【正文】 U V W 橫差 TA 縱差 TA U V W 橫差 TA 縱差 TA 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 題 目 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 并列英文題目 Design of generatortransformer unit protection 系 部 電力工程系 專業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 姓 名 班級(jí) 發(fā)電 0602 班 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 論文報(bào)告提交日期 2021 年 6 月 1 日 摘要 隨著 電力工業(yè)的迅速發(fā)展我國(guó)發(fā)電機(jī)變壓器單機(jī)容量不斷增大電力系統(tǒng)正朝著大機(jī)組超高壓大電網(wǎng)的方向發(fā)展現(xiàn)今我國(guó)大容量發(fā)電廠不斷增多它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中地位更顯重要為保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行我們應(yīng)對(duì)電廠配置可靠性靈敏性選擇性和速動(dòng)性都很好的保護(hù)裝置為實(shí)現(xiàn)配置方案的優(yōu)化還應(yīng)充分考慮到大型發(fā)電廠的特點(diǎn) 本文系統(tǒng)的闡述了 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì)本文共分四篇第一篇簡(jiǎn)要介紹了大型發(fā)電機(jī)變壓器組常出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài)和繼電保護(hù)配置要求第二篇對(duì) 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組故障異常運(yùn)行狀態(tài)及非電量的繼電保護(hù)原理和相關(guān)原理 的邏輯框圖進(jìn)行介紹第三篇對(duì) 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組的微機(jī)保護(hù)裝置的選擇和動(dòng)作行為的介紹第四篇對(duì) 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置主接線圖的介紹和說明 本文在闡述 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì)的同時(shí)密切結(jié)合實(shí)際通俗易懂 關(guān)鍵詞發(fā)電機(jī)變壓器組 繼電保護(hù) Abstract With the rapid development of power industry Chinas power generators increasing the capacity of a single transformer the power system is moving in the big units ultrahigh pressure large power grid direction Todays largecapacity power plants in China increasing their status in the power system are more important In order to ensure the safety of the entire power system economic operation we should plant configuration reliability sensitivity selectivity and the liquid of very good protection device To achieve the optimal configuration should also be taken fully into account the characteristics of largescale power plants System described in this article 300MW turbogenerator transformer unit protection design This article is divided into four the first largescale generators brief often groups of transformer faults and abnormal operation and configuration requirements of relay protection second of 300MW generator transformer unit failure abnormal operation and non Principles of electricity and related principles of relay logic diagram introduced third of 300MW generator transformer unit of the microprocessorbased protection device of choice and action to introduce acts fourth of 300MW generator transformer unit relay configure the main wiring diagram of the introduction and notes In this paper the 300MW turbogenerator transformer design group at the same time to protect a close connection with reality and userfriendly Keywords generator transformer unit relay 目錄 摘要 前言 概述 1 第一章 發(fā)變組可能出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài) 1 第二章 發(fā)變組保護(hù)配置原則及要求 3 第二篇 發(fā)變組保護(hù)配置 4 反映短路故障的主保護(hù) 4 第一節(jié) 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù) 4 第二節(jié) 變壓器縱差保護(hù) 8 第三節(jié) 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù) 9 第四節(jié) 轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù) 15 反映短路故障的后備保護(hù) 16 第一節(jié) 過電流保護(hù) 16 第二節(jié) 阻抗保護(hù) 22 反映接地故障的保護(hù) 23 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù) 23 定子接地保護(hù) 24 主變壓器接地保護(hù) 28 反映異常運(yùn)行的保護(hù) 31 發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷保護(hù) 31 發(fā)電機(jī)定子繞組過負(fù)荷保護(hù) 32 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù) 32 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù) 33 四． 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù) 33 過勵(lì)磁保護(hù) 34 失磁保護(hù) 35 失布保護(hù) 36 逆功率保護(hù) 38 非全相運(yùn)行保護(hù) 39 斷路器失靈保護(hù) 40 第八節(jié) 發(fā)電機(jī)啟停機(jī)保護(hù) 41 非電量保護(hù) 42 主變壓器瓦斯保護(hù) 42 高壓廠用變壓器瓦斯保護(hù) 44 第三篇 發(fā)變組微機(jī)保護(hù)組屏方案 44 第四篇 發(fā)變組系統(tǒng)主接線及其保護(hù)配置說明 47 結(jié)束語 49 參考文獻(xiàn) 50 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)校學(xué)習(xí)生活中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)通過本次設(shè)計(jì)使我系統(tǒng)的掌握了三年 來所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)提高綜合應(yīng)用能力初步了解實(shí)際工程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們用運(yùn)所學(xué)知識(shí)全面地獨(dú)立地分析問題的能力 本設(shè)計(jì)是關(guān)于大型發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)設(shè)計(jì)其主要內(nèi)容包括大型發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)及繼電保護(hù)的要求大型發(fā)電機(jī)和變壓器的故障及異常運(yùn)行的保護(hù)方式大型發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)的特點(diǎn)及配置原則對(duì) 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)總配置情況介紹和微機(jī)保護(hù)裝置的選擇主要對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組的短路故障保護(hù)原理異常運(yùn)行保護(hù)原理非電量保護(hù)原理和相關(guān)原理的邏輯框圖介紹 在本次設(shè)計(jì)過程中楊曉敏老師給了我們很大的支持和幫助并在老師精心的輔 導(dǎo)下我們完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)在次我對(duì)楊曉敏老師表示感謝另外我也要感謝同學(xué)們對(duì)我的幫助 由于我們的水平有限不妥和和錯(cuò)誤之處在所難免敬請(qǐng)老師給予指正 李玉倉(cāng) 202161 第一篇 概述 第一章 發(fā)變組可能出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài) 一．發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài) 保證發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行和防止其遭受破壞對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)用戶不間斷供電起決定性作用因此要不斷改進(jìn)和完善繼電保護(hù)的功能采取較為合理完善的保護(hù)配置方案最大限度地保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行并將故障和不正常運(yùn)行方式對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范 圍 由于發(fā)電機(jī)是長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備既要承受機(jī)身的振動(dòng)又要承受電流電壓的沖擊因而常常導(dǎo)致定子繞組和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組絕緣的損壞因此同步發(fā)電機(jī)子運(yùn)行中定子繞組和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路都有可能發(fā)生危險(xiǎn)的故障和不正常的運(yùn)行情況 發(fā)電機(jī)故障類型有 1 定子繞組相間短路 2 定子繞組一相的匝間短路 3 定子繞組單相接地 4轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地 5由于轉(zhuǎn)子繞組斷線勵(lì)磁回路故障或滅磁開關(guān)誤動(dòng)等原因在造成的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路的勵(lì)磁電流消失或降低 發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行狀態(tài)有 1由外部短路引起的定子繞組過電流 2由負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起的定子繞組三相對(duì)稱過負(fù)荷 3 由于突然甩負(fù)荷而一起的定子繞組過電壓 4 由外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷 如單相負(fù)荷非全相運(yùn)行等引起的轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷 5 由于勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷 6 由于汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)過激磁運(yùn)行及汽輪機(jī)低頻運(yùn)行等 二．變壓器可能出現(xiàn)的故障和異常運(yùn)行方式 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的元件它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響為了防止電力變壓器發(fā)生各類故障和不正常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成不應(yīng)有的損失根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定應(yīng)針對(duì)電力變壓器的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置相應(yīng)的繼電 保護(hù) 變壓器的故障可以分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障油箱內(nèi)故障指變壓器油箱里面發(fā)生的故障又分電氣故障初始故障 1 電氣故障 原因有 1 高壓或低壓繞組相間短路 2 中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路 3 高壓或低壓繞組的匝間短路 4 第三繞組上的接地故障或匝間短路 內(nèi)部短路故障產(chǎn)生的電弧不僅會(huì)損壞繞組的絕緣燒壞鐵芯而且由于絕緣材料和變壓器因受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體有可能引起變壓器油箱爆炸 2 初始故障 初始故障即初始局部的故障它將對(duì)變壓器產(chǎn)生緩慢發(fā)展的損害作用但一般不能檢測(cè)起步平衡的電量 原因有 1 導(dǎo) 體之間點(diǎn)氣接觸不良或鐵芯故障在變壓器油中可能產(chǎn)生間歇性電弧 2 冷卻媒介不足將使變壓器油溫升高如油位過低或油路阻塞容易在繞組上產(chǎn)生局部熱點(diǎn) 3 分接開關(guān)故障并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流和負(fù)荷分配不合理造成變壓器的繞組過熱 變壓器最常見的是外部故障是油箱外部絕緣套管及引出線上的故障可能導(dǎo)致出線的相間短路或單相接地短路 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有由于變壓器外部相間短路引起的過電流外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓由于所帶負(fù)荷超過變壓器的額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油等原因引起的油面降低此 外對(duì)大容量變壓器由于其額定工作條件下的磁通密度接近于鐵心的飽和磁通在過電壓或低頻率的等異常運(yùn)行方式下還會(huì)發(fā)生變壓器的過勵(lì)磁故障 第二章 發(fā)變組保護(hù)配置原則及要求 大型發(fā)變組結(jié)構(gòu)復(fù)雜有可能發(fā)生多種類型的故障和異常運(yùn)行工況因此需要設(shè)置幾十種保護(hù)并要求這些保護(hù)既有明確的職責(zé)范圍又能相互配合目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成各種不同的保護(hù)功能的配置方案這些都大同小異但又各具特點(diǎn) 都遵循以下原則 1 各項(xiàng)保護(hù)功能配置完善 2 選用的保護(hù)原理性能優(yōu)良有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)滿足各項(xiàng)技術(shù)要求 3 實(shí)現(xiàn)雙重化配置 4 組屏合理雙重化的兩套保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)分屏設(shè) 置非電量保護(hù)和電氣量保護(hù)也應(yīng)分屏設(shè)置以確保在發(fā)變組不停運(yùn)狀況下可以對(duì)其中任何一套保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢修調(diào)整調(diào)試同時(shí)要求二次回路設(shè)計(jì)正確簡(jiǎn)明接線安全可靠 5 保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單具備友好的人機(jī)界面合理的通信組網(wǎng)功能各項(xiàng)保護(hù)功能投退和整定操作清晰簡(jiǎn)便支持現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和調(diào)