电力系统主设备保护概述.pptx

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1、电力系统主设备保护（2）--发电机保护1.发电机的故障、不正常工作状态及保护方式发电机的故障类型：a、发电机定子绕组相间短路（d1故障）；－最常发生b、发电机定子绕组匝间短路（1）绕组同相同分支匝间短路（d2故障）；（2）绕组同相不同分支匝间短路（d3故障）；c、发电机定子绕组单相接地短路；d、发电机转子励磁回路一点或两点接地（d4故障）；e、失磁（低励）故障。发电机的不正常工作状态：a、定子绕组过负荷；b、转子表层过热；由于外部不对称短路或系统非全相运行出现负序电流引起。c、定子绕组过电压；d、发电机逆功率运行（主汽门突然关闭，转为电动机）；e、励磁回路过负荷和过励磁；f、发电机频率上

2、升或下降；g、发电机与系统之间失步；a、纵联差动保护，反应发电机定子绕组及引出线相间短路；b、定子绕组匝间短路保护；c、定子单相接地保护（接地电流超过允许值时）；d、负序过电流保护；e、对称过负荷保护；f、励磁回路一点或二点接地保护；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：2.发电机的纵差和横差保护保护范围：发电机定子绕组及引出线的相间短路的主保护。发电机正常运行，差动回路不平衡电流较小，随着外部短路电流的增大，不平衡电流相应增大，为防止保护误动，通常采用比率制动式纵差保护。正常运行或外部故障情况下，流

3、入差动继电器的电流为0，内部故障时为故障电流。比率制动式纵差保护：发电机纵差保护与变压器纵差保护的区别1.变压器各侧额定电压电流不同，各侧TA不同型，纵差保护的不平衡电流相对较大；2.变压器纵差保护对绕组的匝间短路具有一定的保护作用（铁心磁路耦合），而发电机纵差保护对定子绕组匝间短路完全没有保护作用；3.变压器纵差和发电机纵差均对绕组的开焊故障没有保护作用，需要配置其它保护方式；4.发电机纵差保护严格符合KCL定律，而变压器纵差保护其保护区内不仅有电路联系，而且还包含磁路的联系，存在励磁涌流问题；发电机机端和中性点侧TA二次电流分别为标积制动式纵差保护：二侧电流的标积定义为正常运行和外部

4、短路时制动电流较大，保护不易误动，发电机内部故障时，制动电流为零，保护有较大的灵敏度。纵差保护并不是满足动作方程就动作，为防止TA断线引起保护的误动，还需要加入其他判别逻辑。保护的动作逻辑：不完全纵差保护：大型汽轮或水轮发电机每相定子绕组为两个或多个并联分支，不完全差动保护在发电机中性点侧仅接入部分并联分支电流与机端电流构成纵差动保护，通过选择不同的电流互感器变比，使得正常运行及外部短路时没有差动电流。当发电机发生相间、匝间短路和分支开焊故障，差动电流超过动作电流时，不完全纵差保护动作切除故障。发电机完全纵差保护，是发电机相间故障的主保护。由于差动元件两侧TA的型号、变比完全相同，受其暂

5、态特性的影响较小。其动作灵敏度也较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及开焊故障；完全纵差保护与不完全纵差保护的区别不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，亦能反应定子绕组开焊及某些匝间短路。但是，由于在中性点侧只引入其一分支的电流，故在整定计算时，应考虑各分支电流不相等产生的差流。另外，当差动元件两侧TA型号不同及变比不同时，受系统暂态过程的影响较大。发电机横差保护：发电机定子绕组匝间短路的主保护。1.裂相横差保护α越大，环流越大，继电器的电流越大；α越小，环流越小，继电器的电流越小,有死区。（2）同相不同分支发生匝间短路α1＝α2时，无环流，保护出现死区。α1≠α2时，产生两个环流（

6、1）同相同分支发生匝间短路优点：接线简单，不平衡电流小，灵敏性高，反应定子绕组匝间、相间及分支开焊故障。注意滤除三次谐波电流引起的不平衡电流。每相分别装设TA（6个）和继电器（3个）缺点：接线复杂，不平衡电流大；2.单元件横差保护适用于具有多个分支的定子绕组且有两个以上中性点引出端子的发电机。动作电流按躲过区外短路时最大不平衡电流整定TV0纵向零序电压保护定子绕组发生匝间短路时，均会出现纵向不对称，产生纵向零序电压。通过装设专用电压互感器，互感器一次中性点与发电机中性点直接相连，而不允许再接地，在互感器开口三角形绕组取得纵向零序电压。纵向零序电压保护：6.3发电机定子绕组单相接地保护定子

7、绕组单相接地故障一般是由定子线圈与铁芯之间的绝缘损坏引起的。大型发电机组定子绕组对地电容较大，发生接地故障时，接地电容电流比较大，可能使定子铁芯烧坏，故障点会出现局部弧光过电压，可能导致发电机绕组的多点绝缘损坏，使得故障扩展成为危害更大的相间或匝间短路故障。定子绕组单相接地故障电流和暂态过电压大小均与发电机中性点接地方式有关。发电机中性点接地方式的讨论：1.发电机中性点直接接地方式，单相接地故障电流非常大，该方式不可取！2.发电机中