发电机定子绕组短路故障的保护ppt课件.ppt

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1、7.2发电机定子绕组短路故障的保护——发电机定子绕组短路故障的特点——比率制动式纵差动保护——标积制动式纵差动保护——发电机纵差动保护的接线方式——发电机纵差动保护整定与灵敏度——发电机横差动保护——纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护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，发电机恢复的费用也非常高。7.2.1发电机定子绕组短路故障的特点发电机定子单相接地不会

2、引起大的短路电流，不属于严重短路性故障。发电机定子的短路性故障归纳起来主要有五种情况：1单相接地，再由电弧引发故障点处相间短路；2直接发生线棒间绝缘击穿形成相间短路；3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；4发电机端部放电构成相间短路；5定子绕组同一相的匝间短路故障。7.2.2比率制动式纵差动保护如图所示，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，继电器不动作；当发生发电机内部故障

3、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。按照传统的纵差动保护整定方法，为防止纵差动保护在外部短路时误动，继电器动作电流应躲过最大不平衡电流，这样一来，纵差动保护动作电流将比较大，降低了保护的灵敏度，甚至有可能在发电机内部相间短路时拒动。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，提出了比率制动式纵差动保护，使动作值随着外部短路电流的增大而自动增大。设比率制动方程为：根据比率制动特性曲线分析：当发电机正常运行，或区

4、外较远的地方发生短路时，差动电流接近为零，差动保护不会误动。而在发电机内部发生短路故障时，差动电流明显增大，两侧电流相位接近相同，减小了制动量，从而可灵敏动作。当发生发电机内部轻微故障时，虽然有负荷电流制动，但制动量比较小，保护一般也能可靠动作。αABC以上动作方程可用如图所示的比率制动特性图表示，它在动作方程中引入了启动电流和拐点电流，制动线BC一般已不再经过原点，从而能够更好地拟合TA的误差特性，进一步提高差动保护的灵敏度。仍以电流流入发电机为正方向，令：动作判据为：7.2.3标积制动式纵差

5、保护原理1发电机纵差动保护的动作逻辑7.2.4发电机纵差动保护的接线方式发电机内部相间短路发电机中性点非直接接地有二相或三相继电器同时动作当两相或两相以上差动保护动作时判定为发电机内部发生短路故障当仅有一相差动保护动作时判定为TA断线1发电机纵差动保护的动作逻辑7.2.4发电机纵差动保护的接线方式为了对付发生一点在区内而另外一点在区外接地引起的同相短路故障，当有一相差动继电器动作且同时有负序电压时也判定为发电机内部短路故障。这种动作逻辑的特点：单相TA断线时不会误动，因此可省去专用的TA断线闭锁

6、环节，且保护安全可靠。2发电机不完全纵差动保护接线常规纵差动保护引入发电机定子机端和中性点的全部相电流，在定子绕组发生同相匝间短路时两电流仍然相等，保护将不能动作。通常大型的汽轮或水轮发电机每相定子绕组均为两个或者多个并联分支，如图所示。2发电机不完全纵差动保护接线不完全纵联差动保护——仅引入发电机的中性点侧部分分支电流来构成差动保护，行及外部故障状态时无差流，而发电机发生相间与匝间短路时会形成差流，当超过定值时可切除故障。2发电机不完全纵差动保护接线不完全纵差保护可按此原则选择配置中性点TA的

7、个数：N——中性点侧每相接入纵差动保护的分支数；a——发电机每相的并联的支路数。由于发电机不完全纵差动保护仅引入了中性点的部分分支电流，因此在应用时要注意以下问题：（1）TA的误差。发电机机端和中性点TA的变比不再相等，不可能再使用同一型号的TA，因此TA引起的不平衡电流将会增加。（2）误差源增加。除了通常的误差以外，不完全差动还会存在一些特别的误差源：如各分支之间的参数的一些微小差异（气隙不对称，电机振动等引起的不平衡）。（3）整定值。相对于发电机完全纵差保护而言，由于不完全差动保护的误差增加

8、，在整定时应该考虑适当提高纵差保护的动作门槛和比率制动系数。（4）灵敏度。不完全差动保护的灵敏度与发电机中性点分支上TA的布置位置及TA的多少有密切的关系。在应用不完全差动前应考虑进行必要的发电机内部短路故障灵敏度分析与计算。1差动保护灵敏度系数的定义与校验7.2.5发电机纵差动保护整定与灵敏度根据规程规定，发电机差动保护的灵敏度是在发电机机端发生两相金属性短路情况下差动电流和动作电流的比值，要求Ksen≥1.5。2纵差动保护的整定由图可见，具有比率制动特性的差动保护的动作特性可由A、B、C三点