第十一章發(fā)電機(jī)保護(hù)

1、111-1 發(fā)電機(jī)的故障和不正常運(yùn)行情況第十一章 發(fā)電機(jī)保護(hù)1 1） 發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路 一一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及其相應(yīng)措施 產(chǎn)生很大的短路電流，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)，甚至引起火災(zāi)。危害最大。應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 22 2）發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路）發(fā)電機(jī)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(kuò)大發(fā)電機(jī)損壞范圍。為單相接地或相間短路，擴(kuò)大發(fā)電機(jī)損壞范圍。 裝設(shè)橫差動保裝設(shè)橫差動保護(hù)護(hù)3 3）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地）發(fā)電機(jī)定子繞組單

2、相接地 電容電流流過故障點(diǎn)的定子鐵芯，當(dāng)此電流較電容電流流過故障點(diǎn)的定子鐵芯，當(dāng)此電流較大或持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，會使鐵芯局部熔化。大或持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，會使鐵芯局部熔化。 應(yīng)裝設(shè)靈敏的反應(yīng)全部繞組任一點(diǎn)接地故障的應(yīng)裝設(shè)靈敏的反應(yīng)全部繞組任一點(diǎn)接地故障的100%100%定子繞組單相接地保護(hù)。定子繞組單相接地保護(hù)。34 4）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地 同時(shí)裝設(shè)反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地和同時(shí)裝設(shè)反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地的保護(hù)。兩點(diǎn)接地的保護(hù)。 一點(diǎn)接地時(shí)危害不嚴(yán)重；兩點(diǎn)接地時(shí)，因破壞一點(diǎn)接地時(shí)危害不嚴(yán)重；兩點(diǎn)接地時(shí)，因破壞了轉(zhuǎn)子磁通的平衡，可能引起發(fā)電

3、機(jī)的強(qiáng)烈震動了轉(zhuǎn)子磁通的平衡，可能引起發(fā)電機(jī)的強(qiáng)烈震動或?qū)⑥D(zhuǎn)子繞組燒損?；?qū)⑥D(zhuǎn)子繞組燒損。5 5）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失：）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)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(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)。應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)。 4二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)二、發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù) 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(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，原因引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)， 作為外部

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

5、、縱聯(lián)差動保護(hù)，反應(yīng)發(fā)電機(jī)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(hù)（接地電流超過允許值時(shí)）； d、過電流保護(hù)（外部短路引起） ； e、對稱過負(fù)荷保護(hù)（裝于一相上）； f、 勵(lì)磁回路接地保護(hù) g、失磁保護(hù) h、失步保護(hù) I、 轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù) j、 逆功率保護(hù) k、定子繞組過電壓保護(hù) L、發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)配置發(fā)電機(jī)保護(hù)配置：7 11-2 11-2 發(fā)電機(jī)的差動保發(fā)電機(jī)的差動保護(hù)護(hù)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(shí)停機(jī)。同時(shí)停機(jī)。二、差動保護(hù)原理 比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流的大小和相位。比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流的大小

6、和相位。一、用途和保護(hù)范圍一、用途和保護(hù)范圍81、發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)的構(gòu)成、發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)的構(gòu)成92 2、保護(hù)原理接線、保護(hù)原理接線 10TAkTATAnIIInInI221221102121IInInITATA保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，流入差動繼電器電流： 正常運(yùn)行或外部短路時(shí)，流入差動繼電器電流：02121IInInITATA113 3、保護(hù)整定計(jì)算保護(hù)整定計(jì)算 動作電流按兩個(gè)條件整定：動作電流按兩個(gè)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(shí)發(fā)出信號。的中線上，動作后經(jīng)延時(shí)發(fā)出信號。 該延時(shí)應(yīng)大于發(fā)電機(jī)后備保護(hù)動作時(shí)間。該延時(shí)應(yīng)大于發(fā)電機(jī)后備保護(hù)動作時(shí)間。13三、比率制動式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)三、比率制動式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù) 1 1、作用原理、作用原理基于保護(hù)的基于保護(hù)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(hù)動作。保護(hù)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(hù)動作條件：保護(hù)動作條件： 3 3、制動特性曲、制動特性曲線線16（1 1）正常運(yùn)行）正常運(yùn)行時(shí)時(shí)TAnIII 制動電流制動電流當(dāng)當(dāng)min.brbrII可以認(rèn)為無制動作用?？梢哉J(rèn)為無制動作用。 min.)(21brTAbrInIIII NI2I1I I* * *17動

9、作電動作電流流TAkopnIIII 0保護(hù)可靠不動作。保護(hù)可靠不動作。（2 2）外部短路）外部短路時(shí)時(shí)制動電制動電流流min.)(21brTAbrInIIII K動作電動作電流流TAkopnIIII 0保護(hù)可靠不動作。保護(hù)可靠不動作。op brop 50%50%時(shí)時(shí)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(jī)已被損壞而保護(hù)尚未動作的情況;對發(fā)電機(jī)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(jī)承受負(fù)序電流的能力。在不該切除的時(shí)候就將它切除了80發(fā)信號，由于運(yùn)行人員處理，發(fā)信號，由于運(yùn)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(hù)給出信號后，值班人員還未來得及可能發(fā)生保護(hù)給出信號后，值班人員還未來得及處理時(shí)，發(fā)電機(jī)已超過了允許時(shí)間處理時(shí)，發(fā)電機(jī)已超過了允許時(shí)間;不安全。不安全。而靠近而靠近c(diǎn) c點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)，81 由以上分析可以看出：兩段式負(fù)序定時(shí)限過由以上分析可以看出：兩段式負(fù)序定時(shí)限過電流保護(hù)的動作特性與發(fā)電機(jī)允許的負(fù)序電電流保護(hù)的動作特性與發(fā)電機(jī)允許的負(fù)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(hù)根本不反應(yīng)保護(hù)根本不反應(yīng) 82三、負(fù)序反時(shí)限過流保護(hù)三、負(fù)序反時(shí)限過流保護(hù) 動作特性在允許負(fù)序電流曲線的上面動作特性在允許負(fù)序電流曲線的上面一、負(fù)序反時(shí)限動