發(fā)電機配備的保護

1、 發(fā)電機保護1、 發(fā)電機差動保護：發(fā)電機差動保護是發(fā)電機相間短路的主保護。根據(jù)接入發(fā)電機中性點電流的份額即接入全部中性點電流或只取一部分電流接入，可分為完全縱差保護和不完全縱差保護。另外，根據(jù)算法不同，可以構(gòu)成比率制動特性差動保護和標(biāo)積制動式差動保護。不完全縱差保護，適用于每相定子繞組為多分支的大型發(fā)電機。它除了能反應(yīng)發(fā)電機相間短路故障，尚能反應(yīng)定子線棒開焊及分支匝間短路。可根據(jù)機組結(jié)構(gòu)、容量及有關(guān)特點，合理地選用發(fā)電機縱差保護的類型（完全縱差、不完全縱差、比率制動式或標(biāo)積制動式）。當(dāng)采用完全縱差時，機端和中性點的電流互感器，應(yīng)選用同型號、同變比的；當(dāng)采用不完全縱差時，機端和中性點電流互感器仍

2、可采用同型號、同變比的，但要引入平衡系數(shù)調(diào)平衡。ta二次回路開路會引起高電壓的危險，特別是大型發(fā)電機組，建議采用ta斷線不閉鎖差動保護方案。發(fā)電機差動保護，動作于全停。、發(fā)電機橫差：發(fā)電機橫差保護，是發(fā)電機定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路）、線棒開焊的主保護，也能保護定子繞組相間短路。分單元件橫差保護（又稱高靈敏度橫差保護）和裂相橫差保護兩種。單元件橫差保護，適用于每相定子繞組為多分支，且有兩個或兩個以上中性點引出的發(fā)電機，保護用ta的變比，按確保區(qū)內(nèi)故障時ta的動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定來選擇。裂相橫差保護，又稱三元件橫差保護，實際上是分相橫差保護，其實質(zhì)是將每相定子繞組的分

3、支回路分成兩組，并通過兩組ta將各組分支電流之和，反極性引到保護裝置中計算差流。當(dāng)差流大于整定值時，保護動作。保護的動作特性，可采用比率制動特性，也可采用標(biāo)積制動特性。裂相橫差保護可采用同型號、同變比的電流互感器，且要求各ta的暫態(tài)特性要好。每相定子繞組分支數(shù)為奇數(shù)時，由于兩組ta所匝鏈的分支數(shù)不同，需引入平衡系數(shù)。發(fā)電機橫差保護，動作于全停。、發(fā)電機匝間保護：本保護不僅作為發(fā)電機內(nèi)部匝間短路的主保護，還可作為發(fā)電機內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護。一般采用發(fā)電機縱向零序電壓式匝間保護，縱向零序電壓取自機端專用tv的開口三角輸出端，tv應(yīng)全絕緣,其一次中性點不允許接地，而是通過高壓電纜與發(fā)電機

4、中性點聯(lián)接起來。發(fā)電機匝間保護，動作于全停。、發(fā)電機定子接地保護發(fā)電機定子接地保護由基波零序電壓和三次諧波電壓組成100%發(fā)電機定子回路單相接地故障保護?；阈螂妷菏蕉ㄗ咏拥乇Ｗo，保護范圍為由機端至機內(nèi)90%左右的定子繞組單相接地故障?？勺餍C組的定子接地保護。也可與三次諧波定子接地保護合用，組成大、中型發(fā)電機的100%定子接地保護。保護接入3u0電壓，取自發(fā)電機機端tv開口三角繞組兩端，或取自發(fā)電機中性點單相tv（或配電變壓器或消弧線圈）的二次。當(dāng)零序電壓式定子接地保護的輸入電壓取自機端tv開口三角形繞組時，為確保tv一次斷線時保護不誤動，需引入tv斷線閉鎖。實際應(yīng)用中注意事項：（1）當(dāng)采

5、用發(fā)電機中性點tv二次電壓時，該tv的變比應(yīng)為 式中 發(fā)電機額定相間電壓； 中性點tv（或消弧線圈）的變比。（2）電壓輸入回路應(yīng)滿足反措要求：回路中無保險及輔助接點；回路中無多點接地現(xiàn)象等。機端tv一次的中性點或中性點tv（或消弧線圈，或配電變壓器）一次回路應(yīng)無保險，并可靠接地。（3）當(dāng)發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地時，消弧線圈應(yīng)為欠補償，3u0整定值適當(dāng)提高，以防高廠變低壓側(cè)單相接地故障時保護誤動。（4）零序電壓式定子接地保護可設(shè)置兩段定值，一段為低定值靈敏段，需要考慮主變高壓側(cè)或廠變高壓側(cè)單相接地故障對定子接地零序電壓的影響；一段為高定值次靈敏段，可以不考慮主變高壓側(cè)或廠變高壓側(cè)單相接地故障對

6、定子接地零序電壓的影響，短延時跳閘。發(fā)電機三次諧波電壓式定子接地保護反映發(fā)電機中性點向機內(nèi)20%左右定子繞組或機端附近定子繞組單相接地故障, 按比較發(fā)電機中性點及機端三次諧波電壓的大小和相位構(gòu)成，與零序基波電壓式定子接地保護聯(lián)合構(gòu)成100%的定子接地保護。基波零序電壓動作于全停，三次諧波電壓動作于發(fā)信號。、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護又稱為勵磁回路接地保護。汽輪發(fā)電機通用技術(shù)條件規(guī)定：對于空冷及氫冷的汽輪發(fā)電機，勵磁繞組的冷態(tài)絕緣電阻不小于1m，直接水冷卻的勵磁繞組，其冷態(tài)絕緣電阻不小于2k。水輪發(fā)電機通用技術(shù)條件規(guī)定：繞組的絕緣電阻在任何情況下都不應(yīng)低于0.5m?，F(xiàn)場常用兩種不同類型

7、的微機型發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護裝置，分別為注入式轉(zhuǎn)子接地保護、乒乓式轉(zhuǎn)子接地保護。勵磁繞組及其相連的直流回路，當(dāng)它發(fā)生一點絕緣損壞時(一點接地故障)并不產(chǎn)生嚴(yán)重后果；但是若繼發(fā)第二點接地故障，則部分轉(zhuǎn)子繞組被短路，可能燒傷轉(zhuǎn)子本體，振動加劇，甚至可能發(fā)生軸系和汽輪機磁化，使機組修復(fù)困難、延長停機時間。為了大型發(fā)電機組的安全運行，無論水輪發(fā)電機或汽輪發(fā)電機，在勵磁回路一點接地保護動作發(fā)出信號后，應(yīng)立即轉(zhuǎn)移負(fù)荷，實現(xiàn)平穩(wěn)停機檢修。對裝有兩點接地保護的汽輪發(fā)電機組，在一點接地故障后繼續(xù)運行時，應(yīng)投入兩點接地保護，后者帶時限動作于停機。6、發(fā)電機失磁保護：失磁保護反應(yīng)發(fā)電機勵磁回路故障引起的發(fā)電機異常運行

8、。失磁保護由以下四個判據(jù)組合，完成需要的失磁保護方案。（1） 低電壓判據(jù)：一般取母線三相電壓，也可選擇發(fā)電機機端三相電壓。對于取自母線電壓，tv斷線時閉鎖本判據(jù)；取自機端三相電壓，一組tv 斷線時自動切換至另一組正常tv。（2）定子側(cè)阻抗判據(jù)：阻抗圓，異步阻抗圓或靜穩(wěn)邊界圓，阻抗電壓量取發(fā)電機機端正序電壓，電流量取發(fā)電機機端正序電流。（3）轉(zhuǎn)子側(cè)判據(jù)：轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)和發(fā)電機的變勵磁電壓判據(jù)。（4）減出力判據(jù)：減出力采用有功功率判據(jù)，失磁導(dǎo)致發(fā)電機失步后，發(fā)電機輸出功率在一定范圍內(nèi)波動，p取一個振蕩周期內(nèi)的平均值。發(fā)電機全失磁失步運行的危害，與部分失磁失步運行的危害相比要小。因此，失磁保護動作后

9、，跳一次滅磁開關(guān)是必要的。另外，當(dāng)勵磁回路短路造成失磁時，跳滅磁開關(guān)之后，可以減小對設(shè)備的損害。7、發(fā)電機失步保護失步保護反應(yīng)發(fā)電機失步振蕩引起的異步運行。失步保護只在失步振蕩情況下動作。失步保護動作后，由系統(tǒng)調(diào)度部門根據(jù)當(dāng)時的情況采取解列、快關(guān)、電氣制動等技術(shù)措施，只有振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)部或失步振蕩持續(xù)時間過長、對發(fā)電機安全構(gòu)成威脅時，才作用于跳閘，而且應(yīng)在兩側(cè)電動勢相位差小于90的條件下使斷路器跳開,以免斷路器的斷開容量過大。8、發(fā)電機逆功率保護和程跳逆功率保護并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機，在主汽門關(guān)閉后，便作為同步電動機運行,從電網(wǎng)中吸收有功，拖著汽輪機旋轉(zhuǎn)。由于汽缸中充滿蒸汽，它與汽輪機葉片

10、磨擦產(chǎn)生熱，使汽輪機葉片過熱。長期運行，損壞汽輪機葉片,需配置逆功率保護。逆功率保護，不經(jīng)主汽門觸點閉鎖，可延時發(fā)信號；根據(jù)汽輪機允許的逆功率運行時間，可動作于全停。發(fā)電機在過負(fù)荷、過勵磁、失磁等各種異常運行保護動作后，需要程序跳閘時，保護先關(guān)閉主汽門，由程序逆功率保護經(jīng)主汽門接點閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點閉鎖，延時動作于跳閘。程序逆功率，經(jīng)主汽門觸點閉鎖，延時動作于全停；9、發(fā)電機頻率異常保護汽輪機葉片有自己的自振頻率。并網(wǎng)運行的發(fā)電機，當(dāng)系統(tǒng)頻率異常時，汽輪機葉片可能產(chǎn)生共振，從而使葉片發(fā)生疲勞，長久下去可能損壞汽輪機的葉片。設(shè)置發(fā)電機頻率異常保護，是保護汽輪機安全的。目前，電力系統(tǒng)中的裝

11、機容量越來越多，各系統(tǒng)之間的聯(lián)系越來越緊密。長期低頻或高頻運行的可能性幾乎等于零。因此，當(dāng)頻率異常保護作用于切除發(fā)電機時，其各段頻率及累計時間，應(yīng)與低頻減載或高周切機裝置相配合。10、過激磁保護發(fā)電機或變壓器過激磁運行時，電流會很大，電流波形將發(fā)生嚴(yán)重畸變，漏磁大大增加，長時間運行損壞發(fā)電機或變壓器。因此，對于大容量發(fā)電機及變壓器，裝設(shè)過激磁保護非常必要。過激磁保護反映發(fā)電機或變壓器的過激磁倍數(shù)。發(fā)電機過激磁保護取機端電壓計算，主變過激磁取主變高壓側(cè)電壓計算。發(fā)電機出口不設(shè)斷路器，可只配發(fā)電機過激磁保護；發(fā)電機出口設(shè)斷路器，可配發(fā)電機過激磁、變壓器過激磁兩套保護功能。過激磁保護可設(shè)一信號段、跳

12、閘段；跳閘段動作于解列滅磁或程序跳閘，也可動作于減勵磁。11、發(fā)電機過電壓保護過電壓保護用于保護發(fā)電機各種運行情況下引起的定子過電壓。發(fā)電機電壓保護所用電壓量的計算不受頻率變化影響。過電壓保護的動作電壓，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機類型、勵磁方式、允許過電壓的能力及定子繞組的絕緣狀況來決定。過電壓保護反應(yīng)機端三相相間電壓, 動作于全停。12、發(fā)電機對稱過負(fù)荷保護發(fā)電機對稱過負(fù)荷保護反應(yīng)發(fā)電機定子繞組的平均發(fā)熱狀況，時發(fā)電機定子的過熱保護。一般配定時限、反時限兩段保護。定時限動作于發(fā)信號或自動減負(fù)荷；反時限過電流保護的動作特性，即過電流倍數(shù)與相應(yīng)的允許持續(xù)時間的關(guān)系，根據(jù)發(fā)電機制造廠家提供的定子繞組允許的過負(fù)荷

13、能力動作于全停。13、發(fā)電機負(fù)序過負(fù)荷保護發(fā)電機負(fù)序過負(fù)荷保護又叫發(fā)電機不對稱過負(fù)荷保護，反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層過熱狀況，是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子過熱保護，也可反應(yīng)負(fù)序電流引起的其它異常，其保護有定時限和反時限兩部分組成，定時限動作于發(fā)信號；反時限動作于全停。14、發(fā)電機復(fù)壓過流保護（包括主變復(fù)壓過流保護）發(fā)電機電壓閉鎖過流保護主要作為發(fā)電機相間短路的后備保護，變壓器電壓閉鎖過流保護主要作為變壓器相間故障的后備保護，二者可合為一個，作為發(fā)電機、變壓器、高壓母線和相鄰線路故障的后備。當(dāng)發(fā)電機為自并勵方式時，過流元件應(yīng)有電流記憶功能，因為自并勵發(fā)電機, 在短路故障后電流衰減變小，故障電流在過流保護動作出口前可能

14、已小于過流定值，過流元件帶記憶功能，使保護能可靠動作出口。復(fù)合電壓過流保護設(shè)兩段定值各一段延時, 第段動作于跳母聯(lián)開關(guān)或其他開關(guān)，復(fù)合電壓過流段, 動作于全停。15、發(fā)電機啟停機保護啟停機保護用于反應(yīng)發(fā)電機啟動或停機過程中低頻率、低轉(zhuǎn)速運行時的定子接地及相間故障。啟停機保護只作為發(fā)電機啟停機過程中的輔助保護，它由斷路器輔助接點控制，待發(fā)電機并網(wǎng)后可自動退出運行，動作后跳滅磁開關(guān)。16、發(fā)電機誤上電保護發(fā)電機盤車或轉(zhuǎn)子靜止時突然并入電網(wǎng)，定子電流（正序）在氣隙產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場會在轉(zhuǎn)子本體中感應(yīng)工頻或者接近工頻的電流，其影響與發(fā)電機并網(wǎng)運行時定子負(fù)序電流相似，會造成轉(zhuǎn)子過熱損傷，特別是機組容量越大，相對承受過熱的能力越弱。500kv系統(tǒng)中廣泛采用的3/2斷路器接線也增加了誤上電的幾率。發(fā)電機誤上電的可能有兩種情況：第一種是發(fā)電機磁路開關(guān)未合時誤上電，而汽輪機起機過程的絕大部分時間是花在磁路開關(guān)未合時；第二種情況是磁路開關(guān)合上后誤上電。因此，對于大型發(fā)電機