发电机配备的保护.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流发电机配备的保护.精品文档. 发电机保护1、 发电机差动保护：发电机差动保护是发电机相间短路的主保护。根据接入发电机中性点电流的份额即接入全部中性点电流或只取一部分电流接入，可分为完全纵差保护和不完全纵差保护。另外，根据算法不同，可以构成比率制动特性差动保护和标积制动式差动保护。不完全纵差保护，适用于每相定子绕组为多分支的大型发电机。它除了能反应发电机相间短路故障，尚能反应定子线棒开焊及分支匝间短路。可根据机组结构、容量及有关特点，合理地选用发电机纵差保护的类型（完全纵差、不完全纵差、比率制动式或标积制动式）。当采用完全纵差时，机端和中性点的电流互感器，应选用同型号、同变比的；当采用不完全纵差时，机端和中性点电流互感器仍可采用同型号、同变比的，但要引入平衡系数调平衡。TA二次回路开路会引起高电压的危险，特别是大型发电机组，建议采用TA断线不闭锁差动保护方案。发电机差动保护，动作于全停。、发电机横差：发电机横差保护，是发电机定子绕组匝间短路（同分支匝间短路及同相不同分支之间的匝间短路）、线棒开焊的主保护，也能保护定子绕组相间短路。分单元件横差保护（又称高灵敏度横差保护）和裂相横差保护两种。单元件横差保护，适用于每相定子绕组为多分支，且有两个或两个以上中性点引出的发电机，保护用TA的变比，按确保区内故障时TA的动稳定及热稳定来选择。裂相横差保护，又称三元件横差保护，实际上是分相横差保护，其实质是将每相定子绕组的分支回路分成两组，并通过两组TA将各组分支电流之和，反极性引到保护装置中计算差流。当差流大于整定值时，保护动作。保护的动作特性，可采用比率制动特性，也可采用标积制动特性。裂相横差保护可采用同型号、同变比的电流互感器，且要求各TA的暂态特性要好。每相定子绕组分支数为奇数时，由于两组TA所匝链的分支数不同，需引入平衡系数。发电机横差保护，动作于全停。、发电机匝间保护：本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。一般采用发电机纵向零序电压式匝间保护，纵向零序电压取自机端专用TV的开口三角输出端，TV应全绝缘,其一次中性点不允许接地，而是通过高压电缆与发电机中性点联接起来。发电机匝间保护，动作于全停。、发电机定子接地保护发电机定子接地保护由基波零序电压和三次谐波电压组成100%发电机定子回路单相接地故障保护。基波零序电压式定子接地保护，保护范围为由机端至机内90%左右的定子绕组单相接地故障。可作小机组的定子接地保护。也可与三次谐波定子接地保护合用，组成大、中型发电机的100%定子接地保护。保护接入3U0电压，取自发电机机端TV开口三角绕组两端，或取自发电机中性点单相TV（或配电变压器或消弧线圈）的二次。当零序电压式定子接地保护的输入电压取自机端TV开口三角形绕组时，为确保TV一次断线时保护不误动，需引入TV断线闭锁。实际应用中注意事项：（1）当采用发电机中性点TV二次电压时，该TV的变比应为式中 发电机额定相间电压； 中性点TV（或消弧线圈）的变比。（2）电压输入回路应满足反措要求：回路中无保险及辅助接点；回路中无多点接地现象等。机端TV一次的中性点或中性点TV（或消弧线圈，或配电变压器）一次回路应无保险，并可靠接地。（3）当发电机中性点经消弧线圈接地时，消弧线圈应为欠补偿，3U0整定值适当提高，以防高厂变低压侧单相接地故障时保护误动。（4）零序电压式定子接地保护可设置两段定值，一段为低定值灵敏段，需要考虑主变高压侧或厂变高压侧单相接地故障对定子接地零序电压的影响；一段为高定值次灵敏段，可以不考虑主变高压侧或厂变高压侧单相接地故障对定子接地零序电压的影响，短延时跳闸。发电机三次谐波电压式定子接地保护反映发电机中性点向机内20%左右定子绕组或机端附近定子绕组单相接地故障, 按比较发电机中性点及机端三次谐波电压的大小和相位构成，与零序基波电压式定子接地保护联合构成100%的定子接地保护。基波零序电压动作于全停，三次谐波电压动作于发信号。、发电机转子接地保护发电机转子接地保护又称为励磁回路接地保护。汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于1M，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2k。水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不应低于0.5M。现场常用两种不同类型的微机型发电机转子接地保护装置，分别为注入式转子接地保护、乒乓式转子接地保护。励磁绕组及其相连的直流回路，当它发生一点绝缘损坏时(一点接地故障)并不产生严重后果；但是若继发第二点接地故障，则部分转子绕组被短路，可能烧伤转子本体，振动加剧，甚至可能发生轴系和汽轮机磁化，使机组修复困难、延长停机时间。为了大型发电机组的安全运行，无论水轮发电机或汽轮发电机，在励磁回路一点接地保护动作发出信号后，应立即转移负荷，实现平稳停机检修。对装有两点接地保护的汽轮发电机组，在一点接地故障后继续运行时，应投入两点接地保护，后者带时限动作于停机。6、发电机失磁保护：失磁保护反应发电机励磁回路故障引起的发电机异常运行。失磁保护由以下四个判据组合，完成需要的失磁保护方案。（1） 低电压判据：一般取母线三相电压，也可选择发电机机端三相电压。对于取自母线电压，TV断线时闭锁本判据；取自机端三相电压，一组TV 断线时自动切换至另一组正常TV。（2）定子侧阻抗判据：阻抗圆，异步阻抗圆或静稳边界圆，阻抗电压量取发电机机端正序电压，电流量取发电机机端正序电流。（3）转子侧判据：转子低电压判据和发电机的变励磁电压判据。（4）减出力判据：减出力采用有功功率判据，失磁导致发电机失步后，发电机输出功率在一定范围内波动，P取一个振荡周期内的平均值。发电机全失磁失步运行的危害，与部分失磁失步运行的危害相比要小。因此，失磁保护动作后，跳一次灭磁开关是必要的。另外，当励磁回路短路造成失磁时，跳灭磁开关之后，可以减小对设备的损害。7、发电机失步保护失步保护反应发电机失步振荡引起的异步运行。失步保护只在失步振荡情况下动作。失步保护动作后，由系统调度部门根据当时的情况采取解列、快关、电气制动等技术措施，只有振荡中心位于发变组内部或失步振荡持续时间过长、对发电机安全构成威胁时，才作用于跳闸，而且应在两侧电动势相位差小于90°的条件下使断路器跳开,以免断路器的断开容量过大。8、发电机逆功率保护和程跳逆功率保护并网运行的汽轮发电机，在主汽门关闭后，便作为同步电动机运行,从电网中吸收有功，拖着汽轮机旋转。由于汽缸中充满蒸汽，它与汽轮机叶片磨擦产生热，使汽轮机叶片过热。长期运行，损坏汽轮机叶片,需配置逆功率保护。逆功率保护，不经主汽门触点闭锁，可延时发信号；根据汽轮机允许的逆功率运行时间，可动作于全停。发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后，需要程序跳闸时，保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁，延时动作于跳闸。程序逆功率，经主汽门触点闭锁，延时动作于全停；9、发电机频率异常保护汽轮机叶片有自己的自振频率。并网运行的发电机，当系统频率异常时，汽轮机叶片可能产生共振，从而使叶片发生疲劳，长久下去可能损坏汽轮机的叶片。设置发电机频率异常保护，是保护汽轮机安全的。目前，电力系统中的装机容量越来越多，各系统之间的联系越来越紧密。长期低频或高频运行的可能性几乎等于零。因此，当频率异常保护作用于切除发电机时，其各段频率及累计时间，应与低频减载或高周切机装置相配合。10、过激磁保护发电机或变压器过激磁运行时，电流会很大，电流波形将发生严重畸变，漏磁大大增加，长时间运行损坏发电机或变压器。因此，对于大容量发电机及变压器，装设过激磁保护非常必要。过激磁保护反映发电机或变压器的过激磁倍数。发电机过激磁保护取机端电压计算，主变过激磁取主变高压侧电压计算。发电机出口不设断路器，可只配发电机过激磁保护；发电机出口设断路器，可配发电机过激磁、变压器过激磁两套保护功能。过激磁保护可设一信号段、跳闸段；跳闸段动作于解列灭磁或程序跳闸，也可动作于减励磁。11、发电机过电压保护过电压保护用于保护发电机各种运行情况下引起的定子过电压。发电机电压保护所用电压量的计算不受频率变化影响。过电压保护的动作电压，应根据发电机类型、励磁方式、允许过电压的能力及定子绕组的绝缘状况来决定。过电压保护反应机端三相相间电压, 动作于全停。12、发电机对称过负荷保护发电机对称过负荷保护反应发电机定子绕组的平均发热状况，时发电机定子的过热保护。一般配定时限、反时限两段保护。定时限动作于发信号或自动减负荷；反时限过电流保护的动作特性，即过电流倍数与相应的允许持续时间的关系，根据发电机制造厂家提供的定子绕组允许的过负荷能力动作于全停。13、发电机负序过负荷保护发电机负序过负荷保护又叫发电机不对称过负荷保护，反应发电机转子表层过热状况，是发电机的转子过热保护，也可反应负序电流引起的其它异常，其保护有定时限和反时限两部分组成，定时限动作于发信号；反时限动作于全停。14、发电机复压过流保护（包括主变复压过流保护）发电机电压闭锁过流保护主要作为发电机相间短路的后备保护，变压器电压闭锁过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护，二者可合为一个，作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备。当发电机为自并励方式时，过流元件应有电流记忆功能，因为自并励发电机, 在短路故障后电流衰减变小，故障电流在过流保护动作出口前可能已小于过流定值，过流元件带记忆功能，使保护能可靠动作出口。复合电压过流保护设两段定值各一段延时, 第段动作于跳母联开关或其他开关，复合电压过流段, 动作于全停。15、发电机启停机保护启停机保护用于反应发电机启动或停机过程中低频率、低转速运行时的定子接地及相间故障。启停机保护只作为发电机启停机过程中的辅助保护，它由断路器辅助接点控制，待发电机并网后可自动退出运行，动作后跳灭磁开关。16、发电机误上电保护发电机盘车或转子静止时突然并入电网，定子电流（正序）在气隙产生旋转磁场会在转子本体中感应工频或者接近工频的电流，其影响与发电机并网运行时定子负序电流相似，会造成转子过热损伤，特别是机组容量越大，相对承受过热的能力越弱。500kV系统中广泛采用的3/2断路器接线也增加了误上电的几率。发电机误上电的可能有两种情况：第一种是发电机磁路开关未合时误上电，而汽轮机起机过程的绝大部分时间是花在磁路开关未合时；第二种情况是磁路开关合上后误上电。因此，对于大型发电机应装设误上电保护。误上电保护在发电机并网后自动退出运行，解列后自动投入运行，动作于全停。17、断路器闪络保护发电机在进行并列过程中，当断路器两侧电压方向为180°，断口易发生闪络。断路器断口闪络只考虑一相或两相，不考虑三相闪络。断路器闪络保护取主变高压侧开关TA 电流。考虑到发电机机端电压相对于主变高压侧电压等级低，如机端设有断路器，并列过程中断路器两侧最大承受电压较小，因此，一般不考虑配置机端断路器闪络保护。断路器闪络保护动作于灭磁及启动断路器失灵。