發(fā)電機(jī)保護(hù)培訓(xùn)

1、7.1 發(fā)電機(jī)的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式l定子繞組v定子繞組及引出線上的相間短路 v定子繞組的匝間短路 v定子繞組的單相接地故障l轉(zhuǎn)子繞組v一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地v轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流消失1.發(fā)電機(jī)的故障l定子繞組過電流l對(duì)稱過負(fù)荷l負(fù)序過電流l定子繞組過電壓l轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷l逆功率等2.發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)3.發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)的保護(hù) （1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；（2）定子繞組接地保護(hù)；（3）定子繞組匝間短路保護(hù)；（4）發(fā)電機(jī)外部相間短路保護(hù)；（5）負(fù)序過電流保護(hù)；（6）定子繞組過負(fù)荷保護(hù)；（7）定子繞組過電壓保護(hù)；3.發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)的保護(hù) （8）勵(lì)磁繞組一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地保護(hù)；（9）失磁保護(hù)；（10）勵(lì)

2、磁繞組過負(fù)荷保護(hù)； （11）逆功率保護(hù)；（12）過勵(lì)磁保護(hù)；（13）失步保護(hù)；3.發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)的保護(hù) （14）大容量發(fā)電機(jī)還應(yīng)考慮配置低頻保護(hù)、過頻保護(hù)、起停機(jī)保護(hù)、誤上電保護(hù)、斷口閃絡(luò)保護(hù)等；（15）發(fā)電機(jī)的非電量保護(hù)，如采用水冷卻的發(fā)電機(jī)應(yīng)配置斷水保護(hù)。7.2 發(fā)電機(jī)定子繞組短路故障的保護(hù)1I2I1I. . .2I021dIII正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)： 021dIII內(nèi)部故障時(shí)： 一、比率制動(dòng)式縱差動(dòng)保護(hù)21dIII221resIII動(dòng)作方程： d.minres.minresdIIIKI)(res.minresIId.mindII res.minresIIresIdId.minIres.mi

3、nI0ABCk.maxId.maxI1.縱差動(dòng)保護(hù)的整定 (1)啟動(dòng)電流的整定 )(er2er1reld.minIIKIgner1060II.gner210 II.251rel.Kgnd.min320240II).(式中 通常取0.3Ign resIdId.minIres.minI0ABCk.maxId.maxI二、發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算與靈敏度(2)拐點(diǎn)電流的整定 gnres.min0150II).(3)制動(dòng)特性的斜率的整定 res.mink.maxd.mind.maxIIIIKresIdId.minIres.minI0ABCk.maxId.maxI式中 unb.maxreld.maxIK

4、I4020.K2.發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏性 dminksenIIK.計(jì)算條件： 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行以前，其出口發(fā)生兩相短路； 發(fā)電機(jī)采用自同期并列時(shí)，在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，其出口發(fā)生兩相短路。 要求Ksen1.5 1.發(fā)電機(jī)裂相橫差動(dòng)保護(hù)基本原理 dITAd2nIsetTAdd.r2InII動(dòng)作利用因電勢(shì)差而在各繞組間產(chǎn)生的環(huán)流來實(shí)現(xiàn)0時(shí)，環(huán)流較小，保護(hù)有死區(qū)同一分支繞組內(nèi)部匝間短路三、發(fā)電機(jī)橫差動(dòng)保護(hù) 1.發(fā)電機(jī)裂相橫差動(dòng)保護(hù)基本原理 dITAd2nIsetTAdd.r2InII動(dòng)作利用兩個(gè)分支繞組短路點(diǎn)存在電勢(shì)差而產(chǎn)生的環(huán)流來實(shí)現(xiàn)12時(shí)，環(huán)流較小，保護(hù)有死區(qū)同相不同分支繞組匝間短路dI

5、1 2 2.單元件橫差動(dòng)保護(hù)基本原理 gNd.r3020II).(ABC需具有性能良好的三次諧波濾過器TATVN1TV2出口利用匝間短路時(shí)破壞了三相對(duì)中性點(diǎn)的對(duì)稱，而產(chǎn)生對(duì)中性點(diǎn)的零序電壓來實(shí)現(xiàn)四、縱向零序電壓式定子繞組匝間短路保護(hù)TATVN1TV2出口按躲區(qū)外不對(duì)稱短路時(shí)的最大不平衡電壓整定一般取2.53V。需性能良好的三次諧波濾過器TATVN1TV2出口防止TVN1一次熔斷器熔斷而引起保護(hù)誤動(dòng)作TATVN1TV2出口防止區(qū)外故障時(shí)匝間短路保護(hù)誤動(dòng)作7.3 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)fCwCAEBECEBDUCDU0UADUAAD1EU)( ABBDEEU ACCDEEU ACDBDAD03

6、1EUUUU )(機(jī)端0TAk一、發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)電氣量的特征fCwCwA0w33CEjI k0U0fIw0Ik0IfA0f33CEjI )(wfAk033CCEjI 0TA特點(diǎn)l有零序電壓出現(xiàn)，其大小與成正比；l接地點(diǎn)通過容性零序電流，大小與及Cf、Cw有關(guān)；l內(nèi)部發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端零序電流互感器中流過的電流為外接元件電容電流，方向由發(fā)電機(jī)流向母線；l發(fā)生外部單相接地時(shí)，機(jī)端零序電流互感器中流過的電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，方向由外部流向發(fā)電機(jī)。 零序電流互感器裝在發(fā)電機(jī)出口； 采用具有交流助磁的零序電流互感器； 當(dāng)相間保護(hù)動(dòng)作時(shí)將接地保護(hù)退出。 中性點(diǎn)附近有死區(qū)CWCLXCf二、

7、利用零序電流構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)整定值：躲正常運(yùn)行時(shí)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(shí)在發(fā)電機(jī)端所產(chǎn)生的零序電壓。 一般為1530V 中性點(diǎn)附近有死區(qū)CTCLXCf三、利用零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)+發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)加固定的工頻偏移電壓 零序電壓保護(hù)（85%） 附加直流或低頻（12.5Hz或20Hz）電源 利用發(fā)電機(jī)固有的三次諧波電勢(shì) 用于消除死區(qū) 兩部分的保護(hù)區(qū)應(yīng)相互重疊 或 或 四、發(fā)電機(jī)100%定子繞組單相接地保護(hù)7.4 發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)A2*202*2tItit針對(duì)定子繞組電流不平衡而引起的轉(zhuǎn)子過熱的一種保護(hù)，是發(fā)電機(jī)的主保護(hù)之一。t*2I

8、一、負(fù)序電流保護(hù)的作用 1234567二、定時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)gN2.set10 II. gN2.set0.6)50II.(s531t跳閘 10s52t信號(hào) abcde(s)t*2I041040010.50. 2*2AItt*2I保護(hù)動(dòng)作特性 三、反時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)AIBICI7.5 發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)失磁故障：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁突然全部消失或部分消失。 原因：l轉(zhuǎn)子繞組故障l勵(lì)磁機(jī)故障l自動(dòng)滅磁開關(guān)誤跳閘l半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)中某些元件損壞或回路發(fā)生故障l誤操作等 一、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及后果dE系統(tǒng)dXSXSUdEI異步運(yùn)行階段穩(wěn)態(tài)異步運(yùn)行階段21P TP90acP同步振蕩gU對(duì)電力系統(tǒng)的危害 （1）造成

9、系統(tǒng)中大量無功缺少。當(dāng)系統(tǒng)中無功儲(chǔ)備不足，將引起電壓下降，嚴(yán)重時(shí)引起電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解；（2）造成系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)增加無功輸出。使某些發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路過電流，后備保護(hù)可能因過流動(dòng)作，擴(kuò)大故障范圍；（3）造成有功功率擺動(dòng)及系統(tǒng)電壓降低?？赡軐?dǎo)致相鄰正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間失去同步，引起系統(tǒng)振蕩。對(duì)發(fā)電機(jī)的危害 （1）轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)差頻電流，引起繞組發(fā)熱；（2）異步運(yùn)行后，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，從系統(tǒng)中吸收的無功增加，使定子繞組過熱；（3）對(duì)大型直接冷卻式汽輪發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和有功將發(fā)生劇烈擺動(dòng)。這種影響對(duì)水輪發(fā)電機(jī)更為嚴(yán)重，直接威脅機(jī)組安全；（4）定子端部漏磁增強(qiáng)，使端部的部件和端部鐵芯過

10、熱。1.等有功阻抗圓（P 不變） RjXSjXPU22S1P2P3PdE系統(tǒng)dXSXSUI j22SS2Sge2j2PUXPUZ)(gU二、發(fā)電機(jī)失磁后的機(jī)端測(cè)量阻抗2.臨界失步圓（= 90時(shí)，Q不變） jXSjXdjXR j2SdSdge2j2jXXXXZ失步區(qū)3.失步后的異步運(yùn)行階段 1X2XadX2RssR)( 12I)()(2ad2ad1gjjjj22XXXXXZSRSRdad1g.maxjXjXjXZdad2ad21g.minXjXXXXXjZ)(空載失磁時(shí)： fg時(shí)： RjXSjXdjXabcdXjabc1P2P4.其它運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗gZRjX2gZkZ1gZL3gZL2d