同步發(fā)電機(jī)保護(hù)

1、供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)與設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)與設(shè)計(jì) 第六章第六章 同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)南師大電自學(xué)院電氣工程系南師大電自學(xué)院電氣工程系供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容第一節(jié)第一節(jié) 常見(jiàn)故障類型、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式常見(jiàn)故障類型、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)第五節(jié)第五節(jié) 發(fā)電機(jī)定子繞組的接地保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組的接地保護(hù)第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù)發(fā)電

2、機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù)第七節(jié)第七節(jié) 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)第八節(jié)第八節(jié) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)- -變壓器組保護(hù)的特點(diǎn)與原理變壓器組保護(hù)的特點(diǎn)與原理作作 業(yè)業(yè)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常見(jiàn)故障類型常見(jiàn)故障類型不正常工作狀態(tài)不正常工作狀態(tài)相應(yīng)的保護(hù)方式相應(yīng)的保護(hù)方式供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)故障類型定子繞組故障定子繞組故障： 相間短路相間短路 包括包括 一相的匝間短路一相的匝間短路 單相接地單相接地轉(zhuǎn)子繞組故障轉(zhuǎn)子繞組故障： 一點(diǎn)接地一點(diǎn)接地 包括包括 兩點(diǎn)接地短路兩點(diǎn)接地短路 轉(zhuǎn)子繞組失磁轉(zhuǎn)子繞組失磁可能引起發(fā)電機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng)，可能引起發(fā)電機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng)，甚至把轉(zhuǎn)子繞組燒壞。甚至把轉(zhuǎn)子繞組燒壞。導(dǎo)致發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)

3、異步運(yùn)行，甚至解列。甚至解列。能使定子繞組絕緣能使定子繞組絕緣損壞，甚至引起發(fā)損壞，甚至引起發(fā)電機(jī)著火。電機(jī)著火。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)不正常工作狀態(tài) 由于外部短路引起的定子繞組過(guò)電流；由于外部短路引起的定子繞組過(guò)電流； 負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量而引起的過(guò)負(fù)荷；負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量而引起的過(guò)負(fù)荷； 以上兩種會(huì)引起定子繞組溫度升高，加速絕緣以上兩種會(huì)引起定子繞組溫度升高，加速絕緣老化，縮短機(jī)組壽命，可能發(fā)展為定子繞組故障。老化，縮短機(jī)組壽命，可能發(fā)展為定子繞組故障。 定子繞組過(guò)電壓；定子繞組過(guò)電壓；可造成定子繞組絕緣擊穿?？稍斐啥ㄗ永@組絕緣擊穿。 轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱。轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱?？稍斐赊D(zhuǎn)子局部灼傷，嚴(yán)重

4、可造成轉(zhuǎn)子局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)使護(hù)環(huán)受熱松脫。時(shí)使護(hù)環(huán)受熱松脫。 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)保護(hù)方式l 縱差動(dòng)保護(hù)縱差動(dòng)保護(hù)：定子繞組及其引出線的相間短路：定子繞組及其引出線的相間短路保護(hù)保護(hù)l 橫差動(dòng)保護(hù)橫差動(dòng)保護(hù)：定子繞組一相匝間短路的保護(hù)：定子繞組一相匝間短路的保護(hù)l 單相接地保護(hù)單相接地保護(hù)：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地短：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地短路的保護(hù)路的保護(hù) 接地電容電流：接地電容電流：5A以下動(dòng)作于信號(hào)以下動(dòng)作于信號(hào) 5A以上動(dòng)作于跳閘以上動(dòng)作于跳閘供配電系統(tǒng)繼電保護(hù) 發(fā)電機(jī)外部短路引起的過(guò)電流，可采用：發(fā)電機(jī)外部短路引起的過(guò)電流，可采用：l 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)，用于，用于1MW以下的小型

5、發(fā)電機(jī)。以下的小型發(fā)電機(jī)。l 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，用于，用于1MW以上的以上的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)。l 負(fù)序電流及單相式低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)負(fù)序電流及單相式低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，用于用于50MW及以上的發(fā)電機(jī)。及以上的發(fā)電機(jī)。 反應(yīng)不對(duì)稱短路或三相負(fù)荷不對(duì)稱而引起的負(fù)序過(guò)電反應(yīng)不對(duì)稱短路或三相負(fù)荷不對(duì)稱而引起的負(fù)序過(guò)電流采用：流采用：l 負(fù)序過(guò)電流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)：50MW及以上的發(fā)電機(jī)及以上的發(fā)電機(jī)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)l過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)荷運(yùn)行：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)作用于信號(hào)的保護(hù)時(shí)作用于信號(hào)的保護(hù)l過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)：反應(yīng)突

6、然甩負(fù)荷而出現(xiàn)的過(guò)電壓：反應(yīng)突然甩負(fù)荷而出現(xiàn)的過(guò)電壓l失磁保護(hù)失磁保護(hù)：反應(yīng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下：反應(yīng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失降或消失l轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)：反應(yīng)勵(lì)磁：反應(yīng)勵(lì)磁回路的接地故障保護(hù)回路的接地故障保護(hù)l轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)l逆功率保護(hù)逆功率保護(hù)：當(dāng)汽輪機(jī)主汽門(mén)突然關(guān)閉，防止：當(dāng)汽輪機(jī)主汽門(mén)突然關(guān)閉，防止汽輪機(jī)遭到損壞。汽輪機(jī)遭到損壞。l其它其它供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)注意注意： 保護(hù)動(dòng)作與發(fā)電機(jī)出口斷路器跳保護(hù)動(dòng)作與發(fā)電機(jī)出口斷路器跳閘時(shí)，閘時(shí)，必須同時(shí)跳開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)必須同時(shí)跳開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，斷，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路，以使轉(zhuǎn)于回路開(kāi)

7、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路，以使轉(zhuǎn)于回路電流不會(huì)在定子繞組中再感應(yīng)電動(dòng)電流不會(huì)在定子繞組中再感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，繼續(xù)供給短路電流。勢(shì)，繼續(xù)供給短路電流。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù) 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線相間短路的主保護(hù)。相間短路的主保護(hù)。 作用原理作用原理第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算 兩個(gè)條件：兩個(gè)條件：（1）躲大于發(fā)電）躲大于發(fā)電 機(jī)額定電流機(jī)額定電流 （CT二次斷線時(shí)不二次斷線時(shí)不誤動(dòng)）誤動(dòng)） （2）躲外部短路時(shí)的最大不平衡電流。）躲外部短路時(shí)的最大不平衡電流。 TANGrelKAopKIKI/TAKTAK

8、stnprelunbrelKAopKIKIKKKIKI/5 . 011 . 03 . 1/1 . 0.)3(max)3(maxmax供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)KopKopopIIANW60bsdsopsWWWopsTAbsdsTAopWKWWKANI60121)2(minopkSIIK2BCH-2型繼電器線圈匝數(shù)計(jì)算 動(dòng)作線圈計(jì)算值：取小而接近的整數(shù)作為整定值。即：式中Wds和WbS分別為差動(dòng)線圈和平衡線圈的整定值，由實(shí)際抽頭確定。則一次動(dòng)作電流整定值為：3靈敏度校驗(yàn)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)斷線監(jiān)視繼電器動(dòng)作電流整定計(jì)算斷線監(jiān)視繼電器動(dòng)作電流整定計(jì)算在中線上設(shè)電流繼電器在中線上設(shè)電流繼電器KA來(lái)設(shè)置斷線預(yù)告

9、信號(hào)。來(lái)設(shè)置斷線預(yù)告信號(hào)。動(dòng)作電流整定：動(dòng)作電流整定：IopKA=0.2INGKTA動(dòng)作時(shí)限整定動(dòng)作時(shí)限整定:大于發(fā)電機(jī)后備保護(hù)時(shí)限一個(gè)時(shí)限階梯大于發(fā)電機(jī)后備保護(hù)時(shí)限一個(gè)時(shí)限階梯供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)高靈敏度接線的差動(dòng)保護(hù)高靈敏度接線的差動(dòng)保護(hù) 2。電流整定NGopII55. 011。接線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)帶比率制動(dòng)式的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)帶比率制動(dòng)式的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 1。接線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。工作原理動(dòng)作量： U1 制動(dòng)量： U2 當(dāng)U1 U2時(shí)，Umn0，繼電器動(dòng)作。當(dāng)U1 U2時(shí)，Umn0，繼電器不動(dòng)作。比率制動(dòng)特性如圖11-3(b)所示：圖中Ires0有穩(wěn)壓管WY決定，直線PQ為WY未被擊穿時(shí)的

10、情況。Ires0=（11.2）INGKTA （1）內(nèi)部短路時(shí)， 較大，而 較小，繼電器動(dòng)作。（2）外部短路時(shí)， ，U1很小，而U2很大，繼電器不動(dòng)作。IIIIIIIIIIII供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)3 3。比率特性曲線。比率特性曲線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第三節(jié) 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù) 在大容量發(fā)電機(jī)中，由于額定電流很大，其每相在大容量發(fā)電機(jī)中，由于額定電流很大，其每相都是由兩個(gè)都是由兩個(gè)(或更多個(gè)或更多個(gè))并聯(lián)的繞組組成的。并聯(lián)的繞組組成的。任一個(gè)繞組中發(fā)生匝間短路時(shí)，兩個(gè)繞組中的電任一個(gè)繞組中發(fā)生匝間短路時(shí)，兩個(gè)繞組中的電動(dòng)勢(shì)就不再相等，因而會(huì)由于出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)差而產(chǎn)動(dòng)勢(shì)就不再相等，因而會(huì)由于出現(xiàn)電動(dòng)

11、勢(shì)差而產(chǎn)生一個(gè)均衡電流，在兩個(gè)繞組中環(huán)流。由此，利生一個(gè)均衡電流，在兩個(gè)繞組中環(huán)流。由此，利用反應(yīng)兩個(gè)支路電流之差的原理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)用反應(yīng)兩個(gè)支路電流之差的原理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定于繞組匝問(wèn)短路的保護(hù)。電機(jī)定于繞組匝問(wèn)短路的保護(hù)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)原理此接線復(fù)雜，保護(hù)中的不平衡電流也大，因此，此接線復(fù)雜，保護(hù)中的不平衡電流也大，因此，實(shí)際上已很少采用實(shí)際上已很少采用供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用接線 該接線沒(méi)有互感器特性不同而引起的不平衡電該接線沒(méi)有互感器特性不同而引起的不平衡電流，靈敏度高，接線也較簡(jiǎn)單。流，靈敏度高，接線也較簡(jiǎn)單。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù) 整定計(jì)算整定計(jì)算動(dòng)作電流：動(dòng)作電流：Iop=（

12、0.20.3）ING電流互感器變比：電流互感器變比：KTA =0.25ING5 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，靈敏度高。簡(jiǎn)單，靈敏度高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：有死區(qū)，對(duì)其它繞組接線形式的大型有死區(qū)，對(duì)其它繞組接線形式的大型機(jī)組無(wú)法適用。機(jī)組無(wú)法適用。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第四節(jié) 發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù) 發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)主要用來(lái)作為發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路主保護(hù)（一般為縱差保護(hù)）的近后備保護(hù)，并同時(shí)作為發(fā)電機(jī)外部短路時(shí)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。目前，發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)主要有三種。1。一般過(guò)電流保護(hù)，用于1MW以下的小型發(fā)電機(jī)；2。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，用于1MW以上的發(fā)電機(jī)；3。負(fù)序過(guò)電流及單相低電壓起動(dòng)的過(guò)電流

13、保護(hù)，用于50MW以上的發(fā)電機(jī)。 前兩種前面已作詳細(xì)的介紹，本節(jié)重點(diǎn)介紹第三種保護(hù)形式。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)二、二、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)三、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)的作用三、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)的作用 當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路不對(duì)稱短路或在正常遠(yuǎn)或在正常遠(yuǎn)行情況下行情況下三相負(fù)荷不平衡三相負(fù)荷不平衡時(shí)，在發(fā)電機(jī)時(shí)，在發(fā)電機(jī)定子定子繞組中將出現(xiàn)繞組中將出現(xiàn)負(fù)序電流負(fù)序電流，此電流在發(fā)電機(jī)空，此電流在發(fā)電機(jī)空氣隙中建立的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子為兩氣隙中建立的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子為兩倍的同步轉(zhuǎn)速，因此將在倍的同步轉(zhuǎn)速，因此將在轉(zhuǎn)子繞組、阻尼繞轉(zhuǎn)子繞組、阻尼繞組以及轉(zhuǎn)子鐵芯等部

14、件上組以及轉(zhuǎn)子鐵芯等部件上感應(yīng)出感應(yīng)出100Hz的的倍頻倍頻電流電流。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù) 該電流會(huì)該電流會(huì)引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱，使得轉(zhuǎn)子上電流密，使得轉(zhuǎn)子上電流密度很大的某些部位度很大的某些部位(如轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等如轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等)，可能出現(xiàn)局部高溫，甚至可能使護(hù)環(huán)受熱松脫，可能出現(xiàn)局部高溫，甚至可能使護(hù)環(huán)受熱松脫，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的重大事故。從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的重大事故。此外，負(fù)序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流之間以此外，負(fù)序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流之間以及正序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生及正序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生的的100Hz交變電磁轉(zhuǎn)矩，將同時(shí)作用在轉(zhuǎn)子大軸和交

15、變電磁轉(zhuǎn)矩，將同時(shí)作用在轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上從而引起定子機(jī)座上從而引起100Hz的振動(dòng)。的振動(dòng)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)實(shí)際上是對(duì)發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)實(shí)際上是對(duì)定子繞組定子繞組電流不平衡而引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱的一種保護(hù)電流不平衡而引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱的一種保護(hù)，因此應(yīng)，因此應(yīng)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)方式之一。作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)方式之一。由于負(fù)序過(guò)電流保護(hù)不能反應(yīng)于三相短路，由于負(fù)序過(guò)電流保護(hù)不能反應(yīng)于三相短路，因此，當(dāng)用它作為后備保護(hù)時(shí)，還需要附加裝設(shè)因此，當(dāng)用它作為后備保護(hù)時(shí)，還需要附加裝設(shè)一個(gè)單相式的低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)，以專門(mén)反一個(gè)單相式的低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)，以專門(mén)反應(yīng)三相短路。應(yīng)三相短路。供

16、配電系統(tǒng)繼電保護(hù)1。接線。接線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。工作原理負(fù)序過(guò)電流反應(yīng)不對(duì)稱短路。一種是動(dòng)作于信號(hào)的負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)，另一種是動(dòng)作于跳閘的負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。單相低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)反應(yīng)對(duì)稱短路。 3。整定計(jì)算（1）負(fù)序過(guò)負(fù)荷繼電器，動(dòng)作于發(fā)信號(hào)動(dòng)作電流：Iop20.1ING動(dòng)作時(shí)限：比后備保護(hù)大一個(gè)時(shí)限階梯。一般510s（2）負(fù)序過(guò)電流繼電器，動(dòng)作于跳閘動(dòng)作電流：Iop20.5ING動(dòng)作時(shí)限：比后備保護(hù)大一個(gè)時(shí)限階梯。一般35s（3）低電壓繼電器整定方法同前。對(duì)大型機(jī)組應(yīng)采用反時(shí)限負(fù)序過(guò)電流保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)負(fù)序反時(shí)限過(guò)流保護(hù) 對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，應(yīng)盡量采用能夠模擬發(fā)電機(jī)對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，應(yīng)盡

17、量采用能夠模擬發(fā)電機(jī)允許的負(fù)序電流曲線的負(fù)序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。允許的負(fù)序電流曲線的負(fù)序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。2*2IAt供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第五節(jié) 定子繞組的單相接地保護(hù) 根據(jù)安全的要求，發(fā)電機(jī)的外殼都是接地的，根據(jù)安全的要求，發(fā)電機(jī)的外殼都是接地的，因此，定子繞組因絕緣破壞而引起的因此，定子繞組因絕緣破壞而引起的單相接地故障單相接地故障比較普遍比較普遍。當(dāng)接地電流比較大，能在故障點(diǎn)引起電。當(dāng)接地電流比較大，能在故障點(diǎn)引起電弧時(shí)，將使繞組的絕緣和定于鐵心燒壞，并且也容弧時(shí)，將使繞組的絕緣和定于鐵心燒壞，并且也容易發(fā)展成相間短路，造成更大的危害。我國(guó)規(guī)定，易發(fā)展成相間短路，造成更大的危害

18、。我國(guó)規(guī)定，當(dāng)當(dāng)接地電容電流等于或大于接地電容電流等于或大于5A時(shí)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于動(dòng)作于跳閘跳閘的接地保護(hù)，當(dāng)接地電流的接地保護(hù)，當(dāng)接地電流小于小于5A時(shí)時(shí)，一般裝，一般裝設(shè)設(shè)作用于信號(hào)作用于信號(hào)的接地保護(hù)。的接地保護(hù)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)一、故障分析1發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)三相網(wǎng)絡(luò)接線圖發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)三相網(wǎng)絡(luò)接線圖 可見(jiàn)：可見(jiàn)：流過(guò)零序電流互感器的是外部電力系統(tǒng)電容流過(guò)零序電流互感器的是外部電力系統(tǒng)電容電流之和。零序功率方向?yàn)榘l(fā)電機(jī)流向外部系統(tǒng)。電流之和。零序功率方向?yàn)榘l(fā)電機(jī)流向外部系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)零序等效網(wǎng)絡(luò)圖零序等效網(wǎng)絡(luò)圖 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2外部

19、單相接地時(shí)零序等效網(wǎng)絡(luò)圖外部單相接地時(shí)零序等效網(wǎng)絡(luò)圖 可見(jiàn)：可見(jiàn)：流過(guò)零序電流互感器的是發(fā)電機(jī)本身的電流過(guò)零序電流互感器的是發(fā)電機(jī)本身的電容電流。零序功率方向?yàn)橛赏獠肯到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī)。容電流。零序功率方向?yàn)橛赏獠肯到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī)。 針對(duì)兩種情況，如針對(duì)兩種情況，如I0I0G可設(shè)零序電流保護(hù)；如可設(shè)零序電流保護(hù)；如兩者相差不大，可設(shè)置零序功率方向保護(hù)。兩者相差不大，可設(shè)置零序功率方向保護(hù)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)二、利用零序電流構(gòu)成的定子接地保護(hù)二、利用零序電流構(gòu)成的定子接地保護(hù)原理接線圖 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)工作原理：工作原理：（1）躲過(guò)外部單相短路時(shí)流過(guò)電流互感器的）躲過(guò)外部單相短路時(shí)流過(guò)電流互感器的3

20、I0和正常情況下的不平衡電流。和正常情況下的不平衡電流。（2）動(dòng)作時(shí)限為）動(dòng)作時(shí)限為12秒。秒。（3）為防止外部相間短路誤動(dòng)，用）為防止外部相間短路誤動(dòng)，用KL閉鎖元件。閉鎖元件。（4）中性點(diǎn)附近有保護(hù)死區(qū)中性點(diǎn)附近有保護(hù)死區(qū)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)三、利用零序電壓構(gòu)成的定子接地保護(hù)對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組原理接線圖原理接線圖供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)100%定子接地保護(hù) 對(duì)中小型機(jī)組，允許中心點(diǎn)附近有一定保護(hù)死對(duì)中小型機(jī)組，允許中心點(diǎn)附近有一定保護(hù)死區(qū)，而對(duì)區(qū)，而對(duì)大型機(jī)組需裝設(shè)保護(hù)范圍為大型機(jī)組需裝設(shè)保護(hù)范圍為100%的單相的單相接地保護(hù)。接地保護(hù)。100%定子接地保護(hù)一般由兩部分構(gòu)成：定

21、子接地保護(hù)一般由兩部分構(gòu)成：u第一部分為零序電壓保護(hù)，它可以保護(hù)第一部分為零序電壓保護(hù)，它可以保護(hù)8590的定子繞組；的定子繞組；u第二部分保護(hù)則用來(lái)消除零序電壓保護(hù)不能保第二部分保護(hù)則用來(lái)消除零序電壓保護(hù)不能保護(hù)的死區(qū)。為提高可靠性，兩部分的保護(hù)區(qū)應(yīng)相互護(hù)的死區(qū)。為提高可靠性，兩部分的保護(hù)區(qū)應(yīng)相互重疊。重疊。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)構(gòu)成第二部分保護(hù)的方案主要有：構(gòu)成第二部分保護(hù)的方案主要有：u 零序電壓保護(hù)零序電壓保護(hù)+附加支流的保護(hù)方式附加支流的保護(hù)方式u 加固定工頻偏移電壓加固定工頻偏移電壓u 利用三次諧波電壓利用三次諧波電壓供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第六節(jié) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保

22、護(hù)分為兩種情況：1。大容量機(jī)組（100MW以上）設(shè)置一點(diǎn)接地保護(hù)，延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。一點(diǎn)接地后投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，延時(shí)動(dòng)作于停機(jī)。2。中小型機(jī)組（100MW以下）一點(diǎn)接地保護(hù)采用定期檢測(cè)裝置，一點(diǎn)接地后投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，延時(shí)動(dòng)作于停機(jī)。 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)一、轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地保護(hù)（一）定期檢測(cè)裝置（一）定期檢測(cè)裝置 1 1。接線。接線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。工作原理（1）正常工作時(shí)，切換轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K，測(cè)得正、負(fù)極對(duì)地電壓。因絕緣電阻分布均勻，測(cè)得UU12Ufd，Ufd是勵(lì)磁電壓。（2）當(dāng)某一極對(duì)地絕緣降低時(shí)，設(shè)為正極，則U12Ufd，U12Ufd，可判定轉(zhuǎn)子回路發(fā)生一點(diǎn)接地。（3）當(dāng)兩極中點(diǎn)左右發(fā)生一

23、點(diǎn)接地時(shí)，仍存在UU12Ufd，則無(wú)法判別，保護(hù)有死區(qū)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)（二）疊加直流電壓式一點(diǎn)接地保護(hù)（二）疊加直流電壓式一點(diǎn)接地保護(hù) 1 1接線圖接線圖供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)（1）正常工作時(shí)，流過(guò)繼電器）正常工作時(shí)，流過(guò)繼電器K的電流為：的電流為： I0（Ures12Ufd）（）（RkRme）式中：式中：Rme勵(lì)磁繞組對(duì)地等效絕緣電阻。勵(lì)磁繞組對(duì)地等效絕緣電阻。（2）設(shè)置繼電器）設(shè)置繼電器J動(dòng)作電流。動(dòng)作電流。 IdzjKKI0 式中：式中：KK可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.5。（3）發(fā)生一點(diǎn)接地后：）發(fā)生一點(diǎn)接地后： Ij（UresUfd）(RkRme1） Rme1勵(lì)磁繞組發(fā)生一點(diǎn)接地后的對(duì)

24、地等效絕勵(lì)磁繞組發(fā)生一點(diǎn)接地后的對(duì)地等效絕緣電阻，式中：緣電阻，式中：勵(lì)磁繞組接地點(diǎn)至負(fù)極匝數(shù)與總匝勵(lì)磁繞組接地點(diǎn)至負(fù)極匝數(shù)與總匝數(shù)之比。因此，當(dāng)負(fù)極接地時(shí)，數(shù)之比。因此，當(dāng)負(fù)極接地時(shí)，為為0，電流最?。划?dāng)正，電流最??；當(dāng)正極接地時(shí)，極接地時(shí)，為為1，電流最大。，電流最大。2。工作原理供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)（4）靈敏度校驗(yàn)：）靈敏度校驗(yàn)： KlmIminIdzj 1.5 如取如取Ufd為為240V，U0為為60V，則要求：，則要求： RmeRk46，即可保證靈敏度。，即可保證靈敏度。 3評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無(wú)死區(qū)，靈敏度不受勵(lì)磁回路對(duì)地電容無(wú)死區(qū)，靈敏度不受勵(lì)磁回路對(duì)地電容影響。影響。 缺點(diǎn)

25、：缺點(diǎn)：繼電器內(nèi)阻繼電器內(nèi)阻Rk電阻值不可能很小，對(duì)勵(lì)電阻值不可能很小，對(duì)勵(lì)磁絕緣電阻磁絕緣電阻Rme較低的水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)不適用。較低的水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)不適用。J供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)二、轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地保護(hù)二、轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地保護(hù)采用直流四臂電橋原理。采用直流四臂電橋原理。1 1。接線圖。接線圖供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2 2。工作原理。工作原理（1）當(dāng)）當(dāng)E1點(diǎn)接地后投入該保護(hù)，按下按鈕點(diǎn)接地后投入該保護(hù)，按下按鈕SB，調(diào)，調(diào)滑動(dòng)電阻滑動(dòng)電阻R，使毫伏表讀數(shù)為零。此時(shí)，使毫伏表讀數(shù)為零。此時(shí)，R1R2R2R1。（2）松開(kāi)）松開(kāi)SB，連接片，連接片XB接入。當(dāng)接入。當(dāng)E2點(diǎn)接地后，點(diǎn)接地后，電橋失去平衡，繼電

26、器電橋失去平衡，繼電器J中有電流，動(dòng)作于跳閘。中有電流，動(dòng)作于跳閘。2缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）有死區(qū)，當(dāng)）有死區(qū)，當(dāng)E2點(diǎn)靠近點(diǎn)靠近1點(diǎn)時(shí)，可能不動(dòng)作。點(diǎn)時(shí)，可能不動(dòng)作。（2）如在毫伏表調(diào)零階段發(fā)生第二點(diǎn)接地，將造）如在毫伏表調(diào)零階段發(fā)生第二點(diǎn)接地，將造成嚴(yán)重后果。成嚴(yán)重后果。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第七節(jié) 發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的失磁失磁即發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流突然全部即發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流突然全部消失或者部分消失。消失或者部分消失。其產(chǎn)生的其產(chǎn)生的原因原因有：勵(lì)磁機(jī)故障；勵(lì)磁繞組開(kāi)有：勵(lì)磁機(jī)故障；勵(lì)磁繞組開(kāi)路或短路；自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳；誤操作等。路或短路；自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳；誤操作等。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)失磁

27、運(yùn)行失磁運(yùn)行失磁運(yùn)行指勵(lì)磁電流下降引起感應(yīng)電勢(shì)下降，指勵(lì)磁電流下降引起感應(yīng)電勢(shì)下降，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩下降小于原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩下降小于原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升，功角增大，當(dāng)功角超過(guò)靜態(tài)穩(wěn)定極限角速上升，功角增大，當(dāng)功角超過(guò)靜態(tài)穩(wěn)定極限角時(shí)，發(fā)電機(jī)失去同步，進(jìn)入異步運(yùn)行。在發(fā)電機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)失去同步，進(jìn)入異步運(yùn)行。在發(fā)電機(jī)超過(guò)同步轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)子回路中將感應(yīng)出差頻電流，超過(guò)同步轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)子回路中將感應(yīng)出差頻電流，此電流產(chǎn)生異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)異步轉(zhuǎn)矩與原動(dòng)機(jī)此電流產(chǎn)生異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)異步轉(zhuǎn)矩與原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)到新的平衡時(shí)，即進(jìn)入穩(wěn)定的異步運(yùn)行。轉(zhuǎn)矩達(dá)到新的平衡時(shí)，即進(jìn)入穩(wěn)定的異步運(yùn)行。供配電系

28、統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行的不利方面異步運(yùn)行的不利方面：1從系統(tǒng)吸收大量感性無(wú)功，應(yīng)引起系統(tǒng)無(wú)功不從系統(tǒng)吸收大量感性無(wú)功，應(yīng)引起系統(tǒng)無(wú)功不足，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降。足，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降。2發(fā)出的有功功率比正常時(shí)小得多。發(fā)出的有功功率比正常時(shí)小得多。3轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，易造成轉(zhuǎn)子過(guò)熱。轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，易造成轉(zhuǎn)子過(guò)熱。4發(fā)電機(jī)受交變的異步力矩的沖擊而發(fā)生振動(dòng)。發(fā)電機(jī)受交變的異步力矩的沖擊而發(fā)生振動(dòng)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身的危害，并不像發(fā)發(fā)電機(jī)失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身的危害，并不像發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路那樣迅速地表現(xiàn)出來(lái)。如果大型機(jī)電機(jī)內(nèi)部短路那樣迅速地表現(xiàn)出來(lái)。如果大型機(jī)組突然跳閘會(huì)給

29、機(jī)組本身造成大的沖擊，對(duì)系統(tǒng)組突然跳閘會(huì)給機(jī)組本身造成大的沖擊，對(duì)系統(tǒng)也會(huì)加重?cái)_動(dòng)。因此，除水輪發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)也會(huì)加重?cái)_動(dòng)。因此，除水輪發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)直接動(dòng)作于跳閘外，一般汽輪發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)直接動(dòng)作于跳閘外，一般汽輪發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)僅動(dòng)作于減負(fù)荷，轉(zhuǎn)入低負(fù)荷異步運(yùn)行。如不能僅動(dòng)作于減負(fù)荷，轉(zhuǎn)入低負(fù)荷異步運(yùn)行。如不能在允許的異步運(yùn)行時(shí)間里消除失磁因素，保護(hù)再在允許的異步運(yùn)行時(shí)間里消除失磁因素，保護(hù)再動(dòng)作于跳閘。若大型機(jī)組失磁而危及系統(tǒng)安全時(shí)，動(dòng)作于跳閘。若大型機(jī)組失磁而危及系統(tǒng)安全時(shí)，保護(hù)應(yīng)盡快斷開(kāi)失磁發(fā)電機(jī)。保護(hù)應(yīng)盡快斷開(kāi)失磁發(fā)電機(jī)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第八節(jié) 發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)隨著大容量機(jī)組和大型發(fā)電廠的出現(xiàn)，隨著大容量機(jī)組和大型發(fā)電廠的出現(xiàn)，發(fā)電發(fā)電機(jī)機(jī)變壓器組變壓器組的接線方式在電力系統(tǒng)中獲得了廣的接線方式在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。在發(fā)電機(jī)和變壓器每個(gè)元件上可能出泛的應(yīng)用。在發(fā)電機(jī)和變壓器每個(gè)元件上可能出現(xiàn)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)電機(jī)現(xiàn)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)電機(jī)變壓器變壓器組上也都可能發(fā)生，因此，其繼電保護(hù)裝置應(yīng)能組上也都可能發(fā)生，因此，其繼電保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)發(fā)電機(jī)和變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)所應(yīng)該反應(yīng)的那反應(yīng)發(fā)電機(jī)和變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)所應(yīng)該反應(yīng)的那些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)由于發(fā)