第二十讲发电机保护ppt课件.ppt

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1、第二十讲发电机保护主要内容1、了解发电机常见的故障类型和不正常运行状态及装设保护的原则2、了解发电机横差动保护的工作原理3、掌握发电机定子单相零序电流和零序电压的分布特点4、了解发电机100%定子接地保护5、掌握发电机失磁对电力系统和发电机的影响6、掌握发电机失磁机端测量阻抗的变化轨迹Ⅰ发电机常见的故障不正常运行状态及相应的保护方式一、发电机常见的故障类型(1)定子绕组相间短路。(2)定子一相绕组内的匝间短路。(3)定子绕组单相接地。(4)转子绕组一点接地或两点接地。(5)转子励磁回路励磁电流异常下降或完全消失。

2、二、发电机不正常运行状态(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；(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、发电机的保护类型对于发电机可能发生的各种和不正常运行状态，应根据发电机的容量有选择的装设以下保护：1.发电机的纵差动保护：作为定子绕组及引出线的

3、相间短路保护。2.横差动保护：作为定子绕组一相匝间短路的保护。3.单相接地保护：作为发电机定子绕组单相接地保护。4.发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失的保护。5.过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同样兼作纵差动保护的后备保护。6.负序过电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流。7.过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。8.过电压保护：反应突然甩负荷而引起的过电压保护。9.转子一点接地或两点接地保护：励磁回路的接地故障保护。10.转子过

4、负荷保护：反应转子回路过负荷。11.逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸，发电机失去动力而变为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。Ⅱ发电机定子绕组短路故障的动保护一、发电机纵差保护作用保护基本原理：比较发电机两侧的电流的大小和相位，它是反映发电机及其引出线的相间故障。发电机纵联差动保护的构成的两侧电流互感器同变比、同型号。发电机纵差动保护的原理接线反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路，是发电机的主要保护。1.正常运行及外部故障时：发电机纵差动保护外部

5、故障示意图2.保护区内故障：发电机纵差动保护内部故障示意图3.纵差动保护整定计算按以下两个原则整定：①在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不误动。保护装置动作电流②保护装置的动作电流应躲开外部故障时的最大不平衡电流整定，其动作电流为二、比率制动式纵差动保护整定方法对于大容量的发电机（100MW及以上），为了减少故障发生于发电机中性点附近而出现的纵差动保护的死区，要求将纵联保护的动作电流降低，提高保护动作的灵敏性，并要保证在区外短路时保护可靠不误动。考虑到不平衡电流随着流过电流互感器TA电流的增加而增加，往往采

6、用性能更好的比率制动式纵差动保护，使其动作值随着外部短路电流的增大而自动增大（即利用外部故障时的穿越电流实现制动，其原理接线如右图所示。带有比率制动的发电机纵差动保护原理接线图基本原理：是基于保护的动作电流随着外部故障的短路电流而产生的最大不平衡电流的增大而按比例的线性增大，且比最大不平衡电流增大的更快，使在任何情况下的外部故障时，保护不会误动作。制动电流：将外部故障的短路电流作为制动电流。差动电流：把流入差动回路的电流作为动作电流。1.动作电流2.拐点电流的整定。3.比率制动特性的制动系数制动线斜率的整定。带有比

7、率制动的差动的差动继电器制动特性示意图三、发电机匝间短路的横差动保护在大容量发电机中，由于额定电流很大，其每相都是由两个或多个并联的绕组组成。在正常运行的时候，各绕组中的电动势相等，流过相等的负荷电流。而当任一绕组发生匝间短路时，绕组中的电动势就不再相等，因而会出现因电动势差而在各绕组间产生均衡电流。利用这个环流，可以实现对发电机定子绕组匝间短路的保护，即横差动保护。以一个每相具有两个并联分支绕组的发电机为例，发生不同性质的同相内部短路时横差动保护的原理可由以下两图说明。在某一绕组内部匝间短路横差动保护在同相不同绕

8、组匝间短路横差动保护1.发电机裂相横差动保护目前广泛应用的接线方式如图3所示，这种接线方式只用一个互感器装于发电机两组星形中点的连线上，其本质是把一半绕组的三相电流之和去与另一半绕组三相电流之和进行比较。这种接线方式没有由于互感器误差所引起的不平衡电流，其起动电流比较小，灵敏度高，且接线非常简单。发电机匝间保护示意图2.单元件横差动保护单元件横差动保护的动作