发电厂毕业设计资料

1、发电机纵联差动保护发电机比率制动纵联差动保护（Generator ratio restraint longitudinal differential protection）简称比率纵差保护，是一种比较发电机两端电流大小和方向的保护，它能很灵敏的反应并切除发电机绕组及引出线相间故障，是发电机相间短路的主保护。基本原理将发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流，而方向相反的电流称为非穿越性电流。作为主保护，发电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量，来区分被保护元件的正常状态，故障状态和非正常运行状态的。正常运行状态，穿越性电流即为负荷电流，非穿越性电流理

2、论为零。内部相间短路状态，非穿越性电流剧增。当外部故障时，穿越性电流剧增。在上述三个状态中，保护能灵敏反应内部相间短路状态动作出口，从而达到保护元件的目的，而在正常运行和区外故障时可靠不动作。发电机的纵差动保护  发电机相间短路是发电机内部最严重的故障，因此要         定子绕组装设快速动作的保护装置，当发电机的中性点侧又分相引出线时，可装设纵差保护作为发电机相间短路的主保护。总差动保护是根据比较被保护元件始端及末端电流数值和相位的原理而构成，见图3，为了实现次保护在发电机中性点

3、侧和靠近发电机出口断路器处装设同一变比的电流互感器1LH和2LH，两侧的电流互感器按环流法连接，即两侧电流互感器二次侧极相连，并在其差回路中接入电流继电器。发电机复压过流保护发电机一般都设置过负荷保护和过电流保护。过负荷作为发电机异常运行工况下的过负荷保护，动作于信号或自动减负荷。而过电流一方面作为发电机的近后备保护，同时作为相临元件的远后备保护，要求过电流保护的定值对相邻元件的短路故障应有必要的灵敏度。 由于发电机外部短路引起的过电流和发电机异常运行出现的过负荷电流在数值上差别不大，因此，为了区别过负荷和过电流，过电流保护就需要装设低电压元件（对称短路）和负序电压元件（不对称短路）作为闭锁元

4、件（也称为起动元件），构成所谓复合电压闭锁（起动）过电流保护，该保护须低电压元件或负序电压元件与过电流元件同时动作时，才能出口动作于跳闸。 复合电压闭锁记忆过电流保护，作为发电机内部短路故障和区外短路故障的后备保护。当发电机励磁采用自并励系统时，由于励磁变接在发电机出口，当外部发生短路故障而主保护拒动时，按理正常后备保护应动作，可由于短路故障造成发电机出口电压降低，引起励磁变的输出减少，造成发电机励磁电流减少，进而使发电机定子电流减少，不能维持短路电流，从而使保护返回，造成后备保护也拒动。为此在复合电压闭锁过电流保护中设计了记忆过流功能，使保护装置能记忆故障初的短路电流而忽略以后的电流。发电机

5、失磁保护定义：是指发电机的励磁突然消失或部分消失，当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。由于发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小，因此，其励磁转矩也将小于原动机的转矩，因此引起转子加速，使发电机的功角增大。当超过静态稳定极限角时，发电机与系统失去同步，此时发电机保护装置动作于发电机出口断路器，是发电机脱离电网，防止发电机损坏和保护电网稳定运行，这种保护叫失磁保护。PT断线PT是电压互感器的英文符号，PT断线最主要的是其保护熔断器烧断。原因主要是二次侧过载、绝缘下降或短路造成的。PT断线还可能是安装方面的问题，若PT引线安装位置不正确或固定不可靠，工作时可能受到电磁力矩的作用

6、，而由于PT引线所受的都是方向交变的电磁力的作用，时间一长，引线就容易因为疲劳而断裂。频率保护高周切机根据被测频率变化情况作为动作判断依据的一种保护。高周切机- 其实是一个安控装置,主要作用就是当电网频率高了的时候(每个地方定值不一样)该装置动作,切除该电网上的部分送入电源(如发电机和送入的电能的输电线路),根据电网频率的变化(>50HZ)高周切机分为很多轮，我们这里第一轮是51.5HZ，第二轮是52.5HZ，第三轮是53.5HZ，第四轮是54.5HZ;不过现在只投了第一轮是切站内发电机（注意：如果是发电厂那么要保留一台工况较好的不投该保护，用来防止装置动后能有机组带厂用。定子接地保护发

7、电机定子接地是指发电机定子绕组回路及与定子绕组回路直接相连的一次系统发生的单相接地短路。定子接地按接地时间长短可分为瞬时接地、断续接地和永久接地；按接地范围可分为内部接地和外部接地；按接地性质可分为金属性接地、电弧接地和电阻接地；按接地原因可分为真接地和假接地。简介编辑由于发电机气隙磁通密度的非正旋分布和铁芯饱和的影响，其定子中的感应电动势除基波外，还含有三、五、七次等高次谐波。因为三次谐波具有零序分量的性质，在线电动势中它们虽然不存在，但在相电动势中亦然存在，设以E3表示之。为便于分析，假定：（1）把发电机每相绕组对地电容CG分成相等的两部分，每部CG/2分等效地分别集中在发电机的中性点N和

8、机端S。（2）将发电机端部引出线、升压变压器、厂用变压器以及电压互感器等设备的每相对地电容CS也等效的集中放在机端。根据理论分析，在上述加设条件下，可得出下列结论：（1）当发电机中性点绝缘时，发电机在正常运行情况下，机端S和中性点N处三次谐波电压之比为US3/UN3=CG/(CG+2CS)<1（2）当发电机中性点经消弧线圈接地时，若基波电容电流被完全补偿，US3/UN3=(7CG-2CS)/9(CG+2CS)<1（3）不论发电机中性点是否接有消弧线圈，当在距发电机中性点（中性点到故障点的匝数占每相分支总匝数的百分比）处发生定子绕组金属性单相接地时，中性点N和机端S处的三次处的三次谐

9、波电压恒为UN3=E3 US3=(1-)E3如图所示从右图中可以看出，UN3=f()、US3=f()皆为线性关系，它们相交于=0.5处；当发电机中性点接地时，=0，UN3=0，US3=E3；当机端接地时，=1,UN3=E3，US3=0；当UN3；当>O.5时，恒有UN3>US3。2总结编辑综上所述，用US3作为动作量，UN3作为制动量构成发电机定子绕组单相接地保护，且当US3>UN3时保护动作，则在发电机正常运行时保护不会误动，而在发电机中性点附近发生接地时，保护具有很高的灵敏度。用这种原理构成的发电机定子绕组单相接地保护，可以保护定子绕组中性点及其附近范围内的接地故障，对其

10、余范围则可用反应基波零序电压的保护，从而构成了100%发电机定子绕组接地保护。负序电流保护根据电力系统在正常运行时负序电流分量很小（接近于零），而在系统出现不对称故障时，就会产生很大的负序分量电流，从而通过测量负序电流的大小可以判别是否发生故障。发电机转子接地保护发电机转子接地保护是对发电机励磁回路一点接地故障的保护应用环境编辑发电机励磁回路一点接地故障是常见的故障形式之一,励磁回路一点接地故障,对发电机并未造成危害,但相继发生第二点接地,即转子两点接地时,由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体,并使磁励绕组电流增加可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接,使气隙磁通失去平衡从而引起振动甚至

11、还可使轴系和汽机磁化,两点接地故障的后果是严重的,故必须装设转子接地保护。2应用原理编辑乒乓式原理图乒乓式原理图一般采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻阻值Rf和接地位置。实质：在发电机运行时轮流测量转子绕组正极、负极的对地电流，并根据测得的结果计算出转子绕组或励磁回路的对地电阻，从而判断出接地故障的位置及接地电阻的量值。图为乒乓式原理图，其中：S1、S2 为由微机控制的电子开关，Rg 为接地电阻，为接地点位置，E 为转子电压，两个测量电阻R。如果出现发电机励磁回路一点接地故障，对发电机并未造成危害，但若再相继发生第二点接地故障，则将严重威胁发电机的安全

12、。保护原理：在一点接地故障后，保护装置继续测量接地电阻和接地位置，此后若再发生转子另一点接地故障，则已测得的值变化，当其变化值超过整定值时，保护装置就确认为已发生转子两点接地故障，发电机经转子两点接地延时时间跳闸。十三、发电机转子保护 （一）发电机注入式转子一点接地保护保护原理保护采用注入直流电源原理，直流电源由装置自产。因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘。该保护动作灵敏、无死区。考虑到双套化配置方案中，转子接地保护由于保护原理的要求不能双套化，否则会相互影响导致测量失误。如采用一套运行一套备用方式，需要时应可靠安全地带电切换。要说明的是：对于励磁系统是可控硅整流系

13、统时，由于励磁电压中有较高的谐波分量（例如ABB公司生产的励磁装置，运行时产生的6次谐波、12次谐波电压远大于直流分量电压），可能影响转子一点接地保护的测量精度。保护的输入端与转子负极及大轴连接。保护有两段、出口供、选用。动作方程RgRg1RgRg2式中：Rg转子对地测量电阻；Rg1 、Rg2转子一点接地保护整定值，保护逻辑框图其保护逻辑如13-1； 图13-1 转子一点接地保护逻辑框图定值清单定值名称定值符号定值范围定值单位出口方式接地电阻定值Rg10.55025K延时t10.11005S信号接地电阻定值Rg20.550K延时T20.1100S整定原则（1）动作电阻Rg1及Rg2的整定Rg1

14、为高定值：当转子对地绝缘电阻大幅度降低时，发出信号。Rg1取（810）K是适宜的。Rg2为低定值：动作后作用于切机。考虑转子两点接地的危害， Rg2取（0.51）K较为合理。（2）动作时间t1及t2t1及t2可取69 秒。（二）发电机转子两点接地保护保护原理当转子绕组两点接地时，其气隙磁场将发生畸变，在定子绕组中将产生二次谐波负序分量电势。转子两点接地保护即反映定子电压中二次谐波“负序”分量。动作方程 U2W2U2WgU2W2U2W1式中：U2W1 、U2W2发电机定子电压二次谐波正序和负序分量；U2Wg二次谐波电压动作整定值保护逻辑框图在转子一点接地保护动作后，自动投入转子两点接地保护。转子

15、两点接地保护的逻辑框图如图13-2所示：图13-2转子两点接地保护逻辑框图在图中 转子一点接地保护动作条件。定值整定定值名称定值符号定值范围定值单位出口方式二次谐波电压定值U2Wg0.1506V延时t210.1502S全停二次谐波电压动作值可按下式整定U2Wg = Krel U2W He式中 Krel可靠系数，取810；U2W He发电机额定工况下测得最大的二次谐波负序电压，一般为0.10.2。动作延时t，可取0.51.0 秒，以防外部故障暂态过程中保护误动。十四、励磁变保护（一）励磁变速断保护保护原理保护反映励磁变电流的大小。当电流超过额定电流值很大时（故障引起过电流），快速动作于信号并作用于跳开