第九章发电机的继电保护.ppt

第九章　发电机的继电保护 （一）发电机的故障 （二）发电机的不正常工作状态 （二）单元件横差动保护 （零序横差动保护） （一）发电机定子绕组单相接地的特点 （1）有零序电压出现，其大小与α成正比； （2）接地点通过容性零序电流，大小与α及C0G、C0l有关； （3）当发电机定子绕组内部发生单相接地时，机端零序电流互感器中流过的电流为外接元件电容电流，方向由发电机流向母线； （4）当发生外部单相接地时，机端零序电流互感器中流过的电流为发电机本身的电容电流，方向由外部流向发电机； （二）利用零序分量的定子接地保护 1.　利用三次谐波电压构成的定子接地保护 （一）负序过电流保护的作用 （二）定时限负序过电流保护 （三）反时限负序过电流保护 9.6　发电机的失磁保护 （一）发电机的失磁运行及其影响 (二)失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹 (三)其他运行方式下发电机机端测量阻抗 (四)失磁保护的构成方式 （1）虽失磁，但未形成危害时，及时发信号；失磁后，危及发电机和系统安全运行时，动作于切机； （2）水轮发电机失磁后，瞬时发信号。而在临近失步或电压降低到某一临界值附近时，切机； （3）对于汽轮发电机，Q足够时，应瞬时或经短延时动作于信号和自动减负荷装置，或切换至备用励磁系统，并以发电机允许无励磁运行的时限切除发电机；Q不足时，立即发信号，在临近失步或电压降低到某一临界值附近时，切机； 9.7　发电机-变压器组继电保护 （一）发电机-变压器组纵差动保护的特点 （二）发电机电压侧单相接地保护的特点 本章学习重点 了解发电机可能产生的故障类型和异常运行状态，以及发电机应有的保护方式。 熟练掌握发电机纵差动保护的基本工作原理及其特点。 熟练掌握发电机横差动保护的基本工作原理及其特点。 熟练掌握发电机接地保护的基本工作原理及其特点。 掌握发电机失磁保护的基本工作原理及其特点。 了解发电机相间短路保护的配置及特点。 了解发电机－变压器组继电保护的应用及特点。 2.当发电机和变压器之间有断路器时 采用普通零序电压保护或100%定子接地保护并作用于信号 1.零序电流保护 （1）零序电流互感器装在发电机出口； 　　　　当发电机定子绕组在中性点附近接地时，a很小，因而通过TA0的接地电容电流很小，保护存在死区； 2.基波零序电压保护 动作电压整定值应躲开正常运行时的不平衡电压（包括三次谐波电压），以及变压器高压侧接地时在发电机端所产生的零序电压； 一般为15V 在中性点附近发生接地故障时，a很小，零序电压很小， 也将存在死区；由于开口三角侧电压为100Ｖ，当定值为 15Ｖ时，则死区为15%； （三）发电机100%定子接地保护 + 发电机中性点加固定的工频偏移电压 零序电压保护 （85%） 附加直流或低频（20Hz或25Hz）电源 利用发电机固有的三次谐波电势 用于消除死区 两部分的保护区应相互重叠 (1)各种发电机中都存在三次谐波电压； (2) 三次谐波电压具有零序分量的特点，提取　　　方便； (3) 三次谐波回路与主变高压侧系统无关。 三次谐波电压的优势： 正常运行时的三次谐波电压 E · 3 U · N 3 U · T 3 3 L N T C g 2 C g 2 C t 结论： 　　在正常运行时，发电机中性点人侧的三次谐波电压总是大于发电机机端侧的三次谐波电压； 单相接地时三次谐波电压 时： 时： 比值的变化可以反应中性点侧50%范围内的接地故障； 2.发电机100%定子接地保护装置的构成 保护发电机定子绕组中性点侧15%以上范围内的接地故障，且当故障点越靠近中性点时灵敏度越高； 第一部分：零序电压保护 两部分的保护区应有一部分相互重叠 第二部分：利用三次谐波电压比值构成定子绕组接地保护 保护定子绕组机端侧的85%以上，当故障点越靠近机端侧时灵敏度越高； 9.5　发电机相间短路的后备保护 发电机负序过流保护是针对定子绕组电流不平衡而引起的转子过热的一种保护； 1 2 3 4 5 6 7 两段式 跳闸 信号 保护动作特性 或 系统 功角特性关系： 转子运动方程式： 失步前 开始失步 完全失步 对电力系统的危害： （1）造成系统中大量无功缺少。当系统中无功储备不足，将引起电压下降，严重时引起电压崩溃，系统瓦解 （2）造成系统中其他发电机增加无功输出。使某些发电机、变压器、输电线路过电流，后备保护可能因过流动作，扩大故障范围 （3）造成有功功率摆动及系统电压降低。可能导致相邻正常运行的发电机与系统之间失去同步，引起系统振荡 对发电机的危害： （1）转子绕组出现差频电流，引起绕组发热 （2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，从系统中吸收的无功增加，使定子绕组过热 （3）对大型直接