继电保护教材第七章发电机保护
继电保护教材发电机保护第七章作者：匿名2007/12/28 233333633333
较好节通道：关键词：总结发电机的安全运行对保证电力系统的正常运行和电能质量起着决定性的作用。同时，发电机本身也是非常有价值的电气元件。因此，对于各种故障和异常工况，应安装性能完善的继电保护装置。一、故障类型及异常运行状态：1。故障类型1)定子绕组相间短路：危害较大2)定子绕组一相匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路3)定子绕组单相接地：常见，可能造成铁芯烧损或局部熔化4)转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，转子磁通平衡被破坏，可能引起发电机强烈振动或烧坏转子绕组。5)转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：系统吸收无功功率，导致失步，从而导致系统电压下降，甚至系统崩溃。2.异常运行状态1)外部短路引起的定子绕组过流：温升、绝缘老化2)负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过载：温升、绝缘老化3)外部不对称短路或负载不对称引起的发电机负序过流和过载：转子中感应出100hz的倍频电流，可能引起转子局部烧伤或保护环放热，造成发电机严重事故。此外，还会引起发电机100hz的振动。4)突然甩负荷引起定子绕组过电压：调速系统惯性大时，可能发生过电压，导致发电机绕组绝缘击穿。5)励磁电路故障或长时间强励引起转子绕组过载；6)汽轮机主汽门突然关闭引起的发电机逆功率：当发电机因炉膛保护或调速回路故障及某些人为因素切换到电机运行时，发电机会从系统中吸收有功功率，即逆功率。2.保护类型：1。发电机纵差保护：定子绕组及其出线2相间短路保护。横向差动保护：定子绕组3单相匝间短路保护。单相接地保护：发电机定子绕组4单相接地短路保护。发电机失磁保护：对转子励磁回路5励磁电流急剧下降或消失的响应。过流保护：对外部短路引起的过流的响应。同时也作为纵差保护的后备保护。6.负序电流保护：当反作用不对称短路或三相负载不对称时，发电机定子绕组7中的负序电流。过载保护：发电机长期超过额定负荷运行时的信号保护8。过压保护：突然甩负荷引起的过压9。转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路10的接地故障保护。转子过载保护：11。逆功率保护：当汽轮机主汽阀误关，发电机出口断路器未跳闸时，发电机失去动力，变成电动机运行，从电力系统吸收有功功率危险：汽轮机尾叶片可能过热，造成事故。第二节发电机纵差保护一、功能原理下图为发电机纵差保护单相原理图。当两组的CT特性和变比一致时，在正常区域外接地时，可以选择CT特性尽量一致。不平衡电流比干式变压器小。计算两个阈值：(1)避免外部短路；(2)避免大于发电机额定电流的出口两相短路(CT第二次断开时)。第三节发电机横向差动保护当一相定子绕组有两个或两个以上并联支路时，安装该保护正常：间接转向：死区：(1)同支路：保护固定；(2)同相支路：保护固定；(3)缠绕 #p#分页标题#e#
第四节发电机单相接地保护一、发电机定子绕组单相接地的特点定子绕组中性点不接地或经高阻接地是较常见的故障之一。它具有一般不接地系统单相接地短路的特点。如果A远离中性点，单相接地发电机中性点会发生位移，产生零序电压。各故障点相对地电压：故障点零序电压为电流分布：见上页：2。发电机定子单相接地保护使用的基波零序分量取决于大小。发电机直接接母线时，——零序电流保护动作跳闸，(发电机-变压器组)允许值为——零序电压保护，作用于信号(1)基波零序电流保护对C的要求：(1)三相对称负载。(小)输出功率足够小。一般的C达不到足够的灵敏度，带交流助磁的C得到了广泛的应用。(2)基波零序电压保护整定隐藏在高压侧，发电机侧一般15~30V有死区100定子接地保护：零序电压保护增加支路电压和固定工频偏移电压保护方式，采用三次谐波电压。第五节发电机负序过流保护一、负序电流保护的作用：——转子过热，机械振动为了防止转子过热，——负序电流标准值表示为发电机额定电流的倍数，A——允许过热时间常数曲线表明发电机允许负序电流的时间随大小而变化，故称反时限。针对这种情况，安装发电机负序过流保护。2.负序过流保护两级一段在跳闸二段延时，在信号分析延时。(1)ab段，对发电机不安全。(2)在bc段，发电机对的承载能力没有得到充分利用。(3)信号在cd段发送，但由于操作人员的操作，当信号接近该点时，就不安全。(4)在de段第三，负序反时限过流保护或——校正常数(考虑转子冷却阈值)第六节发电机失磁保护一、发电机失磁运行及其影响失磁故障是指励磁突然消失或部分消失(低励磁)。励磁电流低于静态稳定极限对应的励磁电流)1失磁原因：三种(1)励磁回路开路，励磁绕组断线误操作，励磁开关误操作，励磁调节装置自动开关误操作。
置中部分元件损坏（2）励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏引起短路（3）运行人员调整等。发电机失磁后，它的各种电气量和机械量都会发生变化，且将危及发电机和系统的安全。2失磁后的基本物理过程：依据：功角特性关系：转子运动方程：——原动机功率——同步功率——异步功率——电气角加速度——机组的惯性时间常数（1）不变当发电机未失步——同步振荡阶段（静稳定极限角）——临界失步状态转子加速愈趋剧烈异步运行阶段，这时原动机的调速装置在转子加速的影响下，使汽门关小，（2）当时，即从系统吸收感性无功功率，，吸收图圆为发电机以不同的有功功率P临界失步时，机端测量阻抗的轨迹，圆内为失步区。在发电机超过同步转速后，转子回路中将感应出频率为电流，（发电机转速的频率，系统频率）该电流将产生异步功率当即进入稳态的异步运行阶段。3．失磁后的影响：对电力系统：(1)吸收Q无功储备不足，将因电压崩溃而瓦解(2)(3)失磁失步振荡甩负荷对发电机（1）转子中的差频电流过热（2）转差率吸定子过电流发热（3）转速振动气轮发电机：较大s 0.5可稳定运行.——可异步运行一段时间水轮发电机较小s很大发热厉害，故不允许失磁异步运行可见：失磁后，若不失步，无直接危害。失步后，对发电机及系统有不利影响。故应装设失磁保护。二、失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹通常采用等有功阻抗圆。等无功圆（临界失步阻抗圆）和等电压阻抗圆来分析。（一）等有功阻抗圆：失步前。P基本不变———等有功过程圆的方程式特点：（1）圆的大小与P有关圆（2）失磁前，发电机向系统送无功，Q为正，位与第Ⅰ象限失磁后，随Q的变化，Q由正负，从ⅠⅣ象限，圆越小，从ⅠⅣ快。（3）圆的位置与j有关，若=0，圆心在实轴上，很容易进入第Ⅳ象限可见，失磁后，向第四象限移动，且较终将稳定在第四象限内（二）等无功阻抗圆（临界失步圆）常数圆周为发电机以不同的有功功率P临界失步时，机端测量阻抗的轨迹，圆内为失步区。（三）临界电压阻抗圆临界电压值：发电机失磁后，系统某一点电压下降到是机组不能稳定运行，此电压值称为临界电压值（整理后：三、失磁保护的主要判据 来源：中电力资料网#p#分页标题#e#
