任务四发电机过电流保护和失磁保护原理及运行维护

标教学教案

项目六 发电机保护装置性能检验与运行维护

任务四

发电机过电流保护和失磁保护原理及运行维护

2.掌握发电机的过电流保护和失磁保护的接线、构成和动作分析

1.发电机负序电流保护的作用是什么？对大型机组为何要采用反时限 负序电流保护？

2.如何判别发电机失磁?

课后分析:

任务重点: 发电机过电流保护和失磁保护的作用 任务难点: 发电机过电流保护失磁保护的动作情况分析 教学方法:

讲授法，案例法，多媒体讲授

任课教师 _____________ 教研室主任 _____________

任务内容:

素质目标: 1.培养学生服从、认真的职业习惯 能力目标:

2.培养学生的团队协作的能力

1.具有分析过电流保护和失磁保护原理的能力;

.具有完成过电流保护和失磁保护动作原理和运行维护的能力。

知识目标:

1.掌握发电机的过电流保护和失磁保护的作用

布置作业:

【任务描述】 1.过电流保护是发电机后备保护中非常重

要的一种保护，对于外部短路造成的过电流和过

负荷起着很重要的作用。1)过电流保护的作用是

什么？2) 过电流电流保护的原理是什么？

2.发电机失磁后的物理过程是什么？发电

机失磁后机端测量阻抗的变化规律是什么？

【任务准备】

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。

发电机过电流保护的作用是什么？过流保护的原理是什么？发电机失磁后的物理过程是什么？发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是什么？

【任务实施】

1.负序过电流保护任务实施步骤：第一步，分析发电机两种过流保护的基本原理；

第二步，做整定计算。

2.发电机失磁保护任务实施步骤：

第一步，分析失磁后发电机运行的物理过程；

第二步，分析发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律。

【相关知识】

项目六发电机保护装置性能

检验与运行维护

任务十七发电机过电流保护和失磁保护原理及运行维护

1.发电机的复合电压启动的过电流保

护

（一）复压过流保护的原理和构成

由过电流元件、复合电压元件、

TV断线闭锁元件和电流记忆元件（针对

米用自并励发电机组）组成，其中

过流元件：I 》I

1g 1g set

复合电压元件：

1 g set — Krei 1 N / K rt 6》U

2 set U g V U g.set

（二）微机型复压过流保护的逻辑

（三）复压过流后备保护的整定计算K sen=l k2min/l g

1过流定值

过电流疋值按发电机额疋负何下可

靠返回的条件整定，

灵敏系数按主变压器高压侧母线两

相短路的条件校验，即

式中：l k f m)n为主变压器高压侧母U2set =(0.06~0.08U N 线两相短路时，保护安装处的最小短路

电流。

K sen = U 2 min /U 2 set

2 .负序过电压定值

负序过电压定值按躲过发电机正常

运行时的不平衡电压整定，即

式中：Un为发电机额定电压。

灵敏系数按主变压器高压侧母线两相

短路的条件校验，即

式中：i k J n为主变咼压侧母线两相短

路时，保护安装处的最小负序电压。

3.低电压定值

对于汽轮发电机组，动作电压可整定

U g set=O・6U N

为：

灵敏系数按主变压器高压侧母线三相短

路的条件校验，即K sen = U g set / X t 1 k^mlx

式中：X为主变压器电抗；i f ma为主变压

器高压侧母线三相短路时，保护安装处

的最大短路电流。

4.延时定值

复压过流保护的动作延时，按大于升压

变压器后备保护的动作时限整定。当整

定时限和保证发电机安全允许时限相矛

盾且无转子负序过负荷反时限保护时，

应以发电机安全允许时限为准。

二、发电机的复合过电流保护l2set =（O・5〜0・6 ）N

1.复合过电流保护的原理和构成

K sen —1 k^min 2 / 1 2 set 复合过电流保护简称为复合电流

教学内容及板书过程设计及提示

保护，它由负序过电流元件、低电压启动的过电流元件和TV断线闭锁

元件组成，对于自并励的发电机组，也必须增加电流记忆元件。

3.复合过电流保护的整定计算

(1)负序过电流元件定值

按防止负序电流导致转子过热损坏的条件整定，一般有

灵敏系数按主变压器高压侧母线两相短路的条件校验，即

式中：Ik f m h主变高压侧母线两相短路时，保护安装处的最小负序电

流。

⑵低电压定值、相电流定值和延时定值的整定和灵敏系数校验与复合

电压启动的过电流保护相同。

三、发电机的失磁运行及其产生的影响

教学内容及板书过程设计及提示

（1）发电机失磁后，不但不能向系统送

出无功功率，而且还要从系统吸收无功功

率。将造成系统电压下降；

（2）为了供给失磁发电机无功功率，可

能造成系统中其它发电机过电流；

（3）发电机失磁失步后，将造成系统振

荡，甩掉大量负荷。

发电机失磁后，它的各种电气量和机械量都会发生变化，且将危及发电机和系统的安全。

2、失磁后的基本物理过程：

发电机从失磁到进入稳态的异步运行，一般可分为三个阶段：

（一）失步前（§ < 90°）

I ic减小，E减小，S增大；维持P=PT;定子电流随S的增大而增大；

Q缓慢减小。当S =90。时，

Q¥

X d +X s

（二）开始失步（90 ° <§< 180 随着S 的增大，P T-P的值越来越大;

（三）完全失步S >180 °

（1）发电机失磁后，转子和定子磁场间

出现了速度差，则在转子回路中感应出转差频率的电流，引起转子局部过热。

（2）发电机受交变的异步电磁力矩的冲

击而发生振动，转差率越大，振动越厉害。可见，失磁后，若不失步，无直接危害。失步后，对发电机及系统有不利影响。故应装设失磁保护。

【评价】首先由学生按小组选出代表，对自己小组的情况进行陈述，然后教师作出点评，对本次课的学习内容进行小结，对重点内容再次强调。

在S较大时，由于转子相对速度很大，发电机调速器必然动作，关小汽门或水门，减小原动机输入的功率，使转子减慢。

3、失磁后的影响：

（1）对电力系统的影响

1、失磁原因（三种）