发电机微机继电保护原理

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1、第二章发电机微机继电保护原理1．纵差保护（含TA断线闭锁）（相间短路）2．定子绕组横差保护保护(匝间短路)3．100%的定子接地保护（定子单相接地）4.外部短路的过流保护（后备保护）5.负序过电流保护（转子表面过热保护）6.定子绕组过负荷保护6.转子绕组接地保护、失磁保护、过负荷保护7.失步保护8.逆功率、过励磁、低频率保护等发电机定子绕组短路故障的特点相间短路最严重－主要有五种情况单相接地电弧引发相间短路相间绝缘击穿短路单相接地对地电压升高，引发另一点接地发电机端部相间短路同一相匝间短路一.比率制动式纵差动保护外部短路不误动——躲最大不平衡电流；内部短路灵敏

2、度高——定值要低；动作值(电流)随外部短路电流增大而自动增大称为比率制动特性。动作量：Id=

3、I’1+I’2

4、制动量：Ires=

5、（I’1-I’2）/2

6、动作条件：Id≧Id.min(Ires≦Ires.min)Id≧Id.min+K*(Ires-Ires.min)(Ires〉Ires.min)K为制动特性斜率K=tgα。Id.min躲最大负荷下不平衡电流(0.1—0.2)I2n。Ires.min一般≦I2n,外部短路时呈比率制动特性。制动线斜率K=tgα；经验整定。外部短路时有制动。比率制动特性曲线IdIres.minId.minIres二.标积制动式纵差动保护动

7、作量制动量动作方程标积制动式与比率制动式区别区外短路时，φ＝180°，cosφ=－1，动作量为零，而制动量达最大值KresI2，保护可靠不动作。区内短路时，φ≈0，cosφ≈1，制动量为负，负值的制动量即为动作量，即此时动作量为(I1+I2)2＋KresI1I2，制动量为零，大大地提高了保护动作的灵敏度。标积制动式与比率制动式区别当发电机单机送电或空载运行时发生区内故障，因机端无电流，制动量为零，动作量为I22，保护仍能灵敏动作。而比率制动式差动保护在这种情况下会有较大的制动量，降低了保护的灵敏度。三.发电机纵差动保护动作逻辑1.单相纵差动保护的动作逻辑一相差动动作

8、：TA断线闭锁三.发电机纵差动保护动作逻辑2.循环闭锁方式动作逻辑相间短路必有多个差动动作，单个为TA断线防机内一点机外一点故障误认TA断线，用负序电压判。（断线无U2）四.发电机不完全纵差动保护接线发电机每相绕组有两个或多个并联分支时，取中性点侧部分分支电流构成差动保护。发电机内部发生相间和匝间短路或绕组开焊故障均会有差流，超过定值时可动作切除故障。第二节发电机定子绕组匝间短路保护一．发电机单元件横差动保护把发电机定子绕组接成两个星形，一个电流互感器连接于两个星形中性点连线中。即把两个星形的三相电流之和进行比较。发生匝间短路时，两个星形中性点连线中将有环流流过，使

9、保护动作。一．发电机单元件横差动保护采用电流互感器连接于两个星形中性点连线方式存在问题：发电机均有三次谐波电势，若两支路E3不相等，则连线中会有环流。处理方法：增加三次谐波滤除器，削弱三次谐波；二、纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护1.基本原理匝间短路时纵向不对称(相对于中性点，不是地)。用专用的TV一次侧中性点和发电机中性点直接连接(不接地)。纵向零序电压(相对中性点)2.负序功率方向元件区外故障负序功率流向发电机，闭锁匝间保护NΔP2二、纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护2.专用电压互感器接线设A相匝间短α%，相差仍1200纵向零序电压3．负序功率方向闭锁用于区

10、外短路时，防止匝间短路保护误动。不同故障情况下，机端的负序功率方向区内故障；(b)区外故障；(图内I2为正方向，实际相反）(c)匝间短路第三节发电机定子绕组单相接地保护一．发电机定子绕组单相接地时的基波零序电压和电流第三节发电机定子绕组单相接地保护一．发电机定子绕组单相接地时的基波零序电压和电流定子绕组单相接地时电容电流当中性点不接地时，故障点的接地电流为当中性点经消弧线圈接地时，故障点的接地电流为总电容为定值，一般采用欠补偿运行方式二、利用零序电压构成定子绕组单相接地保护定子绕组单相接地故障时出现3U0(对地)随接地故障点的位置不同而变化，取动作电压为10V时,保

11、护区为90%。为提高灵敏度应滤掉三次谐波；动作延时应大于系统中接地的后备保护动作延时。二．利用零序电压构成的定子绕组单相接地保护3U0取自发电机出口TV或中性点接地配变二次侧。动作区机端向中性点85-90%。影响因素：TV一次侧断线的闭锁措施。发电机的三次谐波电势，需有三次谐波滤除功能。机端三相TV各相间的变比误差；发电机电压系统中三相对地绝缘不一致；主变压器高压侧发生接地故障时由变压器传递到发电机的系统零序电压。发电机定子单相接地极有可能发展成为匝间短路、相间短路和两点接地短路。大型发电机中性点高阻抗(配电变压器,二次侧接小电阻)可限制暂态过电压)接地。定子绕