發(fā)電機的保護課件

1、發(fā)電機的故障類型1、定子繞組相間短路損害：發(fā)電機線圈燒損、線棒受力移位、發(fā)電機振動2、定子繞組一相的匝間短路損害：磁路不對稱引起發(fā)電機振動、發(fā)電機電壓、電流不對稱3、定子繞組單相接地損害：發(fā)電機鐵心燒損，轉(zhuǎn)子局部發(fā)熱、4、轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地損害：發(fā)電機振動、轉(zhuǎn)子發(fā)熱、燒損5、轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流消失（失磁）損害：發(fā)電機失步、系統(tǒng)電壓降低第1頁，共43頁。發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)1、由于外部故障引起的定子繞組過電流2、對稱過負荷3、由于外部不對稱短路或不對稱負荷（非全相）引起的發(fā)電機負序和過負荷4、由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓5、勵磁回路故障或強勵時間過長引起轉(zhuǎn)子繞組過負荷6、汽機主

2、汽門突關(guān)引起發(fā)電機逆功率第2頁，共43頁。我廠發(fā)電機的保護1、發(fā)電機差動保護2、發(fā)電機匝間保護3、定子接地保護（零序電壓保護、三次諧波電壓保護）4、轉(zhuǎn)子接地保護（一點接地保護、兩點接地保護）5、定子過負荷保護6、負序過負荷保護7、失磁保護8、失步保護第3頁，共43頁。我廠發(fā)電機的保護9、逆功率保護10、頻率保護11、誤上電保護12、啟停機保護13、發(fā)電機后備保護14、發(fā)電機過電壓保護15、發(fā)電機過勵磁保護16、斷水保護（熱工保護）17、汽機保護第4頁，共43頁。1、發(fā)電機縱差保護反應(yīng)發(fā)電機定子相間短路，保護發(fā)電機定子。我廠發(fā)電機差動保護包括：差動速斷、比率差動、工頻變化量差動三種，均投跳閘。差

3、動速斷比率差動第5頁，共43頁。1、發(fā)電機縱差保護一般的差動繼電器均選用比率差動，主要是為解決區(qū)外故障時，故障電流引起的不平衡電流對差動繼電器的影響。當(dāng)區(qū)外故障電流增大時，不平衡電流會增大，制動電流也增大，比率差動特性可讓定值也隨制動電流也增大而抬高，此特性能躲過不平衡電流。由于硬件的限制，以前的特性大都為直線特性，動作特性隨制動電流也增大與不平衡電流隨區(qū)外故障電流增大不匹配，降低了非線性部分的靈敏度，這種光滑的曲線特性能可提高這部分的靈敏度，而不引起誤動。工頻變化量差動發(fā)電機、變壓器內(nèi)部輕微故障時，穩(wěn)態(tài)差動保護由于負荷電流的影響，不能靈敏反應(yīng)。為此本裝置配置了主變壓器工頻變化量比率差動保護、

4、發(fā)電機工頻變化量比率差動保護，并設(shè)有控制字方便投退。動作結(jié)果：跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第6頁，共43頁。2、發(fā)電機匝間保護用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路、分支開焊故障以及相間短路的主保護。反應(yīng)發(fā)電機匝間短路的保護有橫差保護和縱向零序電壓保護。目前我廠只投縱向零序電壓保護，延時0.2s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機?？v向零序電壓保護，裝設(shè)在發(fā)電機出口專用TV開口三角上的縱向零序電壓, 用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路的保護。第7頁，共43頁。2、發(fā)電機匝間保護第8頁，共43頁。3、發(fā)電機相間后備保護A、兩段阻抗保護，作為發(fā)電機相間后備保護，電流取中性點電流。動作于

5、跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第9頁，共43頁。3、發(fā)電機相間后備保護B、復(fù)合電壓過流保護作為發(fā)電機、變壓器、高壓母線和相鄰線路故障的后備。復(fù)合電壓過流設(shè)兩段定值各一段延時, 第段動作于跳母聯(lián)開關(guān)或其他開關(guān)。復(fù)合電壓過流段, 動作于停機。動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第10頁，共43頁。3、發(fā)電機相間后備保護第11頁，共43頁。4、發(fā)電機定子接地保護 A、零序電壓定子接地保護 基波零序電壓保護發(fā)電機8595的定子繞組單相接地。不經(jīng)延時告警，延時3s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。 第12頁，共43頁。4、發(fā)電機定子接地保護 第13頁，共43頁

6、。4、發(fā)電機定子接地保護 B、三次諧波電壓比率定子接地保護三次諧波電壓比率判據(jù)只保護發(fā)電機中性點25左右的定子接地，機端三次諧波電壓取自機端開口三角零序電壓，中性點側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點TV。機組并網(wǎng)前后，機端等值容抗有較大的變化，因此三次諧波電壓比率關(guān)系也隨之變化，本裝置在機組并網(wǎng)前后各設(shè)一段定值，隨機組出口斷路器位置接點變化自動切換。延時5s動作于報警。第14頁，共43頁。4、發(fā)電機定子接地保護 第15頁，共43頁。5、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護 A、轉(zhuǎn)子一點接地保護反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子對大軸絕緣電阻的下降。保護動作于延時9S報警。第16頁，共43頁。5、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護第17頁，共43頁。5

7、、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護B、轉(zhuǎn)子兩點接地保護若轉(zhuǎn)子一點接地保護動作于報警方式，當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻Rg小于普通段整定值，轉(zhuǎn)子一點接地保護動作后，經(jīng)延時自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護，當(dāng)接地位置改變達一定值時判為轉(zhuǎn)子兩點接地，延時1.5s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。我廠正常時只投A屏轉(zhuǎn)子兩點接地，B屏轉(zhuǎn)子兩點接地壓板 第18頁，共43頁。5、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護第19頁，共43頁。6、發(fā)電機定子過負荷保護定子過負荷保護反應(yīng)發(fā)電機定子繞組的平均發(fā)熱狀況。保護動作量同時取發(fā)電機機端、中性點定子電流。A、定時限告警 延時5s告警、減負荷。B、反時限跳閘延時1s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開

8、關(guān)、跳汽機。第20頁，共43頁。6、發(fā)電機定子過負荷保護第21頁，共43頁。7、發(fā)電機負序過負荷負序過負荷反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層過熱狀況，也可反應(yīng)負序電流引起的其它異常。保護動作量取機端、中性點的負序電流。A、定時限負序過電流保護 延時9s告警B、反時限負序過電流保護延時3s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第22頁，共43頁。7、發(fā)電機負序過負荷第23頁，共43頁。7、發(fā)電機負序過負荷第24頁，共43頁。8、發(fā)電機失磁保護失磁保護反應(yīng)發(fā)電機勵磁回路故障引起的發(fā)電機異常運行。失磁保護由定子低電壓、定子側(cè)阻抗、轉(zhuǎn)子側(cè)低電壓、減出力四個判據(jù)組合，完成需要的失磁保護方案。裝置設(shè)由四段失磁

9、保護功能，失磁保護段動作于減出力，段經(jīng)母線電壓低動作于跳閘，段可動作于信號或跳閘，段經(jīng)較長延時動作于跳閘。A、失磁保護段（我廠未投）失磁保護段用于減出力。失磁保護段投入，發(fā)電機失磁時，降低原動機出力使發(fā)電機輸出功率減至整定值。B、失磁保護段第25頁，共43頁。8、發(fā)電機失磁保護失磁保護段投入，發(fā)電機失磁時，主變高壓側(cè)母線電壓低于整定值，保護延時0.6s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。C、失磁保護段失磁保護段延時1s動作于報警。D、失磁保護段失磁保護段為長延時段，只判定子阻抗元件，在減出力、切換備用勵磁等措施無效的情況下，延時3s動作于跳汽機（也叫程序跳閘）。 第26頁，共43

10、頁。9、發(fā)電機失步保護失步保護反應(yīng)發(fā)電機失步振蕩引起的異步運行。區(qū)外失步動作于報警，區(qū)內(nèi)失步動作于報警及跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第27頁，共43頁。10、發(fā)電機頻率保護 大型汽輪發(fā)電機運行中允許其頻率變化的范圍為48.550.5Hz,低于48.5Hz時,累計運行時間和每次持續(xù)運行時間達到定值,保護動作于信號或跳閘。A、低頻段（48HZ/250m）動作于報警B、低頻段（47.5HZ/0.8m）動作于報警C、低頻段（47HZ/8s）動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機D、過頻段（51.5HZ/25m）動作于報警E、過頻段（52HZ/0.5s）動作于報警第28頁，共4

11、3頁。11、發(fā)電機啟停機保護發(fā)電機啟動或停機過程中，配置反應(yīng)發(fā)電機相間故障的差回路過流保護和定子接地故障的保護。保護動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第29頁，共43頁。12、發(fā)電機誤上電保護保護動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。 A、誤合發(fā)電機出口開關(guān)保護 （1）發(fā)電機盤車時，未加勵磁，斷路器誤合，造成發(fā)電機異步起動。 （2）發(fā)電機起停過程中，已加勵磁，但頻率低于定值，斷路器誤合。第30頁，共43頁。12、發(fā)電機誤上電保護（3）發(fā)電機起停過程中，已加勵磁，但頻率大于定值，斷路器誤合或非同期。當(dāng)發(fā)電機非同期合閘時，如果發(fā)電機斷路器兩側(cè)電勢相差180附近，非同期合

12、閘電流太大，跳閘易造成斷路器損壞，此時閉鎖跳斷路器出口，先跳滅磁開關(guān)等其他開關(guān)，當(dāng)斷路器電流小于定值時再動作于跳出口開關(guān)。 B、斷路器閃絡(luò)保護（我廠未投） 發(fā)電機在進行并列過程中，當(dāng)斷路器兩側(cè)電壓方向為180，斷口易發(fā)生閃絡(luò)。斷路器斷口閃絡(luò)只考慮一相或兩相，不考慮三相閃絡(luò)。第31頁，共43頁。13、發(fā)電機電壓保護 A、發(fā)電機過電壓保護 過電壓保護用于保護發(fā)電機各種運行情況下引起的定子過電壓（120v）, 延時0.5s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。 B、發(fā)電機低電壓保護（我廠未投）第32頁，共43頁。14、發(fā)電機過勵磁保護過勵磁保護用于防止發(fā)電機、變壓器因過勵磁引起的危害。過

13、勵磁保護反映發(fā)電機出口（變壓器低壓側(cè)）的過勵磁倍數(shù)。保護動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。A、定時限過勵磁B、反時限過勵磁第33頁，共43頁。14、發(fā)電機過勵磁定時限過勵磁第34頁，共43頁。14、發(fā)電機過勵磁反時限過勵磁第35頁，共43頁。15、發(fā)電機逆功率保護 由于各種原因?qū)е率ピ瓌恿? 發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C運行, 此時, 為防汽輪機葉片損壞，配置逆功率保護。逆功率保護設(shè)兩段時限, 可通過控制字投退。段發(fā)信號, 固定延時為10S。段定值可整定, 延時動作于停機出口。逆功率保護定值范圍0.5% - 10% Pn, Pn為發(fā)電機額定有功功率。延時范圍0.1- 600S。A、程序逆功率保護發(fā)電機在過負荷、過勵磁、失磁等各種異常運行保護動作后，需要程序跳閘時。保護先關(guān)閉主汽門，由程序逆功率保護經(jīng)主汽門接點閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點閉鎖，延時動作于程序跳閘，即跳汽機。程序逆功率保護定值范圍0.5% - 10% Pn, 我廠為1Pn，延時1.5s，即6MW。Pn為發(fā)電機額定有功功率。第36頁，共43頁。15、發(fā)電機逆功率保護程序逆功率保護 第37頁，共43頁。15、發(fā)電機逆功率保護 B、正常逆功率 我廠逆功率定值為9MW，延時10s動作于報警，延時120s動作于跳發(fā)電機出口開關(guān)、跳發(fā)電機勵磁開關(guān)、跳汽機。第38頁，共43頁。16、發(fā)電