第九章发电机保护.ppt

第九章 发电机保护 （一）发电机的故障 （二）发电机的不正常工作状态 3、单元件横差动保护基本原理 单继电器式横差保护 （一）发电机定子绕组单相接地的特点 （一）发电机定子绕组单相接地的特点 （一）发电机定子绕组单相接地的特点 （1）有零序电压出现，其大小与α成正比 （2）接地点通过容性零序电流，大小与α及C0G、C0l有关 （3）当发电机定子绕组内部发生单相接地时，机端零序电 流互感器中流过的电流为外接元件电容电流，方向由发电 机流向母线 （4）当发生外部单相接地时，机端零序电流互感器中流过 的电流为发电机本身的电容电流，方向由外部流向发电机 （二）利用基波零序分量的发电机定子单相接地保护 （一）负序过电流保护的作用 （二）负序定时限过电流保护 （二）负序定时限过电流保护 （三）负序反时限过电流保护 （三）负序反时限过电流保护 五、发电机的失磁保护 （一）发电机的失磁运行及其影响 （一）发电机的失磁运行及其影响 （一）发电机的失磁运行及其影响 (二)失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹 (二)失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹 (二)失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹 (三)其他运行方式下发电机机端测量阻抗 (四)失磁保护的构成方式 （1）虽失磁，但未形成危害时，及时发信号；失磁后，危 及发电机和系统安全运行时，动作于切机 （2）水轮发电机失磁后，瞬时发信号。而在临近失步或电 压降低到某一临界值附近时，切机 （3）对于汽轮发电机，Q足够时，应瞬时或经短延时动作于 信号和自动减负荷装置，或切换至备用励磁系统，并以发电 机允许无励磁运行的时限切除发电机；Q不足时，立即发信 号，在临近失步或电压降低到某一临界值附近时，切机 (四)失磁保护的构成方式 (四)失磁保护的构成方式 六、发电机逆功率保护及其他保护 （一）、逆功率保护： 逆功率运行不能超过3分钟； 1、保护原理：逆功率保护反应 发电机从系统吸收有功功率 的大小； 2、动作判据： （二）、低频累加保护 （三）、断路器断口闪络保护 接在220KV及以上的发变组，在进行同步并列过程中，断路器合闸前，作用于断口上的电压随δ角（待并发电机与系统等效电源电动势之角度差）变化，当δ＝180°时，其值达到最大为两者电动势之和，当量电动势相等时，侧会有两倍的运行电压作用于断口上，产生断口闪络事故。 断口闪络的危害： ①对断路器本身造成损坏，可能会扩大事故，破坏系统稳定运行； ②一相或两相闪络会产生负序电流，威胁发电机安全； 断口闪络保护：利用负序电流元件与非全相运行保护相结合； 四、发电机的负序电流保护 (一)发电机的失磁运行及其影响 (二)失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹 (三)其他运行方式下发电机机端测量阻抗 (四)失磁保护的构成方式 对电力系统的危害： （1）造成系统中大量无功缺少。当系统中无功储备不足，将 引起电压下降，严重时引起电压崩溃，系统瓦解 （2）造成系统中其他发电机增加无功输出。使某些发电机、 变压器、输电线路过电流，后备保护可能因过流动作，扩大 故障范围 （3）造成有功功率摆动及系统电压降低。可能导致相邻正常 运行的发电机与系统之间失去同步，引起系统振荡 对发电机的危害： （1）转子绕组出现差频电流，引起绕组发热 （2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，从系统中吸收的 无功增加，使定子绕组过热 （3）对大型直接冷却式汽轮发电机，其转矩和有功将发生剧 烈摆动。这种影响对水轮发电机更为严重，直接威胁机组安全 （4）定子端部漏磁增强，使端部的部件和端部铁芯过热 系统 功角特性关系： 转子运动方程式： 失步前 开始失步 完全失步 1.等有功阻抗圆（P不变） 系统 2.临界失步圆（δ= 90°时，Q不变） 3.失步后的异步运行阶段 1. 功能 （1）静稳边界阻抗圆判据 （2）异步阻抗圆判据 （3）无功方向判据 （4）系统三相电压降低 2. 失磁保护的主判据 （1）励磁电压下降 （2）不出现负序分量 （3）用延时躲振荡 3. 失磁保护的辅助判据 按躲空载运行时的最低励磁电压整定 4.汽轮发电机失磁保护装置 按临界失步阻抗圆进行整定 按保证电力系统安全运行所允许的最低电压整定 1~1.5s 0.5~1s 5.整定值能自动随有功功率P变化的转子低电压失 磁继电器 P的正方向指向系统母线； Pset 动作区 P Q 低频运行 气轮机叶片疲劳损伤 使叶片断裂造成故障 保护原理：保护通过4个定值f1,f2,f3,f4将频率范围分为4个频率段，并且f1f2f3f4。 I段：f1f≥f2 时，累加时间上限为t1； II段：f2f≥f3时，累加时间上限为t2； III段：f3f≥f4时，累加时间上限为t3； IV段：ff