电力系统继电保护杨正理电子课件第8章节同步发电机的继电保护.ppt

8.3 发电机匝间短路保护 8.3.2 反映零序电压的匝间短路保护 大容量发电机其结构紧凑，无法装设横差保护。 发电机中性点一般不直接接地，正常运行发电机三相机端与中性点之间的电动势是平衡；当发生定子绕组匝间短路时，部分绕组被短接，机端三相电动势不平衡，出现纵向零序电压。 因定子绕组匝间短路会出现纵向零序电压，正常运行或定子绕组出现其他故障纵向零序电压几乎为零，因此，通过反应发电机三相对中性点的纵向零序电压可以构成匝间短路保护。 8.3 发电机匝间短路保护 发电机内部或外部单相接地故障时，机端三相对地之间会出现零序电压。但与匝间短路情况是不一样。为检测发电机的匝间短路，必须测量纵向零序电压，为此应装设专用电压互感器。电压互感器的一次侧星形中性点直接与发电机中性点相连接。 专用电压互感器的开口三角侧的电压仅反应纵向零序电压，而不反应机端对地的零序电压。 8.3 发电机匝间短路保护 特点：发电机定子绕组匝间短路时，机端会出现负序电压、负序电流及负序功率，且负序功率的方向是从发电机内部流向系统。 外部不对称故障，负序功率与匝间短路方向相反。外部不对称故障负序功率方向动作，闭锁保护。 8.3 发电机匝间短路保护 零序动作电压： 定子绕组匝间短路保护动作电压； 可靠系数，可取0.8； 匝间短路时最小的纵向零序电压。 根据运行经验，二次动作电压可取2.5~3V。 8.3.3反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护 8.3 发电机匝间短路保护 原理：匝间短路在转子绕组中产生2次谐波电流 ，利用此特点构成保护。 8.3 发电机匝间短路保护 正常运行、三相对称短路及系统振荡时，发电机定子绕组三相电流对称，保护不会动作。 发电机不对称运行或不对称短路时：转子回路中将出现2次谐波电流。为了避免保护的误动，采用负序功率方向继电器闭锁的措施。 8.3 发电机匝间短路保护 原因：匝间短路时的负序功率方向与不对称运行时或发生不对称短路时的负序功率方向相反。 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 定子绕组单相接地的危害： 1）接地电流会产生电弧，烧伤铁芯，使定子绕组铁芯叠片烧结在一起，造成检修困难。 2）接地电流会破坏绕组绝缘，扩大事故，若一点接地未及时发现，很有可能发展成绕组的匝间或相间短路故障，严重损伤发电机。 接地电流允许值： 1 300 18~20 2 125~200 13.8~15.75 3 50~100 10.5 4 ≤50 6.3 接地电流允许值（A) 发电机额定容量（MW) 发电机额定电压（KV) 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 当发电机接地故障电流大于允许值时，应装设有选择性接地保护。 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 对大中型发电机定子绕组单相接地保护的基本要求： 1）绕组有100%的保护范围。 2）当发生经过渡电阻接地故障时，保护应有足够灵敏度。 7.4.1反应基波零序电压的接地保护 处每相对地电压为： 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 故障点零序电压： 结论：故障点零序电压与α成正比，故障点离中性点越远，零序电压越高。 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 在机端接地时： 在中性点处接地时： 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 保护构成：1）反映零序电压保护原理接线 缺点：保护在离中性点附近接地存在动作死区。 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 提高保护灵敏度措施： 1）加装3次谐波滤过器。 2）高压侧中性点直接接地电网中,利用保护延时躲过高压侧接地故障。 3）高压侧中性点非直接接地电网中，利用高压侧接地出现的零序电压闭锁或者制动发电机接地保护。 注意：在中性点附近接地仍有5%的死区。 8.4.2 反应基波零序电压和3次谐波电压构成的发电机定子100%接地保护 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 在发电机相电势中，除基波之外，还含有一定分量的谐波，其中主要是3次谐波，3次谐波值一般不超过基波10%。 1、正常运行时定子绕组中3次谐波电压分布 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 机端3次谐波电压： 中性点3次谐波电压： 比值： 结论：正常运行时，机端3次谐波电压总是小于中性点3次谐波电压。 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 2、定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布 有 其比值为： 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 结论： 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 零序电压随α变化特性： 8.4 发电机定子绕组单相接地保护 总结：1）正常情况机端3次谐波小于中性点处3次谐波电压； 2）当离中性点处不足50%的范围内接地，机端3次谐波电压大于中性点处3次谐波电压 。 3）原理：