发电机横差保护

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,7.3 发电机的匝间短路保护,在容量较大的发电机中，每相绕组有,两个并联支路,，每个支路的,匝间或支路之间,的短路称为,匝间短路故障,。由于纵差保护不能反映同一相的匝间短路，当出现同一相匝间短路后，如不及时处理，有可能发展成相间故障，造成发电机严重损坏，因此，在发电机上应该装设定子绕组的匝间短路保护 。,,1、横联差动保护,切换片正常运行时投1~2位置,保护不带延时。,,转子一点接地时，投1~3位置，保护带延时，,,为转子两点接地故障做好准备。,保护装设了3次谐波,,滤过器，降低保护动作,,电

2、流，提高灵敏度。,,,正常运行或外部短路时，每一分支绕组供出该相电流的一半，流过中性点连线的电流只是不平衡电流，故保护不动作。,发生定子绕组匝间短路，故障相绕组的两个分支的电势不相等，因而在定子绕组中出现环流，该电流大于保护的动作电流，则保护动作，跳开发电机断路器及灭磁开关。,,保护动作值：,,动作电流：,电流互感器变比：,缺点,①单相分支匝间短路的较小时，即,短接的匝数较少,时，存在动作死区。,②同相两分支间匝间短路，当,短路点位置差别较小,时，也存在死区。,,2、反应零序电压的匝间短路保护,原理：当发电机定子绕组发生匝间短路,,时，,机端三相电压对发电机中性点不对,,称,，出现零序电压。,

3、,零序电压继电器的动作电压按躲过正常,,运行时的不平衡电压整定。,要求,：为防止TV回路断线时造成保护误,,动作，需要装设电压回路断线闭锁装置。,反应零序电压的匝间短路保护，还能反应定子绕,,组开焊故障。该保护原理简单，灵敏度较高，适,,于中性点只有3个引出端的发电机匝间短路保护。,,3、反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护,原理,：匝间短路在转子绕组出现2次谐波电流 ，利用此特点构成保护。,,正常运行、三相对称短路及系统,,振荡时，发电机定子绕组三相电流,,对称，保护不会动作。,发电机不对称运行,,或不对称短路时,转子回路中将出现2次谐波电流。,,为了避免保护的误动，,,采用负序功率方向继

4、电器闭锁的措施。,原因：匝间短路时的负序功率方向,,与不对称运行时或发生不对称短,,路时的负序功率方向相反。,,4、发电机定子绕组单相接地保护,定子绕组单相接地的危害,,接地电流会产生电弧，,,烧伤铁芯，使定子绕,,组铁芯叠片烧结在一起，,,造成检修困难。,接地电流会破坏,,绕组绝缘，扩大,,事故，若一点接,,地未及时发现，,,很有可能发展成,,绕组的匝间或相,,间短路故障，严,,重损伤发电机。,,接地电流允许值,：,,发电机额定电压（KV),发电机额定容量（MW),接地电流允许值（A),6.3,小于等于50,4,10.5,50~100,3,13.8~15.75,125~200,2,18~20

5、,300,1,,对大中型发电机定子绕组单相接地保护的基本要求：,绕组有,100%的,,保护范围,。,在绕组匝内发生,经,,过渡电阻接地,故障时，,,保护应有足够灵敏度,。,,1、反应基波零序电压的接地保护,每相对地电压为：,故障点零序电压：,结论,：故障点零序电压与α成正比，,,故障点离中性点越远，零序电压越高。,,在机端接地时：,在中性点处接地时：,,保护构成：,1）反映零序电压保护原理接线,缺点：保护在离,中性点附近接地,存在动作死区。,,提高,,保护,,灵敏,,度措,,施：,加装3次谐波滤过器。,高压侧中性点直接接地,,电网中，利用保护延时躲,,过高压侧接地故障。,高压侧中性点非直接接地

6、,,电网中，利用高压侧接地,,出现的零序电压闭锁或者,,制动发电机接地保护。,注意：在中性点附近接地仍有,5%的死区,。,,2、反应基波零序电压和3次谐波电压,,构成的发电机定子100%接地保护,在发电机相电势中，除基波之外，还含有一定分量的谐波，其中主要是3次谐波，3次谐波值一般不超过基波10%。,1）正常运行时定子绕组中3次谐波电压分布,,,机端3次谐波电压：,中性点谐波电压：,比值：,结论,：正常运行时，机端3次谐波电压总,,是小于中性点3次谐波电压。,,2）定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布,有,其比值为：,结论,,零序电压随α变化特性：,结,,论,正常情况：机端3次谐波,,小于,中

7、性点处3次谐波电压；,当离中性点处不足50%的范,,围内接地，机端3次谐波电,,压,大于,中性点处3次谐波电压 。,原理：利用机端3次谐波电压作为,,动作量,，利用中性点处3次谐波电压,,作为,制动量,，构成接地保护，越靠近,,中性点保护越灵敏。可与其它保护,,一起构成发电机定子100%接地保护。,,,,7.4发电机负序电流保护,,为了提高不对称短路的灵敏度，可采用负序电流保护，同时还可以防止转子回路的过热。,发电机承受负序电流的能力，是负序电流保护的整定依据之一。,,发电机能长期承受的负序电流值由转子各部件能承受的温度决定，通常为额定电流的4%到10%。,,发电机承受负序电流的能力，与负序电

8、流通过的时间有关，时间越短，允许的负序电流越大，时间越长，允许的负序电流越小。,,短时承受负序电流能力表达式:,,发电机在任意时间内承受负序电流的能力,,,,,1、定时限负序电流保护,,对于中、小型发电机，负序过电流保护大多采用两段式定时限负序电流保护，定时限负序电流保护由动作于信号的负序过负荷保护和动作于跳闸的负序过电流保护组成。,,,,负序过电流保护的动作电流，按发电机短时允许的负序电流整定。,,两段式定时限负序电流保护接线简单，即能反应负序过负荷，又能反应负序过电流，对保护范围内故障有较高的灵敏度。在变压器后短路时，其灵敏度与变压器的接线方式无关。,,2、反时限负序电流保护,,反时限特性是指电流大时动作时限短，而电流小时动作时限长的一种时限特性。通过适当调整，可使保护时限特性与发电机的负荷发热允许电流曲线相配合。,,或,——修正常数（考虑到转子的散热条件）,,