五号发电机变压器保护配置及原理.doc

五号发电机变压器保护配置及原理 一、发电机比率制动原理纵差保护（循环闭锁差动方式） 保护采用比率制动原理，出口设置为循环闭锁方式，保护逻辑见下图。因为发电机中性点一般不直接接地，当发电机差动区内发生相间短路故障时，有两相或三相差动同时动作出口跳闸；而当发电机发生一相在区内接地另一相在区外同时接地故障，只有一相差动动作，但同时有负序电压，保护也出口跳闸。如果只有一相差动动作无负序电压，判断为TA断线。 二、发电机3U0定子接地保护（3U0n与3U0t原理） 保护采用基波零序电压式，范围为由机端至机内90％左右的定子绕组单相接地故障。可作小机组的定子接地保护，也可与三次谐波保护合用，组成大中型发电机的100％定子接地保护。保护接入3U0电压，取自发电机机端TV开口三角绕组两端，或取自发电机中性点单相TV（或配电变压器或消弧线圈）的二次，或同时取两侧零序电压，后两种方案是我们推荐的。其保护逻辑框图，如下图所示。 三、发电机3W定子接地保护 保护反应发电机机端和中性点侧三次谐波电压大小和相位，反应发电机中性点向机内20％或100％左右的定子绕组单相接地故障，与发电机3U0定子接地保护联合构成100％的定子接地保护。见下图： 四、发电机低压过流（记忆）保护 保护反应发电机电压和电流大小，电流取自中性点侧，主要作为发电机相间短路的后备保护。当发电机为自并励方式时，过流元件应有电流记忆功能。见下图。 五、发电机阻抗原理失磁保护 正常运行时，若用阻抗复平面表示机端测量阻抗，则阻抗的轨迹在第一象限（滞相运行）或第四象限（进相运行）内。发电机失磁后，机端测量阻抗的轨迹将沿着等有功阻抗园进入异步边界园内。失磁还可能进一步导致机端电压下降或系统电压下降。 阻抗型失磁保护，通常由阻抗判据（Zg＜）、转子低电压判据（Vfd＜）、机端低电压判据（Ug＜）及过功率判据（P＞）构成。 保护输入量有：机端三相电压、发电机三相电流、转子直流电压。 其保护逻辑图如下图： 六、发电机过电压保护 保护反映发电机定子电压。其输入电压为机端TV二次相间电压（例如），动作后经延时切除发电机。其逻辑框图见下图： 七、发电机纵向零序电压式匝间保护 发电机纵向零序电压式匝间保护，是发电机同相同分支匝间短路及同相不同分支之间匝间短路的主保护。该保护反映的是发电机纵向零序电压的基波分量，并用其三次谐波增量作为制动量。为防止专用TV一次断线时保护误动，引入TV断线闭锁；另外，为防止区外故障或其他原因（例如，专用TV回路有问题）产生的纵向零序电压使保护误动，引入负序功率方向闭锁。负序功率方向判据采用开放式（即允许式）闭锁，其三相电流必须取自发电机机端侧。保护的逻辑框图如下图所示。 八、发电机过频保护 并网运行的发电机，当系统频率异常时，汽轮机叶片可能产生共振，从而使叶片发生疲劳，长久下去可能损坏汽轮机的叶片。发电机频率异常保护，是保护汽轮机安全的（按规程配置在我厂保护中）。保护逻辑图见下图： 九、励磁变速断保护 保护反映励磁变电流的大小。当电流超过额定电流值很大时（故障引起过电流），快速动作于信号并作用于跳开开关。 十、励磁变过流保护 保护反映励磁变电流的大小。当电流超过额定电流值（过负荷）或很大时（故障引起过电流），经延时动作于信号（过负荷）或作用于跳开开关。 十一、励磁绕组过负荷保护（反时限） 该保护反映交流励磁机或励磁变输出电流的大小。其接入电流为励磁机或励磁变TA二次某相电流或三相电流，作为转子回路及励磁机的后备保护。 其保护逻辑图如下图所示： 十二、发电机轴电流保护 保护输入发电机的轴电流。当轴电流大于整定值时，经延时作用于信号或切机。 轴电流保护的逻辑框图如下图所示。 十三、发电机注入式转子一点接地保护 保护采用注入直流电源原理，直流电源由装置自产。因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘。该保护动作灵敏、无死区。 保护的输入端与转子负极及大轴连接。其保护逻辑如图一； 十四、发电机对称过负荷（反时限）保护 发电机反时限过负荷（过流）保护，是发电机的定子过热保护，主要用于内冷式大型汽轮发电机。保护反应发电机定子绕组的电流大小，作为发电机定子绕组的后备保护。 保护引入发电机三相电流（TA二次值），取自发电机中性点侧。保护逻辑框图见下图： 十五、发电机不对称过负荷（反时限）保护 保护反应发电机定子的负序电流大小，是发电机的转子过热保护，也叫转子表层过热保护。保护取自发电机中性点侧。 其保护逻辑图见下图： 十六、非电量保护 对于数字式保护装置，非电量保护通常也称开入量保护，或开关量保护。该类保护主要有：各类变压器瓦斯保护、压力保护、温度保护、冷却器全停保护，以及发电机断水、热工等。 非电量保护构成原理分两种，一是直接驱动开关量直跳继电器出口，简称直跳非电