电力系统继电保护-7发电机保护摘要.ppt

7.7.2　反应发电机定子电压二次谐波分量的励磁回路两点接地保护 这种发电机转子两点接地及匝间短路保护基于反应发电机定子电压二次谐波分量的原理。当发电机转子绕组两点接地或匝间短路时，气隙磁通分布的对称性遭到破坏，出现偶次谐波，发电机定子绕组每相感应电势也就出现了偶次谐波分量。因此利用定子电压的二次谐波分量，就可以实现转子两点接地及匝间短路保护。 通过分析可以发现转子侧发生两点接地或匝间短路故障在定子侧形成的二次谐波电压的相序和发电机外部不对称短路产生的负序电流所形成的定子二次谐波电压相序相反。利用此特征可以实现灵敏度更高的转子两点接地保护。 （图解：大理漾濞雪山河电厂工人正在检修发电机） 发电机保护到此结束，谢谢！ * 7.3.3 三次谐波电压构成的定子单相接地保护 1 保护原理 把发电机的对地电容等效地看作集中在发电机的中性点N 和机端S，且每相的电容大小都是0.5Cf，并将发电机端引出线、升压变压器、厂用变压器以及电压互感器等设备的每相对地电容Cw 也等效在机端，并设三次谐波电动势为E3。 发电机端的三次谐波电压为： 等值电路如下： 发电机中性点侧的三次谐波电压为： 机端三次谐波电压与中性点三次谐波电压之比为 发电机端对三次谐波的等值电抗为： 等值电路如下： 发电机中性点侧对三次谐波的等值电抗为： 机端三次谐波电压与中性点三次谐波电压之比为 7.3.3 三次谐波电压构成的定子单相接地保护 当发电机定子绕组发生金属性单相接地时，设接地发生在距中性点α，其等值电路如图7.13所示，此时不管发电机中性点是否接有消弧线圈，总是有UN3 αE3和US3 1-α E3，两者相比，得 （图7-13：发电机单相接地时三次谐波电动势分布的等值电路图） （图7-14：中性点电压和机端电压随故障点的变化曲线） 利用三次谐波构成的接地保护可以反应发电机定子绕组中α 0.5范围内的单相接地故障，并且当故障点越靠近中性点时，保护的灵敏性就越高； 利用基波零序电压构成的接地保护，则可以反应α 0.15范围内的单相接地故障，且当故障点越靠近发电机机端时，保护的灵敏性就越高。 7.3.3 三次谐波电压构成的定子单相接地保护 2 反应三次谐波电压比值的定子单相接地保护 动作判据为： 式中　β—整定比值。需要指出，发电机中性点不接地或经消弧线圈接地与发电机经配电变压器高阻接地，两者的整定比值β是有区别的。 3 改进的反应三次谐波电压比值的定子单相接地保护 改进的动作判据为： 发电机发生单相接地时： 7.3.4 利用零序电压和叠加电源构成100％定子单相接地保护 叠加电源方式的100%定子单相接地保护采用叠加低频电源方式——叠加电源频率主要是12.5Hz和20Hz两种，由发电机中性点变压器或发电机端TV开口处注入一次发电机定子绕组。这种方式能够独立地检测接地故障，与发电机的运行方式无关；不仅在发电机正常运行的状态下可以检测，而且在发电机静止或是启动、停机的过程中同样能够检测故障。更重要的是，这种方式对定子绕组各处故障检测的灵敏度相同。 图7-15：叠加20Hz低频电源构成的100%定子接地保护 7.4 发电机负序电流保护 7.4.1 负序电流保护的作用 负序电流在转子中所引起的发热量，正比于负序电流的平方及所持续的时间的乘积。在最严重情况下，假设发电机转子为绝热体（即不向周围散热），则不使转子过热所允许的负序电流和时间的关系，可用下式表示： 随着发电机组容量不断增大，它所允许承受负序过负荷能力也随之下降（A值减小）。例如取600MW汽轮发电机A的设计值为4，其允许负序电流与持续时间的关系如图7-16中的曲线abcde所示。 （图7-16：两段定时限负序过电流保护动作特性） 7.4.2 定时限负序过电流保护 （图7-17：发电机负序电流及单相式电压启动过电流保护原理接线图） 单相式低电压启动过电流保护--由接于相电流上的过电流继电器KA1和接于线电压上的低电压继电器KV组成单相式的低电压启动过电流保护，以专门反应三相对称短路，与负序过电流保护是并联工作的，也经过时间继电器KT1的延时后动作于跳闸。 KA3则具有较小的整定值，当负序电流超过发电机的长期允许值时，经时间继电器KT2的延时后，发出发电机的不对称过负荷信号。 整定原则：按照躲开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（均应考虑继电器的返回系数）来确定。 继电器KA2具有较大的整定值，经时间继电器KT1的延时后动作于发电机跳闸，以作为防止转子过热和后备保护之用。 在选择动作电流时，应当给出一个计算时间tcal，在这个时间内，值班人员有可能采取措施来消除产生负序电流的运行方式。 7.4.2 定时限负序过电流保护 如果将按照上述原则整定的