任务二发电机差动保护性能检验与运行维护

1、山 西 电 院 目 标 教 学 教 案任课教师           教研室主任       编写日期  年  月  日 审批日期  年  月  日授课日期    班  级    任务内容：项目六 发电机保护装置性能检验与运行维护任务二 发电机差动保护性能检验与运行维护素质目标：1

2、.培养学生服从、认真的职业习惯2.培养学生的团队协作的能力能力目标：1.具有分析差动保护原理的能力2.具有完成差动保护动作性能检验和运行维护的能力知识目标：1.掌握发电机差动保护作用2.掌握发电机差动保护的接线、构成和动作分析任务重点：发电机差动保护的作用任务难点：发电机差动保护的动作情况分析教学方法：讲授法，案例法，多媒体讲授布置作业： P192 6-14课后分析：教 学 内 容 及 板 书过 程 设 计 及 提 示【任务描述】：【任务准备】：【任务实施】：【相关知识】：项目六 发电机保护装置性能检验与运行维护任务二 发电机差动保护性能检验与运行维护一、发电机的纵差动保护1、发电机纵差动保护

3、的作用 快速而灵敏地切除发电机定子绕组及引出线之间的相间短路，是发电机内部相间短路的主保护2、特点与线路、与变压器纵差动保护相比，实现比较容易而且性能比较好。但是它有死区3、带断线监视的发电机纵差动保护保护的接线及构成（P168 图6-21） 接线：在发电机的机端和中性点各装两台变比相同的电流互感器，电流互感器的极性端放在同一侧，把二次的同极性端相连两侧电流互感器之间的定子绕组及其引出线为纵差保护的保护区。保护的整定计算：断线监视电流继电器的整定计算：按躲过正常运行时的不平衡电流计算，动作电流可取0.2倍发电机额定电流。注意：当外部故障时也有不平衡电流，为防止外部故障不平衡电流的影响，保护需带

4、一定延时，大于发电机后备保护的最大延时。 差动电流继电器的整定计算：防止电流互感器二次回路断线保护误动，保护的动作电流应大于发电机的额定电流躲过外部短路时的最大不平衡电流整定保护的死区：在靠近中性点附近存在死区，且死区的大小与保护的动作电流大小有关，应设法降低动作电流，减小死区，提高保护灵敏度。二、发电机的匝间短路保护定子绕组匝间短路：同一分支绕组之间绝缘损坏或同相不同分支绕组之间的绝缘损坏构成匝间短路。对于大容量发电机，必须装设专门的反应匝间短路的保护方式，快速跳开发电机断路器和灭磁开关。1、横联差动保护 适用：发电机定子绕组每相有两个并联分支，且分别接成星形，并且在中性点侧有6个引出端时，

5、可采用横差动保护。 原理接线：（P70图6-23） 在两个星形中性点连线O1O2上接入电流互感器，其二次经三次谐波滤过器接入电流继电器，此时电流继电器中的电流实质是子绕组两并联支路中的电流大小。 正常情况时，每相两个支路中对应绕组的电位相同，没有环流，任一绕组匝间短路，两个支路绕组出现电位差，而产生环流。 保护的构成及动作电流保护的动作电流：躲开外部短路的最大不平衡电流，由于TZJ的加入，一般按经验取发电机额定电流的20%30%保护的动作过程：a、正常运行及外部短路，两星形中性点电位相同，连线上无环流，仅有很小的不平衡电流，已躲过，保护不动。b、同一支路绕组匝间短路，两支路电位不等，产生环流，

6、使保护动作。注意：若被短路匝数很小，则环流很小，使保护不动而出现死区。c、同相不同分支绕组匝间短路，该相两支路间构成两个闭合环路，12，将产生两个环流，下环路的环流流过中性线连线，使保护动作注意：当1与2接近时，出现动作死区。d、定子绕组相间短路，两支路中性点也有环流，保护动作注意：当1与2接近时，也出现动作死区。问题：能否代替发电机纵差动保护呢？定子绕组引出线相间短路，两支路中性点电位相同，无环流，不反应引出线的相间短路，不能代替发电机的纵差动保护d、定子绕组开焊时，由于断线支路的电流为零，中性点连线上有电流，保护灵敏地动作。e、转子回路两点接地，转子磁极磁场的对称性破坏，而定子同一相两个支

7、路的绕组并不一定位于相同的定子槽中，使其感应的电动势不相同而产生环流，保护误动作，所以为防止励磁回路发生瞬时性的两点接地而引起保护误动，一般在发生一点接地投入两点接地保护的同时，将保护切换至带有延时动作。对保护的评价：优点：接线简单，动作可靠，不平衡电流小，灵敏度高，死区范围小，同时可反应定子绕组的开焊故障。缺点：对于有些大型机组，由于其结构紧凑，其双绕组中性点引出六个端子有困难时无法采用。2、反应零序电压的匝间短路保护 工作原理：定子绕组在匝间短路，机端三相对中性点电压不对称而出现零序电压设A相被短路的匝数占总匝数为则各相对中性点的电压为： EA=（1-）EAEB= EBEC= EC3E0=

8、 EA+EB+EC=EA可见，零序电压的大小与成正比。 接线图，把发电机中性点与机端电压互感器中性点相连，TV二次接成开口三角形，开口端反应发电机定子绕组三相对中性点的零序电压。电压互感器TV：采用专用电压互感器，一方面不能测量相对地电压，一方面不能用于接地保护，且有一定的死区。断线闭锁：为防止TV一次熔断器熔断而引起保护误动，设有电压回路断线闭锁装置负序功率：判断负序功率方向，区分发电机内部故障还是外部系统故障。发电机内部故障，如相间、匝间或定子分支开焊，负序源位于发电机内部，负序功率由发电机流出系统故障，负序功率由系统流入发电机对保护的评价：优点：原理简单、灵敏度高，可反应定子绕组的开焊故

9、障缺点：保护接线复杂，需采用专用TV应用：适用于中性点只有3个引出端的发电机 纵差动保护是发电机定子绕组及其引出线相间短路故障的主保护。1）发电机纵差动保护的特点是什么？2）分析发电机纵差动保护的工作原理。查阅继电保护和自动装置的运行规程中关于发电机保护的部分。发电机纵差动保护的特点是什么？发电机纵差动保护的工作原理是什么？发电机纵差动保护任务实施步骤：第一步，分析发电机纵差动保护和变压器差动保护的区别，得出发电机纵差动保护不存在大的不平衡电流；第二步，以BCH-2型差动继电器为例，分析保护的构成原理；第三步，进行整定计算。纵差动保护是发电机的主保护，由于在线路和变压器保护中都作为重点学过，此

10、处，从线路和变压器纵差动引入，引导学生思考，引发学习兴趣。重点在与前两者的不同之处。构成：保护采用三相式接线 KD1、KD2、KD3为三相的差动电流继电器 KMN为断线监视电流继电器，任一相电流互感器二次断线，经一定延时动作于信号 KS为信号继电器，动作后一方面掉牌指明纵差动保护动作，另一方面到保护出口回路 KM为出口中间继电器，一对触点动作于发电机侧断路器，另一对触点至QDM灭磁开关 Rf为提高信号继电器的动作可靠性 SX为一试验盒，为便于测量保护中的差电流而接入 学生按小组讨论分析，教师指导，点评。与线路和变压器纵差动保护的不同，要重点强调。从匝间短路的电气量特点，引出相应的保护。逐步引到学生分析。构成：TZJ三次谐波滤过器，由不饱和中间变流器和电容C构成，滤去由于发电机电势波形畸变形成的三次谐波不平衡电流。XB切换片，防止转子绕组发生瞬时性两点接地造成气隙磁通分布畸变而导致误动作。只有一台TA，无TA误差产生的不平衡电流，但正常运行及外部短路，发电机电势波形畸变，产生高次谐波，主要为三次谐波。接地保护误动。12位置：正常时投入，保护不带延时13位置：转子发生一点接地，切至此，使保护带有0.51s的延时KS信号继电器，