第十一章發(fā)電機保護

1、111-1 發(fā)電機的故障和不正常運行情況第十一章 發(fā)電機保護1 1） 發(fā)電機定子繞組相間短路 一一、發(fā)電機可能發(fā)生的故障及其相應措施 產(chǎn)生很大的短路電流，嚴重損壞發(fā)電機，甚至引起火災。危害最大。應裝設縱聯(lián)差動保護。 22 2）發(fā)電機定子繞組匝間短路）發(fā)電機定子繞組匝間短路 定子繞組匝間短路會產(chǎn)生很大的環(huán)流，引起故定子繞組匝間短路會產(chǎn)生很大的環(huán)流，引起故障處溫度升高，使絕緣老化，甚至擊穿絕緣發(fā)展障處溫度升高，使絕緣老化，甚至擊穿絕緣發(fā)展為單相接地或相間短路，擴大發(fā)電機損壞范圍。為單相接地或相間短路，擴大發(fā)電機損壞范圍。 裝設橫差動保裝設橫差動保護護3 3）發(fā)電機定子繞組單相接地）發(fā)電機定子繞組單

2、相接地 電容電流流過故障點的定子鐵芯，當此電流較電容電流流過故障點的定子鐵芯，當此電流較大或持續(xù)時間較長時，會使鐵芯局部熔化。大或持續(xù)時間較長時，會使鐵芯局部熔化。 應裝設靈敏的反應全部繞組任一點接地故障的應裝設靈敏的反應全部繞組任一點接地故障的100%100%定子繞組單相接地保護。定子繞組單相接地保護。34 4）發(fā)電機轉子繞組一點接地和兩點接地）發(fā)電機轉子繞組一點接地和兩點接地 同時裝設反映發(fā)電機轉子繞組一點接地和同時裝設反映發(fā)電機轉子繞組一點接地和兩點接地的保護。兩點接地的保護。 一點接地時危害不嚴重；兩點接地時，因破壞一點接地時危害不嚴重；兩點接地時，因破壞了轉子磁通的平衡，可能引起發(fā)電

3、機的強烈震動了轉子磁通的平衡，可能引起發(fā)電機的強烈震動或將轉子繞組燒損。或將轉子繞組燒損。5 5）轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：）轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：從系統(tǒng)吸收無功功率，造成失步，從而引起系統(tǒng)從系統(tǒng)吸收無功功率，造成失步，從而引起系統(tǒng)電壓下降，甚至可使系統(tǒng)崩潰。電壓下降，甚至可使系統(tǒng)崩潰。應裝設失磁保護。應裝設失磁保護。 4二、發(fā)電機的不正常工作狀態(tài)及其相應的保護二、發(fā)電機的不正常工作狀態(tài)及其相應的保護 1 1 ）由于外部短路、非周期合閘以及系統(tǒng)振蕩）由于外部短路、非周期合閘以及系統(tǒng)振蕩等等原因引起的過電流，應裝設過電流保護，原因引起的過電流，應裝設過電流保護， 作為外部

4、短路和內(nèi)部短路的后備保護。作為外部短路和內(nèi)部短路的后備保護。 50MW 50MW及以上的發(fā)電機，應裝設負序過電流保護。及以上的發(fā)電機，應裝設負序過電流保護。 2)2)過負荷保護過負荷保護: : 針對對稱過負荷，應裝設只接于一相的過負荷針對對稱過負荷，應裝設只接于一相的過負荷信號保護；信號保護； 針對不對稱過負荷，一般在針對不對稱過負荷，一般在50MW50MW及以上發(fā)電機及以上發(fā)電機應裝設負序過負荷保護。應裝設負序過負荷保護。 5由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓, ,造成發(fā)電機繞組絕緣擊穿。造成發(fā)電機繞組絕緣擊穿。3 )3 )過電壓保護過電壓保護: : 6 a

5、、縱聯(lián)差動保護，反應發(fā)電機定子繞組及引出線相間短路； b、定子繞組匝間短路； c、定子單相接地保護（接地電流超過允許值時）； d、過電流保護（外部短路引起） ； e、對稱過負荷保護（裝于一相上）； f、 勵磁回路接地保護 g、失磁保護 h、失步保護 I、 轉子過負荷保護 j、 逆功率保護 k、定子繞組過電壓保護 L、發(fā)電機過勵磁保護發(fā)電機保護配置發(fā)電機保護配置：7 11-2 11-2 發(fā)電機的差動保發(fā)電機的差動保護護反映定子繞組及引出線相間短路反映定子繞組及引出線相間短路 動作于跳動作于跳DLDL同時停機。同時停機。二、差動保護原理 比較發(fā)電機兩側的電流的大小和相位。比較發(fā)電機兩側的電流的大小

6、和相位。一、用途和保護范圍一、用途和保護范圍81、發(fā)電機縱聯(lián)差動保護的構成、發(fā)電機縱聯(lián)差動保護的構成92 2、保護原理接線、保護原理接線 10TAkTATAnIIInInI221221102121IInInITATA保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時，流入差動繼電器電流： 正常運行或外部短路時，流入差動繼電器電流：02121IInInITATA113 3、保護整定計算保護整定計算 動作電流按兩個條件整定：動作電流按兩個條件整定： GNrelopIKImax.max.kerstunprelunbrelopIfKKKIKI2)2(min.opksenIIK斷線條件斷線條件不平衡電流條件不平衡電流條件 靈敏度靈

7、敏度 12GNopII2 . 0斷線監(jiān)視斷線監(jiān)視 斷線監(jiān)視的電流繼電器裝在差動回路斷線監(jiān)視的電流繼電器裝在差動回路的中線上，動作后經(jīng)延時發(fā)出信號。的中線上，動作后經(jīng)延時發(fā)出信號。 該延時應大于發(fā)電機后備保護動作時間。該延時應大于發(fā)電機后備保護動作時間。13三、比率制動式發(fā)電機縱差保護三、比率制動式發(fā)電機縱差保護 1 1、作用原理、作用原理基于保護的基于保護的動作電流動作電流隨著外部故障的短路電隨著外部故障的短路電流而產(chǎn)生的流而產(chǎn)生的不平衡電流不平衡電流的增大而的增大而按比例的線按比例的線性增大，且比其增大的更快。性增大，且比其增大的更快。制動電流制動電流外部短路電流外部短路電流動作電流動作電流

8、流入差動回路電流流入差動回路電流動作量動作量 制動量制動量 保護動作。保護動作。142 2、原理接、原理接線線)(21IIIbr 制動電流：制動電流： 差動電流：差動電流： IIIop I2I1I I * * *15min.min.min.)(opbrbropopopIIIKIII)()(min.min.brbrbrbrIIII保護動作條件：保護動作條件： 3 3、制動特性曲、制動特性曲線線16（1 1）正常運行）正常運行時時TAnIII 制動電流制動電流當當min.brbrII可以認為無制動作用?？梢哉J為無制動作用。 min.)(21brTAbrInIIII NI2I1I I* * *17動

9、作電動作電流流TAkopnIIII 0保護可靠不動作。保護可靠不動作。（2 2）外部短路）外部短路時時制動電制動電流流min.)(21brTAbrInIIII K動作電動作電流流TAkopnIIII 0保護可靠不動作。保護可靠不動作。op brop 50%50%時時3 . SU3 .NU2*278（1 1） 在在abab段內(nèi)：段內(nèi)： 1t允t可能出現(xiàn)發(fā)電機已被損壞而保護尚未動作的情況;對發(fā)電機不安全,段段動作動作區(qū)區(qū)段段動作動作區(qū)區(qū)79（2） 在bc段內(nèi)： 1t允t沒有充分利用發(fā)電機承受負序電流的能力。在不該切除的時候就將它切除了80發(fā)信號，由于運行人員處理，發(fā)信號，由于運行人員處理，（3 3

10、） 在在cdcd段內(nèi)：段內(nèi)： 允tt2可能發(fā)生保護給出信號后，值班人員還未來得及可能發(fā)生保護給出信號后，值班人員還未來得及處理時，發(fā)電機已超過了允許時間處理時，發(fā)電機已超過了允許時間;不安全。不安全。而靠近而靠近c c點時，點時，81 由以上分析可以看出：兩段式負序定時限過由以上分析可以看出：兩段式負序定時限過電流保護的動作特性與發(fā)電機允許的負序電電流保護的動作特性與發(fā)電機允許的負序電流曲線不能很好地配合。流曲線不能很好地配合。（4 4）在）在dede段內(nèi)，段內(nèi)， 保護根本不反應保護根本不反應 82三、負序反時限過流保護三、負序反時限過流保護 動作特性在允許負序電流曲線的上面動作特性在允許負序電流曲線的上面一、負序反時限動