绝缘。（4 4）频率异常。发电机在偏离额定频率下运行，可能引起汽轮）频率异常。发电机在偏离额定频率下运行，可能引起汽轮机叶片共振，甚至断裂；频率降低还将引起发电机过励磁。机叶片共振，甚至断裂；频率降低还将引起发电机过励磁。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发电机发电机-变压器组异常运行状况变压器组异常运行状况（5 5）发电机与系统间失步。发电机与系统间发生振荡时，将出）发电机与系统间失步。发电机

43、与系统间发生振荡时，将出现数值很大的交换功率，大轴冲击严重，当振荡中心落在发电机现数值很大的交换功率，大轴冲击严重，当振荡中心落在发电机变压器组内时，母线电压大幅波动，严重威胁厂用电安全；同变压器组内时，母线电压大幅波动，严重威胁厂用电安全；同时振荡电流使定子绕组过热，端部遭受机械损伤。时振荡电流使定子绕组过热，端部遭受机械损伤。（6 6）发电机逆功率。将导致汽轮机尾部叶片与剩余蒸汽摩擦过）发电机逆功率。将导致汽轮机尾部叶片与剩余蒸汽摩擦过热以致损坏。热以致损坏。（7 7）断路器断口闪络。）断路器断口闪络。（8 8）非全相运行。）非全相运行。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异

44、常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发变组保护配置及作用发变组保护配置及作用（1 1）纵差保护，反应发电机定子绕组和引出线的相间短路，反）纵差保护，反应发电机定子绕组和引出线的相间短路，反应变压器绕组、套管及引出线的短路，包括发电机纵差保护，主应变压器绕组、套管及引出线的短路，包括发电机纵差保护，主变纵差保护，高厂变纵差保护。变纵差保护，高厂变纵差保护。（2 2）发电机匝间保护，反应定子绕组匝间短路。）发电机匝间保护，反应定子绕组匝间短路。（3 3）变压器气体保护（瓦斯保护），反应变压器油箱内部的各）变压器气体保护

45、（瓦斯保护），反应变压器油箱内部的各种故障，以及变压器种故障，以及变压器漏漏油造成油面降低，包括轻瓦斯和重瓦斯保油造成油面降低，包括轻瓦斯和重瓦斯保护。护。（4 4）发电机变压器组后备保护，作为相间短路的后备保护。）发电机变压器组后备保护，作为相间短路的后备保护。（5 5）发电机定子接地保护，反应定子绕组单相接地故障。）发电机定子接地保护，反应定子绕组单相接地故障。（6 6）变压器零序保护，反应中性点直接接地变压器高压侧绕组）变压器零序保护，反应中性点直接接地变压器高压侧绕组接地短路故障，以及高压侧系统的接地短路故障作为变压器及相接地短路故障，以及高压侧系统的接地短路故障作为变压器及相邻元件接

46、地故障后备保护。邻元件接地故障后备保护。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发变组保护配置及作用发变组保护配置及作用（7 7）发电机失磁保护，反应发电机失磁或低励磁。）发电机失磁保护，反应发电机失磁或低励磁。（8 8）转子一点接地或两点接地保护，反应发电机励磁绕组接地）转子一点接地或两点接地保护，反应发电机励磁绕组接地故障。故障。（9 9）发电机负序电流保护，作为转子表层负序过负荷保护，防）发电机负序电流保护，作为转子表层负序过负荷保护，防止负序电流造成转子表层过

47、热损坏。止负序电流造成转子表层过热损坏。（1010）发电机变压器组对称过负荷保护，反应三相对称过负荷。）发电机变压器组对称过负荷保护，反应三相对称过负荷。（1111）励磁绕组过负荷保护，反应励磁绕组过负荷。）励磁绕组过负荷保护，反应励磁绕组过负荷。（1212）过励磁保护，反应发电机、变压器过励磁。）过励磁保护，反应发电机、变压器过励磁。（1313）发电机过电压保护，反应各种情况下引起的过电压。）发电机过电压保护，反应各种情况下引起的过电压。（1414）发电机失步保护，反应发电机与系统之间非稳定振荡。）发电机失步保护，反应发电机与系统之间非稳定振荡。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故

48、障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置发变组保护配置及作用发变组保护配置及作用（1515）发电机逆功率保护，防止汽轮机叶片损坏。）发电机逆功率保护，防止汽轮机叶片损坏。（1616）误上电保护，在盘车状态下（未加励磁低速）误合闸保护，）误上电保护，在盘车状态下（未加励磁低速）误合闸保护，防止发电机异步起动烧损转子。防止发电机异步起动烧损转子。（1717）断路器断口闪络故障，防止并列过程中合闸前断口的闪络）断路器断口闪络故障，防止并列过程中合闸前断口的闪络故障。故障。（1818）起停机保护，发电机不与系统并网的起动

49、和停机过程中保）起停机保护，发电机不与系统并网的起动和停机过程中保护。护。（1919）非全相运行保护，反应分相操作断路器非全相的合闸和跳）非全相运行保护，反应分相操作断路器非全相的合闸和跳闸。闸。（2020）发电机低频保护，保护汽轮机免受低共振影响。）发电机低频保护，保护汽轮机免受低共振影响。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析1. 1.发电机误上电保护发电机误上电保护1.11.1误上电的危害误上电的危害发电机盘车状态下（未

50、加励磁，低速），主开关误合，发电机异发电机盘车状态下（未加励磁，低速），主开关误合，发电机异步起动步起动 ，由于转子与气隙同步旋转磁场有较大滑差，转子本体，由于转子与气隙同步旋转磁场有较大滑差，转子本体长时间流过差频电流烧伤转子。突然误合闸引起转子急剧加速，长时间流过差频电流烧伤转子。突然误合闸引起转子急剧加速，润滑油压较低，轴瓦损坏。润滑油压较低，轴瓦损坏。1.21.2误上电保护误上电保护发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。 采用两组采用两组PTPT均低电压延时均低电压延时t1 t1投入，电压恢复，延时投入，电压恢复

51、，延时t2 t2（与低频闭（与低频闭锁判据配合）退出锁判据配合）退出，同时还受断路器位置接点闭锁，同时还受断路器位置接点闭锁。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。 采用低频判据延时采用低频判据延时t3 t3投入，频率判据延时投入，频率判据延时t4 t4返回，其时间应保证返回，其时间应保证跳闸过程的完成。跳闸过程的完

52、成。 发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合或非同期。或非同期。 采用断路器位置接点，经控制字可以投退。判据延时采用断路器位置接点，经控制字可以投退。判据延时t3 t3投入投入（考虑断路器分闸时间），延时（考虑断路器分闸时间），延时t4 t4退出其时间应保证跳闸过程的退出其时间应保证跳闸过程的完成。完成。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析 2. 2.断路

53、器闪络保护断路器闪络保护2.12.1断路器断口闪络的危害断路器断口闪络的危害220KV220KV以上系统在进行同步并列运行过程中，当发电机空载电势以上系统在进行同步并列运行过程中，当发电机空载电势与系统电压与系统电压180180度造成断口闪络。使断路器损坏，破坏系统稳定，度造成断口闪络。使断路器损坏，破坏系统稳定，负序电流损坏发电机。负序电流损坏发电机。2.22.2判据判据断路器三相位置接点均为断开状态；断路器三相位置接点均为断开状态； 负序电流大于整定值；负序电流大于整定值； 发电机已加励磁，机端电压大于一固定值发电机已加励磁，机端电压大于一固定值 断路器闪络保护动作跳灭磁开关，失效时起动失

54、灵。断路器闪络保护动作跳灭磁开关，失效时起动失灵。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析3. 3.启停机保护启停机保护由于发电机启动或停机过程中，定子电压频率很低，因此保护采由于发电机启动或停机过程中，定子电压频率很低，因此保护采用了不受频率影响的算法，保证了启停机过程中对发电机的保护。用了不受频率影响的算法，保证了启停机过程中对发电机的保护。启停机保护经控制字整定，可以选择启停机保护经控制字整定，可以选择“低频元件闭锁低频元

55、件闭锁”或或“断路断路器位置接点闭锁器位置接点闭锁”，但现场运行人员必须注意保护屏上功能压板，但现场运行人员必须注意保护屏上功能压板的投退工作。的投退工作。 4. 4.程序逆功率保护程序逆功率保护发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后，需发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后，需要程序跳闸时。保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门要程序跳闸时。保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁，延时动作于跳闸接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁，延时动作于跳闸。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故

56、障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析5. 5.发电机失磁保护发电机失磁保护5.15.1失磁的原因失磁的原因灭磁开关误跳闸而转子线圈经灭磁电阻短接灭磁开关误跳闸而转子线圈经灭磁电阻短接转子线圈短路转子线圈短路转子线圈回路断线而开路转子线圈回路断线而开路硅整流的故障硅整流的故障自动调节励磁装置的故障等自动调节励磁装置的故障等（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细

57、分析几个常见保护详细分析5.25.2发电机失磁的现象发电机失磁的现象当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。 由于感应电势逐渐减小，导致电磁功率小于原动机的功率，转由于感应电势逐渐减小，导致电磁功率小于原动机的功率，转子加速，功角增大，有可能超过静稳极限而导致发电机和系统失子加速，功角增大，有可能超过静稳极限而导致发电机和系统失步。步。发电机失磁后将从并列运行的电力系统中吸取电感性无功功率发电机失磁后将从并列运行的电力系统中吸取电感性无功功率供给转子励磁电流，在定子绕组中感应电势。供给转子励磁电流，在定子绕组中感应电势。 在发电机超过同步

58、转速后，转子回路中将感应出转差频率电流，在发电机超过同步转速后，转子回路中将感应出转差频率电流，此电流产生异步制动转矩，当异步转矩与原动机转矩达到新的平此电流产生异步制动转矩，当异步转矩与原动机转矩达到新的平衡时，即进入稳定的异步运行。衡时，即进入稳定的异步运行。（一）（一）发电机发电机- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析5.35.3发电机失磁对系统影响发电机失磁对系统影响失磁发电机从系统吸收无功，导致系统电压下降，若系统无功失磁发电机从系统吸收无

59、功，导致系统电压下降，若系统无功储备不足，则可能引起系统因电压崩溃而瓦解。储备不足，则可能引起系统因电压崩溃而瓦解。由于系统电压下降，系统中其他发电机在自动调节励磁装置作由于系统电压下降，系统中其他发电机在自动调节励磁装置作用下，将增加无功输出而导致过电流，若引起后备保护误动作，用下，将增加无功输出而导致过电流，若引起后备保护误动作，则使故障影响范围扩大。则使故障影响范围扩大。失磁发电机有功功率摆动以及系统电压下降，可能导致相邻正失磁发电机有功功率摆动以及系统电压下降，可能导致相邻正常运行发电机与系统之间或系统各部分之间失步。常运行发电机与系统之间或系统各部分之间失步。（一）（一）发电机发电机

60、- -变压器组常见的故障及异常运行状况变压器组常见的故障及异常运行状况二二. .发电机变压器组常见故障及保护配置发电机变压器组常见故障及保护配置几个常见保护详细分析几个常见保护详细分析5.45.4发电机失磁对发电机本身影响发电机失磁对发电机本身影响转子回路中出现的差频电流使转子附加发热，流过转子表层使转子回路中出现的差频电流使转子附加发热，流过转子表层使转子局部过热甚至灼伤。转子局部过热甚至灼伤。转子端部漏磁增强使端部部件及边段铁芯过热。转子端部漏磁增强使端部部件及边段铁芯过热。发电机失磁后异步运行时，若失磁前有功越大，转差越大，吸发电机失磁后异步运行时，若失磁前有功越大，转差越大，吸收无功越