继电保护课件9(0216)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第九章,同步发电机保护,本章主要内容,一、常见故障和不正常运行及保护,二、发电机纵差动保护,三、定子绕组匝间短路保护,四、定子绕组的接地保护,五、定子绕组相间短路的后备保护,六、负序电流保护和过负荷保护,七、同步发电机的失磁保护,八、同步发电机转子回路接地保护,第一节 常见故障和不正常运行及保护,上页,下页,返回,一、发电机常见故障及保护：,定子绕组故障,相间短路,纵差动保护,匝间短路,匝间短路保护,单相接地,单相接地保护,转子绕组故障,一点接地,一点接地保护,二点接地,二点接地保护,为了保证电力系统安全稳定运行，并将故障或不,正常运行状态的影响限制到最小范围，按照,GB14,258-1993,继电保护和安全自动装置技术规程,的规定，发电机应装设以下保护装置。,第一节 常见故障和不正常运行及保护,上页,下页,返回,二、发电机不正常运行及保护,转子失磁,减负荷或动作于,解列灭磁,过电流,过电流保护,以短时限动作于解列，,以长时限动作于停机,过负荷,过负荷保护,动作于信号或减负,荷、降低励磁电流,过电压,过电压保护,动作于解列灭磁,逆功率,逆功率保护,动作于信号,或解列,失磁保护,第二节 发电机纵差动保护,上页,下页,返回,一、用,BCH2,型继电器构成的发电机差动保护,、原理接线：,由接于差动回路的三只,BCH-2,型差动继电器和一只接于中线的电流继电器构成,BCH-2,继电器,电流继电器,上页,下页,返,一、用,BCH2,型继电器构成的发电机差动保护,、整定计算：,、整定计算：,）躲过外部短路时的最大不平衡电流。,）为避免电流互感器二次回路断线时误动作，保护的动作电流应大于发电机的额定电流。,3,、灵敏度校验,按单机运行时，发电机出口两相短路来校验差动保护的灵敏度。,4,、断线监视部分的整定,按躲过正常运行时的不平衡电流来整定。根据运行经验取,0.2,倍的额定电流。,上页,下页,返回,二、用,LCD-12,差动继电器构成的发电机差动保护,、原理接线,调节最小动作电流,两只稳压管,V1,、,V2,并联的目的是为防止任一稳压管损坏，造成失去制动电压故障,。,调节制动特性斜率,上页,下页,返,二、用,LCD-12,差动继电器构成的发电机差动保护,2,、,LCD12,型继电器制动特性曲线,直线,4,表示,外部短路,故障时通,过变压器,的故障电,流和不平,衡电流之,间的关系,制动特性曲线,动作电流增大,动作电流减小,上页,下页,返,二、用,LCD-12,差动继电器构成的发电机差动保护,3,、整定计算,3,、整定计算,1,）最小动作电流：按躲过最大负荷下差回路的不平衡电流整定。,2,）制动特性斜率：,3,）最小制动电流：取额定电流的,50% -100%,。,4,、灵敏系数校验：,按单机运行时，发电机出口两相短路校验。,第三节 定子绕组匝间短路保护,上页,下页,返回,一、单元件式横差保护,发电机定子绕组为双星形接线，且中性的侧有六个引出端子。,第三节 定子绕组匝间短路保护,上页,下页,返回,二、,纵向零序电压匝间短路保护,只有当发电机内部发生匝间短路或发生对中性点的各种不对称相间短路以及发生分支绕组开焊等故障时，定子侧将出现纵向零序电压，零序电压继电器,KVZ,动作。,第三节 定子绕组匝间短路保护,上页,下页,返回,三、测量励磁绕组,2,次谐波电流的匝间短路保护,当定子绕组发生匝间短路时，,KWN,和,K,同时动作，经,KWN,和,K,两触点串联接通跳闸回路。,当定子绕组发生匝间短路时，,KWN,和,K,同时动作，经,KWN,和,K,两触点串联接通跳闸回路。,第四节 定子绕组的接地保护,上页,下页,返回,一、反应基波零序电压的接地保护,1,定子单相接地故障的零序电压特点,第四节 定子绕组的接地保护,上页,下页,返回,3,、反应基波零序电压的接地保护,零序电压可在机端电压互感器的开口三角形绕组上取得，由过电压继电器及时间继电器构成，保护动作于信号。,上页,下页,返回,二、,3,次谐波式定子绕组单相接地保护,1,定子单相接地时三次谐波电压的特点,正常运行时，机端,3,次谐波电压小于中性点侧,3,次谐波电压；当定子绕组的,=0.5-1,范围内发生金属性接地故障时，,U,3S,U,3N,；当在距中性点,50%,范围以内发生单相接地时，则,U,3S,U,3N,。,2,反应三次谐波电压的接地保护,如果用机端的,3,次谐波电压,U,3S,作为动作量，中性点的,3,次谐波电压,U,3N,作为制动量构成接地保护，其动作条件为,U,3S,U,3N,，则正常运行时保护不可能动作，只有当中性点附近发生接地故障时，保护才会动作。,上页,下页,返回,三、发电机,100%,定子接地保护,发电机,100%,定子接地保护由反应基波零序电压元件和反应,3,次谐波电压元件两部分组成。第一部分可保护定子绕组的,90%95%,，而第二部分是用以消除基波零序电压元件保护的死区。,上页,下页,返回,第五节 定子绕组相间短路的,后备保护,一、负序过电流和单元件低电压起动过电流保护,负序过电流保护作为不对称短路的后备保护。而用单元件低压起动过电流作为三相对称短路的后备。,负序电流元件,单相低电压元件,上页,下页,返回,第六节 同步发电机的负序电流保护和过负荷保护,一、发电机承受负序电流的能力,发电机单机容量越大,其允许的承受负序电流的能力越低,可用下面的方程表示,:,A,发电机允许过热时间常数，它与发电机容量、冷却方式等有关，非强迫冷却的发电机,;,I,2,发电机短时承受的负序电流,.,上页,下页,返回,第六节 同步发电机的负序电流保护和过负荷保护,1,、两段式定时限负序电流保护,（,1,）在曲线,ab,段内，保护动作时间大于发电机的允许时间，因此，就可能出现发电机已被损坏而保护尚未动作的情况；,（,2,）在曲线,bc,段内，保护装置的动作时间小于发电机的允许时间，因此，没有充分利用发电机本身所具有的承受负序电流的能力；,（,3,）在曲线,cd,段内，是靠保护动作发出信号由值班人员处理。发生保护给出信号后，值班人员还未来得及处理时，发电机已超过了允许时间。,（,4,）在曲线,de,段内，保护根本不反应。,上页,下页,返回,第六节 同步发电机的负序电流保护和过负荷保护,2,、反时限负序电流保护：保护的跳闸特性具有与发电机发热特性相接近的曲线。符合电流大时动作时间短，而电流小时动作时间长的一种时限特性。,取决于转子温升特性的常数,上页,下页,返回,第六节 同步发电机的负序电流保护和过负荷保护,二、过负荷保护,大型发电机，由于有效材料利用率的提高，发电机热容量降低，从而使发电机的过负荷能力大大降低。为了充分利用发电机的过载能力而又不致损坏发电机，在大型发电机的定子、转子、励磁绕组都采用反时限特性的过负荷保护。,上页,下页,返回,第七节同步发电机的失磁保护,一、发,电机失磁过程中的机端测量阻抗,上页,下页,返回,第七节同步发电机的失磁保护,一、发,电机失磁过程中的机端测量阻抗,等有功阻抗圆,等无功阻抗圆,等电压圆,机端测量阻抗末端轨迹沿等有功圆先由第,象限进入第,象限，然后将越过等无功阻抗圆，最后进入异步阻抗圆，表明发电机进入异步运行状态。,异步阻抗圆,第七节同步发电机的失磁保护,二、失磁保护判据及保护方案,失磁保护判据,主要判据,主要判据,无功方向改变,阻抗越过静稳阻抗边界,阻抗越过异步阻抗圆,转子励磁电压下降,利用负序分量,利用延时躲过,第七节同步发电机的失磁保护,二、失磁保护判据及保护方案,失磁保护方案,上页,下页,返回,第八节 同步发电机转子回路接地保护,一、测量转子绕组对地导纳一点接地保护,1,测量导纳特性,上页,下页,返回,第八节 同步发电机转子回路接地保护,一、测量转子绕组对地导纳一点接地保护,1,测量导纳特性,上页,下页,返回,第八节 同步发电机转子回路接地保护,一、测量转子绕组对地导纳一点接地保护,2,、继电器的构成,上页,下页,返回,阻抗继电器的整定电导圆,动作方程,第八节 同步发电机转子回路接地保护,二、直流电桥原理构成的两点接地保护,上页,下页,返回,当励磁绕组发生一点接地后，投人两点接地保护，当励磁绕组第二点发生接地时，电桥平衡遭到破坏，保护动作。,