發(fā)電機(jī)保護(hù)配置與選型

12111第二組

1ppt課件發(fā)電機(jī)保護(hù)配置與選型

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8ppt課件發(fā)電機(jī)保護(hù)主要內(nèi)容對(duì)于發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障和不正常工作狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量有選擇地裝設(shè)以下保護(hù)。1、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：為定子繞組及其引出線的相間短路保護(hù)。2、橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：為定子繞組一相匝間短路保護(hù)。只有當(dāng)一相定子繞組有兩個(gè)及以上并聯(lián)分支而構(gòu)成兩個(gè)或三個(gè)中性點(diǎn)引出端時(shí)，才裝設(shè)該種保護(hù)。3、單相接地保護(hù)：為發(fā)電機(jī)定子繞組的單相接地保護(hù)。9ppt課件發(fā)電機(jī)保護(hù)主要內(nèi)容對(duì)于發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障和不正常工作狀態(tài)，

4、勵(lì)磁回路接地保護(hù)：為勵(lì)磁回路的接地故障保護(hù)。5、低勵(lì)、失磁保護(hù)：為防止大型發(fā)電機(jī)低勵(lì)(勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流)或失去勵(lì)磁(勵(lì)磁電流為零)后，從系統(tǒng)中吸收大量無(wú)功功率而對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，100MW及以上容量的發(fā)電機(jī)都裝設(shè)這種保護(hù)。

6、過(guò)負(fù)荷保護(hù)：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)作用于信號(hào)的保護(hù)。中小型發(fā)電機(jī)只裝設(shè)定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)；大型發(fā)電機(jī)應(yīng)分別裝設(shè)定子過(guò)負(fù)荷和勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)。10ppt課件

4、勵(lì)磁回路接地保護(hù)：為勵(lì)磁回路的接地故障保護(hù)。10ppt

7、定子繞組過(guò)電流保護(hù)：當(dāng)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)范圍外發(fā)生短路，而短路元件的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作，這種保護(hù)作為外部短路的后備，也兼作縱差保護(hù)的后備保護(hù)。8、定子繞組過(guò)電壓保護(hù)：用于防止突然甩去全部負(fù)荷后引起定子繞組過(guò)電壓，水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)都裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)，中小型汽輪發(fā)電機(jī)通常不裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。11ppt課件

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9、負(fù)序電流保護(hù)：電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或者三相負(fù)荷不對(duì)稱(如電氣機(jī)車(chē)、電弧爐等單相負(fù)荷的比重太大)時(shí)，會(huì)使轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等電流密度很大的部位過(guò)熱，造成轉(zhuǎn)子的局部灼傷，因此應(yīng)裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。10、失步保護(hù)：反應(yīng)大型發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)振蕩過(guò)程的失步保護(hù)。11、逆功率保護(hù)：當(dāng)汽輪機(jī)主汽門(mén)誤關(guān)閉，或機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉主汽門(mén)而發(fā)電機(jī)出口斷路器未跳閘時(shí)，從電力系統(tǒng)吸收有功功率而造成汽輪機(jī)事故，故大型機(jī)組要裝設(shè)用逆功率繼電器構(gòu)成的逆功率保護(hù)，用于保護(hù)汽輪機(jī)。12ppt課件

9、負(fù)序電流保護(hù)：電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或者三相負(fù)荷不對(duì)稱

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14ppt課件比率制動(dòng)方程15ppt課件比率制動(dòng)方程15ppt課件

這種動(dòng)作特性的優(yōu)點(diǎn)是：

在區(qū)內(nèi)故障電流較小時(shí)，它具有較高的動(dòng)作靈敏度；而區(qū)外故障時(shí)，它具有較強(qiáng)的躲過(guò)暫態(tài)不平衡差流的能力。16ppt課件

這種動(dòng)作特性的優(yōu)點(diǎn)是：16ppt課件

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保護(hù)采用比率制動(dòng)原理，出口設(shè)置為循環(huán)閉鎖方式，保護(hù)邏輯見(jiàn)圖一。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)中性點(diǎn)一般不直接接地，當(dāng)發(fā)電機(jī)差動(dòng)區(qū)內(nèi)發(fā)生相間短路故障時(shí)，有兩相或三相差動(dòng)同時(shí)動(dòng)作出口跳閘；而當(dāng)發(fā)電機(jī)収生一相在區(qū)內(nèi)接地另一相在區(qū)外同時(shí)接地故障，只有一相差動(dòng)動(dòng)作，但同時(shí)有負(fù)序電壓，保護(hù)也出口跳閘。如果只有一相差動(dòng)動(dòng)作無(wú)負(fù)序電壓，判斷為T(mén)A斷線。這是應(yīng)為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不直接接地，內(nèi)部相間短路時(shí)一般都會(huì)二相差動(dòng)或三相差動(dòng)同時(shí)動(dòng)作。18ppt課件

保護(hù)采用比率制動(dòng)原理，出口設(shè)置為循環(huán)閉鎖方式，保護(hù)邏輯見(jiàn)圖

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19ppt課件二、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)用于防止突然甩去全部負(fù)荷后引起定子繞組過(guò)電壓,水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)都裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)突然甩掉負(fù)荷或者帶時(shí)限切除距發(fā)電機(jī)較近的外部故障時(shí)，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的增加以及強(qiáng)行勵(lì)磁裝置動(dòng)作等原因，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓將升高。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，由于調(diào)速系統(tǒng)慣性較大，使制動(dòng)過(guò)程緩慢，因此在突然失去負(fù)荷時(shí)，轉(zhuǎn)速將超過(guò)額定值，這時(shí)發(fā)電機(jī)輸出端電壓有可能高達(dá)額定值得1.8-2倍，為了防止發(fā)電機(jī)的絕緣受到損壞，在水輪發(fā)電機(jī)上一般應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。20ppt課件二、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)用于防止突然甩去全部負(fù)荷后引起定子繞組過(guò)

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21ppt課件三、發(fā)電機(jī)3U0定子接地保護(hù)保護(hù)采用基波零序電壓式，范圍為由機(jī)端至機(jī)內(nèi)90％左右的定子繞組單相接地故障?？勺餍C(jī)組的定子接地保護(hù)，也可與三次諧波保護(hù)合用，組成大中型發(fā)電機(jī)的100％定子接地保護(hù)。發(fā)電機(jī)定子繞組的單相接地是發(fā)電機(jī)最常見(jiàn)的一種故障，并且是相間或匝間短路的先兆。因此定子接地保護(hù)是大型機(jī)組保護(hù)中重要的保護(hù)，它對(duì)預(yù)防定子繞組嚴(yán)重短路故障具有重要意義。22ppt課件三、發(fā)電機(jī)3U0定子接地保護(hù)保護(hù)采用基波零序電壓式，范圍為由

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基波零序電壓的發(fā)電機(jī)單相接地保護(hù)的特點(diǎn)（1）簡(jiǎn)單、可靠。（2）設(shè)有三次諧波濾過(guò)器以降低不平衡電壓。（3）由于與發(fā)電機(jī)有電聯(lián)系的元件少，接地電流不大，適用于發(fā)電機(jī)－變壓器組。其不足之處是不能作為100定子接地保護(hù)，有死區(qū)，但一般不小于15%。24ppt課件

基波零序電壓的發(fā)電機(jī)單相接地保護(hù)的特點(diǎn)（1）簡(jiǎn)單、可靠。

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四、發(fā)電機(jī)阻抗原理失磁保護(hù)

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四、發(fā)電機(jī)阻抗原理失磁保護(hù)

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失磁保護(hù)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和切除由于勵(lì)磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行和故障

正常運(yùn)行時(shí)，若用阻抗復(fù)平面表示機(jī)端測(cè)量阻抗，則阻抗的軌跡在第一象限（滯相運(yùn)行）或第四象限（進(jìn)相運(yùn)行）內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)電機(jī)失磁后，機(jī)端測(cè)量阻抗的軌跡將沿著等有功阻抗園進(jìn)入異步邊界園內(nèi)。所以，阻抗原理發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)將機(jī)端測(cè)量阻抗是否進(jìn)入預(yù)先整定的阻抗圓作為發(fā)電機(jī)是否低或失磁的主要判據(jù)。27ppt課件

失磁保護(hù)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和切除由于勵(lì)磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機(jī)異

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28ppt課件失磁對(duì)電力系統(tǒng)的危害29ppt課件失磁對(duì)電力系統(tǒng)的危害29ppt課件失磁對(duì)發(fā)電機(jī)的危害30ppt課件失磁對(duì)發(fā)電機(jī)的危害30ppt課件

發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)阻抗圓原理邏輯圖31ppt課件發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)阻抗圓原理邏輯圖31ppt課件

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五、發(fā)電機(jī)對(duì)稱過(guò)負(fù)荷

（一）發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷判據(jù)及特性33ppt課件

五、發(fā)電機(jī)對(duì)稱過(guò)負(fù)荷

（一）發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷判據(jù)及特性33（二）定子繞組的過(guò)負(fù)荷保護(hù)34ppt課件（二）定子繞組的過(guò)負(fù)荷保護(hù)34ppt課件

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兩段定時(shí)限負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作特性36ppt課件

兩段定時(shí)限負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作特性36ppt課件37ppt課件37ppt課件七、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)保護(hù)采用注入直流電源原理，直流電源由裝置自產(chǎn)。因此，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行及不運(yùn)行時(shí)，均可監(jiān)視發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的對(duì)地絕緣。該保護(hù)動(dòng)作靈敏、無(wú)死區(qū)?？紤]到雙套化配置方案中，轉(zhuǎn)子接地保護(hù)由于保護(hù)原理的要求不能雙套化，否則會(huì)相互影響導(dǎo)致測(cè)量失誤。如采用一套運(yùn)行一套備用方式，需要時(shí)應(yīng)可靠安全地帶電切換。38ppt課件七、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)保護(hù)采用注入直流電源原理，直流電源轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地原理發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地，由于構(gòu)不成電流通路，并不影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，也不會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)構(gòu)成危害。對(duì)于一點(diǎn)接地故障的危害，主要擔(dān)心再發(fā)生第二點(diǎn)接地故障，因?yàn)樵谝稽c(diǎn)接地故障后，勵(lì)磁回路對(duì)地電壓有所升高，就有可能發(fā)生第二個(gè)接地故障點(diǎn)。其危害有：39ppt課件轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地原理發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地，由于構(gòu)不成電流通路，

（1）破壞發(fā)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的對(duì)稱性，使氣隙磁場(chǎng)不均勻發(fā)生畸變，氣隙磁通失去平衡，引起發(fā)電機(jī)的劇烈振動(dòng)而損壞發(fā)電機(jī)、無(wú)功出力降低。汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地還可能引起軸系和汽機(jī)磁化，后果嚴(yán)重。若裝有橫差保護(hù)，還會(huì)引起它的誤動(dòng)作，所以轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后要將橫差保護(hù)加上一個(gè)短的延時(shí)防止誤動(dòng)。（2）兩點(diǎn)接地造成沒(méi)被短路繞組的電流增大，如果流過(guò)轉(zhuǎn)子本體的短路電流大（通常以1500A為界限），熱效應(yīng)燒損轉(zhuǎn)子的同時(shí)還會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生緩慢變形而形成偏心，進(jìn)一步加劇振動(dòng)。還可能損壞其他勵(lì)磁裝置且導(dǎo)致失磁故障，危及發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的安全。40ppt課件

（1）破壞發(fā)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的對(duì)稱性，使氣隙磁場(chǎng)不均勻發(fā)生畸變

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，在發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后，應(yīng)立即安排停機(jī)（這是水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)決定的），因此水輪發(fā)電機(jī)一般不設(shè)置轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。41ppt課件

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，在發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后，應(yīng)立即安排停機(jī)（這是

轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)邏輯框圖42ppt課件

轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)邏輯框圖42ppt課件八、勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)43ppt課件八、勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)43ppt課件

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44ppt課件九、發(fā)電機(jī)縱向零序電壓式匝間保護(hù)發(fā)電機(jī)縱向零序電壓式匝間保護(hù)，是發(fā)電機(jī)同相同分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護(hù)。該保護(hù)反映的是發(fā)電機(jī)縱向零序電壓的基波分量，并用其三次諧波增量作為制動(dòng)量。

保護(hù)原理：

發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生內(nèi)部短路，三相機(jī)端對(duì)中性點(diǎn)的電壓不再平衡，因?yàn)闄C(jī)端電壓互感器中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接相連且不接地，所以互感器開(kāi)口三角繞組輸出縱向3U0。

45ppt課件九、發(fā)電機(jī)縱向零序電壓式匝間保護(hù)發(fā)電機(jī)縱向零序電壓式匝間保護(hù)縱向零序電壓式匝間保護(hù)交流接入回路46ppt課件縱向零序電壓式匝間保護(hù)交流接入回路46ppt課件

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端不平衡基波零序電壓很小，但可能有較大的三次諧波電壓，為降低保護(hù)定值和提高靈敏度，保護(hù)裝置中增設(shè)三次諧波阻波功能。

為保證匝間保護(hù)的動(dòng)作靈敏度，縱向零序電壓的動(dòng)作值一般整定較小，為防止外部短路時(shí)縱向零序不平衡電壓增大造成保護(hù)誤動(dòng)，須增設(shè)故障分量