发电机变压器继电保护装置..

220KV
母线PT切换来
发电机保护的配置：
40: 误上电保护
* TA1
51ST:复合电压过流保护 21: 阻抗保护
51N2: 间隙零序电流保护
TA02
TA01
51N1: 零序电流保护
51ET:励磁变过流保护 励磁变过负荷保护
51ST:复合电压过流保护
TV1 TV2 * TA11 * TA8 TA5 TA6
第五讲 起停机定子接地保护
起停机定子接地保护作为发电机升速升励磁尚未并网前的定 子接地短路故障的保护。
起停机定子接地保护也是一种横向零序过电压保护。其横向 零序电压取自发电机中性点侧。
动作判据：
3U 0 U set U set 是零序电压动作门槛值，
一般取10V（二次侧）
起停机定子接地保护的逻辑框图
发电机保护的动作方式：
第二讲 发电机Βιβλιοθήκη Baidu差动保护
电流差动原理应用在发电机中构成发电机差动保护。
第三讲 发电机的匝间短路保护
一、裂相横联差动保护，可以反应相间短路和匝间短路故障
I I ，如果 I cd. A I set ，认为故障。 A相裂相差动电流：I cd. A a1 a2 I I ，如果 I cd.B I set ，认为故障。 B相裂相差动电流：I cd . B b1 b2 I I ，如果 I cd. A I set ，认为故障。 C相裂相差动电流：I cd .C c1 c2
3U0 KrelUunb(0)
单相接地基波零序电压保护 只能保护定子绕组靠近机端 的85%左右。
发电机定子绕组接地保护
100%保护区的定子单相接保护： 由两种保护共同组成 （1）基波零序过电压保护 （2）三次谐波零序电压保护
基波零序过电压保护负责定子绕组靠近机端85 的部分； 三次谐波零序电压保护负责定子绕组靠近中性点的15 部分。
针对发电机故障和不正常运行状态，应该配置的发电机保护： 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； c、定子单相接地保护； d、过电流保护 ； e、对称过负荷保护； 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
59N: 匝间保护 64G: 95%定子接地 64G: 100%定子接地 64F1:转子一点接地 64F2:转子两点接地 21: 阻抗保护 51V: 复合电压过流 51: 对称过负荷 46: 不对称过负荷 40: 发电机失磁 78: 发电机失步 32R: 逆功率 32RP:程序逆功率 59: 过电压 95G: 过励磁 81: 低频 60: 电压平衡 51: 启停机保护
发电机的不正常工作状态： a、定子绕组过电流和定子过负荷； b、定子绕组负序过电流和负序过负荷； 由于外部不对称短路和不对称负荷引起。 c、调速系统惯性较大的发电机突然甩负荷引起的过电压； d、由于主汽门突然关闭引起的发电机逆功率 ； e、由于励磁回路故障或强行励磁时间过长引起的转子过负荷； f、 发电机频率上升或下降
发电机的匝间短路保护
二、单元件横联差动保护
动作条件是：I HC I set ，其中 I set 是动作整定值 单元件横联差动保护可以反应相间短路和匝间短路故障。
发电机的匝间短路保护
三、反应零序电压的匝间短路保护（纵向零序过电压保护） 当发电机内部发生匝间短路 或发生对中性点不对称的各 种相间短路时，TV输出纵向 基波零序电压，纵向零序电 压保护正确动作。 动作判据：3U0 U Z
发电机承受负序电流的能力：发电机定子绕组流过一定负序 电流时，不使转子损坏的可以经受该负序电流存在的时间。
定子负序电流越大，发电机可以承受的时间越短；定子负序 电流越小，发电机可以承受的时间越长。 发电机转子发热所容许的负序电流 I 2 （标么值）和时间t 之 间的关系可以表示为：
A t 2 I 2
*
* * TA12
TA7 *
TV5 *
TA9
TA10 *
TV6
TV3
51A:A分支过流保护 51B:B分支过流保护
发电机保护的动作方式： （1）全停（停机）：快速停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、 灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停 止工作。 （2）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。 （3）解列：断开发电机或发－变组断路器，原动机甩负荷。 （4）降低励磁。 （5）减出力：将原动机出力减至给定值。 （6）缩小故障范围（母线解列）：断开母联或分段断路器。 （7）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） （8）信号：发出声光信号。
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第八讲 发电机的失磁保护
发电机失磁是指发电机的励磁电流突然全部消失或部分消失。 发电机失磁故障的危害： （1）从系统中吸收大量无功功率，使系统电压降低，可能导致 系统不稳定； （2）发电机失磁进入异步运行状态，转子表面感应差频电流， 引起转子过热； （3）定子过电流； （4）异步运行后，发电机转矩、有功功率剧烈波动。
发电机转子一点接地保护（乒乓式励磁回路一点接地保护）的 工作原理：
通过切换电桥两臂电阻值的大 小，并利用在不同状态下测量 的U1,U2,U3的电压，计算出 励 磁绕组对地的绝缘电阻，从而 判断励磁回路状态的好坏，即 是否发生一点接地故障。
R S1 R'
U1
励磁绕组 Rg R1
U3
+ R + R' S2 U2 -
第六讲 发电机的电流、电压保护
发电机后备保护也可采用低电压起动的过电流保护、复合电 压起动的过电流保护、负序电流加单相式低电压起动的过电 流保护、阻抗保护。 一、复合电压起动的过电流保护 同变压器的复合电压起动的过电流保护。 动作条件是： （1）（相）过电流，I I act , I act 是相电流动作整定值。 U U act ,U act (0.5 ~ 0.6)U N （2）（相）低电压， （3）负序过电压，U 2 U act.2 ,U act.2 0.1U n 复合电压起动的过电流保护必须同时满足上述3个条件 后才能起动。 复合电压起动的过电流保护的灵敏度比过电流保护高。
发电机的电流、电压保护 二、负序电流保护 对于容量为5万kW以上的发电机，需配置负序电流保护。 不对称负荷或故障引起的定子绕组负序电流的危害：在转子 本体和各部件上感应电流，导致转子过热，甚至烧伤转子。 负序电流危害产生的原因：
（1）定子绕组负序电流产生的定子合成磁场与正序电流产生 的磁场转向相反，即逆转子旋转方向的旋转。相对于转子来 说以2倍同步转速相对旋转。 （2）负序电流产生的定子合成磁场切割转子，会在转子本 体和各部件（如阻尼条）上感应两倍工频的涡流。 （3）由于转子本体和各部件的自阻抗很小，涡流很大，导 致转子过热，甚至烧坏转子本体表面及阻尼条。 （4）使发电机转子产生100HZ的交变振动
发电机变压器继电保护装置（WFBZ－01）
主讲人：谢明之
第一讲 发电机的故障、不正常工作状态及保护配置
发电机保护是保护发电机免受短路故障损坏的重要自动 装置。当发电机内部短路故障时，继电保护装置在很短的 时间内发出动作命令，保护发电机免受短路电流的损坏。
发电机的故障类型： a、发电机定子绕组相间短路（d1故障）； 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。
防止定子负序电流危害 的措施是配置负序电流 保护。 （1）负序定时限过电流保护，分为两段。 （2）负序反时限过电流保护
第七讲 发电机励磁回路接地保护
发电机转子一点接地保护的作用是防止励磁回路两点接地故障。 发电机励磁回路两点接地故障的危害： （1）使转子磁场畸变，力矩不平衡，转子剧烈振动； （2）很大的故障电流烧坏励磁线圈和转子本体； （3）励磁回路两点接地使汽轮机磁化。
Re U 2 I 2 p
第四讲 发电机定子绕组接地保护
反应基波零序电压的发电机接地保护（横向零序过电压保护） 正常情况下,发电机三相电 压中的基波零序电压3Uo 很小；当定子绕组单相接 地故障时,就出现3Uo。利 用基波零序电压构成定子 绕组单相接地保护，采用 过电压继电器，其动作电 压为 ：
发电机的匝间短路保护
四、故障分量负序方向保护
发电机机端故障分量的三相总负序功率为：
j sen.2 P2 3Re U 2 I 2 e 3Re U 2 I 2
微机故障分量负序方向保护的动作判据为：
发电机失磁保护原理：
根据发电机失磁后机端测量阻抗Z的变化轨迹来识别失磁故障。