一起发电机过电压保护动作的分析与探讨

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

发电机差动保护动作原因分析

发电机差动保护动作原因分析 一、事故经过 2012年10月23日07时29分，网控值班员听见巨响声同时发现盘面柴发电源二103-16断路器跳闸，网控值班员立即前往网控10KV配电室发现浓烟，经检查柴发电源二103-16高压柜后盖已被甩出，柜内已烧黑。2号发电机纵差保护动作，2号发电机组跳闸。07时33分，低频保护动作，甩负荷至第5轮。07时33分41秒，1号、3号机组跳闸，全厂失电。 二、故障分析 继电保护人员随后调取事故动作报告，发现发电机差动保护动作时刻，差动电流确实已经远超过了整定值，说明在103-16柜故障时刻发抗组差动回路确实存在很大的不平衡电流。与此同时为验证发电机差动回路内一次设备是否有故障，对发电机绕组及其一次母线进行对地及相间绝缘检查，未发现异常。证明发电机等一次设备未发生故障，发抗组保护装臵本身在这次大修期间已经对保护装臵及二次回路连线可靠性及差动极性正确性进行检查均未发现有误之处。差动动作时间和103-16柜发生故障时间基本同时发生，但是就算在故障过程中产生的瞬间大电流对发电机差动回路来说也应该是一个穿越性电流，不应该对发电机差动保护产生影响。随后保护人员调取录波图进行分析，发现故障时刻发电机中性点B相电流波形严重畸变。经过计算，发电机中性点B相电流与发电机机端B相电流之差正好等于装臵

采样的差流值。 从录波图上可以看出，故障时刻发电机中性点B相电流波形发生严重畸变，且故障时刻发电机中性点B相电流与发电机机端电流在同一时刻的相位及幅值均不相同，说明故障电流对发电机中性点电流互感器和发电机机端电流互感器造成的影响不同。 三、波形畸变分析 1、从录波图上可以看出，B相电流波形开始发生畸变前一刻波形

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。

电压保护装置

电压保护装置采用面板式安装，高雅、亮丽的外观，为低压电控装置提升档次。 相序保护器、过欠压保护器等）主要用于交流50/60Hz， 400V）、440V（460V）、660V等电压级别的各种故障检测，对三相输入电源的电压过高、电压过低、断相、错相(逆相序)、三相电压不平衡等提供继电保

复位方式：相序、缺相故障手动复位；不平衡、过欠压故障自动复位，也可按复位键手动复位。断 电后故障锁存功能。 JL-410电压保护装置功能选型 电压保护装置按功能的组合分以下四个系列，每个系列都有不同电压等级的产品。 ●表示具有该功能 ○表示不具有该功能 电压保护装置不同电压等级的产品选型 产品选型举例 1. 如用户需要全部保护功能（过电压保护、欠电压保护、缺相保护、三相电压不平衡保护、相序保护）， 使用于380V 电压，那所选择的电压保护装置产品型号，应该为JL-410。 2. 如用户只需要相序保护，缺相保护两种功能，使用于煤矿660V 的电压，那所选的电压保护装置产品 型号应该为JL-411-60。 JL-410电压保护装置功能描述： 1、过压保护：当电网电压大于设定值时启动该项保护功能，动作门限值设定范围OFF-390-490V ，动作 方式为定时限，动作时间设置范围0.1-25s 。保护动作后电网电压恢复到小于设定值10V 以上时，保护器 自动复位，也可按复位键手动复位。用户可选择是否启用该项保护功能。 2、欠压保护：当电网电压小于设定值时启动该项保护功能，动作门限值设定范围300-370V-OFF ，动作 方式为定时限，动作时间设置范围0.1-25s 。保护动作后电网电压恢复到大于设定值10V 以上时，保护器 自动复位，也可按复位键手动复位。用户可选择是否启用该项保护功能。 3、三相电压不平衡保护：当电网电压三相不平衡度大于设定值时启动该项保护功能，不平衡度动作门 限值设定范围OFF-5-30%，动作方式为定时限，动作时间设置范围1-25s 。当电网电压三相不平衡度恢复 到小于设定门限值2%以上时，保护器自动复位，也可按复位键手动复位。用户可选择是否启用该项保护 功能。 三相电压不平衡度计算公式： A ——电压不平衡度 max U ——三相线电压中最大线电压值 % 100max min max ?-=U U U A

发电机差动保护原理

5.1发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： l op 3 I op.0 （ I res 兰 l res.0 时） l op > I op.O + S （l res — res.0） （ l res > l res.0 时） 式中：l op 为差动电流，l o P.O 为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I r es.O 为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发 电机为正方向，见 图 （根据工程需要，也可将 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下 列条件认为 TA 断线： a. c. 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情 况，可选择以下方案中的一种： 5.1.1。 差动电流: 1 op 制动电流: 1 res — 式中：I T ，I N 分别为机端、 见图5.1.1。 中性点电流互感器（TA ）二次侧的电流，TA 的极性 _L 氓 € % 5 TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 本侧三相电流中至少一相电流为零； b.本侧三相电流中至少一相电流不变； 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.1.1电流极性接线示意图

5.2.1故障分量负序方向（△ P2）匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。

故障分量负序方向（△ P2）保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障 时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的A U2和A I2分别取自机端TV、TA，其TA极性图见图5.2.1.1,则故障分量负序功率A P2为： △ P2 =3艮〔厶『2心?2心也21 2L J A ? 式中i I2为也I2的共轭相量，申sen。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏 角。一般取60。~80。（也|2滞后A U2的角度）。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为: > E-p △》2=血e^S n 实际应用动作判据综合为: A P2 = A U2r』I ' + A U2i ”也I ' > ￡P （S S i、年为动作门槛） 保护逻辑框图见图521.2。 枣力， “ r ‘ 1 1 Um： I 1卄TA 图521.1故障分量负序方向保护极性图

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。

发电机纵差动保护培训资料

发电机纵差动保护培训资料 本厂1、2号发动机负粗电流不得大于8℅IN。因此，在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护。(2)发电机不同相匝间短路时，必将出现环流的短路电流。。 电机网消息：发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。 两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。 发电机纵差动保护培训资料 不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmax Kftq—非周期分量影响系数BCH—2继电器取1 Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。 正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。 发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。 同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。由变压器差动保护的讨论可知，差动保护可以满足作为发电机主保护的基本要求。 二、发电机纵差动保护的特点由于被保护的对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍同方向，流人差动继电器的只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反应匝间短路。在定子绕组不同地点相简短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路电流的大小不一样。 经分析得出如下结论：1)当过渡电阻不为零时，在中性点附近短路时，差动保护可能不动作，即在中性点附近经电弧电阻短路时，可能出现死区。因此，要求发电机纵差动保护灵敏度尽可能高，尽可能减少它的死区。 2)由于发电机电压系统的中性点一般不接地的或经大阻抗接地，单相接地时的短路电流较小，差动保护不能动作。 故必须设置独立的接地：保护。 大容量发电机应采用负序反时限过流保护。。

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。

过电压保护(装置)及维护

过电压保护（装置）及维护 一、过电压的定义及分类 1、过电压：超过电力系统最高工作电压的电压，称为过电压。 2、过电压的分类 ①外部过电压（雷电过电压）：由电力系统外部的雷电引起的 过电压。 ②内部过电压（操作过电压、谐振过电压）：由电力系统内部 原因引起的过电压。 二、过电压保护措施的选用原则 一个世纪以来，始终是遵循着如下原则。 1、选用保护措施、避雷器保护性能、绝缘水平等，归根到底 是经济问题。 保护措施可靠性越高，避雷器保护性能越优，保护系统投资和避雷器售价越大，可以降低绝缘造价或减少运行故障损失得到回报。反之，保护措施可靠性越低，避雷器保护性能越差，保护系统投资和避雷器售价越小，绝缘造价或运行故障损失越大。 总之，选用过电压保护措施，力求达到最佳经济效益。 2、任何防雷技术措施应经实践检验原则 至今，在实验室里不能逼真模拟自然雷。理论计算和模拟试验 只能作某些定性分析。防雷保护技术措施主要依据长期的大量

的运行经验积累，不断地修正和改进。国际上常出现过以假设 为依据的形形色色的防雷保护装置，经实践检验被淘汰掉了。 三、过电压保护措施的发展概况 1、人为制造弱绝缘，最早采用的，也是最简单的是放电间隙。 迄今为止，人们还在应用放电间隙。仅是结构不断改进。放电 间隙存在的问题是不能自动熄灭工频续流电弧。 2、1870~1890年，主要是放电间隙和熔丝构成变电设备防雷 保护装置。 3、1896~1908年，制成羊角放电间隙。为了增强间隙熄弧能 力，在间隙上加装磁吹线圈。为了限制工频续流，间隙串联线 性电阻。随后发展多间隙，构成多间隙又串又并联线性电阻的 防雷保护装置。 4、1907~1920年，发明了氧化铝和氧化铅电阻器来替代多间 隙串并联线性电阻，这是阀式避雷器的原型。 5、1920~1930年，又将氧化铝和氧化铅避雷器加装外串羊角 放电间隙，或内串间隙。比较广泛地采用羊角放电间隙与消弧 线圈配合使用。 6、1930~1940年，发明了碳化硅非线性电阻片。使阀式避雷 器起了质的变化。 7、1940~1950年，碳化硅阀式避雷器迅速发展和普及。至今， 我国仍在采用这种普阀避雷器。即我国第一代阀式避雷器。

发电机的差动保护整定计算.doc

百度文库- 让每个人平等地提升自我 1、发电机差动保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 =～I gn/n a式中：I gn——发电机额定电流 n a——电流互感器变比 0.2 * 10190 取=（～） I gn/n a= = 12000/ 5 本保护选择 =1A （2）制动特性拐点的选择 当定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特 性，因此，拐点 1 电流选择大于发电机额定电流，本保护选拐 点 1 为 5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选 拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按照外部短路电流下，差动保护不误动来整定。 =K rel *K ap*K cc*K er 式中： K rel——可靠系数，取～ K ap——非周期分量系数，取～ 2 K cc——互感器同型系数，取 K er ——互感器变比误差系数，取 取各系数最大值，则 =*2**= 考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全起 见，宜适当提高制动系数值，取K1=30%，根据厂家说明书K2推荐值为 80%-100%，本保护取 K2=80%。

原保护为单斜率，定值为K1=30%。 保护动作于全停，启动快切，启动断路器失灵。 2、主变差动及速断保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 按躲过变压器额定负载时的不平衡电流来整定。 =K rel (K er +△U+△m)I n/n a式中： I n——变压器额定电流 n a——电流互感器变比 K rel——可靠系数，取～ K er——电流互感器的变比误差， 10P型取 *2 ，5P 型和 TP型取 *2 △U——变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值） △m——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取 在工程实用整定计算中可选取 =（～）I n/n a，一般工程宜采用不 0.4 * 882.7 小于 I n/n a。取 =n a== 本保护选取 = （2）制动特性拐点的选择 拐点 1 定值要求大于强迫冷循环情况下的额定电流，小于紧急 情况下的过负荷电流，本保护取5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按区外短路故障，差动保护不误动来整定。

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

过电压保护

电力电子器件的保护 一 、过电压保护 电力电子装置中可能产生的过电压外分为外因过电压和内因过电压两类。外因过电压主要来自雷击和系统中的由分闸、合闸等开关操作引起的。电力电子装置中，电源变压器等储能元器件，会在开关操作瞬间产生很高的感应电压。 内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，包括： （1）换相过电压：由于晶闸管或者与全控器件反并联的续流二极管在换相结束不能立刻恢复阻断能力，因而有较大的反向电流过，使残存的载流子恢复，而当其恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。 （2）关断过电压：全控型器件在较高频率下工作，当器件关断时，因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。 电力电子电路常见的过电压有交流测过电压和直流测过电压。常用的过电压保护措施及配置位置如图1-1所示。 S F RV RCD T D C U M RC 1 RC 2 RC 3 RC 4 L B S DC 图9-10 过电压保护措施及装置位置 F ─避雷器 D ─变压器静电屏蔽层 C ─静电感应过程电压抑制电容 1RC ─阀测浪涌过电压抑制用RC 电路 2RC ─阀测浪涌过电压抑制用反向阻断式RC 电路 RV─压敏电阻过电压抑制器 3RC ─阀器件换相过电压抑制用RC 电路 4RC ─直流测RC 抑制电路 RCD─阀器件关断过电压抑制用RCD 电路

过电压保护所使用的元器件有阻容吸收电路、非线性电阻元件硒堆和压敏电阻等，其中RC 过电压抑制电路最为常见。由于电容两端电压不能突变，所以能有效抑制尖峰过电压。串联电阻能消耗部分产生过电压的能量，并抑制回路的振荡。 视变流装置和保护装置点不同，过电压保护电路可以有不同的连接方式。图9-11所示为RC 过电压抑制电路用于交流测过电压抑制的连接方式。 + -+ -a) b) 网侧 阀侧 直流侧 C a R a C a R a C dc R dc C dc R dc C a R a C a R a 图9-11 RC 过电压抑制电路联结方式 a)单相 b)三相 二、过电流保护 过电流分为过载和短路两种情况。过流保护常采用的有快速熔断器、直流快速断路器、过电流继电器保护措施，以晶闸管变流电路为例，其位置配置如图2-1所示。

发电机定子单相接地保护

发电机定子绕组单相接地保护方案综述 发布: 2009-8-07 09:59 | 作者: slrd8888 | 查看: 882次 1 前言 定子绕组单相接地故障是发电机最常见的一种故障，而目往往是更为严重的绕组内部故障发生的先兆，因此定子接地保护意义重大。目前实际应用中比较成熟的定子接地保护有基波零序电压保护、三次谐波电压保护及二者组合构成的保护，国外的发电机中性点大都是经高阻接地，较多的采用的是外加电源式的保护。近十几年微机保护的飞速发展，为新保护原理的开发提供了强大的硬件平台和广阔的软件空间。其中基于自适应技术、故障分量原理和小波变换的保护比较突出，它们有力地推动了单相接地保护技术的发展。 扩大单元接线的发电机定子接地保护迫切需要具有选择性的保护方案，由于零序方向保护自身的缺陷、基于行波原理的保护在理论和技术上尚不够成熟，因此将小波变换应用到选择性定子接地保护有着重要的意义。 2 定子绕组单相接地保护方案 发电机定子绕组单相接地时有如下特点：内部接地时，流经接地点的电流为发电机所在电压网络对地电容电流的总和，此时故障点零序电压随故障点位置的改变而改变；外部接地故障时，零序电流仅包含发电机本身的对地电容电流。这些故障信息对接地保护非常重要，下面就介绍几种定子接地保护方法。 2.1 零序电流定子接地保护 由单相接地故障特点可知，对直接连在母线上的发电机发生内部单相接地时，外接元件对地电容较大，接地电流增大超过允许值，这就是零序电流接地保护的动作条件。这种保护原理简单，接线容易。但是当发电机中性点附近接地时，接地电流很小，保护将不能动作，因此零序电流保护存在一定的死区。 2.2 基波零序电压定子接地保护

发电机差动保护原理

发电机差动保护原理

5.1 发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ≥ I op.0 ( I res ≤ I res.0 时) I op ≥ I op.0 + S(I res – I res.0) ( I res > I res.0 时) 式中：I op 为差动电流，I op.0为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I res.0为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零； b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护

该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： ??????????=?-Λ?2.2223sen j e e I U R P ? 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2. U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： P e I U R ε>?????????Λ?22' 2.22'sen j e I I ?-ΛΛ?=? 实际应用动作判据综合为： u U ε>??2 i I ε>??2 ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > εP (εu 、εi 、εP 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保