大型汽轮发电机主保护及中性点侧引出方式设计研究.pptVIP

大型汽轮发电机主保护 及中性点侧引出方式设计研究 * * 清华大学电机系 1 汽轮发电机传统的出线方式和主保护配置 历届《继电保护技术规程》都要求大型汽轮发电机装设匝间短路保护。 统计分析和运行经验均已表明大型汽轮发电机匝间短路确有发生。 同槽故障中存在匝间短路(大多是同相不同支路间的短路). 端部交叉故障中匝间短路是大量存在的！ 2 现有匝间短路保护与增加汽轮发电机中性点侧引出端子数的讨论 纵向3U0保护 故障分量负序方向保护： 中性点侧引出4个端子并装设零序电流横差和不完全纵差保护 中性点侧引出6个端子并装设裂相横差和不完全纵差保护 对于发电机设计制造而言，即使只增加1个引出端子，都要在出线结构上做重大改动。(很多人这样认为) 大型汽轮发电机外形尺寸示意图 3 新型中性点引出方式1的提出与性能分析 大型汽轮发电机新型中性点引出方式1及主保护配置 以1000MW汽轮发电机为例，对两种中性点侧引出方式下的主保护灵敏度进行了分析计算： 发电机并网空载时对同槽故障 传统主保护方案不能动作故障数及其性质 发电机并网空载时对同槽故障 新型中性点侧引出方式1下主保护方案不能动作故障数及其性质 新型中性点侧引出方式1下主保护方案不能动作故障数占故障总数的1.3%左右； 传统中性点侧引出方式下主保护方案不能动作故障数占故障总数的22.6%左右，即对所有实际可能发生的匝间短路均不能动作。 发电机并网空载时对端部故障 传统主保护方案不能动作故障数及其性质 发电机并网空载时对端部故障 新型中性点侧引出方式1下主保护方案不能动作故障数及其性质 4 新型主保护方案1不能动作故障类型的分析 一则大匝数同相同分支匝间短路： C相新型差动保护的两侧电流 和 ： 由于 所以 由于大型发电机一般视为中性点不接地系统，故根据基尔霍夫电流定律， 。 5 小结 大型汽轮发电机绝大多数中性点侧只引出3个端子，只能装设完全纵差保护，因而不能保护确有发生的定子绕组匝间短路； 在发电机中性点侧引出4个或6个端子并装设分支TA，采用横差和不完全纵差保护的组合能够大大提高主保护方案的性能，却又带来电机设计制造的难度； 本文提出的新型中性点引出方式1及保护方案的配置，很大程度上克服了上述两种方案的缺陷，解决了工程实践中存在的一个技术问题，其保护功能全面，值得做进一步的工程可行性研究，以保证大型汽轮发电机组的安全运行。 新型中性点引出方式1需解决的问题： 每相的交流耐压试验，并涉及试验设备的容量？（现场有耐压试验三相打在一起的先例） 水支路的重新布置？ a1、b1、c1和c2的焊接（带来焊头增多的问题 ）？ 6 新型中性点引出方式2的提出 保护性能更加优异： 谢谢大家！ 中国电科院的统计资料——1991年～1996年、1998年～2004年这13年间100MW及以上发电机本体故障中相间短路有59次，匝间短路有16次，分支开焊故障有2次。 实际运行中定子绕组匝间短路的部分统计资料： 全国的情况： 从1992年到1999年，山东电网300～600MW汽轮发电机发生定子绝缘击穿故障8次，其中匝间短路2次，相间短路4次（另2次为单相接地）。现简单列举如下： ① 92年2月，邹县＃2机（QFS-300-2）由于转子引水管突然破裂漏水，造成A相一分支首尾短接，横差保护动作； ② 93年10月，黄台＃8机（QFSN-300-2）由于A端软连接装配错误，过热，A端手包绝缘炸裂，造成AX首尾短路，横差保护动作。 山东电网的情况： 京西火电厂200MW发电机在大修时发现，定子一槽内的上层线棒面向下层线棒的绝缘已磨蚀露出裸导体，而线棒对铁心间的绝缘尚好，极有可能首先发生匝间短路（由于振动磨损绝缘的位置是难以判断的）。 丹江口电厂的教训（没有匝间短路保护）。 最近某火电厂300MW汽轮发电机发生定子绕组匝间短路。 实际运行中定子绕组匝间短路的部分统计资料（续前）： 定子接地保护5s延时； 纵向3U0保护定值太高（灵敏段6V，不灵敏段8V）； 最后由纵差保护动作切机，但发电机定子铁芯已烧了几个大洞，电机制造厂明确表示已无法修复。 某火电厂300MW汽轮发电机定子绕组匝间短路示意图： 端部交叉故障示意图： 绝缘破坏的原因有振动、异物、漏水等 根据华北