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文檔簡介

1、 7.3 發(fā)電機匝間 短路保護7.3 發(fā)電機匝間短路保護 在容量較大的發(fā)電機中,每相繞組有兩個并聯(lián)支路,每個支路的匝間或支路之間的短路稱為匝間短路故障。由于縱差保護不能反映同一相的匝間短路,當出現(xiàn)同一相匝間短路后,如不及時處理,有可能發(fā)展成相間故障,造成發(fā)電機嚴重損壞,因此,在發(fā)電機上應(yīng)該裝設(shè)定子繞組的匝間短路保護 。7.3 發(fā)電機匝間短路保護7.3.1 橫聯(lián)差動保護 保護裝設(shè)了3次諧波濾過器,降低保護動作電流,提高靈敏度。7.3 發(fā)電機匝間短路保護 切換片正常運行時投1-2位置,保護不帶延時。轉(zhuǎn)子一點接地時,投1-3位置,保護帶延時,為轉(zhuǎn)子兩點接地故障做好準備。 7.3 發(fā)電機匝間短路保護

2、定子繞組匝間短路時,故障相繞組的兩個分支的電勢不相等,因而在定子繞組中出現(xiàn)環(huán)流,該電流大于保護的動作電流,則保護動作。 7.3 發(fā)電機匝間短路保護 正常運行或外部短路時,每一分支繞組供出該相電流的一半,流過中性點連線的電流只是不平衡電流,故保護不動作。 7.3 發(fā)電機匝間短路保護GNopII)3 . 02 . 0(動作電流:5/25. 0GNTAIn電流互感器變比:缺點:1)單相分支匝間短路的短接的匝數(shù)較少時,存在動作死區(qū)。 2) 同相兩分支間匝間短路,當短路點位置差別較小時,也存在死區(qū)。7.3 發(fā)電機匝間短路保護7.3.2 反映零序電壓的匝間短路保護 大容量發(fā)電機其結(jié)構(gòu)緊湊,無法裝設(shè)橫差保護

3、。 發(fā)電機中性點一般不直接接地,正常運行發(fā)電機三相機端與中性點之間的電動勢是平衡;當發(fā)生定子繞組匝間短路時,部分繞組被短接,機端三相電動勢不平衡,出現(xiàn)縱向零序電壓。 因定子繞組匝間短路會出現(xiàn)縱向零序電壓,正常運行或定子繞組出現(xiàn)其他故障縱向零序電壓幾乎為零,因此,通過反應(yīng)發(fā)電機三相對中性點的縱向零序電壓可以構(gòu)成匝間短路保護。 7.3 發(fā)電機匝間短路保護 發(fā)電機內(nèi)部或外部單相接地故障時,機端三相對地之間會出現(xiàn)零序電壓。但與匝間短路情況是不一樣。為檢測發(fā)電機的匝間短路,必須測量縱向零序電壓,為此應(yīng)裝設(shè)專用電壓互感器。電壓互感器的一次側(cè)星形中性點直接與發(fā)電機中性點相連接。 專用電壓互感器的開口三角側(cè)的

4、電壓僅反應(yīng)縱向零序電壓,而不反應(yīng)機端對地的零序電壓。 7.3 發(fā)電機匝間短路保護特點:發(fā)電機定子繞組匝間短路時,機端會出現(xiàn)負序電壓、負序電流及負序功率,且負序功率的方向是從發(fā)電機內(nèi)部流向系統(tǒng)。 外部不對稱故障,負序功率與匝間短路方向相反。外部不對稱故障負序功率方向動作,閉鎖保護。 7.3 發(fā)電機匝間短路保護零序動作電壓:0.0.minoprelUK U0.opU定子繞組匝間短路保護動作電壓; relK可靠系數(shù),可取0.8; 0.minU匝間短路時最小的縱向零序電壓。根據(jù)運行經(jīng)驗,二次動作電壓可取2.53V。7.3.3反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路2次諧波電流的匝間短路保護7.3 發(fā)電機匝間短路保護原理:匝間短路

5、在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生2次諧波電流 ,利用此特點構(gòu)成保護。7.3 發(fā)電機匝間短路保護正常運行、三相對稱短路及系統(tǒng)振蕩時,發(fā)電機定子繞組三相電流對稱,保護不會動作。發(fā)電機不對稱運行或不對稱短路時:轉(zhuǎn)子回路中將出現(xiàn)2次諧波電流。為了避免保護的誤動,采用負序功率方向繼電器閉鎖的措施。7.3 發(fā)電機匝間短路保護原因:匝間短路時的負序功率方向與不對稱運行時或發(fā)生不對稱短路時的負序功率方向相反。7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護定子繞組單相接地的危害:1)接地電流會產(chǎn)生電弧,燒傷鐵芯,使定子繞組鐵芯疊片燒結(jié)在一起,造成檢修困難。2)接地電流會破壞繞組絕緣,擴大事故,若一點接地未及時發(fā)現(xiàn),很有可能發(fā)展成繞組的匝間

6、或相間短路故障,嚴重損傷發(fā)電機。接地電流允許值:發(fā)電機額定電壓(KV)發(fā)電機額定容量(MW)接地電流允許值(A)6.350410.550100313.815.751252002182030017.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護當發(fā)電機接地故障電流大于允許值時,應(yīng)裝設(shè)有選擇性接地保護。7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護對大中型發(fā)電機定子繞組單相接地保護的基本要求:1)繞組有100%的保護范圍。2)當發(fā)生經(jīng)過渡電阻接地故障時,保護應(yīng)有足夠靈敏度。7.4.1反應(yīng)基波零序電壓的接地保護 處每相對地電壓為:7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護AAGEU)1 (ABBGEEUACCGEEU故障點零序電壓:A

7、CGBGAGakEUUUU)(310結(jié)論:故障點零序電壓與成正比,故障點離中性點越遠,零序電壓越高。7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護在機端接地時:AkEU0在中性點處接地時:00kU7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護保護構(gòu)成:1)反映零序電壓保護原理接線缺點:保護在離中性點附近接地存在動作死區(qū)。7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護提高保護靈敏度措施:1)加裝3次諧波濾過器。2)高壓側(cè)中性點直接接地電網(wǎng)中,利用保護延時躲過高壓側(cè)接地故障。3)高壓側(cè)中性點非直接接地電網(wǎng)中,利用高壓側(cè)接地出現(xiàn)的零序電壓閉鎖或者制動發(fā)電機接地保護。注意:在中性點附近接地仍有5%的死區(qū)。7.4.2 反應(yīng)基波零序電壓和3

8、次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機定子100%接地保護7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護 在發(fā)電機相電勢中,除基波之外,還含有一定分量的諧波,其中主要是3次諧波,3次諧波值一般不超過基波10%。1、正常運行時定子繞組中3次諧波電壓分布7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護機端3次諧波電壓:)(233SGGsCCCEU中性點3次諧波電壓:)(2233.SGSGNCCCCEU比值:123 .3 .SGGNsCCCUU結(jié)論:正常運行時,機端3次諧波電壓總是小于中性點3次諧波電壓。7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護2、定子繞組單相接地時3次諧波電壓的分布33 .33 .)1 (,EUEUsN有其比值為:13 .3 .NsUU7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護3 .3 .%,50NsUU3 .3 .%,50NsUU結(jié)論:7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護零序電壓隨變化特性:7.4 發(fā)電機定子繞組單相接地保護總結(jié):1)正常情況機端3次諧波小于中性

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