继电保护17同步电动机保护

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1、电力系统继电保护广东工业大学华立学院机电工程学部第17讲多媒体电子教案二零一二年二-七月主讲：周展怀同步发电机保护授课日期：2012.6.6第十六周周三3-4节§9.1§9.2发电机的故障类型、不正常运行状态和保护方式发电机纵联差动保护第9章同步发电机保护同步发电机是电力系统中最重要的设备，它的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用。同时发电机本身也是一个十分贵重的电器设备，因此，应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。9.1发电机的工作类型、不正常运行状态和保护方式1、发电机的故障类型：（1）定子

2、绕组相间短路定子绕组间的相间短路对发电机的危害最大。产出很大的短路电流使绕组过热，故障点的电弧将破坏绝缘，烧坏铁芯和绕组、甚至导致发电机着火。（2）定子绕组匝间短路定子绕组匝间短路时，被短路的部分绕组内将产生大的环流，从而引起故障处温度升高，绝缘破坏，并有可能转变成单相接地和相间短路。（3）定子绕组单相接地发生这种故障时，发电机电压网络的电容电流将流过故障点，当电流较大时，会使铁芯局部溶化，给修理工作带来很大的困难。（4）励磁回路一点或两点接地当励磁回路一点接地时，由于没有构成接地电流通路，因此对发电机没有直接的危害。如果再发生另一点接地，就会造

3、成励磁回路两点接地短路，可能烧坏励磁绕组和铁芯。此外，由于转子磁通的对称性破坏，还会引起机组的强烈震动。9.1发电机的工作类型、不正常运行状态和保护方式9.1.1发电机的工作类型、不正常运行状态2、发电机的不正常运行状态（1）励磁电流急剧下降或消失发电机励磁系统故障或自动灭磁开关误跳闸，引起励磁电流急剧下降或消失。在此情况下，发电机由同步转入异步运行状态，并从系统吸收无功功率。系统无功不足时，将引起电压下降，甚至使系统崩溃。同时，引起定子电流增加和转子过热，威胁发电机安全。（2）外部短路引起定子绕组过电流（3）负荷超过发电机额定容量而引起的过负荷

4、以上（2）（3）两种不正常运行状态都将引起发电机定子绕组温度升高，加速绝缘老化，缩短机组寿命，也可能发展成为发电机内部故障。（4）转子表层过热电力系统发生不对称短路或发电机三相负荷不对称时，将有负序电流流过定子绕组，在发电机中产生对转子的两倍同步转速旋转的磁场，从而在转子中感应出倍频电流。此电流可能造成转子局部灼伤，严重时会使保护环受热松脱。特别是大型机组，这种威胁更加突出。（5）定子绕组过电压调速系统惯性较大的发电机（如水轮发电机）因突然甩负荷，转速急剧上升，发电机电压迅速升高，造成定子绕组绝缘击穿。此外，发电机异常运行状态还有发电机失步、发电

5、机逆功率、非全相运行以及励磁回路故障或强励磁时间过长而引起的转子绕组过负荷等。9.1.1发电机的工作类型、不正常运行状态9.1.2发电机可能发生的故障及其相应的保护1）发电机定子绕组相间短路定子绕组相间短路会产生很大的短路电流，严重损坏发电机。应装设纵联差动保护。2）发电机定子绕组匝间短路匝间短路将出现很大的环流，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路，扩大发电机损坏范围。3）发电机定子绕组单相接地定子绕组单相接地是易发生的一种故障。单相接地后，其电容电流流过故障点的定子铁芯，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。因此，应装设

6、灵敏的反应全部绕组任一点接地故障的100%定子绕组单相接地保护。4）发电机转子绕组一点接地两点接地转子绕组一点接地，由于没有构成通路，对发电机没有直接危害。再发生另一点接地，则转子绕组一部分被短接，会烧毁转子绕组，由于部分绕组短接，破坏磁磁路的对称性，造成磁势不平衡而引起机组剧烈振动，产生严重后果。应装设转子绕组一点接地保护和两点接地保护。5）发电机失磁造成危害：失磁原因转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等。不仅对发电机造成危害，而且对电力系统安全也会造成严重影响。装设失磁保护。9.1.3发电机的不正常工作状态及其相应的保护不正常工作状态负

7、荷超过发电机额定值、负序电流超过发电机长期允许值外部短路、非周期合闸以及系统振荡等。发电机突然甩负荷主汽门突然关闭而发电机断路器未断开过电流保护过负荷保护过电压保护逆功率保护过电流保护过负荷保护作为外部短路和内部短路的后备保护。50MW及以上的发电电机，应装设负序过电流保护。对称过负荷，应装设只接于一相的过负荷保护。不对称过负荷，一般在50MW及以上发电电机应装设负序过负荷保护。过电压保护逆功率保护特别是水轮发电机，在突然甩负荷时，转速急剧上升从而引起过电压。在水轮发电机和大型汽轮发电机上应装设。主汽门突然关闭而发电机断路器未断，发电机变为从系统

8、吸收无功，对汽轮发电机叶片特别是尾叶，可能过热而损坏。发电机保护动作跳开发电机断路器的同时，还应断开发电机励磁电流。9.1.3发电机的不