发电机保护配置分析
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发电机保护配置分析
摘要:现如今,大容量机组在多个行业发展阶段有广泛应用,发电机事故类型多样,且有不可预知性、随机性特征,其保护配置情况均和机组及电网运作安全性密切相关。
近些年,业内人员关于发电机保护配置情况进行较深入研究分析,笔者参考既往研究资料并结合实践历程,探究发电机保护配置类型及有关逻辑关系,希望能与同行分享心得。
关键词:发电机;保护配置;逻辑关系分析
现如今,国家相关部门大力倡导开发、发展可再生能源,针对新能源产业推行诸多优惠政策体制,这在很大尺度上促进了核电、水电、光伏发电等清洁型能源发展进程。
发电机组是国家新能源建设规划体系中的重要构成,装机容量大小是业内人员高度重视的指标之一。
发电机容量和其造价成本高度之间存在正相关性。
为保证发电机能安全有效运行、延长使用寿命,完善其配电保护装置具有很大实际意义。
1、过流保护配置
1.1纵差保护
该类保护为发电机相间短路的主保护类型,结合整合至发电机中性点电流额度大小,可以将其细化为完全、不完全纵差保护两种类型。
无制动、比率制动是该类保护的动作阶段的主要特性。
当某区内流经的故障电流偏小时,其动作敏感度处于较高层次;而针对区域外部故障,其持有较强的躲闪暂态不均衡差流的效能。
保护出口形式以“全停”为主。
1.2匝间保护:
这是发电机定子绕组匝之间短路、分支开焊异常及相间短路的主保护形式,匝间保护实质上就是把各相定子绕组的分支回路等分为两组,同时利用两组TA 整合各组分支电流,通过反极性形式将其引导至保护装备内测算出差流,若差流高于整定值时,则保护装置发出动作。
针对保护动作属性,可以将其理解成相电流比率制动特征,其能确保滋生出区外故障时不出现误动作,区内有故障时能快捷动作[1]。
依照躲闪常态运转时不均衡电流去整顿保护电流定值。
1.3主变纵差保护
其朱亚的保护对象是主变内及引出线上形成的短路故障,能够对外呈现出变压器内部及引出线上相间、匝间以及流经大电流系统侧向的单相接地短路故障。
无制动与比率制动部分组成该类保护的动作属性。
保护出口形式同纵差保护,即为“全停”。
1.4主变重瓦斯:
主要保护主变油箱内部形成的故障,“全停”为该类保护的出口方式。
2、接地保护配置
2.1基波零序电压式定子接地保护(3U0)
针对3U0的保护范畴,可以做出如下阐释:以机端为起始点,到发电机内部大概90%的定子绕组单相接地故障。
用于小型机组定子接地保护领域中表现出较好效能,也可以联合
二次谐波定子接地保护(3)使用,共同构建出基于大、中型发电机的100%完全式定子接地保护系统。
2.2二次谐波电压式定子接地保护(3)
3的功能是能呈现出中性点向机中大概20%定子绕组或极端周边的定子绕组
单相接地异常,能够和3U0组成 100%定子接地保护。
2.3转子点接地保护
当发电机运行阶段,其转子对大轴绝缘电阻变化情况的灵敏度降低时,该类
保护装置就能清晰的对外呈现出以上实况,保护装备的输入端按序衔接转子负极
以及大轴。
切换采样(乒乓式)原理是转子点接地保护的运行机制,基于两电子
开关(一个开启,一个闭合),精确测求出接地电阻数值,并判断其所处方位[2]。
基于运作原理的特殊性,该类保护无法双套化,要么将会彼此影响,造成检测结
果存在偏差,故而建议选用一套运转,另一套备用的方式。
点接地设置了两段动
数值:灵敏区段动作作用于发信,常规段动作可以施用在信号上或跳闸过程。
2.4转子两点接地保护:
该类保护装置呈现的主要是定子电压内二次谐波“负序”分量。
发电机运作阶段,若转子绕组两点出现接地情况,那么定子绕组内随即就会滋生出“负序”分量。
转子点接地保护发出动作以后,延期自行转到转子两点接地保护模式,当接地方
位调整至一定值时,就可以断定是两点接地,此时保护装备动作作用在跳闸环节
3、异常状态保护配置
3.1失磁保护
发电机出现失磁后,将会形成无功倒流,定子过流。
在这样的工况下,逆无功、定子过负荷以及过电流判据动作。
当逆无功、过负荷判据发出动作以后,从
开启时间t1开始记录时间。
若断定机组的有功功率偏大,则保护装置将会传递出“减有功”命令,机组有功功率将会自行衰减”。
3.2失步保护:
呈现出的是机组失步振荡诱发的反常运转状态的异步运行,基于机组正序电压、电流测算失步保护阻抗元件。
在各种异常工况下,均能准确呈现出阻抗的运
作轨迹,双遮挡器动作是该类保护的主要属性。
整合至该保护装置内的电压、电
流分别是机端TV三相电压、TA三相电流。
3.3逆功率保护
该类保护装置的作用对象以汽轮机为主。
并网状态下运转的汽轮发电机,当
出现主汽门错误闭合或机组保护动作在闭合状态下的主汽门,进而引起出口断路
器没有正常发出跳闸时,发电机运转状态等同于同步电动机,经由电网吸收有用功,驱动汽轮机并行旋转过程。
因为汽缸内充溢着蒸汽,其和汽轮机叶片摩擦作
用造成叶片构件发烫,若长期未被解除则将会损伤叶片。
3.4频率保护
在对频率保护装置的逻辑分析,主要有三种类型,即低频、高频以及频率累
积保护,其能呈现出汽轮机叶片运转阶段疲劳程度叠加情况。
某发电机接地变负
载电阻值偏小,不足0.1Ω,可以将一级隔离变压器增设在负载电阻和输注源之间,借此方式去优化电源运作状态,提升输注低频信号的强度(见图1)[3]。
图1 接入隔离变压器的定子接地保护原理图
结束语:
本文浅要分析了发电机的常见保护装置的逻辑原理,在装配保护装置阶段,
不仅要分析不同工况对保护动作效率形成的影响,还要考虑到不同机组保护功能
间的协调关系,进而最大限度的保证配电保护的可靠性,将拒动、误动等情况发
生率降至最低。
参考文献:
[1]张励,张磊.恩施天楼地枕水电站微机保护的改造过程[J].农村电
工,2020,28(01):46-47.
[2]冯磊.余热发电站继电保护配置及发电机整定计算分析[J].云南电力技
术,2019,47(04):64-67.
[3]胡唐超,高仕红,崔佳咪,等.永磁风力发电机内部短路故障的弧光保护研究[J].中国设备工程,2019,,1(04):39-41.。