第八章发电机保护
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三、发电机不正常运行状态及保护配置
——误上电
QF
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——误上电
QF
?误上电保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——过电压
QF
误强励、甩负荷
?过电压保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——逆功率
QF
?逆功率保护
误关主汽门
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
2020/4/2
8-2发电机纵联差动保护
一、 发电机纵联差动保护基本原理
I?N
I?T
发电机正常运行时
+
Id
Id
Id
I d ? I?T ? I?N / nTA
?0
发电机定子绕组发 生相间短路时
Id ? I?T ? I?N / nTA
? I F / nTA
2020/4/2
8-2发电机纵联差动保护
一、 发电机纵联差动保护基本原理
电力系统继电保护原理
主讲教师:焦彦军 华北电力大学电自教研室
2020/4/2
第八章 发电机保护
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置 8-2发电机纵联差动保护 8-3发电机匝间短路保护 8-4 发电机定子绕组单相接地保护 8-5 发电机转子接地保护 8-6 发电的失磁保护 8-7 发电机负序过电流保护 8-8发电机失步保护
QF
轮机甩负荷。
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
（4）程序跳闸——保护先动作于跳主汽门，然后
QF
经过逆功率继电器的延时接点和主汽门跳闸后的 常闭接点串联, 动作于跳发电机-变压器组的出口 断路器, 实现发电机组与系统解列并灭磁。
?发电机裂相横差保护 C ?发电机单元件横差保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
一、发电机定子绕组故障及保护配置
A B C
——定子绕组单相接地短路 ?发电机定子绕组单相接地保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
二、发电机转子故障及保护配置
QF
?负序过电流保护；
+
转子过热
-
ACR
ZB
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——过负荷（对称负荷引起定子绕组过
QF
电流）
?过负荷保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——区外短路引起的过电流
QF
?负序过电流及低电压过电流保护；
?复合电压启动的过电流保护；
?过电流保护；
?带电流记忆的低压过流保护。
定子过热+
ACR
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——区外不对称短路引起的负序过电流
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——过励磁（频率下降或电压升高引起）
QF
?过励磁保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——转子绕组过负荷
QF
?转子绕组过负荷保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
I?N
I?T
保护动作判据
+
Id
Id
Id
Id ? I set
其中
I set ? Krel Knp K st KTA I K.max / nTA
2020/4/2
8-2发电机纵联差动保护
二、 比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
（5）减出力——减少原动机的输出功率。
QF
（6）减励磁——减小励磁电流。
（7）母线解列——对双母线系统，断开母联开关，
缩小故障波及范围。
（8）信号——发出警示信号。
ACR
+Байду номын сангаас
ZB
-
QF1
QF2
+
Uf
-
If
——转子绕组一点接地 ?转子绕组一点接地保护 ——转子绕组两点接地 ?转子绕组两点接地保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
二、发电机转子故障及保护配置
+
Uf
-
If
~
——低励和失磁 ?发电机低励和失磁保护
励励磁磁变机
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
一、发电机定子绕组故障及保护配置
A B C
——定子绕组及引出线上的相间短路 ?发电机纵差动保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
一、发电机定子绕组故障及保护配置 ——定子绕组匝间短路
A
B C
A
?发电机纵向基波零序电压保护 B ?发电机不完全纵差保护
——其它
QF
?起停机保护、断路器断口闪络保护
?非电量保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
QF
（1）停机 ——停汽机、停锅炉、断开高
压则断路器、灭磁、断开高压厂用变低压
侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。
ACR
+
ZB
-
QF1
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——失步
QF
?失步保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——低频、过频
QF
?频率异常保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
QF
（2）解列灭磁 ——断开高压则断路器、
灭磁、断开高压厂用变低压侧断路器、汽
轮机甩负荷。
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
（3）解列 —— 断开高压则断路器、汽
——误上电
QF
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——误上电
QF
?误上电保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——过电压
QF
误强励、甩负荷
?过电压保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——逆功率
QF
?逆功率保护
误关主汽门
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
2020/4/2
8-2发电机纵联差动保护
一、 发电机纵联差动保护基本原理
I?N
I?T
发电机正常运行时
+
Id
Id
Id
I d ? I?T ? I?N / nTA
?0
发电机定子绕组发 生相间短路时
Id ? I?T ? I?N / nTA
? I F / nTA
2020/4/2
8-2发电机纵联差动保护
一、 发电机纵联差动保护基本原理
电力系统继电保护原理
主讲教师:焦彦军 华北电力大学电自教研室
2020/4/2
第八章 发电机保护
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置 8-2发电机纵联差动保护 8-3发电机匝间短路保护 8-4 发电机定子绕组单相接地保护 8-5 发电机转子接地保护 8-6 发电的失磁保护 8-7 发电机负序过电流保护 8-8发电机失步保护
QF
轮机甩负荷。
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
（4）程序跳闸——保护先动作于跳主汽门，然后
QF
经过逆功率继电器的延时接点和主汽门跳闸后的 常闭接点串联, 动作于跳发电机-变压器组的出口 断路器, 实现发电机组与系统解列并灭磁。
?发电机裂相横差保护 C ?发电机单元件横差保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
一、发电机定子绕组故障及保护配置
A B C
——定子绕组单相接地短路 ?发电机定子绕组单相接地保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
二、发电机转子故障及保护配置
QF
?负序过电流保护；
+
转子过热
-
ACR
ZB
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——过负荷（对称负荷引起定子绕组过
QF
电流）
?过负荷保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——区外短路引起的过电流
QF
?负序过电流及低电压过电流保护；
?复合电压启动的过电流保护；
?过电流保护；
?带电流记忆的低压过流保护。
定子过热+
ACR
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——区外不对称短路引起的负序过电流
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——过励磁（频率下降或电压升高引起）
QF
?过励磁保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——转子绕组过负荷
QF
?转子绕组过负荷保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
I?N
I?T
保护动作判据
+
Id
Id
Id
Id ? I set
其中
I set ? Krel Knp K st KTA I K.max / nTA
2020/4/2
8-2发电机纵联差动保护
二、 比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
（5）减出力——减少原动机的输出功率。
QF
（6）减励磁——减小励磁电流。
（7）母线解列——对双母线系统，断开母联开关，
缩小故障波及范围。
（8）信号——发出警示信号。
ACR
+Байду номын сангаас
ZB
-
QF1
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+
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If
——转子绕组一点接地 ?转子绕组一点接地保护 ——转子绕组两点接地 ?转子绕组两点接地保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
二、发电机转子故障及保护配置
+
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If
~
——低励和失磁 ?发电机低励和失磁保护
励励磁磁变机
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
一、发电机定子绕组故障及保护配置
A B C
——定子绕组及引出线上的相间短路 ?发电机纵差动保护
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
一、发电机定子绕组故障及保护配置 ——定子绕组匝间短路
A
B C
A
?发电机纵向基波零序电压保护 B ?发电机不完全纵差保护
——其它
QF
?起停机保护、断路器断口闪络保护
?非电量保护
ACR
+
ZB
-
QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
QF
（1）停机 ——停汽机、停锅炉、断开高
压则断路器、灭磁、断开高压厂用变低压
侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。
ACR
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QF1
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——失步
QF
?失步保护
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QF1
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2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
三、发电机不正常运行状态及保护配置
——低频、过频
QF
?频率异常保护
ACR
+
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QF1
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
QF2
2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
QF
（2）解列灭磁 ——断开高压则断路器、
灭磁、断开高压厂用变低压侧断路器、汽
轮机甩负荷。
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2020/4/2
8-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置
四、发电机保护的动作方式
（3）解列 —— 断开高压则断路器、汽