發(fā)電機的保護

發(fā)電機保護一、發(fā)電機的故障類型二、發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)三、發(fā)電機的保護發(fā)電機的故障類型1、定子繞組相間短路損害：發(fā)電機線圈燒損、線棒受力移位、發(fā)電機振動2、定子繞組一相的匝間短路損害：磁路不對稱引起發(fā)電機振動、發(fā)電機電壓、電流不對稱3、定子繞組單相接地損害：發(fā)電機鐵心燒損，轉子局部發(fā)熱、4、轉子繞組一點接地或兩點接地損害：發(fā)電機振動、轉子發(fā)熱、燒損5、轉子勵磁回路勵磁電流消失（失磁）損害：發(fā)電機失步、系統(tǒng)電壓降低發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)1、由于外部故障引起的定子繞組過電流2、對稱過負荷3、由于外部不對稱短路或不對稱負荷（非全相）引起的發(fā)電機負序和過負荷4、由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓5、勵磁回路故障或強勵時間過長引起轉子繞組過負荷6、汽機主汽門突關引起發(fā)電機逆功率發(fā)電機的保護發(fā)電機保護為雙主雙后，即雙套主保護、雙套后備保護、雙套異常運行保護的配置方案。其思想是將一個發(fā)變組單元的全套電量保護集成在一套裝置中，主保護和后備保護共用一組TA。對于一個發(fā)變組單元，配置兩套完整的電氣量保護，每套保護裝置采用不同組TA，均有獨立的出口跳閘回路。非電量保護出口跳閘回路完全獨立，和操作回路獨立組屏。發(fā)電機的保護1、發(fā)電機差動保護2、發(fā)電機匝間保護3、定子接地保護（零序電壓保護、三次諧波電壓保護）4、轉子接地保護（一點接地保護、兩點接地保護）5、定子過負荷保護6、負序過負荷保護7、失磁保護8、失步保護發(fā)電機的保護8、逆功率保護9、頻率保護10、誤上電保護11、啟停機保護12、發(fā)電機后備保護13、發(fā)電機過電壓保護14、發(fā)電機過勵磁保護15、斷水保護（熱工保護）16、汽機保護1、發(fā)電機縱差保護反應發(fā)電機定子相間短路，保護發(fā)電機定子。發(fā)電機差動保護包括：差動速斷、比率差動、工頻變化量差動三種，均投跳閘。差動速斷比率差動變斜率比例差動不設拐點，一開始就帶制動特性1、發(fā)電機縱差保護1、發(fā)電機縱差保護一般的差動繼電器均選用比率差動，主要是為解決區(qū)外故障時，故障電流引起的不平衡電流對差動繼電器的影響。當區(qū)外故障電流增大時，不平衡電流會增大，制動電流也增大，比率差動特性可讓定值也隨制動電流也增大而抬高，此特性能躲過不平衡電流。由于硬件的限制，以前的特性大都為直線特性，動作特性隨制動電流也增大與不平衡電流隨區(qū)外故障電流增大不匹配，降低了非線性部分的靈敏度，變斜率比率差動動作特性較好地與差電流的不平衡電流配合（因為差電流的不平衡電流的增加隨制動電流的增加是非線性的）。與傳統(tǒng)縱差相比，增加了靈敏動作區(qū)，減少了易動作區(qū)；由于一開始就帶制動并且使用了頻率跟蹤技術，因此、差動起始企可以安全地降低，提高了發(fā)電機內部故障時，尤其是機組起停過程中（45~55）內部輕微故障差動保護的靈敏度

1、發(fā)電機縱差保護工頻變化量差動發(fā)電機、變壓器內部輕微故障時，穩(wěn)態(tài)差動保護由于負荷電流的影響，不能靈敏反應。為此配置了主變壓器工頻變化量比率差動保護、發(fā)電機工頻變化量比率差動保護，并設有控制字方便投退。動作結果：跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。2、發(fā)電機匝間保護用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路、分支開焊故障以及相間短路的主保護。反應發(fā)電機匝間短路的保護有橫差保護和縱向零序電壓保護。目前縱向零序電壓保護由縱向零序電壓和故障分呈負序方向判據構成,設置PT斷線閉鎖措施，延時0.2s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機?？v向零序電壓保護，裝設在發(fā)電機出口專用TV開口三角上的縱向零序電壓,用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路的保護。2、發(fā)電機匝間保護

3、發(fā)電機相間后備保護A、兩段阻抗保護，作為發(fā)電機相間后備保護，電流取中性點電流。動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。3、發(fā)電機相間后備保護B、復合電壓過流保護作為發(fā)電機、變壓器、高壓母線和相鄰線路故障的后備。復合電壓過流設兩段定值各一段延時,第Ⅰ段動作于跳母聯(lián)開關或其他開關。復合電壓過流Ⅱ段,動作于停機。動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。3、發(fā)電機相間后備保護4、發(fā)電機定子接地保護發(fā)電機定子接地保護作為發(fā)電機定子單相接地故障保護，由基波零序電壓部分和三次諧波電壓兩部分組成，基波零序電壓保護機端至機尾95區(qū)域的定子繞組單相接地故障，由反映發(fā)電機機端零序電壓原理構成，經時限t1（3s）動作于解列滅磁；三次諧波電壓保護機尾至機端30區(qū)域的定子繞組單相接地故障，由發(fā)電機中性點和機端三次諧波原理構成，經時限t2（5s）動作于信號。二者組成100的定子接地保護。保護設有ＰＴ斷線閉鎖。4、發(fā)電機定子接地保護

A、零序電壓定子接地保護基波零序電壓保護發(fā)電機85～95％的定子繞組單相接地。不經延時告警，延時3s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。

4、發(fā)電機定子接地保護

4、發(fā)電機定子接地保護

B、三次諧波電壓比率定子接地保護三次諧波電壓比率判據只保護發(fā)電機中性點25％左右的定子接地，機端三次諧波電壓取自機端開口三角零序電壓，中性點側三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點TV。機組并網前后，機端等值容抗有較大的變化，因此三次諧波電壓比率關系也隨之變化，在機組并網前后各設一段定值，隨機組出口斷路器位置接點變化自動切換。延時5s動作于報警。4、發(fā)電機定子接地保護

5、發(fā)電機轉子接地保護發(fā)電機轉子一點接地保護用于反應發(fā)電機轉子回路一點接地故障，保護采用乒乓式切換原理，輪流采樣轉子回路正、負極對地電壓，通過求解兩個不同的接地回路方程，實時計算轉子接地電阻和接地位置。A、轉子一點接地保護反應發(fā)電機轉子對大軸絕緣電阻的下降。保護動作于延時9S報警。5、發(fā)電機轉子接地保護5、發(fā)電機轉子接地保護B、轉子兩點接地保護若轉子一點接地保護動作于報警方式，當轉子接地電阻Rg小于普通段整定值，轉子一點接地保護動作后，經延時自動投入轉子兩點接地保護，當接地位置α改變達一定值時判為轉子兩點接地，延時1.5s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。正常時只投A屏或B屏轉子兩點接地其中任意一套。5、發(fā)電機轉子接地保護6、發(fā)電機定子過負荷保護定子過負荷保護反應發(fā)電機定子繞組的平均發(fā)熱狀況。保護動作量同時取發(fā)電機機端、中性點定子電流。

A、定時限告警延時5s告警、減負荷。B、反時限跳閘延時1s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。6、發(fā)電機定子過負荷保護7、發(fā)電機負序過負荷負序過負荷反應發(fā)電機轉子表層過熱狀況，也可反應負序電流引起的其它異常。保護動作量取機端、中性點的負序電流。A、定時限負序過電流保護延時9s告警B、反時限負序過電流保護延時3s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。7、發(fā)電機負序過負荷7、發(fā)電機負序過負荷8、發(fā)電機失磁保護失磁保護反應發(fā)電機勵磁回路故障引起的發(fā)電機異常運行。失磁保護由定子低電壓、定子側阻抗、轉子側低電壓、減出力四個判據組合，完成需要的失磁保護方案。裝置設由四段失磁保護功能，失磁保護Ⅰ段動作于減出力，Ⅱ段經母線電壓低動作于跳閘，Ⅲ段可動作于信號或跳閘，Ⅳ段經較長延時動作于跳閘。A、失磁保護Ⅰ段失磁保護Ⅰ段用于減出力。失磁保護Ⅰ段投入，發(fā)電機失磁時，降低原動機出力使發(fā)電機輸出功率減至整定值。B、失磁保護Ⅱ段8、發(fā)電機失磁保護失磁保護Ⅱ段投入，發(fā)電機失磁時，主變高壓側母線電壓低于整定值，保護延時0.6s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。C、失磁保護Ⅲ段失磁保護Ⅲ段延時1s動作于報警。D、失磁保護Ⅳ段失磁保護Ⅳ段為長延時段，只判定子阻抗元件，在減出力、切換備用勵磁等措施無效的情況下，延時3s動作于跳汽機（也叫程序跳閘）。9、發(fā)電機失步保護失步保護反應發(fā)電機失步振蕩引起的異步運行。區(qū)外失步動作于報警，區(qū)內失步動作于報警及跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。保護采用三阻抗元件，通過阻抗的軌跡變化來檢測滑極次數并確定振蕩中心的位置。在短路故障、系統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線等情況下，保護不誤動作。保護一般動作于信號；當振蕩中心在發(fā)電機－變壓器組內部，保護I段啟動經t1(0.5s)發(fā)跳閘命令,動作于解列滅磁；當振蕩中心在發(fā)電機－變壓器組外部，保護II段啟動經t2(2s)發(fā)信號。保護裝設有電流閉鎖裝置，用以保證在斷路器斷開時電流不超過斷路器額定失步開斷電流。10、發(fā)電機頻率保護

大型汽輪發(fā)電機運行中允許其頻率變化的范圍為48.5～50.5Hz,低于48.5Hz時,累計運行時間和每次持續(xù)運行時間達到定值,保護動作于信號或跳閘。A、低頻Ⅰ段（48HZ/250m）動作于報警B、低頻Ⅱ段（47.5HZ/0.8m）動作于報警C、低頻Ⅲ段（47HZ/8s）動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機D、過頻Ⅰ段（51.5HZ/25m）動作于報警E、過頻Ⅱ段（52HZ/0.5s）動作于報警11、發(fā)電機啟停機保護發(fā)電機啟動或停機過程中，配置反應發(fā)電機相間故障的差回路過流保護和定子接地故障的保護。保護動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。12、發(fā)電機誤上電保護保護動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。A、誤合發(fā)電機出口開關保護（1）發(fā)電機盤車時，未加勵磁，斷路器誤合，造成發(fā)電機異步起動。（2）發(fā)電機起停過程中，已加勵磁，但頻率低于定值，斷路器誤合。12、發(fā)電機誤上電保護（3）發(fā)電機起停過程中，已加勵磁，但頻率大于定值，斷路器誤合或非同期。當發(fā)電機非同期合閘時，如果發(fā)電機斷路器兩側電勢相差180°附近，非同期合閘電流太大，跳閘易造成斷路器損壞，此時閉鎖跳斷路器出口，先跳滅磁開關等其他開關，當斷路器電流小于定值時再動作于跳出口開關。B、斷路器閃絡保護發(fā)電機在進行并列過程中，當斷路器兩側電壓方向為180°，斷口易發(fā)生閃絡。斷路器斷口閃絡只考慮一相或兩相，不考慮三相閃絡。13、發(fā)電機電壓保護A、發(fā)電機過電壓保護在發(fā)電機并網前，如機端電壓達到1.3倍額定值時，發(fā)電機過電壓經延時0.5秒動作于解列滅磁。當發(fā)電機并網后，自動退出此保護。發(fā)電機－變壓器組是否并網通過主變220KV側開關輔助接點狀態(tài)進行判別。過電壓保護用于保護發(fā)電機各種運行情況下引起的定子過電壓（120v）,延時0.5s動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。B、發(fā)電機低電壓保護14、發(fā)電機過勵磁保護過勵磁保護用于防止發(fā)電機、變壓器因過勵磁引起的危害。過勵磁保護反映發(fā)電機出口（變壓器低壓側）的過勵磁倍數。保護動作于跳發(fā)電機出口開關、跳發(fā)電機勵磁開關、跳汽機。A、定時限過勵磁B、反時限過勵磁14、發(fā)電機過勵磁定時限過勵磁14、發(fā)電機過勵磁反時限過勵磁15、發(fā)電機逆功率保護

由于各種原因導致失去原動力,發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C運行,此時,為防汽輪機葉片損壞，配置逆功率保護。逆功率保護設兩段時限,可通過控制字投退。Ⅰ段發(fā)信號,固定延時為10S。Ⅱ段定值可整定,延時動作于停機出口。逆功率保護定值范圍0.5%-10%Pn,Pn為發(fā)電機額定有功功率。延時范圍0.1-600S。A、程序逆功率保護發(fā)電機在過負荷、過勵磁、失磁等各種異常運行保護動作后，需要程序跳閘時。保護先關閉主汽門，由程序逆功率保護經主汽門接點閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點閉鎖，延時動作于程序跳閘，即跳汽機。程序逆功率保護定值范圍0.5%-10%Pn,延時1.5s。Pn為發(fā)電機額定有功功率。15、發(fā)電機逆功率保護程序逆功率保護

15、發(fā)電機逆功率保護B、正常逆功