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007电气专业--知识点培训--发电机低频、过频保护

日期：2023-08-24 03:01:12 来源：网络整理作者：本站编辑浏览：31 评论：0

一、发电机频率保护的作用

①频率异常保护用于保护汽轮机，汽轮机的叶片都有一个自然振荡频率，如频率升高或降低，以接近叶片自振频率时，将导致共振，使材料疲劳，达到材料所不允许的限度时，叶片就有可能断裂。

②过频时转速增加引起的附加应力过大会损坏转子和叶片，甚至导致严重的飞车事故。

③低频时转速下降导致氢气系统冷却出力降低；机端电压下降，导致厂用电动机转速下降，辅机出力下降；发电机的频率降低，其定子电压也相应降低，要维持定子电压不变,就必须增大转子的励磁电流，使转子及励磁回路温度升高。

为了保障机组的安全，装设频率异常保护以监视频率状况和累计偏离额定值在给定频率下工作的累计时间，当达到规定值时，动作于信号或跳闸停机，频率异常保护由低频保护和过频保护组成。

导则表 G1 的频率异常运行时间限时和汽轮发电机说明书中提供的电压频率偏差范围，见下表

二、发电机频率保护装置原理及配置（如下表：频率保护定值）

2.1低频保护：

A套南瑞配置：低频保护设三段定值，其中一段为累计运行低频保护（投信号）；二段（投信号）、三段（投信号）为持续运行低频保护，低频保护受断路器位置接点、无流标志闭锁。

B套南自配置：低频保护设三段定值，一段（投信号）、二段（投信号）、三段（投信号、跳闸）动作经一短延时动作于发信号或跳闸，为防止发电机启停过程中低频保护信号误发，低频保护中设有低电压闭锁及断路器辅助接点闭锁。

2.2频率积累保护（南自）：为了保护汽轮机不受低/过频共振的影响。汽轮机各节叶片都有一共振频率，当系统频率接近或等于共振频率时，将引起叶片的共振而损坏汽轮机低/过频运行对于汽轮机而言时个疲劳过程，一般汽轮机低频运行了累计达一定时间，汽轮机将疲劳报废。因此低/过频运行是个积累过程；保护装置停运不影响积累值频率积累保护反应系统频率的降低，并受出口断路器辅助接点闭锁，即发电机退出运行时低（过）频保护也自动退出运行。

累计允许运行时间和每次允许的持续运行时间国内尚未正式的统一规定，应综合考虑发电机组和电力系统的要求，并根据制造厂家提供的技术参数确定。

当频率异常保护需要动作于发电机解列时，其低频段的动作频率和延时应与电力系统的低频减载装置进行协调，原则是：其动作频率应低于低频减载装置的最低动作频率，以避免出现频率连锁恶化的情况。

2.3过频保护：

A套南瑞配置：过频保护设两段定值，一段动作于信号，二段动作于信号。（一般设置二段动作于跳闸）

B套南自配置：过频保护设三段定值，一段动作于信号，二段动作于信号、三段动作于信号。

2.4频率保护跳闸出口：（投跳闸时）

出口全停动作内容包括：跳GCB开关、事故总信号（NCS）、事故总信号（DCS）、启动GCB开关失灵、关闭主汽门、跳灭磁开关。低频保护受出口断路器辅助接点闭锁，但高频保护不受出口断路器位置影响，即使没有并网，发电机过频超保护动作值时，过频保护也会动作，关闭主汽门。

2.5“频率保护”与“稳控装置频率保护”的联系与区别:

①发电机保护配置的频率保护主要目的是保护汽轮机，稳控装置的频率保护主要目的是保护电力系统，两者的目的不同；

②为防止频率异常时多个保护同时动作，导致频率连续恶化，频率保护定值设定需要满足汽轮机保护要求的前提下配合系统稳控装置的定值（安稳装置定值由调度下发）；即当频率异常时，稳控装置先动作切除故障，限制频率持续恶化，保证电力系统不发生瓦解、崩溃；如稳控动作后机组频率仍持续恶化，机组频率保护动作，切除故障，保证汽轮机安全。

③稳控装置定值：高频切机定值（#1号机51HZ、#2号机51.2HZ），低频切机定值（#1号机49HZ、#2号机48.8.2HZ）；注：我厂稳控装置未投入运行，实际定值待调度下发。（未知）

2.6南瑞频率保护动作逻辑

图1 发电机频率保护出口逻辑（南瑞）

2.7南自频率保护动作逻辑：

图2 发电机低频保护出口逻辑（南自） 图3 发电机低频保护出口逻辑（南自）

图4 发电机频率积累保护出口逻辑（南自） 图5 发电机频率积累保护定值（南自）

三、“频率保护”动作实际案例

3.1案例一：一起施工机械破坏电力出线导致的“频率保护”动作案例

3.1.1保护动作情况：

一次因施工机械破坏电力出线，导致A线（该厂有两条出线）放电，A线高频保护动作跳开电厂侧711开关，A线跳闸后110kV母线电压及频率升高，满足稳控装置动作条件，高周切机跳#2发变组及灭磁开关，由于#2机组OPC动作后未能稳定住转速，机械超速及电超速均动作（最高达3390r/min），汽轮机跳闸，因厂用电切换时短时失电导致#2机组7台给粉机变频器无法躲过，导致#2机组MFT动作。

#2机组跳闸后，110KV母线电压、频率大幅变化，#1机组带6.1MW厂用电及20MW左右的#2变电所孤网运行，#1发电机原发电35MW，造成9MW左右的甩负荷，#1机组OPC动作，转速瞬间降低至2600r/min，#1发电机低频二段保护动作跳闸（定值47HZ，延时6S），最终导致全厂失电。

3.1.2保护动作原因：

#1发电机低频二段保护动作原因，#1机组为哈汽DEH系统，因DEH系统设计为若发电机（或发变组）出口开关未跳，按设计仍为功率模式（不在转速控制模式），负荷骤降，汽机OPC动作转速下降后，转速不能及时恢复正常值，导致发电机频率保护动作。

注：该事故非常典型，同时涵盖了安稳切机和发电频率保护动作的内容，能更好理解安稳装置和发电机频率保护功能上的区别。

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