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

較好節通道：關鍵詞：總結發電機的安全運行對保證電力系統的正常運行和電能質量起著決定性的作用。同時，發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：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)轉子繞組一點接地或兩點接地：一點接地時危害不嚴重；兩點接地時，轉子磁通平衡被破壞，可能引起發電機強烈振動或燒壞轉子繞組。5)轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：系統吸收無功功率，導致失步，從而導致系統電壓下降，甚至系統崩潰。2.異常運行狀態1)外部短路引起的定子繞組過流：溫升、絕緣老化2)負荷超過發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載不對稱引起的發電機負序過流和過載：轉子中感應出100hz的倍頻電流，可能引起轉子局部燒傷或保護環放熱，造成發電機嚴重事故。此外，還會引起發電機100hz的振動。4)突然甩負荷引起定子繞組過電壓：調速系統慣性大時，可能發生過電壓，導致發電機繞組絕緣擊穿。5)勵磁電路故障或長時間強勵引起轉子繞組過載；6)汽輪機主汽門突然關閉引起的發電機逆功率：當發電機因爐膛保護或調速回路故障及某些人為因素切換到電機運行時，發電機會從系統中吸收有功功率，即逆功率。2.保護類型：1。發電機縱差保護：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：發電機定子繞組4單相接地短路保護。發電機失磁保護：對轉子勵磁回路5勵磁電流急劇下降或消失的響應。過流保護：對外部短路引起的過流的響應。同時也作為縱差保護的后備保護。6.負序電流保護：當反作用不對稱短路或三相負載不對稱時，發電機定子繞組7中的負序電流。過載保護：發電機長期超過額定負荷運行時的信號保護8。過壓保護：突然甩負荷引起的過壓9。轉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。轉子過載保護：11。逆功率保護：當汽輪機主汽閥誤關，發電機出口斷路器未跳閘時，發電機失去動力，變成電動機運行，從電力系統吸收有功功率危險：汽輪機尾葉片可能過熱，造成事故。第二節發電機縱差保護一、功能原理下圖為發電機縱差保護單相原理圖。當兩組的CT特性和變比一致時，在正常區域外接地時，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)避免大于發電機額定電流的出口兩相短路(CT第二次斷開時)。第三節發電機橫向差動保護當一相定子繞組有兩個或兩個以上并聯支路時，安裝該保護正常：間接轉向：死區：(1)同支路：保護固定；(2)同相支路：保護固定；(3)纏繞 #p#分頁標題#e#

第四節發電機單相接地保護一、發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高阻接地是較常見的故障之一。它具有一般不接地系統單相接地短路的特點。如果A遠離中性點，單相接地發電機中性點會發生位移，產生零序電壓。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。發電機直接接母線時，——零序電流保護動作跳閘，(發電機-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)三相對稱負載。(小)輸出功率足夠小。一般的C達不到足夠的靈敏度，帶交流助磁的C得到了廣泛的應用。(2)基波零序電壓保護整定隱藏在高壓側，發電機側一般15~30V有死區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。第五節發電機負序過流保護一、負序電流保護的作用：——轉子過熱，機械振動為了防止轉子過熱，——負序電流標準值表示為發電機額定電流的倍數，A——允許過熱時間常數曲線表明發電機允許負序電流的時間隨大小而變化，故稱反時限。針對這種情況，安裝發電機負序過流保護。2.負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，對發電機不安全。(2)在bc段，發電機對的承載能力沒有得到充分利用。(3)信號在cd段發送，但由于操作人員的操作，當信號接近該點時，就不安全。(4)在de段第三，負序反時限過流保護或——校正常數(考慮轉子冷卻閾值)第六節發電機失磁保護一、發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)。勵磁電流低于靜態穩定極限對應的勵磁電流)1失磁原因：三種(1)勵磁回路開路，勵磁繞組斷線誤操作，勵磁開關誤操作，勵磁調節裝置自動開關誤操作。

置中部分元件損壞（2）勵磁繞組由于長期發熱，絕緣老化或損壞引起短路（3）運行人員調整等。發電機失磁后，它的各種電氣量和機械量都會發生變化，且將危及發電機和系統的安全。2失磁后的基本物理過程：依據：功角特性關系：轉子運動方程：——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（1）不變當發電機未失步——同步振蕩階段（靜穩定極限角）——臨界失步狀態轉子加速愈趨劇烈異步運行階段，這時原動機的調速裝置在轉子加速的影響下，使汽門關小，（2）當時，即從系統吸收感性無功功率，，吸收圖圓為發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，圓內為失步區。在發電機超過同步轉速后，轉子回路中將感應出頻率為電流，（發電機轉速的頻率，系統頻率）該電流將產生異步功率當即進入穩態的異步運行階段。3．失磁后的影響：對電力系統：(1)吸收Q無功儲備不足，將因電壓崩潰而瓦解(2)(3)失磁失步振蕩甩負荷對發電機（1）轉子中的差頻電流過熱（2）轉差率吸定子過電流發熱（3）轉速振動氣輪發電機：較大s 0.5可穩定運行.——可異步運行一段時間水輪發電機較小s很大發熱厲害，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，對發電機及系統有不利影響。故應裝設失磁保護。二、失磁發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有關圓（2）失磁前，發電機向系統送無功，Q為正，位與第Ⅰ象限失磁后，隨Q的變化，Q由正負，從ⅠⅣ象限，圓越小，從ⅠⅣ快。（3）圓的位置與j有關，若=0，圓心在實軸上，很容易進入第Ⅳ象限可見，失磁后，向第四象限移動，且較終將穩定在第四象限內（二）等無功阻抗圓（臨界失步圓）常數圓周為發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，圓內為失步區。（三）臨界電壓阻抗圓臨界電壓值：發電機失磁后，系統某一點電壓下降到是機組不能穩定運行，此電壓值稱為臨界電壓值（整理后：三、失磁保護的主要判據 來源：中電力資料網#p#分頁標題#e#