发变组保护技术

（一）发变组保护功能的技术要求
1差动保护
发电机－变压器组单元接线应装设差动保护作为主保护，共装设有以下差动保护装置：
1) 发电机差动保护：保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障。
2) 主变压器差动保护：保护主变压器绕组及其引出线的相间短路故障。
3) 厂用变压器差动保护：保护厂用变压器绕组及其引出线的相间短路故障。
以上各差动保护均应具有以下主要功能及技术要求：
1) 应具有防止区外故障误动的制动特性；
2) 应具有电流互感器(TA)断线判别功能，并能闭锁差动或报警，当电流大于额定电流时应自动解除闭锁并可动作出口跳闸，同时发出断线信号;
3) 在同一相上出现两点接地故障(一点区内、一点区外)时，可动作出口；
4) 应具有差动电流速断功能；
5) 由于各侧电流互感器的变比可能不同，应有平衡差动保护各侧电流的措施；
6) 对于变压器的差动保护应有防止励磁涌流引起误动的功能；
7) 动作电流的整定范围应为0.1-1.0额定电流，整定值允许误差±5%；
8) 动作时间(2倍整定电流时)不大于30ms。
2相间短路后备保护
 作为发电机－变压器组主保护的远、近后备保护的相间短路故障保护，可装设以下保护装置：
1) 过电流保护装置：由定时限和反时限两部分特性构成；
2) 负序过电流保护装置：由定时限和反时限两部分特性构成；
3) 低电压保持的过电流保护装置或带电流记忆的低压过电流保护装置；
4) 主变压器和厂用变压器，可装设复合电压闭锁过电流的保护装置。
上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：
1) 保护应与差动保护及线路相间保护的后备保护相配合，保证动作的选择性；
2) 反时限特性应能整定，以便与发电机定子或转子表层过热特性近似匹配;
3) 反时限特性的长延时应可整定到1000s;
4) 反时限整个特性应由信号段、反时限段、速断段等三部分组成;
5) 当有电压元件时，应能防止电压互感器(TV)断线和电压切换时的误动；
6) 用于励磁变压器的电流元件，应具有电流记忆功能，记忆时间不小于15s;
7) 电流整定值允许误差±2.5%；阻抗整定值允许误差±5%；
8) 电流元件返回系数不小于0.9；
3发电机定子匝间保护
保护发电机定子绕组同相分支或同相不同分支间的匝间短路故障，装设零序电压保护装置。
上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：
1) 区外故障时不应误动，区内故障应有足够的灵敏系数；
2) 电压或电流互感器断线时不应误动；
3) 三次谐波滤过比应大于100；
4) 动作时间(1.2倍定值时)不大于100ms；
 整定值允许误差±5%。
4发电机定子接地保护
保护发电机定子绕组及其引出线的单相接地故障，保护装置根据发电机的接地方式(经配电变压器接地)，可由下列方式构成：
1) 零序电压式接地保护装置；
2) 三次谐波式接地保护装置；
上述保护装置均应具有以下主要功能和技术要求：
1) 保护范围应为定子绕组的100％;
2) 作用于跳闸的零序电压一般应取自发电机中性点，应具有TV断线闭锁功能；
3) 三次谐波式应能通过参数监视功能提供整定依据；
4) 固有延时不大于70ms。
5发电机励磁回路保护
保护发电机转子回路一点接地故障(该保护可投退，退出后应不影响使用励磁系统转子回路一点接地故障保护）和励磁回路的过负荷保护，其主要功能和技术要求如下：（注：转子接地保护由励磁系统提供）
1) 转子回路一点接地保护要满足无励磁状态下测量要求，返回系数不大于1.3;
2) 转子绕组不同地点发生一点接地时，在同一整定值下，其动作值误差为：当整定值为1 kΩ－5 kΩ时允许误差±0.5 kΩ，当整定值大于5 kΩ时允许误差±10％；最小整定范围为1 kΩ－20kΩ；
3) 转子两点接地保护宜具有一点接地后自动投入功能，整定值允许误差±10％；
4) 励磁回路的保护应设有定时限和反时限两部分，以便和发电机励磁绕组过热特性近似匹配;
5) 过负荷保护应具有可选的直流或交流测量功能;
过负荷保护的返回系数不小于0.95; 固有延时 (1.2倍整定值时)不大于70ms；电流整定值允许误差±2.5%；反时限长延时应可整定到1000s；反时限延时允许误差±5%。
6) 对转子接地外部引入的一路电压经手动切换装置分别接至2套保护，2套保护的转子接地保护不能同时投。
7) 转子接地保护的防过电压（包括谐波过电压）、抗干扰措施应完善、安全、可靠。
6发电机过激磁保护
保护发电机过激磁，即当频率降低和电压升高时，引起铁芯的工作磁通密度过高而过热使绝缘老化的保护装置。其主要功能和技术要求如下：
1) 保护装置应设有定时限和反时限两个部分，以便和发电机过激磁特性近似匹配；
2) 装置适用频率范围25Hz～65Hz；电压整定范围：1.0～1.5额定电压;
3) 过激磁倍数整定值允许误差±2.5％; 返回系数不小于0.95；
4) 装置固有延时(1.2倍整定值时)不大于50ms；
反时限长延时应可整定到1000s；允许误差不大于±5％
7发电机过电压保护
保护发电机在起动或并网过程中发生电压升高而损坏发电机绝缘的事故。其主要功能和技术要求如下：
1) 电压整定范围：1.0～1.5额定电压；整定值允许误差±2.5%;
2)  返回系数不小于0.9；
固有延时不大于70ms。
8发电机失磁保护
保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。其主要功能和技术要求如下：
1) 应能检测或预测机组的静稳边界，或检测机组的稳态异步边界及系统的崩溃电压；还应能检测不同负荷下各种全失磁和部分失磁；
2) 应防止机组正常进相运行时和电力系统振荡时的误动；还应防止系统故障、故障切除过程中以及电压互感器断线和电压切换时的误动；
3) 阻抗整定值允许误差±5％, 其他整定值允许误差±2.5%；
4) 固有延时不大于70ms。
9发电机失步保护
保护发电机在发生失步时，造成机组受力和热的损伤及厂用电压急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故的保护装置。其主要功能和技术要求如下：
1) 应能检测加速和减速失步；
2) 应能区分短路故障与失步、机组稳定振荡与失步；
3) 应具有区分振荡中心在发电机变压器组内部或外部的功能；
4) 应能记录滑极次数；
5) 应具有选择失磁保护闭锁或解除失步保护以及当电流过大危及断路器安全跳闸时应闭锁出口的功能；
6) 阻抗整定值允许误差±5%，其他整定值允许误差±2.5%；
7) 固有延时不大于70ms。
10发电机逆功率保护
  保护发电机在并列运行时，从电力系统吸收有功功率变为电动机运行而损坏机组的保护装置。逆功率分为两个部分：一是作为保护装置程序跳闸的起动元件；另一个是作为逆功率保护元件。其主要功能和技术要求如下：
1) 有功测量原理应与无功大小无关;
2) 应具有电压互感器断线闭锁功能;
3) 有功最小整定应不大于10W(二次的三相功率,额定电流为5A)；有功整定值允许误差±10％;
4) 返回系数不小于0.9;
5) 固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms。
11断路器启动失灵保护
     当保护装置出口动作发出跳闸脉冲而断路器拒动时，启动断路器失灵保护的保护装置。其主要功能和技术要求如下：
1) 保护的判据和动作应满足《电力系统继电保护反事故措施》的要求。
2) 电流整定值允许误差±2.5%
3) 返回系数不小于0.9；
4）固有延时不大于70ms。
12发电机对称过负荷保护
过负荷保护由定时限和反时限两部分构成
定时限部分
1) 定时限分两段。
2) 过电流整定范围：1~6In
3) 长延时应整定范围：0.1~1000s
反时限部分
1) 反时限特性可整定，以便与发电机定子表层过热特性相匹配。
2) 过热系数：1~100 
3) 散热系数：0~2
13频率保护
保护汽轮机，为防止发电机在频率偏低或偏高时，使汽轮机的叶片及其拉筋发生断裂故障的保护装置。其主要功能和技术要求如下：
1) 低频保护应在发电机断路器合闸后投人运行。
1) 当电压互感器回路断线时应闭锁装置并发出报警信号。
2) 具有按频率分段时间积累功能，并能显示时间，时间积累在装置断电时不会丢失。
3) 发电机停机过程中自动闭锁低频保护。
4) 频率测量范围：40Hz~65Hz
5) 时间积累最大误差不大于1%。
6) 频率测量最大误差不大于0.1Hz。
7) 保护设置4段，1~3段延时动作于信号，4段瞬时动作于信号。
14误上电保护
误上电保护用于当汽轮发电机在盘车的情况下，发电机的断路器意外合闸，突然加上电压，发电机投入运行后应能可靠退出。
15发电机起停机保护
保护由反映相间短路的过电流保护和反映接地的零序电压保护构成
1) 用于反应发电机低转速运行时的定子接地及相间短路故障。
2) 具有发电机无励磁状态下定子绝缘降低检测功能。
3) 测量与频率无关，即保护对频率变化不敏感。
4) 正常运行时，应联锁退出。
16发电机断水保护
由热工DCS装置逻辑判断后以空接点引入保护装置，延时t1动作于信号，延时t2动作于程序跳闸。延时功能由保护装置完成。
17热工保护
由热工保护接点引入保护装置，动作于程序跳闸。
18自并励励磁变压器保护
自并励励磁变压器保护采用电流速断保护作为主保护，过电流保护作后备保护。
19变压器本体保护
主变压器本体内部的瓦斯、温度、压力释放以及冷却系统故障等，均应设有信号和保护装置。其主要功能和技术要求如下：
1) 主变压器冷却器的电流起动元件，应设单独的电流继电器，电流整定值允许误差±2.5%；返回系数不小于0.9；固有延时(1.2倍整定值时)不大于70ms；
2) 主变压器重瓦斯应动作于“全停”出口，但也应能切换到“信号”； 主变压器轻瓦斯可只动作于“信号”；
主变压器的温度测量装置，应能自动起、停冷却系统；当温度过高时应发出信号。
（二）微机型发变组保护装置的保护配置

a) 发电机－变压器组故障及异常保护
发电机差动     
主变压器差动      
定子过负荷（定、反时限）
高压厂用变压器差动   
负序过负荷（定、反时限）
匝间保护     
发电机逆功率      
程序跳闸逆功率
发电机过激磁
主变过激磁          
发电机定子过电压
定子100％接地
失磁       
发电机低压记忆过流
发电机起停机
发电机突加电压保护
发电机零功率保护
主变压器零序过流
主变低压侧接地
主变复合电压过流
失步       
频率异常
励磁变压器速断和过电流保护（一套）
转子接地  
双卷和双分裂厂用变压器复合电压电流保护
高压厂用变压器零序过流
高压厂用变压器A分支过流  
高压厂用变压器B分支过流
b) 非电量保护(非电量接口应考虑15%的备用裕度，便于现场增加接口的引接)
主变压器瓦斯         高压厂用变压器瓦斯
主变压器压力释放     高压厂用变压器压力释放
主变压器冷却器故障    高压厂用变压器冷却器故障
主变压器绕组温度     高压厂用变压器绕组温度
主变压器油温         高压厂用变压器油位
主变压器油位         高压厂用变压器油温
励磁变温度

c) 其它保护
发电机断水保护        失灵保护
热工保护               系统保护动作联跳
励磁系统故障           电压回路断线
电流回路断线