《發(fā)電機(jī)保護(hù)配置》PPT課件

1、發(fā)電機(jī)保護(hù)基本原理發(fā)電機(jī)保護(hù)基本原理發(fā)電結(jié)構(gòu)示意 轉(zhuǎn)子：勵(lì)磁后產(chǎn)生磁場(chǎng)，在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 定子：感受交變磁場(chǎng)，線圈切割磁力線發(fā)出電能。發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障 定子繞組相間短路 定子繞組匝間短路 定子繞組一相絕緣破壞引起的單相接地 勵(lì)磁回路（轉(zhuǎn)子繞組）接地 勵(lì)磁回路低勵(lì)（勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流）、失磁 發(fā)電機(jī)主要的不正常工作狀態(tài) 過(guò)負(fù)荷 定子繞組過(guò)電流 定子繞組過(guò)電壓 三相電流不對(duì)稱 過(guò)勵(lì)磁 逆功率 失步、非全相、斷路器出口閃絡(luò)、誤上電等發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用縱差保護(hù) 作用：發(fā)電機(jī)及其引出線的相間短路保護(hù) 規(guī)程：1MW以上發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組：當(dāng)

2、發(fā)電機(jī)與變壓器間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱差保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器間沒有斷路器時(shí)，100MW及以下發(fā)電機(jī)可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組公用縱差保護(hù)；100MW及以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器組公用縱差保護(hù)還應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立縱差保護(hù)，對(duì)于200MW及以上發(fā)電機(jī)變壓器組亦可裝設(shè)獨(dú)立變壓器縱差保護(hù)。 與發(fā)變組差動(dòng)區(qū)別：發(fā)變組差動(dòng)需要考慮廠用分支，要考慮涌流制動(dòng)、各側(cè)平衡調(diào)節(jié)。 發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用橫差保護(hù) v作用：發(fā)電機(jī)定于繞組一相匝間短路。v要求：定子繞組為星形接線，每相有并聯(lián)分支且中心點(diǎn)有分支引出端子的發(fā)電機(jī)。 機(jī)端TA橫差TA中心點(diǎn)TA發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用縱向零序電壓 v作用：發(fā)電機(jī)匝間短路（也能反映相

3、間短路）。v規(guī)程：50MW以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子繞組為星形接線，中性點(diǎn)只有三個(gè)引出端子時(shí)，根據(jù)用戶和制造廠的要求，也可裝設(shè)專用的匝間短路保護(hù)。 ABC發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用定子接地 v作用：定子繞組單相接地是發(fā)電機(jī)最常見的故障，由于發(fā)電機(jī)中心點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻接地，定子繞組單相接地并不產(chǎn)生大的故障電流。v常用保護(hù)方式：基波零序電壓（90）、零序電流、三次諧波零序電壓（100） 發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用定子接地 v規(guī)程：與母線直接連接的發(fā)電機(jī)：當(dāng)單相接地故障電流(不考慮消弧線圈的補(bǔ)償作用)大于允許值時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)裝置。保護(hù)裝置由裝于機(jī)端的零序電流互感器和電流繼電器構(gòu)成，其動(dòng)作電流躲過(guò)不平衡

4、電流和外部單相接地時(shí)發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電容電流整定，接地保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，但當(dāng)消弧線圈退出運(yùn)行或由于其它原因，使殘余電流大于接地電流允許值時(shí)應(yīng)切換為動(dòng)作于停機(jī)。發(fā)電機(jī)變壓器組：對(duì)100MW以下發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)不小于90%的定子接地保護(hù)，對(duì)100MW及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子接地保護(hù)。保護(hù)裝置帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)必要時(shí)也可動(dòng)作于停機(jī) 。發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用勵(lì)磁回路接地保護(hù) v作用：勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障對(duì)發(fā)電機(jī)并未造成危害。但若繼而發(fā)生兩點(diǎn)接地將嚴(yán)重危害發(fā)電機(jī)安全。v實(shí)現(xiàn)方法：采用乒乓式原理。 v規(guī)程：1MW及以下水輪發(fā)電機(jī)，對(duì)一點(diǎn)接地故障宜裝設(shè)定期檢測(cè)裝置，1MW以上水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)

5、一點(diǎn)接地保護(hù)裝置。 100MW以及汽輪發(fā)電機(jī)，對(duì)一點(diǎn)接地故障可采用定期檢測(cè)，裝置對(duì)兩點(diǎn)接地故障應(yīng)裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置。 轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)和100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)裝置，并可裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置，對(duì)旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)一點(diǎn)接地故障定期檢測(cè)裝置。 一點(diǎn)接地保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)兩點(diǎn)接地保護(hù)應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。 發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用失磁保護(hù) v作用：為防大型發(fā)電機(jī)低勵(lì)(勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流)或失去勵(lì)磁(勵(lì)磁電流為零)后，從系統(tǒng)中吸收大量無(wú)功功率而對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。 v實(shí)現(xiàn)方法：測(cè)量機(jī)端阻抗、勵(lì)磁電壓、有功、無(wú)功。 v規(guī)程：100MW以下不允

6、許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)宜裝設(shè)專用的失磁保護(hù)；100MW以下但失磁對(duì)電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機(jī)，及100MW及以上發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)，對(duì)600MW的發(fā)電機(jī)可裝設(shè)雙重化的失磁保護(hù)。 發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用定子繞組過(guò)電流保護(hù) v作用：當(dāng)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)范圍外發(fā)生短路，而短路元件的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，為了可靠切除故障，則應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)外部短路的過(guò)電流保護(hù)。這種保護(hù)兼作縱差保護(hù)的后備保護(hù)。 v規(guī)程：1MW以上的發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)復(fù)合電壓(包括負(fù)序電壓及線電壓)起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) 50MW及以上的發(fā)電機(jī)可裝設(shè)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)和單元件低壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù) 。 自并勵(lì)發(fā)電機(jī)帶電流記憶。 發(fā)電機(jī)的

7、主要保護(hù)和作用過(guò)負(fù)荷保護(hù)v作用：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)作用于信號(hào)的保護(hù)。中小型發(fā)電機(jī)只裝設(shè)定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)；大型發(fā)電機(jī)應(yīng)分別裝設(shè)定子過(guò)負(fù)荷和勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)。v規(guī)程：定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)保護(hù)。裝置接一相電流動(dòng)作于信號(hào)。定子繞組為直接冷卻且過(guò)負(fù)荷能力較低(例如低于1.5倍60s)的發(fā)電機(jī)，過(guò)負(fù)荷由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。 50MW及以上,A10的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限負(fù)序過(guò)荷保護(hù)；100MW及以上，A10的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱保護(hù)。 對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷，在10MW及以上，采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上

8、應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)于300MW以下采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)定時(shí)限勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)和動(dòng)作于降低勵(lì)磁電流。 發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù) v作用：電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或者三相負(fù)荷不對(duì)稱(如電氣機(jī)車、電弧爐等單相負(fù)荷的比重太大)時(shí)，發(fā)電機(jī)定于繞組中就有負(fù)序電流。該負(fù)序電流產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，相對(duì)于轉(zhuǎn)子為兩倍同步轉(zhuǎn)速，因此在轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)100Hz的倍頻電流，它會(huì)使轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等電流密度很大的部位過(guò)熱。造成轉(zhuǎn)子的局部灼傷，因此應(yīng)裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。中小型發(fā)電機(jī)多裝設(shè)負(fù)序定時(shí)限電流保護(hù)；大型發(fā)電機(jī)多裝設(shè)負(fù)序反時(shí)限電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限完全出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子承受負(fù)

9、序電流而發(fā)熱的能力(A)決定不考慮與系統(tǒng)保護(hù)配合。 v規(guī)程：50MW及以上,A10的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限負(fù)序過(guò)荷保護(hù)；100MW及以上，A10的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱保護(hù)。發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用定于繞組過(guò)電壓保護(hù)v作用： 中小型汽輪發(fā)電機(jī)通常不裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)都裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)、以切除突然甩去全部負(fù)荷后引起定子繞組過(guò)電壓。v規(guī)程：對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)；對(duì)于200MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用逆功率保護(hù)v作用： 當(dāng)汽輪機(jī)主汽門誤關(guān)閉，或機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉主汽門而發(fā)電機(jī)出口斷路器未跳閘時(shí)，發(fā)電機(jī)失去原動(dòng)力變

10、成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從電力系統(tǒng)吸收有功功率。這種工況對(duì)發(fā)電機(jī)并無(wú)危險(xiǎn)，但由于鼓風(fēng)損失，汽輪機(jī)尾部葉片有可能過(guò)熱而造成汽輪機(jī)事故，故大型機(jī)組要裝設(shè)用逆功率繼電器構(gòu)成的逆功率保護(hù)，用于保護(hù)汽輪機(jī)。v規(guī)程：200MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)逆功率保護(hù)對(duì)燃汽輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)逆功率保護(hù)。 發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)和作用其它保護(hù)v 失步保護(hù)：大型發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)系統(tǒng)振蕩過(guò)程的失步保護(hù)。中小型發(fā)電機(jī)都不裝設(shè)失步保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，由運(yùn)行人員判斷，根據(jù)情況用人工增加勵(lì)磁電流、增加或減少原動(dòng)機(jī)出力、局部解列等方法來(lái)處理。 300MW以上宜裝設(shè)。v 頻率異常保護(hù)：可能造成汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生損傷并威脅廠用電的安全。低頻保護(hù)：300MW以上裝設(shè)，時(shí)間累計(jì)。v 過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：300MW以上v 非全相保護(hù)：220kV及以上v 斷路器斷口閃絡(luò)：220kV及以上發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作方式v 停機(jī)：停機(jī)：斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁；對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉主汽門；對(duì)水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。v 解列滅磁：解列滅磁：斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。v 解列：解列：斷開發(fā)電機(jī)斷路器，汽