CN210780078U - 发电供电网络保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发电供电网络保护系统，发电供电网络的器件包括发电机、主变压器、厂用变压器和输电线路，发电机和至少一个厂用变压器接主变压器的低压侧，至少一个外电网通过输电线路接主变压器的高压侧，保护系统包括分别安装于对应器件上的安全保护单元和设于发电机、主变压器、厂用变压器的一侧或两侧以及输电线路上的断路器，每一安全保护单元分别检测对应器件上的电气量，并在电气量超出预设范围时控制对应断路器断开。本实用新型每一安全保护单元对应一器件故障进行独立保护，在器件故障时断开只对应断路器，无需断开其他供电线，例如在发电机故障时，不跳主变压器高压侧的断路器，避免了故障影响范围的扩大，提高了保护可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电领域，尤其涉及发电供电网络保护系统。
背景技术
目前，发电供电网络结构一般包括发电机、主变压器、厂用变压器、输电线路以及至少一个外网，发电机的出口和厂用变压器的两侧分别接主变压器的低压侧，外网通过输电线路接主变压器的高压侧，在发电机侧一般设有保护电路，当发电机出现故障时，例如过流问题时，一般会通过以下两种方式进行跳闸保护：
第一种跳闸出口方式(两段延时)：第一段延时t1跳主变高压侧断路器，第二段延时t2动作于停机(跳GCB、灭磁、关闭主汽门)；
第二种跳闸出口方式(一段延时)：延时t动作于发变组全停(跳GCB、灭磁、关闭主汽门、跳主变高压侧断路器)。
以上两种跳闸出口方式都存在发电机内部故障导致主变压器跳闸的风险：当发电机内部故障时，发电机差动保护动作，发电机出口的继电器开关(GCB)跳闸，灭磁开关动作灭磁。在这个过程中，发电机电压控制过流保护的电流元件检测到中性点侧电流增大，同时电压元件检测到机端电压下降。由于灭磁过程持续，发电机中性点侧在一段时间内仍然有较大的短路电流，且GCB跳闸以后，发电机机端电压始终小于低电压定值，发电机电压控制过流保护不能返回，在预定延时后保护出口跳主变高压侧断路器。
故，现有技术中，发电机内部发生故障，故障已由发电机主保护动作切除，后备保护仍然动作出口跳主变。由于核电机组多采用慢速切换，发电机和外部主电源同时失去，厂用电将短时失电，经过短暂延时(约2S)启动厂用电切换，切换至辅助电源供电。发电机电压控制过流保护采用以上两种跳闸出口方式不仅会扩大故障的影响范围，也不利于核电机组的安全稳定运行。
故，急需一种可解决上述问题的发电供电网络保护系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种发电供电网络保护系统，每一器件对应一安全保护单元和断路器，在故障时断开自身断路器而不断开其他器件的断路器，防止故障扩大，可靠性高。
为了实现上有目的，本实用新型公开了一种发电供电网络保护系统，发电供电网络的器件包括发电机、主变压器、厂用变压器和输电线路，所述发电机和至少一个所述厂用变压器接所述主变压器的低压侧，至少一个外电网通过所述输电线路接所述主变压器的高压侧，所述发电供电网络保护系统包括分别安装于对应器件上的安全保护单元和设于所述发电机、主变压器、厂用变压器的一侧或两侧以及所述输电线路上的断路器，每一安全保护单元分别检测对应器件上的电气量，并在所述电气量超出预设范围时控制对应断路器断开。
与现有技术相比，本实用新型在每一器件的对应位置设置有断路器，且每一个器件设置独有的安全保护单元，使得每一安全保护单元可针对对应一器件故障进行独立保护，即安全保护单元在器件故障时断开对应断路器，无需断开其他部位的供电线，例如在发电机故障时，不跳主变压器高压侧的断路器，就能够消除发电机内部故障导致主变跳闸的风险，避免了故障影响范围的扩大，提高了发电机电压控制过流保护的可靠性。
其中，所述安全保护单元分别为安装于所述发电机上的发电机保护单元、安装于主变压器上的主变保护单元、安装于厂用变压器上的厂变保护单元和安装于输电线路上的输电保护单元。
较佳地，所述发电机保护单元检测发电机电气量，并在所述发电机电气量超出预设值时控制所述发电机出口的断路器断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门。
具体地，所述发电机的电气量包括发电机端电压和发电机中性点侧电流，所述发电机保护单元在所述发电机的端电压低于预设电压值或发电机中性点侧电流高于预设电流值时控制所述发电机的出口断路器断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门。
较佳地，所述主变保护单元检测主变压器电气量、变压器油温、绕组温度，并在所述电气量、变压器油温和绕组温度超出预设值时控制所述主变压器两侧的断路器断开。
较佳地，所述输电保护单元检测输电线路上的电气量，并在所述输电线路上的电气量超出预设值时控制所述输电线路上的继电器断开。
较佳地，每一所述安全保护单元包括主保护单元和后备保护单元，所述主保护单元和后备保护单元工作时分别检测对应器件上的电气量，并在所述电气量超出预设范围时控制对应器件一侧或两侧的断路器断开，且所述后备保护单元在所述主保护单元故障时启动，在所述主保护单元正常运行时关闭。进一步增加电网的安全性。
具体地，所述主保护单元和后备保护单元分别包括检测电路和控制电路，所述检测电路检测对应器件上的电气量，所述控制电路分别接所述检测电路和对应断路器的控制线圈比较所述电气量与预设范围大小，并在所述电气量超出预设范围时控制对应的断路器的控制线圈动作。
附图说明
图1是本实用新型所述发电供电网络结构图。
图2是本实用新型所述发电供电网络保护系统的结构框图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图1和图2，本实用新型公开了一种发电供电网络保护系统100，发电供电网络300由多个器件连接而成，所述器件包括发电机10、主变压器20、厂用变压器50和输电线路40，发电机10接主变压器20的低压侧，至少一个外电网30通过输电线路40接主变压器20的高压侧，至少一个厂用变压器50接所述主变压器20的低压侧，所述发电供电网络保护系统100包括分别对应器件上的安全保护单元200和设于所述发电机10、主变压器20、厂用变压器50的一侧或两侧以及所述输电线路40上的断路器51、52、53，每一安全保护单元200分别检测对应器件上的电气量，并在所述电气量超出预设范围时控制对应器件一侧或两侧的断路器断开。
参考图1，断路器分别包括发电机10和主变压器20的低压侧之间设有断路器51(即发电机10出口的断路器51)，设置于输电线路40上(即外电网30与主变压器20的高压侧之间)的断路器52，以及设置于厂用变压器50的接地端一侧的断路器53。
参考图2，每一所述安全保护单元200包括主保护单元21和后备保护单元22，所述主保护单元21和后备保护单元22工作时分别检测对应器件上的电气量，并在所述电气量超出预设范围时控制对应器件一侧或两侧的断路器断开，且所述后备保护单元22在所述主保护单元21故障时启动，在所述主保护单元21正常运行时关闭。进一步增加电网的安全性。在本实施例中，主保护单元21在自身故障时输出故障信号，该故障信号接后备保护单元22的启动端，后备保护单元22依据故障信号启动。
具体地，所述主保护单元21和后备保护单元22分别包括检测电路和控制电路，所述检测电路检测对应器件上的电气量，所述控制电路分别接所述检测电路和对应断路器的控制线圈比较所述电气量与预设范围大小，并在所述电气量超出预设范围时控制对应的断路器的控制线圈动作。
其中，安全保护单元200分别为安装于所述发电机10上的发电机保护单元、安装于主变压器20上的主变保护单元、安装于厂用变压器50上的厂变保护单元和安装于输电线路40上的输电保护单元。
其中，所述发电机保护单元检测发电机电气量，并在所述发电机10电气量超出预设值时控制所述发电机出口的断路器51断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门。
参考图1，所述电气量包括发电机端电压和发电机中性点侧电流，发电机保护单元检测电路和控制电路63，其检测电路包括检测发电机中性点侧电流的电流采集电路61，和检测发电机端电压的电压采集电路62，该电压采集电路62包括电压互感器。控制电路63分别比较端电压和预设电压值、中性点侧电流和预设电流值，并在所述发电机的端电压低于预设电压值或发电机中性点侧电流高于预设电流值时控制所述发电机出口的断路器51断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门。
发电机保护单元包括电流检测单元11和比较控制单元12，电流检测电压11检测发电机10的电流以获得检测电流，比较控制单元12比较检测电流和预设阈值的大小，在所述检测电流超出预设阈值时控制断路器51断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门，且不控制主变压器20高压侧的断路器52动作。
其中，所述主变保护单元检测主变压器20的电气量、变压器油温、绕组温度，并在所述电气量、变压器油温和绕组温度超出预设值时控制断路器51、52、53断开。所述电气量包括主变压器20的电压、电流等电气量。
其中，所述输电保护单元检测输电线路40上的电气量，并在所述输电线路40上的电气量超出预设值时控制所述继电器52断开。所述电气量包括输电线路40的电压、电流、阻抗等电气量。
以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种发电供电网络保护系统，发电供电网络的器件包括发电机、主变压器、厂用变压器和输电线路，所述发电机和至少一个所述厂用变压器接所述主变压器的低压侧，至少一个外电网通过所述输电线路接所述主变压器的高压侧，其特征在于：所述发电供电网络保护系统包括分别安装于对应器件上的安全保护单元和设于所述发电机、主变压器、厂用变压器的一侧或两侧以及所述输电线路上的断路器，每一安全保护单元分别检测对应器件上的电气量，并在所述电气量超出预设范围时控制对应断路器断开。
2.如权利要求1所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：所述安全保护单元分别为安装于所述发电机上的发电机保护单元、安装于主变压器上的主变保护单元、安装于厂用变压器上的厂变保护单元和安装于输电线路上的输电保护单元。
3.如权利要求2所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：所述发电机保护单元检测发电机电气量，并在所述发电机电气量超出预设值时控制所述发电机出口的断路器断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门。
4.如权利要求3所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：所述发电机的电气量包括发电机端电压和发电机中性点侧电流，所述发电机保护单元在所述发电机的端电压低于预设电压值或发电机中性点侧电流高于预设电流值时控制所述发电机的出口断路器断开，控制发电机灭磁并关闭主汽门。
5.如权利要求2所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：所述主变保护单元检测主变压器电气量、变压器油温、绕组温度，并在所述电气量、变压器油温和绕组温度超出预设值时控制所述主变压器两侧的断路器断开。
6.如权利要求2所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：所述输电保护单元检测输电线路上的电气量，并在所述输电线路上的电气量超出预设值时控制所述输电线路上的继电器断开。
7.如权利要求1所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：每一所述安全保护单元包括主保护单元和后备保护单元，所述主保护单元和后备保护单元工作时分别检测对应器件上的电气量，并在所述电气量超出预设范围时控制对应器件一侧或两侧的断路器断开，且所述后备保护单元在所述主保护单元故障时启动，在所述主保护单元正常运行时关闭。
8.如权利要求7所述的发电供电网络保护系统，其特征在于：所述主保护单元和后备保护单元分别包括检测电路和控制电路，所述检测电路检测对应器件上的电气量，所述控制电路分别接所述检测电路和对应断路器的控制线圈比较所述电气量与预设范围大小，并在所述电气量超出预设范围时控制对应的断路器的控制线圈动作。
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