發(fā)電機變壓器繼電保護(hù)裝置

1、發(fā)電機變壓器繼電保護(hù)裝置（發(fā)電機變壓器繼電保護(hù)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(hù)配置發(fā)電機的故障、不正常工作狀態(tài)及保護(hù)配置 發(fā)電機保護(hù)是保護(hù)發(fā)電機免受短路故障損壞的重要自動裝置。當(dāng)發(fā)電機內(nèi)部短路故障時，繼電保護(hù)裝置在很短的時間內(nèi)發(fā)出動作命令，保護(hù)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(zhuǎn)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(fù)荷； b、定子繞組負(fù)序過電流和負(fù)序過負(fù)荷； 由于外部不對稱短路和不對稱負(fù)荷引起。 c、調(diào)速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)電機突然甩負(fù)荷引起的過電壓； d、由于主汽門突然關(guān)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(zhuǎn)子過負(fù)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(yīng)該配置的發(fā)電機保護(hù)： a、縱聯(lián)差動保護(hù)，反應(yīng)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(hù)； d、過電流保護(hù) ； e、對稱過負(fù)荷保護(hù)； f、 勵磁回路接地保護(hù) g、失磁保護(hù) h、 失步保護(hù) I、轉(zhuǎn)子過

3、負(fù)荷保護(hù) j、逆功率保護(hù) k、定子繞組過電壓保護(hù) L、發(fā)電機過勵磁保護(hù)發(fā)電機保護(hù)的配置：220KVTA01TA02*TA1TV1TA6TA5TA7TA8TA9TA10TV5TV6TV2TV3*TA11TA1251ST:復(fù)合電壓過流保護(hù)21:阻抗保護(hù)51N2:零序電流保護(hù)51ST:復(fù)合電壓過流保護(hù)51A:A分支過流保護(hù)51B:B分支過流保護(hù)51ET:勵磁變過流保護(hù)勵磁變過負(fù)荷保護(hù)40: 誤上電保護(hù)51N1:間隙零序電流保護(hù)母線PT切換來64G: 95%定子接地64F1:轉(zhuǎn)子一點接地64F2:轉(zhuǎn)子兩點接地21: 阻抗保護(hù)51V: 復(fù)合電壓過流51: 對稱過負(fù)荷46: 不對稱過負(fù)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(hù)64G: 100%定子接地59N: 匝間保護(hù)發(fā)電機保護(hù)的動作方式：（1）全停（停機）：快速停汽機、停鍋爐、斷開高壓側(cè)斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變壓器低壓側(cè)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(fù)荷。（3）解列：斷開發(fā)電機或發(fā)變組斷路器，原動機甩負(fù)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(guān)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(dǎo)水葉關(guān)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(hù)的動作方式：第二講第二講 發(fā)電機的差動保護(hù)發(fā)電機的差動保護(hù)電流差動原理應(yīng)用在發(fā)電機中構(gòu)成發(fā)電機差動保護(hù)。第三講第三講 發(fā)電機的匝間短路保護(hù)一、裂相橫聯(lián)差動保護(hù)，可以反應(yīng)相間短路和匝間短路故障A相裂相差動電流： ，如果 ，認(rèn)為故障。B相裂相差動電流： ，如果 ，認(rèn)為故障。C相裂相差動電流： ，如果 ，認(rèn)為故障。21.aaAcdIIIsetAcdII.21.bbBcdIIIsetBcdII.21.ccCcdIIIsetA

6、cdII. 發(fā)電機的匝間短路保護(hù)二、單元件橫聯(lián)差動保護(hù)動作條件是： ，其中 是動作整定值setHCIIsetI單元件橫聯(lián)差動保護(hù)可以反應(yīng)相間短路和匝間短路故障。 發(fā)電機的匝間短路保護(hù)三、反應(yīng)零序電壓的匝間短路保護(hù)（縱向零序過電壓保護(hù)）當(dāng)發(fā)電機內(nèi)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(hù)正確動作。動作判據(jù)：ZUU 03 發(fā)電機的匝間短路保護(hù)四、故障分量負(fù)序方向保護(hù)發(fā)電機機端故障分量的三相總負(fù)序功率為：22222332 .IUReIURPejesen微機故障分量負(fù)序方向保護(hù)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(hù)正常情況下

7、,發(fā)電機三相電壓中的基波零序電壓3Uo很?。划?dāng)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(gòu)成定子繞組單相接地保護(hù)，采用過電壓繼電器，其動作電壓為 ：反應(yīng)基波零序電壓的發(fā)電機接地保護(hù)（橫向零序過電壓保護(hù)）)0(03unbrelUKU 單相接地基波零序電壓保護(hù)只能保護(hù)定子繞組靠近機端的85%左右。 發(fā)電機定子繞組接地保護(hù)100%保護(hù)區(qū)的定子單相接保護(hù)： 由兩種保護(hù)共同組成（1）基波零序過電壓保護(hù)（2）三次諧波零序電壓保護(hù)基波零序過電壓保護(hù)負(fù)責(zé)定子繞組靠近機端85 的部分；三次諧波零序電壓保護(hù)負(fù)責(zé)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(hù)起停機定子接地保護(hù)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(hù)。起停機定子接地保護(hù)也是一種橫向零序過電壓保護(hù)。其橫向零序電壓取自發(fā)電機中性點側(cè)。起停機定子接地保護(hù)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(cè)）第六講第六講 發(fā)電機的電流、電壓保護(hù)發(fā)電機后備保護(hù)也可采用低電壓起動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流加單相式低電壓起動的過電流保護(hù)、阻抗保護(hù)。一、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù) 同變壓器的復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)。 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(fù)序過電壓， 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)必須同時滿足上述3個

9、條件后才能起動。 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)的靈敏度比過電流保護(hù)高。actactIII,NactactUUUU)6 . 05 . 0(,nactactUUUU1 . 0,2 .2 .2 發(fā)電機的電流、電壓保護(hù)二、負(fù)序電流保護(hù)對于容量為5萬kW以上的發(fā)電機，需配置負(fù)序電流保護(hù)。不對稱負(fù)荷或故障引起的定子繞組負(fù)序電流的危害：在轉(zhuǎn)子本體和各部件上感應(yīng)電流，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過熱，甚至燒傷轉(zhuǎn)子。負(fù)序電流危害產(chǎn)生的原因：（1）定子繞組負(fù)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(zhuǎn)向相反，即逆轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)。相對于轉(zhuǎn)子來說以2倍同步轉(zhuǎn)速相對旋轉(zhuǎn)。（2）負(fù)序電流產(chǎn)生的定子合成磁場切割轉(zhuǎn)子，會在轉(zhuǎn)子本體和各部件（如

10、阻尼條）上感應(yīng)兩倍工頻的渦流。（3）由于轉(zhuǎn)子本體和各部件的自阻抗很小，渦流很大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過熱，甚至燒壞轉(zhuǎn)子本體表面及阻尼條。（4）使發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生100HZ的交變振動發(fā)電機承受負(fù)序電流的能力：發(fā)電機定子繞組流過一定負(fù)序電流時，不使轉(zhuǎn)子損壞的可以經(jīng)受該負(fù)序電流存在的時間。定子負(fù)序電流越大，發(fā)電機可以承受的時間越短；定子負(fù)序電流越小，發(fā)電機可以承受的時間越長。發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱所容許的負(fù)序電流 （標(biāo)么值）和時間t 之間的關(guān)系可以表示為：2I22IAt防止定子負(fù)序電流危害的措施是配置負(fù)序電流保護(hù)。（1）負(fù)序定時限過電流保護(hù)，分為兩段。（2）負(fù)序反時限過電流保護(hù)第七講第七講 發(fā)電機勵磁回路接地保護(hù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)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(zhuǎn)子磁場畸變，力矩不平衡，轉(zhuǎn)子劇烈振動；（2）很大的故障電流燒壞勵磁線圈和轉(zhuǎn)子本體；（3）勵磁回路兩點接地使汽輪機磁化。發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)（乒乓式勵磁回路一點接地保護(hù)）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(hù)發(fā)電機失磁是