发电机继电保护整定计算

1、任务目录任务目录1.纵差保护的整定原则纵差保护的整定原则2.匝间短路保护的整定匝间短路保护的整定3.定子绕组单相接地保护的整定定子绕组单相接地保护的整定4.发电机励磁回路保护发电机励磁回路保护5.低励失磁保护低励失磁保护6.发电机的负序电流保护发电机的负序电流保护 1.比率制动式纵差保护 原理：比率制动式纵差保护对发电机定子绕组极其端部引线的相间短路故障有灵敏的保护作用，但对定子绕组的同相匝间短路和分支绕组开焊故障毫无反应。具有比率制动特性的差动保护的二次接线如图所示。比率制动式差动保护原理接线图比率制动式差动保护原理接线图 当差动线圈匝数Wd与制动线圈匝数Wres的关系为 差动电流： 制动电

2、流： 式中： 一次电流； 二次电流； Na电流互感器变比。dresWW5 .0IIIndn1t1a-) /(aresnIII/)(5 .0t1.n1.In1It1In2In2 整定计算 整定计算整定计算2.定子绕组匝间短路的保护 一、横差电流保护使用条件: 每相绕组有两个以上并联支路，且中性点都有引出。 动作原理：若发生定子绕组匝间短路，则故障相绕组的两个分支的电势不相等，因而在定子绕组中出现环流，通过中性点连线，该电流大于保护的动作电流，则保护动作，跳开发电机断路器及灭磁开关。 横差保护动作电流： 电流互感器变比： 二、反应零序电压的匝间短路保护当发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相电压对

3、发当发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出现零序电压。电机中性点不对称，出现零序电压。 三、反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护发电机定子绕组发生匝间短路时，在转子回路中将出现发电机定子绕组发生匝间短路时，在转子回路中将出现2 2次谐波电流，因此利用转子中的次谐波电流，因此利用转子中的2 2次谐波电流，可以构成次谐波电流，可以构成匝间短路保护。匝间短路保护。4.定子绕组单相接地保护 双频式定子绕组接地保护是由基波零序电压和3次谐波电压保护构成。基波零序电压保护定子绕组的90%左右，3 次谐波电压保护反应定子绕组其余部分的接地故障。 基本原理：正常情况下，机端3次谐

4、波电压总是小于中性点3次谐波电压：发电机中性点不接地时3次谐波等值电路即：即：Us3Us3UN3 UN3 定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布：发电机定子绕组距中性点发电机定子绕组距中性点处发生金处发生金属性单相接地，属性单相接地，则则恒有恒有： 其比值为：当其比值为：当50%,Us350%,Us3UN3;UN3;当当50%50%时时,Us3UN3,Us3UN3。利用。利用Us3Us3作为动作量，利用作为动作量，利用UN3UN3作作为制动量，构成的接地保护动作范围为制动量，构成的接地保护动作范围0 050%50%。 4.发电机励磁回路保护发电机励磁回路保护 一、励磁回路一点接地保护 1、绝缘检

5、查装置 正常时，两电压表的读数相等，当励磁回路对地绝缘水平下降时，两电压表读数不相等。 缺点是：在励磁绕组中点接地时，两电压表读数也相等，即存在动作死区。 2、直流电桥式一点接地保护 通过合理选择、调整各臂电阻值。可做到励磁绕组正常运行时，电桥处于平衡状态。当励磁绕组发生一点接地时，电桥失去平衡，流过继电器的电流大于其动作电流，保护动作。 缺点是：接地点靠近中点M时，保护无法动作（有死区）。 消除死区措施： 在电阻R1的桥臂中串接了非线性元件稳压管，其阻值随外加励磁电压的大小而变化，因此，保护装置的死区随励磁电压改变而移动位置。这样在某一电压下的死区，在另一电压下则变为动作区，从而减小了保护拒

6、动的机率。 转子偏心和磁路不对称等原因产生的转子绕组的交流电压，使转子绕组中点对地电压不保持为零，而是在一定范围内波动。利用这个波动的电压来消除保护死区。 二、励磁回路二点接地保护 直流电桥式励磁回路两点接地保护原理接线如图所示在发电机 励磁回路一点接地后，投入两点接地保护，当发电机励磁回路 两点接地时，该保护经延时动作于停机。（汽轮发电机组采用） 缺点：若K2点离K1点很近，通过继电器的电流小于继电器动作电流，保护将拒动，因此保护存在死区，死区范围在10%左右。 若第一个接地点K1点发生在转子绕组的正极或负极端，则因电桥失去作用，不论第二点接地发生在何处，保护装置将拒动，死区100%。电桥由

7、励磁回路电阻Re和附加电阻Rab构成直流电桥四个臂。毫伏表和电流继电器接在对角线上。一点接地后，调节R滑动触点，使电桥平衡。 两点接地时，电桥平衡关系破坏，保护动作。 5.低励失磁保护100MW及以上发电机，应装设专用的失磁保护。发电机低励失磁保护的动作主判据可分为：a)系统侧主判据高压母线三相同时低电压继电器。本判据主要用于防止由发电机低励失磁故障引发无功储备不足的系统电压崩溃，造成大面积停电，其动作判据为 Uop.3ph(0.850.90)Uh.min 式中：Uop.3ph三相同时低电压继电器动作电压(此值应经调度部门确定)；Uh.min高压系统最低正常运行电压。经辅助判据“与门”输出，短延时动作于发电机解列。b)发电机侧主判据： 1)异步边界阻抗继电器； 2)静稳极限阻抗继电器； 3)静稳极限励磁低电压继电器。低励失磁保护的辅助判据有： 1)负序电压元件； 2)励磁低电压元件； 3)延时元件。6.发电机的负序电流保护 利用发电机在三相负荷不对称时所产生的负序电流大小而发出相应信号和保护动作的一种保护。 发电机不平衡元件保护设备不