电力系统继电保护应用技术08发电机继电保护

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1、第8章发电机保护8.1发电机保护配置（1）1MW以上发电机定子绕组应装设纵差动保护。（2）发电机定子绕组单接地保护。（3）定子绕组横差保护。（4）过电流保护。(5）负序过电流。（6）低电压过流保护。（7）复合电压过电流保护;（8）过负荷保护（9）定子绕组过电压（10）励磁回路一点接地保护（11）低励失磁保护（12）转子过负荷保护（13）逆功率保护（14）过励磁保护（15）失步保护(16)其他保护8.2发电机定子绕组的相间、匝间故障保护8.2.1发电机无制动特性完全纵差保护（1）接线图8.1完全纵

2、联差保护的原理接线图（2）电流参考方向两侧均已流向母线为正。(3)基本原理1)正常运行和外部故障2）内部故障（4）整定计算按躲过区外故障最大不平衡电流整定（5）灵敏度校验要求不应低于2。（6）罗辑框图8.2.2发电机比率制动纵差保护（1)比率制动差动原理类似于线路电流比率制动纵差和变压器比率制动纵差保护。1）不平衡电流与短路电流的关系纵差保护用10P级电流互感器，在额定一次电流和额定二次负荷条件下的变比误差为±3%。正常负荷状态下的最大不平衡电流不大于6%。外部短路，电流互感器饱和，不平衡电流将

3、急剧增大。图7-3传统比率制动差动保护原理接线图www.zhulong.com1）制动特性曲线图8.4实际的不平衡电流与短路电流的关系曲线3）最小启动电流4）最小制动电流5）最大启动电流6）最大制动电流7）制动折线斜率8）动作方程：（2）完全纵差保护接入差动元件（或继电器）的各侧电流为相的全电流，但仅能反应发电机定子绕组相间故障。完全纵差的动作方程：（3）不完全差动机端侧接入相全电流，中性点测接入相部分电流，引入分支平衡系数每相的总线圈a与中性点侧套入的线圈n的关系为：不完全差动既能反应相间故障

4、，又能反应闸间故障和开焊故障。a2345678910N11222或3*2或3*3或4*3或4*4或5*不完全比率制动差动电流制动电流动作方程：式中：I1，I2分别为机端，中性点电流或中性点侧分支绕组电流，Kb为分支平衡系数Kb≥1.0。8.2.4发电机定子匝间短路保护发电机匝间保护有多种方案。（1）横差保护反应两个支路电流之差的原理叫横差动保护。(b)单个电流互感器装于发电机两组星形中性点的联线上。电机式单互感器横差保护接线原理图三次谐波产生的不平衡电流；转子瞬时两点接地，横差动保护可能误动作，

5、应延时躲过。横差保护动作值：单互感器横差保护原理框图定值微机计算：动作电流设计值可初选为0.05IN.G，Krel为可靠系数，取1.3~1.5；Kaper为暂态系数取2；Idsq.1.max为外部短路时基波零序电流（最大不平衡电流）；Idsq.3.max为外部短路时流过电流互感器的三次谐波电流最大值；K3为三次谐波滤过比，80。作常规短路试验时，实测中性点连线电流的基波和三次谐波分量大小，此即单元件横差保护的不平衡电流一次值，如图的OC和OA(近似线性)。再将直线OC和OA线性外推到(发电机机端

6、三相短路电流)，直线OCD和OAB，即可确定最大不平衡电流值。（2）发电机纵向零序过电压匝间保护①保护原理发电机定子绕组发生内部短路，三相机端对中性点的电压不再平衡。接线方式：电压互感器中性点与发电机中性点直接相连且不接地。开口三角绕组输出纵向3U0作为保护判据：按躲过外部短路时的最大不平衡电压整定。为防止外部短路时纵向零序不平衡电压增大造成保护误动。须增设故障分量负序方向元件为选择元件,为防止暂态干扰造成误动，一般还应增加一较短延时t（一般整定50~100ms）。并网前由低电流判据做出选择，基

7、波零序电压应滤出三次谐波电压。（3）负序功率方向保护图8(a）电流互感器在机端时的负序功率方向分析接线示意图；(b)K1点短路；(c)K2点短路；(d)K3～K4点短路（4）负序功率方向闭锁的转子二次谐波电流匝间短路保护。适合单“Y”接线的发电机。图8.7负序功率闭锁转子二次谐波匝间短路保护原理方框图1——负序电流滤过器；2——负序功率力向继电器；3——二次谐波滤过器；——二次谐波电流元件。8.3发电机定子接地故障保护8.3.1定子绕组单相接地的特点及保护配置（1）定子单相接地故障的主要危害：①

8、产生电弧烧伤铁心，使定子绕组铁心叠片烧结在一起，造成检修困难。②会破坏绕组绝缘，扩大事故。很有可能发展成绕组的匝间或相间短路故障，严重损伤发电机。（2）对单相接地保护应满足以下两个基本要求：①对绕组有100％的保护范围。②经过渡电阻接地故障时应有足够灵敏度。（3）单相接地特点机端的零序电压与故障点电压相同。发电机内部单相接地时，机端的电压向量图（4）保护配置1）零序电流保护2）零序电压3）三次谐波与零序电压100%定子单相接地保护8.3.2零序电流接地保护不同的中性点接地方式，有不同的接地零序电