第七章 发电机的继电保护.ppt

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1、第七章　发电机的继电保护发电机是电力系统中最主要的设备，发电机单机容量不断增大，可以降低单位造价和发电成本，提高劳动生产力。但机组容量过大，发电机的事故停机率增高，可用率随之降低。据统计40－60万KW机组平均可用率为77.5%，事故停机率为9.7%，而80万KW以上机组分别为72.5%和16.2%。由于像600MW这样的大机组越来越多地在电力系统中应用，如何保障发电机在电力系统中的安全运行，就显得更加重要。600MW=60万KW一、发电机故障类型１、定子绕组相间短路２、定子绕组一相的匝间短路３、定子绕组单相接地定子绕组第一

2、节　发电机的故障类型、不正常　　　运行状态及其相应的保护方式转子绕组４、转子绕组一点接地或两点接地短路５、转子励磁回路励磁电流消失造成的危害：定子绕组故障时，故障点出现的电弧将烧损定子绕组的绝缘，严重时，电弧使定子铁芯大量熔化或引起火灾。转子绕组两点接地时，除可能使转子绕组和铁芯损坏外，还因转子磁场不对称，使机组产生剧烈的机械振动。二、发电机的不正常运行状态１、由于外部短路引起的定子绕组过电流；２、由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷；３、由外部不对称短路或不对称负荷（如单相负荷，非全相运行等）而引起的发电机负序

3、过电流和过负荷；４、由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压；５、由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷；６、由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。三、保护方式①对１ＭＷ以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差保护。②对直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当发电机电压网络的接地电容电流大于或等于５Ａ时（不考虑消弧线圈的补偿作用），应装设动作于跳闸的零序电流保护，小于５Ａ时，则装设作用于信号的接地保护。③对定子绕组的匝间短路，当绕组接成星形且每相中有引出的并联支路时，应装设单继电器式的横联

4、差动保护。④对发电机外部短路而引起的过电流，可采用下列保护：负序过电流及单相式低电压起动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机；复合电压起动的过电流保护（负序电压及线电压）过电流保护，用于1MW以下的小发电机⑤对由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序电流保护(南钢、南化5万kW金山桥热电厂13.5kW）⑥对由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护⑦对水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压保护。⑧对于发电机励磁回路的接地故障：水轮发电机装设

5、一点接地保护，小容量机组可采用定期检测装置。对汽轮机励磁回路的一点接地，一般采用定期检测装置，对大容量机组则可装设一点接地保护，对两点接地故障，应装设两点接地保护在励磁回路发生一点接地后投入。⑨对发电机励磁消失的故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器，对采用半导体励磁以及100MW以上采用电机励磁的发电机，应增设反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护励磁方式：半导体励磁（ABB、GE）、电机励磁⑩对转子回路过负荷，在100MW及以上并采用半导体励磁系统的发电机上应装设转子过负荷保护⑾

6、对汽轮机主汽门突然关闭，为防止汽轮机遭到破坏，对大容量机组可考虑装设逆功率保护⑿当电力系统振荡影响机组安全运行时，在300MW机组上，应装设失步保护；当汽轮机低频运行造成机械振动，叶片损伤等可装设低频保护；当水冷却发电机断水时，可装设断水保护为了快速消除发电机内部的故障，在保护动作于发电机断路器跳闸的同时，必须动作于自动灭磁开关，断开发电机励磁回路，以使转子回路电流不会在定子绕组中再感应电势，继续供给短路电流。第二节　发电机的纵差保护和横差保护一、发电机纵差保护的整定计算和原理接线纵差保护是发电机内部相间短路的主保护，因此它

7、能快速而灵敏地切除内部所发生故障，同时，在正常运行及外部故障时，又应保证动作的选择性和工作的可靠性。发电机纵差保护起动电流有两个不同选取原则，与其对应的接线也有些差别。在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不应误动～I-ILH2LH1二次回路断线时的电流分布假定电流互感器LH2的二次引出线发生断线,则这时在差动继电器中将流过电流,当发电机在额定容量运行时,此电流即为发电机额定电流变换二次侧的数值,可以Ie.f/nl表示，为防止差动保护误动作，应整定保护装置的起动电流大于发电机的额定电流，引入可靠系数Kk(一般取1.3)则

8、保护装置和继电器的起动电流分别为：Idz=KkIe.fIdz.J=KkIe.f/nlKk=1.3这样整定，在正常运行时任一相电流互感器二次侧断线时，保护均不会误动。若在断线后又发生了外部短路，则继电器回路中要流过短路电流，保护仍要误动，因此一般在差动保护中装设断线监视装置，当断线后它动作于