技能培训专题 电力系统继电保护 发电机定子绕组短路故障的保护.ppt

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1、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——主要是指定子绕组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。发电机定子单相接地不会引起大的短路电流，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发电机定

2、子绕组短路故障的保护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动作电流应躲过最大不平衡电流发电机内部相间短路时可能拒动灵敏度降低保护动作电流将比较大为了解决这个问题，考虑到不平衡电流随着流过TA电流的增加而增加的因素，提出了比率制动的差动保护，使动作值随着外部短路电流的增大而自动增大。设纵差动保护的动作电流

3、为：纵差动保护的制动电流为：则比率制动式差动保护的动作方程为：Id――差动电流Ires――制动电流Ires.min――拐点电流Id.min――启动电流k――制动线的斜率发电机正常运行或区外较远处发生短路时——差动电流接近为零，差动保护不会误动；发电机内部发生短路故障时——差动电流明显增大，I1和I2相位接近相同，减小了制动量，从而可灵敏动作。7.2.3标积制动式纵差动保护原理标积制动原理也是一种比率制动原理。只不过是制动量变成了两个量的内积，并且反应的是臂电流的大小，同时避免了可能带来的复数运算。它同样具有二部分组成：无制动部分和比率制动部分组成。它具有比比率制动特性高的灵敏

4、度，同时又具有和比率制动特性相同的躲区外故障不平衡电流和抗TA稳态饱和的能力。令：则标积制动式纵差动保护的动作判据为：Ks—标积制动系数是与的夹角7.2.4发电机纵差动保护的接线方式1发电机纵差动保护的动作逻辑发电机内部相间短路有两相或三相继电器同时动作判为发电机内部发生短路故障判为TA断线发电机中性点非直接接地当两相或两相以上差动保护动作时当仅有一相差动保护动作时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断线闭锁环节，且保护

5、安全可靠。2发电机不完全纵差动保护接线不完全差动保护是一种新的保护连接方式。它使用的保护原理仍然是比率制动差动保护和标积制动差动保护原理，不完全差动保护是相对于传统的差动保护连接方式而言的。将传统的差动保护连接方式称之为完全差动保护。不完全差动保护和完全差动保护的差别在于引入到保护装置的电流量不一样。完全差动保护，发电机中性点电流的引入量为相电流。不完全差动保护，发电机中性点电流的引入量为单个分支或其组合的电流量。不完全差动保护需要根据TA变比自动调整差流平衡。该原理也适用于发变组不完全纵差保护由于在发电机中性点不再引入全电流，那么究竟应该引入什么样的电流，即各分支的电流如何

6、组合成了运用不完全纵差的最大障碍。显然组合的方式不同，得到的故障电流也不同。同时由于发电机定子绕组的分布性，不同的TA安装方式，差动保护的灵敏度也不完全一样，有时还相差较大。因此，选择正确合理的TA安装位置，显得非常重要。通常可按下列原则选择中性点TA的个数：a/2Na/2+1N:中性点侧每相接入的分支数a：发电机每相的并联的分支总数上式是简单地取分支总数的一半，如果分支总数是奇数，则取一半多1。当N选多时，反应相间短路的灵敏性高，但反应匝间短路的灵敏度下降。当N选少时，反应匝间短路的灵敏性提高而反应相间短路的灵敏度下降。由于不完全差动保护只引入了中性点的部分电流，因此，

7、在整定不完全差动保护时，可参考整定发电机差动或变压器差动的整定原则进行，且要注意更多的问题1TA的误差由于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的误差增加了。2误差源增加除了常规的误差以外，不完全差动会增加一些误差源：例如，如果各分支之间的参数有一些微小差异，那么在区外发生短路时，就会引起额外的不平衡。3整定值由于误差的增加，不完全差动保护的启动电流应该比完全差动保护的启动电流要大。4灵敏度不完全差动保护的灵敏度和发电机中性点分支上TA的布置位置和TA的多少有密切的关