继电保护原理基础_第七章.ppt

第七章 发电机保护 一、故障类型及不正常运行状态 1． 故障类型 定子绕组相间短路：危害最大 定子绕组一相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路 定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化 转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损。 转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。 2． 不正常运行状态 外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化 负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化 外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故。此外，引起发电机的100hz的振动。 突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。 励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷 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 为了快速消除发电机内部的故障在保护动作于发电机断路器跳闸的同时，还必须动作于自动灭磁开关，断开发电机励磁回路，以使转子回路电流不会在定子绕组中再感应电势，继续供给短路电流。 二、保护类型： 发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护 横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护 单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护 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 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 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流 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 过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压 转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护 转子过负荷保护 逆功率保护 第二节 发电机纵差动保护 带制动的发电机纵差保护 对100Mw及以上大容量发电机，采用具有比率制动特性的差动继电器，利用外部故障时的穿越电流实现制动 保证区外故障时可靠躲开最大不平衡电流的影响，又能提高区内故障时的灵敏度 发电机纵差动保护可以无延时切除保护范围内各种故障，不反应发电机过负荷和系统振荡，且灵敏系数较高，用作容量在1Mw以上发电机的主保护。 第三节 发电机匝间短路的横差动保护 单元件横差保护 把一半绕组的三相电流之与另一半绕组三相电流之和进行比较，当发生各种匝问短路时，中性点联线上有环流流过，继电器3动作 只用一个互感器，没有由于互感器的误差所产生的不平衡电流，起动电流较小，灵敏度较高 当发电机出现三次谐波电势E3时，三相同相位，若任一分支E3与其他支路不相等，则中性点连线上会出现三次谐波环流 ，采用三次谐波滤波器2，滤掉三次谐波不平衡电流 转子永久性两点接地时，有较大不平衡电流通过中性点连接线，横差保护可能误动 转子永久性两点接地时，气隙磁通畸变畸变气隙磁通导致发电机异常震动，需转子永久性两点接地保护动作跳闸，因此不闭锁横差保护 为防止转子瞬时两点接地时横差误动，在转子一点接地后，横差切换至0.5?1s延时跳闸回路 第6节 发电机变压器组差动保护 (1)当发电机和变压器之间无断路器时，一般装设整组共用的纵差动保护 (2)当发电机与变压器之间有断路器时，发电机和变压器应分别装设纵差动保护 (3)当发电机与变压器之间有分支 (如厂用电出线)，应把分支线也包括在差动保护范围内 第四节 发电机的单相接地保护 发电机内部单相接地短路的机端零序电压 发电机内部单相接地短路的机端零序电压和故障点的零序电压相等 可通过机端的电压互感器来测量故障点零序电压 二、利用零序电流构成的定子接地保护 (1)躲过外部单相接地时，发电机本身的电容电流，以及由于零序电流互感器一次侧三相导线排列不对称，而在二次侧引起的不平衡电流。 (2)保护装置的一次动作电流应小于表7—l规定的允许值。 (3)为防止外部相间短路产生的不平衡电流引起接地保护误动作，应在相间保护动作时将接地保护闭锁。 (4)保护装置一般带有1—2s的时限，以躲开外部单相接地瞬间，发电机暂态电容电流的影响 三、利用零序电压构成的定子接地保护(发电机变压器组） 发电机变压器组接线方式，当发电机单相接地后，接地电容电流一般小于允许值，否则可装设消弧线圈补偿把接地电流补偿到很小的数值。 装设作用于信号的接地保护，反应于零序电压而动作。 保护装置的整定值应躲开正常运行时的