突加电压保护讲稿

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1、发电机突加电压（误上电）保护讲稿所有文档仅限本课题研发设计员参阅,外部人员参阅请到科研处索取.撰写：陈海龙时间：2004-09-17校核：时间:审查:时间:一、概述发电机并网前在盘车或静止时，发生出口断路器误合闸，或非同期合闸，系统电压突然加在机端，使发电机处于异步启动工况，由系统向发电机定子绕组倒送的电流（正序电流）在气隙中产生的旋转磁场在转子本体中感应滑差频率sf的电流（s为滑差、f为工频），其发热影响与发电机联网运行时定子负序电流相似，从而引起转子过热而损伤，特别是机组容量越大，相对承受过热的能力越弱；还可能由于润滑油油压不足使旋转轴承磨损。特别是发电

2、机非同期合闸时，冲击电流主要为有功电流，发电机合闸并网后，发电机与电网立即交换有功功率，使机组大轴受到突然冲击，对机组及电网的安全运行十分有害。近年来国外已有大型发电机启停机时由于误上电而严重损伤以至报废的报道。目前，电力系统为了提高供电可靠性，使得系统接线变的复杂。如500KV系统中大量采用3/2接线方式，增加发电机误上电的几率。为此大型发电机组须配置误上电保护。下面以发电机无励磁盘车或静止情况下发电机误上电时，分析误上电的危害。发电机无励磁盘车或静止情况下发电机误上电时等效电路图如下：图1：发电机无励磁情况下等效电路图图中：U-系统电压、Xst-系统电抗

3、、X’d-发电机暂态电抗、S转差、R转子电阻。定子电流：以某国产300MW发电机组静止时为例：Xst=0.25、X’d=0.20、S=1，代入上式得。可见发电机误上电时的电流与发电机短路电流相当。发生误合闸后，转子表面的热量迅速积聚，达到发电机热积累极限而损伤发电机。负序电流在发电机气隙中产生的旋转磁场是逆转子方向转动的，转子本体以两倍的额定频率切割负序磁场从而感应电流引起转子发热。而发电机误上电时的定子电流在发电机气隙中产生的旋转磁场是以额定频率转动的，因此转子本体以额定频率切割磁场从而感应电流引起转子发热。如不计其他因素的影响，根据磁感应定律，误上电时2

4、倍电流在转子中引起的发热和1倍的负序电流在转子中引起的热效应相同。在异步启动时，由于发电机的电抗接近X’d，并从系统中吸收有功功率，在阻抗平面上的工作点是在靠近-jX’d的第III象限内。由于发电机启停机时误上电，发电机本身并没有发生故障，因此发电机差动等保护将不能动作。发电机反时限负序过流保护，设计的原则是保护发电机转子绕组不过热，该保护在发电机联网运行时能安全可靠地保护发电机因负序电流引起转子过热，但由于发电机在误上电时，没有负序电流，因此本保护也不能反应误上电操作，其他的保护设计一般都不是以发电机转子发热为条件，如对称过负荷保护、逆功率保护、阻抗保护等

5、虽然能反应误上电操作，也由于其灵敏度太低或延时太长而达不到保护发电机的目的。为此大型发电机需要装设误上电保护。一、误上电保护原理如下：图2：误上电保护原理图其中LK为灭磁开关接点（常开），断开为1，DL为主开关接点（常开），断开为正确区分正常并网和突加电压是误上电保护的关键。图2表示了误上电保护的原理逻辑框图。区别“停机及启动过程中励磁开关尚未闭合的过程中误上电”与“正常准确同期方式并网”的主判据为过流继电器。区别“停机及启动整个过程中误上电”与“正常准确同期方式并网”的另一个主判据为一个带缺口的全阻抗继电器。当停机、盘车或起动升速但磁场开关未闭合时误合闸，

6、过流元件快速动作于跳闸，同时，由于发电机处于同步电机的异步起动过程，阻抗元件延时动作于跳闸，构成双重化保护；当并网前，机组启动，断路器断开，而磁场开关闭合时，过流元件退出工作，此时，若正常并网，阻抗元件不动作，误上电保护不会动作，若发生误合闸，阻抗元件动作于跳闸。大型发电机一般都是发变组单元接线，机端无断路器，都是以主变高压侧断路器并网，所以误上电保护的电压电流都取自主变高压侧。一、定值整定：1．电流元件整定整定原则：定值应为误上电时最小电流的50%。即误上电时应可靠动作。也可以误上电电流长期存在不损伤发电机为条件。一般发电机负序电流长期允许值为（3~5%）

7、Ie，因此误上电电流不得大于（6~10%）Ie。一般取Iset=（6~10%）Ie。2．阻抗元件整定如图3，阻抗元件按躲过发电机正常方式并网1s后出现的最小负荷阻抗Zfh.min整定。正常并网DL合闸瞬间，DL主触头两侧的电压相位接近相等，此时发电机电势必略导前于主变高压侧母线电压，例如，并网后1s，由于自动调速使主汽门又开大些会增大些，例如，此时机组的有功输出较小，负荷电流一般不超过额定值30%，再考虑一些裕度，设此时的（为额定电流）。式中，----可靠系数，取=0.8；-----主变高压侧额定线电压；--------主变高压侧额定相电流；按此方式整的阻抗

8、圆很大，能保证正常并网时及并网后1s内有负荷电流的情