继电保护多媒体课件7

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1、继电保护多媒体课件　　9.8.1发电机的失磁运行及其产生的影响失磁故障指励磁突然全部消失或部分消失（低励）使励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流。（1）失磁原因主要有三种：①励磁回路开路，励磁绕组断线灭磁开关误动作，励磁调节装置的自动开关误动，可控硅励磁装置中部分元件损坏；②励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏引起短；③运行人员调整等。（2）失磁后的基本物理过程：①δ<90o发电机未失步——同步振荡阶段；②δ=90o（静稳定极限角）——临界失步状态；③δ>90o转子加速愈趋剧烈——异步运行阶段。在发电机超过同步转速后，转子回路中

2、将感应出频率为fG-fS的电流(fG为发电机转速的频率，fS为系统频率)，该电流将产生异步功率Pac，当Pac=PT即进入稳态的异步运行阶段。　　　（3）失磁后的影响对电力系统：①吸收Q→U↓，无功储备不足，将因电压崩溃而瓦解。②U↓→其他发电机Q↑→过电流→后备保护动作，故障扩大。③失磁→失步→振荡→甩负荷。对发电机：①转子中fG-fS的差频电流→过热。②转差率s=(fG-fS)/fS↑→吸Q↑→R2(1-s)/s↓→定子过电流→发热。③转速↑→振动。可见失磁后，若不失步，无直接危害。失步后，对发电机及系统有不利影响，故应装设

3、专门的失磁保护。9.8.2失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹通常采用等有功阻抗圆，等无功圆（临界失步阻抗圆）和等电压阻抗圆来分析。（1）等有功阶段与等有功阻抗圆失步前，P基本不变，为等有功过程。如下图示。　　　　　　　　特点：①圆的大小与P有关，P↑→圆↓。②失磁前，发电机向系统送无功，Q为正，ZK位于第Ⅰ象限。③失磁后，随Q的变化，Q由正→负，ZK从Ⅰ→Ⅳ象限，圆越小，从Ⅰ→Ⅳ越快。④圆的位置与jXs有关，若Xs=0，圆心在实轴上，ZK很容易进入第Ⅳ象限。可见，失磁后，机端的测量阻抗ZK向第Ⅳ象限移动，且最终将稳定在第Ⅳ象限内。

4、（2）等无功阶段与等无功阻抗圆（临界失步圆）轨迹也为一族圆如下图所示，　　　　　　　　　（3）临界电压阻抗圆临界电压值：发电机失磁后，系统某一点电压下降到使机组能稳定运行，此电压值称为临界电压值。圆周为发电机以不同的有功功率P临界失步时机端测量阻抗的轨迹,如下图所示，圆内为失步区。　　　　9.8.3逆无功原理发电机失磁保护采用无功判据和过电流判据，以及其它辅助判据，能区分失磁与短路、系统振荡、TV断线等。并监视失磁过程中机组的状态、系统的状态。发电机失磁及励磁降低至不允许程度的主要标志，是逆无功和定子过电流同时出现。1.保护构成

5、原理逆无功原理的失磁保护主判据是逆无功（-Q）和定子过电流（I＞）。失磁的危害判据有系统低电压（Us＜）和机端低电压（UG＜），用来判别发电机失磁对系统及对厂用电的影响。另外，为减少发电机失磁运行时的危害程度，采用发电机有功功率判据（P＞）。逆无功原理失磁保护输入量有：机端三相电压、发电机三相电流及主变高压侧三相电压（或某一相间电压）。2.逻辑框图逆无功原理失磁保护的逻辑框图如下图所示。图中Ig1＞、Ig2＞——定子过负荷判据和定子过流判据；U2＞——负序电压判据。发电机失磁后，无功倒流，定子过流。此时，逆无功判据、定子过负荷判

6、据、定子过电流判据动作。由上图可以看出：逆无功判据及过负荷判据动作后，启动时间t1开始计时。此时，若发电机的有功功率较大，保护发出减有功指令，自动减小发电机有功功率。发电机失磁后，若逆无功判据、过电流判据及机端低电压判据均动作，则经延时t2发出切换厂用电及跳灭磁开关的命令。若发电机失磁危及电力系统的稳定性，此时，逆无功判据、定子过电流判据及系统低电压判据同时动作，经延时t3后发出切机命令。当系统发生故障时，短时会出现负序电压，负序电压判据动作，闭锁失磁保护，且在故障切除后，失磁保护仍被闭锁t4时间，以确保故障切除后系统短时振荡时

7、保护不会误动。9.8.4辅助判据和闭锁措施以静稳定边界或异步边界作为判据的失磁阻抗继电器能够鉴别正常运行与失磁故障。但是，在发电机外部短路、系统振荡、长线路充电、自同期并列以及电压回路断线等，失磁继电器可能误功作。因此，必须利用其他特征量作为辅助判据。增设辅助元件，才能保证保护的选择性。常用的辅助判据和闭锁措施如下：①当发电机失磁时，励磁电压要下降。在外部短路、系统振荡过程中，励磁直流电压不会下降，反而因为强行励磁作用而上升。但是，在系统振荡、外部短路的过程中，励磁回路会出现交变分量电压，它叠加于直流电压之上使励磁回路电压有时过

8、零。此外在失磁后的异步运行过程中，励磁回路还会产生较大的感应电压。由此可见，励磁电压是一个多变的参数,通常把它的变化作为失磁保护的辅助判据。②发生失磁故障时,三相定子回路的电压、电流是对称的、没有负序分量,在短路或由短路引起振荡的过程中，总会短时或整个过程中出现