發(fā)電機變壓器繼電保護裝置

1、發(fā)電機變壓器繼電保護裝置（發(fā)電機變壓器繼電保護裝置（WFBZ01）第一講第一講 發(fā)電機的故障、不正常工作狀態(tài)及保護配置發(fā)電機的故障、不正常工作狀態(tài)及保護配置 發(fā)電機保護是保護發(fā)電機免受短路故障損壞的重要自動裝置。當發(fā)電機內部短路故障時，繼電保護裝置在很短的時間內發(fā)出動作命令，保護發(fā)電機免受短路電流的損壞。主講人：謝明之發(fā)電機的故障類型： a、發(fā)電機定子繞組相間短路（d1故障）； b、發(fā)電機定子繞組匝間短路 （1）繞組同相同分支匝間短路（d2故障） ； （2）繞組同相不同分支匝間短路（d3故障） ； c、發(fā)電機定子繞組單相接地短路； d、發(fā)電機轉子勵磁回路一點或兩點接地（d4故障） ； e、失磁

2、（低勵）故障。發(fā)電機的不正常工作狀態(tài)： a、定子繞組過電流和定子過負荷； b、定子繞組負序過電流和負序過負荷； 由于外部不對稱短路和不對稱負荷引起。 c、調速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)電機突然甩負荷引起的過電壓； d、由于主汽門突然關閉引起的發(fā)電機逆功率 ； e、由于勵磁回路故障或強行勵磁時間過長引起的轉子過負荷； f、 發(fā)電機頻率上升或下降針對發(fā)電機故障和不正常運行狀態(tài)，應該配置的發(fā)電機保護： a、縱聯(lián)差動保護，反應發(fā)電機定子繞組及引出線相間短路； b、定子繞組匝間短路； c、定子單相接地保護； d、過電流保護 ； e、對稱過負荷保護； f、 勵磁回路接地保護 g、失磁保護 h、 失步保護 I、轉子過

3、負荷保護 j、逆功率保護 k、定子繞組過電壓保護 L、發(fā)電機過勵磁保護發(fā)電機保護的配置：220KVTA01TA02*TA1TV1TA6TA5TA7TA8TA9TA10TV5TV6TV2TV3*TA11TA1251ST:復合電壓過流保護21:阻抗保護51N2:零序電流保護51ST:復合電壓過流保護51A:A分支過流保護51B:B分支過流保護51ET:勵磁變過流保護勵磁變過負荷保護40: 誤上電保護51N1:間隙零序電流保護母線PT切換來64G: 95%定子接地64F1:轉子一點接地64F2:轉子兩點接地21: 阻抗保護51V: 復合電壓過流51: 對稱過負荷46: 不對稱過負荷40: 發(fā)電機失磁

4、78: 發(fā)電機失步32R: 逆功率32RP:程序逆功率59: 過電壓95G: 過勵磁81: 低頻60: 電壓平衡51: 啟停機保護64G: 100%定子接地59N: 匝間保護發(fā)電機保護的動作方式：（1）全停（停機）：快速停汽機、停鍋爐、斷開高壓側斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變壓器低壓側斷路器、使機爐及其輔機停止工作。（2）解列滅磁：斷開發(fā)電機或發(fā)變組斷路器和廠用分支斷路器、滅磁，原動機甩負荷。（3）解列：斷開發(fā)電機或發(fā)變組斷路器，原動機甩負荷。（4）降低勵磁。（5）減出力：將原動機出力減至給定值。（6）縮小故障范圍（母線解列）：斷開母聯(lián)或分段斷路器。（7）程序跳閘：對于汽輪發(fā)電機，先關主汽門，待

5、逆功率繼電器動作后再斷開發(fā)電機或發(fā)變組斷路器并滅磁。（對于水輪機，先將導水葉關到空載位置，待逆功率繼電器動作后再斷開發(fā)電機或發(fā)變組斷路器并滅磁）（8）信號：發(fā)出聲光信號。發(fā)電機保護的動作方式：第二講第二講 發(fā)電機的差動保護發(fā)電機的差動保護電流差動原理應用在發(fā)電機中構成發(fā)電機差動保護。第三講第三講 發(fā)電機的匝間短路保護一、裂相橫聯(lián)差動保護，可以反應相間短路和匝間短路故障A相裂相差動電流： ，如果 ，認為故障。B相裂相差動電流： ，如果 ，認為故障。C相裂相差動電流： ，如果 ，認為故障。21.aaAcdIIIsetAcdII.21.bbBcdIIIsetBcdII.21.ccCcdIIIsetA

6、cdII. 發(fā)電機的匝間短路保護二、單元件橫聯(lián)差動保護動作條件是： ，其中 是動作整定值setHCIIsetI單元件橫聯(lián)差動保護可以反應相間短路和匝間短路故障。 發(fā)電機的匝間短路保護三、反應零序電壓的匝間短路保護（縱向零序過電壓保護）當發(fā)電機內部發(fā)生匝間短路或發(fā)生對中性點不對稱的各種相間短路時，TV輸出縱向基波零序電壓，縱向零序電壓保護正確動作。動作判據(jù)：ZUU 03 發(fā)電機的匝間短路保護四、故障分量負序方向保護發(fā)電機機端故障分量的三相總負序功率為：22222332 .IUReIURPejesen微機故障分量負序方向保護的動作判據(jù)為：peIUR22第四講第四講 發(fā)電機定子繞組接地保護正常情況下

7、,發(fā)電機三相電壓中的基波零序電壓3Uo很??；當定子繞組單相接地故障時,就出現(xiàn)3Uo。利用基波零序電壓構成定子繞組單相接地保護，采用過電壓繼電器，其動作電壓為 ：反應基波零序電壓的發(fā)電機接地保護（橫向零序過電壓保護）)0(03unbrelUKU 單相接地基波零序電壓保護只能保護定子繞組靠近機端的85%左右。 發(fā)電機定子繞組接地保護100%保護區(qū)的定子單相接保護： 由兩種保護共同組成（1）基波零序過電壓保護（2）三次諧波零序電壓保護基波零序過電壓保護負責定子繞組靠近機端85 的部分；三次諧波零序電壓保護負責定子繞組靠近中性點的15部分。第五講第五講 起停機定子接地保護起停機定子接地保護作為發(fā)電機升

8、速升勵磁尚未并網(wǎng)前的定子接地短路故障的保護。起停機定子接地保護也是一種橫向零序過電壓保護。其橫向零序電壓取自發(fā)電機中性點側。起停機定子接地保護的邏輯框圖動作判據(jù)：setUU 03setU是零序電壓動作門檻值，一般取10V（二次側）第六講第六講 發(fā)電機的電流、電壓保護發(fā)電機后備保護也可采用低電壓起動的過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流加單相式低電壓起動的過電流保護、阻抗保護。一、復合電壓起動的過電流保護 同變壓器的復合電壓起動的過電流保護。 動作條件是： （1）（相）過電流， 是相電流動作整定值。 （2）（相）低電壓， （3）負序過電壓， 復合電壓起動的過電流保護必須同時滿足上述3個

9、條件后才能起動。 復合電壓起動的過電流保護的靈敏度比過電流保護高。actactIII,NactactUUUU)6 . 05 . 0(,nactactUUUU1 . 0,2 .2 .2 發(fā)電機的電流、電壓保護二、負序電流保護對于容量為5萬kW以上的發(fā)電機，需配置負序電流保護。不對稱負荷或故障引起的定子繞組負序電流的危害：在轉子本體和各部件上感應電流，導致轉子過熱，甚至燒傷轉子。負序電流危害產(chǎn)生的原因：（1）定子繞組負序電流產(chǎn)生的定子合成磁場與正序電流產(chǎn)生的磁場轉向相反，即逆轉子旋轉方向的旋轉。相對于轉子來說以2倍同步轉速相對旋轉。（2）負序電流產(chǎn)生的定子合成磁場切割轉子，會在轉子本體和各部件（如

10、阻尼條）上感應兩倍工頻的渦流。（3）由于轉子本體和各部件的自阻抗很小，渦流很大，導致轉子過熱，甚至燒壞轉子本體表面及阻尼條。（4）使發(fā)電機轉子產(chǎn)生100HZ的交變振動發(fā)電機承受負序電流的能力：發(fā)電機定子繞組流過一定負序電流時，不使轉子損壞的可以經(jīng)受該負序電流存在的時間。定子負序電流越大，發(fā)電機可以承受的時間越短；定子負序電流越小，發(fā)電機可以承受的時間越長。發(fā)電機轉子發(fā)熱所容許的負序電流 （標么值）和時間t 之間的關系可以表示為：2I22IAt防止定子負序電流危害的措施是配置負序電流保護。（1）負序定時限過電流保護，分為兩段。（2）負序反時限過電流保護第七講第七講 發(fā)電機勵磁回路接地保護發(fā)電機轉子一點接地保護的作用是防止勵磁回路兩點接地故障。發(fā)電機勵磁回路兩點接地故障的危害：（1）使轉子磁場畸變，力矩不平衡，轉子劇烈振動；（2）很大的故障電流燒壞勵磁線圈和轉子本體；（3）勵磁回路兩點接地使汽輪機磁化。發(fā)電機轉子一點接地保護（乒乓式勵磁回路一點接地保護）的工作原理：U1+-U3-+R1RRgRU2+-+勵 磁 繞 組RRS1S2通過切換電橋兩臂電阻值的大小，并利用在不同狀態(tài)下測量的U1,U2,U3的電壓，計算出勵磁繞組對地的絕緣電阻，從而判斷勵磁回路狀態(tài)的好壞，即是否發(fā)生一點接地故障。第八講第八講 發(fā)電機的失磁保護發(fā)電機失磁是