繼電保護教材發(fā)電機保護第七章作者：匿名2007/12/28 233333633333

較好節(jié)通道：關(guān)鍵詞：總結(jié)發(fā)電機的安全運行對保證電力系統(tǒng)的正常運行和電能質(zhì)量起著決定性的作用。同時，發(fā)電機本身也是非常有價值的電氣元件。因此，對于各種故障和異常工況，應(yīng)安裝性能完善的繼電保護裝置。一、故障類型及異常運行狀態(tài)：1。故障類型1)定子繞組相間短路：危害較大2)定子繞組一相匝間短路：可能發(fā)展為單相接地短路和相間短路3)定子繞組單相接地：常見，可能造成鐵芯燒損或局部熔化4)轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地：一點接地時危害不嚴(yán)重；兩點接地時，轉(zhuǎn)子磁通平衡被破壞，可能引起發(fā)電機強烈振動或燒壞轉(zhuǎn)子繞組。5)轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：系統(tǒng)吸收無功功率，導(dǎo)致失步，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降，甚至系統(tǒng)崩潰。2.異常運行狀態(tài)1)外部短路引起的定子繞組過流：溫升、絕緣老化2)負(fù)荷超過發(fā)電機額定容量引起的三相對稱過載：溫升、絕緣老化3)外部不對稱短路或負(fù)載不對稱引起的發(fā)電機負(fù)序過流和過載：轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100hz的倍頻電流，可能引起轉(zhuǎn)子局部燒傷或保護環(huán)放熱，造成發(fā)電機嚴(yán)重事故。此外，還會引起發(fā)電機100hz的振動。4)突然甩負(fù)荷引起定子繞組過電壓：調(diào)速系統(tǒng)慣性大時，可能發(fā)生過電壓，導(dǎo)致發(fā)電機繞組絕緣擊穿。5)勵磁電路故障或長時間強勵引起轉(zhuǎn)子繞組過載；6)汽輪機主汽門突然關(guān)閉引起的發(fā)電機逆功率：當(dāng)發(fā)電機因爐膛保護或調(diào)速回路故障及某些人為因素切換到電機運行時，發(fā)電機會從系統(tǒng)中吸收有功功率，即逆功率。2.保護類型：1。發(fā)電機縱差保護：定子繞組及其出線2相間短路保護。橫向差動保護：定子繞組3單相匝間短路保護。單相接地保護：發(fā)電機定子繞組4單相接地短路保護。發(fā)電機失磁保護：對轉(zhuǎn)子勵磁回路5勵磁電流急劇下降或消失的響應(yīng)。過流保護：對外部短路引起的過流的響應(yīng)。同時也作為縱差保護的后備保護。6.負(fù)序電流保護：當(dāng)反作用不對稱短路或三相負(fù)載不對稱時，發(fā)電機定子繞組7中的負(fù)序電流。過載保護：發(fā)電機長期超過額定負(fù)荷運行時的信號保護8。過壓保護：突然甩負(fù)荷引起的過壓9。轉(zhuǎn)子一點接地保護和兩點接地保護：勵磁回路10的接地故障保護。轉(zhuǎn)子過載保護：11。逆功率保護：當(dāng)汽輪機主汽閥誤關(guān)，發(fā)電機出口斷路器未跳閘時，發(fā)電機失去動力，變成電動機運行，從電力系統(tǒng)吸收有功功率危險：汽輪機尾葉片可能過熱，造成事故。第二節(jié)發(fā)電機縱差保護一、功能原理下圖為發(fā)電機縱差保護單相原理圖。當(dāng)兩組的CT特性和變比一致時，在正常區(qū)域外接地時，可以選擇CT特性盡量一致。不平衡電流比干式變壓器小。計算兩個閾值：(1)避免外部短路；(2)避免大于發(fā)電機額定電流的出口兩相短路(CT第二次斷開時)。第三節(jié)發(fā)電機橫向差動保護當(dāng)一相定子繞組有兩個或兩個以上并聯(lián)支路時，安裝該保護正常：間接轉(zhuǎn)向：死區(qū)：(1)同支路：保護固定；(2)同相支路：保護固定；(3)纏繞 #p#分頁標(biāo)題#e#

第四節(jié)發(fā)電機單相接地保護一、發(fā)電機定子繞組單相接地的特點定子繞組中性點不接地或經(jīng)高阻接地是較常見的故障之一。它具有一般不接地系統(tǒng)單相接地短路的特點。如果A遠(yuǎn)離中性點，單相接地發(fā)電機中性點會發(fā)生位移，產(chǎn)生零序電壓。各故障點相對地電壓：故障點零序電壓為電流分布：見上頁：2。發(fā)電機定子單相接地保護使用的基波零序分量取決于大小。發(fā)電機直接接母線時，——零序電流保護動作跳閘，(發(fā)電機-變壓器組)允許值為——零序電壓保護，作用于信號(1)基波零序電流保護對C的要求：(1)三相對稱負(fù)載。(小)輸出功率足夠小。一般的C達(dá)不到足夠的靈敏度，帶交流助磁的C得到了廣泛的應(yīng)用。(2)基波零序電壓保護整定隱藏在高壓側(cè)，發(fā)電機側(cè)一般15~30V有死區(qū)100定子接地保護：零序電壓保護增加支路電壓和固定工頻偏移電壓保護方式，采用三次諧波電壓。第五節(jié)發(fā)電機負(fù)序過流保護一、負(fù)序電流保護的作用：——轉(zhuǎn)子過熱，機械振動為了防止轉(zhuǎn)子過熱，——負(fù)序電流標(biāo)準(zhǔn)值表示為發(fā)電機額定電流的倍數(shù)，A——允許過熱時間常數(shù)曲線表明發(fā)電機允許負(fù)序電流的時間隨大小而變化，故稱反時限。針對這種情況，安裝發(fā)電機負(fù)序過流保護。2.負(fù)序過流保護兩級一段在跳閘二段延時，在信號分析延時。(1)ab段，對發(fā)電機不安全。(2)在bc段，發(fā)電機對的承載能力沒有得到充分利用。(3)信號在cd段發(fā)送，但由于操作人員的操作，當(dāng)信號接近該點時，就不安全。(4)在de段第三，負(fù)序反時限過流保護或——校正常數(shù)(考慮轉(zhuǎn)子冷卻閾值)第六節(jié)發(fā)電機失磁保護一、發(fā)電機失磁運行及其影響失磁故障是指勵磁突然消失或部分消失(低勵磁)。勵磁電流低于靜態(tài)穩(wěn)定極限對應(yīng)的勵磁電流)1失磁原因：三種(1)勵磁回路開路，勵磁繞組斷線誤操作，勵磁開關(guān)誤操作，勵磁調(diào)節(jié)裝置自動開關(guān)誤操作。

置中部分元件損壞（2）勵磁繞組由于長期發(fā)熱，絕緣老化或損壞引起短路（3）運行人員調(diào)整等。發(fā)電機失磁后，它的各種電氣量和機械量都會發(fā)生變化，且將危及發(fā)電機和系統(tǒng)的安全。2失磁后的基本物理過程：依據(jù)：功角特性關(guān)系：轉(zhuǎn)子運動方程：——原動機功率——同步功率——異步功率——電氣角加速度——機組的慣性時間常數(shù)（1）不變當(dāng)發(fā)電機未失步——同步振蕩階段（靜穩(wěn)定極限角）——臨界失步狀態(tài)轉(zhuǎn)子加速愈趨劇烈異步運行階段，這時原動機的調(diào)速裝置在轉(zhuǎn)子加速的影響下，使汽門關(guān)小，（2）當(dāng)時，即從系統(tǒng)吸收感性無功功率，，吸收圖圓為發(fā)電機以不同的有功功率P臨界失步時，機端測量阻抗的軌跡，圓內(nèi)為失步區(qū)。在發(fā)電機超過同步轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)子回路中將感應(yīng)出頻率為電流，（發(fā)電機轉(zhuǎn)速的頻率，系統(tǒng)頻率）該電流將產(chǎn)生異步功率當(dāng)即進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的異步運行階段。3．失磁后的影響：對電力系統(tǒng)：(1)吸收Q無功儲備不足，將因電壓崩潰而瓦解(2)(3)失磁失步振蕩甩負(fù)荷對發(fā)電機（1）轉(zhuǎn)子中的差頻電流過熱（2）轉(zhuǎn)差率吸定子過電流發(fā)熱（3）轉(zhuǎn)速振動氣輪發(fā)電機：較大s 0.5可穩(wěn)定運行.——可異步運行一段時間水輪發(fā)電機較小s很大發(fā)熱厲害，故不允許失磁異步運行可見：失磁后，若不失步，無直接危害。失步后，對發(fā)電機及系統(tǒng)有不利影響。故應(yīng)裝設(shè)失磁保護。二、失磁發(fā)電機機端測量阻抗的變化軌跡通常采用等有功阻抗圓。等無功圓（臨界失步阻抗圓）和等電壓阻抗圓來分析。（一）等有功阻抗圓：失步前。P基本不變———等有功過程圓的方程式特點：（1）圓的大小與P有關(guān)圓（2）失磁前，發(fā)電機向系統(tǒng)送無功，Q為正，位與第Ⅰ象限失磁后，隨Q的變化，Q由正負(fù)，從ⅠⅣ象限，圓越小，從ⅠⅣ快。（3）圓的位置與j有關(guān)，若=0，圓心在實軸上，很容易進(jìn)入第Ⅳ象限可見，失磁后，向第四象限移動，且較終將穩(wěn)定在第四象限內(nèi)（二）等無功阻抗圓（臨界失步圓）常數(shù)圓周為發(fā)電機以不同的有功功率P臨界失步時，機端測量阻抗的軌跡，圓內(nèi)為失步區(qū)。（三）臨界電壓阻抗圓臨界電壓值：發(fā)電機失磁后，系統(tǒng)某一點電壓下降到是機組不能穩(wěn)定運行，此電壓值稱為臨界電壓值（整理后：三、失磁保護的主要判據(jù) 來源：中電力資料網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#