中小发电机保护配置和原理(辽化)课件.ppt

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1、发电机保护配置和原理北京紫光测控有限公司2005年6月一、发电机保护配置1、电压在3KV及以上，容量在600MW及以下的发电机，应按规程适当配置下列故障及异常运行保护（1）定子绕组相间短路保护（2）定子绕组接地保护（3）定子绕组匝间短路保护（4）发电机外部短路保护（5）定子绕组过电压保护（6）定子绕组过负荷保护（7）转子表层过负荷保护（及负序过负荷保护）（8）励磁绕组过负荷保护（9）励磁绕组（一点及两点）接地保护（10）低励、失磁保护（11）定子铁芯过激磁保护（12）逆功率保护（13）频率异常保护（14）失步保护（15）其它故障和异常运行保护2、各保护装置根据故障和异常运行的性质，按规定

2、分别动作于下列之一停机：断开断路器、灭磁；关闭原动力。解列灭磁：断开断路器、灭磁；解列：断开断路器减出力：降低原动力缩小故障范围：适当解开母线联络开关等程序跳闸：气轮机先关主气门，待逆功率保护动作后，跳发电机及灭磁；水轮机先关闭导水叶，再跳发电机及灭磁。信号：发出声光告警信号。3、中小发电机保护配置若干原则对1MW以上的发电机，应装设纵联差动保护，作为相间短路故障主保护。对定子绕组为星型接线，每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机，应装设单元件式横差保护作为匝间短路保护。对与母线直连的发电机：当单相接地故障电流大于允许值（不考虑消弧线圈的补偿作用）时，应装设有选择性的接地保护装置。

3、任何情况下当接地电流大于允许值时，保护应动作于停机，否则可动作于信号。对发变组：100MW以下发电机，应装设保护区不小于90%的定子接地保护；100MW及以上发电机，应装设保护区为100%的定子接地保护。对发电机外部短路故障，及作为主保护的后备：1MW及以上发电机，宜装设复合电压起动的过流保护；50MW及以上发电机可装设负序过流保护和低压过流保护，或采用低阻抗保护。各保护对与母线相连的故障应有规定的灵敏系数。各保护宜带二段时限，短时限动作于缩小故障范围或解列，较长时限动作于停机。水轮机应装设定子过电压保护，宜动作于解列灭磁。定子绕组为直接冷却且过负荷能力较低（例如低于1.5倍60s）的发

4、电机，应装设由定时限和反时限两部分组成的过负荷保护。对不对称负荷、非全相运行及外部不对称短路引起的负序电流，因按规定装设转子表层过负荷保护。对1MW以上水轮发电机，应装设转子一点接地保护；100MW以下气轮发电机，一般装设一点接地保护（只发信号）和两点接地保护。100MW以下中小机组应装设反映机端测量阻抗的低励失磁保护。二、发电机保护原理1、比例制动式纵联差动保护差动保护是反应发电机定子相间短路故障的主保护。它不反应匝间短路故障。差动保护比较被保护设备各引出端电流量的大小和相位。一般地，对如下图所示电路，有：被保护对象被保护对象对发电机任意一相定子绕组，定义差动电流（即动作电流）和制动电

5、流如下：折线ABC以上是动作区BC的斜率为k折线ABC以上是动作区BC的斜率为k2、复合电压起动的过流保护1MW及以上发电机，可装设复合电压起动的过流保护，作为相间短路故障的后备保护。通常在微机保护中可通过改变设置变成简单过流保护或低压起动的过流保护，具有更好的适应性，广泛用于各种中小发电机。保护通常带两段时限，其中较短时限用于减小故障范围，较长时限跳发电机。3、负序过流保护负序过流保护通常和低压起动的过流保护一起，作为50MW及以上发电机的相间短路故障的后备保护。由负序过流保护反应两相故障，而低压起动的过流保护反应三相短路故障。保护通常带两段时限。4、发电机定子接地保护发电机定子接地时

6、的危害，主要表现在定子铁芯烧伤和接地故障扩大为相间或匝间短路故障。接地点的间歇性弧光过电压，易引起多点绝缘损坏，从而使轻微的故障扩大为灾难性故障。对电动机来说情况也是如此，这一点有别于馈线上的单相接地故障。定子铁芯烧伤后，检修较困难，加上停机期间少发电的损失，通常经济代价大。为此，技术规程严格规定了定子单相接地故障电流允许值，额定电压为10KV的发电机的接地故障电流允许值为3A。对与母线直接连接的发电机，当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于允许值时，应装设有选择性的接地保护。保护原理很简单，就是一只反应机端零序电流的过流继电器。当单相接地故障电流不大于允许值时，可只发信号，

7、当由于消弧线圈退出运行或其它任何原因导致单相接地故障电流大于允许值时，保护必须切换为动作于停机。对100MW以下发电机变压器组中的发电机，应装设保护区不小于90％的定子接地保护，即反应零序电压的过电压保护，其动作整定值应不大于10V，一般延时动作于发信号。5、转子接地保护对1MW以上水轮发电机，应装设转子一点接地保护；100MW以下气轮发电机，一般装设一点接地保护（只发信号）和两点接地保护。在微机保护中，一般采用“乒乓切换式”（或称