电力系统继电保护-7 发电机保护.ppt

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1、电力系统继电保护7发电机保护7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式发电机的故障类型与不正常运行状态发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等。发电机的不正常运行状态主要有：由于外部短路引起的定子绕组过电流；由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷；由于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过电流；由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压；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；由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的

2、发电机逆功率等。发电机的故障装设的保护：对直接连于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于表7.1规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。对于发电机—变压器组，对容量在100MW以下的发电机，应装设保护区不小于定子绕组串联匝数90%的定子接地保护，对容量在100MW及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子接地保护，保护带时限动作于信号，必要时也可以动作于切机。发电机的故障装设的保护：对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联

3、分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护。对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护装置。对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应当在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对于采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，应该增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。发电机的不正常运行状态装设的保护：对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式：1）负序过电流及单元件低电压启

4、动过电流保护，一般用于50MW及以上发电机；2）复合电压（包括负序电压及线电压）启动的过电流保护，一般用于1MW以上的发电机；3）过电流保护，用于1MW及以下的小型发电机；4）带电流记忆的低压过流保护，用于自并励发电机。发电机的不正常运行状态装设的保护：对于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。对于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过电流保护。对于水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压保护。发电机的不正常运行状态装设的保护：对于转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采

5、用半导体励磁系统的发电机上，应装设转子过负荷保护。对于300MW及以上的发电机，应装设过励磁保护。对于汽轮发电机主汽门突然关闭而出现的发电机变电动机运行的异常运行方式，为防止损坏汽轮机，对200MW及以上的大容量汽轮发电机宜装设逆功率保护；对于燃汽轮发电机，应装设逆功率保护。发电机的不正常运行状态装设的保护：其它保护：如当电力系统振荡影响机组安全运行时，在300MW机组上宜装设失步保护；当汽轮机低频运行会造成机械振动，叶片损伤，对汽轮机危害极大时，可装设低频保护；当水冷发电机断水时，可装设断水保护等。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

6、时，还必须动作于自动灭磁开关，断开发电机励磁回路，使定子绕组中不再感应出电势，继续供给短路电流。（图解：海雾对发电厂的影响）7.2发电机定子绕组短路故障的保护7.2.1发电机定子绕组短路故障的特点发电机内部短路故障-主要是指定子的各种相间和匝间短路故障，短路故障时在发电机被短接的绕组中将会出现很大的短路电流，严重损伤发电机本体，甚至使发电机报废，危害十分严重，发电机修复的费用也非常高。由于发电机定子单相接地并不会引起大的短路电流，不属于严重的短路性故障。发电机定子的短路故障形成比较复杂，大体归纳起来主要有五种情况：单相接地，再由电弧引发故障点处相间短路；直接发生

7、线棒间绝缘击穿形成相间短路；发生单相接地，再由于电位变化引发其他地点发生另一点的接地，从而构成两点接地短路；发电机端部放电构成相间短路；定子绕组同一相的匝间短路故障。（一台660MW发电机内部图）7.2.2比率制动式纵差动保护如图7-1所示，图中以一相为例，规定一次电流以流入发电机为正方向：当正常运行以及发生保护区外故障时——流入差动继电器的差动电流为零，电器不动作；当发生发电机内部故障时——流入差动继电器的差动电流较大，当其超过整定值时，继电器判为发生了发电机内部故障而作用于跳闸。为了解决这个问题，考虑到不平衡电流随着流过TA电流的增加而增加的因素，提出了比率

8、制动的纵差动保护，使动作