主设备异常运行的其它保护培训课件(ppt 39页).ppt

1、1、对主要设备异常运行的其他保护、(1)过载保护1、发电机过载大型发电机，定子和转子的材料利用率高，热容量与铜损失的比例小，因此热时间常数也比较小。一般来说，发电机定子绕组内总是装有热电偶元件，对定子绕组过载作出反应。但是，由于热电偶元件和铜导体位于绝缘层之间，热电偶元件本身具有一定的热时间常数，因此不能快速响应发电机的负载变化。转子励磁绕组内没有这种热电偶元件。因此，为了防止过载损坏，大型发电机必须安装反映定子绕组和励磁绕组平均热状态的过载保护装置。发电机定子绕组(或转子绕组)牙齿正常工作的电流是绕组铜损坏。电流从增大到，则相应的铜损失从增大到。铜丢失引起的热量原封不动地存储在绕组中，如图8

2、1所示，绕组的温度按照金志洙规律上升。铜损失从上升到时，大致认为温度随时间T线性上升，在时间内，绕组的温度上升到(8-1-1)。这里是绕组的热容量。如果注意到铜损失与电流的平方成正比，公式(8-1-1)将为(8-1-2)给定温度上升的适当允许时间，励磁绕组的过载能力达到额定电流的1.25倍，可持续60s，用同样的方法计算常数。知道k值后，可以得出与给定电流相对应的允许时间。对于汽轮发电机，一般必须能承受1.5倍的定子额定电流，30s，不发生有害变形和损坏，但一年不能超过2次，饮食(8-1-3)，城市，4，可用：内冷发电机的磁圈线必须能承受短时间过载(由直流过电压指示)，如表7所示。在实际运行中

3、，可以使用电压表示过流。发电机除了定子绕组和磁圈线的过载问题外，转子表面还存在负序电流引起的过载。对于牙齿的三个部位，必须安装三套过载保护。表7磁绕组的短时过载能力，5，2，定子绕组的过载保护，大型发电机定子绕组的过载保护，一般由规定的时限和半时限两部分组成。保护装置的配置形式类似于负序列过流保护。定时的动作电流根据发电机长期允许的负载电流下稳定返回的条件进行调整，通过延迟动作配合信号。逆时限的动作特性与额定值电流相同，保护动作与解热或程序跳闸(即先关闭主阀或导水叶，启动逆电流继电器，然后断开主断路器)。牙齿程序跳闸确保装置不会发生车辆灾难事故)。定子绕组过载保护，引入三相电流，引入三相电流，

4、电压形成电路的输出电压由三相中最大的一相电流决定。这样保护装置会伴随不对称，6，短路后发电机最剧烈的发热。但是，为了简化，实际上通常使用单相布线。负载电流波动、振动过程电流变化、短路消除后电压恢复过程中通过发电机的电流不恒定，定子绕组发生发热和发热交替。为了正确反应发电机定子绕组的温度上升，保护装置都需要建立模拟热积累过程的链接。对于模拟保护，通常使用电容器充电和放电模拟发热和冷却特性。，7，3，磁绕组过载保护，磁绕组过载保护，定子绕组过载保护类似，按照规定时间部分的动作电流在正常励磁电流下稳定返回的条件调整。倒数的动作特性是根据表达式(8-1-3)决定的。在300MW以下的情况下，使用半导体

5、励磁系统的发电机只能安装定时励磁绕组的过载保护。300MW以上的发电机设置了时限和半时限磁圈线的过载保护，这起着热消失的作用。大型发电机的励磁系统由交流磁电源供应装置或无法控制的整流装置组成。对于牙齿磁系统，发电机磁绕组的过载保护可以配置在直流侧或交流侧。有备用励磁机的时候，保护装置配置在直流侧的优点是使用备用励磁机时，磁绕组不会失去保护。但是，现在需要安装相对昂贵的DC转换设备(DC互连、8、传感器或大型配电装置)。为了使用磁绕组的过载保护作为励磁机、整流装置和引线的短路保护，经常在励磁机中性点侧配置，在中性点不弹出端子的情况下在励磁机末端配置。此时，保护装置的动作电流要考虑换向系数，转换为

6、交流侧。必须指出，现代自动曹征磁装置具有防止磁绕组过流的激励限制环，具有类似于磁绕组过负荷保护的功能。从保护功能方面来看，女子绕组的过载保护可以看作是鼓励限制环的备份保护。9，4，变压器的过载保护，变压器的过载也显示为绕组的温升发热，因此也可以表示为图81和式(8-1-3)。需要说明的是，由于传记设备的过载能力不能简单地表示为食(8-1-3)，因此运动特性往往与发电机或变压器本身的过载能力(过载倍数和允许的持续时间)不符。以变压器为例，过载能力与环境温度、过载前带来的负荷、冷却介质温度、变压器负荷曲线和变压器设备状态有关，过载保护能力几乎不可能与设备过载能力完全匹配。大容量传记主设备不能充分发

7、挥设备的过载能力，因此渡边杏使用两阶段时限过载保护。过载在保护设置阈值上下波动时，不能通过保护迭代、10、动作和返回消除过载。过载状态发生变化时，不能反映变更前的温升情况。更精确的变压器过载保护(数字)的基本原理如下：表示变压器油温度作为额定负载的油温度。表示绕组和油的温差的额定负荷的温差。额定负载下的绕组温度。变压器绕组的相对温度上升是(8-1-4)命令，常识是(8-1-5)，11，和(8-1-6)(8-1-6)(8-8过载热特性的指数，其值由变压器的过载特性决定。采取消除负荷技术措施防止过载引起的温度上升，如果不丢弃负荷，则温度上升预测(8-1-8)，12，以表达式中设定的时间常数参见图8

8、2。其大小从执行卸载命令的那一刻开始计算。预先选择的过载级别是格式(8-1-5)表达式(8-1-8)，在发生严重过载()的情况下，如果负荷()不足，但负荷保护仍然工作。14，(2)过电压保护，在110kV和220kV的电力系统中，低压侧有电源的变压器，高压侧中性点可能接地或接地不接地，由于外部单相接地故障，未接地的中性点电压异常升高，因此必须安装零序过电压保护。对于水轮发电机，调速系统的运行缓慢，甩负荷后，转速上升容易发生不允许的过电压，规定安装过电压保护，一般根据发电机的绝缘状态，动作电压取1.5倍的额定电压，通过0.5s解除磁力。对于晶闸管整流子水轮发电机，动作电压是额定电压的1.3倍，动

9、作延迟为0.3s。对于中小型汽轮发电机，一般不安装过电压保护。但是200MW以上的汽轮机发电机都安装了过电压保护。这是因为在运行实践中，大型汽轮机发电、15、威胁机器绝缘安全的过电压是比较常见的现象。即使速度调节系统和自动曹征励磁装置都正常工作，如果全部负载突然下降，电枢反应也会突然消失。由于调速系统和自动励磁装置都由惯性环组成，转速仍在上升，励磁电流不能突变，发电机电压必须短时间上升，其值可以达到1.31.5倍额定值，持续时间可以达到几秒钟。如果工频调节系统或自动曹征励磁装置停止工作，甩出全部负荷时过电压会持续较长时间。发电机主绝缘的工频耐压水平一般为1.3倍，额定电压持续60s。实际过电压

10、的数值和持续时间可能超过实验电压和允许时间，对发电机主绝缘有直接威胁。因此，200，000千瓦以上的大型汽轮机，16，发电机，国内外无例外地过电压保护，保护动作电压为1.3倍额定电压，0.5s延迟，对解热消化起作用。发电机承受过电压的能力是设计和设置过电压保护的依据。过电压保护的动作电压和动作时间的总值取决于随机组。在汽轮发电机上安装励磁保护后，由于有过电压保护，不能再安装过电压保护。17，(3)反向力保护，电力系统并行的发电机，由于多种茄子原因中断原动机能源供应，系统吸收能量，转换为电动机驱动原动机操作。蒸汽轮机在主蒸汽门关闭后，通过转子、叶片和回转物产生风致损伤。风向标与转子叶轮的直径和叶

11、片长度有关。因此，在汽轮机中，排气端风的损失最大，风灾与周围蒸汽密度成正比。一旦机器失去真空，排出蒸汽的密度就会大幅度增加。在再热式装置的主蒸汽阀和再热蒸汽截止阀之间切断高密度蒸汽时，高压缸的风手也很大。因为逆转力启动时蒸汽流没有通过涡轮，风灾产生的热量不能被夺走，汽轮机叶片过热，可能损坏。如果发电机变成电动机操作，燃气轮机可能会有齿轮，18，损坏的问题。低水头涡轮机(如灯泡和倾斜流)在逆转力下工作时，将内部压力降低到一定限度，部分形成气泡或空腔，然后在压力升高的地方重新凝聚空腔，从而导致频率高，由于压力大的微小水击，转子叶片表面出现疲劳破坏、温度升高、电离和化学腐蚀，即空化现象。柴油发电机组

12、的逆转力启动时，未燃烧的柴油可能导致爆炸或火灾的危险。因此，所有各种发电机组都安装了反作用力保护。对于汽轮机，使用油跳闸系统和油调节系统控制汽轮机阀门，测量蒸汽流量是否小于动机速度的空载蒸汽流量(可以由高压缸压降准确确定)作为主保护，逆电力继电器作为后备保护，排气室温度作为报警。对涡轮、燃气轮机和柴油机而言，反向力继电器是主要保护。我国自行设计的发电站没有安装反作用力保护装置19，但采取以下措施：如果主蒸汽门关闭，管制室发出主蒸汽门关闭错误等音响光学信号，检查后迅速恢复蒸汽供应，如果不能在几分钟内恢复，值班人员可以分离发电机断路器。用链式法关闭主蒸汽阀后，可以使用主蒸汽阀的辅助触点拆卸发电机。

13、一般来说，上述方法也是可行的，但都有不足之处，因为它们对主蒸汽门关闭的实际情况没有正确的反应。逆转力保护，电力向逆方向正确反应，及时发送信号，在允许的时间内自动停止运行。因此，采用反作用力保护是比较完善的方法。逆电力保护主要由灵敏的电力继电器组成。主阀突然关闭时，发电机气力下降，变成20牙齿负值，摇晃几次后达到稳定值。发电机的有功损失一般约为额定的1%1.5%，汽轮机的损失与真空度及其他因素有关，一般约为额定的3%4%，有时稍大。因此，发电机可变电动机运行后，从电力系统吸收的有效电力稳态值约为额定值的4%5.5%，最大瞬态值约为额定值的10%。当主蒸汽门有一定的泄漏时，实际逆转力小于上述数值。

14、主阀门关闭，无功功率为任意值时可能发生，最不利的情况可能发生在接近额定千余度时。此时，我们将检出千分之几几%的额定有效动力，并在从粒状运行到形体运行的大范围内几乎保持运动动力不变。因此，逆转力继电器需要细致的设计和细致的调整。21，(4)发电机频率异常保护，频率低于额定值时，发电机的输出功率P必须降低，有效功率减少一般与频率减少成正比，低频下的发电机功率减少标准尚未确定。低频运行时，发电机发生过载会导致发电机的热损伤，但限制汽轮发电机低频运行的决定性因素不是发电机，而是汽轮机。只要额定时间在容量(kVA)和额定电压的105%以内，并且在汽轮机的允许超额频率限制内工作，发电机就不会出现热损坏问题

15、。一般来说，水轮发电机没有低频或过频限制问题。频率异常保护保护汽轮机，防止汽轮机叶片及其裂纹断裂事故，在极端低频条件下，威胁工厂电气的安全。汽轮机的机翼都有磁振波数，22，发电机运行频率上升或下降时，当时叶片发生共振率，其中K为共振倍率，K=1，2，3，N为旋转速度(r/min)，叶片受到大共振应力，使材料疲劳，材料疲劳是不可逆转的积累过程，因此汽轮机在规定频率下发生了共振率。频率越高，系统中的功率就越多，调速器或工频调节装置降低了原动机的力，必要时从系统中删除一些设备，使频率恢复正常。频率下降意味着系统没有足够的有效功率。对于以满负荷运行的大型单位，不能再增加原动机的力。要使频率恢复正常，必须从基本外部采取措施。例如，必须采取增加原动机的力、投入预备器、在负载方面基于频率自动减