1、2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),1,發(fā)電機(jī)保護(hù),發(fā)電機(jī)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式 發(fā)電機(jī)相間短路的縱差動(dòng)保護(hù) 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù) 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù) 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù) 發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù) 發(fā)電機(jī)的其他保護(hù),2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),2,2-1 發(fā)電機(jī)故障和不正常狀態(tài)及保護(hù)方式,1、發(fā)電機(jī)的故障及其危害、保護(hù)方式 定子繞組的相間短路： 巨大的短路電流，燒壞發(fā)電機(jī) 瞬時(shí)動(dòng)作的縱差動(dòng)保護(hù) 定子繞組匝間短路（同相同分支、同相異分支）： 巨大的短路電流，燒壞發(fā)電機(jī) 瞬時(shí)動(dòng)作的匝間短路保護(hù) 定子單相接地（繞組對(duì)鐵芯短接）： 電弧灼傷鐵芯、破壞

2、繞組絕緣、故障發(fā)展 100%定子繞組接地保護(hù),2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),3,2-1 發(fā)電機(jī)故障和不正常狀態(tài)及保護(hù)方式,失磁（完全失磁、部分失磁）： 危害發(fā)電機(jī)、影響系統(tǒng)的安全 失磁保護(hù) 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)、二點(diǎn)接地故障： 二點(diǎn)接地引起機(jī)組劇烈振動(dòng) 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和二點(diǎn)接地保護(hù),2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),4,2、發(fā)電機(jī)不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式,定子繞組負(fù)荷不對(duì)稱運(yùn)行（出現(xiàn)負(fù)序電流）： 定子繞組不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)（轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱保護(hù)） 定子繞組對(duì)稱過(guò)負(fù)荷： 對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù) 轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷： 轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù) 逆功率：逆功率保護(hù) 過(guò)激磁：過(guò)激磁保護(hù) 系統(tǒng)振蕩引起發(fā)電機(jī)失步：失步保護(hù)

3、其他保護(hù)：定子繞組過(guò)電壓保護(hù)、低頻運(yùn)行保護(hù)、非全相運(yùn)行保護(hù)等,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),5,3、保護(hù)裝置的控制對(duì)象保護(hù)出口方式,（1）發(fā)變組全停：跳主變高壓側(cè)、發(fā)電機(jī)、高廠變，滅磁，關(guān)主汽門，廠用電切換 （2）解列滅磁：跳發(fā)電機(jī)、高廠變，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷 （3）解列：跳發(fā)電機(jī) （4）減出力：減少汽輪機(jī)輸出功率 （5）發(fā)信號(hào)：發(fā)出聲、光信號(hào) （6）母線解列：對(duì)雙母線系統(tǒng)，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),6,3、保護(hù)裝置的控制對(duì)象保護(hù)出口方式,（1）發(fā)變組全停：跳主變高壓側(cè)、發(fā)電機(jī)、高廠變，滅磁，關(guān)主汽門，廠用電切換 （2）停機(jī)：跳發(fā)電機(jī)，滅磁，關(guān)主汽門 （

4、3）解列滅磁：跳發(fā)電機(jī)，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷 （4）解列：跳發(fā)電機(jī) （5）孤島運(yùn)行：跳主變高壓側(cè)、汽輪機(jī)減負(fù)荷帶廠用 （6）程序跳閘：關(guān)主汽門，逆功率動(dòng)作，跳發(fā)電機(jī)，滅磁 （7）減勵(lì)磁 （8）減出力：減少汽輪機(jī)輸出功率 （9）廠用電源切換 （10）發(fā)信號(hào)：發(fā)出聲、光信號(hào) （11）母線解列：對(duì)雙母線系統(tǒng)，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器,2-2 發(fā)電機(jī)相間短路的縱差動(dòng)保護(hù),作用：反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部定子繞組及其引出線相間短路，主保護(hù)，外部故障不誤動(dòng),配置：在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和靠近發(fā)電機(jī)出口斷路器處分別按相裝設(shè)型號(hào)、變比相同的電流互感器，二次側(cè)按環(huán)流法連接,原理：比較發(fā)電機(jī)繞組兩端電流的大小和相位，正常和外部故障時(shí)：相同；

5、內(nèi)部故障時(shí)不同,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),8,1、基本原理,KA：差動(dòng)繼電器，接差動(dòng)回路,正常運(yùn)行或外部故障時(shí) KA的電流：,KA不動(dòng)作,保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí) KA的電流：,當(dāng) 時(shí),KA動(dòng)作,TA1、TA2：同型號(hào) 同變比,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),9,實(shí)際正常運(yùn)行及外部故障時(shí)：,不平衡電流,流入KA的電流：,-同型系數(shù)，取0.5 -非周期分量影響系數(shù),取11.5 -TA最大誤差系數(shù),取0.1,KA的動(dòng)作電流,問題：動(dòng)作電流大，靈敏度低,提高靈敏度：減小動(dòng)作電流,1、基本原理,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),10,2-3發(fā)電機(jī)子繞組匝間短路保護(hù),1、單繼電器式橫差保護(hù),

6、定子繞組每相兩并聯(lián)分支分別接成星形，兩個(gè)星形中性點(diǎn)連接線上接入TA，經(jīng)高次諧波過(guò)濾器Z接至電流繼電器KA。,用于定子繞組每相有兩個(gè)并聯(lián)支路且每一支路中性點(diǎn)側(cè)都有引出端的發(fā)電機(jī)，反應(yīng)定子繞組的匝間短路 。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),11,正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，兩中性點(diǎn)等電位，連接線上無(wú)電流或僅有數(shù)值不大的不平衡電流通過(guò)，保護(hù)不動(dòng)作。,定子繞組匝間短路，故障相繞組的兩個(gè)分支的電勢(shì)不等，因而在定子繞組中出現(xiàn)環(huán)流，通過(guò)中性點(diǎn)連線，若該電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流，則保護(hù)動(dòng)作。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),12,（1）保護(hù)存在死區(qū)。當(dāng)一個(gè)分支短路匝數(shù)很小或兩分支短路時(shí)匝數(shù)相近時(shí)，中性點(diǎn)連

7、線上通過(guò)的電流可能小于繼電器動(dòng)作值，保護(hù)裝置不動(dòng)作。 （2）三次諧波引起保護(hù)可能誤動(dòng)作。正常運(yùn)行情況下，若三相電動(dòng)勢(shì)的波形中含有三次諧波及三次諧波的倍數(shù)次諧波分量，且當(dāng)任一支路的三次諧波電動(dòng)勢(shì)與其他支路不相等時(shí)，將有三次諧波流過(guò)電流互感器。為此，采用了高次諧波濾過(guò)器Z ，使高次諧波電流不致流入電流繼電器KA 。 （3）勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)，單繼電器式橫差動(dòng)保護(hù)可能動(dòng)作。定子同一相的兩并聯(lián)分支回路電動(dòng)勢(shì)不等，形成環(huán)流。若其值大于保護(hù)動(dòng)作值，將使橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。 勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地后，利用切換片SO 將橫差保護(hù)切換到帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。動(dòng)作時(shí)限通常可取為0.51S 。,討論：,2020/10

8、/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),13,2-3發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù),2、反應(yīng)發(fā)電機(jī)各相對(duì)中性點(diǎn)的零序電壓匝間短路保護(hù),原理：發(fā)生匝間短路時(shí)，機(jī)端三相電壓對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不對(duì)稱，出現(xiàn)零序電壓。,配置： TV 一次繞組中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接連接，電壓互感器TV測(cè)量該零序電壓,TV 開口三角側(cè)接入三次諧波濾波器Z 及零序過(guò)電壓繼電器KV 。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),14,（1）三次諧波濾波器用于減小發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)固有三次諧波對(duì)保護(hù)的影響。TZJ （2）零序電壓繼電器的動(dòng)作電壓應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行和外部故障時(shí)三次諧波濾波器輸出的最大不平衡電壓采取外部故障時(shí)閉鎖保護(hù)的措施。這樣，零序電壓繼電器的動(dòng)

9、作電壓只需按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓整定。KWN （3）TV 回路斷線時(shí)可能造成保護(hù)誤動(dòng)作，因此需要裝設(shè)電壓回路斷線閉鎖裝置。 （4）原理簡(jiǎn)單，靈敏度較高，能反應(yīng)零序電壓的匝間短路保護(hù)，還能反應(yīng)定子繞組開焊故障。適用于中性點(diǎn)只有三個(gè)引出端的發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)，但是保護(hù)接線復(fù)雜。,討論：,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),15,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),16,2-4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),產(chǎn)生：發(fā)電機(jī)定子繞組與鐵心間絕緣遭到破壞（鐵心接地）,主要危害： 接地電流產(chǎn)生電弧燒傷鐵心，鐵心疊片燒結(jié)，維修困難 接地電流破壞繞組絕緣，擴(kuò)大事故,發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)： 安全電流：不產(chǎn)

10、生電弧的單相接地電流 接地電流小于安全電流：保護(hù)動(dòng)作于信號(hào) 接地電流大于安全電流：保護(hù)立即動(dòng)作于跳閘停機(jī),對(duì)大中型發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)的基本要求： 對(duì)繞組有100%的保護(hù)范圍 經(jīng)過(guò)渡電阻接地故障，應(yīng)有足夠靈敏度,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),17,1、零序電壓保護(hù)的基本原理,A相繞組距中性點(diǎn) 處單相接地,零序電壓隨接地點(diǎn)位置而變化。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),18,( 1 ）大機(jī)組中性點(diǎn)采用高阻接地。小機(jī)組中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈，抵消單相接地時(shí)的電容電流，使接地電流減小到允許值以下。為防止系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)，產(chǎn)生諧振，引起過(guò)電壓，出口有直供負(fù)荷時(shí)，采用過(guò)補(bǔ)償方式，即ILIc，

11、無(wú)直供負(fù)荷時(shí)，采用欠補(bǔ)償。 ( 2 ）當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)，利用零序電壓隨接地點(diǎn)而變化的特點(diǎn)，可以構(gòu)成基波零序電壓保護(hù)以及在此基礎(chǔ)上的某些100 定子接地保護(hù)。,討論：,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),19,（3）利用內(nèi)部故障與外部故障流過(guò)零序電流互感器TA0 的零序電流數(shù)值不同的特點(diǎn)，可以構(gòu)成零序電流接地保護(hù)。 發(fā)電機(jī)外部單相接地時(shí)，流過(guò)TA0的零序電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流。流過(guò)接地點(diǎn)的電流為發(fā)電機(jī)電容電流與電網(wǎng)電容電流之和，具有電容性質(zhì)并與成正比，機(jī)端附近接地時(shí)其值最大。 發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)，流過(guò)TA0的零序電流為除發(fā)電機(jī)以外的全部發(fā)電機(jī)電壓電網(wǎng)電容電流。流過(guò)接地點(diǎn)的電流為

12、發(fā)電機(jī)電容電流與電網(wǎng)電容電流之和，具有電容性質(zhì)并與成正比，機(jī)端附近接地時(shí)其值最大。,討論：,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),20,（1）定子接地點(diǎn)的接地電流不應(yīng)超過(guò)安全電流，一般地，應(yīng)小于1. 0 1.5A，以保證發(fā)電機(jī)定子鐵芯的安全。（2）定子接地保護(hù)應(yīng)有100 保護(hù)區(qū)，不允許存在死區(qū)。（3）保護(hù)區(qū)內(nèi)任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障，保護(hù)應(yīng)有足夠靈敏度。,發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù)的要求：,對(duì)于中小型發(fā)電機(jī)而言，由于認(rèn)為在正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)電位等于或接近于零，發(fā)生絕緣擊穿的可能性極小，保護(hù)有死區(qū)還是可以允許的。對(duì)于雙水內(nèi)冷的大型發(fā)電機(jī)，要求具有100 保護(hù)區(qū)且靈敏度較高的定子接地保護(hù)。,2020/

13、10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),21,( 1 ）反應(yīng)三次諧波電壓的方式。 它能可靠地覆蓋零序電壓保護(hù)的死區(qū)，與零序電壓保護(hù)一起組成100 %定子接地保護(hù)。( 2 ）利用外加電源進(jìn)行對(duì)地檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)100 保護(hù)。 如中性點(diǎn)外加工頻電壓法、人工二次諧波電流法，外加低頻電壓或編碼信號(hào)以及外加直流電源等。( 3 ）利用接地故障產(chǎn)生的行波以實(shí)現(xiàn)保護(hù)。,發(fā)電機(jī)定子100 接地保護(hù)實(shí)現(xiàn)的方法：,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),22,動(dòng)作電壓：510V 保護(hù)死區(qū)：,1、基波零序電壓保護(hù),2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),23,2、 三次諧波零序電壓保護(hù),正常運(yùn)行時(shí)的三次諧波電壓,定子單相接地時(shí)的三次諧波

14、電壓,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),24,正常運(yùn)行時(shí)的三次諧波電壓關(guān)系,定子單相接地時(shí)的三次諧波電壓關(guān)系,+ 基波零序電壓保護(hù),100%保護(hù)范圍：,基波零序電壓：機(jī)端側(cè)約90%保護(hù)范圍，機(jī)端短路靈敏度最高 三次諧波：中性點(diǎn)側(cè)約50%保護(hù)范圍，中性點(diǎn)短路靈敏度最高,2、 三次諧波零序電壓保護(hù),2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),25,2-5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的接地保護(hù),勵(lì)磁回路接地： （1）勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地： 不會(huì)形成接地電流通路，因此對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)直接危害。但勵(lì)磁回路對(duì)地電壓將增加，在最不利情況下，將比正常時(shí)增大一倍，因而容易導(dǎo)致第二點(diǎn)接地。 （2）勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地： 部分勵(lì)磁繞組被短接

15、，造成轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生畸變，致使機(jī)組振動(dòng)。故障點(diǎn)電弧將燒壞轉(zhuǎn)子繞組與鐵芯。接地電流可能使汽輪機(jī)汽缸磁化。 對(duì)于大型汽輪發(fā)電機(jī)，宜采用動(dòng)作于信號(hào)的勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)和動(dòng)作于停機(jī)的兩點(diǎn)接地保護(hù)。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),26,2-6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù),失磁：勵(lì)磁電流異常下降或勵(lì)磁電流完全消失的故障。 勵(lì)磁回路異常下降：勵(lì)磁電流的降低超過(guò)了靜態(tài)穩(wěn)定極限所允許的程度。 造成失磁的主要原因：主勵(lì)磁機(jī)或副勵(lì)磁機(jī)故障、勵(lì)磁系統(tǒng)故障、操作上過(guò)量調(diào)整以及勵(lì)磁回路開路等。,對(duì)不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，失磁保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。 對(duì)允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，失磁保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)，并要求失磁保護(hù)與切換勵(lì)磁、自動(dòng)減載等自

16、動(dòng)控制相結(jié)合，以取得發(fā)電機(jī)失磁后的最好處理效果。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),27,失磁對(duì)電力系統(tǒng)的危害：( 1 ）低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)吸收無(wú)功，引起系統(tǒng)電壓下降。如果系統(tǒng)無(wú)功儲(chǔ)備不足，將使鄰近故障機(jī)組的系統(tǒng)某點(diǎn)電壓低于允許值，使電源與負(fù)荷間失去穩(wěn)定，甚至造成電力系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。( 2 ）一臺(tái)機(jī)失磁電壓下降，電力系統(tǒng)中的其他機(jī)組在自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置作用下將增大無(wú)功輸出，從而可能使某些機(jī)組、線路過(guò)負(fù)荷，其后備保護(hù)可能誤動(dòng)作，使故障范圍擴(kuò)大。 ( 3 ）一臺(tái)機(jī)失磁后，由于有功功率的擺動(dòng)以及系統(tǒng)電壓的下降，可導(dǎo)致相鄰正常發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間或系統(tǒng)回路之間發(fā)生振蕩，造成嚴(yán)重后果。,20

17、20/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),28,失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身的危害： 低勵(lì)或失磁后，發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行( 1 ）轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流，產(chǎn)生附加損耗，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱加大，轉(zhuǎn)子本體與槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面局部過(guò)熱。（2 ）由機(jī)端觀測(cè)到的發(fā)電機(jī)等效電抗降低，從系統(tǒng)吸收的無(wú)功功率增加。重負(fù)荷下失磁，定子因過(guò)電流而過(guò)熱。 ( 3 ）發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動(dòng)，使發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子和基座受到異常的機(jī)械力沖擊。轉(zhuǎn)差周期性變化，最大值可達(dá)4 5 % ，發(fā)電機(jī)周期性地嚴(yán)重超速。 ( 4 ）定子端部漏磁增加，使端部部件和邊段鐵芯過(guò)熱。這一情況通常是限制發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行能力的主要條件。,2020/10/6

18、,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),29,失磁保護(hù)構(gòu)成的方式：大機(jī)組利用測(cè)量定子回路參數(shù)變化作為主判據(jù)，而利用測(cè)量轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓下降等作為輔助判據(jù)，共同來(lái)判斷失磁故障的。,勵(lì)磁電壓降低，Ue 動(dòng)作 電壓低于安全運(yùn)行允許值，與門1輸出，t1延時(shí)躲過(guò)振蕩 失磁，阻抗元件KR 動(dòng)作，與門2 輸出，發(fā)失步信號(hào)，t2延時(shí)躲過(guò)振蕩,作為失磁判據(jù)的定子回路參數(shù) 機(jī)端測(cè)量阻抗的變化 無(wú)功功率方向的變化,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),30,判據(jù)一：發(fā)電機(jī)失磁后，無(wú)功功率改變方向，由發(fā)出感性無(wú)功功率變?yōu)槲崭行詿o(wú)功功率。,判據(jù)二：進(jìn)一步越過(guò)靜穩(wěn)阻抗邊界，發(fā)電機(jī)開始失步。失磁前發(fā)電機(jī)送出的有功功率越大，則由失磁到失步的時(shí)間越

19、短。失步前，失磁故障對(duì)機(jī)組本身以及系統(tǒng)不會(huì)造成危害。,判據(jù)三：發(fā)電機(jī)失步后，隨滑差的增大，進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)。,當(dāng)外部故障、系統(tǒng)振蕩、長(zhǎng)線充電、自同期和電壓回路斷線時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻杭也會(huì)進(jìn)入靜穩(wěn)阻杭邊界和異步阻抗邊界。因此，由延時(shí)來(lái)躲過(guò)振蕩、外部故障、PT斷線等。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),31,2-7 發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù),負(fù)序磁場(chǎng)： 方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向相反，在轉(zhuǎn)子本體、槽楔、勵(lì)磁繞組感生倍頻電流，引起額外損耗和發(fā)熱 產(chǎn)生2倍頻交變電磁轉(zhuǎn)矩，機(jī)組100Hz振動(dòng),機(jī)組承受負(fù)序電流能力： 轉(zhuǎn)子表層發(fā)熱情況確定,負(fù)序電流保護(hù)（轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱保護(hù)）： 與承受負(fù)序電流能力相匹配,不對(duì)稱短路或負(fù)荷不

20、對(duì)稱，定子繞組中產(chǎn)生負(fù)序電流,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),32,轉(zhuǎn)子發(fā)熱特點(diǎn)及負(fù)序電流反時(shí)限動(dòng)作判據(jù),發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期承受負(fù)序電流的能力 規(guī)程：在額定負(fù)荷下汽輪發(fā)電機(jī)持續(xù)負(fù)序電流 負(fù)序電流超過(guò)長(zhǎng)期允許值時(shí)，保護(hù)延時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào),發(fā)電機(jī)短時(shí)承受負(fù)序電流的能力 發(fā)熱量與流經(jīng)發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流平方和持續(xù)時(shí)間成正比,-與發(fā)電機(jī)型式及冷卻方式有關(guān)的常數(shù),負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作判據(jù)：考慮散熱修正系數(shù)K,發(fā)電機(jī)允許負(fù)序電流與允許持續(xù)時(shí)間的關(guān)系（絕熱）,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),33,上限定時(shí)限：與發(fā)-變組高壓側(cè)兩相短路保護(hù)配合 下限定時(shí)限：按發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許I2整定，且外部故障切除后返回 反時(shí)限特性：動(dòng)

21、作于跳閘解列,轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱保護(hù)方案,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),34,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),一、發(fā)電機(jī) （變壓器）的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)過(guò)勵(lì)磁：磁通密度過(guò)大 危害：反復(fù)過(guò)勵(lì)磁，過(guò)熱而絕緣老化，降低設(shè)備的使用壽命。 原因：電壓的升高，頻率的降低,1、變壓器過(guò)勵(lì)磁 大型電力變壓器，為節(jié)省材料、減輕重量，額定磁通密度與飽和磁通密度相近。 電壓頻率比增大時(shí)，工作磁密增大，勵(lì)磁電流隨之增大。鐵芯飽和后，勵(lì)磁電流急劇增大，出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁狀態(tài)。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),35,易發(fā)生過(guò)勵(lì)磁的情況升壓變壓器在未與系統(tǒng)并列之前， 由于誤操作而使發(fā)電機(jī)電壓過(guò)高； 切機(jī)過(guò)程中滅磁開關(guān)拒動(dòng)； 發(fā)電機(jī)一變

22、壓器組出口斷路器跳閘后，由于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置失靈而使電壓迅速升高。 正常情況下突然甩負(fù)荷也要引起相當(dāng)嚴(yán)重的過(guò)勵(lì)磁： 因?yàn)閯?lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)和原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都是由慣性環(huán)節(jié)組成的，突然甩負(fù)荷后，電壓要迅速上升，而頻率上升緩慢，因而比值U / f 上升，使變壓器過(guò)勵(lì)磁，不過(guò)其持續(xù)時(shí)間較短。,危害：勵(lì)磁電流非正弦，含大量高次諧波分量，使鐵芯和其他金屬構(gòu)件渦流損耗大大增加，致使變壓器發(fā)熱情況嚴(yán)重。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),36,規(guī)程規(guī)定：500kV 變壓器對(duì)頻率降低和電壓升高引起的鐵芯工作磁密過(guò)高和300MW 及以上發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。造價(jià)高、檢修困難、停電損失較大,作用：防止繞組及鐵芯等過(guò)

23、熱，是后備快速保護(hù),原理：通過(guò)反應(yīng)U / f 比值來(lái)檢驗(yàn)磁密，從而反應(yīng)過(guò)勵(lì)磁狀況,輔助電壓互感器FYH：一次側(cè)接于系統(tǒng)電壓互感器的二次側(cè)，二次側(cè)接RC 串聯(lián)回路。在電容C 上抽取電壓進(jìn)行整流、濾波，再將直流信號(hào)電壓加至保護(hù)裝置的執(zhí)行元件。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),37,正常情況下電容C 的端電壓,Uc 與工作磁通密度B 成正比，即Uc 能夠反應(yīng)U/f的變化情況。變壓器過(guò)勵(lì)磁時(shí)，Uc 增大，當(dāng)Uc 達(dá)到繼電器動(dòng)作電壓時(shí)，可使電平檢測(cè)器動(dòng)作，發(fā)出過(guò)勵(lì)磁信號(hào)或直接跳閘。,過(guò)勵(lì)磁保護(hù)簡(jiǎn)單易行，整定值由變壓器飽和磁通密度決定?？勺龀蓛啥问?，一段整定過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)較高，以相應(yīng)的較短延時(shí)動(dòng)作于跳閘

24、；二段整定過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)較低，以相應(yīng)的較長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作于聲光信號(hào)。,電壓互感器變比nYH ，輔助電壓互感器變比nF,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),38,2、發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)磁,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),（1）發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)曲線一般要比變壓器低些。 （2）發(fā)電機(jī)氣隙較大，鐵芯平均磁密較低，冷卻好。,發(fā)變組的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)裝于發(fā)電機(jī)端部的電壓互感器上。,若變壓器低壓側(cè)額定電壓比發(fā)電機(jī)額定電壓低（約5% ) , 則過(guò)勵(lì)磁保護(hù)的動(dòng)作值應(yīng)按變壓器的飽和磁通密度整定. 若變壓器低壓側(cè)額定電壓等于或大于發(fā)電機(jī)的額定電壓，則過(guò)勵(lì)磁保護(hù)的動(dòng)作值應(yīng)按發(fā)電機(jī)的飽和磁通密度整定。,發(fā)電機(jī)一變壓器組，通常也裝設(shè)兩段過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

25、，一段按變壓器的過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)整定，一段按發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)整定。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),39,二、過(guò)電壓保護(hù),2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),主要原因：( 1 ）發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速升高及其電樞反應(yīng)的消失。 調(diào)速系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置都由慣性環(huán)節(jié)組成，勵(lì)磁調(diào)節(jié)過(guò)程比較遲緩，勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大，勵(lì)磁電流不能突變，轉(zhuǎn)速仍將上升，發(fā)電機(jī)電壓在短時(shí)間內(nèi)也要上升，可達(dá)1.3 1.5 倍額定電壓，持續(xù)時(shí)間可達(dá)幾秒鐘。 ( 2 ）勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器故障。 功頻調(diào)整系統(tǒng)或自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置退出運(yùn)行時(shí)，發(fā)生甩負(fù)荷，過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。 ( 3 ）電容負(fù)荷引起自勵(lì)磁。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保

26、護(hù),40,過(guò)電壓的危害： 對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣有威脅， 使升壓變壓器勵(lì)磁電流劇增，引起變壓器過(guò)勵(lì)磁，使鐵芯飽和損耗增大，甚至損壞絕緣。,設(shè)計(jì)和整定過(guò)電壓保護(hù)的依據(jù)：發(fā)電機(jī)承受過(guò)電壓的能力，隨機(jī)組不同而不同。,發(fā)電機(jī)主絕緣的工頻耐壓水平：1. 3 倍額定電壓，持續(xù)60s。一般地，采用一段式定時(shí)限過(guò)電壓保護(hù)即可，當(dāng)U1. 3Ue時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)0. 5S 延時(shí)，可發(fā)信號(hào)，也可全停及起動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),41,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),三、發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù),危害： 對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)危害， 但危害汽輪機(jī)，殘留在汽輪機(jī)尾部的蒸汽與長(zhǎng)葉片摩擦，使葉片過(guò)熱。,逆功率：保

27、護(hù)動(dòng)作或者調(diào)速控制回路故障關(guān)閉主汽門時(shí)，發(fā)電機(jī)斷路器未跳閘之前，隨著機(jī)組動(dòng)能下降，發(fā)電機(jī)迅速轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從系統(tǒng)吸取有功功率。,規(guī)定：逆功率不超過(guò)10 %額定有功功率，時(shí)間不得超過(guò)3min。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),42,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),逆功率保護(hù)：由兩段構(gòu)成， 第一段動(dòng)作時(shí)限tl ，按躲過(guò)系統(tǒng)振蕩整定，取210S 發(fā)信號(hào)，以防發(fā)電機(jī)并列或失步時(shí)誤動(dòng)作。 第二段動(dòng)作時(shí)限為t2，根據(jù)發(fā)電機(jī)允許的最大逆功率運(yùn)行時(shí)間整定，約23min 動(dòng)作于跳閘。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),43,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),四、過(guò)負(fù)荷保護(hù),原因：系統(tǒng)中切除了部分電源，出現(xiàn)的短

28、時(shí)沖擊性負(fù)荷、大型電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)、發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁、失磁運(yùn)行、同期誤操作及振蕩等。 危害：溫升過(guò)高,原理：反應(yīng)平均發(fā)熱狀況 裝設(shè)三套過(guò)負(fù)荷保護(hù)： （1）定子繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù) （2）勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 （3）轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)，即負(fù)序電流保護(hù)。,1發(fā)電機(jī)的過(guò)負(fù)荷,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),44,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),2 定子繞組的過(guò)負(fù)荷保護(hù),過(guò)負(fù)荷保護(hù)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。,發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷的倍數(shù)越大，允許持續(xù)運(yùn)行的時(shí)間越短。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),45,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),定時(shí)限部分的動(dòng)作電流按發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于

29、信號(hào)，并可動(dòng)作于減出力。定時(shí)限部分的動(dòng)作電流小，用來(lái)作為反時(shí)限定子負(fù)荷保護(hù)的閉鎖元件（保護(hù)裝置中個(gè)別元件損壞可能引起反時(shí)限延時(shí)回路誤動(dòng)作）。,反時(shí)限部分是定子繞組在發(fā)熱方面的安全保護(hù)，動(dòng)作特性按定子繞組的過(guò)負(fù)荷能力確定，動(dòng)作于解列，按制造廠提供的反時(shí)限要求作用于跳閘的。,應(yīng)能反應(yīng)電流變化時(shí) 定子勵(lì)磁繞組的熱積累過(guò)程。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),46,2-8 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù),3 勵(lì)磁繞組的過(guò)負(fù)荷保護(hù)（1）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的主保護(hù) （2）主勵(lì)磁機(jī)定子繞組差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù) （3）主勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍外部交流部分的主保護(hù),原因：強(qiáng)行勵(lì)磁或勵(lì)磁系統(tǒng)故障，使勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷。,勵(lì)磁繞組承受過(guò)負(fù)荷的能力：較低，一般在2 倍額定勵(lì)磁電流時(shí)僅允許持續(xù)20 s 左右，允許過(guò)負(fù)荷時(shí)間最多1 20s。,設(shè)置：轉(zhuǎn)子電流超過(guò)額定值時(shí)帶時(shí)限作用于信號(hào)，并根據(jù)轉(zhuǎn)子及勵(lì)磁系統(tǒng)允許過(guò)負(fù)荷的特性，以較短時(shí)限降低勵(lì)磁電流，必要時(shí)以較長(zhǎng)的時(shí)限跳開發(fā)電機(jī)斷路器及滅磁開關(guān)。,構(gòu)成：類似定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)。,2020/10/6,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),47,