发电机保护第八、九章.ppt

第三节 发电机定子绕组短路故障的保护 常规纵差动保护引入发电机定子机端和中性点的全部相电流，在定子绕组发生同相匝间短路时两电流仍然相等，保护不能动作 针对发电机定子绕组匝间短路，可以装设发电机横差动保护： 在大容量发电机中，由于额定电流很大，其每相都是由两个或两个以上并联分支绕组组成。正常运行时，各绕组流过相等的负荷电流 当同相内非等电位点发生匝间短路时，各绕组间出现环流 利用这个环流，可以实现发电机定子绕组匝间短路的保护 第四节 发电机定子绕组单相接地保护 发电机容易发生绕组线棒和定子铁芯之间绝缘的破坏，因此发生单相接地故障的比例很高，约占定子故障的70%～80% 由于大型发电机定子绕组对地电容比较大，当发电机机端附近发生接地故障时，故障点的电容电流比较大，影响发电机的安全运行 同时，由于接地故障的存在，会引起弧光过电压，可能导致发电机其他位置绝缘的破坏，形成危害严重的相间或匝间短路故障 第四节 发电机定子绕组单相接地保护 为了限制定子绕组单相接地故障的故障电流，大型发电机有的装设了消弧线圈，通过消弧线圈的电感电流与接地电容电流相互抵消，把定子绕组单相接地电容电流限制在规定的允许值之内 有些发电机中性点采用了高阻接地方式，主要目的是限制发电机单相接地时的暂态过电压，但另一方面增大了故障电流。采用这种接地方式的发电机定子绕组应选择尽快跳闸 第四节 发电机定子绕组单相接地保护 假设A相距离定子绕组中性点a处发生金属性接地故障 当接地电容电流大于允许值时，不论该网络是否装有消弧线圈，接地保护动作于跳闸；当接地电流小于允许值时，接地保护动作于信号 定子绕组单相接地时机端出现零序电压，可以利用基波零序电压构成定子单相接地保护 故障点越靠近机端，零序电压越大，保护越灵敏；越靠近中性点，零序电压越小，保护越不灵敏 基波零序电压保护能够反映a0.15范围内的单相接地故障 第四节 发电机定子绕组单相接地保护 发电机正常运行时，发电机中性点侧的三次谐波电压UN3总是大于发电机端的三次谐波电压US3 发电机定子绕组单相接地时，中性点三次谐波电压和机端三次谐波电压变化情况如图所示 当故障点靠近中性点时，US3UN3；当故障点靠近机端时，US3UN3 第四节 发电机定子绕组单相接地保护 如果利用机端三次谐波电压作为动作量，而用中性点三次谐波电压作为制动量来构成接地保护，且当US3UN3时作为保护的动作条件，则在正常运行时保护不可能动作，而当中性点附近发生接地时，保护具有很高的灵敏性 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a0.5范围内的单相接地故障，并且当故障点越靠近中性点时，保护灵敏度越高 利用基波零序电压构成的接地保护，可以反应a0.15范围内的单相接地故障，并且当故障点越靠近机端时，保护灵敏度越高 因此，利用三次谐波电压比值和基波零序电压的组合，可以构成100%的定子绕组单相接地保护 其他发电机保护 发电机外部不对称短路或在正常运行情况下三相负荷不平衡 外部不对称短路或在正常运行情况下三相负荷不平衡时，定子绕组中会出现负序电流。基于这一特征，可以构成发电机负序过电流保护 发电机失磁 发电机失磁时，转子励磁绕组电压会出现降低。基于这一特征，可以构成发电机失磁保护 发电机失步 根据发电机失步时机端测量阻抗的变化轨迹，可以构成发电机失步保护 发电机励磁回路接地故障 直流电桥式励磁回路一点接地保护、反应定子电压二次谐波分量的励磁回路两点接地保护 上一堂课回顾 防止变压器励磁涌流引起纵差保护误动的方法 采用速饱和中间变流器 二次谐波制动的方法 间断角鉴别的方法 发电机保护 发电机的故障类型及不正常工作状态 发电机典型保护配置 发电机定子绕组短路故障保护 发电机定子绕组单相接地保护 其他保护 上一堂课回顾 间断角鉴别的方法 间断角的整定值一般取65度，对于Y/d11接线的三相变压器，非对称涌流的间断角比较大，间断角闭锁元件能够可靠动作；而对称性涌流的间断角可能较小，无法可靠动作 由于对称性涌流的波宽为120度，而故障电流的波宽为180度，可以在间断角判据的基础上再增加一个反应波宽的辅助判据，在波宽小于140度时也将差动保护闭锁 间断角判据和波宽判据是否等价？ 波宽为120度，则间断角是否为确定值？ 上一堂课回顾 Y/d11接线的三相变压器，空载合闸时三相磁通波形如下： 上一堂课回顾 三相励磁电流波形如下所示： 上一堂课回顾 b相和c相励磁电流波形及产生的对称性涌流波形： 波宽： 对称性涌流的反向最大值出现在b相电流为最小值时；正向最大值出现在c相电流为最小值时 b相电流最小值和c相电流最小值差120度，因此对称性涌流波宽为120度 上一堂课回顾 b相和c相励磁电流波形及产生的对称性涌流波形： 间断角： 对称性涌流的间断角由b相(c相)涌流的