繼電保護71-74ppt課件

1、第七章發(fā)電機的繼電維護第一節(jié)發(fā)電機的缺點類型、不正常運轉(zhuǎn)形狀 及 其 相 應(yīng) 的 維 護 方 式發(fā)電機的主要缺點類型：定子繞組相間短路；定子繞組一相的匝間短路；定子繞組單相接地；轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地；轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流異常下降或完全消逝發(fā)電機失磁。發(fā)電機的不正常運轉(zhuǎn)形狀：外部短路引起的定子繞組過電流；負荷超越額定而引起的三相對稱過負荷；外部不對稱短路或不對稱負荷如非全相運轉(zhuǎn)而引起的發(fā)電機負序過電流和過負荷；忽然甩負荷而引起的定子繞組過電壓；勵磁回路缺點或強勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負荷； 汽輪機主汽門忽然封鎖而引起的發(fā)電機逆功率。發(fā)電機維護配置規(guī)定縱聯(lián)差動維護：定子繞組及其引出線的相

2、間；零序電流維護：定子繞組單相接地缺點，根據(jù)不同情況，可動作于信號或跳閘；橫聯(lián)差動維護：定子繞組匝間短路；過電流維護：外部短路引起的過電流實現(xiàn)方式：負序過電流；單相式低電壓起動的過電流；復(fù)合電壓起動的過電流；過電流。 負序過電流維護：外部不對稱短路或不對稱過負荷； 過負荷維護一相：對稱負荷引起的定子繞組過電流 水輪發(fā)電機定子繞組過電壓，應(yīng)裝設(shè)帶延時的過電壓維護。 勵磁回路一點或兩點接地維護。 失磁維護：發(fā)電機勵磁消逝缺點 轉(zhuǎn)子回路的過負荷維護 逆功率維護 其他：失步維護；低頻維護；斷水維護等。第二節(jié)發(fā)電機的縱差動維護和橫差動維護一、發(fā)電機縱差動維護的整定計算和原理接線維護范圍：發(fā)電機定子繞組不

3、包括轉(zhuǎn)子繞組及引出線的相間短路。其原理與輸電線路的分相電流縱聯(lián)差動很類似，兩個電流互感器分別接于一相繞組的頭尾；因此發(fā)電機裝設(shè)縱聯(lián)差動必需其繞組末端有單獨引出線。為使差動維護的范圍能包括發(fā)電機的引出線在內(nèi)，其電流互感器應(yīng)裝在接近斷路器的地方。內(nèi)部缺點外部缺點 發(fā)電機縱差動維護的整定 1躲開電流互感器二次回路斷線的差動電流，即躲開發(fā)電機正常額定運轉(zhuǎn)時的額定電流。 為防止在電流互感器二次回路斷線時，發(fā)生外部短路，這時發(fā)電機經(jīng)過的是短路電流，差動維護依然會誤動。因此，加裝斷線監(jiān)視安裝，動作于信號。其定值按躲開正常運轉(zhuǎn)時的不平衡電流整定： GNrelactIKI.TAGNactnII/2 . 0. 為

4、防止外部短路時，斷線監(jiān)視安裝誤發(fā)信號，其動作時限大于發(fā)電機后備維護動作時限即發(fā)生外部短路時，該安裝起動，但針對外部短路的維護跳閘后，該安裝前往，不誤發(fā)信號。 2躲開外部缺點時最大不平衡電流 非周期分量系數(shù) ：發(fā)電機忽然短路時，會出現(xiàn)很大的非周期分量，與變壓器勵磁涌流類似程度要小很多，非周期分量能夠?qū)е虏黄胶怆娏?，因此要加以思索。?dāng)采用速飽和鐵芯的差動繼電器時，這一影響可以略去， 。 發(fā)電機縱差動維護不存在變壓器變比問題，可以采用一樣型號電流互感器， 發(fā)電機出口三相最大短路電流 差動繼電器起動電流：aperK1aperK5 . 0ssKGNkII.max.)85(GNactII.)63 . 0(

5、 因此，按躲不平衡電流條件整定的差動維護，其起動值遠較按躲電流互感器二次回路斷線整定的為小，因此靈敏度也高。這時，可不裝設(shè)互感器回路斷線監(jiān)視安裝。 運轉(zhuǎn)閱歷闡明，只需注重對差動回路的維護和檢查，實踐運轉(zhuǎn)中發(fā)生電流互感器二次回路斷線的情況是很少的。3具有比率制動特性的差動繼電器原理與變壓器比例制動差動繼電器根本一樣。其制動差動回路的二個臂中，從其中點引出差動回路。其制動系數(shù)比率制動特性的斜率通常取為0.20.4，其最小起動電流：發(fā)電機縱差動維護的靈敏系數(shù)TAGNactknII/)3 . 01 . 0(.0 .actksenIIKmin. 所謂最小短路電流是一個相對的規(guī)范：取發(fā)電機出口處內(nèi)部缺點即

6、引出線上發(fā)生兩相短路電流為規(guī)范。普通靈敏性都能滿足要求。 但是當(dāng)發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生細微缺點時，差動維護往往不能起動。因此盡量減小維護安裝的起動電流，提高發(fā)電機內(nèi)部缺點反響才干是很有意義的。二、發(fā)電機匝間短路的橫差動電流維護大型發(fā)電機定子繞組的每相都是由2個或多個繞組組成的。正常情況下，兩個繞組是對稱的。電勢相等，各供出一半的負荷電流。匝間短路時，兩個繞組中的電勢不再相等，因此會出現(xiàn)電勢差，產(chǎn)生環(huán)流。 因此，將兩個繞組的引出端交叉相接構(gòu)成差電流，即為橫差動維護。 一相不同繞組之間等電位電發(fā)生匝間短路時，沒有電勢差，因此沒有差動電流。因此，維護有死區(qū)。 實踐接線是采用單繼電器式。本質(zhì)是把一半繞組的三相

7、電流之和減去另一半繞組三相電流之和進展比較。當(dāng)發(fā)生匝間短路時，中性電的連線上有環(huán)流流過。 對于三次諧波電動勢，由于三相是同相位的，假設(shè)任一支路與其他支路三次諧波不相等時，都會出現(xiàn)三次諧波的環(huán)流。因此采用三次諧波過濾器，以濾掉三次諧波不平衡電流。 轉(zhuǎn)子回路發(fā)生接地時，轉(zhuǎn)子磁極平衡會發(fā)生變化，能夠在同一相不同繞組之間感應(yīng)不同電勢，從而出現(xiàn)環(huán)流，使橫差維護誤動。但轉(zhuǎn)子兩點接地缺點也應(yīng)跳閘，因此沒有專門維護時，也不閉鎖。轉(zhuǎn)子發(fā)生一點接地時，延時動作。GNactII.)3 . 02 . 0(第三節(jié)發(fā)電機單相接地維護 單相接地缺點：定子繞組因絕緣破壞。當(dāng)接地電流較大時，能在缺點點引起電弧，使繞組絕緣和定子

8、鐵芯燒壞，也容易開展成相間短路。 我國規(guī)定：當(dāng)接地電容電流等于或大于5A時，應(yīng)裝設(shè)動作于跳閘的接地維護，當(dāng)接地電流小于5A時，應(yīng)裝設(shè)動作于信號的接地維護。一、發(fā)電機定子繞組單相接地的特點現(xiàn)代發(fā)電機，其中性點都是不接地或經(jīng)消弧線圈接地的。因此發(fā)生發(fā)電機內(nèi)部單相接地缺點時，流經(jīng)接地點電流為發(fā)電機所在電壓網(wǎng)絡(luò)對地電容電流之總和。當(dāng)發(fā)電機內(nèi)部單相接地時，流經(jīng)零序電流互感器的零序電流，為發(fā)電機以外電壓網(wǎng)絡(luò)的對地電容電流；發(fā)電機外部缺點時，流經(jīng)發(fā)電機零序電流互感器的零序電流是發(fā)電機本身的對地電容電流。 發(fā)電機內(nèi)部缺點時缺點點的零序電壓實踐是測不到的，而從等值電路能看出，假設(shè)忽略零序電流在內(nèi)繞組上的壓降，那

9、么機端測得的零序電壓就是缺點點零序電壓。)(00)(31)1 (kACDBDADkACCDABBDAADUEUUUUEEUEEUEU二、利用零序電流構(gòu)成的定子接地維護 對于直接銜接在母線上的發(fā)電機，當(dāng)接地電流大于表中規(guī)定允許值時，應(yīng)裝設(shè)接地維護動作于跳閘，否那么動作于信號。 零序電流互感器，公用的穿芯式，可以提高靈敏性，同時與靜態(tài)繼電器等配合，帶負載才干也能保證。 整定原那么： 1躲開外部單相接地時，發(fā)電機本身的電容電流，以及零序電流互感器的不平衡電流。2維護的一次動作電流小于表中允許值。3為防止外部相間短路產(chǎn)生的不平衡電流引起誤動，在相間維護時將其閉鎖。4躲開外部單相接地瞬間，發(fā)電機的暫態(tài)電

10、容電流的影響，普通添加12s的時限。否那么，需按照暫態(tài)電容電流整定，但靈敏度降低。5當(dāng)接地點在定子繞組中性點附近時，存在一定死區(qū)。三、利用零序電壓構(gòu)成的定子接地維護用于發(fā)電機變壓器組在發(fā)變組接線中，發(fā)電機電壓網(wǎng)絡(luò)中和發(fā)電機有直接電聯(lián)絡(luò)的各元件，只需發(fā)電機本身、銜接發(fā)電機與變壓器的電纜以及變壓器原邊對地電容。當(dāng)發(fā)電機發(fā)生單相接地時，其接地電容電流普通小于允許值。以上電容電流根本不受運轉(zhuǎn)方式的影響，裝設(shè)消弧線圈后，根本可以做到完全補償。這時可裝設(shè)作用于信號的接地維護。 發(fā)電機內(nèi)部單相接地缺點的信號安裝，普通是反響于零序電壓而動作，零序電壓取自發(fā)電機電壓互感器二次側(cè)的開口三角輸出電壓上。 維護整定應(yīng)

11、躲開正常運轉(zhuǎn)時的不平衡電壓包括三次諧波電壓，以及變壓器高壓側(cè)接地時在發(fā)電機端所產(chǎn)生的零序電壓，普通整定為1530V左右。 存在一定死區(qū)。四、利用三次諧波電壓構(gòu)成的100定子接地維護利用零序電流、零序電壓構(gòu)成的定子接地維護，對定子繞組都不能到達100維護范圍。1、發(fā)電機三次諧波電動勢的分布特點在定子繞組的感應(yīng)電勢中，除基波分量外，還含有高次諧波分量。相電動勢中，三次諧波電勢約占百分之幾，三次諧波電勢用 表示。3E 根據(jù)等值電路，正常運轉(zhuǎn)時中性點及機端的三次諧波電壓分別為： 正常運轉(zhuǎn)時， ，極限情況，當(dāng)發(fā)電機出線端開路時 ，30003300003)(2)(22ECCCUECCCCUSGGSSGSG

12、N1200033SGGNSCCCUU133NSUU00SC33NSUU 當(dāng)發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地時，假設(shè)基波電容電流得到完全補償，那么： 此時，發(fā)電機中性點側(cè)對地三次諧波的等值電抗為：)(3100SGCCL)27(632)3(332)3(3003003SGNGGNCCjXCLCLjX 發(fā)電機端對三次諧波的等值電抗為： 因此， 當(dāng)發(fā)電機出線端開路時， 在正常運轉(zhuǎn)情況下，雖然發(fā)電機的 隨著其構(gòu)造及運轉(zhuǎn)情況而改動，但是以上關(guān)系總是符合的。 )2(32003SGSCCjX)2(92700003333SGSGNSNSCCCCXXUU970330NSSUUC3E 當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生金屬性單相接地時，

13、設(shè)接地發(fā)生在距中性點 處，此時不論發(fā)電機中性點能否接有消弧線圈，恒有： 當(dāng) 因此，假設(shè)用機端三次諧波迪電壓 作為動作量，而用中性點側(cè)三次諧波電壓 作為制動量來構(gòu)成接地維護，且當(dāng) 時為維護的動作條件，那么在正常時維護1)1 (,333333NSSNUUEUEU33%,50NSUU3SU3NU33NSUU不能夠動作，而當(dāng)中性點附近發(fā)生接地時，那么具有很高的靈敏性。利用這種原理構(gòu)成的接地維護，可以反響定子繞組中性點側(cè)約50范圍以內(nèi)的接地缺點。2、反響三次諧波電壓的比值和基波零序電壓組合而構(gòu)成的100定子接地維護利用三次諧波電壓構(gòu)成的接地維護可以反響 范圍以內(nèi)的單相接地缺點，利用基波零序電壓構(gòu)成的接地

14、維護，那么可以反響 以上范圍的單相接地缺點，從而構(gòu)成100的定子繞組接地維護。%50%15第四節(jié)發(fā)電機的負序過電流維護一、負序過電流維護的作用當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱短路或正常負荷不對稱時，發(fā)電機繞組中將出現(xiàn)負序電流，此電流建立的負序旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子為兩倍的同步轉(zhuǎn)速，將在轉(zhuǎn)子繞組、阻尼繞組、以及轉(zhuǎn)子鐵芯等部件上感應(yīng)于100Hz的倍頻電流。該電流使得轉(zhuǎn)子端部、護環(huán)內(nèi)外表等，能夠出現(xiàn)部分灼傷；另外，負序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流之間以及正序旋轉(zhuǎn)磁場與定子負序電流之間所產(chǎn)生的100Hz交變電磁轉(zhuǎn)矩，將同時作用在轉(zhuǎn)子大軸和定子機座上，從而引起100Hz的振動。負序電流在轉(zhuǎn)子中引起的發(fā)熱量，正比于負序電流的平方與所繼續(xù)時間的乘積： A：與發(fā)電機型式和冷卻方式相關(guān)的常數(shù) 負序電流的有效值。AtIdtit02*222tdtiIt022*2*2I*二、負序定時限過電流維護負序過負荷信號繼電器3，其整定值應(yīng)按躲開發(fā)電機長期允許的負序電流值和最大負荷下負序過濾器的不平衡電流：負序過電流跳閘繼電器4，其整定值應(yīng)按發(fā)電機短時允許的負序電流確定。普通應(yīng)給一個時間區(qū)間， ，使得運轉(zhuǎn)人員采取措施消除產(chǎn)生負序電流的運轉(zhuǎn)方式。GNactII. 21 . 0stca120 維護安裝動作的標(biāo)幺值應(yīng)為： 由于負序過電流維護不能反響于三相短路，因此，當(dāng)用它作為后備維