南昌大學(xué)繼電保護(hù)第十一章 同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)

1、同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，它的安全運(yùn)行對(duì)保證同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，它的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用。同時(shí)發(fā)電電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用。同時(shí)發(fā)電機(jī)本身也是一個(gè)十分貴重的電器元件，因此，應(yīng)該針對(duì)各種不機(jī)本身也是一個(gè)十分貴重的電器元件，因此，應(yīng)該針對(duì)各種不同的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置同的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置。 發(fā)電機(jī)的故障類型主要有：發(fā)電機(jī)的故障類型主要有：（1）定子繞組相間短路定子繞組相間短路 定子繞組間的相間短路對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組間的相間短路對(duì)發(fā)電機(jī)的危害最大。產(chǎn)出很大的短

2、路電流使繞組過(guò)熱，故障點(diǎn)的的危害最大。產(chǎn)出很大的短路電流使繞組過(guò)熱，故障點(diǎn)的電弧將破壞絕緣，燒壞鐵芯和繞組、甚至導(dǎo)致發(fā)電機(jī)著火電弧將破壞絕緣，燒壞鐵芯和繞組、甚至導(dǎo)致發(fā)電機(jī)著火。（2）定子繞組匝間短路定子繞組匝間短路 定子繞組匝間短路時(shí)，被短路的定子繞組匝間短路時(shí)，被短路的部分繞組內(nèi)將產(chǎn)生大的環(huán)流，從而引起故障處溫度升高，部分繞組內(nèi)將產(chǎn)生大的環(huán)流，從而引起故障處溫度升高，絕緣破壞，并有可能轉(zhuǎn)變成單相接地和相間短路。絕緣破壞，并有可能轉(zhuǎn)變成單相接地和相間短路。（3）定子繞組單相接地定子繞組單相接地 發(fā)生這種故障時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)發(fā)生這種故障時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)的電容電流將流過(guò)故障點(diǎn)，當(dāng)電流較大時(shí)，會(huì)

3、使鐵芯局絡(luò)的電容電流將流過(guò)故障點(diǎn)，當(dāng)電流較大時(shí)，會(huì)使鐵芯局部溶化，給修理工作帶來(lái)很大的困難。部溶化，給修理工作帶來(lái)很大的困難。（4）勵(lì)磁回路一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地勵(lì)磁回路一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地 當(dāng)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地時(shí)，當(dāng)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地時(shí)，由于沒(méi)有構(gòu)成接地電流通路，因此對(duì)發(fā)電機(jī)沒(méi)有直接的危由于沒(méi)有構(gòu)成接地電流通路，因此對(duì)發(fā)電機(jī)沒(méi)有直接的危害。如果再發(fā)生另一點(diǎn)接地，就會(huì)造成勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地害。如果再發(fā)生另一點(diǎn)接地，就會(huì)造成勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地短路，可能燒壞勵(lì)磁繞組和鐵芯。此外，由于轉(zhuǎn)子磁通的短路，可能燒壞勵(lì)磁繞組和鐵芯。此外，由于轉(zhuǎn)子磁通的對(duì)稱性破壞，還會(huì)引起機(jī)組的強(qiáng)烈震動(dòng)。對(duì)稱性破壞，還會(huì)引起機(jī)組的強(qiáng)烈震動(dòng)。發(fā)電機(jī)

4、的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：（1 1）勵(lì)磁電流急劇下降或消失勵(lì)磁電流急劇下降或消失 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障或自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘，引起勵(lì)磁電流急劇下降障或自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘，引起勵(lì)磁電流急劇下降或消失。在此情況下，發(fā)電機(jī)由同步轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行或消失。在此情況下，發(fā)電機(jī)由同步轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行狀態(tài)，并從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率。系統(tǒng)無(wú)功不足時(shí)，狀態(tài)，并從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率。系統(tǒng)無(wú)功不足時(shí)，將引起電壓下降，甚至使系統(tǒng)崩潰。同時(shí)，引起定將引起電壓下降，甚至使系統(tǒng)崩潰。同時(shí)，引起定子電流增加和轉(zhuǎn)子過(guò)熱，威脅發(fā)電機(jī)安全。子電流增加和轉(zhuǎn)子過(guò)熱，威脅發(fā)電機(jī)安全。（2 2）外部短路引起定子繞組

5、過(guò)電流外部短路引起定子繞組過(guò)電流（3 3）負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量而引起的過(guò)負(fù)荷負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量而引起的過(guò)負(fù)荷 以上（以上（2 2）（）（3 3）兩種不正常運(yùn)行狀態(tài)都將引起）兩種不正常運(yùn)行狀態(tài)都將引起發(fā)電機(jī)定子繞組溫度升高，加速絕緣老化，縮短機(jī)發(fā)電機(jī)定子繞組溫度升高，加速絕緣老化，縮短機(jī)組壽命，也可能發(fā)展成為發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障。組壽命，也可能發(fā)展成為發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障。（4 4）轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱 電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或發(fā)電電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)，將有負(fù)序電流流過(guò)定子繞組，機(jī)三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)，將有負(fù)序電流流過(guò)定子繞組，在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)子的兩倍同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，在

6、發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)子的兩倍同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，從而在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出倍頻電流。此電流可能造成轉(zhuǎn)子從而在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出倍頻電流。此電流可能造成轉(zhuǎn)子局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使保護(hù)環(huán)受熱松脫。特別是大型局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使保護(hù)環(huán)受熱松脫。特別是大型機(jī)組，這種威脅更加突出。機(jī)組，這種威脅更加突出。（5 5）定子繞組過(guò)電壓定子繞組過(guò)電壓 調(diào)速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)電機(jī)（如水輪發(fā)電機(jī)）因突然甩負(fù)荷，轉(zhuǎn)速急劇上升，發(fā)（如水輪發(fā)電機(jī)）因突然甩負(fù)荷，轉(zhuǎn)速急劇上升，發(fā)電機(jī)電壓迅速升高，造成定子繞組絕緣擊穿。電機(jī)電壓迅速升高，造成定子繞組絕緣擊穿。 此外，發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行狀態(tài)還有發(fā)電機(jī)失步、發(fā)此外，發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行

7、狀態(tài)還有發(fā)電機(jī)失步、發(fā)電機(jī)逆功率、非全相運(yùn)行以及勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)磁電機(jī)逆功率、非全相運(yùn)行以及勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)磁時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷等。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷等。一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及其相一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及其相應(yīng)的保護(hù)應(yīng)的保護(hù)1）發(fā)電機(jī)定子繞組）發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路相間短路定子繞組相間短路會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。2）發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路匝間短路匝間短路將出匝間短路將出現(xiàn)很大的環(huán)流，現(xiàn)很大的環(huán)流，使絕緣老化，使絕緣老化，甚至擊穿絕緣甚至擊穿絕緣發(fā)展為單相接發(fā)展為單相接地或相間短路，地或相間短路，擴(kuò)大發(fā)電機(jī)擴(kuò)大發(fā)電

8、機(jī)損壞范圍損壞范圍。故應(yīng)故應(yīng)設(shè)置定子繞組設(shè)置定子繞組匝間匝間短路保護(hù)短路保護(hù)3 3）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地 定子繞組單相接地是易發(fā)生的一種故障。單相接地后，其電容電流流過(guò)故障點(diǎn)的定子鐵芯，當(dāng)此電流較大或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)使鐵芯局部熔化。因此，應(yīng)裝設(shè)靈敏的反應(yīng)全部繞組任一點(diǎn)接地故障的100%定子繞組單相接地保護(hù)。一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及相一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及相應(yīng)的保護(hù)應(yīng)的保護(hù)4 4）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地兩點(diǎn)接地）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地兩點(diǎn)接地 轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地，由于沒(méi)有構(gòu)成通路，對(duì)發(fā)電機(jī)沒(méi)有直接危害。再發(fā)生另一點(diǎn)接地，則轉(zhuǎn)子繞組一部分被短接，會(huì)燒毀轉(zhuǎn)子繞組，由于

9、部分繞組短接，破壞磁磁路的對(duì)稱性，造成磁勢(shì)不平衡而引起機(jī)組劇烈振動(dòng)，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)。一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及相應(yīng)的保護(hù)相應(yīng)的保護(hù)5 5）發(fā)電機(jī)失磁）發(fā)電機(jī)失磁造成危害：失磁原因轉(zhuǎn)子繞組斷線、勵(lì)磁回路故障或滅磁開(kāi)關(guān)誤動(dòng)等。不僅對(duì)發(fā)電機(jī)造成危害，而且對(duì)電力系統(tǒng)安全也會(huì)造成嚴(yán)重影響。裝設(shè)失磁保護(hù)。一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及相應(yīng)的保護(hù)一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及相應(yīng)的保護(hù)二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)其相應(yīng)的保護(hù)不正常工作狀態(tài)負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定值、負(fù)序電流超過(guò)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許值外部短路、非周期合閘以及

10、系統(tǒng)振蕩等。發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷主汽門(mén)突然關(guān)閉而發(fā)電機(jī)斷路器未斷開(kāi)過(guò)電流保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)逆功率保護(hù)過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)作為外部短路和內(nèi)部短路的后作為外部短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)。備保護(hù)。50MW及以上的發(fā)電及以上的發(fā)電電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè)只接于一對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè)只接于一相的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。不對(duì)稱過(guò)負(fù)相的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，一般在荷，一般在50MW及以上發(fā)電及以上發(fā)電電機(jī)應(yīng)裝設(shè)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)。二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及其相二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)應(yīng)的保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)逆

11、功率保護(hù)逆功率保護(hù)特別是水輪發(fā)電機(jī)，在突然甩負(fù)荷時(shí)，轉(zhuǎn)速急劇上升從而引起過(guò)電壓。在水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)。主汽門(mén)突然關(guān)閉而發(fā)電機(jī)斷路器未斷，發(fā)電機(jī)變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收無(wú)功，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)葉片特別是尾葉，可能過(guò)熱而損壞。 發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器斷路器的同時(shí)，還應(yīng)的同時(shí)，還應(yīng)斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線相間短發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線相間短路的主保護(hù)，它應(yīng)能快速而靈敏地切除內(nèi)部所發(fā)生的路的主保護(hù)，它應(yīng)能快速而靈敏地

12、切除內(nèi)部所發(fā)生的故障。同時(shí)，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，又應(yīng)保證其故障。同時(shí)，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，又應(yīng)保證其動(dòng)作的選擇性和工作的可靠性。在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生相動(dòng)作的選擇性和工作的可靠性。在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生相間短路時(shí)，應(yīng)瞬間斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器和自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)。間短路時(shí)，應(yīng)瞬間斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器和自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)。一般中、小型機(jī)組的縱差保護(hù)采用帶速飽和變流器的一般中、小型機(jī)組的縱差保護(hù)采用帶速飽和變流器的電磁型差動(dòng)繼電器電磁型差動(dòng)繼電器BCH-2BCH-2構(gòu)成，大容量的發(fā)電機(jī)采用帶構(gòu)成，大容量的發(fā)電機(jī)采用帶比率制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器比率制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器BCH-1BCH-1 構(gòu)成。 1 1、用、用BCH-2BCH

13、-2（BCH-1BCH-1）型繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)）型繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)一、發(fā)電機(jī)相間短路及其保護(hù)要求一、發(fā)電機(jī)相間短路及其保護(hù)要求二、發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)二、發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)是利用比較發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)和引出線發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)是利用比較發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)和引出線側(cè)電流幅值和相位的原理構(gòu)成的，因此在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)側(cè)電流幅值和相位的原理構(gòu)成的，因此在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)和引出線側(cè)裝設(shè)特性和變比完全相同的電流互感器來(lái)實(shí)現(xiàn)和引出線側(cè)裝設(shè)特性和變比完全相同的電流互感器來(lái)實(shí)現(xiàn)縱差保護(hù)。縱差保護(hù)。兩組電流互感器之間為縱差保護(hù)的保護(hù)范圍。兩組電流互感器之間為縱差保護(hù)的保護(hù)范圍。電流互感器二次按照

14、循環(huán)電流法接線，即如果兩組電流電流互感器二次按照循環(huán)電流法接線，即如果兩組電流互感器一次側(cè)的極性分別以中性點(diǎn)側(cè)和母線側(cè)為正極性，互感器一次側(cè)的極性分別以中性點(diǎn)側(cè)和母線側(cè)為正極性，則二次側(cè)同極性相連接。則二次側(cè)同極性相連接。差動(dòng)繼電器和兩側(cè)電流互感器的二次繞組并聯(lián)。保護(hù)的差動(dòng)繼電器和兩側(cè)電流互感器的二次繞組并聯(lián)。保護(hù)的單相原理接線圖如圖單相原理接線圖如圖11111 1所示所示 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)圖圖 11-1 11-1 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)單相原理接線圖發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)單相原理接線圖（a a）內(nèi)部故障情況；）內(nèi)部故障情況； （b

15、b）正常運(yùn)行及外部故障情況）正常運(yùn)行及外部故障情況1TAI1I2I2I2QFQFYRI12TAk1GGKD(a)1TAI1I2I2I2QFQFYRI12TAk2GGKD(b)I2I2正常運(yùn)行及外部故障時(shí)正常運(yùn)行及外部故障時(shí)：12220dTATAIIIIIKK1222.maxdunTATAIIIIIIKK 1K1I1TAIK2TAIK2I理想情況：實(shí)際情況：第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：2K1I1TAIK2TAIK2I122212dTATAIIIIIKK第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)2 2）具有斷線監(jiān)視裝置的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的原理接線如圖

16、具有斷線監(jiān)視裝置的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的原理接線如圖11112 2所示。所示。第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)保護(hù)裝置采用三相式接線（保護(hù)裝置采用三相式接線（1 13KD3KD為差動(dòng)繼電器），在差動(dòng)回路的中線上接有斷線為差動(dòng)繼電器），在差動(dòng)回路的中線上接有斷線監(jiān)視的電流繼電器監(jiān)視的電流繼電器KAKA，當(dāng)任何一相電流互感器回路斷線時(shí)，它都能動(dòng)作，經(jīng)過(guò)時(shí)間，當(dāng)任何一相電流互感器回路斷線時(shí)，它都能動(dòng)作，經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器繼電器KTKT延時(shí)發(fā)出信號(hào)。延時(shí)發(fā)出信號(hào)。另外，為了使差動(dòng)保護(hù)的范圍能包括發(fā)電機(jī)引出線（或電纜）在內(nèi)，所使用的電流另外，為了使差動(dòng)保護(hù)的范圍能包括發(fā)電機(jī)引出線（或電纜）在內(nèi)，所使

17、用的電流互感器應(yīng)裝在靠近斷路器的地方。互感器應(yīng)裝在靠近斷路器的地方。Q FQ FY RG1K D2K D3K DK AK TK SK M信號(hào)跳 勵(lì) 磁 開(kāi) 關(guān)斷 線 信 號(hào)圖圖 11-2 11-2 具有斷線監(jiān)視裝置的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理接線圖具有斷線監(jiān)視裝置的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理接線圖第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)短路保護(hù)n 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)按定子雙星形接線時(shí)可以采發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)按定子雙星形接線時(shí)可以采用用橫差保護(hù)橫差保護(hù)，否則應(yīng)采用其它匝間保護(hù)。如利用，否則應(yīng)采用其它匝間保護(hù)。如利用負(fù)序功率負(fù)序功率閉鎖的轉(zhuǎn)子二次諧波電流原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)；定

18、子閉鎖的轉(zhuǎn)子二次諧波電流原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)；定子繞組零序電壓原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)；負(fù)序功率方向閉繞組零序電壓原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)；負(fù)序功率方向閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)。鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)。n 橫差保護(hù)靈敏性較高，但有死區(qū)；負(fù)序功率閉鎖的轉(zhuǎn)子二橫差保護(hù)靈敏性較高，但有死區(qū)；負(fù)序功率閉鎖的轉(zhuǎn)子二次諧波電流原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏性高，次諧波電流原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏性高，一般可用于大型發(fā)電機(jī)組，大型發(fā)電機(jī)組也可以采用負(fù)序一般可用于大型發(fā)電機(jī)組，大型發(fā)電機(jī)組也可以采用負(fù)序功率方向閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)；定子繞組零序電功率方向閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)；定

19、子繞組零序電壓原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)裝置由零序電壓、負(fù)序功率方壓原理構(gòu)成的匝間短路保護(hù)裝置由零序電壓、負(fù)序功率方向和電壓斷線閉鎖三部分組成，裝置復(fù)雜，靈敏性不高，向和電壓斷線閉鎖三部分組成，裝置復(fù)雜，靈敏性不高，因此，只在不能采用單元件橫差保護(hù)的情況下采用。因此，只在不能采用單元件橫差保護(hù)的情況下采用。第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)短路保護(hù) 同步發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，包括同一分支匝間和同一同步發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，包括同一分支匝間和同一相不同分支匝間的短路。發(fā)生匝間短路時(shí)，短路環(huán)中的電流相不同分支匝間的短路。發(fā)生匝間短路時(shí)，短路環(huán)中的電流可能很大，若不及時(shí)處

20、理，故障處的溫度升高，使絕緣損壞，可能很大，若不及時(shí)處理，故障處的溫度升高，使絕緣損壞，很可能導(dǎo)致定子繞組單相接地或發(fā)展成相間短路。對(duì)于這種很可能導(dǎo)致定子繞組單相接地或發(fā)展成相間短路。對(duì)于這種故障，縱差保護(hù)不能反映。因此，在發(fā)電機(jī)（尤其是大型機(jī)故障，縱差保護(hù)不能反映。因此，在發(fā)電機(jī)（尤其是大型機(jī)組）應(yīng)該裝設(shè)匝間短路保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路組）應(yīng)該裝設(shè)匝間短路保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器和自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)。橫差保護(hù)只裝設(shè)在定子繞組為雙星形接器和自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)。橫差保護(hù)只裝設(shè)在定子繞組為雙星形接線的發(fā)電機(jī)上。線的發(fā)電機(jī)上。雙星形接線的定子繞組匝間短雙星形接線的定子繞組匝間短路有兩種情況路有

21、兩種情況1 1、同一繞組內(nèi)部發(fā)生匝間短路：、同一繞組內(nèi)部發(fā)生匝間短路：此時(shí)由于兩個(gè)分支繞組的電動(dòng)勢(shì)此時(shí)由于兩個(gè)分支繞組的電動(dòng)勢(shì)不等，將有環(huán)流產(chǎn)生。短路的匝不等，將有環(huán)流產(chǎn)生。短路的匝數(shù)越多環(huán)流越大，短路匝數(shù)越少，數(shù)越多環(huán)流越大，短路匝數(shù)越少，環(huán)流越??；環(huán)流越小； KIKDKI雙星形接線的定子繞組匝間短路有雙星形接線的定子繞組匝間短路有兩種情況兩種情況2、同相的兩個(gè)分支繞組間發(fā)生同相的兩個(gè)分支繞組間發(fā)生匝間短路：當(dāng)兩繞組在不同的匝間短路：當(dāng)兩繞組在不同的電位點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，由于短路電位點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，由于短路形成的兩個(gè)回路中都存在電動(dòng)形成的兩個(gè)回路中都存在電動(dòng)勢(shì)差，因此兩個(gè)回路將分別出勢(shì)差，因此兩個(gè)

22、回路將分別出現(xiàn)環(huán)流和（和因兩回路電動(dòng)勢(shì)現(xiàn)環(huán)流和（和因兩回路電動(dòng)勢(shì)差數(shù)值相同、回路阻抗相同而差數(shù)值相同、回路阻抗相同而數(shù)值相等）。電動(dòng)勢(shì)差越大，數(shù)值相等）。電動(dòng)勢(shì)差越大，環(huán)流越大。兩繞組的等電位點(diǎn)環(huán)流越大。兩繞組的等電位點(diǎn)短路時(shí)，就沒(méi)有環(huán)流。短路時(shí)，就沒(méi)有環(huán)流。KIKDKIKIKI一、單繼電器式橫差保護(hù)一、單繼電器式橫差保護(hù)n 正常運(yùn)行時(shí)：由于每相的兩個(gè)分支繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，各正常運(yùn)行時(shí)：由于每相的兩個(gè)分支繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，各供應(yīng)相電流的一半，故兩組星形繞組里的三相電流對(duì)稱且平供應(yīng)相電流的一半，故兩組星形繞組里的三相電流對(duì)稱且平衡，兩個(gè)中性點(diǎn)電位相等，故裝在中性點(diǎn)連線上的電流互感衡，兩個(gè)中性

23、點(diǎn)電位相等，故裝在中性點(diǎn)連線上的電流互感器器TATA中沒(méi)有電流流過(guò)，電流繼電器中沒(méi)有電流流過(guò)，電流繼電器KAKA不會(huì)動(dòng)作。不會(huì)動(dòng)作。QFQFYRKSKM跳勵(lì)磁開(kāi)關(guān)至信號(hào)KAUATAXBKTn 一個(gè)繞組發(fā)生匝間短路，或者在同相的兩個(gè)繞組間發(fā)生一個(gè)繞組發(fā)生匝間短路，或者在同相的兩個(gè)繞組間發(fā)生匝間短路時(shí)：該相的兩個(gè)分支繞組間就有環(huán)流流過(guò)，從匝間短路時(shí)：該相的兩個(gè)分支繞組間就有環(huán)流流過(guò)，從而電流互感器而電流互感器TATA一次側(cè)有電流流過(guò)，接于一次側(cè)有電流流過(guò)，接于TATA二次側(cè)的電二次側(cè)的電流繼電器流繼電器KAKA在電流超過(guò)其動(dòng)作電流值時(shí)就會(huì)動(dòng)作，中間在電流超過(guò)其動(dòng)作電流值時(shí)就會(huì)動(dòng)作，中間繼電器繼電器

24、KMKM因而啟動(dòng)，使發(fā)電機(jī)斷路器和勵(lì)磁開(kāi)關(guān)跳閘，因而啟動(dòng)，使發(fā)電機(jī)斷路器和勵(lì)磁開(kāi)關(guān)跳閘，并進(jìn)行事故停機(jī)。并進(jìn)行事故停機(jī)。 跳勵(lì)磁開(kāi)關(guān)一、單繼電器式橫差保護(hù)一、單繼電器式橫差保護(hù)n 由于三次諧波電壓三相同電位，三相電壓之和不為零，故由于三次諧波電壓三相同電位，三相電壓之和不為零，故當(dāng)發(fā)電機(jī)存在三次諧波電動(dòng)勢(shì)時(shí)，雙星形接線的兩個(gè)中性當(dāng)發(fā)電機(jī)存在三次諧波電動(dòng)勢(shì)時(shí)，雙星形接線的兩個(gè)中性點(diǎn)上都會(huì)出現(xiàn)三次諧波電壓。如果兩個(gè)中性點(diǎn)上的三次諧點(diǎn)上都會(huì)出現(xiàn)三次諧波電壓。如果兩個(gè)中性點(diǎn)上的三次諧波電壓不相等，中性點(diǎn)連線上就會(huì)出現(xiàn)三次諧波電流，波電壓不相等，中性點(diǎn)連線上就會(huì)出現(xiàn)三次諧波電流，橫橫差保護(hù)就有可能誤動(dòng)作

25、，因此必須加裝三次諧波電流濾過(guò)差保護(hù)就有可能誤動(dòng)作，因此必須加裝三次諧波電流濾過(guò)器，用以濾除三次諧波電流。器，用以濾除三次諧波電流。跳勵(lì)磁開(kāi)關(guān)n 電容電容C C的作用是濾過(guò)三次諧波，由于容抗大小與頻率成的作用是濾過(guò)三次諧波，由于容抗大小與頻率成反比，通過(guò)三次諧波電流時(shí)容抗比通過(guò)基波電流要小，反比，通過(guò)三次諧波電流時(shí)容抗比通過(guò)基波電流要小，因此，當(dāng)電流繼電器和電容并聯(lián)時(shí)，三次諧波電流會(huì)被因此，當(dāng)電流繼電器和電容并聯(lián)時(shí)，三次諧波電流會(huì)被電容支路分流掉，從而起到三次諧波濾過(guò)器作用。電容電容支路分流掉，從而起到三次諧波濾過(guò)器作用。電容量用滿足三倍工頻量用滿足三倍工頻150Hz150Hz時(shí)繼電器動(dòng)作電流

26、比時(shí)繼電器動(dòng)作電流比50Hz50Hz時(shí)動(dòng)作時(shí)動(dòng)作電流大電流大1010倍。倍。跳勵(lì)磁開(kāi)關(guān) 橫差保護(hù)的動(dòng)作電流，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以橫差保護(hù)的動(dòng)作電流，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以整定為整定為20203030發(fā)電機(jī)額定電流。發(fā)電機(jī)額定電流。跳勵(lì)磁開(kāi)關(guān)二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝間短路保護(hù)間短路保護(hù)一、 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，將在轉(zhuǎn)子回路感發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，將在轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)二次諧波電流。發(fā)電機(jī)正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子應(yīng)二次諧波電流。發(fā)電機(jī)正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流無(wú)二次諧波成分。因此，可以利用轉(zhuǎn)子二次電流無(wú)二次諧波成分。因此，可以利用轉(zhuǎn)子二次諧波電流構(gòu)成匝間短路保護(hù)。諧

27、波電流構(gòu)成匝間短路保護(hù)。TA2FLQTV KWHUX二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝間短二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝間短路保護(hù)路保護(hù)二、工作原理分析二、工作原理分析1 1、定子繞組匝間短路后，轉(zhuǎn)子二次諧波電流大于保護(hù)動(dòng)作、定子繞組匝間短路后，轉(zhuǎn)子二次諧波電流大于保護(hù)動(dòng)作電流。電流。22KDopII差動(dòng)繼電器動(dòng)作 負(fù)序功率由發(fā)電機(jī)流向系統(tǒng)，故負(fù)序功率方向繼電器負(fù)序功率由發(fā)電機(jī)流向系統(tǒng)，故負(fù)序功率方向繼電器KWHKWH不不動(dòng)作，動(dòng)作，KWHKWH不發(fā)出閉鎖信號(hào)，從而保護(hù)無(wú)延時(shí)送出跳閘脈沖。不發(fā)出閉鎖信號(hào)，從而保護(hù)無(wú)延時(shí)送出跳閘脈沖。TA2FLQTV KWHUX二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原

28、理匝間短二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝間短路保護(hù)路保護(hù) 2 2、由于負(fù)序電流取自機(jī)端電流互感器，因此，在、由于負(fù)序電流取自機(jī)端電流互感器，因此，在發(fā)電機(jī)內(nèi)部?jī)上喽搪窌r(shí)，匝間短路保護(hù)也會(huì)動(dòng)作，發(fā)電機(jī)內(nèi)部?jī)上喽搪窌r(shí)，匝間短路保護(hù)也會(huì)動(dòng)作，KWHKWH不發(fā)閉鎖信號(hào)。不發(fā)閉鎖信號(hào)。 此時(shí)，匝間短路保護(hù)可兼作內(nèi)部?jī)上喽搪繁Ｗo(hù)，此時(shí)，匝間短路保護(hù)可兼作內(nèi)部?jī)上喽搪繁Ｗo(hù)，負(fù)序電流取自中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器負(fù)序電流取自中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器TA2FLQTV KWHUX二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝間短二、反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流原理匝間短路保護(hù)路保護(hù)3 3、當(dāng)發(fā)電機(jī)外部不對(duì)稱短路時(shí)，轉(zhuǎn)子回路也會(huì)出現(xiàn)二次、

29、當(dāng)發(fā)電機(jī)外部不對(duì)稱短路時(shí)，轉(zhuǎn)子回路也會(huì)出現(xiàn)二次諧波電流，匝間保護(hù)繼電器也可能誤動(dòng)，此時(shí)，負(fù)序諧波電流，匝間保護(hù)繼電器也可能誤動(dòng)，此時(shí)，負(fù)序功率由外部流入發(fā)電機(jī)，功率由外部流入發(fā)電機(jī)，KWHKWH動(dòng)作，發(fā)出閉鎖信號(hào)，使動(dòng)作，發(fā)出閉鎖信號(hào)，使保護(hù)閉鎖。保護(hù)閉鎖。TA2FLQTV KWHUX三、定子繞組零序電壓原理的匝間三、定子繞組零序電壓原理的匝間短路保護(hù)短路保護(hù) 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，機(jī)端三相電當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，機(jī)端三相電壓對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不對(duì)稱，出現(xiàn)零序電壓。壓對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不對(duì)稱，出現(xiàn)零序電壓。TATVNITV2零序電壓斷線閉鎖 負(fù)序功率閉鎖出口圖圖11-7 11-7

30、由負(fù)序功率閉鎖的縱向零序電壓匝間短路由負(fù)序功率閉鎖的縱向零序電壓匝間短路保護(hù)原理示意圖保護(hù)原理示意圖三、定子繞組零序電壓原理的匝間三、定子繞組零序電壓原理的匝間短路保護(hù)短路保護(hù)l 當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部發(fā)生相間短路時(shí)，理論當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部發(fā)生相間短路時(shí)，理論TVN1TVN1的開(kāi)的開(kāi)口三角繞組沒(méi)有輸出電壓；即口三角繞組沒(méi)有輸出電壓；即3U3U0 0=0=0。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然一次系統(tǒng)出現(xiàn)了零序電壓，即發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然一次系統(tǒng)出現(xiàn)了零序電壓，即一次側(cè)三相對(duì)地電壓不再平衡，中性點(diǎn)電位升高為一次側(cè)三相對(duì)地電壓不再平衡，中性點(diǎn)電位升高為U U0

31、0，但，但是是TVN1TVN1一次側(cè)中性點(diǎn)并不接地，所以即使它的中性點(diǎn)電位一次側(cè)中性點(diǎn)并不接地，所以即使它的中性點(diǎn)電位升高，三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓仍然完全對(duì)稱，故開(kāi)口三角繞升高，三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓仍然完全對(duì)稱，故開(kāi)口三角繞組輸出電壓也等于零。組輸出電壓也等于零。l 只有當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生匝間短路或者對(duì)中性點(diǎn)不對(duì)稱的各只有當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生匝間短路或者對(duì)中性點(diǎn)不對(duì)稱的各種相間短路時(shí)，破壞了三相對(duì)中性點(diǎn)的對(duì)稱，產(chǎn)生對(duì)中性種相間短路時(shí)，破壞了三相對(duì)中性點(diǎn)的對(duì)稱，產(chǎn)生對(duì)中性點(diǎn)的零序電壓，即點(diǎn)的零序電壓，即3U3U0 00 0，使零序電壓匝間短路保護(hù)正常，使零序電壓匝間短路保護(hù)正常動(dòng)作。動(dòng)作。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)電

32、機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)n 由于定子繞組與鐵芯之間絕緣的破壞而造成定子繞組單相由于定子繞組與鐵芯之間絕緣的破壞而造成定子繞組單相接地故障，這是發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障之一。由于發(fā)電機(jī)中性接地故障，這是發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障之一。由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)高阻抗接地，定子繞組單相接地并不引起大點(diǎn)不接地和經(jīng)高阻抗接地，定子繞組單相接地并不引起大的故障電流，過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間的故障電流，過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間100MW100MW以下的發(fā)電機(jī)的定子接以下的發(fā)電機(jī)的定子接地保護(hù)只發(fā)信號(hào)而不立即跳閘停機(jī)。地保護(hù)只發(fā)信號(hào)而不立即跳閘停機(jī)。n 多年的運(yùn)行實(shí)踐和事故教訓(xùn)表明，多年的運(yùn)行實(shí)踐和事故教訓(xùn)表明，5A5A的定

33、子接地電流不能的定子接地電流不能認(rèn)為是安全電流。因此為確保大型發(fā)電機(jī)的安全，不使單認(rèn)為是安全電流。因此為確保大型發(fā)電機(jī)的安全，不使單相接地故障發(fā)展成為相間或匝間短路，應(yīng)該使單相接地故相接地故障發(fā)展成為相間或匝間短路，應(yīng)該使單相接地故障處不產(chǎn)生電弧或者接地電弧瞬間熄滅，這個(gè)不產(chǎn)生電弧障處不產(chǎn)生電弧或者接地電弧瞬間熄滅，這個(gè)不產(chǎn)生電弧的最大接地電流被定義為發(fā)電機(jī)單相接地安全電流，發(fā)電的最大接地電流被定義為發(fā)電機(jī)單相接地安全電流，發(fā)電機(jī)接地電流允許值如表機(jī)接地電流允許值如表11111 1所示。所示。發(fā)電機(jī)接地電流允許值發(fā)電機(jī)接地電流允許值 表111 發(fā)電機(jī)接地電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)發(fā)電機(jī)容

34、量(MW)接地電流允許值(A)6.3及以下50410.5汽輪發(fā)電機(jī)501003水輪發(fā)電機(jī)1010013.815.75汽輪發(fā)電機(jī)1252002（氫冷發(fā)電機(jī)為2.5）水輪發(fā)電機(jī)4022518203006001第四節(jié)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)第四節(jié)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)定子繞組單相接地的危害定子繞組單相接地的危害 接地電流會(huì)產(chǎn)生電弧，接地電流會(huì)產(chǎn)生電弧，燒傷鐵芯，使定子繞燒傷鐵芯，使定子繞組鐵芯疊片燒結(jié)在一起，組鐵芯疊片燒結(jié)在一起，造成檢修困難。造成檢修困難。接地電流會(huì)破壞接地電流會(huì)破壞繞組絕緣，擴(kuò)大繞組絕緣，擴(kuò)大事故，若一點(diǎn)接事故，若一點(diǎn)接地未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，地未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很有可能發(fā)展成很有可能發(fā)展

35、成繞組的匝間或相繞組的匝間或相間短路故障，嚴(yán)間短路故障，嚴(yán)重?fù)p傷發(fā)電機(jī)。重?fù)p傷發(fā)電機(jī)。對(duì)大中型發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)對(duì)大中型發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)的基本要求：的基本要求：繞組有繞組有100%的的保護(hù)范圍保護(hù)范圍。在繞組匝內(nèi)發(fā)生在繞組匝內(nèi)發(fā)生經(jīng)經(jīng)過(guò)渡電阻接地過(guò)渡電阻接地故障時(shí)，故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)有足夠靈敏度保護(hù)應(yīng)有足夠靈敏度。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)第五節(jié)第五節(jié) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)1 1、勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)、勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)當(dāng)勵(lì)磁繞組絕緣嚴(yán)重下降或損壞時(shí)，會(huì)引起勵(lì)磁當(dāng)勵(lì)磁繞組絕緣嚴(yán)重下降或損壞時(shí)，會(huì)引起勵(lì)磁回路的接地故

36、障，最常見(jiàn)的是勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地回路的接地故障，最常見(jiàn)的是勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障。故障。發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，勵(lì)磁回路對(duì)地電壓將升高，發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，勵(lì)磁回路對(duì)地電壓將升高，在某些條件下會(huì)誘發(fā)第二點(diǎn)接地，勵(lì)磁回路發(fā)生在某些條件下會(huì)誘發(fā)第二點(diǎn)接地，勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障將嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。兩點(diǎn)接地故障將嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。1）絕緣檢查裝置絕緣檢查裝置用一個(gè)或兩個(gè)電壓表定期測(cè)量勵(lì)磁回路正、負(fù)極對(duì)低電壓。正常運(yùn)行時(shí)，用一個(gè)或兩個(gè)電壓表定期測(cè)量勵(lì)磁回路正、負(fù)極對(duì)低電壓。正常運(yùn)行時(shí)，電壓表電壓表V1，V2的讀數(shù)的讀數(shù)相等相等。當(dāng)勵(lì)磁回路對(duì)地絕緣水平下降時(shí)，。當(dāng)勵(lì)磁回路對(duì)地絕緣水平下降時(shí)，V1與與V2的讀數(shù)的讀

37、數(shù)不相等不相等。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：中點(diǎn)附近接地時(shí)，中點(diǎn)附近接地時(shí)，存在動(dòng)作死區(qū)存在動(dòng)作死區(qū)。2）直流電橋式一點(diǎn)接地保護(hù)直流電橋式一點(diǎn)接地保護(hù)正常時(shí)電橋處于正常時(shí)電橋處于平衡平衡狀態(tài)狀態(tài)；當(dāng)勵(lì)磁繞組發(fā)；當(dāng)勵(lì)磁繞組發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，電橋生一點(diǎn)接地時(shí)，電橋失去平衡失去平衡。缺點(diǎn)缺點(diǎn)接地點(diǎn)靠近勵(lì)磁回路兩極時(shí)保護(hù)接地點(diǎn)靠近勵(lì)磁回路兩極時(shí)保護(hù)靈敏度高，而接地點(diǎn)靈敏度高，而接地點(diǎn)靠近中點(diǎn)靠近中點(diǎn)M時(shí)時(shí)，存在死區(qū)。，存在死區(qū)。措施：措施：1）在電阻R1的橋臂中串接非線性元件穩(wěn)壓管，其阻值隨外加勵(lì)磁電壓的大小而變化，因此，保護(hù)裝置的死區(qū)隨勵(lì)磁電壓改變而移動(dòng)位置。這樣在某一電壓下的死區(qū)，在另一電壓下則變?yōu)閯?dòng)作區(qū)，從而減

38、小了保護(hù)拒動(dòng)的機(jī)率。2）轉(zhuǎn)子偏心和磁路不對(duì)稱等原因，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子偏心和磁路不對(duì)稱等原因，使轉(zhuǎn)子繞組中點(diǎn)對(duì)地電壓不保持為零，而是在一繞組中點(diǎn)對(duì)地電壓不保持為零，而是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。利用此電壓來(lái)消除保護(hù)死區(qū)。定范圍內(nèi)波動(dòng)。利用此電壓來(lái)消除保護(hù)死區(qū)。2 2、勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)兩點(diǎn)接地，故障點(diǎn)流過(guò)很大短路電流，電弧兩點(diǎn)接地，故障點(diǎn)流過(guò)很大短路電流，電弧可能燒傷轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生畸變，力矩不可能燒傷轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生畸變，力矩不平衡，致使機(jī)組振動(dòng)平衡，致使機(jī)組振動(dòng) ?？赡苁蛊状呕?。可能使汽缸磁化。工作原理工作原理：當(dāng)勵(lì)磁回路：當(dāng)勵(lì)磁回路K1K1點(diǎn)點(diǎn)發(fā)生接地后，投入刀閘發(fā)生接地后，

39、投入刀閘S1S1并并按下按鈕按下按鈕SBSB，調(diào)節(jié)的滑動(dòng)觸，調(diào)節(jié)的滑動(dòng)觸點(diǎn)，使電橋平衡。點(diǎn)，使電橋平衡。調(diào)整平衡后，合上調(diào)整平衡后，合上S2，將保護(hù)投入工作。，將保護(hù)投入工作。當(dāng)勵(lì)磁回路第二點(diǎn)發(fā)生當(dāng)勵(lì)磁回路第二點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，電橋平衡遭到接地時(shí)，電橋平衡遭到破壞，電流繼電器中有破壞，電流繼電器中有電流通過(guò)，若電流大于電流通過(guò)，若電流大于繼電器的動(dòng)作電流，保繼電器的動(dòng)作電流，保護(hù)動(dòng)作，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)出護(hù)動(dòng)作，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)出口斷路器?？跀嗦菲?。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1 1）若故障點(diǎn)）若故障點(diǎn)K2K2點(diǎn)離第一個(gè)故障點(diǎn)點(diǎn)離第一個(gè)故障點(diǎn)K1K1點(diǎn)較遠(yuǎn)，點(diǎn)較遠(yuǎn)，則保護(hù)的靈敏度較好；反之，若則保護(hù)的靈敏度較好；反之，若K2K2

40、點(diǎn)離點(diǎn)離K1K1點(diǎn)很近，點(diǎn)很近，保護(hù)將拒動(dòng)，因此保護(hù)存在死區(qū)，死區(qū)范圍在保護(hù)將拒動(dòng)，因此保護(hù)存在死區(qū)，死區(qū)范圍在10%10%左右。左右。2）若第一個(gè)接地點(diǎn)K1點(diǎn)發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組的正極或負(fù)極端，則因電橋失去作用，不論第二點(diǎn)接地發(fā)生在何處，保護(hù)裝置將拒動(dòng)，死區(qū)達(dá)100%。3）由于兩點(diǎn)接地保護(hù)只能在轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地由于兩點(diǎn)接地保護(hù)只能在轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地后投入，所以對(duì)于發(fā)生兩點(diǎn)同時(shí)接地，或者第后投入，所以對(duì)于發(fā)生兩點(diǎn)同時(shí)接地，或者第一點(diǎn)接地后緊接著發(fā)生第二點(diǎn)接地的故障，保一點(diǎn)接地后緊接著發(fā)生第二點(diǎn)接地的故障，保護(hù)均不能反映。護(hù)均不能反映。第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及其產(chǎn)

41、生的影響發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及其產(chǎn)生的影響發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁時(shí)，其勵(lì)磁電流將近似按指數(shù)規(guī)律衰減，定子發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁時(shí)，其勵(lì)磁電流將近似按指數(shù)規(guī)律衰減，定子電動(dòng)勢(shì)隨勵(lì)磁電流減小而降低。電動(dòng)勢(shì)隨勵(lì)磁電流減小而降低。發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩將小于原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子加速，使發(fā)電機(jī)功發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩將小于原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子加速，使發(fā)電機(jī)功角增加，當(dāng)功角超過(guò)靜態(tài)穩(wěn)定極限時(shí)，發(fā)電機(jī)失去同步而進(jìn)入角增加，當(dāng)功角超過(guò)靜態(tài)穩(wěn)定極限時(shí)，發(fā)電機(jī)失去同步而進(jìn)入異步運(yùn)行。異步運(yùn)行。勵(lì)磁故障或完全失磁：造成低勵(lì)故障的原因通常是由于主勵(lì)磁勵(lì)磁故障或完全失磁：造成低勵(lì)故障的原因通常是由于主勵(lì)磁機(jī)或副勵(lì)磁機(jī)故障；勵(lì)磁系統(tǒng)有些整流元件損壞或自動(dòng)調(diào)節(jié)系機(jī)

42、或副勵(lì)磁機(jī)故障；勵(lì)磁系統(tǒng)有些整流元件損壞或自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動(dòng)作及操作上的錯(cuò)誤。統(tǒng)不正確動(dòng)作及操作上的錯(cuò)誤。完全失磁通常是由于自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器整流裝完全失磁通常是由于自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器整流裝置中自動(dòng)開(kāi)關(guān)誤跳閘，勵(lì)磁繞組斷線或端口短路以及副勵(lì)磁機(jī)置中自動(dòng)開(kāi)關(guān)誤跳閘，勵(lì)磁繞組斷線或端口短路以及副勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電源消失等。勵(lì)磁電源消失等。發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及其產(chǎn)生的影響發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及其產(chǎn)生的影響發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響1、使系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)功功率缺額、使系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)功功率缺額 發(fā)電機(jī)失磁后，不但不能向系統(tǒng)輸送功率，而且還要從系統(tǒng)發(fā)電

43、機(jī)失磁后，不但不能向系統(tǒng)輸送功率，而且還要從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率。使系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)功功率缺額。吸收無(wú)功功率。使系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)功功率缺額。2、造成其他發(fā)電機(jī)過(guò)電流、造成其他發(fā)電機(jī)過(guò)電流 為了供給失磁發(fā)電機(jī)無(wú)功功率，可能造成系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)為了供給失磁發(fā)電機(jī)無(wú)功功率，可能造成系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)過(guò)電流。失磁發(fā)電機(jī)容量在系統(tǒng)中比重越大，過(guò)電流越大。過(guò)電流。失磁發(fā)電機(jī)容量在系統(tǒng)中比重越大，過(guò)電流越大。發(fā)電機(jī)失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身影響發(fā)電機(jī)失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身影響1、由于轉(zhuǎn)子損耗增大而、由于轉(zhuǎn)子損耗增大而 造成轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱造成轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱 發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子會(huì)和定子磁場(chǎng)間出現(xiàn)速度差，定子旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子會(huì)和定子磁場(chǎng)間出現(xiàn)速

44、度差，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子，就在轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率電流，引起附磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子，就在轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率電流，引起附加溫升。加溫升。2、發(fā)電機(jī)受交變的異步力矩的沖擊而發(fā)生震動(dòng)，發(fā)電機(jī)磁路、發(fā)電機(jī)受交變的異步力矩的沖擊而發(fā)生震動(dòng)，發(fā)電機(jī)磁路越不對(duì)稱，則交變的異步力矩越大，發(fā)電機(jī)震動(dòng)越厲害。越不對(duì)稱，則交變的異步力矩越大，發(fā)電機(jī)震動(dòng)越厲害。第七節(jié)第七節(jié) 發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)1 1、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù) 發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)時(shí)發(fā)電機(jī)外部短路和定子繞發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)時(shí)發(fā)電機(jī)外部短路和定子繞組內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)，它的保護(hù)范圍一般組內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)，它的保護(hù)范圍一般包

45、括升壓變壓器的高中壓母線、廠用變壓器低壓包括升壓變壓器的高中壓母線、廠用變壓器低壓側(cè)和發(fā)電機(jī)電壓母線上出線的末端。側(cè)和發(fā)電機(jī)電壓母線上出線的末端。 由于過(guò)電流保護(hù)的整定值需要考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)由于過(guò)電流保護(hù)的整定值需要考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的影響，因而動(dòng)作電流值較大，而發(fā)電機(jī)外部故的影響，因而動(dòng)作電流值較大，而發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流值往往很小，滿足不了靈敏性障時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流值往往很小，滿足不了靈敏性的要求，因此過(guò)電流保護(hù)實(shí)際上只能夠用在容量的要求，因此過(guò)電流保護(hù)實(shí)際上只能夠用在容量小于小于1000kW1000kW的發(fā)電機(jī)上的發(fā)電機(jī)上。第七節(jié)第七節(jié) 發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)2、

46、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 由于低電壓繼電器在電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)不會(huì)動(dòng)作，由于低電壓繼電器在電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)不會(huì)動(dòng)作，如果將低電壓繼電器和過(guò)電流繼電器的觸點(diǎn)相串如果將低電壓繼電器和過(guò)電流繼電器的觸點(diǎn)相串聯(lián)后啟動(dòng)出口中間繼電器，則電流繼電器的動(dòng)作聯(lián)后啟動(dòng)出口中間繼電器，則電流繼電器的動(dòng)作電流就可以不考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)電流。電流就可以不考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)電流。 此外低電壓繼電器還可以起到閉鎖的作用，以防此外低電壓繼電器還可以起到閉鎖的作用，以防止過(guò)電流繼電器因誤碰或誤通電而引起的誤動(dòng)作。止過(guò)電流繼電器因誤碰或誤通電而引起的誤動(dòng)作。 因此，對(duì)因此，對(duì)50MW50MW以下的發(fā)電機(jī)為了提高以下的發(fā)電機(jī)為了提高Y Y，d d接線變接線變壓器后面發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)保護(hù)的靈敏性，可以壓器后面發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)保護(hù)的靈敏性，可以廣泛采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。廣泛采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。3 3、負(fù)