600MW第三篇电气部分

第三篇 电气部分第一章 发变组部分第一节 发变组系统介绍三期

#5、6

发电机是由日本日立公司

（HITACH

）和中国东方电气集团公司

（DEC）联合设计、联合制造的，额定出力

600MW

。#5、6

主变是法国

JST

公司生产的单相、户外、油浸式电力变压器，其出口通过

3/2

接线接入

500kV系统。#5、6发变组保护采用瑞士ABB厂家生产的具有世界先进水平的REG216型微机保护，具有安装调试方便、便于维护、保护动作速度快、抗干扰能力强等优点。第二节 发变组电气一次主接线我厂三期一次主接线的母线都采用500kV电压等级，母线的接线方式，采用双母线一个半断路器接线（3/2接线）。发变组则采用单元接线方式。一、3/2接线具有供电可靠性高、操作检修方便和运行灵活等优点：1、在任两个断路器检修时不影响连接元件的连续供电，也不需要进行一系列的倒闸操作，减少了一次回路发生误操作的机会。2、当进行母线的检修或清扫时，不需要进行复杂的操作。3、当一组母线发生短路时，母线保护动作后只跳开与该组母线相连的所有断路器，不会使任何连接元件停电。4、在3/2接线中，各隔离开关只作为检修断路器时隔离用，不需要象双母线方式中进行的倒闸操作，因此减少了隔离开关误操作的机会。5、由于不装设旁路母线，一次回路的布置清晰，配电装置占地面积小，耗用材料少。6、当一组母线或任一连接元件发生短路并伴随断路器失灵时，失灵保护动作后需要跳开断路器的数量最少，不会引起全厂停电。二、发电机和主变压器之间采用单元接线方式，不设断路器和隔离开关，使用封闭母线，发电机出口采用离相式封闭母线有以下优点：1、可靠性高，每相母线于相互隔离的外壳内，可防止发生母线相间短路。2、大大减小母线间的电动力，由于结构上具有良好的磁屏蔽性能，壳外几乎无磁场，故母线短路时之间的电动力可大为减少。一般认为只有敞开式母线电动力的 1%左右。3、防止邻近钢构件的严重发热，由于壳外磁场的减少，临近母线处的钢构件内感应的涡流也会减少，涡流引起的发热损耗也减少。4、增加绝缘子的可靠性。5、安装方便，维护工作量小，整齐美观。第三节 600MW发电机介绍#5、6

发电机是由日本日立公司

（HITACH

）和中国东方电气集团公司

（DEC）联合设计、联合制造的，额定出力

600MW

。该发电机的主要特点：全封闭，循环通风，强制润滑，隐极式同步发电机；冷却方式：定子绕组采用水内冷方式，转子绕组和定子铁芯采用氢内冷方式；励磁方式：机端自并磁静态可控硅整流励磁方式。现就该发电机的主要技术参数、基本结构、励磁系统等简要介绍如下：一、发电机的主要技术规范型式全封闭、自通风、强制润滑、水/氢氢冷却、圆筒形转子、同步交流发电机容量728，000KVA端电压22KV5%额定电流19105A功率因数0.90滞后短路比不小于0.5效率98.8%(在600MW、0.9滞后功率因数时)额定氢压414Kpa极数2相数3转速3000rpm频率50HZ冷却方式定子绕组：直接水冷；定、转子铁芯及转子绕组：直接氢冷绝缘等级定子绕组：F级；转子绕组：B级不平衡负载能力8%(持续)定子冷却水进水46℃温度定子冷却水出水85℃温度冷却后氢气温度46℃冷却器进水温度对于氢冷器及定子水冷器均为最高33℃定子绕组温度极120℃限转子绕组温度极115℃限定子铁芯温度极120℃限集电环温度极限120℃氢气纯度98%氢气消耗量319m/天氢冷器容量停用一只氢冷器时,发电机能在至少80%额定工况下运行而不过热定子外壳类型双层外壳转子额定电压500V转子额定电流4852A转子空载电压183V转子空载电流1781A励磁方式全静止可控硅机端自并励发电机噪音水平离发电机外壳1米处90dB(绝对)制造日本日立工场、东方电气集团公司二、600MW发电机的基本结构（一）、发电机定子发电机的定子是由定子机座 ,铁芯及绕组构成。对于 600MW汽轮发电机组而言，定子机座外径 4.5米,运输尺寸 5.4米，整个定子的重量 300多吨，已极度超出国内铁路或公路运输限制。 为了便于铁路或公路运输， 发电机定子设计成分离的内 .外定子结构型式，定子机座和内定子分开运至现场。定子机座定子机座，是由钢板焊接而成的圆筒形结构，它用来支承定子铁芯；同时也用来密封定子铁芯内的冷却气体，设计上能够承受

0.8MPa15

分钟的水压试验和0.45MPa

的气密性试验

,从而保证外定子机座能承受机内氢气爆炸并具有良好的气密性。发电机的气体容积约 117m3。内定子由铁芯及绕组在工厂组装到构架上而成，在安装阶段穿入定子机座。内定子是利用 10个对称布置的组合弹簧板支承在外定子内， 弹簧板的一端固定在定子机座上，另一端在定子铁芯最大直径处正切于铁芯而固定在上面。这种结构的弹簧板能够有效地吸收定子铁芯的倍频振动（这种振动是双极发电机运行时所特有的）从而使定子铁芯受到很严格的束缚以便能够承受负载或短路时的扭矩。定子重量定子（240吨）+外定子（110吨）。发电机的定子两端都是由支脚和外置防护罩支承，均由螺栓固定。在外置防护罩内装有转子轴承。定子机座内还装有 4只氢气冷却器，利用循环水来冷却氢气以降低发电机的温

，=内升。氢气冷却器垂直布置，便于安装和维修。定子铁芯定子铁芯片是由优质硅钢片冲制而成，芯片冲制成扇形，其内圆侧冲有放置线棒的下线槽和放置槽锲的燕尾槽；铁片两面均涂有含有有机填充物的热固性绝缘清漆，从而有效地降低了绝缘漆的损耗。扇性芯片通过定位筋一片一片叠置起来，然后用石墨轴铸铁压圈压紧成一个钢性圆柱形铁芯。定子铁芯采用径向多流式通风系统。汽、励两端的风路对称，冷却用氢气靠与转子同轴的两只风扇进行强迫循环。铁芯沿轴向设有许多径向风道，氢气可以从里面流到外面和从外面流到里面；铁芯和定子外壳之间的空间被环板分隔成若干小室这些小室用管子相互连通， 并能交替进行通风。 氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。转子绕组端部存在大量 的漏磁通,另外,发电机运行时定子绕组在铁芯端部也产生大量的漏磁通 ,这些漏磁通主要是垂直进入端部定子铁芯 ,从而感应出垂直于轴向的涡流 ,引起铁芯端部过热 .发电机在低励条件下运行时 ,定子绕组会产生更多的漏磁通 , 使铁芯端部过热更为严重。 为了减少这种损耗和由此引起的铁芯端部过热 ,日立公司采取了以下措施 :铁芯端部设计成阶梯状铁芯孔两端逐渐放大,这可以防止转子漏磁通量过多聚集在定子铁芯端部,而且,可以使部分漏磁通转变成垂直于定子轴线的径向磁通 ,从而减少损耗降低端部过热。在转子线圈端部采用非磁性护环。通过励磁绕组护环的去磁作用,增加了漏磁通的磁阻,从而减少了转子端部漏磁通对定子铁芯的影响。在铁芯端部表面,采用一块铜防护板,既所谓的电屏蔽环采用电屏蔽的目的是防止端部大部分轴向漏磁通穿过铁芯。 因为,漏磁通将在铜防护板内产生大量涡流 ,此涡流的方向将阻止漏磁通穿过。铁相比,电阻率只有约 1/5,根据磁穿透深度定律

而铜与用作铁芯端片的石墨铸,损耗降到大约 1/2, 而且铜的导热系数是石墨铸铁的

5倍,

因而

,铜防护板不会出现过热。铁芯端部压圈和铁芯端板采用高电阻率、低导磁率材料这种材料增大了铜防护板和铁芯间的磁阻，使漏磁通不易穿过铁芯，高电阻率又使该部位涡流减小，故此部件也不会过热。5)在铁芯端部扇形体上开槽由于在铁芯端部扇形齿部开槽隙，使得涡流流动面积减少了约损耗减小了约3/4。

1/2

，于是涡流定子绕组定子绕组是由嵌入铁芯槽内的绝缘线棒在端部联结成的线圈，并且由引线环连接成固定的相序。在负载运行条件下，定子绕组会产生自感应涡流损耗，为减少这种损耗，定子线棒采用了罗贝尔换位形式。定子线棒由矩形的空心和实心股线组成，定子绕组就是通过空心股线中的水介质来冷却。定子线棒端部的所有股线均焊接到水电接头上，通过铜带将两根线棒水电接头焊在一起形成电气连接，构成一匝线圈；而所有空心股线中的冷却水通过水电接头的水路接至汇流母管。在发电机的集电环端设有一条进水母管；在汽机端部设有一条出水母管。冷却水流通道为单向型，即从集电环端流向汽机端。汇流母管是直接接地的，从线圈到汇流母管间的连接是采用单个加强型绝缘管，这种绝缘管设计上能够受发电机的运行电压，这就保证了线圈的对地绝缘。但对于这种结构，测量线圈绝缘却是不方便的。定子线圈的接线，主要数据如下：定子铁芯槽数： Z=42每槽线棒数： 2相数：m=3极对数： 2P=2每相每级槽数： q=7线圈跨距： 17（1-18）线圈并联支路数： 2两槽距： 8.57 度相-相间槽数:14（二）、发电机转子发电机转子是由一根整体合金钢锻件加工而成 ,在转子本体上径向地开有许多纵向槽用于安装转子绕组 , 转子绕组在槽内由铝合金和钢槽楔紧固以抵御离心力。这种磁性和非磁性两种槽楔的应用能够保证合理的磁通分布。为提高发电机承受不平衡负荷（负序电流和异步运行）的能力，转子上设有阻尼绕组。转子绕组由高强度含银铜线制成，具有较高的抗蠕变能力，从而提高了发电机承担调峰负荷的能力。为防止由于离心力的作用，对转子绕组产生的破坏，采用高强度、非磁性合金钢锻件加工而成的护环，热套在转子本体两端。转子电流通过集电环传到转子绕组，集电环与转子绕组的连接是通过转子中心孔中的绝缘铜棒来实现的。集电环是一对带沟槽的钢环，经绝缘后热套在转子轴上的。转子通风冷却，分为下种两种情况：转子本体段的导体冷却采用的是“气隙取气”系统：在转子线棒凿了两排不同方向的斜流孔至槽底，于是，沿转子本体轴向就形成了若干个平行的斜流通道。通过这些通道，冷却用氢气交替的进入和流出转子绕组进风口的风斗，迫使冷却氢气以与转子转速相匹配的速度通过斜流通道到达导体槽的底部，然后拐向另一侧同样沿斜流通道流出导体。从每个进风口鼓进的冷风是分成两条斜流通道向两个方向流进导体，同样，有两条出风通道汇流在一起从出风口流出进入气隙。因此，每个通道从平行线棒纵向切面看成“V”形，而垂直线棒横断面投视图为“U”形。由于任何数量的斜流段都可以沿轴向排列，因而转子绕组的这种结构设计方式与转子长度无关，具有很方便的灵活性。日立所供发电机共分成13个风区(6进7出)，每个风区有，8个通道，共81个通风道。转子通氢冷却通风孔个数：进风区：一个槽里面有48个孔，共有32个槽，合计32*48=1536个。出风区：一个槽里面有56个孔，共有32个槽，合计32*56=1792个。用于端部冷却：每一段为4个孔，两端共8个孔。沿转子长度方向，高温出风区和低温进风区交替分布。同时定子的进出风区与转子的进风区相匹配，并采用静止挡风板以限制热风在转子中的再循环，另外，从定子流进气隙的气流量比进入转子的气流量大，进一步降低转子热气量的再循环。因此转子铜线温度比较均匀。对于转子两端绕组，斜流气隙取气系统所冷却不到的部分，冷却气体由风扇压迫进入护环下的轴向风道(第7个进风区)，然后从本体端部由径向风道进入气隙。（三）、发电机的运行性能和特点1、发电机的功率因数和短路比发电机的设计功率因数为0.9，但因发电机送出的无功主要用于满足电网电压分层平衡的需要，实际运行力率都高于0.95。由于AVR采用，且发电机短路比不小于0.5，发电机的稳定度有了充分的裕度。2、发电机进相运行能力大机组均接到高压电网，500KV线路的充电功率，约为100Mvar/100Km，当线路输送的有功功率低于自然功率时，线路出现剩余的充电功率，按照无功分层平衡的原则，需要在线路两侧分别加以吸收，一种方法是装设可投切的电抗器，另一种方法是由发电机吸收，而后者是最简单、经济而切实可行的办法，为解决电网夜间低谷时电网电压偏高的问题，发电机运行在高力率或能进相运行已成电网的迫切需要，近年来网内外对各种类型机组做了不少进相运行试验，从试验结果看，合理规定发电机进相运行范围，不会导致失稳或设备损坏。国际大电网会议认为， 根据大量的运行经验及试验结果， 对发电机吸收无功功率的能力， 建议所有短路比不小于0.4的发电机，应能在额定有功功率的条件下吸收功率因数为进相0.95的无功功率。我厂发电机低励限制器使用功角限制，提高了机组的进相运行水平。3、失磁：发电机失磁不仅使定子端部发热，力矩超过允许值，发电机由送出无功变为吸收无功，严重时造成电压崩溃。为防止事故的发生，发电机装有失磁保护，一旦失磁，直接跳闸。大机组满载时失磁突然跳闸，从保电网的角度看，虽失去部分有功功率，但可避免电压崩溃危险。通过大量研究并试验，证明容量不超过800MW的二级汽轮发电机若失磁机组快速减载到允许水平，只要电网有相应无功储备，可确保电网电压，失磁机组的厂用电保持正常工作的情况，失磁机组可不跳闸，尽快恢复励磁。由于失磁异常运行受到机组设计特点、电网条件等限制，要根据本身机组特点及电网中所处的条件而决定。邹电两台机组不具备快减机组负荷带厂用电的能力，当发电机失磁后必须跳闸。4、系统发生不对称短路、运行或负荷不对称时，汽轮发电机定子绕组存在负序电流，使转子出现倍频电流，产生局部过热，若机组自然扭振频率接近工频时，还可能激发起轴系的机电谐振，将造成严重的设备损坏，所以机组本身不希望有负序电流（或者尽量小些），一般规定了长期允许的负序电流数值为5%~10%Ie，另外暂态允许承受的负序能力以2*t≤AI2来确定，A值表示某种程度转子各部损耗的总和，其主要决定于发电机本身设计、结构和应用材料。从机组本身考虑希望A值低些，从系统运行考虑A值太小将导致运行的不灵活、难以保护，包括对发电机励磁开关性能要求存在困难。对大机组2*t的值现在得到广I2及I2泛支持的美国建议是：对直接冷却的汽轮发电机，容量在960MW以下，I2≤8%，800MW以下，2A=10-0.065(Sn-800)计算。为了保证机组安全，又I2*t≤10，对800MW以上机组可以按要适应系统要求，现在大型机组都在设计结构和材料上考虑了这些能力，发电机转子装有阻尼绕组，长短期的负序能力都能满足以上要求。从电网方面也要采取措施，保证大机组安全。防止断路器失灵造成非全相运行，一旦发生非全相运行，发电机不灭磁但要使发电机电流减到最小，使负序电流小到允许范围内，迅速消除故障。发电机与主变、厂变联结的单元接线系统，发电机出口均未装出口断路器，一旦主变出口高压断路器发生非全相运行，唯一保护是励磁开关跳闸，即使正常跳闸，由于大型发电机时间常数很大，通过发电机的I22*t值仍然很大，如励磁开关拒跳，将造成严重后果，所以发电机出口断路器装设与否必须从技术经济上进行权衡。主变高压侧开关应选用性能良好，三相联动操作的断路器为佳，并应将断路器失灵保护投入运行。为防止发电机非全相运行，发变组每个主开关均装设了失灵保护和三相不一致保护，且开关有两套完全独立的跳闸控制回路。5、快速励磁：发电机装有高起始快速响应励磁系统， 对远距离输电的送端机组， 快速励磁系统强励倍数高可提高输送能力，而对受端机组快速励磁对支撑电压作用也很大，是维持静稳定的有效措施。对提高暂态有很好效果。但它的不良影响是负阻尼效应。会对电力系统动态稳定产生不利影响，有时会引起小幅度的和低频的（0.2~2.5HZ）的振荡。为改善这一特性，都安装有电力系统稳定器。6、转子接地保护：大型机组若发生两点接地由于励磁功率大，不平衡磁力也可能产生巨大的振动力，由此可能造成整个机组的破坏。所以发电机转子一点接地就动作跳闸。7、轴系扭振：大电网与大机组间相互作用可产生两种不同性质的冲击， 影响轴系强度。第一种是电网异常工况的短路、 重合闸、系统振荡误并列。 另一种是大机组发生机械和电气之间的扭应谐振（如工频与两倍工频谐波以及次同步谐振等。 由以上两种因素造成轴系损害和叶片断裂是大机组并入大电网后要引起高度重视的问题。为了保护大机组，除了电力系统在运行方式、继电保护方面尽力避免、 躲开或作限制，以及制造单位对电机强度设计标准寻求合理的规定外，尚需加强运行监测。由于大机组轴系所承受的冲击和扭振使其疲劳损耗是积累的， 没有专门的运行监测设备往往难以觉察。一旦积累的损耗超出寿命极限可突发成严重的损坏事故。 国际上已有一些大型机组装设监测疲劳损耗的设备， 能完整地记录各种电气和热力参数， 打印出定子绕组承受应力程度，联轴器变形、轴系疲劳损耗以及积累值等，加强了机组的安全监视。邹县电厂 #5机组未设计安装扭应力监测装置， #5机组虽安装了扭应力监测装置，但未调试好投入运行。第四节 主变压器介绍一、#5、6主变是法国 JST公司生产的单相、户外、油浸式电力变压器，采用壳式技术制造。额定电压：525±2×2.5%/22KV，高压侧装有无载调压开关，容量： 150/200/250MVA连接组别：Yn/D-11（主变三相高压侧中性点联在一起永久接地），损耗：空载125KW；负载396KW；附加9KW。二、主变压器结构1、铁芯：铁芯由一些平的冷扎、晶体取向、硅钢片组成，采用

CARLITE

绝缘。2、绕组：变压器每相绕组是由一组均匀、长方形、相互靠近的铜线螺旋绕制而成，称为壳式变压器。绕组采用电解铜，线与线之间采用纸绝缘，绕组均有圆弧形的拐角以避免磁路不正常的集中。绕组之间的绝缘以及对于磁路和接地框架的绝缘是通过绝缘纸板的布置和油通道的布置来实现的。纸板层通过裁切、叠压后，与绕组尺寸相同并装在一起。通路是在纸板间的缝隙中形成的，将其安排在绝缘纸和绕组之间。3、分接头和引线引线是通过柔性电缆来实现与外部出线连接的，这些电缆采用木支架、绝缘纸板和皱纹纸加强绝缘，因此能承受突然短路的冲击。4、油箱：油箱由基础、壳和盖三个部分组成，它们均由钢板焊接而成。油箱能承受突然短路的冲击而不变形。油箱各相的上部均利用榉木质板做成的木块嵌入油箱内，油箱本身也通过专门设计使其强度提高承受如下负荷：基础上的外部连接板及壳内和壳外通道截面。另外，油箱设计能在油处理过程中承受完全的真空。油箱基座和壳体以及壳体和箱盖之间的密封采用焊接而成。另一个开口利用耐油橡胶垫来密封，其压缩强度取决于螺栓。最后，油箱设计能承受所规定的内部过电压而不会发生永久性的变形。5、油枕：油枕装在油箱的上部，它承受变压器在运行过程中的油膨胀，并能向变压器油箱自动补油。油枕设计能承受完全真空，油枕内部装有一个油囊以防止油和空气直接接触。油枕配有一个磁性油位刻度指示器，用于指示变压器的油位。6、油箱接地端子：油箱设有接地端子，用于将变压器的各种各样的金属部件接地。铁芯接地通常在油箱内部，铁芯接地端子在变压器外部的中下部。7、调压开关：主变装设有无载调压开关用于调节变压器的输出电压，调压必须在变压器退出运行且做好安全措施后方可进行。操作无载调压开关后，一定要测量线圈直流电阻，确保三相一致，且位置指示正确。8、冷却装置：主变可以实现以下冷却方式： ONAN（油浸自冷）， ONAN/ONAF（油浸风冷），ONAN/ONAF/OFAF（强迫油循环导向风冷）。变压器冷却装置的控制监测设备都装在冷却器控制箱内，冷却器控制箱直接装在变压器本体下部的座架上。9、套管：主变采用电容式油 /油套管。10、保护设备：瓦斯继电器：装在油箱至油枕的管路上。用于保护变压器的内部故障。压力释放阀：为了在事故情况下， 保护变压器油箱。 变压器油箱上装设有压力释放阀。油流继电器：当进行强迫油循环时，若油流速太慢，将发出信号。11、温度测量：油温计、 高、低压侧线圈温度计。三、壳式变压器的特点：1、运输灵活，可站可躺，降低运输高度。2、损耗方面：铁芯磁通分布均匀度提高，铁芯空载损耗低，高低压侧绕组交错排列，主通道中漏磁密度低，磁屏蔽设置合理，负载损耗低，附加损耗小。3、油箱既是变压器油和器身的容器，又是铁芯的紧固用夹件，称为自适应形结构，用油量小，占地面积小。4、绝缘方面：线饼数少，线饼表面积大，饼间电容大，在线饼首端装有静电环。所有这些确保了壳式变压器有极佳的抗雷电冲击能力。线圈从首端到末端的梯形截面形状，使成型绝缘件有可能沿等位线平行的轮廓上布置，消除了沿面放电的可能性，工频耐压能力强。5、抗短路能力强（动稳定） 。（1）短路力轴向分量有使线圈（水平方向）产生向铁芯和油箱侧变形的趋势，但铁芯被油箱压紧，而且叠片间摩擦力很大，因而铁芯不会变形。油箱的机械强度很大，足以承受短路力而无永久变形，使线圈不易位移（绝缘距离不易被破坏） 。2）短路力的辐向分量在线饼的内径侧和外径侧方向相反，基本抵消。3）壳式结构变压器的线饼之间垫块排列十分紧密，使短路力降低。4）短路力分析：采用壳式结构，高低压线圈间主磁通处的磁通密度将成倍下降，因此短路力同样成倍下降，这一优点是芯式结构无法相比的。第五节 发变组系统保护概述一、发电机可能发生的故障和不正常工作状态可能发生的故障：定子绕组相间短路、定子绕组匝间短路、定子单相接地、转子接地等。主要的不正常工作状态：对称（不对称）过负荷、失磁、定子绕组过电压、失步、非全相运行、断路器断口闪络、发电机意外加电压、启动保护等。二、三期发变组保护概况1、三期#5、6发变组保护采用瑞士 ABB厂家生产的具有世界先进水平的 REG216型微机保护，具有安装调试方便、便于维护、保护动作速度快、抗干扰能力强等优点。保护程序具有掉电功能、短时停电程序不会丢失，但不能长时停电，发电机停运其微机保护电源不需停电，只将出口继电器保险取下。保护信号的输入和输出，是通过适当的软件配置来决定的。根据信号接入保护的端子位置，适当的选择输入信号以及跳闸、报警的输出通道，除电跳机、机跳电保护以外的所有保护的投停均需从微机保护逻辑上进行修改。该套保护还具有自检功能，能够随时检测保护装置的好坏，装置故障时能够闭锁保护出口，正常检索时被保护设备发生故障，保护装置能够自动停止检索，恢复保护功能，开放保护出口。另外，该保护能自动记录保护动作时的故障特征及事件，为保护动作的分析评价提供了很大的方便。2、组成保护由

REG216C

型发电机微机型保护两套

A、B

系统屏；REG316RET316

型高厂变微机型保护两套；型励磁变微机型保护一套；MCO

型中性点接地过流保护；变压器本体保护；单独配置的继电器式发变组差动保护 87GMT-2；及100%定子转子接地保护，注入变压器几个单元件继电器组成屏，辅组助继电器，四块屏组成。3、发变组保护范围保护区包括发电机、变压器、高厂变、励磁变和主变高压侧引线及

500KV

侧部分。4、发变组保护配置原则1）主要电气故障设两套主保护，并由两路直流电源分别供电，电压、电流量分别取自不同的PT、CT，出口独立。2）次要的电气故障，异常运行及机械故障，仅设一套独立保护，不考虑双重化。3）出口方式：跳主断路器，灭磁 41FB开关及各厂用分支，跳汽轮机，启动断路器失灵保护。程序跳闸出口先跳汽轮机，然后机跳电。三、REG216A、B系统1、组成：包括至少一个 216MB62型电子设备架，该设备架带插入式电子模件和大量的 I/O单元。2、216MB62型设备架各单元名称作用1）辅助直流电源单元216NG61、216NG62、216NG63，将电池电压UB变成24V直流并提供输入和输出之间的直流隔离。2）处理单元216VE61所有保护和逻辑功能都作为软件模件库储存在这里。前板信号LED “AL”（红）报警 内部故障时发亮。LED “MST”（黄），MASTER 单元与总线通讯时，数据交换发亮。3）216EA61模拟输入单元LED “ALARM”RED ，内部故障。LED “MST”YELLOW 通讯、数据交换。LED “RUN”GREEN 单元运行。插孔“PASSIVE”短销插入时，A/D被闭锁。“复位”插孔，短暂插入短销重新启动。4）二进制输出单元216AB61LEDLED

“AL”RED“CHOUT”

内部故障。YELLOW

输出通道，指示哪一个保护启动。插孔“PSV“无源，短销插入，闭锁所有输出通道。（5） 二进制输出和跳闸单元 216DB61包括16个输入和 8个输出通道，输出通道用于向 216GA62跳闸继电器模件传送被触发功能的跳闸命令。6）输出继电器单元216GA617）跳闸继电器单元216GA62有8个辅助继电器 K1-K8，并带有用于跳闸信号的无压接点， 是由216DB61二进制输入和跳闸单元进行控制的。8）输入互感器单元216GW61包括12个输入CT和UT，将来自一次系统 CT和VT的二次电流和电压转换变成在-40V—+40V范围内的比例电压信号。（9） 辅助继电器和光耦合器单元 216GD61它包括很多二进制输入和输出。10）注入单元REX010产生100%定子和转子接地保护所需的信号。注意：在发电机中性点开始任何工作之前，要确保注入单元已停用。11）注入变压器组REX011四、各PT接负荷发电机出口 1PT的主要负荷：线圈1：发变组保护系统 B（失磁40L、阻抗21G2、逆功率32L2、过激磁24L2、低频181F1、低频281F3）、电压平衡继电器 60I。线圈2：电压平衡继电器 60R、励磁调节器。发电机出口 2PT的主要负荷：线圈1：：发变组保护系统 A（失磁 40S、逆功率 32L1、过激磁 24L1、低频 381F3、低频481F4、发电机过电压 59S、启动保护 59GS、发电机失步保护50/27AE）、电压平衡继电器 60R。线圈2：电压平衡继电器 60I、励磁调节器。

78、发电机意外加电压发电机出口 3PT的主要负荷：表计（定子电压表、发电机有功表、发电机无功表、发电机频率表、发电机电度表、发电机功率因数表）、MW控制、同期（频差量）、故障录波器。发变组出口4PT的主要负荷：同期（压差量）：ASS装置、同步表、 TGL目标负荷。五、各种保护用统一编号87G1（87G2）—发电机差动保护；87GMT-1—发变组差动保护Ⅰ（发电机、主变、高厂变等） ；87MT—主变差动保护（主变、高厂变高压侧） ；64S1—95%定子接地保护；64S2—100%定子接地保护；64F1、64F2—转子接地保护；81F1、81F2、81F3、81F4—低频保护；87GMT-2—发变组差动保护Ⅱ；23MT—主变油温高保护；LTC—主变分接头切换保护；32L1、32L2—逆功率保护；21G1、21G2—低阻抗保护49S—定子对称过负荷保护（发电机中性点及引出线） ；50/27AE—发电机意外加电压保护；46A、46T—定子非对称过负荷保护；59S-定子过电压保护；78-发电机失步保护；24L1、24L2—过激磁保护；40S、40L-失磁保护；59GS-启动保护；63MT-主变瓦斯保护；49R1、49R2-励磁回路过负荷保护；60I、60R、27AE-发电机低电压保护；50AE-励磁变过电流保护；87/ET-励磁变差动保护；63T/ET-励磁变瓦斯保护；51/ET-励磁变高压侧过流；62-2—1DL闪络；87/5A—5A高厂变差动；87/5B-5B高厂变差动；51/5A—5A高厂变过流；51/5B—5B高厂变过流；50/5A—5A高厂变电流速断；50/5B—5B高厂变电流速断；63T/5A—5A高厂变瓦斯保护；63T/5B—5B高厂变瓦斯保护；23T/5A—5A高厂变油温高保护；23T/5B—5B高厂变油温高保护；51/5AX—5A高厂变低压X侧中性点接地过流（MCO型）；51/5AY—5A高厂变低压Y侧中性点接地过流（MCO型）；51/5BX—5B高厂变低压X侧中性点接地过流（MCO型）；51/5BY—5B高厂变低压Y侧中性点接地过流（MCO型）。—主变中性点零序保护（ MCO型）；作用：a：起变压器内部接地短路故障的近后备保护作用。b：起变压器外部接地短路时的远后备作用。母线和引出线上的单相接地、两相接地故障及变压器中性点接地侧绕组内部的接地故障）。FWK装置切机保护。六、发变组保护直流电源配置从110V直流母线A、B段各有一路电源送至集控室电子间保护装置，其中发电机保护系统A，励磁变保护，高厂变A保护，保护出口出口继电器86G1、86G3使用一路电源。发电机保护系统 B，高厂变 B保护，保护出口出口继电器 86G2、86G4使用另一路电源。两路电源可以手动相互切换。 各保护装置及出口继电器配置 15A保险，保险熔断后将有报警信号发出。七、发变组各保护简述1、87G1（87G2）—发电机差动保护：作为发电机定子绕组及其引出线的相间短路保护。电流量取自发电机中性点 CT和发电机出口 CT。2、87GMT-1（87GMT-2）—发变组差动保护：作为发电机、主变低压侧、 A、B高厂变高压侧的相间短路保护及主变高压侧、 A、B高厂变低压侧的相间短路、单相接地保护。电流量取自 7组CT。（发电机中性点一组、高厂变低压侧分别两组、主变高压侧 500kV断路器进线）。3、87MT—主变差动保护：作为主变低压侧、A、B高厂变高压侧的相间短路保护及主变高压侧的相间短路、单相接地保护。电流量取自5组CT。（主变低压侧一组、高厂变高压侧分别一组、主变高压侧500kV断路器进线两组）。2、64S1—95%定子接地保护，64S2—100%定子接地保护：600MWG0.475Ω（总）240/100v转子22/0.24KVREGC1C225V12.5Hz2160.02Ω（分）1000ΩUis200ΩREX011110V12.5HzTVS55V12.5Hz注入变压器440V12.5Hz直流110V发电机定子绕组接地危害：

REX01为了提高发电机运行可靠性，发电机定子绕组中性点一般不接地，所以，定子单相接0注入地并 单元元不构成短路。但发电机定子绕组对铁芯之间有一定的电容，若电容值较大，则发生一相接地后会出现相当大的接地电流，当接地电流不大于1~1.5A时，可以认为是一种故障状态，此时，要求继电保护动作于信号。而当接地电流大于5A时，产生的电弧将灼伤铁芯，甚至进一步发展成相间或匝间短路。一旦铁芯熔化到一定程度就很难修复，而造成发电机报废。此外，巨大的短路电流会发展成两相接地短路，造成发电机进一步损坏。为了补偿发电机定子电压回路的电容电流使之不超过1安培，防止发电机定子单相接地故障时，1安培的电容电流形成的电弧对发电机的定子铁芯造成严重损伤，所以发电机中性点经消弧线圈（或接地变压器）接地。三期定子接地保护组成、工作原理：64S1:95%定子接地保护 : 发电机中性点是经接地变压器接地的，输入保护的基波零序电压取自接地变压器的二次侧，通过中性点电压的位移来判定定子绕组接地故障，保护范围约为定子绕组的95%左右。保护整定值为0.05UN（即5V），跳闸延时1.0s。62S2:100%定子接地保护 :注入波幅为 100V左右、频率为 12.5Hz的方波来代替中性点电压，通过测量定子回路对地电阻来判断定子绕组接地故障，主要用来保护发电机中性点附近的定子绕组接地故障。定子绝缘降到 5kΩ时报警，报警延时 2s。定子绝缘降到 500Ω时跳闸，跳闸延时 0.5s。5、64F1、64F2—转子接地保护：发电机转子接地危害：发电机励磁回路是不接地的，在正常运行情况下，绕组各部分对地电压由绝缘电阻分配，如电阻为均匀的，绕组最大电压为励磁电压的一半。如转子回路发生一点接地，虽不会出现大的接地电流，但改变了绕组对地电压的分配，如接地点偏向励端，则另一端对地电压升高，容易引发两点接地，引起以下严重后果：1）转子磁场发生畸变，不仅使发电机电压和电流的波形发生畸变，而且引起机械振动。2）励磁电流经部分铁芯而形成回路，在接地点处产生直流电弧。如产生电弧，则在高温作用下，会烧坏励磁绕组甚至使转子铁芯局部熔化，造成永久性损伤，使转子报废。3）巨大的励磁电流杂散流过汽轮机外壳，可使汽缸磁化。4）由于短路后励磁回路电阻减小，结果励磁电流增大，如短路匝数过多，会使励磁回路过电流。三期转子接地保护组成、工作原理：注入波幅为 50V左右、频率为12.5Hz的方波电压，通过测量转子回路对地电阻来判断转子绕组接地故障。 Ur=50*REr/REr+R 转子，Rer=1k Ω，而正常情况下 R转子很大，故很小，当转子绕组发生一点接地时， R转子大幅降低，故 Ur很大。经微机保护装置内部换算后，即可判断出转子绝缘降低程度。转子绝缘降到 5kΩ时报警，报警延时 0.5S。转子绝缘降到 500Ω时跳闸，跳闸延时 2.5S。6、81F1、81F2、81F3、81F4—低频保护；

Ur周波高或低对发电机本身危害周波增高，主要是受转子机械强度的限制，周波高就是电机的转速高， 而转速高，转子上的离心力就增大，这就易使转子的某些部件损坏，周波最高不应超过 52.5HZ，这是考虑到虽然发电机的转子在出厂时，经受过超出额定值 20%的超速试验，但汽机的危急保安器是整定在超过额定转速的 10%左右，而实际运行时再留一点余度。周波降低对发电机有以下各方面的影响：1）周波降低引起转子的转速降低，使两端风扇鼓进的风量降低，其后果是使发电机的冷却条件变坏，各部分的温度升高。2）由于发电机的电势和周波磁通成正比， 若周波降低，必须增大磁通才能保持电势不变。这就要增加励磁电流，致使发电机转子线圈的温度增加。3）周波降低时，为了使机端电压保持不变，就得增加磁通，这就容易使定子铁芯饱和，磁通逸出，使机座的某些结构部件产生局部高温，有的部位甚至冒火星。4）周波降低还可能引起汽机断叶片，因为周波低，转速也低，当该转速引起叶片振动的频率接近或等于叶片的固有振动频率时，便可能因共振而使叶片折断。汽轮机的叶片都有一个自然振荡频率， 如果发电机运行频率低于或高于额定值， 在接近或等于叶片自振频率时， 将导致共振，使材料疲劳。达到材料不允许的程度时，叶片就有可能断裂，造成严重事故。材料的疲劳是一个不可逆的积累过程， 所以汽轮机给出了在规定频率下允许的累计运行时间。 低频运行多发生在重负荷下， 对汽轮机的威胁将更为严重， 另外对极低频工况，还将威胁到厂用电的安全，因此发电机应装设频率异常保护。周波降低还有一个严重的后果，就是厂用电动机的转速降低，这可能造成一系列的恶性循环，如给水泵的压力不足，致使锅炉的汽压不足，循环水泵、凝结水泵的出力不足，影响汽机真空等。这一切又会影响电机的出力并直接威胁着发电机甚至整个电厂和系统的安全运行。尤其是周波对电压也有影响，往往周波低，使电压也低，这是因为感应电势的大小与转速有关的缘故。对发电机频率异常运行保护有如下要求：1）具有高精度的测量频率的回路。2）具有频率分段启动回路，自动累积各频率段异常运行时间，并能显示各段累计时间，启动频率可调。3）分段允许运行时间可整定，在每段累计时间超过该段允许运行时间时，经出口发出信号。4）能监视当前频率。三期低频保护保护组成、工作原理：81F1: 频率跳闸定值 48.5Hz。81F2:频率跳闸定值 48Hz。81F3:频率跳闸定值 47.5Hz。以上保护动作后自动到热控WDPF系统进行计时，时间达到了方才启动保护发变组保护出口继电器。81F4:频率跳闸定值 47Hz,跳闸延时 0.15S.7、21G1、21G2—低阻抗保护：对发变组外部相间短路引起的过电流，如过流保护装置不能满足灵敏和选择性的要求时，可采用低阻抗保护。阻抗保护是通过阻抗继电器来测量故障点与保护安装处之间的阻抗，即保护安装处电压与电流的比值ZJ=UJ/IJ，将测量阻抗与保护安装处至保护区末端之间的整定阻抗进行比较。ZJ│≤│ZZD│时保护动作，称低阻抗保护。作用：a：变压器内部相间故障的近后备作用，当变压器的主保护拒动时经过整定时限后动作，跳开变压器各侧的开关。b：外部相间故障的远后备作用，当外部相间故障引起变压器过电流延时动作。主变高低压侧及引出线、500KV母线）；三期低阻抗保护保护组成、工作原理：阻抗保护电压量取自发电机出口1PT，用作发变组相间短路故障的后备保护，保护范围包括发电机定子绕组、封闭母线、主变、高厂变、励磁变等。阻抗定值 0.2UN/IN,跳闸延时:1.50s.8、49S—定子对称过负荷保护：发电机对称过负荷原因、危害：通常是由于系统中切除了电源，生产过程中技术要求出现的短时冲击过负荷，大型电动机自启动，发电机强励动作，发电机失磁运行，同期误操作以及振荡等原因所引起。对于大型发电机，由于线负荷大，材料利用率很高，绕组容量与铜损的比值减小，因而发热时间常数较低，为了避免发电机温升过高，必须限制发电机的过负荷限额。三期定子对称过负荷保护（反时限）保护组成、工作原理：定子电流定值:1.16IN, 跳闸延时:tmin=5.0s,tmax=100.0s 。9、46A、46T—定子非对称过负荷保护：发电机非对称过负荷出现负序电流的危害：在电力系统中发生不对称短路故障或非全相运行时，发电机定子绕组内出现负序电流。在定子气隙中产生负序旋转磁场，其方向与发电机转子磁场相反。这样，相对于转子的速度为二倍同步转速，当负序旋转磁场以二倍同步转速切割发电机转子时，在转子铁芯表面、槽楔、其他金属构件和转子绕组中感应出倍频（100HZ）电流，倍频电流在转子表面流通，引起了额外损耗（与电流平方成正比）和发热，同时还会使转子金属构件接触面如护环嵌装面、槽隙接缝处、大齿表面等产生局部高温，严重者发生局部烧伤及腐蚀，如局部高温产生在护环部位时还可能导致护环松动的危险。与此同时负序旋转磁场与转子励磁电流之间，正序旋转磁场与定子电流（负序电流）之间所产生的100HZ脉动电磁转矩，将同时作用在发电机的定子和转子上，引起发电机组的振动。因此反时限负序电流保护首先是防止转子由于负序电流烧伤的主要保护，也可兼作系统不对称故障的后备保护。三期定子非对称过负荷保护保护组成、工作原理：46A（定时限）：负序电流定值0.1IN，跳闸延时1.5s。46T（反时限）：负序电流定值0.15I2/IB，IB=0.77IN，跳闸延时:tmin=2.0s,tmax=500.0s。10、49R1、49R2-励磁回路过负荷保护；励磁回路过负荷原因：发电机在强行励磁或励磁系统故障时均可使转子过负荷。且大型发电机转子绕组承受过载能力低，允许过负荷时间短，一般在2倍额定励磁电流时仅允许运行20S左右。用作为发电机转子绕组的主保护，并兼作励磁变及外部交流部分的后备保护。三期励磁回路过负荷保护组成、工作原理：49R1（定时限）：电流定值0.7IN，频率小于40Hz时自动闭锁保护启动，跳闸延时0.01s。49R2（反时限）：电流定值1.2IB，IB=0.86IN，跳闸延时:tmin=1.0s,tmax=100.0s。11、40S、40L-失磁保护：发电机失磁危害：发电机失磁通常是指发电机励磁异常下降或励磁完全消失的故障。励磁异常下降是指发电机励磁电流的降低超过了静态稳定极限所允许的程度，使发电机稳定运行遭到破坏。失磁可能是由于励磁开关误跳闸，励磁调节器故障，转子回路某处断线等原因引起。失磁后果：对发电机本身的影响：1）发电机输出同步电磁功率下降：发电机的同步功率是励磁电流建立的磁场所传递的有功功率，随励磁电流的减小，同步功率将相应地减小。而定子磁场与转子电流相互作用产生的转矩称为异步转矩，它们之间所传递的功率称为异步功率。发电机在正常运行时，从汽轮机传过来的主力矩与同步力矩相平衡。当某种原因造成励磁电流中断时，由于磁场不会消失，在短暂的时间内，转子磁场将逐渐衰减，使同步力矩逐渐减小，所出现的过剩力矩就会使转子加速，而使转子转速与定子旋转磁场的转速变得不一致。与此同时，发电机变为欠励，从电网吸收感性无功功率，以维持气隙磁场。由于定子旋转磁场与转子间有相对速度，即有了转差率S，于是在闭路的励磁绕组、阻尼绕组和转子的其它金属构件中感应出频率与转差率相应的交变电流。该电流和定子旋转磁场作用产生异步力矩。 主力矩克服异步力矩过程中作功， 亦可以继续向电网送出有功。异步力矩是随S增大而增大的，而汽机又因转速升高使调速器动作而减少输给发电机的机械功率，所以当主力矩和异步力矩相等时，即达到新的异步运行平衡状态。2）发电机要从系统中吸收很大的无功功率失磁发电机从系统中吸收的无功功率分为两部分。一部分用来维持发电机励磁所需的无功，它与S无关，与端电压的平方成正比。另一部分代表负荷电流通过定、转子的漏磁所消耗的无功功率，在一定端电压下，其值随有功功率输出的增加而增大。当系统中无功储备不足时，发电机端和系统电压将严重下降，甚至造成系统电压崩溃，有时将降低其它并列运行机组的送电功率极限，导致系统失去稳定，引起大面积停电事故的发生。3）发电机失步将在转子的阻尼系统、转子铁芯的表面、转子线圈中产生差频电流，引起附加温升。所谓差频电流就是由于定子旋转磁场与转子不同步，定子磁场切割转子使转子中感应出与转差相对应的频率的电流，称为差频电流。差频电流在转子槽楔与齿壁之间、槽楔与套箍之间，以及齿壁与套箍之间的接触面上，都可能引起高温，这样便可能危及转子的安全。4）发电机失步，在定子绕组中将出现脉动的电流，差拍电流，这将产生交变的机械力矩，使定子绕组温度增加。对电力系统的不良影响：1）发电机未失磁时，要向系统输出无功，失磁后将从系统吸收无功，从而使系统出现无功差额，这一无功差额将引起失磁发电机附近的电力系统电压下降。2）由于上述无功差额的存在，若要力图补偿，必然造成其它发电机过电流，Pe与∑Pe比值越大,过电流越严重.3）由于上述过电流,就有可能引起系统中其它元件或发电机被切除,从而导致系统电压的进一步下降,严重时,将使系统因电压崩溃而瓦解.对于大型汽轮发电机来讲,由于其励磁系统造成失磁的机会相对来讲较多,而大型机组本身的过热容量相对比较低 ,耐受失磁运行的能力也低 ,更由于大型发电机 Pe与∑Pe比值大,对系统影响更为显著。三期失磁保护组成、工作原理：反应发电机机端感受阻抗，发电机失磁后根据机端电压和电流，可测量出发电机等效阻抗，它在一定范围内变化，由此可判断同步发电机的失磁状态。定值：XA=-2.83UN/IN，XB=-0.17UN/IN，跳闸延时 0.5s。12、32L1、32L2—逆功率保护：发电机逆功率的危害：逆功率保护用于保护汽轮机。当发电机与系统并列运行的情况下，若汽轮机主汽门突然关闭，而发变组出口主断路器未断开时，发电机将变为同步电动机运行。对于发电机并无危险，但对于汽轮机由于尾部残留的蒸汽与叶片的摩擦产生鼓风损失，将使尾部长叶片过热，从而使汽轮机损坏。三期逆功率保护保护组成、工作原理：32L1：定值：-0.040PN，跳闸延时 5s。32L2：定值：-0.025PN，跳闸延时 5s。13、59S-定子过电压保护：发电机产生过电压的原因及危害：发电机产生过电压的原因：1）发电机甩负荷时的转速升高及其电枢反应的消失。2）励磁系统调节器故障。3）电容负荷引起自励磁。对于大型发电机组，由于功频调节器调节过程比较迟缓，励磁调节系统的时间常数较大，并由运行实践证明发电机过电压仍常见，其值可达 1.3~1.5 倍额定电压。发电机产生过电压过电压的危害：过电压不仅会对发电机定子绕组绝缘构成威胁，同时使主变压器励磁电流剧增，引起变压器过励磁，使铁芯饱和，损耗增大，可能损坏绝缘。由于过电压是三相对称出现，因此可只用一只过电压继电器接于发电机出口处电压互感器的二次线电压上。保护动作后，断开发变组出口主断路器及灭磁开关。三期发电机过电压保护组成：过电压保护的动作电压整定为 1.3倍额定电压，动作延时为 0.5s。14、 50/27AE—发电机意外加电压保护： （保护投信号）1）定义：发电机在盘车过程中，发电机出口开关误合闸，突然加上电压，使发电机异步启动造成机组严重损坏。针对这种异常运行而设置突然加电压保护，以迅速切除电源。（3）突然加电压的危害：盘车中的发电机突然加电压后，其电抗接近 Xd”，并在启动过程中基本不变。计及升压变压器的电抗 Xb和系统连接电抗 Xs，并且在Xs较小时流过发电机定子绕组的电流可达3~4倍额定电流值。定子电流所建立的旋转磁场，将在转子中产生差频电流（频率在变） ，如果不及时切除电源，使流过的电流持续时间过长，则在转子上产生的热效应 I2t将超过允许值，引起转子过热而遭到损坏；此外，还可能因润滑油压低而使轴瓦遭受损坏。4）保护构成及动作过程：突然加电压后的异步启动过程，一般流过发电机的电流总是大于额定电流，意外加电压保护可以用一个低频组件F和一个过电流组件I组成。当频率降到可能的最低运行频率之下时，低频元件F输出逻辑1，启动一延时返回的时间元件t，t和电流元件I经“与”门输出启动保护出口元件。频率元件F用于正常运行时把电流元件的输出回路解除，使之只在低频时才起作用。突然加电压后，由于外加电压的频率是额定频率，频率元件将立即返回，输出1变为0；为保证电流元件I动作后完成跳闸过程，设置时间元件t，其返回延时应保证跳闸过程的完成。当发电机停机（发变组出口刀闸未拉开前）时，应保持意外加电压保护始终投入。FtI与启动保护出口此外，逆功率保护、失磁保护、阻抗保护也能反应突然加电压工况，但需附加下列措施：（1）设置无延时出口元件，并在盘车时投入，（2）盘车时接该保护的电压互感器、电流互感器、直流电源回路均不应解除。较复杂，不可取。三期发电机意外加电压保护组成、原理：电流定值为

1.0IN，跳闸延时

0.5s。15、

59GS-发变组启动保护：1）、定义：发电机在启动或停机过程中有励磁电流流过励磁绕组，（因误操作、机组低转速下并列、盘车状态利用励磁绕组对转子预热），此时定子电压的频率很低，许多保护在低频下不起作用，通常要装设反应定子接地故障和相间故障、由电磁式继电器构成的保护装置，这种保护称为启停机保护或启动保护，也称为低频运行保护。2）、保护构成：一般启停保护中，用一只电磁式电压互感器接入零序电压3Uo，装在机端或中性点侧，反映定子接地故障；在发电机、升压变压器和机端引出的厂用变压器的差动保护回路中，各接入一组电磁式电流继电器，一般接于差动回路中，用于反应相间短路故障。在低频下运行时，电流互感器的输出电压也要相应降低，但不会影响启动保护的工作。3）、600MW发电机启动保护：电流定值 1.20IN，fmin=2Hz，跳闸延时 0s。16、 LTC—主变分接头切换保护：由于主变为无载调压，运行中不允许切换分接头。若误切换分接头时，该保护动作跳机，用于保护人身和主变压器。17、断路器闪络保护：1）、定义：在进行同期合闸的过程中，断路器合闸之前，作用于断口上的电压，随待并发电机与系统等效发电机电势之间角度差δ的变化而不断变化，当δ=180o时，其值最大，为两者电势之和。当两者电势相等时，则有两倍的运行电压作用于断口上，有时造成断口闪络事故。2）、断路器闪络保护的危害：断口闪络要造成断路器损坏，还可能由此引起事故扩大，破坏系统的稳定运行；闪络时一般是一相或两相闪络，一是要产生冲击转矩作用于发电机上，二是产生负序电流，在转子上引起附加损耗，威胁发电机的安全。3）、闪络保护的构成：断路器三相断开位置时有负序电流。AAADLDLBBB非全相运行I2DLDLCDLCDLC跳闸、启动失灵保护N断口闪络DLADLBDLC灭磁，启动失灵保护保护原理：（1）、利用负序电流元件I2和断路器的辅助触电DLA、DLB、DLC、、构成。当出现负序电流后，如果断路器有一相或两相是断开的，则说明是非全相运行，则动作于跳闸，断路器拒动时，启动断路器失灵保护；如果断路器三相是断开的，则说明是断口闪络，此时应首先动作本发电机灭磁，以降低断口电压，无效时，再启动失灵保护。4）三期500KV断路器闪络保护的构成：断路器三相断开位置时任一相有电流。保护动作后启动本断路器失灵保护。18、发变组过激磁保护变压器过激磁保护：用于大容量变压器，反应变压器过激磁（实际工作磁密超过额定工作磁密），动作于信号或跳闸。变压器运行中，因电压升高或频率降低，使变压器的工作磁密超过额定磁密的情况，称为变压器的过励磁。根据变压器的电压表达式U=4.44fNBS*10-8，可以写出变压器的工作磁密B表达式：B=（10-8/4.44NS）*（U/f）=K*U/f式中f——频率；N——绕组匝数；S——铁心截面积；K——常数，K=10-8/4.44NS由公式看出，工作磁密B与电压、频率之比U/f成正比，即电压升高或频率下降都会使工作磁密增加。大型变压器额定工作磁密B=1.7~1.8T，饱和工作磁密B=1.9~2.0T，两者相差不大。当U/f增加时，工作磁密B增加，使变压器励磁电流增加，特别是在铁心饱和之后，励磁电流要急剧增大，造成变压器过励磁。过励磁会使铁损增加，铁心温度升高，同时还会使漏磁场增强，使靠近铁心的绕组导线、油箱壁和其它金属构件产生涡流损耗，发热，引起高温，严重时造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。因此，现代大型变压器应装过激磁保护。发电机过激磁保护：大容量发电机无论在设计和用材方面裕度都比较小，其工作磁密很接近饱和磁密。当由于调节器故障或手动调压时突然甩负荷或频率下降等原因，使发电机产生过激磁时，其后果非常严重，有可能造成发电机金属部分的严重过热，在极端情况下，能使局部矽钢片很快熔化。因此对于大容量发电机应装设过激磁保护。对于发变组，其过激磁保护装于机端。如果发电机与变压器的过激磁特性相近（应由制造厂提供曲线），当变压器的低压侧额定电压比发电机额定电压低（一般约低5%）时，则过激磁保护的动作值应按变压器的磁密整定，这样既保护了变压器，又对发电机是安全的；若变压器低压侧额定电压等于或大于发电机的额定电压，则过激磁保护的动作值应按发电机的磁密整定，对发电机和变压器都能起到保护作用。24L1：定时限部分，1.08U/fN，跳闸延时：t=1.50s,N反时限部分：定值：1.10UN/fN，电压1.0UN，跳闸延时：tmin=0.1min,tmax=8.0min。24L2：定值：定时限部分，1.08U/fN，跳闸延时：t=1.50s,N反时限部分：定值：1.10UN/fN，电压1.0UN，跳闸延时：tmin=0.1min,tmax=8.0min。19、电压平衡继电器60I、60R：发电机出口1PT、2PT电压量引接到保护屏，一套带保护负荷，另一套空载仅用作比较。使用电压平衡继电器检查两套电压回路相应的平衡度，当带负荷的电压回路发生故障或其他原因使两回路的电压出现一定的不平衡时，则电压平衡继电器动作，动作结果如下：1）在发电机出口PT故障（一次保险熔断、二次小开关断开）时发出报警，并闭锁可能误动的发变组保护。2）在发电机出口 PT故障（一次保险一相或两相熔断、二次小开关一相或两相断开）时，将发电机保护系统电压信号切至备用 PT运行。定值：不平衡电压达到 0.20UN，延时0.50s。20、78-发电机失步保护；发电机与系统发生失步时，将出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡，这种持续的振荡将对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响。1）采用单元接线的大型发变组电抗较大，而系统规模的增大使系统等效电抗减小，因此振荡中心往往落在发电机机端附近或升压变压器范围内，使振荡过程对机组的影响大为加重。由于机端电压周期性的严重下降，使厂用辅机工作稳定性遭到破坏，甚至导致全厂停机、停炉、停电的重大事故。2）失步运行时，当发电机电势与系统等效电势的相位差为180°的瞬间，振荡电流的幅值接近机端三相短路时流经发电机的电流。对于各种短路故障均有快速保护切除，而振荡电流则要在较长时间内反复出现，若无相应保护会使定子绕组遭受热损坏或端部遭受机械损伤。3）振荡过程中产生对轴系的周期性扭力，可能造成大轴严重机械损伤。4）振荡过程中由于周期性转差变化在转子绕组中引起感应电流，引起转子绕组发热。5）大型机组与系统失步，还可能导致电力系统解列甚至崩溃事故。因此，大型发电机组需装设失步保护，以保障机组和电力系统的安全。三期失步保护采用 3个阻抗元件，组成几个动作区域的失步保护。 利用测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护。 失步保护在短路故障、 系统稳定振荡、电压回路断线等情况下不应误动作。失步保护一般动作于信号， 当振荡中心在发变组内部， 失步运行时间超过规定值，对发电机有危害时，才动作于发电机解列。定值：ZA=0.153UN/IN，ZB=-0.268UN/IN，ZC=0.108UN/IN 。21、500kV系统第四、五串断路器各装有美国通用电气公司生产的 SBC断路器失灵保护、MIC三相位置不一致保护柜和 MDP短引线保护、 TRS重合闸柜。SBC 断路器失灵保护由 SBC9107A3型静态断路器失灵继电器和两个辅助时间继电器、一个正序过电压继电器组成。5041断路器失灵保护动作

(#5

发变组任一保护出口继电器或

500kVⅠ母差出口动作， 且任一相有电流)瞬时重跳本断路器，经一时限跳开5042断路器及#5发变组，启动Ⅰ母差出口跳Ⅰ母线所联断路器。5042断路器失灵保护动作：（#5发变组任一保护出口继电器或邹淄线保护动作，且任一相有电流)瞬时重跳本断路器，经一时限跳开5041、5043断路器及#5发变组，远跳邹淄线对侧断路器。5043断路器失灵保护动作：（500kVⅠ母差出口或邹淄线保护动作，且任一相有电流)瞬时重跳本断路器，经一时限跳开5042断路器及#5发变组，启动Ⅱ母差出口跳Ⅱ母线所联断路器。5051断路器失灵保护动作：（500kVⅡ母差出口或邹蒙线保护动作，且任一相有电流)瞬时重跳本断路器，经一时限跳开5052断路器，启动Ⅰ母差出口跳Ⅰ母线所联断路器。5052断路器失灵保护动作：（#6发变组任一保护出口继电器或邹蒙线保护动作，且任一相有电流)瞬时重跳本断路器，经一时限跳开5051、5053断路器及#6发变组，远跳邹蒙线对侧断路器。5053断路器失灵保护动作：（500kVⅡ母差出口或邹蒙线保护动作，且任一相有电流)瞬时重跳本断路器，经一时限跳开5052断路器及#6发变组，启动Ⅱ母差出口跳Ⅱ母线所联断路器。22、非全相运行保护：1）、定义：由于误操作或机械方面的原因，使断路器三相不能同时合闸或跳闸，或在正常运行中突然一相跳闸，造成断路器非全相运行，针对这种异常工况装设的保护称为非全相运行保护。）、非全相运行的危害：发电机-变压器组的出口断路器发生非全相运行时，发电机定子绕组中流过负序电流。该负序电流产生反向旋转磁场， 相对转子为两倍同步转速， 因此在转子中出现 100Hz的倍频电流，它会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热，造成转子局灼伤，而反时限负序电流保护动作时间较长，可能造成相邻线路误动作，使故障扩大，装设断路器非全相运行保护可以快速切除故障）、非全相运行保护的构成：一般由灵敏的负序电流元件 I2和非全相（断路器三相位置）判别回路组成。A

DLA

DLAB

I2

DLB

DLB

延时跳闸C DLC DLCN经短延时（T=0.2~0.5S）动作跳开其他健全相。如果是操作机构故障断开其他健全相不能成功，则应动作于断路器失灵保护，切断与本回路有关的母线上的其他有源回路。）、500KV断路器非全相运行保护构成：MIC断路器三相不一致保护由MIC过流继电器、时间继电器及其辅助元件组成，通过判断断路器零许电流和断路器三相位置一致性为依据，实现断路器三相不一致保护动作功能。23、短引线保护是由三只电流继电器及其其它元件组成的差动保护， 以消除由于进出线元件停运所造成的保护死区。跳闸出口靠压板投停，保护动作跳短线两侧断路器三相。24、500kV邹淄线5042、5043断路器，邹蒙线5051、5052断路器各装设一套美国通用电气公司生产的TRS1008A3型自动重合闸装置，与线路保护相配合，实现线路断路器的重合功能。TRS1008A3型自动重合闸装置具有基本的自动重合功能和可选的非同期检测及电压检测功能。8、发变组故障录波器简介1、使用情况：#5、6发变组采用保定浪拜迪公司生产的

LBD-MGR型。2、发变组故障录波器的作用：用于发变组故障或异常运行时电压、电流数据记录和有关保护及安全自动装置动作顺序记录。可再现故障和异常时的电气量的变化过程，并能完成故障录波数据的综合分析，为确定故障原因，正确分析和评价保护及自动装置的动作行为提供依据。3、LBD-MGR故障录波器的组成电源开关、保险、指示灯、复位、总清按钮。1）前置机：以STD486工业控制机为核心，包括独立的电源输入、输出插件，完成64路模拟量和128路开关量的数据采集和记录任务。2）后台机：PC486工业控制机，用于完成装置运行、调试管理、定值整定、数据存储、故障报警的形成和打印。3）打印机：打印波形。4、主要技术指标：1）录波通道容量： 64路模拟量、128路开关量。2）采样频率：1KHZ 1 点/ms。3）记录时间：故障前 0.5S 故障后3S。4）内存：可记录 3次连续故障，后台机硬盘可保存 100次故障记录。5）启动方式；模拟启动，开关量启动，手动启动。5、软件功能概述前置机的软件功能：1）初始化、自检、采集数据、 RAM、中断。2）启动：停止自检，保留故障前数据，记录故障后数据，存入硬盘。3）故障的启动判别。4）调试。后台机软件功能运行监控程序、调试监控程序。6、录波量的选取1）模拟量：发电机：机端电流： Ia、Ib、Ic；机端电压： Ua、Ub、Uc、Uo；中性点侧电流： Ia、Ib、Ic、（Ion）；中性点侧电流： Uon 保护PT。主变：高压侧电流： Ia、Ib、Ic、（Io）；高压侧电压： Ua、Ub、Uc、（Uo）。励磁变电流：Ia、Ib、Ic。A、B高厂变高压侧电流： Ia、Ib、Ic。6kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段进线电流： Ia、Ib、Ic。6kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线电压： Uab、Ubc、Uca。励磁母线：转子电压、正极对地电压、负极对地电压。2）开关量：（发变组保护出口） 86G1-86G4；6kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段保护动作信号（接地、过流、低电压、过电压） ；51N/MT、51N/6AX、51N/6AY、51N/6BX、51N/6BY（中性点接地过流）；励磁系统跳闸信号 1、2。3）开关状态：6kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段工作、备用电源进线开关状态，

41FB开关状态。第六节 发变组系统运行检查一、 发变组系统运行检查（一）、发电机正常运行中的检查1、电机运行参数正常；2、发电机本体清洁无异物，无漏水、漏气、渗油现象；3、发电机本体各部分无异音、无异常振动、无异味；4、发电机碳刷、滑环、均压弹簧安装牢固，压力适当，无过热冒火现象，定期测碳刷尾部温度以判断运行是否正常；5、发电机刷架引线、滑环正常，刷架与滑环间隙正常；6、发电机水冷系统、氢冷系统各参数运行正常，密封油差压正常；7、检查刷架处的空气过滤器正常。当此过滤器堵塞时，应及时清理。（二）主变压器正常运行时的监视与检查1、主变压器的巡回检查项目油枕和充油套管内油色应透明，油位高度应正常；充油部分无漏油、渗油现象；套管清洁，无损坏及放电现象；各部接头无过热现象；声音正常，无明显变化和异音；温度（高、低压线圈温度及油温）正常，防爆管隔膜完整，外壳接地线牢固无损；瓦斯继电器应充满油，无气体，引出线完好，阀门开启；变压器故障预测装置数字显示在正常范围内，面盘上无报警指示（报警值500ppm）；呼吸器中的吸潮剂不应到饱和状态；冷却装置控制箱内各部元件无过热现象，所有把手位置符合运行要求；油泵和风扇运行正常；主变冷却器油流指示器指示正常；变压器周围照明充足，防火设备齐全、完好。2、发变组保护运行检查：检查继电保护和自动装置无异味、无过热、无异声、无振动、无异常信号。检查继电器罩壳及微机保护柜门等完整，无裂纹。检查所有户外端子箱密封良好，PT二次开关在投入位置，CT无开路现象。装置所属开关、刀闸、保险、试验部件插头、压板等位置应正确。继电器接点无抖动、发热、发响现象。装置所属各指示灯的燃亮情况及保护的投、停均和当时的实际运行方式相符。继电器无动作信号、掉牌及其它异常现象。装置内部表计指示应正确。i．检查故障录波器工作正常。二、发电机的滑环碳刷的运行维护发电机的滑环碳刷是发电机正常运行中维护量最大， 也往往是最容易出问题的部分， 国内外不少发电机组都曾出现因维护不当， 造成发电机滑环碳刷冒烟、 着火而被迫停机的事故。为防患于未然，必须特别重视发电机滑环碳刷的维护问题。（一）、#5、6发电机碳刷滑环的特点1、四块碳刷装在同一个刷架上，可在发电机运行中对四块碳刷同时进行装卸。2、碳刷使用了恒定压力的弹簧， 因此直到碳刷磨到允许界限， 均不需对弹簧压力进行调整，从而减少了碳刷的维护量。3、更换碳刷操作简单，不需对人员专门培训。（二）、#5、6发电机滑环碳刷的维护要求1、由于滑环碳刷的间隙配合要求，每个刷架均对应滑环一定的位置，不允许随便装配。2、某块碳刷磨损到 40mm时，应立即更换，否则一方面有可能造成别的碳刷通流大，发热严重，造成发电机冒烟着火发生， 也有可能造成发电机失磁发生。 另一方面有可能造成碳刷刷辫和滑环表面产生摩擦，导致严重问题发生。3、碳刷磨损后变为碳粉， 碳粉聚积在发电机活动部件周围， 而碳粉本身是导电的， 若不及时清扫，有可能造成短路， 因此应保持滑环正负极之间清洁。 另一方面碳粉聚集在碳刷和刷架之间， 而导致碳刷不能自由的活动， 这将导致碳刷和滑环接触不良， 而损坏滑环。时间长了，会造成发电机被迫停运。4、碳刷弹簧压力为恒压，如果压力过大，将会造成碳刷磨损过快，导致振动发生，如果压力过小，发电机发生很小的振动就可能造成碳刷跳开，而使发电机失磁发生。5、#5、6发电机对碳刷的材料有很高要求，因此必须更换日立公司要求的合格的碳刷。6、#5、6发电机运行中正极碳刷磨损地快，滑环负极磨损地快，为保证正、负极滑环磨损一致，应每隔两年更换滑环的极性一次。7、更换的碳刷不平时，不能用砂纸打磨，应用木质刮刀刮，若存有砂粒，会毁坏滑环。8、当发电机碳刷出现颤振时， 引起碳刷颤振的任何碳刷部件应从刷架中抽出， 检查损坏情况及碳刷的表面情况、碳刷是否能在刷架上自由移动。9、长期运行后，要检查碳刷是否能在刷架上自由移动。检查时要戴绝缘手套， 穿绝缘鞋或站在绝缘垫上，抓住并拉动一下刷辫的尾部看碳刷活动是否正常。第七节 SF6断路器简介SF6断路器：以 SF6气体作为灭弧和绝缘介质的断路器。一、三期SF6断路器安装情况：（一）单柱双断口断路器：带并联电阻：