《发电机保护》PPT课件.ppt

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1、第七章发电机保护GeneratorProtection7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式交流同步发电机原理发电机的故障类型主要有：(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。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不正常运行状态主要有：(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

2、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荷；(6)由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。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继电保护的要求：7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式发电机保护的种类：（1）纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护（2）横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护（3）单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护（4）过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同时兼作纵差动保护的后备保护（5）负序电流保护：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

3、流（6）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（7）过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压，应用于水轮发电机7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式发电机保护的种类：（8）励磁回路接地保护：励磁回路的一点接地（信号）和两点接地保护（跳闸）：（9）失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失（10）转子过负荷保护：对半导体励磁系统（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，发电机失去原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（12）过励磁保护：（13）其他：失步保护、低频保护、

4、断水保护。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(1)发电机中性点一般不直接接地，定子单相接地不会引起大的短路电流，不属于严重故障；（2）定子绕组相间和匝间短路则危害严重，其保护历来是发电机保护的研究重点。（3）发电机及其机端引出线的故障中相间短路是最多的，是发电机保护考虑的重点；（4）定子绕组匝间短路发生的概率较少，但也需要配置保护。反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路的保护--纵差动保护，是发电机的主要保护。7.2发电机定子绕组短路故障的保护传统纵差动保护整定方法按照以下两个原则来整定：(1)在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不

5、应误动。保护装置和继电器的起动电流分别为(2)保护装置的起动电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定，此时起动电流应整定为再根据前面章节对不平衡电流的分析，有7.2.2比率制动式差动保护为保证在区外短路时保护可靠不误动，按以上方法Iset比较大，保护的灵敏度较低。考虑到不平衡电流随着流过电流互感器TA电流的增加而增加的因素，提出了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）。比率制动式差动继电器原理接线图7.2.2比率制动式差动保护动作区制动区动作方程：整定设置见后7.2发电机定子绕组短路故障的保护7.2.4发电机纵差

6、保护的接线方式1、发电机纵差保护的动作逻辑内部相间短路，两相以上差动继电器动作；仅一相动作判断为TA断线。当一点内，一点外时，加上负序电压判断。2、发电机不完全纵差保护接线在发电机相间与匝间短路时会形成差流。解决了同相匝间短路的保护问题。7.2.5发电机比率制动式差动保护的整定与灵敏度1、灵敏度要求：2、整定：（1）启动电流的整定。Krel=1.5-2,Ier1反映TA变比误差取0.06IgnIer2反映二次误差取0.1Ign通常：(7.2.5发电机比率制动式差动保护的整定与灵敏度(2)拐点电流的整定。大小影响动作灵敏度(3)比率制动特性的制动系数和制动线斜率的整定。7.2发

7、电机定子绕组短路故障的保护7.2.6发电机横差动保护1、裂相横差动保护的基本原理在大容量发电机中，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的环流。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，即裂相横差动保护。7.2.6发电机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裂相横差动保护的原理：图7