省电力公司发电机保护整定计算课件
最新发电机的保护配置与整定计算

一般成套的可控硅励磁装置自身都设有失磁保护和转子回路过负荷保 护,所以发电机上不再单独配置该保护。
3.2 发电机纵差保护的整定计算
一、电流继电器构成的发电机纵差保护
至延时信号 信 号
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: Iop(0.2~0.3)IGN
• 电流互感器变比: nTA 0.2I5GN /5
2、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,机端三相电压对发电机中性点不
⑤ 发电机失磁 由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等原因,将造成
转子失磁,失磁故障不仅对发电机造成危害,而且对电力系统安全也会造 成严重影响。发电机失去励磁后,运行状态将变为电动机运行。故不允许 发电机失磁后继续运行。
2、发电机的不正常工作状态 ① 由于外部短路、非周期合闸以及系统振荡等原因引起的过电流。 ② 过负荷。 ③ 过电压。特别是水轮发电机,因其调速系统惯性大,在突然甩负荷
当发电机定子绕组有2个以上的分支且连接成双星形,每个分支都有 引出线时,应装设横联差动保护反应定子绕组匝间短路,动作结构同纵 差动保护。当不满足该条件时,取消该保护,待故障发展为相间短时, 用纵差动保护反应。 3、零序保护
当发电机电压回路回路的接地电容电流(未经消弧线圈补偿)大于或 等于5A时,保护动作于跳闸、停机、灭磁。;当接地电容电流小于5A 时,保护应动作信号。对单机容量为100MW及以上的发电机,应尽量装 设保护范围为100%的接地保护。 4、过电流保护
发电机保护整定计算

发电机保护整定计算
发电机额定参数和CT额定参数用于计算 发电机二次额定电流(Ie)。Ie计算公式 如下:
Pe 3Ue * Cos n 机端 CT 二次额定电流 n 机端 CT 一次额定电流
Ie
•CT断线 • 在发电机主保护中,本程序针对CT回路断线或 中间环节接触不良而设计,旨在消除在此情况下 差动保护的误动作,在判别为CT断线时,装置延 时发出预告信号,由用户选择是否闭锁比率差动 保护。CT断线消失后,信号延时返回。任一侧满 足下列条件,立即判为该侧CT断线,用户可选择 是否闭锁比率差动保护,瞬时CT断线判据仅在比 例差动起动后投入,且动作后不报警。
电力工程的设计部门,其整定计算的目的是按照所设计 的电力系统进行分析,选择和论证继电保护的配置及选型 的正确性,并最后确定其技术规范等等,正确圆满地完成 设计任务。 继电保护是建立在电力系统基础上的,它的构成原则和 作用必须符合电力系统的内在规律;同时,继电保护自身 在电力系统中也构成一个有严密配合关系的整体,从而形 成了继电保护的系统性。因之,继电保护的整定计算时一 种系统工程。
二00七年六月十二日
总 论
1、继电保护整定计算的目的: 继电保护整定计算时继电保护工作中的一项重要工作, 在电力生产运行工作和电力工程设计工作中,继电保护整 定计算时一项必不可少的内容。不同的部门其整定计算的 目的是不同的。 电力生产的运行部门,例如:电力系统的各级调度部门, 其整定计算的目的是对电力系统中已经配置安装好的各种 继电保护,按照具体电力系统的参数和运行要求,通过计 算分析,给出所需的各项整定值,使全系统中各种继电保 护有机协调地部署,正确圆满地发挥作用。
发电机保护整定计算演示文稿

Kres = Iop.max / Ires.max = KkelKerKapKcc (推荐取0.3)
(4)斜率
S= (Iop.max – Iop.0)/ (Ires.max - Ires.0)
(三)定子绕组匝间短路的保护
1.横差保护
• 大容量发电机额定电流很大,各相以两个绕组 (或更多绕组)并联工作
(二)带制动的纵差保护
• 一定满足灵敏度要求,无需校验
(1)最小动作电流大于正常运行时最大不平衡电流
Iop.0= (0.10.2)Ign (2)制动特性拐点对应的制动电流
Ires.0= Ign (3)制动系数
Iop.max= KkelKerKapKccId.max
Ires.max= Iunb.max
• Iop< Ign (如上) 不使用1)中的LH二次回路断线闭锁: 保护定值不能躲过
• 断线故障机率很小,且加强运行维护,可大大降低断 线的可能性:倾向于条件(2)整定保护定值
• 微机保护具有更强的装置故障监测手段,可按条件2)
整定保护定值,辅以下述条件区分故障或断线: –任意一相电压工频变化量元件起动 –任意一相正、负、零序电压元件起动 –起动后任意一相电流大于1.1Ign
告警信号,由运行人员退出保护
Iop= 0.2Ign (躲开正常运行时的不平衡电流)
(2).躲开外部短路时的最大不平衡电流
Iop= KrelIunb.max = KkelKerKapKccId.max
–Krel:可靠系数,取 Krel =1.3 –Kap:非周期分量影响系数。 使用BLH时, Kap =1,否则 Kap =1.31.5
• 畸变气隙磁通导致发电机异常震动,需转子永 久性两点接地保护动作跳闸,因此不闭锁横差 保护
保护整定计算培训课件

2023
保护整定计算培训课件
CATALOGUE
目录
保护整定计算的基本原理保护整定计算的基本方法和技巧保护整定计算的案例分析和实践保护整定计算的模拟测试和考核保护整定计算的培训效果评估
保护整定计算的基本原理
01
保护整定计算是指通过对电力系统进行数学模型的建立、计算和分析,实现对电力系统稳定和安全运行的评估和预测。
电力系统保护整定计算
铁路牵引供电系统保护整定计算
工业自动化系统保护整定计算
在进行保护整定计算时,需要根据具体系统的运行特点和保护需求,选择合适的计算方法和模型,并进行充分的测试和验证,以确保计算结果的准确性和可靠性。
实践应用
在进行保护整定计算时,需要注意以下几点:首先,要充分了解系统运行特点和保护需求,以便选择合适的计算方法和模型;其次,要遵循相关的标准和规范,以确保计算结果的准确性和可靠性;再次,要进行充分的测试和验证,以避免因计算错误导致的安全事故;最后,要及时更新计算模型和方法,以适应系统和技术的不断发展。
定义
保护整定计算是保障电力系统稳定和安全运行的重要手段,通过对电力系统的分析和预测,可以有效地预防和解决潜在的安全隐患,减少事故的发生。
重要性
保护整定计算的定义和重要性
基本原理
保护整定计算的基本原理是利用数学模型描述电力系统的运行状态,通过计算机程序进行数值计算和模拟,得到电力系统的各种性能指标和安全系数。
解答:略。
模拟试题2:针对某一给定的系统,进行保护整定计算,确定相应的保护装置的启动值和整定值。
解答:略。
每道模拟试题均需给出详细的计算过程和参考答案,并配备相应的解析说明,以便参培人员更好地理解和掌握保护整定计算的知识和技能。
保护整定计算的模拟试题及解答
发电机的保护配置与整定计算

发电机的保护配置与整定计算1. 发电机保护的概述在电力系统中,发电机是一个非常重要的电力设备。
为了确保发电机的安全运行,必须对其进行有效的保护措施。
发电机保护的目的是保护发电机不受内部和外部故障的损害,并防止设备损坏和人员安全受到威胁。
发电机保护系统是发电机电气系统的重要组成部分,主要是为了对发电机进行过电压、过电流、缺相等故障进行保护,同时还能够对发电机进行局部放电、温度、转速、振动等参数监测,以保证发电机的安全运行。
2. 发电机保护配置发电机保护配置主要包括输出保护、励磁保护、接地保护和机械保护等。
常用的配置包括:2.1 发电机输出保护发电机输出保护的主要任务是保护发电机的输出系统,对输出电路出现短路或过载等故障进行保护。
常用的保护装置包括过载保护、短路保护和地闸保护等。
2.2 励磁保护励磁保护的任务是保护发电机励磁系统,主要是对励磁电流、励磁电压等进行监测和保护。
常见的励磁保护包括场断保护、过励磁保护和欠励磁保护等。
2.3 接地保护接地保护主要是为了减少因电气接地引起的事故,对发电机的接地电流、相对向、相间电势等进行监测和保护。
其主要保护装置包括低压接地保护、高压接地保护和零序保护等。
2.4 机械保护机械保护主要是为了保护发电机的机械部件,对发电机的转速、振动等进行监测和保护。
其主要保护装置包括转速保护、差热保护和振动保护等。
3. 发电机保护整定计算发电机保护整定计算是指针对发电机保护功能进行参数的整定和计算选择。
根据实际应用中的运行条件和发电机的特性参数,结合保护装置的不同特点和设计要求,进行整定计算,确保发电机保护功能的正常可靠运行。
3.1 过流保护整定计算过流保护是发电机保护中最常用的保护装置之一,主要用于短路保护和过载保护。
整定计算时需要考虑额定电流、额定容量、短路电流等因素。
3.2 零序保护整定计算零序保护用于对接地故障进行保护。
在整定计算时需要考虑接地电流、接地电阻、接地方式等因素。
发电机继电保护整定计算

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,机端三相电压对发 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2 次谐波电流,因此利用转子中的2次谐波电流,可以构成 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:Us3<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α 处发生 金属性单相接地,则恒有:
其比值为:当α <50%,Us3>UN3;当α >50% 时,Us3<UN3。利用Us3作为动作量,利用UN3作 为制动量,构成的接地保护动作范围0~50%。
4.发电机励磁回路保护
一、励磁回路一点接地保护 1、绝缘检查装置 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: ①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 而减小了保护拒动的机率。 ②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。
发电机的继电保护整定计算课件

发电机的继电保护整定计算课件一、基本介绍发电机是电力系统的重要组成部分,为了保障发电机的安全运行,需要对其进行保护控制。
其中,继电保护是一种常用的电力保护手段。
本课件将介绍发电机的继电保护原理和整定计算方法。
二、继电保护原理继电保护是利用电气量的变化来判断电力系统中故障的位置、性质和范围,并采取保护措施,保护电力设备和电力系统的安全运行。
对于发电机,继电保护主要包括电流保护、电压保护、差动保护和过频保护等。
2.1 电流保护电流保护是指通过对发电机的电流变化进行实时监测,判断电流是否超过了规定的限制范围,并及时采取保护措施,防止设备损坏或事故发生。
2.2 电压保护电压保护是指通过对发电机的电压变化进行实时监测,判断电压是否超过或低于规定的限制范围,并及时采取保护措施,保护发电机操作和设备的安全。
2.3 差动保护差动保护是指通过对发电机输入输出变压器的电流进行实时监测,来判断输入输出变压器是否有故障,以及通过判断输入输出变压器内部是否发生短路故障等,来对发电机进行保护。
2.4 过频保护过频保护是指通过对发电机输出电压的频率进行实时监测,当频率超过规定的限制范围时,及时采取保护措施,保障发电机和电力系统的安全。
三、整定计算方法发电机的继电保护整定计算方法包括容错电流选取、动作时间选取、动作电流选取、复合制动距离选取以及其他继电保护参数设置等。
3.1 容错电流选取容错电流是指电流保护容量的最小值,在选择时需要考虑设备的额定电流、限流电阻、发电机功率、损耗情况等因素。
选取容错电流时,需要保证其能够覆盖基本故障,并满足可靠性要求。
3.2 动作时间选取动作时间是指继电保护从故障发生到启动动作的时间。
选取动作时间时,需要根据发电机的额定电压、额定电流、负载特性、故障类型等因素综合考虑,保证动作时间的准确性和可靠性。
3.3 动作电流选取动作电流是指继电保护启动动作时的电流大小。
选取动作电流时,需要根据设备的额定电流、故障类型、继电保护类型等因素综合考虑,保证动作电流的准确性和可靠性。
发电机的继电保护整定计算课件.ppt

• 电流互感器的变比选择为:
nTA
0.25I N 5
12
3.4 发电机的单相接地保护
• 3.4.1 发电机定子接地故障电流计算 • 根据安全的要求,发电机的外壳都是接地的,因此,定子绕组因绝
缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。当接地电流比较大,能在 故障点引起电弧时,将使绕组的绝缘和定子铁心烧坏,并且也容易 发展成相间短路,造成更大的危害。我国规定,当接地电容电流等 于或大于5A时,应装设动作于跳闸的接地保护,当接地电流小于5A 时,一般装设作用于信号的接地保护。 • 在中性点不接地的发电机中,定子单相接地电流是经过定子绕组和 其相连的电网对地电容电而流通的。如图4-4。
7
• •
•
3灵.I敏k灵.m度i敏n—计度—算检为发验电机出口两相K短s路en 时,I流Iko.p过m.bi保n 护的≥最2小短路电流。可
取单机方式或当系统最小方式下发电机故障时。
• 4.电流回路断线信号
• 按躲过发电机正常运行情况下最大不平衡电流整定。但对继电器来 讲,当电流互感器二次回路断线时,继电器还应满足热稳定要求。 通常这是保护动作电流的决定条件,因此一般选择为
• 流之差的原理,即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。
9
图4-2 大容量发电机内部接线示意图
10
图4-3 发电机绕组匝间短路的电流分布 (a)在某一绕组内部匝间短路;(b)在同相不同绕组匝间短路
11
• 横差保护的整定:
• 保护装置的动作电流按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡 电流整定。由于不平衡电流数值难以确定,因此实用上按下式整定, 即:
• 1.动作电流的计算 • (1)按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定:
发电厂继电保护整定计算详细课件

三、失磁保护整定计算
• 总体配置
a)系统主判据—高压母线设低电压元件。 b)发电机判据—异步边界阻抗或静稳极限阻抗。 c)辅助判据—励磁低电压(或负序电压/电流) d)闭锁元件—电压回路断线闭锁 e)功能要求—发电机减出力,厂用切换或减励磁。
三、失磁保护整定计算
低励失磁保护主判据 a)低电压判据: 1)系统低电压; 2)机端低电压。 b)定子侧阻抗判据 1)异步边界阻抗圆; 2)静稳极限阻抗圆。 c)转子侧判据 1)转子低电压判据; 2)变励磁电压判据。
三、失磁保护整定计算
•
对于汽轮发电机,失磁保护宜瞬时或短延时
动作于信号,有条件的机组可进行励磁切换。失
磁后母线电压低于系统允许值时,带时限动作于
解列。当发电机母线电压低于保证厂用电稳定运
行要求的电压时,带时限动作于解列,并切换厂
用电源。有条件的机组失磁保护也可以动作于自
动减出力。当减出力至发电机失磁允许负荷以下,
U
2 BS
ZL
SBS
U
2 av
RL*
RL
S BS
U
2 BS
RL
S BS
U
2 av
X
* L
X
L
S BS
U
2 BS
XL
S BS
U
2 av
Z
* L
RL*
jX
* L
Z L RL jX L
二、短路电流计算 • 短路电1、发电机失磁概述
发电机失磁后,无功功率由正变负,功率因
三、失磁保护整定计算
当系统容量很大时,系统阻抗很小,系统侧母 线电压降低不多,此种情况下低电压元件并不动 作,说明失磁时不可能引起系统电压崩溃。 (8)机端低电压动作值
省电力公司发电机保护整定计算课件

省电⼒公司发电机保护整定计算课件第⼀节概述发电机的安全运⾏对保证电⼒系统的正常⼯作和电能质量起着决定性的作⽤,同时发电机本⾝也是⼀个⼗分贵重的电器元件,因此,应该针对各种不同的故障和不正常运⾏状态,装设性能完善的继电保护装置。
1故障类型及不正常运⾏状态:1.1 故障类型1)定⼦绕组相间短路:危害最⼤;2)定⼦绕组⼀相的匝间短路:可能发展为单相接地短路和相间短路;3)定⼦绕组单相接地:较常见,可造成铁芯烧伤或局部融化;4)转⼦绕组⼀点接地或两点接地: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,可能引起发电机的强烈震动或将转⼦绕组烧损;5)转⼦励磁回路励磁电流急剧下降或消失,即发电机低励或失磁:从电⼒系统吸收⽆功功率,从⽽引起系统电压下降,如果系统中⽆功功率储备不⾜,将使电⼒系统中邻近失磁发电机的某些电压低于允许值,破坏了负荷与各电源间的稳定运⾏,甚⾄可使系统因电压崩溃⽽⽡解。
6)发电机与系统失步:会出现发电机的机械量和电⽓量与系统之间的振荡,这种持续的振荡对发电机组和电⼒系统产⽣有破坏⼒的影响;7)发电机过励磁故障:并⾮每次都造成设备明显破坏,但多次反复过励磁,将因过热⽽使绝缘⽼化,降低设备的使⽤寿命。
1.2 不正常运⾏状态1)由于外部短路引起的定⼦绕组过电流:温度升⾼,绝缘⽼化;2)由于负荷等超过发电机额定容量⽽引起的三相对称过负荷,温度升⾼,绝缘⽼化;3)由于外部不对称短路或不对称负荷⽽引起的发电机负序过电流和过负荷:在转⼦中感应出100hz的倍频电流,可使转⼦局部灼伤或使护环受热松脱,从⽽导致发电机重⼤事故。
此外还会引起发电机100Hz的振动;4)由于突然甩负荷引起的定⼦绕组过电压:调速系统惯性较⼤,在突然甩负荷时,可能出现过电压,造成发电机绕组绝缘击穿;5)由于励磁回路故障或强励时间过长⽽引起的转⼦绕组过负荷;6)由于汽轮机主⽓门突然关闭⽽引起的发电机逆功率:当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些⼈为因素造成发电机转为电动机运⾏时,发电机将从系统吸收有功功率,即逆功率。
保护整定计算培训课件

通过电力系统的模拟仿真软件,对电网进行模拟运行和故障试验,实现对保护整定计算的验证和优化。
模拟仿真
基于大量的实践经验和统计分析,总结出一些经验公式和口诀,用于指导保护整定计算和调整。
经验公式
其他保护整定计算方法
保护整定计算案例分析
04
电力系统保护整定计算案例
110kV变压器保护整定计算
案例名称
介绍了一起110kV变压器保护整定计算的实际案例,包括保护配置、短路电流计算、灵敏度校验等环节。
案例描述
通过计算过程中的误差分析和数据对比,阐述了保护整定计算的重要性。
案例分析
强调了保护整定计算在电力系统中的关键作用,提出了计算过程中的注意事项和建议。
案例总结
案例名称
工厂电气系统保护整定计算案例
案例描述
保护整定计算的方法
保护整定计算的方法包括时域法、频域法、故障录波法等,不同的方法适用于不同的场景和需求,需要根据实际情况选择合适的方法。
保护整定计算的基本原理
保护整定计算的意义
保护整定计算是电力系统安全运行的重要保障,通过对电力系统的运行状态进行监测和分析,可以及时发现潜在的安全隐患,并采取相应的措施进行预防和应对。
整定值计算
03
智能决策
通过人工智能技术对电网运行状态进行实时监测和预测,实现智能化的保护整定决策和控制。
基于人工智能的保护整定计算方法
01
数据驱动
利用大量的电网数据和保护整定数据,构建数据模型,通过机器学习算法进行学习和优化。
02
专家系统
结合人工智能技术和专家经验,构建保护整定专家系统,实现自动化的整定计算和优化。
xx年xx月xx日
保护整定计算培训课件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一节概述发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件,因此,应该针对各种不同的故障和不正常运行状态,装设性能完善的继电保护装置。
1故障类型及不正常运行状态:1.1 故障类型1)定子绕组相间短路:危害最大;2)定子绕组一相的匝间短路:可能发展为单相接地短路和相间短路;3)定子绕组单相接地:较常见,可造成铁芯烧伤或局部融化;4)转子绕组一点接地或两点接地: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,可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损;5)转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失,即发电机低励或失磁:从电力系统吸收无功功率,从而引起系统电压下降,如果系统中无功功率储备不足,将使电力系统中邻近失磁发电机的某些电压低于允许值,破坏了负荷与各电源间的稳定运行,甚至可使系统因电压崩溃而瓦解。
6)发电机与系统失步:会出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡,这种持续的振荡对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响;7)发电机过励磁故障:并非每次都造成设备明显破坏,但多次反复过励磁,将因过热而使绝缘老化,降低设备的使用寿命。
1.2 不正常运行状态1)由于外部短路引起的定子绕组过电流:温度升高,绝缘老化;2)由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷,温度升高,绝缘老化;3)由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷:在转子中感应出100hz的倍频电流,可使转子局部灼伤或使护环受热松脱,从而导致发电机重大事故。
此外还会引起发电机100Hz的振动;4)由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压:调速系统惯性较大,在突然甩负荷时,可能出现过电压,造成发电机绕组绝缘击穿;5)由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷;6)由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率:当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时,发电机将从系统吸收有功功率,即逆功率。
危害:汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。
2 汽轮发电机保护类型1)发电机差动保护:定子绕组及其引出线的相间短路保护;2)匝间保护:定子绕组一相匝间短路或开焊故障的保护;3)单相接地保护:对发电机定子绕组单相接地短路的保护;4)发电机的失磁保护:反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失;5)过电流保护:反应外部短路引起的过电流,同时兼作纵差动保护的后备保护;6)阻抗保护:反应外部短路,同时兼作纵差动保护的后备保护;7)转子表层负序电流保护:反应不对称短路或三相负荷不对称时发电机定子绕组中出现的负序电流;8)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护;9)过电压保护:反应突然甩负荷而出现的过电压;10)转子一点接地保护和两点接地保护:励磁回路的接地故障保护;11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸,发电机失去原动力而变为电动机运行,从电力系统中吸收有功功率时保护;12)规程规定,对频率降低和电压升高引起的铁芯工作磁密过高,300MW 及以上发电机应装设过励磁保护;13)失步保护:反应机组发生振荡失步的保护,300MW 及以上机组配置。
3定值计算中假设条件“大型发电机变压器继电保护整定计算导则”规定,为简化计算工作,可按下列假设条件计算短路电流:1)可不计发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路等阻抗参数中的电阻分量;在很多情况下,可假设旋转电机的负序阻抗与正序阻抗相等。
2)发电机及调相机的正序阻抗,可采用次暂态电抗X″d的饱和值。
3)各发电机的等值电动势(标么值)可假设为1且相位一致。
4)只计算短路暂态电流中的周期分量,但在纵联差动保护装置(以下简称纵差保护)的整定计算中以非周期分量系数K ap考虑非周期分量的影响。
5)发电机电压应采用额定电压值,系统侧电压可采用额定电压值或平均额定电压值,不考虑变压器电压分接头实际位置的变动。
6)不计故障点的相间和对地过渡电阻。
4保护出口方式根据GBl4285的规定,按照故障和异常运行方式性质的不同,机组热力系统和调节系统的条件,各项保护装置分别动作于:a)停机:断开发电机或发电机变压器组(简称发—变组)断路器、灭磁,关闭原动机主汽门或导水叶,断开厂用分支断路器。
b)解列灭磁:断开发电机或发—变组断路器和厂用分支断路器、灭磁,原动机甩负荷。
c)解列:断开发电机或发—变组断路器,原动机甩负荷。
d)降低励磁e)减出力:将原动机出力减至给定值。
f)缩小故障范围(例如断开母联或分段断路器)。
g)程序跳闸:对于汽轮发电机,先关主汽门,待逆功率继电器动作后再断开发电机或发—变组断路器并灭磁;对于水轮发电机,先将导水叶关到空载位置,待逆功率继电器动作后再断开发电机或发—变组断路器并灭磁。
h)信号:发出声光信号。
5设备阻抗图应首先根据机组、主变阻抗参数、系统阻抗,画出以Sb=100MW,Ub=系统平均电压(如220kV系统为230V)为基准值的阻抗图。
第二节发电机保护定值计算1发电机比率制动差动保护1.1作用原理下图为发电机纵差动保护的单相原理图,两组CT特性、变比一致,正常区外接地时1.2 整定计算图2 比率制动式差动保护的制动特性1) 差动保护的最小动作电流, 即图2中A 点的纵座标I op.0式中:K rel ——可靠系数,取1.5;I gn ——发电机额定电流;I unb.0——发电机额定负荷状态下,实测的差动保护中的不平衡电流。
.0unb rel .0op a gn rel .0o /03.02I K I n I K I p =⨯⨯=或实际可取I op.0=(0.10~0.30)I gn/n a,一般宜选用(0.10~0.20)I gn/n a。
如果实测I unb.0较大,则应尽快查清I unb.0增大的原因,并予消除,避免因I op.0过大而掩盖一、二次设备的缺陷或隐患。
发电机内部短路时,特别是靠近中性点经过渡电阻短路时,机端或中性点侧的三相电流可能不大,为保证内部短路时的灵敏度,最小动作电流I op.0不应无根据地增大。
2) 制动特性的拐点电流Ires.0定子电流等于或小于额定电流时,差动保护不必具有制动特性,因此I res.0=(0.8~1.0)I gn/n a3) 制动系数S按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件确定。
A)外部短路最大不平衡电流计算Iunb.max=(Kap×Ker×Kcc)×Ik.max式中:K ap——非周期分量系数,取1.5~2.0;K cc——互感器同型系数,取0.5(同型)或1.0(不同型);K er——互感器比误差系数,取0.1(10PCT)或0.05(5PCT);Ik.max——最大外部三相短路电流周期分量Ik.max按发电机空载,机端发生三相金属性短路计算(区外穿越), Ik.max= =(1/Xd’’)×(Sb/3×Ugn)/naB)差动保护最大动作电流计算Iop.max=Krel×Iunb.maxK rel——可靠系数,取1.5;C)制动系数SIres.max=Ik.maxS=(Iop.max-Iop.min)/(Ires.max-Ires.0)4) 比率差动保护灵敏度校核按发电机未并网时,机端发生区内两相金属性短路故障校核差动保护灵敏度。
Ik.min=0.866×(1/Xd’’)×Sb/3×Ugn)/naIop.min=Ik.minIres=Ik.min/2(或Ik.min)Iop= Iop.0+S(Ires-Ires.0)Ksen=Iop.min /Iop>25) 保护出口方式一般动作于停机,即跳开高压侧开关、厂变分支开关、灭磁开关,关主汽门,启动分支快切,并且启动失灵。
2 发电机匝间保护大型汽轮发电机很多只引出3个端子,特别是部分汽轮发电机定子绕组每相只有一个分支,中性点也只可能有3个引出端,对于定子绕组的匝间短路无法配置裂相横差保护和零序电流型横差保护。
对于发电机定子绕组的匝间短路故障,国内正在使用的有故障分量负序方向保护和纵向基波零序电压保护。
这里介绍使用较多的纵向基波零序电压保护。
1.1作用原理(P57)纵向基波零序电压保护用于保护发电机定子绕组匝间短路或开焊故障,实际上此保护也反应发电机内相间短路。
因为发电机中性点不直接接地,所以发电机内部相间、匝间短路表现为机端三相对中性点的不平衡,即对中性点而言机端出现纵向零序电压3U0’;当发电机内部或外部发生单相接地故障时,机端三相对地出现横向零序电压3U0。
为了只反应相间或匝间短路时的纵向零序电压3U0’,必须装设专用PT。
该PT一次中性点直接与发电机中性点连接,且不允许接地。
取一极端例子,例如B 相机端对中性点N 金属性短路,则:3U0’=(U AN+0+U CN)/nv=100V为了防止外部短路时误动作,一般会增设故障分量负序方向元件,当外部短路时负序方向由系统流入发电机,内部短路时负序方向由发电机流入系统。
发电机正常运行时,可能有较大的三次谐波电压,三次谐波电压与零序电压有相同的特征,所以要求保护装置三次谐波滤过比应大于801.2整定计算1)纵向零序动作电压按躲过发电机正常运行时最大不平衡电压整定,设计值可初选为U0.op=2~3(V)发电机投运后,应经实测,对Uop定值进行适当修正,以提高灵敏度。
2)故障分量负序方向元件可以根据厂家建议取值,如许继WBH-800保护εI=0.02Ie ,εU= 0.008Ue ,εP=0.08%Sn3)动作时间为防止外部短路暂态过程中保护误动作,保护动作时间可取0.1-0.2s。
4) 保护出口方式一般动作于停机,即跳开高压侧开关、厂变分支开关、灭磁开关,关主汽门,启动分支快切,并且启动失灵3发电机定子接地保护3.1发电机定子绕组单相接地的特点1)基波零序电压定子绕组的单相接地(定子绕组与铁芯间的绝缘破坏)是发电机最常见的一种故障,大中型发电机定子绕组中性点不接地或经高阻抗接地。
它具有一般不接地系统单相接地短路特点设A 相距中性点α处单相接地 发电机中性点将发生位移,产生零序电压。
故障点零序电压为 ....)()(3/1A dA dB dA do E U U U U αα-=++=当故障点在机端时,α=1,)(αdo U =E A当故障点在中性点时,α=0,)(αdo U =02)三次谐波电压几个结论:a) 汽轮发电机正常运行时,机端三次谐波电压U 3T 小于中性点三次谐波电压U3N ,两者虽在大小上不相等,但相位完全一致;b) 当金属性接地故障点位于靠近中性点的半个绕组区域内(α≤0.5)时,U3N绝对值小于U3T绝对值;当金属性接地故障点靠近机端时正好相反,此时和正常状态难以区分;c) 接地点越靠近中性点,比较三次谐波绝对值得接地保护能动作的过渡电阻越大,表现越灵敏;当接地点位于绕组中心(α=0.5)时,保护能动作的过渡电阻为0;接地点靠近机端一侧(α>0.5),则金属性接地也不能动作。