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发电机保护基本原理

来源:开架型发电机组    发布时间:2024-05-11 18:19:56

作用: 中小型汽轮发电机通常不装设过电压 保护。水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电 压保护、以切除突然甩去全部负荷后引起定子绕 组过电压。 规程:对于水轮发电机应装设过电压保护;对 于200MW

产品详情

  作用: 中小型汽轮发电机通常不装设过电压 保护。水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电 压保护、以切除突然甩去全部负荷后引起定子绕 组过电压。 规程:对于水轮发电机应装设过电压保护;对 于200MW及以上的汽轮发电机宜装设过电压保护。

  作用:为防大型发电机低励(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。 实现方法:测量机端阻抗、励磁电压、有功、无功。 规程:100MW以下不允许失磁运行的发电机,当采用半 导体励磁系统时宜装设专用的失磁保护;100MW以下但失 磁对电力系统有重大影响的发电机,及100MW及以上发电 机应装设专用的失磁保护,对600MW的发电机可装设双重 化的失磁保护。

  过负荷 定子绕组过电流 定子绕组过电压 三相电流不对称 过励磁 逆功率 失步、非全相、断路器出口闪络、误上电 等

  作用:发电机及其引出线的相间短路保护 规程:1MW以上发电机,应装设纵差保护。对于 发电机变压器组:当发电机与变压器间有断路器 时,发电机装设单独的纵差保护;当发电机与变 压器间没有断路器时,100MW及以下发电机可只 100MW 装设发电机变压器组公用纵差保护;100MW及以 上发电机,除发电机变压器组公用纵差保护还应 装设独立纵差保护,对于200MW及以上发电机变 压器组亦可装设独立变压器纵差保护。 与发变组差动区别:发变组差动需要仔细考虑厂用分 支,要考虑涌流制动、各侧平衡调节。

  转子:励磁后产生磁场,在原动机带动下 旋转,产生旋转磁场。 定子:感受交变磁场,线圈切割磁力线发 出电能。

  定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地 励磁回路(转子绕组)接地 励磁回路低励(励磁电流低于静稳极限对 应的励磁电流)、失磁

  停机: 停机 : 断开发电机断路器、灭磁;对汽轮发电机还要 关闭主汽门;对水轮发电机还要关闭导水翼。 解列灭磁: 解列灭磁 : 断开发电机断路器、灭磁,汽轮机甩负荷。 解列: 解列:断开发电机断路器,汽轮机甩负荷。 减出力: 减出力:将原动机出力减到给定值。 缩小故障影响区域: 缩小故障影响区域 : 例如双母线系统断开母线联络断 路器等。 程序跳闸: 程序跳闸 : 对于汽轮发电机首先关闭主汽门,待逆功 率继电器动作后,再跳开发电机断路器并灭磁;对于 水轮发电机,首先将导水翼关到空载位置,再跳开发 电机断路器并灭磁。 信号: 信号:发出声光信号。

  失步保护:大型发电机应装设反应系统振荡过程的失 步保护。中小型发电机都不装设失步保护,当系统发 生振荡时,由运行人员判断,依据情况用人工增加励 磁电流、增加或减少原动机出力、局部解列等方法来 处理。 300MW以上宜装设。 频率异常保护:会造成汽轮机叶片产生损伤并威胁 厂用电的安全。低频保护:300MW以上装设,时间累计。 过励磁保护:300MW以上 非全相保护:220kV及以上 断路器断口闪络:220kV及以上

  作用:励磁回路一点接地故障对发电机并未造成危害。但若继而 发生两点接地将严重危害发电机安全。 实现方法:采用乒乓式原理。 规程:1MW及以下水轮发电机,对一点接地故障宜装设定期检测装 置,1MW以上水轮发电机应装设一点接地保护设施。 100MW以及汽轮发电机,对一点接地故障可采用定期检测,装置 对两点接地故障应装设两点接地保护设施。 转子水内冷汽轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机,应装设励 磁回路一点接地保护设施,并可装设两点接地保护设施,对旋转整 流励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。 一点接地保护带时限动作于信号两点接地保护应带时限动作于 停机。

  作用:定子绕组单相接地是发电机最常见的故障,由于 发电机中心点不接地或经高阻接地,定子绕组单相接地 并不产生大的故障电流。 常用保护方式:基波零序电压(90%)、零序电流、三 次谐波零序电压(100%)

  规程:与母线直接连接的发电机:当单相接地故障电流(不考虑消 弧线圈的补偿作用)大于允许值时,应装设有选择性的接地保护设施。 保护设施由装于机端的零序电流互感器和电流继电器构成,其动作 电流躲过不平衡电流和外部单相接地时发电机稳态电容电流整定, 接地保护带时限动作于信号,但当消弧线圈退出运行或由于其它原 因,使残余电流大于接地电流允许值时应切换为动作于停机。 发电机变压器组:对100MW以下发电机应装设保护区不小于90%的定 子接地保护,对100MW及以上的发电机应装设保护区为100%的定子接 地保护。保护设施带时限动作于信号必要时也可动作于停机 。

  作用: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时,为了可靠切除故障,则应 装设反应外部短路的过电流保护。这种保护兼作纵差保 护的后备保护。 规程:1MW以上的发电机宜装设复合电压(包括负序电压 及线电压)起动的过电流保护 50MW及以上的发电机可装设负序过电流保护和单元 件低压起动过电流保护 。 自并励发电机带电流记忆。

  作用: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。 规程:定子绕组非直接冷却的发电机,应装设定时限过负荷保护 保护。装置接一相电流动作于信号。定子绕组为直接冷却且过负荷 能力较低(例如低于1.5倍60s)的发电机,过负荷由定时限和反时限 两部分所组成。 50MW及以上,A≥10的发电机应装设定时限负序过荷保护;100MW 以上,A<10的发电机应装设由定时限和反时限两部分所组成的转子表 层过热保护。 对励磁系统故障或强励时间过长引起的励磁绕组过负荷,在 10MW及以上,采用半导体励磁系统的发电机上应装设励磁绕组过负 荷保护。对于300MW以下采用半导体励磁系统的发电机,可装设定时 限励磁绕组过负荷保护,带时限动作于信号和动作于降低励磁电流。

  作用: 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,发电机失去原动 力变成电动机运行,从电力系统吸收有功功率。这种工 况对发电机并无危险,但由于鼓风损失,汽轮机尾部叶 片有可能过热而造成汽轮机事故,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。 规程:200MW及以上的汽轮发电机宜装设逆功率保护对 燃汽轮发电机应装设逆功率保护。

  作用:发电机定于绕组一相匝间短路。 要求:定子绕组为星形接线,每相有并联分支且中心点 有分支引出端子的发电机。

  作用:发电机匝间短路(也能反映相间短路)。 规程:50MW以上发电机,当定子绕组为星形接线,中性 点只有三个引出端子时,按照每个用户和制造厂的要求,也 可装设专用的匝间短路保护。

  作用: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,发电机定于绕组中就有负序电流。 该负序电流产生反向旋转磁场,相对于转子为两倍同步转速,因此 在转子中出现100Hz的倍频电流,它会使转子端部、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。中小型发电机多装设负序定时限电流保护;大型发电机多 装设负序反时限电流保护,其动作时限完全出发电机转子承受负序 电流而发热的能力(A)决定.不考虑与系统保护配合。 规程:50MW及以上,A≥10的发电机应装设定时限负序过荷保护; 100MW及以上,A<10的发电机应装设由定时限和反时限两部分所组成 的转子表层过热保护。


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