标准规范下载简介

2 火力发电厂继电保护及安全自动装置监督标准讲稿2.pdf

【实例】某某电厂厂用电母线三相短路，造成两台机组分别停运。但由于厂用电分支采用了 延时较短的限时速断保护，本次事故没有造成较大的设备损坏环。该于2017年3月3日，#05后 备变两侧做好安全措施，高、低压侧都已挂好接地线后，由于051断路器故障检修时误合闸， 造成#5发电机厂用电A段三相短路。由于挂接地线的位置在#6发电机厂用电061开关柜的下侧 短路后的弧光和浓烟文造成061开关柜上侧#6发电机厂用电A段母线三相短路。#5、#6发电机 用电A段分支限时速断保护分别动作，51、61断路器跳闸，随后锅炉MFT，汽机打闸，两台 发电机程序逆功率保护动作，机组分别停运。事后发现，由于此前用电分支保护根据监督 检查要求，将过流保护改为限时速断保护，延时由1.5s压缩为0.6s，虽然没有完全按照要求的 延时（建议0.25S）整定，但由于时间压缩的较短，#5、#6高厂变和故障相关的开关柜均没有 较大的、不可修复的损伤。这也为快速恢复送电争取了时间。下图是故障后开关柜的状况照

4.3.1.1.7 发电机变压器组保护定值设置。在对发电机变压器组保护进行整定计算时应注意以下 原则： a）/在整定计算大型机组高频、低频、过压和欠压保护时应分别根据发电机组在并网前、后 的不同运行工况和制造厂提供的发电机组的特性曲线进行 b）在整定计算发电机变压器组的过励磁保护时应全面考虑主变压器及高压厂用变压器的过 励磁能力，并按调节器过励限制首先动作，其次是发电机变压器组过励磁保护动作，然后再是发 电机转子过负荷动作的阶梯关系进行； c）励磁调节器中的低励限制应与失磁保护协调配合，遵循低励限制灵敏度高于失磁保护的 原则，低励限制线应与静稳极限边界配合，且留有一定裕度： d）整定计算发电机定子接地保护时应根据发电机在带不同负荷的运行工况下实测基波零序 电压和三次谐波电压的实测值数据进行：

1）发电机、变压器是电力系统的重要组成部分。特别是当前，随着我国发电 机、变压器容量不断增大，大型发电机、变压器保护的配置和整定计算（包括与相关 线路保护的整定配合）就显得尤为重要，因为其直接关系到电力系统的安全运行： 在继电保护装置选型时，对发电机、变压器保护的配置和整定计算，要求通过 必要的整定计算来确定继电保护装置的技术范围

对于现场实际使用的继电保护装置，应通过整定计算来确定其运行参数（练 出定值）。从而使继电保护装置能够正止确地发挥作用，保障电气设备的安全，维 持电力系统的稳定运行； 由于电网是在不断发展中，发电厂所处的网络结构每年都有变化，电厂保 护装置所感受到的电气故障量随之变化，电网保护装置的定值随之变化，保护 的整定原则也会随从业人员的经验积累而有所调整，因此，电厂应定期对所辖 设备保护的整定值进行全面复算并校核与系统保护的配合

2）励磁系统是维持发电机运行的核心。其作用不仪在于当发电机止常运行时， 为发电机转子提供基本的磁场能量，也在子当电力系统发生突然短路或突加负荷、用 负荷时，自动对发电机进行强行励磁或强行减，以提高电力系统运行稳定性和可靠 性，也在于当发电机内部出现短路时GB／T 36670-2018标准下载，对发电机励磁系统绕组进行灭磁，以避免事故 的扩大。励磁系统故障主要是欠励（失磁）、过励（转子过负荷）和过励磁（V/F），对发电 机危害较大。为此，在励磁系统的选型、调试、检修及运行维护中，必须注意做好以 工作：

E241073150

①在新机组和在役机组改造的励磁系统选型、调试过程中，必须执行 GB/T7409.1一3《同步电机励磁系统》等国家标准及DL/T843《大型汽轮发电机励 磁系统技术条件》等有关电力行业标准，以确保励磁系统能更好地满足安全运行的 要求，即具备欠励限制、过励限制、过励磁限制、无功补偿、PSS、电压互感器断 线保护等功能，在配置上采用数字控制、两条自动通道、交直流双路电源、功率相 采用n+1方式（一组整流柜退出运行时励磁系统仍然具备强励能力）等，以提高励磁 系统可靠性。 2②励磁系统低励限制的定值经过认真的整定计算（包括静稳定极限和电网暂 态稳定的核定，并留有一定的稳定裕度后，必须通过进相试验进行检验，机组才 可以进相运行。另外，进相运行的机组应装设发电机功角仪，以便于运行监视。 相运行时，发电机功角应在控制在70°以内。

③在整定计算励磁调节器过励限制定值时，必须保证调节器过励限制、过励保护 及发电机转子过负荷保护的阶梯关系。即过励时，首先调节器过励限制动作，其次过 励保护，最后一道防线才是发电机转子过负荷保护。 4励磁调节器的过励磁限制定值应小于发电机变压器组过励磁保护定值，确保 在发电机电压升高或转速下降时，首先由励磁调节器的过励磁将发电机励磁电流限制 在安全范围内。由于大部分的励磁系统在机组起动、停机、励磁手动方式、备励运行 及其他试验过程中没有过励磁限制功能，故应注意完善发电机变压器组过励磁保护， 并日在装置定值的整定计算时要考虑主变压器及高压厂用变压器的过励磁能力，

3）发电机强励过程也是转子过载（发热的过程。所以当发电机误强励或止常强励 后不能止常返回，并且转子过负荷保护义不能止常投入（如备励运行等工况)时，必须 在短时间内强行灭磁（过励限制定值是1.8~2.0倍额定励磁电流时，强励10s，发电机转 子强励通常不允许超过30s，具体时间见厂家说明书）。 4）对于启动过程中的发电机，当机组达到额定转速并且调速系统运行止常之前， 绝对禁止对发电机进行励磁升压。对于额定转速下已经升压等待并网、已经解列准备 亭机或进行其他试验等情况下空载运行的发电机，如出现转速下降的情况，应立刻分 耕磁场断路器强行灭磁。 5）负序保护是发电机转子负序烧伤唯一的主保护。其保护定值由发电机长期承 受负序电流的能力决定，其数值随定子额定负荷、转子所用材料、充许温升值和转子 正常热负荷的不同而不同，其延时则完全由发电机转子负序充许发热限度（发电机负 序转子允许发热常数为A）决定，不需和系统其他保护在时限和动作电流上配合

d）国产强迫油循环风冷变压器，应安装冷却器故障保护。当冷却器系统 全停时，应按要求整定出口跳闸。强道油循环的变压器冷器全停保护应设置 为冷却器全停+顶层温度超限（75℃）+延时20分钟动作于跳闸和冷却器全停+ 证时60分钟动作于跳闸： e）油浸（自然循环）风冷和干式风冷变压器，风扇停止工作时，充许的 负载和工作时间应按照制造厂规定。油浸风冷变压器当冷却系统部分故障停风 扇后，顶层油温不超过65℃时充许带额定负载运行，保护应设置动作于信号：

E241573150

2）对于温度保护，无特殊情况一般设置为动作于发信，是考虑在实际运 行中温度测点故障率较高，若设置动作于跳闻则会在测点损坏时导致机组误停 运； 3）压力释放保护在运行中，其输出触点及二次回路容易受潮造成短路， 导致保护误动，机组停运。

E241973150

1）压力释放阀误动案例。 ①某某电厂由于主变压器压力释放器保护动作造成停机。该电厂于2001年7月27日17 时23分42秒，#1机组突然跳闸，负荷由675MW降到0，查为主变压器C相压力释放器保护 动作。进一步查找原因，发现C相压力释放器保护电缆（主变压器释放器至主变压器端子 箱的一段）在主变压器端子箱处的电缆头，因电建施工时将压力释放器接点用的两根跳闸 线的电缆芯划破，使其绝缘损坏，又未做电缆头，且在端子箱外，在连续阴雨天时，破损 电缆处受潮，绝缘降低，致使保护动作停机。 ②某某电厂由于主变压器压力释放器保护动作造成停机。该电厂于2012年7月11日， #2机组主变压器压力释放保护装置二次回路电缆也因绝缘损坏而跳机。压力释放保护设置 动作于跳闸。

③某某电厂发电机组由于“压力释放保护”装置处向外渗油，造成主变压 器“压力释放保护”保护动作，机组跳闸。该电厂于2001年7月29日16时35分， 发变组在没有任何异常显示的状态下，机组突然跳闻，光学牌显示“发电机 DL事故跳闸、非电量保护、热工保护”动作，保护盘上发“主变压器压力释放 保护”的光字牌，就地检查发现#1机组主变压器从“压力释放保护”装置处向夕 惨油。事后经分析确认，系变压器油枕油位指示器不准，大修后加油偏多，加之 天气异常炎热，冷却油受热膨胀，造成油箱满油，并形成压力，引起压力释放保 护动作。

E224173150

2）变压器温度保护测点引起误动案例。 1某某某电厂由于变压器温度保护出口设置跳闸导致机组停运。该电厂于2003 年7月3日，2机循环水电源变压器温度保护动作跳闸，引起4台蝶阀总电源失电，致 使循环水中断，低真空保护动作跳机。现场检查发现引起停机的原因之一是变压器测 温仪将温度信号发送到变压器综合保护装置，温度高直接作用于跳闸。由于测温仪的 运行状态异常青铜峡旅游区桥梁施工组织设计，导致误发信号引起变压器跳闸。 ②某某某某热电厂汽机变压器温控器误发超温跳闸信号，最终导致机组停运。该 电厂于2012年4月23日，#4机组#4汽机变压器温控器误发超温跳闸信号，导致4机组 380V汽机PCB段失电，随后母联断路器启动合闸，由#4机组380V汽机PCA段同时带A B两段负荷，母联断路器合闸1秒后A段电源进线44O.1断路器B相过载跳闸，致使#4 组380V汽机PCA、PCB段失电，发电机断水保护动作跳闸。

2）变压器温度保护测点引起误动案例。

3）冷却器全停后未及时发信案例

某某电主变压器由于冷却器故障后不能及时发信，导致冷却器全停保护动作，机组 停运。该电厂于2004年8月21日04点11分，*#1主变压器冷却器全停”信号发出，#1发电 机跳闸、汽轮机跳闸、锅炉MFT动作，机组停运。故障原因是冷却器控制箱第I路400V电 源的监视继电器1Z坏，继电器停留在中间位置，常开和常闭接点均断开。在冷却器工作 电源接触器1JC线圈回路的常开接点断开，导致冷却器工作电源接触器1JC线圈失磁，冷却 器失去工作电源。因监视继电器停在中间位，其在冷却器备用电源接触器2JC线圈回路里 的常闭接点未闭合，所以备用电源未能投入，1JC、2JC接触器均失电，导致汇流母排失电 冷却器失去电源全停。 司时，原设计回路中当冷却器控制箱第I、I路400V电源全部失电后才会发出*主变压 器冷却器电源故障”信号。蛋然此时冷却器工作和备用接触器均已分闸，但冷却器两路电 源并未失电，并且1Z1已环，常团接点未团合，因此未能发出*主变压器冷却器电源故障 信号。当冷却器停运60分钟后，主变压器冷却器全停保护动作，1发电机跳闸停机。

过去的处置方法就是通过手动打闸来实现停机，由于人工反映较慢，丛发生事 故到停机往往需要较长时间，故障不能及时消除会导致事故的扩大，严重的会造成 滑环烧损及大轴伤。 转子冷却风流向如图2所示，发生环火时，由于两极之间的离心风扇形成的真空 吸力作用，电弧会被吸向风扇方向，烧损该处的大轴与电极之间的绝缘板，使绝缘 板的绝缘性能急剧下降，并且由于环火中夹杂着大量金属和碳离子，具有一定的电 导性。 这两个因素往往是一点接地的状态出现的，所以，在发生环火故障时，若励磁 包路一点接地保护值设置合理，保护都会可靠动作，避免环火事故进一步扩大。兼 顶以上因素，要求励磁回路接地设置两段式一点接地保护，并且二段动作于跳。

图2转子冷却风流向图

4.3.1.1.10200MW及以上容量发电机定子接地保护宜将基波零序保护与三次谐波电压保 护的出口分开，基波零序保护投跳闸，三次谐波保护投信号。定子接地保护也可采用注 入式保护方式。 【出处】（国能安全[2014]161号）《防止电力生产事故的二十五项重点要求》18.6.26条 并根据自前各厂定子接地保护实际配置情况，增加“定子接地保护也可采用注入式保护 方式”一条。 【释义】因绝缘损坏而造成定子绕组发生单相接地是发电机较为常见的故障之一。发电 机通常采用基波零序保护作为发电机定子接地故障的主保护，伯该保护的范围为首机端 至中心点的95%左右。虽然，由于发电机中性点附近电压较低，发生绝缘损坏的故障概 率可能较低，但在定子水内冷机组中，由于漏水等原因造成中性点附近定子接地的可能 衣然存在，如果未能及时发现，再发生第二点接地时，将造成发电机严重损坏。为此， 发电机通常采用由基波零序保护和三次谐波电压保护共同构成100%定子接地保护

发电机的三次谐波与机组及外部设备等多因素有关，特别是在投产初期，很难 将其整定值设置止确。考虑到中性点附近发生故障时，接地电流较小，零序电压较低 ，为防止三次谐波电压保护误动切机，建议将基波零序保护与三次谐波电压保护的出 口分开，基波零序保护投跳闸，三次谐波保护投信号。 【实例】某某电厂由于二次线垫圈松动，导致三次谐波电压波动。该电厂2发电机在 运行中，两套保护均发出“100%定子接地保护启动”，信号不保持，时有时无。退 出保护后检查，发电机中性点TV根部二次线垫圈松动，导致测量的三次谐波电压在 26~3.8V之间变化。更换垫圈后故障消除。若此时该故障投跳闸很可能会引起误动

（国能安全20141161号）《防止电力生产事故的二十五项重点要求》对开关柜承 受内部故障电弧持续时间规定0.5S。继电保护作为一次电气设备的安全保障，其设 置应该与一次设备要求相互一致。因此，在不造成越级跳闻并导致机组停运的前提 下，尽量压缩厂用电分支以下设备及进出线的过电流保护时限，确保高厂变压器及 开关柜的运行安全。 【实例】某某电厂主变压器在高压侧断路器断口闪络超过250ms后造成主变压器损 环该电厂于2014年5月27日6点23分44秒，#2主变压器高压侧断路器C相在并网过 程中发生闪络、爆炸，断路器故障的穿越性电流峰值为10.94kA，有效值6100A （主变压器高压侧额定电流905A），由于相关保护设置不合理铸钢车间模板施工方案，没有在250ms内及 时切断两侧电源，导致在340ms时，#2主变压器高、低压绕组短路接地，变压器C 相高、低压线圈严重损坏；在379mS，主变压器差动速断保护动作、主变压器重瓦 斯、主变压器压力释放保护动作。