发电机轴电压的防范及消除措施

通常采用下列几种防范措施

（1）设计安装时，通常在位于发电机励磁端的轴承支架与底座之间加装绝缘垫，同时将所有油管、螺杆、螺钉等采取绝缘措施。

（2）设计有发电机汽机侧大轴的接地电刷，用于释放汽轮机低压段的静电电荷，保证轴与地的电势相同。除消除大轴电压外，大轴接地碳刷同时有以下作用，用以保护电机：1. 测量转子正负对地电压。2. 作为转子一点接地的保护。

（3）为了降低汽轮发电机组由于磁路不对称引起的轴电压，设计发电机时考虑了消除或减少轴电压中的三次或五次谐波分量的措施，采用全新的发电机结构，安装时严格按照厂家工艺、设计要求，防止转子偏心。

（4）为防止转子绕组一点接地短路而产生轴电压，运行时投入励磁回路两点接地保护装置。

（5）为切断轴电流，在励磁机侧包括发电机轴承、氢冷发电机的油密封，水内冷发电机转子的进出水支座和进出水管法兰，励磁机和副励磁机轴承与机座的底板之间加装绝缘垫。轴承座的紧固件和连接到轴承座的油管也要与轴承绝缘可采用双层绝缘措施。

（6）在电机设计时,避免产生磁路不对称。

（7）电机设计、制造和运行时,避免产生轴向磁通。

（8）将轴承座对地绝缘。

（9）在轴上装设接地电刷。

（10）采用非磁性轴承座或附加线圈。

（11）在直流电机的电枢出线端加设一个对地的旁路电容。

电机低电压保护现状

关于我厂高压电机低电压保护的问题一、高压电机低电压保护的重要性。高压电机的低电压保护在电力系统中具有重要意义。当电动机的供电母线电压短时降低或者短时中断又恢复时，为了防止电动机自启动时使电源电压严重降低，通常在次要厂用电动机上装设低电压保护或者重要电机比次要电机在低电压延时上要长。当供电母线电压降低要一定值时，低电压保护动作将次要电动机切除，使供电母线电压迅速恢复到正常电压，以保证重要电动机的自启动。因此装设低电压保护可以提高我厂化工生产的稳定性。二、我厂高压电机低电压保护现状。我厂大部分高压电机（包括热电站）均采用ABB公司REF521综合保护装置，低电压保护作为其保护的一部分均投入运行。在一次的偶然故障中，我们发现一台设备PT一相断线后低电压保护动作，并没有按逻辑规定而进行低电压PT断线闭锁。经过我们的反复试验以及与ABB公司的技术沟通发现，现在我厂所有正在使用的电机REF521装置均存在以上无法PT断线闭锁低电压的缺陷。这个缺陷的存在具有及其大的隐患，一旦我高压母线有PT断线的情况，那么所有在此母线上工作的高压电机均会跳闸断电，进而中断我厂生产，造成巨大经济损失。经调查发现，此缺陷为最初安装程序设置缺陷，ABB公司在我建厂初期调试设备程序时并未将此逻辑勾选完善，因此留下此巨大隐患。因此，我厂所有的高压电机REF521保护装置的程序更新改造刻不容缓。三、由PT断线所引申出来的备自投问题。我厂高压母线均分段运行，均有备自投装置。所用保护装置均为ABB REF542综保，该备自投装置在检测备自投条件时只检测无压，并不检测无电流，同时没有PT断线闭锁程序，一旦发生PT断线，备自投将自动启动，切换电源。这无疑会造成一部分设备停电，生产中断，造成经济损失。因此备自投也必须有所改造，使其在PT断线时闭锁备自投。三、改造建议及措施。 1、关于低电压的改。经过我部门几天的不断试验以及与ABB公司的技术沟通，我们通过电脑程序，对REF521综保装置内部逻辑的修改，可以在PT断线时，启动PT断线闭锁低电压保护，使低电压保护不再误动作，因此提高了保护的可靠性。 2、关于备自投保护的改造。我们在备自投装置闭锁回路里，加入PT断线闭锁节点，此节点引自备自投所管辖的两段母线上的电机柜，此节点为电机柜REF521装置里的PT断线闭锁所启动的常开节点。当母线PT断线时，电机柜REF521装置启动PT断线闭锁，利用其启动的出口串入REF542装置的闭锁回路之中，闭锁备自投。因此备自投不会因为PT断线而启动。但此改造方式还存在一定缺陷，当PT断线闭锁备自投时，如果此时进线开关偷跳或者保护跳进线，那么备自投将无法自投，故障段将停电。

发电机过电压

四月一日、二日＃１发电机过电压的原因分析一、主要经过： ? 1996四月一日上半夜，＃１发电机中修后的起动准备工作基本完成。２１：０５当合上发电机励磁开关４１时，发电机出口电压表立即甩到最大（２５KV），发电机电流指示约１４KA，发电机励磁电压、励磁电流指示均较大。立即手动拉开４１开关。ＢＴＧ盘报警信号有：８６-５／GMT出口动作、强励报警电子间检查发现５１AE继电器调牌，发电机意外加电压报护动作。发生上述现象以后，立即对发变组的一次回路进行检查，但未发现任何异常，对发变组回路测绝缘正常。根据发电机的现象当时主要怀疑ＡＶＲ系统有问题，继电保护班对ＡＶＲ系统进行外观检查，但没发现任何问题。后经有关领导决定，准备再次进行并网操作。四月二日０２：３５，当合上发电机励磁开关４１后，发电机出口电压表立即甩到最大（２５KV），发电机电流指示约１８KA，发电机励磁电压、励磁电流指示均较大。立即手动拉开４１开关。ＢＴＧ盘“８６-５／GMT出口动作”报警，电子间检查发现５１AE继电器调牌，发电机意外加电压报护动作。另外，就地检查人员听到发变组回路有异常的充电声音。二、原因及现象分析： ? 事故发生以后，维持汽机３０００转／分，对永磁机出口进行核相，相序正确。故分析原因是ＡＶＲ系统故障引起。将发变组回路转为检修。对ＡＶＲ系统，重点是９０ＤＣ调节回路进行全面检查，并做模拟试验，发现９０ＤＣ调节器回路中Ａ６运算放大器输出为－１.２V电位。该信号到＃２触发电路用来增大功放回路的导通角。这样当４１开关合上后，功放回路被导通，励磁电流、励磁电压增加，发电机空载电势增大。发电机空载电势的增大，导致与其相连结的主变、厂总变出现过磁密，使变压器铁芯出现严重磁饱和，产生巨大的空载激磁电流，尤其是三台主变。下表反应的是一台主变的过磁密倍数与励磁电流的关系：┌──────┬───┬───┬───┬───┐ │过磁密倍数│ 1.0 │ 1.1 │ 1.2 │ 1.3 │ ├──────┼───┼───┼───┼───┤ │励磁电流(A)│ 180 │ 216 │ 2000 │ 8200 │ └──────┴───┴───┴───┴───┘ 从上表可看出，如果主变有１.?３倍的过磁密，则三台主变所需的励磁电流为１.?７３２×８.２KA＝１４.２KA，而当时发电机的三相电流近１８KA，考虑厂总变需要部份激磁电流，这样根据发电机的三相电流，可推算出当时发电机的出口电压为２６KV左右。（注：当时发电机的频率为额定，过磁密倍数即为过电压倍数。）对意外加电压保护动作的说明：意外加电压保护是由５０AE 和８１AE两部分串连够成的。?其简图如下 ││ ┼├──┤├──┤├───┤├───┤─ │５０AE ８１AE ８６-５\GMT│ ? 其中８１AE接点带有一小的延时，５０AE为瞬动接点。在合励磁开关４１之前，发电机没有电压，故８１AE接点闭合，当励磁开关４１合上后，由与存在相当大的激磁电流，５０AE闭合而８１AE没来及返回，故８６－５\GMT出口继电器动作。三、暴露的问题：１、本次中修前ＡＶＲ系统为正常工作状态。而中修期间对该系统进行了全面检验，不

发电机保护现象、处理

发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)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。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。发电机保护简介 1、发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A

发电机轴电压监测

发电机轴电压监测众所周知,大型汽轮发电机在正常运行中都会产生的轴电压,如果不采取有效的预防措施,或者预防措施失效,都将会导致轴瓦烧伤的严重后果。国内的发电机制造商都有消除轴电压危害的规范设计,就是在发电机大轴靠近汽轮机端处轴承外侧安装一个大轴接地碳刷,并在发电机大轴靠近励磁机端的轴承底座加装可靠的绝缘垫片。这些装置只要正确地起作用,就可以解决大型汽轮发电机转子轴电压过高导致发电机轴瓦损坏的问题,但遗憾的是,国内众多发电厂实际运行情况显示,大型汽轮发电机轴瓦烧伤的事件仍时有发生,主要原因是缺少有效的在线监测手段来保证这些预防措施处于可靠的工作状态。只有采取了有效的在线监测手段,才可以彻底避免轴电压导致轴瓦烧伤事故的发生,为了寻求有效的监测方法,还得从分析轴电压的产生原因及危害途径入手。发电机中轴电压主要有以下几个来源: (1) 由于汽轮发电机的轴封不好,沿轴向有高速蒸汽泄漏或汽缸内的高速喷射而使转轴本身带静电荷。 (2) 由于汽轮发电机的转子表面的不平整,毛刺、转轴上的螺栓、转轴上冷却风扇等在高速旋转时与周围气体(空气、氢气)发生摩擦而产生静电荷。上述两种轴电压有时很高,可以使人感到麻电。但在运行时已通过炭刷接地而被消除。 (3) 由汽轮机最后一级动叶上甩出的水珠所形成的静态电压。如没有提供其它更为便捷的电流通道,该电压会逐渐增大,并通过轴承的油层放电。高温蒸汽温度降低时会发生正负电荷分离,随着蒸汽冲击叶片,电荷就聚集在叶片上。 (4) 直流电压场(发电机转子电压)中的交流波,会通过直流场的线圈和绝缘的电容在轴上形成一个相对地面的交流电压。该电压包括了励磁系统中的二极管或半导体闸流管交变所产生的高频电压峰值(直流同轴励磁机也存在脉动分量,只不过由于整流子极数较多,显得相对比较平缓) 。上述两种电压都很弱,而且如果通过接地刷等允许电流流出,该电压将逐渐衰减。正因为这个原因,应使用一个高电抗仪表测量这些相对于大地的电压。 (5) 因发电机磁场回路的不对称性,在发电机轴的末端会形成一个电压。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁阻较大(例如定子铁芯锈蚀) ,以及定、转子之间的气隙不均匀所致。该电压很强,如果不加以阻止,会形成一股强大的轴电流从轴的一端通过轴承框架流向轴的另一端。该电压有一个频率,主要是发电机的额定频率。 (6) 由于发电机定子绕组对转子铁心间存在耦合电容,转子对轴承间存在耦合电容。而由于电路、元器件、连接和回路阻抗的不平衡,发电机三相电压不平衡实际存在,即发电机定子中有零序分量存在。三相中性点电压将不可避免地产生位移。该电压将在由发电机定子—大轴—轴颈—轴瓦—轴承支架—机组底座组成的系统中产生零序电流,即轴承变为发电机零序回路的一部分。由轴承电容产生的发电机轴电压,虽然在数值上很低,但定子绕组对转子的耦合电容越大,轴电压越高。轴电压监测系统工作原理 1 装置介绍监测系统由安装在控制柜内的轴电压监控器、轴电流监控器和安装在发电机汽机联轴器端上发电机转子大轴接地装置组成,接地装置见图1,接地装置接线原理图见图2。

电机轴接地

《大氮肥》——大型异步电动机轴电流的分析及防范频道：电机发布时间：2009-11-10 在大型异步电动机或汽轮机组检修时，如2006年化肥装置空气、合成气、氮气、氨气、二氧化碳五大汽轮机组接地碳刷检修，1998年4月Ⅲ加氢装置原料油泵高压电机抽芯对轴瓦座上电气绝缘的损坏更换，2007年3月对20×104t／a聚丙烯装置ABB的6700 kw的挤压机主电机检修及轴瓦损伤情况检查等发现，检修过程中无论是机械技术人员还是电气专业技术人员，对机组的接地碳刷或滑动轴承瓦座上的电气绝缘情况都不太重视，对由此涉及的轴电流问题也不是很清楚。实际上，大型电机轴承轴电流故障危害极大，会导致轴承的使用寿命缩短，有的运行1～2个月，有的运行几天就会出现噪声和振动。大功率电机一旦出现轴电流，严重的甚至几分钟内轴承就会烧毁，大则导致转轴扫膛。考虑到轴电流对大型电机的影响，有必要对轴电流问题进行分析和探讨。 1轴电压、轴电流的产生 1．1磁路磁场不平衡，有与转轴相交链的旋转磁通存在，产生轴电势交流异步电动机在正弦交变电压下运行时，其转子处在正弦交变的磁场中。当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与轴相交连的交变磁通，从而产生交变电势。当电动机转动即磁极旋转，通过各磁极的磁通发生了变化，在轴的两端感应出轴电压，产生了与轴相交连的磁通。随着磁极的旋转，与轴两侧的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。一般情况下这种轴电压小于5V，大约为1～2V。磁路磁场不平衡，有以下几种可能的原因： 1)由于某些槽内线圈或导体数或多或少的原因引起。 2)转子运转的不同心，造成定转子气隙分布不均，因此磁路磁阻不均匀。 3)设计及制作工艺方面的原因。如在设计时电动机选择扇形片数与极对数关系不正确；由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。 4)铁芯材料的原因。如果铁芯材料均质性差而且各向异性，则磁路所在区域垂直于磁通密度曰的横截面上曰值分布不均，导致磁路磁阻不均匀。 1．2逆变供电产生轴电压电动机采用逆变供电运行时，供电电压含有高次谐波分量，使定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应从而产生轴电压。异步电动机的定子绕组是嵌入定子铁芯槽内的，定子绕组的匝间以及定子绕组和电动机机座之间均存在分布电容，当通用变频器在高载频下运行时，逆变器的共模电压产生急剧变化，会通过电动机绕组的分布电容由电动机的外壳到接地端之间形成漏电流。该漏电流有可能形成放射性和传导性两类电磁干扰。而由于电动机磁路的不平衡，静电感应和共模电压产生又是产生轴电压和轴电流的起因。当定子绕组输入端突加陡峭变化的电压时，由于分布电容的影响，绕组各点电压分布不均，使输入端绕组接近端口部分电压高度集中而引起绝缘破坏或老化。这种现象一般破坏的部分是定子绕组，电压常集中于侵入的端点部位。

低电压保护配置资料

低电压保护分析一.低电压保护的用途 1.保护重要电动机的自启动当电压消失或降低时，电动机的转速下降，当电压恢复时，在电动机绕组内开始流过比额定电流大好几倍的自启动电流，这样大的自启动电流将使电网的电压降加大，使电压恢复的过程延长，增加了电动机达到正常转速的困难，严重时甚至不能自启动，必须切除一部分不重要的电动机，使电网的电压降减少。因此，在不重要的和次要的电动机上可装设低电压保护，当电压消失或降低时动作，将电动机从电网上断开。发电厂中重要的电动机，是指那些短时将它们断开也不会引起发电厂出力降低甚至停电的厂用机械的电动机，如给水泵、凝结水泵、送风机、吸风机、排粉机等的电动机。当电动机断开时，并不影响发电厂出力的，为不重要电动机，如具有中间煤仓的磨煤机及灰渣浆等的电机。 2.保证技术安全及工艺过程的特点在某些情况下，当电压长期消失时（如10S左右）根据技术安全的条件及生产工艺过程的特点，需将某些电动机切除。因为在这段时间内锅炉已熄灭，自启动已经没有必要了。为了保证工艺联锁动作，应装设低电压保护动作于跳闸。另外，还有一些带恒定阻力矩机械的电动机，如磨煤机等，在电压降低时不可能自启动，这些电动机也应在电压降低时切除。二.低电压保护的装设原则见厂用电动机低电压保护装设原则表。

注：1.当吸风机与送风机不接在同一电压母线时，吸风机所接母线上的低电压保护装置以9～10S时限动作于送风机断路器跳闸。此外，尚应装设防止送风机继续运转造成炉膛正压的保护装置。 2.当排粉机与送风机不接在同一电压母线时，排粉机应装设低电压保护装置，以9～10S时限动作于跳闸。三.低电压保护装置的接线要求无论是在电压完全消失时，或处于电网内的短路故障引起电动机制动时，低电压保护的接线方式，应当能够保证将电动机断开。为此，低电压保护的接线应满足以下几点要求： 1.能反映对称的和不对称的电压下降。因为在不对称短路时的电动机也可能被制动，因而当电压恢复时也会出现自启动问题。 2.电压互感器一次侧一相或两相断线，二次侧各相断线时（例如熔断时），保护装置不应误动作，并且发出信号。但在二次回路断线故障期间，如果这时厂用母线真正失去电压（或电压降到规定值时），低电压保护仍应正确动作。 3.电压互感器一次侧的隔离开关或隔离触头因误操作而被断开时，保护装置不应该误动作，并应发出信号。 4.0.5与9s的低电压保护的动作电压应分别整定。在电压消失时，用接在线电压上的一只电压继电器构成的保护就能达到目的，并能可靠的反应三相短路。但当两相短路时，用一只电压继电器构成的保护，只有在接继电器的两相间发生短路时才能起作用，因而不能完全反应不对称的电压下降。为了保证在所有两相短路的情况下保护都能动作，可采用三相继电器接线方式。在同一段厂用母线供电的若干台电动机，通常共同装一套低电压保护装置。电压继电器接在厂用母线的互感器上。

发电机保护现象、处理

发电机保护1对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)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。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。发电机保护简介 1、发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。

同步发电机灭磁及转子过电压保护

同步发电机灭磁及转子过电压保护上海鑫日电气科技有限公司一概述随着大型同步发电机组单机容量的不断增大，特别是采用具有高顶值自励可控硅励磁系统，对灭磁及转子过电压保护的技术要求已提到了一定的高度。用常规的磁场断路器及非线性电阻相结合的方式已不能满足大型同步发电机组正常可靠灭磁的要求。在电站实际运行的过程中，由于灭磁失败，引起磁场断路器烧毁以及因灭磁不力而造成转子过压击穿励磁设备的事故屡见不鲜。因此人们长期以来一直在致力于研究用新的方法来解决直流电感性负载的大电流开断领域这一难以攻克的课题。二同步发电机的灭磁及技术要求同步发电机的灭磁，即把储藏在同步发电机转子回路中的磁场能量消耗掉。由于电力系统的不断扩大和大型同步发电机组单机客量的增大，快速切除故障电流是确保电力系统稳定和安全运行的重要条件，特别是当发电机内部或外部（包括机端变，励磁变及主变，出口母线等）出现短路或接地故障时，必须快速切断励磁电流，并在尽短的时间内消耗掉储藏在发电机励磁绕组中的能量。在电站实际运行的过程中，曾出现过因灭磁失败而引起转子过压，造成磁极击穿，烧毁磁场断路器及励磁设备等严重事故，甚至还出现过因灭磁时间过长，烧毁定子绕组及因主变短路时未能迅速灭磁断流，造成主变绕组烧损，外罩炸

裂的恶性事故。由此可见，快速可靠的灭磁及有效的限制转子过电压措施成了大型发电机组安全运行至关重要的问题。设计大型同步发电机的灭磁系统，通常应满足以下基本的技术要求： 1．必须满足各种运行状况下可靠灭磁的要求。大型同步发电机组励磁电流的不断增长，转子绕组的电感越来越大，转子所储存的磁场能量也相应随之增大，所以大型机组的灭磁装置必须满足有足够大的灭磁容量，他除了在正常及机端短路等强励状况下能可靠灭磁外，特别是对于具有高顶值系数的自励可控硅系统，还必须满足在空载误强励、三相短路等极限状况下可靠灭磁的要求。2．满足快速灭磁的要求，尽可能实现接近理想灭磁时间。大型发电机组虽然采用了现代快速灵敏的继电保护装置，但这种保护装置的作用是当发电机出现故障时，能尽快地将机组解列，但即使机组已经解列，可故障电流依然存在，不论发电机的故障是一相短路还是部分绕组短路，在故障电流期间，损坏的程度是随绝缘燃烧和铜线熔化的时间而增加，所以只有在发电机解列的同时，采用快速灭磁才是限制故障电流和使绕组免于全部烧毁最充分有效的措施。3．灭磁应更加彻底。大型机组的出口母线电压很高，在这种高压机组中，哪怕只要有维持发电机母线电压10%的励磁残压，这种残压也足以维持故障处的电弧，为此大型机组的灭磁应更加彻底，其灭磁时间应以转子电流下降到定子的电压不足以维持故障处电弧的燃烧的时间才称灭磁结束。4．有效的转子过电压限制措施。

轴电压测量及注意事项

发电部关于#1发电机轴电压测量的说明一、发电机轴电压测量目的：发电机组由于某些原因引起发电机组轴上产生了电压，如果在安装或运行中，没有采取足够的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，便发生放电，会使润滑冷却的油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。所以在运行中，测量检查发电机组的轴及轴承间的电压是十分必要的，对于检修机组判定轴瓦绝缘是否良好具有重要意义。根据《电力设备预防性试验规程- DL/T 596—1996》，轴电压应小于10V。京海电厂#1发电机运行期间未进行轴电压测量，为了对近2年运行期发电机轴瓦绝缘情况准确判断，建议在B修前对#1发电机轴电压进行测量，发现问题，根据测量结果并在检修期内消除轴瓦隐患，有利于发电机长期稳定运行。二、产生轴电压的原因 1.由于发电机的定子磁场不平衡，在发电机的转轴上产生了感应电势。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁阻较大（例如定子铁芯锈蚀），以及定、转子之间的气隙不均匀所致。 2.高速蒸汽产生的静电由于汽轮发电机的轴封不好，沿轴有高速蒸汽泄漏或蒸气缸内的高速喷射等原因而使转轴本身带静电荷。这种轴电压有时很高，可以使人感到麻手，但它不易传导至励磁机侧，在汽机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽机轴上接引接地碳刷来消除。为了消除轴电压经过轴承、机座与基础等处形成的电流回路，可以在励磁机侧轴承座下加垫绝缘板。使电路断开，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。三、发电机结构特点我厂330MW发电机由东方汽轮发电机厂生产。发电机冷却方式为水氢氢。在发电机进行轴瓦座绝缘测量，绝缘值要求最小不得低于0.5MΩ，否则要对轴瓦进行干燥处理，规范轴瓦安装工艺，直至轴瓦对地绝缘合格。

高压电动机的保护一般有以下几种

高压电动机的保护一般有以下几种：速断保护、过负荷保护、起动时间过长保护、堵转保护、两段式负序过流保护、反时限负序过流保护、低电压保护、过电压保护、接地保护等。电流速断保护反映的是电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。动作时限可整定为速断（无延时）或带较短的延时（一般为零点几秒）。其整定值应躲过电动机的起动电流。在电动机运行时任一相电流大于整定值，电流速断保护动作即动作于跳闸。电动机起动时间这个参数一般是由电机厂家提供，然后设计人员根据厂家提供的电动机的几个参数来计算电动机的各个保护定值（一般计算定值需要由厂家提供以下几个参数：电动机的额定电流、额定功率、起动电流倍数、起动时间和铭牌上的其它参数等）。起动时间过长保护的定值由设计给出，为一个电流定值，和一个动作于跳闸的延时时间。综保装置这样判断电动机是否为起动过程阶段：起动前电流为零，合上断路器后，电流瞬间增大，随着电动机转速的升高，电动机的电流逐渐减小，当电动机到额定转速后，电动机的电流也稳定在额定电流的附件（一般低于额定电流）。综保装置根据电流特征来判断电动机的状态。电动机的电流小于0.1倍的额定电流时，认为电动机处于停止状态。当从一个时刻t1（合上断路器那一时刻）开始，电动机电流从无到有，装置即认为电动机进入了起动状态。当电流由大变小，并稳定在t2时刻（额定电流附近），则认为电动机已经进入稳定运行状态。起动时间过长保护是在电动机起动过程中对电动机进行保护。而在电动机运行过程中，装置自动将起动时间过长保护退出。当在电动机起动过程中，任一相电流大于整定值，起动时间过长保护即经过延时而动作于跳闸相电流速断保护 1）速断动作电流高值Isdg Isdg = Kk / Ist 式中，Ist：电动机启动电流（A） Kk：可靠系数，可取Kk = 1.3 2）速断电流低值Isdd Isdd可取0.7~0.8Isdg，一般取0.7Isdg 3）速断动作时间tsd 当电动机回路用真空开关或少油开关做出口时，取tsd =0.06s，当电动机回路用FC做出口时，应适当延时以保证熔丝熔断早于速断保护。 4、电动机启动时间tqd 按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定，可取tqd =1.2倍实际启动时间。修正：Isdg = Kk* Ist Pe=710KW，COS=0.8，CT：150/1A，零序：100/1A，启动时间按18S (CT变比要按照实际变比，有的二次侧可能是5A的，自己换算一下）速断躲过电机启动电流： Ie=710/(0.8×√3×6.3)=81.3A Izd=Kk×I_qd=(1.5×6×81.3)/150=4.9A

发电机过压保护实验

发电机过压保护实验一、实验目的 1、掌握发电机电压保护的电路原理，工作特性、使用及整定原则。 2、通过安装调试理解过压保护中各继电器的功用和整定调试方法。 3、掌握发电机过压保护的电路接线和实验操作技术。二、预习与思考 1、图17—1的过电压保护电路中，每一个继电器承担着什么任务？能否少用几个？ 2、图17—1电路中各个继电器的参数是根据什么原则整定的？ 3、假如图17—1中信号继电器的电流线圈误接入电压回路会现什么后果？ 4、为什么安装调试时只断开电压继电器与电压互感器的连接，在电压继电器线圈上加调试电压就可以进行调试整定？ 5、为什么四个继电器中只有YJ是测量元件？三、原理说明发电机保护是一套防止输出端电压升高而使发电机绝缘受到损害的继电保护装置。当运行中的发电机突然甩掉负荷或者带时限切除距发电机较近的外部故障时，由于转子旋转速度的增加以及强行励磁装置动作等原因，发电机的端电压升高。对于水轮发电机，由于调速系统惯性较大，使动作过程缓慢，因此在突然失去负荷时，转速将超过额定值，这时发电机输出端电压有可能高达额定值的1.8~2倍，为了防止发电机的绝缘受到损坏，在水轮发电机上一般应装设过电压保护。对于汽轮发电机，由于它装有快速动作的调速器，当转速超过额定值的10%后，汽轮机的危急保安器会立即动作，关闭主汽门，能有效防止由于机组转速升高引起的过电压，因此，对汽轮发电机一般不考虑装设过电压保护。但为确保大型汽轮发电机的安全，对中间再热式的大型机组，由于其工频调节器调节过程比较迟缓，励磁系统反应的速度也比较缓慢，因此，在大型汽轮发电机也有必要装设过电压保护装置。（一）保护装置原理接线图过电压保护装置的原理接线如图17—1所示，由于过电压是三相对称出现的，故只需装一只电压继电器作为测量元件。保护由接在发电机输出端的电压互感器上的一个过电压继电器YJ以及时间继电器SJ、信号继电器XJ、保护出口中间继电器BCJ等组成。保护动作后跳开发电机断路器和灭磁开关，对大型发电机—变压器组则跳开变压器高压侧断路器及灭磁开关。（二）保护装置动作值的整定保护的动作电压可按下式进行计算： Udb=(1.2~1.5)UFe (17-1) 式中UF—发电机额定相间电压。继电器的动作电压则为： nY b Ud j Ud . . （17—2）保护的动作时限，一般取0.5秒。式中：nY—电压互感器变比。

低电压保护配置

6kv电机低电压保护分析一.低电压保护的用途 1.保护重要电动机的自启动当电压消失或降低时，电动机的转速下降，当电压恢复时，在电动机绕组内开始流过比额定电流大好几倍的自启动电流，这样大的自启动电流将使电网的电压降加大，使电压恢复的过程延长，增加了电动机达到正常转速的困难，严重时甚至不能自启动，必须切除一部分不重要的电动机，使电网的电压降减少。因此，在不重要的和次要的电动机上可装设低电压保护，当电压消失或降低时动作，将电动机从电网上断开。发电厂中重要的电动机，是指那些短时将它们断开也不会引起发电厂出力降低甚至停电的厂用机械的电动机，如给水泵、凝结水泵、送风机、吸风机、排粉机等的电动机。当电动机断开时，并不影响发电厂出力的，为不重要电动机，如具有中间煤仓的磨煤机及灰渣浆等的电机。 2.保证技术安全及工艺过程的特点在某些情况下，当电压长期消失时（如10S左右）根据技术安全的条件及生产工艺过程的特点，需将某些电动机切除。因为在这段时间内锅炉已熄灭，自启动已经没有必要了。为了保证工艺联锁动作，应装设低电压保护动作于跳闸。另外，还有一些带恒定阻力矩机械的电动机，如磨煤机等，在电压降低时不可能自启动，这些电动机也应在电压降低时切除。二.低电压保护的装设原则见厂用电动机低电压保护装设原则表。

电机过电压保护

过电压是防止发电机绝缘受到损害。。。发电机突然甩掉负荷或者带时限切除距发电机较近的外部故障时，由于转子旋转速度的增加以及强行励磁装置动作等原因，发电机的端电压将升高。对于汽轮发电机，由于它装有快速动作的调速器，当转速超过额定值的10%以后，汽轮机的危急保安器会立即动作，关闭主汽门，能有效地防止由于机组转速升高而引起的过电压，因此，对汽轮发电机一般不考虑装设过电压保护。但为了确保大型汽轮发电机的安全，对中间再热式的大型机组，由于其功频调节器调节过程比较迟缓，励磁系统反应的速度也比较缓慢，因此，在大型汽轮发电机中也有必要装设过电压保护装置。定子过电压保护的动作电压及动作延时，应按照发电机制造厂提供的允许最大过电压倍数与允许时间的特性来整定。对于大型的汽轮发电机，过电压保护的定值为：动作电压Udz＝1.3UN（UN 为发电机额定相间电压，TV二次值），动作时间可取0.5s。作用于解列灭磁。对于水轮发电机：动作电压Udz=1.5UN，动作时间0.5s。作用于解列灭磁。对于采用可控硅励磁系统的水轮发电机：动作电压Udz＝1.3UN，动作时间取0.5s。作用于解列灭磁。发电机励磁系统过电压保护对于发电机组来说，励磁系统稳定性直接影响了机组运行的稳定性。而过电压对系统的危害和影响较大，长时间的过电压作用会使系统绝缘受到损害，甚至直接破坏系统元器件，危及机组和人身的安全。发电机励磁系统产生过电压的形式多种多样，产生的原因较复杂，对这些形式的过电压必须采取合理和行之有效的手段来防护。系统过电压主要有：大气过电压、浪涌过电压、合闸冲击过电压、分闸瞬变过电压、直流关断过电压、可控制硅换相过电压、转子绕组感应过电压等。针对这些过电压产生的原因，提出必要的合理的防护措施，可以很好的解决过电压的危害问题。当励磁系统线路遭受雷击等大气过电压的侵入时，必然在变压器副边绕组感生幅值很大的过电压，但作用时间短暂，一般仅为几十μs。对此类过电压多采用避雷器等设备予以保护。整流变也易受电网静电感应侵害，产生浪涌过电压，并对副边绕组感生很大过电压，对系统设备形成电气冲击。对此类过电压通常加装压敏电阻等特种过电压保护器来保护系统安全。由于整流变的绕组间存在着寄生电容，当投入整流变一次电源瞬间会因绕组和铁芯间电容而引起位移电荷，产生合闸传递过电压。变压器容量越大，一次侧电压越高，合闸引起的冲击过电压

灭磁与转子过电压保护

技术讲座讲稿灭磁与转子过电压保护 2004年1０月

灭磁与转子过电压保护 1.非线性电阻所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系，其电阻值随电流值的增大而减少。作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。就非线性特性而言，氧化锌电阻优于碳化硅。在评价非线性电阻特性时，通常以非线性电阻系数β来表征,此系数仅与电阻阀片的材质有关。碳化硅S ｉC 非线性电阻β＝0．25~0.5；氧化锌ZnO 非线性电阻β=0.025～0.０5。 U G U D U C U 对于氧化锌非线性电阻，标志其特征的主要数据有: （1）导通电压U D (U 1０m Ａ）当元件的漏电流为１0mA 时的外加电压值，其后如果电压继续上升，流过非线性压敏元件的电流将迅速增大，为此，定义在导通电压U D 以下的区域为截止区，U D 以上的区域为导通区。 (2）残压U Ｃ(U 残）当元件流过100A 电流时,非线性电阻两端的残压值。对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言,在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元件的使用寿命，为此正常工作电压的选择不宜过高。（３）荷电率S U G 为元件工作电压，此值影响到元件的老化寿命。荷电率比值取得越高，元件的漏电流也越大，从而加速老化过程。一般S ≤０.5为宜。 U ｆN ——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac ——阳极电压Ｕm ｉn ——最小工作电压 COS α=U ｆ０/ U ａc /1.35 U min = 2U ac S ＩN(120+α) Ｓ=︱U min ︱/U D

2.灭磁开关 2.1 名词、术语 2.1.1 断路器按规定条件,对配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用，即当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时能自动分断电路的开关电器。 2．１．２磁场断路器用于配合非线性(或线性）电阻分断发电机励磁回路的断路器。 2．２条件发电机成功灭磁的条件,是磁场断路器在分断过程中主触头上的弧压应足够高以保证转子电流全部转移至灭磁电阻，且主触头可以承受此转移过程中的燃弧弧能。 3.灭磁工作原理当发电机组的内部或发电机出口端发生故障以及正常停机时都要快速切断励磁电源，由于发电机转子绕组是个储能的大电感，因此励磁电流突变势必在转子绕组两端引起相当大的暂态过电压,造成转子绝缘击穿，所以必须尽快将转子电感中的磁能快速消耗，这就是通常所说的灭磁。通常使用的灭磁方法有:线性电阻灭磁、灭磁开关灭磁、逆变灭磁和非线性电阻灭磁。本公司采用氧化锌非线性电阻灭磁方式利用其特殊的伏安特性,达到近似恒压灭磁的效果。灭磁的原理如图1所示，其中i转子中的电流、FR１为氧化锌非线性电阻、FMK为灭磁开关、Uo为励磁电压、ＬP为整流电源、Ｕk为灭磁开关弧压、Ｕ为氧化锌非线性电阻残压。若要Ｒ使转子电流衰减至零,必须在转子两端加一个与其励磁电源电势相反的电势U，灭磁方程式为Ldi/d ｔ+U=O。可见电感中电流衰减率正比于反向电势U,反向电势越大,灭磁时间越短。但反向电势受转子绝缘水平限，限不能超过转子绝缘允许值因此最理想的灭磁方式是灭磁电压保持恒定，电流保持变化很小，一个固定的变化率(ｄi/dt=-U／L）按直线规律衰减至零。由于氧化锌非线性电阻残压U Ｒ =U。发电机正常运行时转子电压低,氧化锌非线性电阻呈高阻态，漏电流灭磁时近似于恒压，即U R 仅为微安级。灭磁时,灭磁开关FＭK跳开，切开励磁电源，在满足Uk≥Ｕo+U 时,电流被迫入灭磁 R 过电压保护器中，转子绕组中所储能量被氧化锌非线性电阻消耗,且氧化锌良好的伏安特性保证了这部分能量几乎以恒压的形式消耗,确保了发电机组的安全。

高压电动机保护整定参考

一、电动给水泵组保护 1．主要技术参数：额定容量：5400KW CT配置：1000/5 LXZ1-0.5 额定电压：6KV 额定电流I s：649.5A 启动电流：6I n 2．开关类型：真空断路器保护配置：HN2001 HN2041 3．HN2041定值整定： 3．1电动机二次额定电流I e计算： I e=I n/n r=649.5/(1000/5)=3.25(A) 启动时间：8S 3．2分相最小动作电流I seta、I setc: 1）最小动作电流整定，保证最大负荷下不误动。按标准继电保护用的电流互感器在额定电流下10P级的比值误差为+3℅，即最大误差为6℅。 I dz= K k. 6℅I s/n lh =2×0.06×3.25=0.39 取I seta= I setc=0.39A 3．3制动系数K Z.的整定原则：保护动作应避越外部最大短路电流的不平蘅电流，K k应等于其比率制动曲线的斜率I dzmax/I resmax即 K z = I dzmax/I resmax = （K k K fzq K st F j I kmax）/I kmax = 1.5╳2╳0.5╳0.1

=0.15 3．4差动保护时间：t dz=0 s 3．5拐点制动电流I res =3.25A(额定电流作为拐点) 4．HN2001定值整定：配置：速断保护，定时限过电流I段保护，正序电流定时限保护，负序电流定时限保护，低电压保护，零序定时限过电流保护，过载反时限保护（投信号）. 4．1电动机二次额定电流I e计算： I e=I n/n r=649.5/(1000/5)=3.25(A) 4．2速断保护I>>计算：启动时速断保护定值: 按躲过电动机启动电流整定，可靠系数取1.2。启动电流6 I e根据设计院图纸。 I qd=6 I e=6×3.25=19.5(A) I dz =K k×I qd=1.2×19.5=23.4A 灵敏度校验:取最小运行方式下电动机出口两相短路电流校核灵敏系数K lm: K lm=I(2)d.min/ I dz=16520/4680>2. 运行时速断保护定值： I dz= K k×3Ie=1.1×3×3.25=10.7 A 保护动作时间:t取0秒. 4．3定时限I段过电流保护：

过电压保护

3.12 发电机定子绕组过电压保护 3.12.1保护原理发电机定子绕组过电压保护反应发电机机端电压大小，该电压取自发电机机端TV的线U，过电压保护动作于跳闸。电压 AB 3.12.2保护动作逻辑跳闸Array图3-12-1 发电机过电压保护逻辑图其它【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】过电压保护过电压保护用来保护发电机各种运行情况下引起的定子过电压。发电机电压保护所用电压量的计算不受频率变化影响该两段过电压保护跳闸段，反应机端相间电压的最大值，动作于跳闸出口Array 过电压保护逻辑框图 U pp.max为相间电压最大值低电压保护低电压保护由经外部控制接点来闭锁的低电压构成，低电压保护反应三相相间电压的降低。低电压保护设一段跳闸段，延时可整定低电压保护逻辑框图 U pp.min为相间电压最小值【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】

【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】保护反应发电机机端电压大小，该电压取自发电机机端TV 的线电压CA U ，出口方式：发信或跳闸。说明：可以分两段动作值，分别带延时出口【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】过电压保护过电压保护可作为过压启动、闭锁及延时元件、保护取三相线电压，当任一线电压大于整定值，保护即动作动作电压整定范围：100～200V ，整定误差不超过±5%；动作延时整定范围：0.1～50s ，整定误差不超过±5% 低电压保护低电压保护可作为低压启动、闭锁及延时元件、保护取三相线电压，当任一线电压小于整定值，保护即动作动作电压整定范围：50～100V ，整定误差不超过±5%；动作延时整定范围：0.1～50s ，整定误差不超过±5% 【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】【NARI-SIMENS 微机发电机成套保护系统】过压保护（ANSI59）过压保护防止因电压过高而导致绝缘故障，它是利用电压的正序分量的变化或因接地故障而导致中性点移动进行保护，该保护分两段技术数据欠压保护（ANSI27）欠压保护把电压正序分量和设定的最小值进行比较（视结果而作出动作否），它可对如异步机，抽水蓄能机组等电压联系不稳定的机组进行保护技术数据？发信或跳闸