第一二章发电机组故障及特点.doc

发电机的故障：定子绕组的相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子励磁回路励磁电流消失（失磁）、转子绕组一点接地或两点接地故障。 发电机不正常：定子绕组负序过流、定子对称过电流、过负荷、过电压、过励磁、频率异常、发电机与系统之间失步、误上电、启停机故障、逆功率。 变压器故障：相间短路、接地（或对铁芯）短路、匝间或层间短路、铁芯局部发热和烧损、油面下降、变压器。 不正常：过负荷、外部短路过电流、零序过流、其他如通风设备故障、冷却器故障等。 比率制动式纵差动保护：外部短路不误动——躲最大不平衡电流；内部短路灵敏度高——定值要低；动作值(电流)随外部短路电流增大而自动增大称为比率制动特性。 动作量： Id=|I’1+I’2| 制动量： Ires=|（I’1-I’2）/2| 影响不平衡：10%工程允许；Kss：电流互感器同型系数；Koper：非周期分量影响系数。 标积制动式与比率制动式区别：当发电机单机送电或空载运行时发生区内故障，因机端无电流，制动量为零，动作量为I22，保护仍能灵敏动作。而比率制动式差动保护在这种情况下会有较大的制动量，降低了保护的灵敏度。 发电机定子绕组匝间短路保护：单元件横差动保护；纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护 把发电机定子绕组接成两个星形，一个电流互感器连接于两个星形中性点连线中。即把两个星形的三相电流之和进行比较。发生匝间短路时，两个星形中性点连线中将有环流流过，使保护动作。 匝间短路时纵向不对称(相对于中性点，不是地)。由零序电压元件、负序功率方向闭锁和TV断线闭锁构成，反映匝间短路、绕组相间不对称短路、分支开焊，不反映定子绕组单相接地。需滤除正常运行时机端三次谐波。 负序功率方向闭锁：用于区外短路时，防止匝间短路保护误动。利用负序功率方向元件可正确区分匝间短路和区外短路，在区外短路时闭锁保护。 发电机定子绕组单相接地保护：利用零序电压构成定子绕组单相接地保护 定子绕组单相接地故障时出现3U0(对地)随接地故障点的位置不同而变化，取动作电压为10V时,保护区为90% 。为提高灵敏度应滤掉三次谐波；动作延时应大于系统中接地的后备保护动作延时。 影响因素及措施： TV一次侧断线的闭锁措施。 发电机的三次谐波电势，需有三次谐波滤除功能。 机端三相TV各相间的变比误差； 发电机电压系统中三相对地绝缘不一致； 主变压器高压侧发生接地故障时由变压器传递到发电机的系统零序电压。 利用零序电压构成的定子绕组单相接地保护。保护范围机端向中性点85-90%。 利用发电机固有三次谐波电势在发电机端或中性点侧单相接地时三次谐波电压的比值变化实现保护。保护范围中性点向机端50%。两者合成为定子单相接地100%保护 发电机的负序过电流保护：负序过电流引起转子过热 (主保护)；相邻元件不对称短路的后备保护。 反时限负序过流保护：反应发电机定子的负序电流大小，防止发电机转子表面过热。负序反时限特性能真实地模拟转子的热积累过程，并能模拟散热。 发电机失磁保护：失磁原因：发电机转子短路故障；励磁机、励磁变故障；整流器故障；灭磁开关误动作。发电机失磁过程：发电机失磁 → Eq↓；电磁转矩 机械转矩 → δ↑；δ 900 →失去静态稳定；发电机电势 系统电压 → Q从系统吸收；发电机异步运行 → Py；发电机减少功率输出 → Py↓；异步运行，功率平衡 发电机失磁异步运行影响：(1) 需要从电力系统中吸收很大的无功功率以建立发电机的磁场。失磁前带的有功功率越大，失磁后转差就越大，所吸收的无功功率也就越大，将因过电流使定子过热。(2) 从电力系统中吸收无功功率将引起电力系统的电压下降，从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。(3) 在转子及励磁回路中将产生频率为fg - fs的交流电流，即差频电流。差频电流在转子回路中产生的损耗，将使转子过热。(4) 有功功率要发生周期性摆动。有很大的电磁转矩周期性地作用在发电机轴系上，引起机组振动。(5) 低励磁或失磁运行时，定子端部漏磁增加，将使端部和边段铁芯过热，这一情况通常是限制发电机失磁异步运行能力的主要条件。