发电机保护专题讲座PPT.ppt

发电机保护 李振强 发电机差动保护 发电机差动保护作为发电机定子绕组及 其出线的相间短路故障的主保护。采用 比率制动及循环闭锁原理构成 。 发电机差动保护动作于全停：跳203开关 ，跳励磁开关2qfa,2qfb及手动柜，跳 厂用分支开关2dl、3dl,投入快切装置i 、ii ，关闭主汽门。 差动保护范围 发电机定子匝间保护 匝间短路故障主要指属于同一分支的位 于同槽的上下层导体间发生短路，或者 属于同一相但不同分支的位于同槽上下 层导体间发生短路，当然还有绕组端部 匝间短路以及因两点接地引起的匝间短 路。 发电机定子绕组发生匝间短路故障时， 三相绕组的对称性遭到破坏。 1 机端三相对发电机中性点出现基波零序电压 3u0。用它构成零序电压匝间短路保护。 保护分两段： 次灵敏段 躲过任何外部故障 灵敏段 躲过正常运行时出现的最大基波不平衡量 发电机差动保护动作于全停：跳203开关，跳 励磁开关2qfa,2qfb及手动柜，跳厂用分支开 关2dl、3dl,投入快切装置i、ii ，关闭主汽门 。 发电机定子接地 如果定子绕组与铁芯间的绝缘在某一点上遭到破坏 ，就会发生定子绕组单相接地故障。尤其当发电机 定子绕组采用水冷方式时，由于偶然的漏水致使定 子绕组接地就更易发生。 由于大型发电机中性点多是高阻接地方式，定子单 相接地故障不会引起很大的故障电流，而主要是绕 组对铁芯的分布电容引起的电容电流。其主要危害 ： 持续的接地电流会产生电弧烧损铁芯，使定子铁芯叠 片烧结在一起。 接地电流将破坏绕组绝缘，扩大事故。 发电机定子保护动作于全停：跳203开关 ，跳励磁开关2qfa,2qfb及手动柜，跳 厂用分支开关2dl、3dl,投入快切装置i 、ii ，关闭主汽门。 当发生定子绕组单相接地故障时，机端 将出现较高的零序基波电压3u0。 利用定子绕组单相接地时，机端与中性 点三次谐波大小和相位的不同，构成3 定子接地保护。 3定子接地保护与3u0定子接地保护共 同构成100定子接地保护 备注：发电机正常运行时，中性点对地 三次谐波电压与机端对地三次谐波电压 的相位不一致，大小亦有差别，一般是 中性点对地三次谐波电压大于机端对地 三次谐波电压。 发电机的失磁保护 失磁故障指励磁突然全部消失或部分消 失 失磁原因三种 （1）励磁回路开路，励磁绕组断线 灭磁开关误 动作，励磁调节装置的自动开关误动，可控硅励 磁装置中部分元件损坏 （2） 励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏 引起短路 （3） 运行人员调整等。 失磁后的影响 ： 对电力系统： (1) 吸收q无功储备不足，将因电压崩溃而瓦解 (2) 1 (3)失磁失步振荡甩负荷 对发电机 (1)转子过热 (2) 定子过热 (3) 振动 (4)定子端部漏磁增强，将使端部的部件和边段铁芯过热。 失磁保护由发电机机端测量阻抗判据、 转子低电压判据、变压器高压侧低电压 判据、定子过流判据构成。 失磁t1：发信号，切换厂用电 失磁t2、t3：全停。 发电机的负序过流保护 发电机在不对称负荷下运行，定子绕组 将流过负序电流。引起转子过热和机械 振动。 发电机带不对称负荷运行，转子虽有发 热，但如果负序电流不大，由于转子的 散热，其温升不会超过允许值，即发电 机可以承受一定数值的负序电流长期运 行。 研究表明，为使转子不致过热，负序电 流与允许它通过发电机的时间的关系为 i2*2 t=a 由曲线可以看出，发电机允许负序电流 持续的时间 t 是随着负序电流 i2* 的大小 而变化的。 i2*大时，允许的时间短； i2* 小时，允许的时间长。所以，对于内冷 式大型汽轮发电机，要装设与发电机承 受负序电流能力相匹配的反时限负序电 流保护。 非对称过负荷保护动作： 反时限：跳203开关，跳励磁开关 2qfa,2qfb及手动柜，跳厂用分支开关 2dl、3dl,投入快切装置i、ii ，关闭主 汽门。 定时限：报警 对称过负荷保护 保护反映发电机定子电流大小。 对于发电机，由于其线负荷大，材料利用率高 ，绕组热容量与铜损比值减小，因而发热时间 常数较低。为了避免绕组温升过高，必须装设 较完善的定子绕组对称过负荷保护，限制发电 机的过负荷量。 从限制定子绕组温升的角度，实际上就是限制 定子绕组电流，所以，对称过负荷保护，就是 定子绕组对称过电流保护。 定子过负荷保护的设计取决于发电机在 一定过负荷倍数下允许过负荷时间，与 不对称过负荷（负序过流）保护相似。 反时限：跳203开关，跳励磁开关 2qfa,2qfb及手动柜，跳厂用分支开关 2dl、3dl,投入快切装置i、ii ，关闭主 汽门。 定时限：报警 发电机逆功率保护 逆功率保护用于保护汽轮机，当主汽门 误关闭，或机组保护动作于关闭主汽门 而出口断路器未跳闸时，发电机将变为 电动机运行，从系统中吸收有功功率。 此时由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片有 可能过热，造成汽轮机损坏。 保护动作于全停。 发电机低频保护 主要用于保护汽轮机不受低频共振影响 。 低频运行对于汽轮机而言是个疲劳过程 ，一般汽轮机低频运行累计达一定时间 ，汽轮机将报废。 低频保护反应系统频率的降低，并受出 口开关辅助接点闭锁。即发电机退出运 行，低频保护也退出运行。 低频4748.5 延时10分钟报警 低频 4646.9 延时10分钟报警 低频 45.9 延时60秒报警 发电机过电压保护 保护反应发电机机端电压（1pt)大小。 电压过高，使绝缘击穿，造成短路。 发电机过电压保护动作于全停：跳203开 关，跳励磁开关2qfa,2qfb及手动柜， 跳厂用分支开关2dl、3dl,投入快切装 置i、ii ，关闭主汽门。 发电机失步 即失去“同步”运行。 机端电压周期性的严重下降，使辅机工作稳 定性遭到破坏。 有接近机端三相短路时的电流流经发电机， 使定子绕组遭受热损伤和机械损伤。 产生周期性扭力，可能造成大轴损伤 转子发热 导致电力系统解列和崩溃事故。 发电机辅助保护 绝缘过热：检测装置接通氢气管路，在发电 机风扇压力作用下，使机内的冷却气体流经仪 器内部，在受到离子室内射线的轰击，使冷 却气体介质电离，产生正、负离子对，又在直 流电场作用下，形成极为微弱的电离电流（10 2a)。若发电机运行中，其部件绝缘有局部过 热时，过热的绝缘材料分解后，产生冷凝核， 冷凝核随气流进