八章-发电机保护课件.ppt
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- 发电机 保护 课件
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1、电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理 主讲主讲教师教师:焦彦军焦彦军华北电力大学电自教研室华北电力大学电自教研室11/10/2022第八章 发电机保护8-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置8-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护8-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护8-8-4 4 发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护8-5 8-5 发电机转子接地保护发电机转子接地保护8-6 8-6 发电的失磁保护发电的失磁保护8-7 8-7 发电机负序过电流保护发电机负序过电流保护8-88-8发电机失步保护发电机失步保
2、护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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ABC定子绕组及引出线上的相间短路v发电机发电机纵差动保护纵差动保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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ABC定子绕组匝间短路v发电机纵向基波零序电压保护发电机纵向基波零序电压保护v发电机不完全发电机不完全纵差保护纵差保护v发电机裂相横差保护发电机裂相横差保护v发电机单元件横差保护发电机单元件横差保护ABC11/10/20228-18-1发电机
3、的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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ABC定子绕组单相接地短路v发电机定子绕组单相接地发电机定子绕组单相接地保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置+-fUfI二、发电机转子故障及保护配置转子绕组一点接地转子绕组两点接地v转子绕组一点接地保护v转子绕组两点接地保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置+-fUfI二、发电机转子故障及保护配置低励和失磁v发电机低励和失磁保护励
4、磁机励磁机励磁变励磁变11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR区外短路引起的区外短路引起的过电流过电流 v负序过电流及低电压过电流保护;负序过电流及低电压过电流保护;v复合电压启动的过电流保护;复合电压启动的过电流保护;v过电流保护;过电流保护;v带电流记忆的低压过流保护。带电流记忆的低压过流保护。定子过热定子过热11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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Q
5、FQF1QF2+-ZBACR区外区外不对称不对称短路引起的短路引起的负序过电流负序过电流 v负序过电流保护;负序过电流保护;转子过热转子过热11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR过负荷(对称负荷引起定子绕组过过负荷(对称负荷引起定子绕组过电流)电流)v过过负荷负荷保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR过励磁(频率下
6、降或电压升高引起)过励磁(频率下降或电压升高引起)v过过励磁励磁保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR转子绕组过负荷转子绕组过负荷 v转子绕组过负荷转子绕组过负荷保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR失步失步 v失步失步保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的
7、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QFQF1QF2+-ZBACR低频、过频低频、过频 v频率异常频率异常保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR过电压过电压 v过电压过电压保护保护误强励、甩负荷误强励、甩负荷11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR逆功率逆功率 v逆功率逆功率保护保护误关
8、主汽门误关主汽门11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR误上电误上电 11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR误上电误上电 v误上电误上电保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、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QFQF1QF2+-ZBACR其它其
9、它 v起停机起停机保护保护、断路器断口闪络保护、断路器断口闪络保护v非电量非电量保护保护11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置四、发电机保护的动作方式QFQF1QF2+-ZBACR(1 1)停机)停机停汽机、停锅炉、断开高停汽机、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。侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置四、发电机保护的动作方式QFQ
10、F1QF2+-ZBACR(2 2)解列灭磁)解列灭磁断开高压则断路器、断开高压则断路器、灭磁、断开高压厂用变低压侧断路器、汽灭磁、断开高压厂用变低压侧断路器、汽轮机甩负荷。轮机甩负荷。11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置四、发电机保护的动作方式QFQF1QF2+-ZBACR(3 3)解列)解列断开高压则断路器、汽断开高压则断路器、汽轮机甩负荷。轮机甩负荷。11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置四、发电机保护的动作方式QFQF1QF2+-ZBACR
11、(4 4)程序跳闸)程序跳闸保护先动作于跳主汽门,然后保护先动作于跳主汽门,然后经过逆功率继电器的延时接点和主汽门跳闸后的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常闭接点串联,动作于跳发电机动作于跳发电机-变压器组的出口变压器组的出口断路器断路器,实现发电机组与系统解列并灭磁。实现发电机组与系统解列并灭磁。11/10/20228-18-1发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置发电机的故障、不正常运行状态及其保护配置四、发电机保护的动作方式QFQF1QF2+-ZBACR(5 5)减出力)减出力减少原动机的输出功率。减少原动机的输出功率。(6 6)减励磁)减励磁减小励磁电流。减小励
12、磁电流。(7 7)母线解列)母线解列对双母线系统,断开母联开关,对双母线系统,断开母联开关,缩小故障波及范围。缩小故障波及范围。(8 8)信号)信号发出警示信号。发出警示信号。11/10/20228-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护一、一、发电机纵联差动保护基本原理发电机纵联差动保护基本原理+dIdIdITINITANTdnIII/发电机正常运行时发电机正常运行时0发电机定子绕组发发电机定子绕组发生相间短路时生相间短路时TANTdnIII/TAFnI/11/10/20228-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护一、一、发电机纵联差动保护基本原理发电机纵联差动保护基本原理+d
13、IdIdITINI保护动作判据保护动作判据setdII TAKTAstnprelsetnIKKKKI/max.其中其中11/10/20228-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护二、二、比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护resresdopdIKIII0.动作判据动作判据00.opIdIresIresK0.0.0.0.0.,)(,resresresresopdresresopdIIIIKIIIIII00.opIdIresIK0.resImax.resI制动系数制动系数斜率斜率11/10/20228-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护
14、二、二、比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护制动电流制动电流TANTresnIII/5.00)180cos(,00)180cos(,/)180cos(000当当TANTresnIII比率制动特性比率制动特性的制动电流的制动电流标积标积制动特性制动特性的制动电流的制动电流11/10/20228-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护二、二、比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护比率制动特性和标积制动特性的纵联差动保护A相比率制动元件相比率制动元件负序电压判别元件负序电压判别元件定子一点单相接地开入定子一点单相接地开入TA断线判别元件断线判别元件
15、差流越限判别元件差流越限判别元件跳跳闸闸差流越限告警差流越限告警TA断线断线B相比率制动元件相比率制动元件C相比率制动元件相比率制动元件2t0+&1&111t0+&111/10/20228-28-2发电机纵联差动保护发电机纵联差动保护三、三、发电机不完全纵联差动保护发电机不完全纵联差动保护+dIdIdITINI11/10/20228-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护ABC+dIdI1I1I 1I1I 一、一、发电机横差保护构成原理发电机横差保护构成原理裂相横差保护构成原理图裂相横差保护构成原理图11/10/20228-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护一、一、发电机横差保
16、护构成原理发电机横差保护构成原理单元件单元件横差保护构成原理图横差保护构成原理图ABC+dI1I1I 1I1I 11/10/20228-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护一、一、发电机横差保护构成原理发电机横差保护构成原理转子一点转子一点接地接地保护保护开入开入交流回路异常监测交流回路异常监测元件元件跳闸跳闸告警告警单元件横差单元件横差元件元件2t01t0&1v单元件横差元件的单元件横差元件的三次谐波的滤过比应不小于三次谐波的滤过比应不小于8080。v当发生发电机转子偏心、励磁回路两点接地时,横差保护有当发生发电机转子偏心、励磁回路两点接地时,横差保护有可能动作。可能动作。v当发生励
17、磁回路一点接地故障后,为防止可能出现的瞬时两当发生励磁回路一点接地故障后,为防止可能出现的瞬时两点接地时横差保护误动作,经延时出口跳闸。点接地时横差保护误动作,经延时出口跳闸。11/10/2022二、二、发电机纵向基波零序电压保护发电机纵向基波零序电压保护8-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护AEBECE100/3eU03U11/10/2022二、二、发电机纵向基波零序电压保护发电机纵向基波零序电压保护8-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护负序功率方向元件负序功率方向元件纵向基波零序电压元件纵向基波零序电压元件TA断线判别元件断线判别元件跳闸跳闸TA断线断线TV断线判别元件
18、断线判别元件负序电压元件负序电压元件负序电流元件负序电流元件TV断线断线机端三相无电流机端三相无电流&11t02t0判断发电机是否并网判断发电机是否并网防止外部不对称短路时保护误动防止外部不对称短路时保护误动三次谐波滤过比大于三次谐波滤过比大于808011/10/2022三、三、发电机负序功率方向保护发电机负序功率方向保护8-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护TI.2NI.2kU.22U2UTI.2NI.2TI.2NI.2kU.22U2UTI.2NI.211/10/2022三、三、发电机负序功率方向保护发电机负序功率方向保护8-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护2UTI.2
19、NI.22UTI.2NI.2TI.2NI.2kI.22UTI.2NI.2kI.22U11/10/2022跳闸跳闸机端三相无电流机端三相无电流30ms2U2I2P2I2P2U&1&0100ms三、三、发电机负序功率方向保护发电机负序功率方向保护8-38-3发电机匝间短路保护发电机匝间短路保护11/10/20228-8-4 4 发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护gCAEBECENZtCCI-103I一、一、发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点1.1.发电机定子绕组发电机定子绕组距中性点距中性点 处处单相接地单相接地短路短路11/10
20、/2022gCAEBECENZtCCI-103ICAkACBkBkCEEUEEUU 0kAkCkBkAkEUUUU)(31)(011/10/2022gCAEBECENZtCCI-103ICAACBBCCEEUEEUEU)1(kACBAEUUUU)(31)(011/10/2022gCAEBECENZtCCI-103IkgCCggCBBggCAAgCEICEEICEEI)1()()(gACgBgAggCEIIII)(310.0.gIAgIBgICgI0.gIgCU)(011/10/2022gCAEBECENZtCCI-103IktCCttCBBttCAAtCEICEEICEEI)1()()(AtI
21、BtICtI0.tItACtBtAttCEIIII)(310.tCU)(011/10/2022gCAEBECENZtCCI-103IkgCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0.gI0.tI11/10/20228-8-4 4 发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护一、一、发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点1.1.发电机定子绕组发电机定子绕组距中性点距中性点 处处单相接地单相接地短路短路gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0.gI0.tI(1 1)忽略各相电流在发电机绕组上的压降,机端的)忽略各相电流在发电机绕组上的
22、压降,机端的零序电压和故障处的零序电压相等。零序电压和故障处的零序电压相等。11/10/20228-8-4 4 发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护一、一、发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点1.1.发电机定子绕组发电机定子绕组距中性点距中性点 处处单相接地单相接地短路短路gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0.gI0.tI(2 2)当发电机定子绕组发生接地短路时,)当发电机定子绕组发生接地短路时,测量的零序电流为测量的零序电流为发电机外部等值电容的零序电流;当发电机外部发生接地短路发电机外部等值电容的零序电流;当发电机
23、外部发生接地短路时,测量的时,测量的零序电流为零序电流为发电机发电机对地对地电容的零序电流。电容的零序电流。11/10/20228-8-4 4 发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护一、一、发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点发电机定子绕组单相接地时基波零序分量的特点1.1.发电机定子绕组发电机定子绕组距中性点距中性点 处处单相接地单相接地短路短路gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0.gI0.tI(3 3)零序电压)零序电压及及零序电流,其大小和故障点位置有关,故零序电流,其大小和故障点位置有关,故障点距离发电机中性点越近,数值越小,反之越大。障点距离发电机中性
24、点越近,数值越小,反之越大。11/10/2022gCENZtCCI-103I)(0kU)(0U0.gI0.tI例:发电价的额定电压例:发电价的额定电压kVUe20FCg284.0FCt016.0NZACCUItgeC26.3)(33AMWkVAMWkVAMWkVAMWkV13002018220012575.158.133100505.104503.6规程规定允许的规程规定允许的接地短路电流为接地短路电流为:11/10/2022AEBECE【发电机发电机中性点接地方式】中性点接地方式】AEBECENX欠补偿方式欠补偿方式AEBECER20000/23020000/23042.0R3176R例例1
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