第十一章发电机保护

1、111-1 发电机的故障和不正常运行情况第十一章 发电机保护1 1） 发电机定子绕组相间短路 一一、发电机可能发生的故障及其相应措施 产生很大的短路电流，严重损坏发电机，甚至引起火灾。危害最大。应装设纵联差动保护。 22 2）发电机定子绕组匝间短路）发电机定子绕组匝间短路 定子绕组匝间短路会产生很大的环流，引起故定子绕组匝间短路会产生很大的环流，引起故障处温度升高，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展障处温度升高，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路，扩大发电机损坏范围。为单相接地或相间短路，扩大发电机损坏范围。 装设横差动保装设横差动保护护3 3）发电机定子绕组单相接地）发电机定子绕组单

2、相接地 电容电流流过故障点的定子铁芯，当此电流较电容电流流过故障点的定子铁芯，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。 应装设灵敏的反应全部绕组任一点接地故障的应装设灵敏的反应全部绕组任一点接地故障的100%100%定子绕组单相接地保护。定子绕组单相接地保护。34 4）发电机转子绕组一点接地和两点接地）发电机转子绕组一点接地和两点接地 同时装设反映发电机转子绕组一点接地和同时装设反映发电机转子绕组一点接地和两点接地的保护。两点接地的保护。 一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电

3、机的强烈震动了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损。或将转子绕组烧损。5 5）转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：）转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。电压下降，甚至可使系统崩溃。应装设失磁保护。应装设失磁保护。 4二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护 1 1 ）由于外部短路、非周期合闸以及系统振荡）由于外部短路、非周期合闸以及系统振荡等等原因引起的过电流，应装设过电流保护，原因引起的过电流，应装设过电流保护， 作为外部

4、短路和内部短路的后备保护。作为外部短路和内部短路的后备保护。 50MW 50MW及以上的发电机，应装设负序过电流保护。及以上的发电机，应装设负序过电流保护。 2)2)过负荷保护过负荷保护: : 针对对称过负荷，应装设只接于一相的过负荷针对对称过负荷，应装设只接于一相的过负荷信号保护；信号保护； 针对不对称过负荷，一般在针对不对称过负荷，一般在50MW50MW及以上发电机及以上发电机应装设负序过负荷保护。应装设负序过负荷保护。 5由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压, ,造成发电机绕组绝缘击穿。造成发电机绕组绝缘击穿。3 )3 )过电压保护过电压保护: : 6 a

5、、纵联差动保护，反应发电机定子绕组及引出线相间短路； b、定子绕组匝间短路； c、定子单相接地保护（接地电流超过允许值时）； d、过电流保护（外部短路引起） ； e、对称过负荷保护（装于一相上）； f、 励磁回路接地保护 g、失磁保护 h、失步保护 I、 转子过负荷保护 j、 逆功率保护 k、定子绕组过电压保护 L、发电机过励磁保护发电机保护配置发电机保护配置：7 11-2 11-2 发电机的差动保发电机的差动保护护反映定子绕组及引出线相间短路反映定子绕组及引出线相间短路 动作于跳动作于跳DLDL同时停机。同时停机。二、差动保护原理 比较发电机两侧的电流的大小和相位。比较发电机两侧的电流的大小

6、和相位。一、用途和保护范围一、用途和保护范围81、发电机纵联差动保护的构成、发电机纵联差动保护的构成92 2、保护原理接线、保护原理接线 10TAkTATAnIIInInI221221102121IInInITATA保护区内发生短路故障时，流入差动继电器电流： 正常运行或外部短路时，流入差动继电器电流：02121IInInITATA113 3、保护整定计算保护整定计算 动作电流按两个条件整定：动作电流按两个条件整定： GNrelopIKImax.max.kerstunprelunbrelopIfKKKIKI2)2(min.opksenIIK断线条件断线条件不平衡电流条件不平衡电流条件 灵敏度灵

7、敏度 12GNopII2 . 0断线监视断线监视 断线监视的电流继电器装在差动回路断线监视的电流继电器装在差动回路的中线上，动作后经延时发出信号。的中线上，动作后经延时发出信号。 该延时应大于发电机后备保护动作时间。该延时应大于发电机后备保护动作时间。13三、比率制动式发电机纵差保护三、比率制动式发电机纵差保护 1 1、作用原理、作用原理基于保护的基于保护的动作电流动作电流随着外部故障的短路电随着外部故障的短路电流而产生的流而产生的不平衡电流不平衡电流的增大而的增大而按比例的线按比例的线性增大，且比其增大的更快。性增大，且比其增大的更快。制动电流制动电流外部短路电流外部短路电流动作电流动作电流

8、流入差动回路电流流入差动回路电流动作量动作量 制动量制动量 保护动作。保护动作。142 2、原理接、原理接线线)(21IIIbr 制动电流：制动电流： 差动电流：差动电流： IIIop I2I1I I * * *15min.min.min.)(opbrbropopopIIIKIII)()(min.min.brbrbrbrIIII保护动作条件：保护动作条件： 3 3、制动特性曲、制动特性曲线线16（1 1）正常运行）正常运行时时TAnIII 制动电流制动电流当当min.brbrII可以认为无制动作用。可以认为无制动作用。 min.)(21brTAbrInIIII NI2I1I I* * *17动

9、作电动作电流流TAkopnIIII 0保护可靠不动作。保护可靠不动作。（2 2）外部短路）外部短路时时制动电制动电流流min.)(21brTAbrInIIII K动作电动作电流流TAkopnIIII 0保护可靠不动作。保护可靠不动作。op brop 50%50%时时3 . SU3 .NU2*278（1 1） 在在abab段内：段内： 1t允t可能出现发电机已被损坏而保护尚未动作的情况;对发电机不安全,段段动作动作区区段段动作动作区区79（2） 在bc段内： 1t允t没有充分利用发电机承受负序电流的能力。在不该切除的时候就将它切除了80发信号，由于运行人员处理，发信号，由于运行人员处理，（3 3

10、） 在在cdcd段内：段内： 允tt2可能发生保护给出信号后，值班人员还未来得及可能发生保护给出信号后，值班人员还未来得及处理时，发电机已超过了允许时间处理时，发电机已超过了允许时间;不安全。不安全。而靠近而靠近c c点时，点时，81 由以上分析可以看出：两段式负序定时限过由以上分析可以看出：两段式负序定时限过电流保护的动作特性与发电机允许的负序电电流保护的动作特性与发电机允许的负序电流曲线不能很好地配合。流曲线不能很好地配合。（4 4）在）在dede段内，段内， 保护根本不反应保护根本不反应 82三、负序反时限过流保护三、负序反时限过流保护 动作特性在允许负序电流曲线的上面动作特性在允许负序电流曲线的上面一、负序反时限动