发电机保护整定计算ppt课件

1、1发电机保护发电机保护2一、发电机故障及其保护配置一、发电机故障及其保护配置（一）发电机的故障和异常运行状态（一）发电机的故障和异常运行状态1 1发电机的故障：发电机的故障：定子绕组及引出线相间短路定子绕组及引出线相间短路定子绕组单相匝间短路和分支开焊定子绕组单相匝间短路和分支开焊定子绕组单相接地定子绕组单相接地转子绕组一点或两点接地转子绕组一点或两点接地励磁回路励磁电流消失励磁回路励磁电流消失32 2发电机异常运行状态发电机异常运行状态 外部相间短路引起的定子绕组过电流外部相间短路引起的定子绕组过电流 外部不对称短路或不对称负荷引起的负序过外部不对称短路或不对称负荷引起的负序过 电流和负序过

2、负荷电流和负序过负荷 定子绕组三相对称过负荷定子绕组三相对称过负荷突然甩负荷引起的定子绕组过电压突然甩负荷引起的定子绕组过电压 励磁回路故障或强励时间太长引起的转子绕励磁回路故障或强励时间太长引起的转子绕 组过负荷组过负荷汽轮机主气门突然关闭引起的发电机逆功率汽轮机主气门突然关闭引起的发电机逆功率4（二）发电机的保护配置（二）发电机的保护配置（与容量相关与容量相关） 1.1.定子绕组及其引出线相间短路保护定子绕组及其引出线相间短路保护 纵联差动保护是发电机的主保护纵联差动保护是发电机的主保护1MW1MW以上的发电机应装设纵联差动保护以上的发电机应装设纵联差动保护 发变组发变组 当发电机与变压器

3、之间有断路器时，设单独当发电机与变压器之间有断路器时，设单独 的纵差保护的纵差保护 当发电机与变压器之间没有断路器时当发电机与变压器之间没有断路器时 100MW100MW以下的发电机，设发变组共用纵差以下的发电机，设发变组共用纵差 100MW100MW以上的发电机设单独的纵差保护，与发变组共用纵差构成双重主保护以上的发电机设单独的纵差保护，与发变组共用纵差构成双重主保护5定子绕组单相接地短路保护定子绕组单相接地短路保护 接地电容电流接地电容电流 5A , 5A , 动作于跳闸动作于跳闸接地电容电流接地电容电流 5A , 5A , 动作于信号动作于信号100MW100MW及以上发电机，设保护区为

4、及以上发电机，设保护区为100%100%的单相接地短路保护的单相接地短路保护 定子绕组单相匝间短路定子绕组单相匝间短路对有六个引出端的双绕组发电机，应设置简单、灵敏的单元件横差保对有六个引出端的双绕组发电机，应设置简单、灵敏的单元件横差保护护64. 4. 发电机外部故障引起的定子过流发电机外部故障引起的定子过流(1)(1)过流保护过流保护用于用于1WM1WM以下的小容量发电机保护以下的小容量发电机保护(2)(2)复压启动的过流保护复压启动的过流保护用于过流保护灵敏度不足的发电机保护用于过流保护灵敏度不足的发电机保护(3)(3)负序过电流及单相低电压起动的过流保护负序过电流及单相低电压起动的过流

5、保护用于用于用于用于50WM50WM及以上的发电机保护及以上的发电机保护5. 5. 发电机的其它保护发电机的其它保护 定子绕组过负荷定子绕组过负荷/ /过电压过电压 发电机失磁保护发电机失磁保护 发电机失步保护发电机失步保护 7二、发电机纵差二、发电机纵差/ /横差保护横差保护（一）不带制动的纵差保护（一）不带制动的纵差保护1.1.保护动作值整定保护动作值整定(1).(1).正常运行时正常运行时,LH,LH二次回路断线时保护不误动二次回路断线时保护不误动 I Iopop= K= KrelrelI Igngn/n/nL L I Ign gn ：发电机额定电流：发电机额定电流 K Krelrel：

6、可靠系数，取：可靠系数，取 K Krel rel =1.3=1.3为防止在为防止在LHLH二次回路断线、同时区外故障导致保护误动，另需设置二次回路断线、同时区外故障导致保护误动，另需设置LHLH二次回路断线监视二次回路断线监视装置发出装置发出告警信号告警信号, ,由运行人员退出保护由运行人员退出保护 I Iopop= 0.2I= 0.2Ign gn ( (躲开正常运行时的不平衡电流躲开正常运行时的不平衡电流) )89(2).(2).躲开外部短路时的最大不平衡电流躲开外部短路时的最大不平衡电流 I Iopop= K= KrelrelI Iunb.max unb.max = K= KkelkelK

7、 KererK KapapK KccccI Id.maxd.max K Krelrel：可靠系数，取：可靠系数，取 K Krel rel =1.3=1.3 K Kapap：非周期分量影响系数。非周期分量影响系数。 使用使用BLHBLH时，时， K Kapap =1=1，否则，否则 K Kapap =1.3=1.3 1.51.5 K Kcccc:LH:LH同型系数。发电机差动采用同型同型系数。发电机差动采用同型LHLH， K Kcccc= 0.5(= 0.5(相对误差相对误差5%5%) ) K Kerer= 0.1:= 0.1:满足满足10%10%误差曲线要求时误差曲线要求时LHLH最大最大误差

8、误差 I Id.maxd.max: :取外部短路取外部短路K K(3)(3)，Z Zs.mins.min时计算时计算10按条件按条件(2(2）整定，有：）整定，有： I Iopop= = （0.40.4 0.6)I0.6)Ign gn 动作更灵敏；但动作更灵敏；但LHLH二次回路断线、同时区外故障将导致保护误动二次回路断线、同时区外故障将导致保护误动I Iopop I22I Id.mind.min为内部故障时流过保护的最小短路电流为内部故障时流过保护的最小短路电流校验条件校验条件（1 1）发电机与系统并列运行前，机端两相短路）发电机与系统并列运行前，机端两相短路 故障：故障： 发电机单独供给的

9、短路电流发电机单独供给的短路电流（2 2）发电机无励磁、与最小运行方式的系统自）发电机无励磁、与最小运行方式的系统自 同期并列时机端两相短路故障：同期并列时机端两相短路故障： 系统单独供给的短路电流系统单独供给的短路电流12（二）带制动的纵差保护（二）带制动的纵差保护一定满足灵敏度要求，一定满足灵敏度要求，无需校验无需校验(1)(1)最小动作电流大于正常运行时最大不平衡电流最小动作电流大于正常运行时最大不平衡电流 I Iop.0op.0= = （0.10.1 0.2)I0.2)Ign gn (2)(2)制动特性拐点对应的制动制动特性拐点对应的制动电流电流 I Ires.0res.0= I= I

10、gngn (3)(3)制动系数制动系数 I Iop.maxop.max= K= KkelkelK KererK KapapK KccccI Id.maxd.max I Ires.maxres.max= I= Iunb.maxunb.max K Kres res = I= Iop.max op.max / I/ Ires.max res.max = K= KkelkelK KererK KapapK Kcc cc ( (推荐取推荐取0.3)0.3)(4)(4)斜率斜率 S= (IS= (Iop.max op.max I Iop.0op.0)/ (I)/ (Ires.max - res.max -

11、 I Ires.0res.0) )13（三）定子绕组匝间短路的保护（三）定子绕组匝间短路的保护1.1.横差保护横差保护大容量发电机额定电流很大，各相以两个绕组大容量发电机额定电流很大，各相以两个绕组( (或更多绕组或更多绕组) )并联工作并联工作同相同绕组或同相不同绕组匝间短路时，两绕组的电势不再相等同相同绕组或同相不同绕组匝间短路时，两绕组的电势不再相等绕组电势差将在绕组内产生很大环流而不被纵差保护反应绕组电势差将在绕组内产生很大环流而不被纵差保护反应对有六个引出端的双绕组发电机，应设置简单、灵敏的单元件横差保护对有六个引出端的双绕组发电机，应设置简单、灵敏的单元件横差保护14(1)(1)利

12、用两绕组电流之差即可构成三元件横差保护利用两绕组电流之差即可构成三元件横差保护三元件横差保护接线复杂，可靠性低三元件横差保护接线复杂，可靠性低15(2)(2)单元件横差保护单元件横差保护 将一半绕组与另一半绕组的三相电流和比较将一半绕组与另一半绕组的三相电流和比较 各种单相匝间短路各种单相匝间短路 时，通过两组绕组时，通过两组绕组 的中性点连接线构的中性点连接线构 成短路环流通路成短路环流通路 也可反应定子绕组也可反应定子绕组 相间不对称短路：相间不对称短路： 相间短路时，一般相间短路时，一般 两组绕组三相不对两组绕组三相不对 称，可形成环流称，可形成环流16发电机正常运行和外部短路时，有较大

13、三次谐波不平衡电流通过中性点连接线，发电机正常运行和外部短路时，有较大三次谐波不平衡电流通过中性点连接线，需滤波处理需滤波处理转子永久性两点接地时气隙磁通畸变，也有较大不平衡电流通过中性点连接线，转子永久性两点接地时气隙磁通畸变，也有较大不平衡电流通过中性点连接线，可使横差误动可使横差误动畸变气隙磁通导致发电机异常震动，需转子永久性两点接地保护动作跳闸，因此畸变气隙磁通导致发电机异常震动，需转子永久性两点接地保护动作跳闸，因此不闭锁横差保护不闭锁横差保护为防止转子瞬时两点接地时横差误动，在转子一点接地后，横差切换至为防止转子瞬时两点接地时横差误动，在转子一点接地后，横差切换至0.50.5 1s

14、1s延延时跳闸回路时跳闸回路17整定计算整定计算当单元件横差保护使用的三次谐波滤过器滤除三次谐波的滤过比大于或等于当单元件横差保护使用的三次谐波滤过器滤除三次谐波的滤过比大于或等于15时，动作电流初设可选为时，动作电流初设可选为Iop.0=(0.20.3)Ign对使用对使用LMZ型型LH且三次谐波滤过器滤除三次谐波的滤过比大于或等于且三次谐波滤过器滤除三次谐波的滤过比大于或等于80的的高灵敏单元件横差保护，动作电流初设可选为高灵敏单元件横差保护，动作电流初设可选为Iop.0=0.05Ign实际整定按躲过外部故障最大三相短路电流时的基波和三次谐波不平衡电流实际整定按躲过外部故障最大三相短路电流时

15、的基波和三次谐波不平衡电流计算：计算：2max. 3 .2max. 1 .0 .unbunbaprelopIIKKI18转子二次谐波电流保护转子二次谐波电流保护( (负序功率方向闭锁负序功率方向闭锁) ) 用于有三个引出端的单绕组发电机：横差无效用于有三个引出端的单绕组发电机：横差无效定子绕组部分绕组匝间定子绕组部分绕组匝间( (或相间或相间) )短路出现负序电流分量，气隙必有负序短路出现负序电流分量，气隙必有负序( (逆转逆转) )磁场磁场, , 在转子绕组中感应出二次谐波电流，以此起动保护跳闸在转子绕组中感应出二次谐波电流，以此起动保护跳闸 增设负序功率方向闭锁，防止外部故障误动增设负序功

16、率方向闭锁，防止外部故障误动当发电机内部不对称短路时，故障点负序电压最大，负序功率由发电机流出当发电机内部不对称短路时，故障点负序电压最大，负序功率由发电机流出当外部不对称运行或短路时，负序功率流入发电机，将保护闭锁当外部不对称运行或短路时，负序功率流入发电机，将保护闭锁整定：动作电流大于正常运行允许的定子绕组最大负序电流整定：动作电流大于正常运行允许的定子绕组最大负序电流(5(5 8%)I8%)Igngn对应的转子二对应的转子二次谐波电流次谐波电流19三、发电机定子绕组三、发电机定子绕组单相接地短路的保护单相接地短路的保护根据安全要求，发电机的外壳接地根据安全要求，发电机的外壳接地定子绕组因

17、绝缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍，且接地电流为电容电流定子绕组因绝缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍，且接地电流为电容电流接地电流能在故障点引起电弧时，将使绕组的绝缘和定子铁心损坏，也容易发展接地电流能在故障点引起电弧时，将使绕组的绝缘和定子铁心损坏，也容易发展成相间短路，造成更大的危害成相间短路，造成更大的危害当接地电容电流等于或大于允许值时，应装设动作于跳闸的接地保护当接地电容电流等于或大于允许值时，应装设动作于跳闸的接地保护当接地电流小于允许值时，当接地电流小于允许值时，般装设作用于信号的接地保护般装设作用于信号的接地保护 20（一）定子绕组单相接地短路的特点（一）定子绕组单相接地短

18、路的特点发电机中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式，单相接地短路电流为三相对地电容发电机中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式，单相接地短路电流为三相对地电容电流之和电流之和接地点对地零序电压与接地点位置有关接地点对地零序电压与接地点位置有关 设：设：A A相绕组中性点到接地点间的短路匝数与相绕组中性点到接地点间的短路匝数与A A相绕组匝数比为相绕组匝数比为 ，接地点各相电接地点各相电压为：压为：U UADAD= = E EA A E EA A=0=0U UBDBD= = E EB B E EA AU UCDCD= = E EC C E EA AU Ud0d0= = （U UADAD+ U+ U

19、BD BD + U+ UBDBD) / 3 = ) / 3 = E EA A21考虑发电机内部对地电容为考虑发电机内部对地电容为C C0f0f，外部对地电容为，外部对地电容为C C0l0l，则电流分布如图所示，则电流分布如图所示22作出零序等效网络作出零序等效网络, ,求得求得 3I3I0f0f = j3 = j3 C C0f0fU Ud0d0 3I 3I0 0l l = j3 = j3 C C0 0l lU Ud0d0 I Id0d0 = = j3 j3 (C(C0f0f+C+C0l0l)U)Ud0d0 发电机内部故障发电机内部故障流过流过LHLH0 0的电流为的电流为3I3I0 0l l

20、发电机外部故障发电机外部故障流过流过LHLH0 0的电流为的电流为3I3I0f0f 23接地电流比较大、超过允许值时，应使发电机中性点经消弧线圈接地接地电流比较大、超过允许值时，应使发电机中性点经消弧线圈接地电感电流补偿使电感电流补偿使I Id0d0降低降低 I Id0d0 = j (1/ = j (1/ L)L) 3 3 (C(C0 0l l+ +C C0 0l l) U) Ud0d024根据发电机工作方式选择保护方式根据发电机工作方式选择保护方式 发电机直接连接在电压母线上发电机直接连接在电压母线上 与发电机直接联系的元件较多，与发电机直接联系的元件较多，C C0 0l l较大较大 3I3

21、I0 0l l较大，可用零序电流保护跳闸较大，可用零序电流保护跳闸 发电机发电机变压器单元接线变压器单元接线 无其它与发电机直接联系的元件，无其它与发电机直接联系的元件，C C0 0l l较小较小 3I3I0 0l l较小，可用零序电压保护动作于信号较小，可用零序电压保护动作于信号25（二）零序电流保护（二）零序电流保护 C C0l0l C C0f 0f ，内部故障时，内部故障时，3I3I0l0l 3I 3I0f 0f ，动作灵敏，动作灵敏 正常运行时，一次侧电流很大，正常运行时，一次侧电流很大，LHLH0 0不平衡电流很大，应使用特别设计的不平衡电流很大，应使用特别设计的LHLH0 0 整定

22、：整定：(1)(1)躲过外部单相接地时，发电机本身的电容电流以及由于零序电流互感器一次侧三相导躲过外部单相接地时，发电机本身的电容电流以及由于零序电流互感器一次侧三相导线排列不对称在二次侧引起的不平衡电流线排列不对称在二次侧引起的不平衡电流(2)(2)为防止外部相间短路产生的不平衡电流引起接地为防止外部相间短路产生的不平衡电流引起接地 保护误动作，在相间保护动作时保护闭锁保护误动作，在相间保护动作时保护闭锁 (3)(3)保护装置带有保护装置带有l l2s2s的时限，以躲开外部单相接地瞬间发电机暂态的时限，以躲开外部单相接地瞬间发电机暂态( (大于稳态大于稳态) )电容电流电容电流的影响的影响2

23、6（三）零序电压保护（三）零序电压保护 当接地电流小于允许值时，当接地电流小于允许值时，般装设作用于信号的零序电压接地保护般装设作用于信号的零序电压接地保护 整定：整定：(1)(1)躲过正常运行时躲过正常运行时PTPT开口开口 三次谐波不平衡电压三次谐波不平衡电压(2)(2)躲过外部接地短路时产生的躲过外部接地短路时产生的零序电压经变压器绕组分布电容藕合到发电机侧的零序电零序电压经变压器绕组分布电容藕合到发电机侧的零序电压压 提高动作灵敏度措施提高动作灵敏度措施 采用三次谐波滤波器采用三次谐波滤波器 延时躲开外部接地短路故障时的延时躲开外部接地短路故障时的零序电压零序电压27（四）无死区（四）

24、无死区100%100%定子绕组接地短路的保护定子绕组接地短路的保护零序分量构成的定子绕组接地保护存在动作死区：零序分量构成的定子绕组接地保护存在动作死区： 较小时较小时零序分量保护不能动零序分量保护不能动作（保护范围小于作（保护范围小于85%85%）死区内故障可使接地故障发展为匝间、相间故障，严重损坏发电机死区内故障可使接地故障发展为匝间、相间故障，严重损坏发电机需使用无死区需使用无死区100%100%定子绕组接地短路的保护定子绕组接地短路的保护类型类型 附加信号电源（需附加信号电源，略）附加信号电源（需附加信号电源，略） 增加三次谐波电压保护增加三次谐波电压保护28三次谐波电压保护三次谐波电

25、压保护 正常运行时，发电机含三次谐波电压正常运行时，发电机含三次谐波电压 以等效电路分析三次谐波电压分布情况以等效电路分析三次谐波电压分布情况 正常运行时三次谐波电压正常运行时三次谐波电压 分布（不带消弧线圈）分布（不带消弧线圈）12)(2)(220003330003300003lffNllffllflfNCCCUUECCCUECCCCU29类似分析类似分析带消弧线圈时三次谐波电压分布情况带消弧线圈时三次谐波电压分布情况当单相接地、当单相接地、短路匝数与绕组匝数比为短路匝数与绕组匝数比为 时，无论有无消弧线圈，都有时，无论有无消弧线圈，都有 U UN3 N3 = = E E3 3 U Ul3l

26、3 = (1= (1 )E)E3 3 U Ul3 l3 / / U UN3N3 = (1 = (1 ) / ) / 30当当 50% 0| 0 为为 50% 0| 0 选择适当选择适当 k kp p，正常运行时使（，正常运行时使（U UN3 N3 k kp pU Ul3l3） 0 0 选择选择 1 1（减少制动量减少制动量），有），有 正常运行时正常运行时 K 0 ,K 0 , K 0 , 保护灵敏动作保护灵敏动作31100%100%定子绕组接地短路的保护定子绕组接地短路的保护32四、定子、转子绕组的电流保护四、定子、转子绕组的电流保护包括：包括：定子、转子绕组过负荷保护定子、转子绕组过负荷保

27、护发电机的负序过电流保护发电机的负序过电流保护对于大容量发电机，由于热容量降低，过负荷对于大容量发电机，由于热容量降低，过负荷能力下降，需考虑反时限动作特性：能力下降，需考虑反时限动作特性： 动作时间与故障电流成反比动作时间与故障电流成反比33（一）定子、转子绕组过负荷保护（一）定子、转子绕组过负荷保护（1 1）中小机组：单相定时限过电流保护）中小机组：单相定时限过电流保护 （2 2）大型机组：）大型机组：发电机的热容量显著下降，过负荷能力随之下降发电机的热容量显著下降，过负荷能力随之下降发电机过电流倍数越大，允许运行时间越短：过负荷能力具有反时限特性发电机过电流倍数越大，允许运行时间越短：过

28、负荷能力具有反时限特性应使用具有反时限特性的过负荷保护应使用具有反时限特性的过负荷保护 t = K/(I/It = K/(I/Igngn) )2 2(1+(1+ )K:K:与发电机热容量相关的常数与发电机热容量相关的常数 =0.01=0.01 0.02,0.02,修正系数修正系数34（二）（二） 发电机的负序过电流保护发电机的负序过电流保护不对称负荷或短路时，在定子绕组中出现负序电流不对称负荷或短路时，在定子绕组中出现负序电流对应的负序旋转磁场相对转子为对应的负序旋转磁场相对转子为2 2倍同步转速，使转子绕组、铁芯感应倍频电倍同步转速，使转子绕组、铁芯感应倍频电流流 铁芯电流密度大的转子端部、

29、护环等部位局部灼伤，使转子表层过热铁芯电流密度大的转子端部、护环等部位局部灼伤，使转子表层过热倍频电磁转矩同时引起倍频电磁转矩同时引起100Hz100Hz的机械震动的机械震动负序过电流保护实际是发电机转子表层过热保护负序过电流保护实际是发电机转子表层过热保护35（1 1）发电机的过热时间常数）发电机的过热时间常数负序过电流时，发电机允许的发热量正比与过热时间常数负序过电流时，发电机允许的发热量正比与过热时间常数A A (I (I2 2* *) )2 2 t =(I t =(I2 2/I/Igngn) )2 2 t = A t = A发电机的过热时间常数与发电机类型和冷却方式相关发电机的过热时间

30、常数与发电机类型和冷却方式相关过热时间常数参考值过热时间常数参考值 凸极发电机：凸极发电机： A=40A=40 气冷隐极发电机：气冷隐极发电机：A=30A=30 直冷汽轮发电机：直冷汽轮发电机：A=6A=6 15 15 （100100 300MW) 300MW) A=4 (600MW) A=4 (600MW)36(2)(2)负序过电流保护负序过电流保护作转子表层过热主保护作转子表层过热主保护如果复压过流保护在作相邻元件后备时灵敏度不满足要求，也以负序过电流保护如果复压过流保护在作相邻元件后备时灵敏度不满足要求，也以负序过电流保护作相邻元件后备作相邻元件后备动作时间不能与相邻元件保护配合，直接采

31、用动作时间不能与相邻元件保护配合，直接采用 以过热时间常数表达的反时间特性以过热时间常数表达的反时间特性t = A / (It = A / (I2 2* *) )2 2(0.8I(0.8I2 2 * *)I I2 2 * * = I = I2 2 / / I Igngn 为发电机长期允许的负序电流标么值，一般为为发电机长期允许的负序电流标么值，一般为 0.050.05 0.080.0837五、发电机的失磁保护五、发电机的失磁保护失磁：发电机的励磁部分或全部消失失磁：发电机的励磁部分或全部消失大中型发电机发生部分或全部失磁的异常运行大中型发电机发生部分或全部失磁的异常运行 状态超过总事故次数的状

32、态超过总事故次数的50% 50% 故障原因故障原因 转子绕组故障转子绕组故障 励磁机故障励磁机故障 灭磁开关误跳闸灭磁开关误跳闸 运行人员误操作运行人员误操作38（一）发电机失磁运行及其后果（一）发电机失磁运行及其后果图示系统中发电机的功角特性为：图示系统中发电机的功角特性为：dssdssddssdXXUXXUEQXXUEP2cossin39转子运动方程为转子运动方程为P PT T、P P、P Pacac分别为原动机功率、发电机电磁功率及发电机异步功率分别为原动机功率、发电机电磁功率及发电机异步功率正常运行时正常运行时 发电机电势为发电机电势为E Ed1d1 , , 发电机、系统电势差为发电机

33、、系统电势差为 1 1 P PT T = P , = P , 1 1 90 900 0 P Pacac=0 , =0 , 发电机发电机 处于稳定同步运行状态处于稳定同步运行状态)(22acTJPPPdtdT40失磁开始，失步前（失磁开始，失步前（ 90 90 900 0 后，后，由系统吸收更多无功由系统吸收更多无功dssXXUQ242发电机失步运行的影响发电机失步运行的影响 失步运行对系统的影响失步运行对系统的影响 如果正常运行时向系统输出无功为如果正常运行时向系统输出无功为Q Q1 1，失步运行后由系统吸收无功为，失步运行后由系统吸收无功为Q Q2 2，则系统出现（则系统出现（Q Q1 1+

34、 Q+ Q2 2）的无功缺额）的无功缺额 如果系统无功不足，将引起系统电压下降，负载端电容无功出力降低，出如果系统无功不足，将引起系统电压下降，负载端电容无功出力降低，出现更大无功缺额，甚至造成电压崩溃、系统瓦解现更大无功缺额，甚至造成电压崩溃、系统瓦解43 失步运行对发电机的影响失步运行对发电机的影响 失步运行时，转子回路感应出较大差频电流，产生附加温升和机振，从而危害转子失步运行时，转子回路感应出较大差频电流，产生附加温升和机振，从而危害转子的安全的安全 由于由系统吸收大量无功，引起定子过电流；转差率越大，发电机的等值电抗越小由于由系统吸收大量无功，引起定子过电流；转差率越大，发电机的等值

35、电抗越小，定子过电流也就越大，使定子温升过高，定子过电流也就越大，使定子温升过高 汽轮发电机在较小转差率时就可输出较大异步有功，允许短时失步运行（视系统无汽轮发电机在较小转差率时就可输出较大异步有功，允许短时失步运行（视系统无功储备定）功储备定） 水轮发电机较大转差率时才输出较大异步有功，且转子温升、定子过流严重，不允水轮发电机较大转差率时才输出较大异步有功，且转子温升、定子过流严重，不允许失步运行许失步运行44（二）发电机失磁后的机端测量阻抗（二）发电机失磁后的机端测量阻抗失磁保护中广泛采用失磁保护中广泛采用 阻抗继电器作为检测阻抗继电器作为检测 元件元件失磁过程中机端视在失磁过程中机端视在

36、 阻抗的变化轨迹常用阻抗的变化轨迹常用 等有功圆、等无功圆、等有功圆、等无功圆、 等电压阻抗圆描述等电压阻抗圆描述单机单机无穷大系统为分无穷大系统为分 析基础析基础451 1、失步前的等有功过程、失步前的等有功过程( (等有功阻抗圆等有功阻抗圆) ) 90 900 0时时近似为等有功过程近似为等有功过程 机端视在阻抗为机端视在阻抗为ssssssssssssffjXjQPjQPPUjXjQPjQPjQPPUjXjQPUjXUIUUIjIXUIUZ)1 (2)(2222*46 考虑以下关系：考虑以下关系： 机端视在阻抗为机端视在阻抗为 Z Zf f具有阻抗圆特性：具有阻抗圆特性： 圆心圆心 半径半

37、径QParctgejQPjQPeSjQPjj其中,22222)2(jsssfePUjXPUZ)2(20ssjXPUZPUs2247 对应不同的有功，有不同的特性圆；对应不同的有功，有不同的特性圆；P P越大，圆越大，圆半径越小半径越小 由于由于 ，当，当Q Q由正值变为负值时，由正值变为负值时， 也由正值变为负也由正值变为负 值，值， Z ZJ J由由I I象限进入象限进入 IVIV象限象限 由由 1 1变为变为 2 2， 机端视在阻抗机端视在阻抗由由 Z ZJ1J1变为变为Z ZJ2 J2 时，时， 其其变化轨迹如图变化轨迹如图QParctg482 2、静稳极限、静稳极限( (等无功阻抗圆等

38、无功阻抗圆) ) = 90= 900 0时时发电机到达静稳极限，且发电机到达静稳极限，且机端视在阻抗为机端视在阻抗为sjsssssffjXeQUjjXjQPjQPjQPjQUjXjQPUIUZ)1(2)()(22222定值dssXXUQ249 即即 带入带入 Z Zf f也具有阻抗圆特性：也具有阻抗圆特性： 圆心圆心 半径半径)1(222jssfeQUXjZdssXXUQ222)(2)(jsdsdfeXXXXjZ2)(0sdXXjZ2)(sdXX 50 系统阻抗不同时，系统阻抗不同时， = 900= 900、发电机到达静稳极限发电机到达静稳极限时时所所吸收的无功不同，有不吸收的无功不同，有不同的特性圆；同的特性圆；XsXs越大，圆越大，圆半径越半径越大大 Z ZJ J由阻抗圆特性外由阻抗圆特性外 进入阻抗圆特性内进入阻抗圆特性内 时