继电保护原理基础_第七章

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1、第七章 发电机保护一、故障类型及不正常运行状态1 故障类型u定子绕组相间短路：危害最大u定子绕组一相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路u定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化u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，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损。u转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。2 不正常运行状态 外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化 负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化 外部不对称短路或不对称负荷而

2、引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故。此外，引起发电机的100hz的振动。 突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。 励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷 当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸，发电机失去原动力而变为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故为了快速消除发电机内部的故障在保护动作于发电机断路器跳闸发电机断路器跳闸的同时，还必须动作于自动灭磁开关自动灭磁开关，断开发电机

3、励磁回路，以使转子回路电流不会在定子绕组中再感应电势，继续供给短路电流。二、保护类型发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同时兼作纵差动保护的后备保护负序电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护转子过负荷保护逆功率保护第二

4、节 发电机纵差动保护（1）在正常运行情况下，电流互感器二次回路断线时保护不应误动，保护起动电流应大于发电机额定电流；（2）保护装置的起动电流技躲开外部故障时的最大不平衡电流整定（3）为防止在LH二次回路断线、同时区外故障导致保护误动，另需设置LH二次回路断线监视装置发出告警信号，由运行人员退出保护（4）断线监视继电器4按躲开正常运行时的不平衡电流整定，动作时间按大于发动机后备保护时限带制动的发电机纵差保护对100Mw及以上大容量发电机，采用具有比率制动特性的差动继电器，利用外部故障时的穿越电流实现制动保证区外故障时可靠躲开最大不平衡电流的影响，又能提高区内故障时的灵敏度发电机纵差动保护可以无延

5、时切除保护范围内各种故障，不反应发电机过负荷和系统振荡，且灵敏系数较高，用作容量在1Mw以上发电机的主保护。第三节 发电机匝间短路的横差动保护（1）在正常情况下，两个绕组中的电势相等，各供出一半的负荷电流。（2）当任一个绕组中发生匝间短路时，两个绕组中的电势就不再相等，由于出现电势差产生一个均衡电流，在两个绕组中环流。利用反应两个支路电流之差，即可实现发电机定子绕组匝间短路的保护。（3）同相同绕组匝间短路：Ij= 2Id/nl，短路匝数越多时；环流越大， 较小时，保护不动作，有死区；（4）同相不同绕组匝间短路： 1, 2之差值很小时，也将出现死区。单元件横差保护把一半绕组的三相电流之与另一半绕

6、组三相电流之和进行比较， 当发生各种匝问短路时，中性点联线上有环流流过，继电器3动作只用一个互感器，没有由于互感器的误差所产生的不平衡电流，起动电流较小，灵敏度较高当发电机出现三次谐波电势E3时，三相同相位，若任一分支E3与其他支路不相等，则中性点连线上会出现三次谐波环流 ，采用三次谐波滤波器2，滤掉三次谐波不平衡电流转子永久性两点接地时，有较大不平衡电流通过中性点连接线，横差保护可能误动转子永久性两点接地时，气隙磁通畸变畸变气隙磁通导致发电机异常震动，需转子永久性两点接地保护动作跳闸，因此不闭锁横差保护为防止转子瞬时两点接地时横差误动，在转子一点接地后，横差切换至0.51s延时跳闸回路 发电

7、机变压器组差动保护(1)当发电机和变压器之间无断路器时，一般装设整组共用的纵差动保护(2)当发电机与变压器之间有断路器时，发电机和变压器应分别装设纵差动保护(3)当发电机与变压器之间有分支 (如厂用电出线)，应把分支线也包括在差动保护范围内 第四节 发电机的单相接地保护 （4）流经接地点的电流为发电机所在电压网络，即与发电机有直接电联系的各元件对地电容电流之总和（5）故障点零序电流、零序电压特随发电机内部接地点位置而改变（6）当接地电容电流等于或大于5A时，应装设动作跳闸的接地保护，当接地电流小于5A时，装设作用于信号的接地保护单相接地：单相接地：Ip1=Ip2=Ip0, Id=3Ip0=3(

8、I0f+I0l)发电机零序电容电流：发电机零序电容电流：发电机以外网络零序电流发电机以外网络零序电流（1）发电机内部单相接地时，流过）发电机内部单相接地时，流过LH0的零序电流为发电机的零序电流为发电机以外电压网络的对地电容电流以外电压网络的对地电容电流; （2）发电机外部单相接地时，流过）发电机外部单相接地时，流过LH0的零序电流为发电机的零序电流为发电机本身的对地电容电流本身的对地电容电流（3）当发电机定于绕组的中性点附近接地时，由于接地电流）当发电机定于绕组的中性点附近接地时，由于接地电流很小，零序电流保护将不能起动，存在死区很小，零序电流保护将不能起动，存在死区发电机内部单相接地短路的