《繼電保護運行與調試》-學習情境四-發(fā)電機保護運行與調試

1、學習情境四學習情境四 發(fā)電機保護運行與調試發(fā)電機保護運行與調試v教學目標教學目標：v1.1.發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護的配置發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護的配置；v2.2.掌握掌握發(fā)電機定子繞組相間短路保護的原理及整定發(fā)電機定子繞組相間短路保護的原理及整定計算計算；v3.3.掌握掌握發(fā)電機橫差保護的工作原理發(fā)電機橫差保護的工作原理；v4.4.掌握掌握發(fā)電機定子繞組接地保護的工作原理發(fā)電機定子繞組接地保護的工作原理；v5.5.理解理解勵磁回路一點或兩點接地保護；勵磁回路一點或兩點接地保護；v6.6.理解理解失磁保護的工作原理失磁保護的工作原理； 項目一項目一 發(fā)電機可能發(fā)生的故障

2、及其相應的保護發(fā)電機可能發(fā)生的故障及其相應的保護發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護發(fā)電機的主要故障類型：發(fā)電機的主要故障類型：v定子繞組相間短路；定子繞組相間短路；v定子繞組一相的匝間短路；定子繞組一相的匝間短路；v定子繞組單相接地；定子繞組單相接地；v轉子繞組一點接地或兩點接地；轉子繞組一點接地或兩點接地；v轉子勵磁回路勵磁電流異常下降或完全消失（發(fā)轉子勵磁回路勵磁電流異常下降或完全消失（發(fā)電機失磁）。電機失磁）。發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)：發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)：v外部短路引起的定子繞組過電流；外部短路引起的定子繞組過電流；v負荷超過額定而引起的三相對稱過

3、負荷；負荷超過額定而引起的三相對稱過負荷；v外部不對稱短路或不對稱負荷（如非全相運外部不對稱短路或不對稱負荷（如非全相運行）而引起的發(fā)電機負序過電流和過負荷；行）而引起的發(fā)電機負序過電流和過負荷；v突然甩負荷而引起的定子繞組過電壓；突然甩負荷而引起的定子繞組過電壓；v勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉子勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉子繞組過負荷；繞組過負荷；v汽輪機主汽門突然關閉而引起的發(fā)電機逆功汽輪機主汽門突然關閉而引起的發(fā)電機逆功率。率。發(fā)電機保護配置規(guī)定發(fā)電機保護配置規(guī)定v縱聯(lián)差動保護：定子繞組及其引出線的相縱聯(lián)差動保護：定子繞組及其引出線的相間；間；v零序電流保護：定子繞組單相

4、接地故障，零序電流保護：定子繞組單相接地故障，根據(jù)不同情況，可動作于信號或跳閘；根據(jù)不同情況，可動作于信號或跳閘；v橫聯(lián)差動保護：定子繞組匝間短路；橫聯(lián)差動保護：定子繞組匝間短路；v過電流保護：外部短路引起的過電流過電流保護：外部短路引起的過電流實現(xiàn)形式：負序過電流；單相式低電壓起實現(xiàn)形式：負序過電流；單相式低電壓起動的過電流；復合電壓起動的過電流；過動的過電流；復合電壓起動的過電流；過電流。電流。v負序過電流保護：外部不對稱短路或不對稱過負負序過電流保護：外部不對稱短路或不對稱過負荷；荷；v過負荷保護（一相）：對稱負荷引起的定子繞組過負荷保護（一相）：對稱負荷引起的定子繞組過電流過電流v水輪

5、發(fā)電機定子繞組過電壓，應裝設帶延時的過水輪發(fā)電機定子繞組過電壓，應裝設帶延時的過電壓保護。電壓保護。v勵磁回路一點或兩點接地保護。勵磁回路一點或兩點接地保護。v失磁保護：發(fā)電機勵磁消失故障失磁保護：發(fā)電機勵磁消失故障v轉子回路的過負荷保護轉子回路的過負荷保護v逆功率保護逆功率保護v其他：失步保護；低頻保護；斷水保護等。其他：失步保護；低頻保護；斷水保護等。發(fā)電機應裝設的保護發(fā)電機應裝設的保護1、縱聯(lián)差動（電流速斷）保護：瞬時動作于停機、縱聯(lián)差動（電流速斷）保護：瞬時動作于停機（跳（跳QF、滅磁開關、關導葉）、滅磁開關、關導葉） 2、過電流保護：延時動作于停機（跳、過電流保護：延時動作于停機（跳

6、QF、滅磁、滅磁開關、關導葉）開關、關導葉） 3、過電壓保護：延時動作于解列滅磁（跳、過電壓保護：延時動作于解列滅磁（跳QF、滅磁開關）滅磁開關） 4、定子絕緣監(jiān)視（單相接地）：動作于發(fā)信號、定子絕緣監(jiān)視（單相接地）：動作于發(fā)信號 5、過負荷保護：延時發(fā)信號、過負荷保護：延時發(fā)信號 6、轉子一點接地：動作于發(fā)信號、轉子一點接地：動作于發(fā)信號 7、失磁保護：動作于解列（跳、失磁保護：動作于解列（跳QF） 任務一任務一 發(fā)電機定子繞組相間短路保護發(fā)電機定子繞組相間短路保護一、一、縱差動保護的縱差動保護的用途和保護范圍用途和保護范圍 800KW及以上發(fā)電機及以上發(fā)電機 定子繞組及引出線相間短路定子繞

7、組及引出線相間短路 動作于跳動作于跳QF、滅磁開關、停機、滅磁開關、停機二、接線二、接線 采用采用DCD-2型差動繼電器型差動繼電器 P253圖圖7-2： 一組一組TA裝于發(fā)電機中性點引出線裝于發(fā)電機中性點引出線 一組一組TA裝于發(fā)電機出口裝于發(fā)電機出口 Iunb產(chǎn)生原因：兩側產(chǎn)生原因：兩側TA勵磁特性不同勵磁特性不同 優(yōu)點：優(yōu)點：DCD-2差動繼電器可很好地躲開差動繼電器可很好地躲開Iunb KA（KVI）：差動回路斷線監(jiān)視）：差動回路斷線監(jiān)視三、動作參數(shù)三、動作參數(shù) 1、13KD： IopIunb（外部短路時最大不平衡電流）（外部短路時最大不平衡電流） IopIGN.（二次回路斷線不誤動）

8、（二次回路斷線不誤動） Ksen2 2、KA（KVI）：）： Iop=0.2IGN（帶（帶20%負荷運行斷線時應能動作）負荷運行斷線時應能動作） 延時發(fā)信號延時發(fā)信號任務二任務二 發(fā)電機匝間短路保護發(fā)電機匝間短路保護一、橫聯(lián)差動電流保護一、橫聯(lián)差動電流保護v大型發(fā)電機定子繞組的每相都是由大型發(fā)電機定子繞組的每相都是由2個（或多個（或多個）繞組組成的。正常情況下，兩個繞組是個）繞組組成的。正常情況下，兩個繞組是對稱的。電勢相等，各供出一半的負荷電流。對稱的。電勢相等，各供出一半的負荷電流。v匝間短路時，兩個繞組中的電勢不再相等，匝間短路時，兩個繞組中的電勢不再相等，因此會出現(xiàn)電勢差，產(chǎn)生環(huán)流。因

9、此會出現(xiàn)電勢差，產(chǎn)生環(huán)流。v因此，將兩個繞組的引出端交叉相接形成差電因此，將兩個繞組的引出端交叉相接形成差電流，即為橫差動保護。流，即為橫差動保護。v一相不同繞組之間等電位電發(fā)生匝間短路時，一相不同繞組之間等電位電發(fā)生匝間短路時，沒有電勢差，因此沒有差動電流。因此，保護沒有電勢差，因此沒有差動電流。因此，保護有死區(qū)。有死區(qū)。v實際接線是采用單繼電器式。實質是把一半繞實際接線是采用單繼電器式。實質是把一半繞組的三相電流之和減去另一半繞組三相電流之組的三相電流之和減去另一半繞組三相電流之和進行比較。當發(fā)生匝間短路時，中性電的連和進行比較。當發(fā)生匝間短路時，中性電的連線上有環(huán)流流過。線上有環(huán)流流過。

10、v對于三次諧波電動勢，由于三相是同相對于三次諧波電動勢，由于三相是同相位的，如果任一支路與其他支路三次諧位的，如果任一支路與其他支路三次諧波不相等時，都會出現(xiàn)三次諧波的環(huán)流。波不相等時，都會出現(xiàn)三次諧波的環(huán)流。因此采用三次諧波過濾器，以濾掉三次因此采用三次諧波過濾器，以濾掉三次諧波不平衡電流。諧波不平衡電流。v轉子回路發(fā)生接地時，轉子磁極平衡會轉子回路發(fā)生接地時，轉子磁極平衡會發(fā)生變化，可能在同一相不同繞組之間發(fā)生變化，可能在同一相不同繞組之間感應不同電勢，從而出現(xiàn)環(huán)流，使橫差感應不同電勢，從而出現(xiàn)環(huán)流，使橫差保護誤動。但轉子兩點接地故障也應跳保護誤動。但轉子兩點接地故障也應跳閘，因此沒有專門

11、保護時，也不閉鎖。閘，因此沒有專門保護時，也不閉鎖。轉子發(fā)生一點接地時，延時動作。轉子發(fā)生一點接地時，延時動作。GNopII.)3 . 02 . 0(任務三發(fā)電機定子繞組單相接地保護任務三發(fā)電機定子繞組單相接地保護v單相接地故障：定子繞組因絕緣破壞。當接地電單相接地故障：定子繞組因絕緣破壞。當接地電流較大時，能在故障點引起電弧，使繞組絕緣和流較大時，能在故障點引起電弧，使繞組絕緣和定子鐵芯燒壞，也容易發(fā)展成相間短路。定子鐵芯燒壞，也容易發(fā)展成相間短路。v我國規(guī)定：當接地電容電流等于或大于我國規(guī)定：當接地電容電流等于或大于5A時，時，應裝設動作于跳閘的接地保護，當接地電流小于應裝設動作于跳閘的接

12、地保護，當接地電流小于5A時，應裝設動作于信號的接地保護。時，應裝設動作于信號的接地保護。v基本要求：（基本要求：（1）100%保護范圍保護范圍 （2）足夠靈敏度）足夠靈敏度v一、發(fā)電機定子繞組單相接地的特點一、發(fā)電機定子繞組單相接地的特點v現(xiàn)代發(fā)電機，其中性點都是不接地或經(jīng)消弧線圈現(xiàn)代發(fā)電機，其中性點都是不接地或經(jīng)消弧線圈接地的。因此發(fā)生發(fā)電機內(nèi)部單相接地故障時，接地的。因此發(fā)生發(fā)電機內(nèi)部單相接地故障時，流經(jīng)接地點電流為發(fā)電機所在電壓網(wǎng)絡對地電容流經(jīng)接地點電流為發(fā)電機所在電壓網(wǎng)絡對地電容電流之總和。電流之總和。v當發(fā)電機內(nèi)部單相接地時，流經(jīng)零序電流互感器當發(fā)電機內(nèi)部單相接地時，流經(jīng)零序電流互

13、感器的零序電流，為發(fā)電機以外電壓網(wǎng)絡的對地電容的零序電流，為發(fā)電機以外電壓網(wǎng)絡的對地電容電流；發(fā)電機外部故障時，流經(jīng)發(fā)電機零序電流電流；發(fā)電機外部故障時，流經(jīng)發(fā)電機零序電流互感器的零序電流是發(fā)電機本身的對地電容電流。互感器的零序電流是發(fā)電機本身的對地電容電流。v發(fā)電機內(nèi)部故障時故障點的零序電壓實際是測不發(fā)電機內(nèi)部故障時故障點的零序電壓實際是測不到的，而從等值電路能看出，如果忽略零序電流到的，而從等值電路能看出，如果忽略零序電流在內(nèi)繞組上的壓降，則機端測得的零序電壓就是在內(nèi)繞組上的壓降，則機端測得的零序電壓就是故障點零序電壓。故障點零序電壓。v結論：故障點零序電壓與結論：故障點零序電壓與成正比，

14、故障點離中成正比，故障點離中性點越遠，零序電壓越高。性點越遠，零序電壓越高。圖圖7-97-9 =1 =1（機端接地）（機端接地）零序電壓最高零序電壓最高 =0 =0（中性點接地）（中性點接地）零序電壓為零零序電壓為零)(00)(31)1 (kACDBDADkACCDABBDAADUEUUUUEEUEEUEU二、利用零序電壓構成的定子接地保護 （用于發(fā)電機變壓器組）（用于發(fā)電機變壓器組） 圖圖7-10v在發(fā)變組接線中，發(fā)電機電壓網(wǎng)絡中（和在發(fā)變組接線中，發(fā)電機電壓網(wǎng)絡中（和發(fā)電機有直接電聯(lián)系的各元件），只有發(fā)發(fā)電機有直接電聯(lián)系的各元件），只有發(fā)電機本身、連接發(fā)電機與變壓器的電纜以電機本身、連接發(fā)

15、電機與變壓器的電纜以及變壓器（原邊）對地電容。當發(fā)電機發(fā)及變壓器（原邊）對地電容。當發(fā)電機發(fā)生單相接地時，其接地電容電流一般小于生單相接地時，其接地電容電流一般小于允許值。允許值。v以上電容電流基本不受運行方式的影響，以上電容電流基本不受運行方式的影響，裝設消弧線圈后，基本可以做到完全補償。裝設消弧線圈后，基本可以做到完全補償。這時可裝設作用于信號的接地保護。這時可裝設作用于信號的接地保護。v發(fā)電機內(nèi)部單相接地故障的信號裝置，一發(fā)電機內(nèi)部單相接地故障的信號裝置，一般是反應于零序電壓而動作，零序電壓取般是反應于零序電壓而動作，零序電壓取自發(fā)電機電壓互感器二次側的開口三角輸自發(fā)電機電壓互感器二次側

16、的開口三角輸出電壓上。出電壓上。v保護整定應躲開正常運行時的不平衡電壓保護整定應躲開正常運行時的不平衡電壓（包括三次諧波電壓），以及變壓器高壓（包括三次諧波電壓），以及變壓器高壓側接地時在發(fā)電機端所產(chǎn)生的零序電壓，側接地時在發(fā)電機端所產(chǎn)生的零序電壓，一般整定為一般整定為1530V左右。左右。v存在一定死區(qū)。存在一定死區(qū)。v減少死區(qū)措施：減少死區(qū)措施： （1）加裝）加裝3次諧波濾過器次諧波濾過器 （2）高壓側中性點直接接地電網(wǎng)中，利用保護）高壓側中性點直接接地電網(wǎng)中，利用保護延時躲過高壓側接地故障延時躲過高壓側接地故障 （3）高壓側中性點非直接接地電網(wǎng)中，利用高）高壓側中性點非直接接地電網(wǎng)中，利

17、用高壓側接地出現(xiàn)的零序電壓閉鎖或者制動發(fā)電機接壓側接地出現(xiàn)的零序電壓閉鎖或者制動發(fā)電機接地保護地保護保護范圍可達保護范圍可達95%三、利用三次諧波電壓構成的三、利用三次諧波電壓構成的100定子定子 接地保護接地保護v利用零序電流、零序電壓構成的定子接地利用零序電流、零序電壓構成的定子接地保護，對定子繞組都不能達到保護，對定子繞組都不能達到100保護范保護范圍。圍。1、發(fā)電機三次諧波電動勢的分布特點、發(fā)電機三次諧波電動勢的分布特點v在定子繞組的感應電勢中，除基波分量外，在定子繞組的感應電勢中，除基波分量外，還含有高次諧波分量。相電動勢中，三次還含有高次諧波分量。相電動勢中，三次諧波電勢約占百分之

18、幾，三次諧波電勢用諧波電勢約占百分之幾，三次諧波電勢用 表示。表示。3Ev根據(jù)等值電路，正常運行時中性點及機根據(jù)等值電路，正常運行時中性點及機端的三次諧波電壓分別為：端的三次諧波電壓分別為：圖圖7-11v正常運行時，正常運行時， ，極限情況，當發(fā)，極限情況，當發(fā)電機出線端開路時（電機出線端開路時（ ），），30003300003)(2)(22ECCCUECCCCUSGGSSGSGN1200033SGGNSCCCUU133NSUU00SC33NSUUv當發(fā)電機定子繞組發(fā)生金屬性單相接地當發(fā)電機定子繞組發(fā)生金屬性單相接地時，設接地發(fā)生在距中性點時，設接地發(fā)生在距中性點 處，此時處，此時不管發(fā)電機中

19、性點是否接有消弧線圈，不管發(fā)電機中性點是否接有消弧線圈，恒有：恒有：圖圖7-12、7-13v當當v因此，如果用機端三次諧波電壓因此，如果用機端三次諧波電壓 作為作為動作量，而用中性點側三次諧波電壓動作量，而用中性點側三次諧波電壓 作為制動量來構成接地保護，且當作為制動量來構成接地保護，且當 時為保護的動作條件，則在正常時保護時為保護的動作條件，則在正常時保護1)1 (,333333NSSNUUEUEU33%,50NSUU3SU3NU33NSUU不可能動作，而當中性點附近發(fā)生接地不可能動作，而當中性點附近發(fā)生接地時，則具有很高的靈敏性。利用這種原時，則具有很高的靈敏性。利用這種原理構成的接地保護

20、，可以反應定子繞組理構成的接地保護，可以反應定子繞組中性點側約中性點側約50范圍以內(nèi)的接地故障。范圍以內(nèi)的接地故障。2、反應三次諧波電壓的比值和基波零序電、反應三次諧波電壓的比值和基波零序電壓組合而構成的壓組合而構成的100定子接地保護定子接地保護v利用三次諧波電壓構成的接地保護可以利用三次諧波電壓構成的接地保護可以反應反應 范圍以內(nèi)的單相接地故障，范圍以內(nèi)的單相接地故障，利用基波零序電壓構成的接地保護，則利用基波零序電壓構成的接地保護，則可以反應可以反應 以上范圍的單相接地故以上范圍的單相接地故障，從而構成障，從而構成100的定子繞組接地保護。的定子繞組接地保護。%50%15任務四發(fā)電機的勵

21、磁回路接地保護任務四發(fā)電機的勵磁回路接地保護一、勵磁回路一點接地保護一、勵磁回路一點接地保護 正常：正極對地電壓正常：正極對地電壓U+ 負極對地電壓負極對地電壓U- 且且U+= U-=1/2UK（勵磁電壓）（勵磁電壓） 接地：某極對地絕緣接地：某極對地絕緣該極對地電壓該極對地電壓 另一極對地電壓另一極對地電壓威脅絕緣威脅絕緣 應設保護裝置，作用于信號應設保護裝置，作用于信號1、勵磁回路絕緣檢查裝置、勵磁回路絕緣檢查裝置 適用：小容量機組（適用：小容量機組（1000KW以下）以下） 構成：直流電壓表構成：直流電壓表V 圖圖7-14 缺點：裝置存在死區(qū)（缺點：裝置存在死區(qū)（LE中間接地）中間接地）

22、2、直流電橋式一點接地保護、直流電橋式一點接地保護 圖圖7-15 電橋平衡原理電橋平衡原理 缺點：勵磁繞組中點附近存在死區(qū)。缺點：勵磁繞組中點附近存在死區(qū)。 措施：措施：（1）非線性穩(wěn)壓管）非線性穩(wěn)壓管V1減少拒動幾率減少拒動幾率 （2）利用轉子繞組產(chǎn)生的交流電壓）利用轉子繞組產(chǎn)生的交流電壓 來消除保護死區(qū)來消除保護死區(qū)二、勵磁回路兩點接地保護二、勵磁回路兩點接地保護 1、 后果后果 （1）轉子燒傷）轉子燒傷 （2）機組振動）機組振動 2、原理：、原理： 圖圖7-16 電橋原理電橋原理 轉子一點接地后保護投入，經(jīng)延時動作于停機轉子一點接地后保護投入，經(jīng)延時動作于停機 3、缺點：、缺點： 保護存

23、在死區(qū)；保護存在死區(qū)； 轉子一點接地后緊接著第二點接地，轉子一點接地后緊接著第二點接地，保護無法反應。保護無法反應。4、優(yōu)點：、優(yōu)點： 接線簡單；接線簡單； 價格便宜價格便宜任務五發(fā)電機的失磁保護任務五發(fā)電機的失磁保護一、發(fā)電機的失磁運行及其產(chǎn)生的影響一、發(fā)電機的失磁運行及其產(chǎn)生的影響v引起失磁的原因：轉子繞組故障、勵磁機故障、引起失磁的原因：轉子繞組故障、勵磁機故障、自動滅磁開關誤跳閘、半導體勵磁系統(tǒng)中某些元自動滅磁開關誤跳閘、半導體勵磁系統(tǒng)中某些元件損壞或回路發(fā)生故障及其誤操作等。件損壞或回路發(fā)生故障及其誤操作等。v發(fā)電機失去勵磁后，發(fā)電機感應電勢將減小，電發(fā)電機失去勵磁后，發(fā)電機感應電勢

24、將減小，電磁轉矩小于原動機的轉矩，轉子加速，轉子角增磁轉矩小于原動機的轉矩，轉子加速，轉子角增大，當超過靜穩(wěn)極限時，發(fā)電機于系統(tǒng)失去同步。大，當超過靜穩(wěn)極限時，發(fā)電機于系統(tǒng)失去同步。v發(fā)電機失磁后將從并列運行的電力系統(tǒng)發(fā)電機失磁后將從并列運行的電力系統(tǒng)中吸取感性無功給發(fā)電機勵磁，在定子中吸取感性無功給發(fā)電機勵磁，在定子繞組中感應電動勢。當原動機轉矩和異繞組中感應電動勢。當原動機轉矩和異步轉矩達到新的平衡時，進入穩(wěn)定異步步轉矩達到新的平衡時，進入穩(wěn)定異步（發(fā)電）運行狀態(tài)。（發(fā)電）運行狀態(tài)。v發(fā)電機失磁后異步運行的影響發(fā)電機失磁后異步運行的影響v（1）從電網(wǎng)中吸收大量的無功功率建立轉子磁）從電網(wǎng)中

25、吸收大量的無功功率建立轉子磁場；場；v（2）如果電網(wǎng)無功容量不足，可能誘發(fā)電壓穩(wěn)）如果電網(wǎng)無功容量不足，可能誘發(fā)電壓穩(wěn)定問題而出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰；定問題而出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰；v（3）失磁發(fā)電機吸收電網(wǎng)無功，定子繞組中流）失磁發(fā)電機吸收電網(wǎng)無功，定子繞組中流過無功電流，將導致發(fā)電能力下降；過無功電流，將導致發(fā)電能力下降；v（4）異步發(fā)電運行狀態(tài)下，轉子和定子同步磁）異步發(fā)電運行狀態(tài)下，轉子和定子同步磁場有相對運動，將在轉子及勵磁回路產(chǎn)生交流電場有相對運動，將在轉子及勵磁回路產(chǎn)生交流電流，使之過熱。流，使之過熱。v發(fā)電機失磁后的異步運行發(fā)電機失磁后的異步運行v（1）汽輪發(fā)電機的調速器比較靈敏，當超速）汽輪發(fā)電

26、機的調速器比較靈敏，當超速運行后，調速器立即關小汽門，功率很快達運行后，調速器立即關小汽門，功率很快達到新的平衡，在轉差率小于到新的平衡，在轉差率小于0.5的情況下即的情況下即可穩(wěn)定運行，當系統(tǒng)無功充裕時，可以短時可穩(wěn)定運行，當系統(tǒng)無功充裕時，可以短時運行。運行。v（2）水輪發(fā)電機必須在較大轉差率才能穩(wěn)定）水輪發(fā)電機必須在較大轉差率才能穩(wěn)定運行，在這個過程中可能發(fā)電機已經(jīng)超速失運行，在這個過程中可能發(fā)電機已經(jīng)超速失步；另外還有機組振動等問題，所以一般不步；另外還有機組振動等問題，所以一般不允許水輪發(fā)電機失磁異步運行。允許水輪發(fā)電機失磁異步運行。v在大型發(fā)電機應裝設失磁保護，在大型發(fā)電機應裝設失

27、磁保護， 輸出可以：發(fā)信號、輸出可以：發(fā)信號、 自動減負荷、自動減負荷、 跳閘等。跳閘等。二、發(fā)電機失磁后的機端測量阻抗二、發(fā)電機失磁后的機端測量阻抗v單機無窮大系統(tǒng)，發(fā)電機發(fā)出功率：單機無窮大系統(tǒng)，發(fā)電機發(fā)出功率：v功率因數(shù)角：功率因數(shù)角：v正常運行：正常運行：v靜穩(wěn)極限：靜穩(wěn)極限：v發(fā)電機失步：發(fā)電機失步：XUXUEQXUEPjQPWssdsd2cos,sin,PQtg1o90o90o901、失磁后到失步前失磁后到失步前v發(fā)電機端測量阻抗發(fā)電機端測量阻抗從電網(wǎng)吸收無功。當勵磁, 0)( ;)(QQEPPPPEIdmde22222222212122jssssjjsssssssssssssGG

28、ePUjXPUjXWeWePUjXjQPjQPPUjXjQPjQPjQPPUjXWUjXUIUUIjXIUIUZ圖725 等有功阻抗圓圖726 臨界失步阻抗圓v發(fā)電機失磁之前，向系統(tǒng)送出無功功率，發(fā)電機失磁之前，向系統(tǒng)送出無功功率， 測量阻抗位于第一象限；失磁之后，隨測量阻抗位于第一象限；失磁之后，隨著無功功率的變化，著無功功率的變化， ，測量阻抗沿等，測量阻抗沿等有功阻抗圓由第一象限過渡到第四象限。有功阻抗圓由第一象限過渡到第四象限。2、臨界失步點、臨界失步點00XUQso2;90222222222)1 (21212)(2jsdsdsjsdsjsssssssGGeXXjXXjjXejXXjX

29、eQjUjXjQPjQPQjUjXWjQPjQPQjUjXWUIUZ3、失步后的異步運行階段失步后的異步運行階段當發(fā)電機空載失磁時，當發(fā)電機空載失磁時，當發(fā)電機在其他運行方式失磁時，當發(fā)電機在其他運行方式失磁時，)(22221XXjSRjXSRjXjXIUZadadGGdadGjXjXjXZ1dadadGGGXjXXXXXjZZSRZ221, 0SS的最小值：，極限情況是：四象限內(nèi)。增大而減小，并位于第隨v發(fā)電機失磁過程的機端測量阻抗特征發(fā)電機失磁過程的機端測量阻抗特征 失磁前：在過激狀態(tài)（發(fā)感性無功）時，失磁前：在過激狀態(tài)（發(fā)感性無功）時，測量阻抗位于第一象限測量阻抗位于第一象限 失磁后：測

30、量阻抗沿等有失磁后：測量阻抗沿等有功圓向第四象限移動。功圓向第四象限移動。與臨界失步圓交于與臨界失步圓交于b點點越過越過b點后，機組靜穩(wěn)點后，機組靜穩(wěn)破壞，轉入異步運行，破壞，轉入異步運行，最后穩(wěn)定運行于最后穩(wěn)定運行于c點。點。v三、發(fā)電機在其他運行方式下的機端測量阻抗三、發(fā)電機在其他運行方式下的機端測量阻抗v1、發(fā)電機正常運行時、發(fā)電機正常運行時 1、過激，、過激，2、純發(fā)有功，、純發(fā)有功，3、欠激、欠激v2、發(fā)電機外部故障時、發(fā)電機外部故障時 這時為線路阻抗角，在第一象限的這時為線路阻抗角，在第一象限的5點。點。v3、發(fā)電機與系統(tǒng)間發(fā)生振蕩時、發(fā)電機與系統(tǒng)間發(fā)生振蕩時v4、發(fā)電機自同步并列

31、時、發(fā)電機自同步并列時 并列瞬間與失磁相同，但很快加勵磁，并列瞬間與失磁相同，但很快加勵磁，失磁保護這時應不動作。失磁保護這時應不動作。圖729 系統(tǒng)振蕩時的測量阻抗變化軌跡v四、失磁保護的構成方式四、失磁保護的構成方式v要求：能正確反應失磁故障，而在發(fā)電機外部要求：能正確反應失磁故障，而在發(fā)電機外部故障、電力系統(tǒng)振蕩、發(fā)電機自同步并列以及故障、電力系統(tǒng)振蕩、發(fā)電機自同步并列以及發(fā)電機低勵磁（同步）運行時不動作。發(fā)電機低勵磁（同步）運行時不動作。v1、利用自動滅磁開關連鎖跳開發(fā)電機斷路器、利用自動滅磁開關連鎖跳開發(fā)電機斷路器 不能反應非滅磁開關跳閘引起的失磁。不能反應非滅磁開關跳閘引起的失磁。

32、v2、利用失磁后發(fā)電機定子各參數(shù)變化的特點、利用失磁后發(fā)電機定子各參數(shù)變化的特點 構成失磁保護構成失磁保護v保護判據(jù)：機端測量阻抗由第一象限進保護判據(jù)：機端測量阻抗由第一象限進入第四象限；無功功率方向改變，轉角入第四象限；無功功率方向改變，轉角增加，勵磁電壓降低等。增加，勵磁電壓降低等。v機端測量阻抗機端測量阻抗 ：按臨界失步阻抗圓整：按臨界失步阻抗圓整定定v母線低電壓元件：防止電壓崩潰，按系母線低電壓元件：防止電壓崩潰，按系統(tǒng)最低安全運行電壓整定。統(tǒng)最低安全運行電壓整定。v勵磁低電壓元件：躲空載最低勵磁電壓勵磁低電壓元件：躲空載最低勵磁電壓整定。整定。GZ項目二項目二 發(fā)電機的不正常工作狀態(tài)

33、及其相應的保護發(fā)電機的不正常工作狀態(tài)及其相應的保護任務一發(fā)電機的負序過電流保護任務一發(fā)電機的負序過電流保護一、負序過電流保護的作用一、負序過電流保護的作用v當電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱短路或正常負荷不對稱時，當電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱短路或正常負荷不對稱時，發(fā)電機繞組中將出現(xiàn)負序電流，此電流建立的負發(fā)電機繞組中將出現(xiàn)負序電流，此電流建立的負序旋轉磁場相對于轉子為兩倍的同步轉速，將在序旋轉磁場相對于轉子為兩倍的同步轉速，將在轉子繞組、阻尼繞組、以及轉子鐵芯等部件上感轉子繞組、阻尼繞組、以及轉子鐵芯等部件上感應于應于100Hz的倍頻電流。的倍頻電流。v可以提高不對稱短路靈敏度；可以提高不對稱短路靈敏度； 防止轉子過熱。防止轉子過熱。v該電流使得轉子端部、護環(huán)內(nèi)表面等，該電流使得轉子端部、護環(huán)內(nèi)表面等，可能出現(xiàn)局部灼傷；另外，負序氣隙旋可能出現(xiàn)局部灼傷；另外，負序氣隙旋轉磁場與轉子電流之間以及正序旋轉磁轉磁場與轉子電流之間以及正序旋轉磁場與定子負序電流之間所產(chǎn)生的場與定子負序電流之間所產(chǎn)生的100Hz交變電磁轉矩，將同時作用在轉子大軸交變電磁轉矩，將同時作用在轉子大軸和定子機座上，從而引起和定子機座上，從而引起100Hz的振動。的振動。負序電流在轉子中引起的發(fā)熱量，正比負序電流在轉子中引起的發(fā)熱量，正比于負序電流的平方與所持續(xù)時間的乘積：于負