发电机保护类型及原理介绍.ppt

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1、一、发电机相间短路的纵联差动保护作用:反映发电机定子绕组及其引出线相间短路故障的主保护发电机纵差保护的接线方式完全纵差动保护不完全纵差动保护发电机完全纵差保护和不完全纵差保护均是比较发电机两侧同相电流的大小和相位而构成发电机完全纵差动保护图9—1发电机纵差保护原理接线示意图G●●●●发电机不完全纵差动保护（a）中性点侧引出6个端子（b）中性点侧引出4个端子不同之处：完全纵差保护是比较每相定子首末两端的全相电流，不完全纵差动保护是比较机端每相定子全相电流和中性点侧每相定子的部分相电流而构成。发电机纵差保护的原理1．比率制动式发电机纵差保护原理发电机纵差保护原理接线示意图G●●●●(2

2、)动作特性曲线图9－3比率制动式发电机纵差保护的动作特性Iop.min.Ires.min.IresK动作区制动区IK发电机纵差保护的原理2.标积制动式发电机纵差动保护原理二、发电机定子绕组的匝间短路保护匝间短路:每个分支的匝间或分支之间的短路内容:单元件式横联差动保护纵向零序电压原理的匝间短路保护(一)单元件式横联差动保护1．保护的接线方式见下图（a）UVW横差TA纵差TA·····纵差TA纵差TA机壳（b）·UVW横差TA纵差TA·····纵差TA纵差TA·机壳2．保护的原理分析1）当定子绕组的同分支匝间短路时：2）定子绕组不同分支间发生短路时：3)保护的接线2图9－6单元件式横

3、联差保护原理接线图1-三次谐波滤过器；2－横差保护t跳闸4)评价：保护接线较简单，灵敏度较高。保护存在死区：当很小时或者不同分支间的短路匝数相同时,保护不能动作。(二)纵向零序电压原理的匝间短路保护适用于中性点侧没有6个或4个引出端子的发电机定子匝间短路。该保护利用发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相对发电机中性点出现的零序电压而构成。保护的构成原理图9—9零序电压匝间短路保护原理接线图4)零序电压匝间保护原理方框图图9－10负序功率闭锁的零序电压匝间保护原理方框图l－三次谐波滤过器；2－断线闭锁保护；3－跳闸出口三发电机定子绕组的单相接地保护（一）、发电机定子绕组单相接地故障的

4、分析1.定子绕组单相接地故障的零序电压1)当机端单相接地时:2)接地发生在定子绕组距中性点处电压相量图为:2．发电机三次谐波电压的分布（1）正常运行时三次谐波电压分布S图9－13发电机三次谐波电势及对地电容的等值电路N（2）距中性点处发生单相接地时三次谐波电压的分布（二）反应基波零序电压的定子接地保护图9—17发电机零序电压保护接线示意图过电压元件检测发电机机端电压互感器二次侧开口三角形的输出电压，当检测的电压大于保护的动作整定值时，过电压元件动作发出信号。保护装置的整定值应避开正常运行时的不平衡电压。根据运行经验，保护的起动电压一般整定为15～30V左右。考虑采用性能良好的三次谐

5、波滤过器后，其动作值可降至5～10V。保护在中性点附近有5％～10％的死区。（三）、基波零序电压和三次谐波电压构成的100％定子接地保护1．保护的工作原理100％定子接地保护由两部分组成：基波零序电压保护:反应机端附近的85％～95％的定子绕组单相接地三次谐波电压保护:反应中性点附近定子绕组的单相接地。零序电压保护三次谐波保护图9－18100％定子接地保护的保护范围示意图保护的逻辑框图:四、发电机转子回路接地保护转子回路一点接地保护-----信号转子两点接地保护-----跳闸一、转子绕阻绝缘破坏的故障形式及其危害1．转子绕组一点接地对发电机并未造成直接危害。1．1正常时正极对地电压

6、负极对地电压加在绝缘介质上的电压为励磁电压的一半。1．2一点接地时设：正极接地，，则：另一端对地电压上升为Ｅ，如某点绝缘比较薄弱，则有可能被击穿，造成两点接地故障。转子绕阻绝缘破坏的故障形式及其危害2．转子绕组两点接地2．1部分绕阻被短接，使励磁电流增大，转子绕阻因过热而烧伤；2．2故障点流过短路电流，烧伤转子本体；2．3部分绕阻被短接，使气隙磁通失去平衡，引起机体振动。2．4对汽轮发电机，还可能使轴系和汽机磁化。二、转子回路一点接地保护主要有以下几种：（1）电桥式；（2）叠加直流电压式；（3）叠加交流电压式；（4）切换采样式等。大型发电机装设一点接地保护，动作于信号，应转移负荷，

7、尽快安排停机。转子回路一点接地保护原理（切换采样式转子一点接地保护）（1－a）EaES1S2RRRRR1RfaU1,U2I1I2图9－20切换采样式转子一点接地保护原理接线三、转子两点接地保护电桥式转子两点接地保护DK1DK1DK2D1D2Rf’RfRf’’RL’RL’’ANmV保护五、发电机的失磁保护发电机失磁运行及其产生的影响1.失磁的原因转子绕组故障、励磁回路开路、励磁机故障、半导体励磁系统故障、自动调节励磁装置故障、灭磁开关误跳闸、运行人员误操作等。2.失磁运