第八章發(fā)電機保護

1、2022-5-9電力系統(tǒng)繼電保護原理電力系統(tǒng)繼電保護原理 主講主講教師教師:焦彥軍焦彥軍華北電力大學(xué)電自教研室華北電力大學(xué)電自教研室2022-5-9第八章 發(fā)電機保護8-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置8-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護8-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護8-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護8-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護8-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護8-7 8-7 發(fā)電機負(fù)序過電流保護發(fā)電機負(fù)序過電流保護8-88-8發(fā)電機失步保護

2、發(fā)電機失步保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置一、發(fā)電機定子繞組故障及保護配置ABC定子繞組及引出線上的相間短路v發(fā)電機發(fā)電機縱差動保護縱差動保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置一、發(fā)電機定子繞組故障及保護配置ABC定子繞組匝間短路v發(fā)電機縱向基波零序電壓保護發(fā)電機縱向基波零序電壓保護v發(fā)電機不完全發(fā)電機不完全縱差保護縱差保護v發(fā)電機裂相橫差保護發(fā)電機裂相橫差保護v發(fā)電機單元件橫差保護發(fā)電機單元件橫差保護ABC2022-5-98-18-1發(fā)電機

3、的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置一、發(fā)電機定子繞組故障及保護配置ABC定子繞組單相接地短路v發(fā)電機定子繞組單相接地發(fā)電機定子繞組單相接地保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置+-fUfI二、發(fā)電機轉(zhuǎn)子故障及保護配置轉(zhuǎn)子繞組一點接地轉(zhuǎn)子繞組兩點接地v轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護v轉(zhuǎn)子繞組兩點接地保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置+-fUfI二、發(fā)電機轉(zhuǎn)子故障及保護配置低勵和失磁v發(fā)電機低勵和失磁保護勵磁機勵磁

4、機勵磁變勵磁變2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR區(qū)外短路引起的區(qū)外短路引起的過電流過電流 v負(fù)序過電流及低電壓過電流保護；負(fù)序過電流及低電壓過電流保護；v復(fù)合電壓啟動的過電流保護；復(fù)合電壓啟動的過電流保護；v過電流保護；過電流保護；v帶電流記憶的低壓過流保護。帶電流記憶的低壓過流保護。定子過熱定子過熱2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+

5、-ZBACR區(qū)外區(qū)外不對稱不對稱短路引起的短路引起的負(fù)序過電流負(fù)序過電流 v負(fù)序過電流保護；負(fù)序過電流保護；轉(zhuǎn)子過熱轉(zhuǎn)子過熱2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR過負(fù)荷（對稱負(fù)荷引起定子繞組過過負(fù)荷（對稱負(fù)荷引起定子繞組過電流）電流） v過過負(fù)荷負(fù)荷保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR過勵磁（頻率下降或電壓升高引起）過勵

6、磁（頻率下降或電壓升高引起） v過過勵磁勵磁保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷 v轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR失步失步 v失步失步保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置

7、三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR低頻、過頻低頻、過頻 v頻率異常頻率異常保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR過電壓過電壓 v過電壓過電壓保護保護誤強勵、甩負(fù)荷誤強勵、甩負(fù)荷2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR逆功率逆功率 v逆功率逆功率保護保護誤關(guān)主汽門誤關(guān)主汽門2022-5-98-18

8、-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR誤上電誤上電 2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR誤上電誤上電 v誤上電誤上電保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置三、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)及保護配置QFQF1QF2+-ZBACR其它其它 v起停機起停機保護保護、斷路器斷口閃絡(luò)保護、斷路

9、器斷口閃絡(luò)保護v非電量非電量保護保護2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置四、發(fā)電機保護的動作方式QFQF1QF2+-ZBACR（1 1）停機）停機停汽機、停鍋爐、斷開高停汽機、停鍋爐、斷開高壓則斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變低壓壓則斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、使機爐及其輔機停止工作。側(cè)斷路器、使機爐及其輔機停止工作。2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置四、發(fā)電機保護的動作方式QFQF1QF2+-ZBACR（2 2）解列滅磁）解列滅磁斷開高壓

10、則斷路器、斷開高壓則斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、汽滅磁、斷開高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、汽輪機甩負(fù)荷。輪機甩負(fù)荷。2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置四、發(fā)電機保護的動作方式QFQF1QF2+-ZBACR（3 3）解列）解列斷開高壓則斷路器、汽斷開高壓則斷路器、汽輪機甩負(fù)荷。輪機甩負(fù)荷。2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置四、發(fā)電機保護的動作方式QFQF1QF2+-ZBACR（4 4）程序跳閘）程序跳閘保護先動作于跳主汽門，然后保護先動作于跳

11、主汽門，然后經(jīng)過逆功率繼電器的延時接點和主汽門跳閘后的經(jīng)過逆功率繼電器的延時接點和主汽門跳閘后的常閉接點串聯(lián)常閉接點串聯(lián), , 動作于跳發(fā)電機動作于跳發(fā)電機- -變壓器組的出口變壓器組的出口斷路器斷路器, , 實現(xiàn)發(fā)電機組與系統(tǒng)解列并滅磁。實現(xiàn)發(fā)電機組與系統(tǒng)解列并滅磁。2022-5-98-18-1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護配置四、發(fā)電機保護的動作方式QFQF1QF2+-ZBACR（5 5）減出力）減出力減少原動機的輸出功率。減少原動機的輸出功率。（6 6）減勵磁）減勵磁減小勵磁電流。減小勵磁電流。（7 7）母線解列）母線解列對雙母線系統(tǒng)，斷開母

12、聯(lián)開關(guān)，對雙母線系統(tǒng)，斷開母聯(lián)開關(guān)，縮小故障波及范圍。縮小故障波及范圍。（8 8）信號）信號發(fā)出警示信號。發(fā)出警示信號。2022-5-98-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護一、一、 發(fā)電機縱聯(lián)差動保護基本原理發(fā)電機縱聯(lián)差動保護基本原理+dIdIdITINITANTdnIII/發(fā)電機正常運行時發(fā)電機正常運行時0發(fā)電機定子繞組發(fā)發(fā)電機定子繞組發(fā)生相間短路時生相間短路時TANTdnIII/TAFnI /2022-5-98-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護一、一、 發(fā)電機縱聯(lián)差動保護基本原理發(fā)電機縱聯(lián)差動保護基本原理+dIdIdITINI保護動作判據(jù)保護動作判據(jù)setdII T

13、AKTAstnprelsetnIKKKKI/max.其中其中2022-5-98-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護二、二、 比率制動特性和標(biāo)積制動特性的縱聯(lián)差動保護比率制動特性和標(biāo)積制動特性的縱聯(lián)差動保護resresdopdIKIII0 .動作判據(jù)動作判據(jù)00 .opIdIresIresK0 .0 .0 .0 .0 .,)(,resresresresopdresresopdIIIIKIIIIII00 .opIdIresIK0 .resImax.resI制動系數(shù)制動系數(shù)斜率斜率2022-5-98-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護二、二、 比率制動特性和標(biāo)積制動特性的縱聯(lián)差動

14、保護比率制動特性和標(biāo)積制動特性的縱聯(lián)差動保護制動電流制動電流TANTresnIII/5 . 00)180cos(,00)180cos(,/)180cos(000當(dāng)當(dāng)TANTresnIII比率制動特性比率制動特性的制動電流的制動電流標(biāo)積標(biāo)積制動特性制動特性的制動電流的制動電流2022-5-98-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護二、二、 比率制動特性和標(biāo)積制動特性的縱聯(lián)差動保護比率制動特性和標(biāo)積制動特性的縱聯(lián)差動保護A相比率制動元件相比率制動元件負(fù)序電壓判別元件負(fù)序電壓判別元件定子一點單相接地開入定子一點單相接地開入TA斷線判別元件斷線判別元件差流越限判別元件差流越限判別元件跳跳閘閘差

15、流越限告警差流越限告警TA斷線斷線B相比率制動元件相比率制動元件C相比率制動元件相比率制動元件2t0+ &1 &111t0+ & & & &12022-5-98-28-2發(fā)電機縱聯(lián)差動保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護三、三、 發(fā)電機不完全縱聯(lián)差動保護發(fā)電機不完全縱聯(lián)差動保護+dIdIdITINI2022-5-98-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護ABC+dIdI1I1I 1I1I 一、一、發(fā)電機橫差保護構(gòu)成原理發(fā)電機橫差保護構(gòu)成原理裂相橫差保護構(gòu)成原理圖裂相橫差保護構(gòu)成原理圖2022-5-98-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護一、一

16、、發(fā)電機橫差保護構(gòu)成原理發(fā)電機橫差保護構(gòu)成原理單元件單元件橫差保護構(gòu)成原理圖橫差保護構(gòu)成原理圖ABC+dI1I1I 1I1I 2022-5-98-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護一、一、發(fā)電機橫差保護構(gòu)成原理發(fā)電機橫差保護構(gòu)成原理轉(zhuǎn)子一點轉(zhuǎn)子一點接地接地保護保護開入開入交流回路異常監(jiān)測交流回路異常監(jiān)測元件元件跳閘跳閘告警告警單元件橫差單元件橫差元件元件2t01t0 & &1v單元件橫差元件的單元件橫差元件的三次諧波的濾過比應(yīng)不小于三次諧波的濾過比應(yīng)不小于8080。v當(dāng)發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子偏心、勵磁回路兩點接地時，橫差保護有當(dāng)發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子偏心、勵磁回路兩點接地時，橫差保護

17、有可能動作。可能動作。v當(dāng)發(fā)生勵磁回路一點接地故障后，為防止可能出現(xiàn)的瞬時兩當(dāng)發(fā)生勵磁回路一點接地故障后，為防止可能出現(xiàn)的瞬時兩點接地時橫差保護誤動作，經(jīng)延時出口跳閘。點接地時橫差保護誤動作，經(jīng)延時出口跳閘。2022-5-9二、二、發(fā)電機縱向基波零序電壓保護發(fā)電機縱向基波零序電壓保護8-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護AEBECE100/3eU03U2022-5-9二、二、發(fā)電機縱向基波零序電壓保護發(fā)電機縱向基波零序電壓保護8-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護負(fù)序功率方向元件負(fù)序功率方向元件縱向基波零序電壓元件縱向基波零序電壓元件TA斷線判別元件斷線判別元件跳閘跳閘TA

18、斷線斷線TV斷線判別元件斷線判別元件負(fù)序電壓元件負(fù)序電壓元件負(fù)序電流元件負(fù)序電流元件TV斷線斷線機端三相無電流機端三相無電流 & & &11t02t0判斷發(fā)電機是否并網(wǎng)判斷發(fā)電機是否并網(wǎng)防止外部不對稱短路時保護誤動防止外部不對稱短路時保護誤動三次諧波濾過比大于三次諧波濾過比大于80802022-5-9三、三、發(fā)電機負(fù)序功率方向保護發(fā)電機負(fù)序功率方向保護8-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護TI. 2NI. 2kU. 22U2UTI. 2NI. 2TI. 2NI. 2kU. 22U2UTI. 2NI. 22022-5-9三、三、發(fā)電機負(fù)序功率方向保護發(fā)電機負(fù)序功

19、率方向保護8-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護2UTI. 2NI. 22UTI. 2NI. 2TI. 2NI. 2kI. 22UTI. 2NI. 2kI. 22U2022-5-9跳閘跳閘機端三相無電流機端三相無電流30ms2U2I2P2I2P2U & &1 &0100ms三、三、發(fā)電機負(fù)序功率方向保護發(fā)電機負(fù)序功率方向保護8-38-3發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護gCAEBECENZtCCI-103I一、一、發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點發(fā)電機定子繞組單相接

20、地時基波零序分量的特點1.1.發(fā)電機定子繞組發(fā)電機定子繞組距中性點距中性點 處處單相接地單相接地短路短路2022-5-9gCAEBECENZtCCI-103ICAkACBkBkCEEUEEUU 0kAkCkBkAkEUUUU)(31)(02022-5-9gCAEBECENZtCCI-103ICAACBBCCEEUEEUEU)1 (kACBAEUUUU)(31)(02022-5-9gCAEBECENZtCCI-103IkgCCggCBBggCAAgCEICEEICEEI)1 ()()(gACgBgAggCEIIII)(310 .0 .gIAgIBgICgI0 .gIgCU)(02022-5-9g

21、CAEBECENZtCCI-103IktCCttCBBttCAAtCEICEEICEEI)1 ()()(AtIBtICtI0 . tItACtBtAttCEIIII)(310 .tCU)(02022-5-9gCAEBECENZtCCI-103IkgCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0 .gI0 . tI2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護一、一、發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點1.1.發(fā)電機定子繞組發(fā)電機定子繞組距中性點距中性點 處處單相接地單相接地短路短路gCENZtCCI-103I

22、)(0kU)(0U0 .gI0 . tI（1 1）忽略各相電流在發(fā)電機繞組上的壓降，機端的）忽略各相電流在發(fā)電機繞組上的壓降，機端的零序電壓和故障處的零序電壓相等。零序電壓和故障處的零序電壓相等。2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護一、一、發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點1.1.發(fā)電機定子繞組發(fā)電機定子繞組距中性點距中性點 處處單相接地單相接地短路短路gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0 .gI0 . tI（2 2）當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生接地短路時，）當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生接地短路時，測

23、量的零序電流為測量的零序電流為發(fā)電機外部等值電容的零序電流；當(dāng)發(fā)電機外部發(fā)生接地短路發(fā)電機外部等值電容的零序電流；當(dāng)發(fā)電機外部發(fā)生接地短路時，測量的時，測量的零序電流為零序電流為發(fā)電機發(fā)電機對地對地電容的零序電流。電容的零序電流。2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護一、一、發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點發(fā)電機定子繞組單相接地時基波零序分量的特點1.1.發(fā)電機定子繞組發(fā)電機定子繞組距中性點距中性點 處處單相接地單相接地短路短路gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0 .gI0 . tI（3 3）零序電壓）零序電壓及及零序電流，其

24、大小和故障點位置有關(guān)，故零序電流，其大小和故障點位置有關(guān)，故障點距離發(fā)電機中性點越近，數(shù)值越小，反之越大。障點距離發(fā)電機中性點越近，數(shù)值越小，反之越大。2022-5-9gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0 .gI0 . tI例：發(fā)電價的額定電壓例：發(fā)電價的額定電壓kVUe20FCg284. 0FCt016. 0NZACCUItgeC26. 3)(33AMWkVAMWkVAMWkVAMWkV13002018220012575.158 .133100505 .104503 . 6規(guī)程規(guī)定允許的規(guī)程規(guī)定允許的接地短路電流為接地短路電流為：2022-5-9AEBECE【發(fā)電機發(fā)電機中性點接

25、地方式】中性點接地方式】AEBECENX欠補償方式欠補償方式AEBECER20000/23020000/23042. 0R3176R例例2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護二、二、發(fā)電機定子繞組三次諧波電勢及其特點發(fā)電機定子繞組三次諧波電勢及其特點2gC3ENZtCN3NU2gC3TUT)21 (3233gtNgNNTCCZCjZUU1233tggNTCCCUUNZ2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護二、二、發(fā)電機定子繞組三次諧波電勢及其特點發(fā)電機定子繞組三次諧波電勢及其特點2gC3ENZtCN3N

26、U2)1 (gC3TUT3)1 (E2gC2)1 (gC133NTUU%50133NTUU2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護三、三、發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護構(gòu)成構(gòu)成原理原理1.1.基波零序電壓保護基波零序電壓保護setUU 03VUset105AEBECEVU10030100/3eU%10%5的死區(qū)的死區(qū) 接地電流小于安全電流，接地電流小于安全電流，可動作于信號或延時跳閘。可動作于信號或延時跳閘。2022-5-98-8-4 4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護三、三、發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電

27、機定子繞組單相接地保護構(gòu)成構(gòu)成原理原理2 2. .三次諧波電壓比定子接地保護三次諧波電壓比定子接地保護保護的動作判據(jù)保護的動作判據(jù)setNTKUU33330KKKrelset0K正常運行時，可實際測量正常運行時，可實際測量2022-5-98-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護一、一、發(fā)電機發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組繞組故障形式及其危害故障形式及其危害-+fUfI繞組匝間短路繞組匝間短路對于氣體冷卻的轉(zhuǎn)子，這種匝間短路不會直接引對于氣體冷卻的轉(zhuǎn)子，這種匝間短路不會直接引起嚴(yán)重后果。起嚴(yán)重后果。對于水內(nèi)冷的轉(zhuǎn)子，由于匝數(shù)少、電流密度大，對于水內(nèi)冷的轉(zhuǎn)子，由于匝數(shù)少、電流密度大，不容許帶著匝間

28、短路長期運行。不容許帶著匝間短路長期運行。2022-5-98-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護-+fUfI一、一、發(fā)電機發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組繞組故障形式及其危害故障形式及其危害轉(zhuǎn)子繞組一點接地轉(zhuǎn)子繞組一點接地對發(fā)電機不會造成實質(zhì)性危害對發(fā)電機不會造成實質(zhì)性危害轉(zhuǎn)子繞組兩點接地轉(zhuǎn)子繞組兩點接地?zé)齻D(zhuǎn)子本體；勵磁繞組因過熱而燒傷；引起振燒傷轉(zhuǎn)子本體；勵磁繞組因過熱而燒傷；引起振動；軸系和汽機磁化。動；軸系和汽機磁化。2022-5-98-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護-+fUfI一、一、發(fā)電機發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組繞組故障形式及其危害故障形式及其危害 水輪發(fā)電機，都裝設(shè)一

29、點接地保護，動作于信號，不裝設(shè)水輪發(fā)電機，都裝設(shè)一點接地保護，動作于信號，不裝設(shè)兩點接地保護。兩點接地保護。 中小型汽輪發(fā)電機，不裝設(shè)一點接地保護。用絕緣檢查電中小型汽輪發(fā)電機，不裝設(shè)一點接地保護。用絕緣檢查電壓表檢出一點接地故障后，投兩點接地保護裝置。兩點接地保壓表檢出一點接地故障后，投兩點接地保護裝置。兩點接地保護動作后，經(jīng)延時停機。護動作后，經(jīng)延時停機。 大型汽輪發(fā)電機裝設(shè)一點接地保護已屬定論。但在一點接大型汽輪發(fā)電機裝設(shè)一點接地保護已屬定論。但在一點接地保護動作于信號還是動作于跳閘的問題上，存在著不同的看地保護動作于信號還是動作于跳閘的問題上，存在著不同的看法。法。2022-5-98-

30、5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護二、二、切換采樣式轉(zhuǎn)子一點接地保護切換采樣式轉(zhuǎn)子一點接地保護（乒乓式）（乒乓式）-+fU)1 (fUaRaRbRbRgRR1U3U2U1S2S測量：測量：1U2U3UfU計算：計算：gR2022-5-9-+1)1 (fU1fUaRaRbRbRgRR01U31U21U1S2S)()()1 (31211gbabfRRRURRRUUabbabfRRURURRRUU)()(21312112022-5-9-+1)1 (fU1fUaRaRbRbRgRR01U31U21U1S2S)()(2)1 (313111gbabaaffRRRURRRRRRUUU2022-

31、5-9-+2)1 (fU2fUaRaRbRbRgRR12U32U02U1S2S)()(12322babgfRRRURRRUUababbfRRURURRRUU)()(-32121222022-5-9-+2)1 (fU2fUaRaRbRbRgRR12U32U02U1S2S)(2)(322322babaafgfRRRRRRUURRRUU2022-5-9)(2(2321312312UUUURRUURRRRffbafbbaa)()(2)1 (313111gbabaaffRRRURRRRRRUUU)(2)(322322babaafgfRRRRRRUURRRUURRRRRRUUUURRUURRRbabaaf

32、fbaffbg2)()(2(321231212022-5-98-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護二、二、切換采樣式轉(zhuǎn)子一點接地保護切換采樣式轉(zhuǎn)子一點接地保護（乒乓式）（乒乓式）-+fU)1 (fUaRaRbRbRgRR1U3U2U1S2S保護的動作判據(jù)保護的動作判據(jù): :setgRR 轉(zhuǎn)子接地保護可設(shè)置兩段，依據(jù)汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電轉(zhuǎn)子接地保護可設(shè)置兩段，依據(jù)汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機所采用的冷卻方式不同進行設(shè)置機所采用的冷卻方式不同進行設(shè)置。靈敏段動作于信號，不。靈敏段動作于信號，不靈敏段可延時動作于跳閘。靈敏段可延時動作于跳閘。2022-5-98-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護

33、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護三、三、注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護大軸大軸+-+-SRSRgRMReCSU)1 (EEMUtSU01SU2SUtMU0gR2022-5-98-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護三、三、注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護大軸大軸+-+-SRSRgRMReCSU)1 (EEMUtSU01SU2SUtMU0gRMUgR2022-5-9v注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護具有以下特點：注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護具有以下特點：v1) 1) 轉(zhuǎn)子接地電阻的計算與接地位置無關(guān)，保護沒有轉(zhuǎn)子接地電阻的計算與接地位置無關(guān)

34、，保護沒有死區(qū)；死區(qū)；v2) 2) 轉(zhuǎn)子接地電阻的計算與轉(zhuǎn)子電壓的大小無關(guān)；轉(zhuǎn)子接地電阻的計算與轉(zhuǎn)子電壓的大小無關(guān)；v3) 3) 不受轉(zhuǎn)子繞組對地電容的影響；不受轉(zhuǎn)子繞組對地電容的影響；v4) 4) 在未加轉(zhuǎn)子電壓的情況下，也能監(jiān)視轉(zhuǎn)子的絕緣在未加轉(zhuǎn)子電壓的情況下，也能監(jiān)視轉(zhuǎn)子的絕緣情況。情況。8-5 8-5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護三、三、注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護注入方波信號的轉(zhuǎn)子一點接地保護2022-5-98-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護一、一、發(fā)電機失磁后的基本物理過程發(fā)電機失磁后的基本物理過程QF1QF2QF3SUqEgUIjQP sxTxdxqxfadq

35、ijxE 發(fā)電機發(fā)電機空載電勢空載電勢1SU2022-5-98-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護一、一、發(fā)電機失磁后的基本物理過程發(fā)電機失磁后的基本物理過程QF1QF2QF3SUqEgUIjQP sxTxdxqx發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的電壓、電流向量關(guān)系為：發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的電壓、電流向量關(guān)系為：qqddgqxI jxI jUEqqddSTSqxI jxI jxxI jUE)(2022-5-9qqddSTSqxI jxI jxxI jUE)(對于隱極發(fā)電機對于隱極發(fā)電機x I jUx I jxxI jUESdSTSq)(SUI)(STdxxxI jqE2022-5-9qqddSTSqxI j

36、xI jxxI jUE)(對于對于凸凸極發(fā)電機極發(fā)電機qqddSTSqxI jxI jxxI jUE)(qqddSqxI jxI jUESUIddxI jqEqqxI jdIqI2022-5-98-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護一、一、發(fā)電機失磁后的基本物理過程發(fā)電機失磁后的基本物理過程QF1QF2QF3SUqEgUIjQPsxTxdxqx發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的攻角攻角關(guān)系：關(guān)系：隱極發(fā)電機隱極發(fā)電機sindSqxUEPdSdSqxUxUEQ2cos2022-5-98-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護一、一、發(fā)電機失磁后的基本物理過程發(fā)電機失磁后的基本物理過程Q

37、F1QF2QF3SUqEgUIjQPsxTxdxqx發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的功角功角關(guān)系：關(guān)系：凸凸極發(fā)電機極發(fā)電機2sin)11(2sin2dqSdSqxxUxUEPdSdqSdSqxUxxUxUEQ222sin)11(cos2022-5-9PTP1sb隱極機功角特性隱極機功角特性PTP1sb凸極機功角特性凸極機功角特性發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程)(22acTJPPPdtdT2022-5-9發(fā)電機發(fā)電機失磁后的電氣量變化（以隱極機為例）失磁后的電氣量變化（以隱極機為例）：fiqEsindSqxUEPdSdSqxUxUEQ2cos)(22acTJPPPdtdTPTP1sb

38、2 90acTPPP 90dSxUQ2 90TPP Q2022-5-9QF1QF2QF3SUqEgUIjQP sxTxdxqx2022-5-9 轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差 定子電流增大 定子電壓下降 有功功率下降 無功功率反向并且增大 機端測量阻抗變化 在轉(zhuǎn)子回路出現(xiàn)差頻電流 電力系統(tǒng)的電壓下降 某些電源支路過電流發(fā)電機發(fā)電機失磁后的電氣量變化的特征失磁后的電氣量變化的特征：2022-5-9（1）造成系統(tǒng)中大量無功缺少。當(dāng)系統(tǒng)中無功儲備不足，將引起電壓下降，嚴(yán)重時引起電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解。（2）造成系統(tǒng)中其他發(fā)電機增加無功輸出。使某些發(fā)電機、變壓器、輸電線路過電流，后備保護可能因過流動作，擴大故障范圍。（3）

39、造成有功功率擺動及系統(tǒng)電壓降低?？赡軐?dǎo)致相鄰正常運行的發(fā)電機與系統(tǒng)之間失去同步，引起系統(tǒng)振蕩。發(fā)電機發(fā)電機失磁后的危害失磁后的危害：對電力系統(tǒng)的影響對電力系統(tǒng)的影響2022-5-9（1）轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)差頻電流，引起繞組發(fā)熱。（2）異步運行后，發(fā)電機的等效電抗降低，從系統(tǒng)中吸收的無功增加，使定子繞組過熱。（3）對大型直接冷卻式汽輪發(fā)電機，其轉(zhuǎn)矩和有功將發(fā)生劇烈擺動。這種影響對水輪發(fā)電機更為嚴(yán)重，直接威脅機組安全。（4）定子端部漏磁增強，使端部的部件和端部鐵芯過熱。發(fā)電機發(fā)電機失磁后的危害失磁后的危害：對發(fā)電機的影響對發(fā)電機的影響2022-5-98-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護二、二、發(fā)

40、電機失磁后的機端測量阻抗發(fā)電機失磁后的機端測量阻抗QF1QF2QF3SUqEgUIjQP sxTxdxqxconSSTSggjxIUIxxI jUIUZ)(2022-5-91. 1. 失步前失步前（ ）時的機端測量阻抗時的機端測量阻抗0902222)2(jSconSgePUjxPUZ)(PQarctg0RjXconjxPUS220RjX1P2P21PP 2022-5-92 2. . 臨界失步點（臨界失步點（ ）時的機端測量阻抗時的機端測量阻抗090)(PQarctgORjXconjxdjx-222jcondcondgexxjxxjZ2022-5-93 3. . 發(fā)電機失步后的機端測量阻抗 當(dāng)發(fā)

41、電機失磁后，勵磁電流按指數(shù)規(guī)律衰減到零，當(dāng)發(fā)電機失磁后，勵磁電流按指數(shù)規(guī)律衰減到零，發(fā)電機進入異步運行狀態(tài)發(fā)電機進入異步運行狀態(tài)。1x2xssR)1 (2adx1I2I0I)()(22221xxjsRjxsRjxjxZadadgdadgjxxxjZ)(10ssdadadgx jxxxxxjZ2212022-5-93 3. . 發(fā)電機失步后的機端測量阻抗ORjXdx j -djx-2022-5-9 發(fā)電機失磁后的機端測量阻抗ORjXdx j -djx-conjxPUS22abcde等有功圓等有功圓靜穩(wěn)邊界阻抗圓靜穩(wěn)邊界阻抗圓異步邊界阻抗圓異步邊界阻抗圓2022-5-94.4.發(fā)電機發(fā)電機在其它運

42、行方式下在其它運行方式下的機端測量阻抗的機端測量阻抗QF1QF2QF3SUqEgUIjQP sxTxdxqxIUZgg發(fā)電機正常運行發(fā)電機正常運行發(fā)電機外部短路發(fā)電機外部短路dx j -ORjXdjx-conjx系統(tǒng)振蕩系統(tǒng)振蕩發(fā)電機自并列發(fā)電機自并列發(fā)電機對長線充電發(fā)電機對長線充電2022-5-98-6 8-6 發(fā)電的失磁保護發(fā)電的失磁保護三、三、發(fā)電機失磁保護的構(gòu)成發(fā)電機失磁保護的構(gòu)成 1.1.基于機端測量阻抗的發(fā)電機失磁保護基于機端測量阻抗的發(fā)電機失磁保護 核心元件是阻抗繼電器，阻抗繼電器的動作特性可以采用靜穩(wěn)極限核心元件是阻抗繼電器，阻抗繼電器的動作特性可以采用靜穩(wěn)極限阻抗圓、異步阻抗

43、圓，或者諸如透鏡、蘋果和橢圓形的特性，具體采用何種阻抗圓、異步阻抗圓，或者諸如透鏡、蘋果和橢圓形的特性，具體采用何種特性，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機結(jié)構(gòu)、運行工況及其在電網(wǎng)中所處位置而定。特性，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機結(jié)構(gòu)、運行工況及其在電網(wǎng)中所處位置而定。 2.2.基于高壓側(cè)低電壓的發(fā)電機失磁保護基于高壓側(cè)低電壓的發(fā)電機失磁保護 由于發(fā)電機低勵失磁故障，無功儲備不足，引起系統(tǒng)側(cè)高壓母線三由于發(fā)電機低勵失磁故障，無功儲備不足，引起系統(tǒng)側(cè)高壓母線三相相間電壓同時下降到低于最低電壓允許值。相相間電壓同時下降到低于最低電壓允許值。 3.3.失磁保護的輔助判據(jù)失磁保護的輔助判據(jù) （1 1）等勵磁電壓失磁保護）等勵磁電壓失磁保護 （2 2）轉(zhuǎn)子繞組變勵磁低電壓失磁保護）轉(zhuǎn)子繞組變勵磁低電壓失磁保護2022-5-92022-5-98-8-7 7 發(fā)電發(fā)電機負(fù)序電流機負(fù)序電流保護保護一、一、發(fā)電機承受負(fù)序電流的能力發(fā)電機承受負(fù)序電流的能力（轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護）汽輪發(fā)電機汽輪發(fā)電機：20.06 0.1I無阻尼繞組的水輪發(fā)電機：無阻尼繞組