發(fā)電機接地保護

1、發(fā)電機接地保護繼電保護繼電042課程 班級 2006 年12 月8日第15周章節(jié)名稱9-4發(fā)電機定子繞組接地保護9-5同步發(fā)電機的負序電流保護和過負荷保護教學目的 與要求掌握發(fā)電機定子繞組接地零序分量特點及各保護構成 原理；掌握發(fā)電機反時限負序過電流保護的優(yōu)點；教學內容知識點：發(fā)電機定子繞組接地基波零序分量特點； 三次 諧波零序分量特點；保護構成原理及特點；發(fā)電機發(fā)熱 特性方程；反時限特性；反時限負序過電流保護的優(yōu)點；9-4 一、發(fā)電機定子繞組接地基波零序分量特點二、利用零序電流構成的定子接地保護三、利用零序電壓構成的定子接地保護四、100%保護區(qū)的定子接地保護9-5 一、發(fā)電機承受負序電流的

2、能力二、發(fā)電機的負序電流保護重點定子繞組接地故障時零序分量特點分析；保護構成原理及特點；反時限負序過電流保護的優(yōu)點；難 點零序分量特點分析；作業(yè)P270 9-5教具與掛圖投影儀教學過程（組織與方法）1、重點分析定子繞組接地故障機端零序分量特點，用 零序網分析發(fā)電機定子繞組 A相發(fā)一點接地故障， 機端零序電流情況，用向量圖分析零序電壓情況，通 過分析引出零序電流和零序電壓保護，講解保護基本 原理及存在的問題。2、根據零序電壓存在死區(qū)問題，引出二次諧波概念并 分析其特點，從而引出三次諧波電壓保護來消除死區(qū)。 然后進一步引出100%保護區(qū)定子繞組接地保護。3、3、通過發(fā)電機發(fā)熱特性方程說明發(fā)電機裝設

3、負序電 流保護的必要性，引出定時限負序電流保護， 根據保護 的工作作過程說明，指出其存在的問題，引出反時限負 序電流保護，并指出其優(yōu)點。4、本次課小結，布置作業(yè)；下次內容簡介，布置預習第四節(jié)同步發(fā)電機定子繞組的接地保護一、概述表1發(fā)電機定子繞組單相接地故障電流允許值發(fā)電機額定電壓kV發(fā)電機額定電壓MW接地電流允許值A6.3 U3s = E3 ；當發(fā)電機機端接地時，即a =1、U3N= E3、總結論：P246第二自然段（二）發(fā)電機100%定子接地保護發(fā)電機100%定子接地保護由反應基波零序電壓元件和反應三次諧波電壓元件兩部分組成。第一部分可保護定子繞組的90%95%,而第二部分是用以消除基波零序

4、電壓元件保護的死區(qū)。為了保證保護動作的可靠性，上述兩部分保護裝置的保護區(qū)有一段重疊。四、零序電流特點及零序電流保護3101電流保護不能用于發(fā)電機變壓器組接線。適用于母線連接元件較多情況。第五節(jié)發(fā)電機的負序電流保護和過負荷保護一、概述發(fā)熱和振動是定子負序電流對發(fā)電機的主要影響。由于構造上的原因，振動條件是決定水輪發(fā)電機組承受負序電流能力的主要依據，發(fā)熱條件是決定汽輪發(fā)電機組承受負序電流 能力的主要依據。二、發(fā)電機承受負序電流的能力發(fā)電機都具有一定的承受負序電流的能力，一般按長期和短時兩種情況考慮。（一）發(fā)電機長期允許的負序電流12二發(fā)電機長期允許的負序電流 I2g,是由轉子有關材料的性能決定的。

5、通過穩(wěn)態(tài)負序試驗，可以測定I20a的大小。規(guī)定在額定負荷下，汽輪發(fā)電機的I2力不超過6%；水輪發(fā)電機的I2O0不超過12%。大型直接冷卻式發(fā)電機的 1 2%范圍尚在研究中。（二）發(fā)電機短時承受負序電流的能力發(fā)電機短時承受的負序電流 1 2顯然大于笛，并且負序電流彳用的時間 t愈短，L愈大， 其關系式為I2謝xt = A式中1 2一 一一以發(fā)電機額定電流為基值的定子繞組負序電流的標么值;t負序電流1 2*流過發(fā)電機所持續(xù)的時間;A一一發(fā)電機允許過熱時間常數，它與發(fā)電機容量、冷卻方式等有關，非強迫冷卻 的發(fā)電機，A = 30;直接冷卻的100300MW 汽輪發(fā)電機，A=615 ; 600MW 汽輪

6、發(fā)電機的 設計值A=4 。發(fā)電機的單機容量越大，其所允許的承受負序電流的能力越低。Q.5卜0L0 16發(fā)電機轉子發(fā)熱特性（A=4）針對上述情況而裝設的發(fā)電機負序電流保護實際上是反應定子繞組電流不對稱而引起 轉子過熱的一種保護，是大型發(fā)電機的主保護之一。三、發(fā)電機的負序電流保護（一）定時限負序電流保護.定時限負序電流保護接線及動作值整定定時限負序電流保護一般采用兩段式，即負序過負荷信號和負序過電流跳閘兩段。接線如圖9-18所示。圖9 18 兩段式負序電流保護直流展開圖負序過負荷保護：1KA的動作電流應躲過發(fā)電機長期允許的負序電流上空，其負序動作電流通常為I 2 oper = 10%l n1KT的

7、動作時限取510s,動作后發(fā)出信號 負序過電流保護：2KA負序動作電流整定:當t=120s、A=30時，上式變?yōu)?2 oper= 0.5In2KT的動作此外，保護裝置的動作電流還應與相鄰元件的后備保護在靈敏系數上相配合。時限按后備保護的原則逐級配合，一般取35s,動作后跳開發(fā)電機。.定時限負序電流保護動作特性分析設負序過電流部分動作電流為0.5 In ,整定時間為 4s,動作于跳閘；負序過負荷部分動作電流為 0.1 In ,整定時間為 10s,動作于信號。具體應用于A=4的導線直接冷卻的600MW發(fā)電機上，保護動作特性和發(fā)電機允許的負序電流曲線如圖917所示，由圖可見:(1)在曲線ab段內，保

8、護裝置的動作時間(4s)大于發(fā)電機的允許時間，因此，就可 能出現發(fā)電機已被損壞而保護尚未動作的情況；(2)在曲線bc段內，保護裝置的動作時間小于發(fā)電機的允許時間，從發(fā)電機能繼續(xù)安全運行的角度來看，在不該切除的時候就將它切除了，因此，沒有充分利用發(fā)電機本身所具有的承受負序電流的能力；(3)在曲線cd段內，是靠保護裝置動作發(fā)出信號然后由值班人員來處理的。但當出 現的負序電流靠近 c點附近時，發(fā)電機所允許的時間與保護裝置動作的時間實際上相差很 小，因此，就可能發(fā)生保護給出信號后，值班人員還未來得及處理時，發(fā)電機已超過了允許時間。由此可見，在 cd段內置動作于信號也是不安全的。(4)在曲線de段內，保護根本不反應。由以上分析可以看出：兩段式定時限負序電流保護的動作特性與發(fā)電機允許的負序電流曲線不能很好地配合。因此，為防止發(fā)電機轉子遭受負序電流的損壞，在100MW 及以上A10的發(fā)電機上應裝設能夠模擬發(fā)電機允許負序電流曲線的反時限負序電流保護。(二)反時限負序