发电机及电动机保护.doc

《发电机及电动机保护原理与整定计算》 ——长沙理工大学，穆大庆 §1 发电机主保护 作用对象：出口QF，灭磁开关，停机。 §1-1 发电机纵差保护 基本原理：与线路纵联差动及变压器纵联差动相同。 作用：反映发电机内部（包括机端引线）相间短路（横向故障）的主保护 一、完全纵差与不完全纵差的差动电流Icd与制动电流Izh 1、完全纵差 保护可反映G内部相间短路，但不能反映匝间短路和开焊故障。 相间短路（T +N =d） 匝间短路或开焊（T +N = 0） 差动电流Icd=|T +N |；制动电流Izh=|T－N | 2、不完全纵差 正常运行及外部短路 匝间短路或开焊 （IT / IN =K） （IT / IN ≠ K） 出口侧TA1接相电流，而中性点侧TA2只接每相部分分支的电流，同时为了保证在正常运行及外部短路时差动电流为0，需进行分支比例调整。 差动电流Icd=|T +KN |；制动电流Izh=|T－KN | 分支系数K= 不完全纵差可反映G内部相间短路、匝间短路和开焊故障。 二、比率制动特性及整定计算： 1、最小启动电流Idz.min：躲过正常工况下最大的差动不平衡电流。 一般Idz. min=(0.3~0.4) Ie.2 2、拐点电流Izh.min：一般取Izh.min=(0.5~0.8) Ie.2 3、制动特性斜率Kzh：躲过外部短路最大不平衡差动电流。 一般Kzh =0.3~0.5 （不完全纵差Kzh应适当偏大） 4、差动速断动作电流Idz.max：一般取Idz.max=(4~8) Ie.2 5、内部短路灵敏度校验：要求机端两相金属性短路的灵敏系数Klm 2.0 三、纵联差动出口方式 1、单相出口方式 可设置TA断线闭锁差动出口及差动电流Icd大于解除闭锁定值IJC而解除闭锁功能。 解除闭锁定值IJC=(0.8~1.2) Ie.2 考虑到TA二次断线会引起高电压的危险，大型发电机组往往不采用TA断线闭锁，将解除闭锁定值IJC设为0即可。 2、循环闭锁出口方式 循环闭锁：至少有两相差动动作，差动保护才出口动作（发电机中性点不直接接地，单相接地不形成短路） 为保证发电机内一相接地且发电机外另一相接地的两点接地短路情况下差动保护能可靠动作，则当仅一相差动动作但存在较大负序电压时，则解除循环闭锁。解除循环闭锁的负序电压定值UJC=(9~12)V 若仅一相差动动作且无负序电压，则判为TA断线而发信号。 §1-2 发电机横差保护 作用：反映G内部绕组（不含机端引线）相间短路、匝间短路和开焊故障的主保护 作用对象：出口QF，灭磁开关，停机 一、裂相横差保护（也称三元件横差保护，构成相对复杂，作为单元件横差的补充） 1、基本原理 （正常） （匝间短路） （相间短路） (1) G正常运行或外部短路时 两支绕组电势相等，故两支电流大小相等，差动电流Icd = 0 (2) 同一支绕组上匝间短路（(：短路匝数占整支匝数的百分比） 两绕组电势不相等→环流Id→较大Icd = 2Id/ nTA (→0时，Icd→0，拒动出现死区 (3) 同相不同支绕组上匝间短路（(1，(2） 两绕组电势不相等→环流Id→较大Icd = 2Ik/ nTA ( = ((1－(2)→0时，Icd→0，拒动出现死区 (4) 相间短路产生较大Id→较大Icd = Id/ nTA (5) 开焊故障：某支开焊时，一支无电流、一支有电流→较大Icd = Ifh/ nTA 2、整定计算 比率制动特性：差动电流Icd=|fz1 +fz2 |；制动电流Izh=|fz1－fz2 | (1) 最小启动电流Idz.min=(0.3~0.5) Ie.2 (2) 拐点电流Izh.min=(0.2~0.5) Ie.2 (3) 制动特性斜率Kzh=0.4~0.5 (4) 差动速断动作电流Idz.max=(4~8) Ie.2 3、多并联分支的水轮发电机裂相横差 为保证在正常运行及外部短路时两组TA产生的差动电流为0，需在保护内部进行平衡系数调整。 二、零序电流横差保护（也称单元件横差或高灵敏度横差，构成简单且灵敏度高） 在每相多分支的多个中性点连线上接入零序电流式横差保护： 左星形：IL=IA.L+IB.L+IC.L , 右星形：IR =IA.R+IB.R+IC.R → Icd =| IL－IR | / nTA 正常运行及外部短路时：Icd = Ibp(很小)，保护不动作 匝间短路时（(）：Icd =Id / nTA（环流，很大），保护动作 ( → 0时，Icd → 0， 保护