第二十讲发电机保护..ppt

第二十讲 发电机保护 Ⅰ 发电机常见的故障不正常运行状态及相应的保护方式 一、发电机常见的故障类型 (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。 二、发电机不正常运行状态 (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； (6)由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。 三、发电机的保护类型 对于发电机可能发生的各种和不正常运行状态，应根据 发电机的容量有选择的装设以下保护： 1.发电机的纵差动保护：作为定子绕组及引出线的相间短路 保护。 2.横差动保护：作为定子绕组一相匝间短路的保护。 3.单相接地保护：作为发电机定子绕组单相接地保护。 4.发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降 或消失的保护。 5.过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同样兼作纵差 动保护的后备保护。 6.负序过电流保护：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。 7.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。 8.过电压保护：反应突然甩负荷而引起的过电压保护。 9.转子一点接地或两点接地保护：励磁回路的接地故障保护。 10.转子过负荷保护：反应转子回路过负荷。 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。 单元件横差动保护的动作电流 保护装置的动作时间一般取1.5s，作用于信号。 当高压系统中性点为直接地方式使，保护的动作时 间应大于变压器高压侧接地保护动作时间。一般高 压侧保证灵敏度的接地保护的动作时间小于1.5s， 故保护装置的动作时间去2s. 优点：灵敏度比较高，没有死区。它能用于任何发电机。 缺点：需要附加低频电源，投资较大，接线复杂，可靠性也 受低频电源的影响。 作业与思考题 (b)当发电机中性点经取消弧线接地时，若基波电容电流被完全补偿，发电机正常运行情况下，机端S和中性点N处三次谐波电压之比为 (c)不论发电机中性点是否接有消弧线圈，当在距发电机中性点α处发生定子绕组金属性单相接地时，机端S和中性点N处三次谐波电压分别为 可见，当 时 ； 当 时， 。 综上所述，用Us3作为的作为动作量，UN3作为制动量构成发电机定子接地保护，当 时保护动作。发电机正常运行时保护不会误动作，在中性点附近发生接地时，保护具有很高的灵敏度，从而构成了发电机100%的发电机定子绕组接地保护 1、发电机定子单相接地零序电压、零序电流的分布特点； 2、发电机匝间保护的特点； 2.什么叫同步发电机的失磁？发电机失磁对电力系统和发电机油哪些危害? 4.什么叫反时限电流保护？它与定时限电流保护的不同之处在哪里？ 5、发电机失磁机端测量阻抗的变化轨迹如何变化的？ 的 * * * 主要内容 1、了解发电机常见的故障类型和不正常运行状态及装设保护的原则 2、了解发电机横差动保护的工作原理 3、掌握发电机定子单相零序电流和零序电压的分布特点 4、了解发电机100%定子接地保护 5、掌握发电机失磁对电力系统和发电机的影响 6、掌握发电机失磁机端测量阻抗的变化轨迹 Ⅱ 发电机定子绕组短路故障的动保护 一、发电机纵差保护作用 保护基本原理：比较发电机两侧的电流的大小和相位，它是反映发电机及其引出线的相间故障。发电机纵联差动保护的构成的两侧电流互感器同变比、同型号。 发电机纵差动保护的原理接线 反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路，是发电机的主要保护。 1.正常运行及外部故障时： 发电机纵差动保护 外部故障示意图 2.保护区内故障： 发电机纵差动保护内部故障示意图 3.纵差动保护整定计算 按以下两个原则整定： ①在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不误动。 保护装置动作电流 ②保护装置的动作电流应躲开外部故障时的最大不平衡电流整定，其动作电流为 二、比率制动式纵差动保护整定方法 对于大容量的发电机（100MW及以上），为了减少故障发生于发电机中性点附近而出现的纵差动保护的死区，要求将纵联保护的动作电流降低，提高保护动作的灵敏