电力系统继电保护原理7NEW.pptVIP

7 发电机保护 学习目的： 1、了解发电机可能出现的故障及不正常状态，并掌握其保护配置。 2、掌握发电机纵差、横差保护的基本原理及原理接线。 3、掌握常用的发电机定子接地保护。 4、了解发电机后备保护。 5、掌握发电机失磁保护。 6、了解发电机失步保护。 7、了解发电机励磁回路接地保护。 7.1 发电机的故障类型及保护配置 一、故障类型： 三、保护配置： 7.2 发电机定子绕组故障的保护 一、纵差保护 二、横差保护 7.3 发电机的定子单相接地保护 占定子故障的70%~80% 危害： 电容电流较大，影响发电机的安全运行 接地弧光过电压，破坏绝缘，形成相间、匝间短路 接地电容电流的控制P210 表7.1 超过允许值： 经消弧线圈或高阻接地 高阻接地：限制暂态过电压 人为的增大了故障电流 接地点的 电容电流： 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地（欠补偿） P220 图7.8 是否动作于跳闸取决与电容电流是否超过允许值 二、反应于基波零序电压的定子接地保护 三、100%定子接地保护 谐波产生的原因： 发电机气隙磁通密度的非正弦分布 铁磁饱和 其中三次谐波是零序性质的分量，在线电动势中被消除，在相电动势中依然存在 四、利用3U0 和叠加电源构成的100%定子接地保护 7.4 发电机的负序保护 一、负序过电流保护的作用 负序电流所引起的发热量 A：正比于负序电流的平方与所持续时间的乘积。 低压启动的过流保护 二、负序定时限过电流保护（原理接线见P226） 负序过电流的整定： 信号部分：按躲过发电机长期允许的负序电流值和最大负荷下负序过滤器的不平衡电流来整定，考虑返回系数。 汽轮机：6%~8% 水轮机：12% 跳闸部分：发电机短时间允许的负序电流值；计算时间 与相邻元件灵敏度的配合：图7.18 三、负序反时限过电流保护 问题的提出： P228 图7.19 由上限定时限、反时限、下限定时限三段组成 反时限段引入K22 ，能模拟热量累 积过程和散热过程 保护逻辑图：图7.20 7.5 发电机的失磁保护 一、发电机的失磁运行及其产生的影响 二、发电机失磁后的机端测量阻抗 四、失磁保护转子 判据 转子励磁绕组电压下降 1、整定值固定的转子判据 Ufset =0.8Uf0 2、整定值随有功改变的转子判据 图7.28 五、失磁保护的构成方式 汽轮发电机： 异步功率较大，调速器较灵敏，超速运行后，调速器立即关小汽门，使汽轮机的输出功率与发电机的异步功率很快达到平衡，在转差率小于0.5%的情况下即可稳定运行。故汽轮发电机在很小转差下异步运行一段时间，原则上是允许的。 水轮发电机：异步功率较小，调速器不够灵敏，时滞较大，转差率1%~2%的情况下才可稳定运行，故汽轮发电机在失磁后不允许异步运行。 7.6 发电机失步保护 3）振荡电流引起的热效应，可能导致定子过热而损坏。 4）振荡过程常伴随短路及网络操作过程，短路、切除及重合闸操作都可能引发发电机轴系扭转振荡，造成严重事故。 5）在短路伴随振荡的情况下，定子端部先遭受短路电流的应力，相继有承受振荡电流的应力，使定子出现机械损伤的可能性增加。 （二）出口方式 7.7 发电机转子一点接地保护 励磁回路绝缘破坏 转子绕组匝间短路 励磁回路一点接地 励磁回路两点接地 两点接地故障时： 故障点流过的短路电流烧伤转子本体；部分绕组被短接，励磁电流增加，因过热烧伤励磁绕组；气隙磁通失去平衡，从而引起振动等危害 1）直流电桥式发电机励磁回路一点接地保护 P237 图7.31 2）叠加交流电压式发电机励磁回路一点接地保护 P238 图7.32 转子匝间短路及两点接地保护 反应于发电机定子二次谐波电压分量 与外部不对称故障产生的负序电流所形成的二次谐波电压 7.8 发-变组继电保护 一、特点： （一）一点接地保护原理 3）新型的叠加直流方法 叠加源电压为50V，内阻大于50kΩ。 发电机转子一点接地测量原理图 原理：利用U3 + 3U0 构成。 正常时：US3＜UN3 定子绕组α处单相接地短路时： α＜50% 则US3＞UN3 ；α＞50% 则US3＜UN3 S机端 N中性点 反应于U3的定子接地保护：能保护定子绕组靠中性点侧约50%的范围。 反应于3U0的定子接地保护：能保护定子绕组靠机端侧约70%-90%的范围。 S机端