發(fā)電機差動保護原理

PAGEPAGE10/125.1 發(fā)電機比率制動式差動保護比率制動式差動保護是發(fā)電機內(nèi)部相間短路故障的主保護.5。1．1保護原理51Iop

Ｉ++

(

ｒes.0時）Iop

op

（Ｉeｓ

–I ） （ｒｅ．０

I )ｒ ．０

為差動電流，Ｉｏｐ

為差動最小動作電流整定值，Ｉ

ｒes為制動電流，Ｉ

eｓ。

為最小制動電流整定值，Ｓ為比率制動特性的斜率。各側(cè)電流的方向都以指向發(fā)電機為正方向，見圖5。1.１。差動電流：

I op T N制動電流

I IIT2N式中：，N分別為機端、中性點電流互感器（）二次側(cè)的電流 A的極性見圖 5。1．１.圖 ．1圖(根據(jù)工程需要,也可將 TA極性端均定義為靠近發(fā)電機側(cè))5。1。1.2ＴA斷線判別當(dāng)任一相差動電流大于 0。15倍的額定電流時啟動ＴA斷線判別程序，滿足下列條件認為ＴA斷線：本側(cè)三相電流中至少一相電流為零;本側(cè)三相電流中至少一相電流不變;最大相電流小于 1．２倍的額定電流。５。2發(fā)電機匝間保護發(fā)電機匝間保護作為發(fā)電機內(nèi)部匝間短路的主保護。根據(jù)電廠一次設(shè)備情況，可選擇以下方案中的一種：5。2。1故障分量負序方向(ΔP2)匝間保護該方案不需引入發(fā)電機縱向零序電壓。

）保護應(yīng)裝在發(fā)電機端,不僅可作為發(fā)電機內(nèi)部匝間２短路的主保護,還可作為發(fā)電機內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護。5．２．1.１保護原理當(dāng)發(fā)電機三相定子繞組發(fā)生相間短路、匝間短路及支開焊等不對稱時，在點出現(xiàn)源.元件的.

和別取自機端Ｔ2 22V則P2為:2P 2

2e2

e

sen.2 ,I 式中 ,I 2 2 sen。2角。一般取6~8（. 滯后2

的角度）。2保護的動作判據(jù)可表示為：2R2e

I

2PI' I ej2 2 sen.2實際應(yīng)用動作判據(jù)綜合為： 2 u2 2i2 P =Ｕ2

Ｕ’ 〉+2i+2i（ )u、i、Ｐ保護邏輯框圖見圖5。2。1。2.圖５.2.１.1故障分量負序方向保護極性圖圖 5.２.1．２ 故障分量負序方向保護邏輯框圖5。2。2發(fā)電機縱向零序過電壓及故障分量負序方向型匝間保護本保護不僅作為發(fā)電機內(nèi)部匝間短路的主保護,還可作為發(fā)電機內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護。５。2。２．1保護原理發(fā)電機定子繞組發(fā)生內(nèi)部短路，三相機端對中性點的電壓不再平衡，因為機端電壓互感器中性點與發(fā)電機中性點直接相連且不接地,所以互感器開口三角0繞組輸出縱向3U,保護判據(jù)為：0|3U0｜＞Uet式中

ｓet為保護的整定值。ｓ發(fā)電機正常運行時，機端不平衡基波零序電壓很小，但可能有較大的三次,,保護裝置中增設(shè)三次諧波阻波功能。為保證匝間保護的動作靈敏度，縱向零序電壓的動作值一般整定較小，為防止外部短路時縱向零序不平衡電壓增大造成保護誤動,須增設(shè)故障分量負序方向元件為選,判發(fā)電機內(nèi)部短路還外部短路。故障分量負序方向元件5。2．．2所的，方的2．２。發(fā)電機運行時，縱向零序電壓元件及故障分量負序方向元件組成2與匝間保護，因Δ=０，則故障分量負序方向元件失2效,僅由縱向零序電壓元件經(jīng)短延時ｔ1匝間保護。不允許縱向零序電壓元件單獨出,為此以過電流I〉I 閉鎖該判據(jù)，固定I =０.06In.set sｅｔ&&&&&圖 5．2.2 匝間保護方案二邏輯框圖 52。3高靈敏零序電流型橫差保護,、相短路及定子繞組開焊的主.5．2.3。1原理本檢測定子多分支繞組的不同中性點連線(即)３I0,判據(jù)：判據(jù)1（無制動特性）：Ｉ I ， I 動的整定值,見后op Ｉ Ｉop S(I I

（

時)I Iop

op.0

resI

Iop.0

( 時)式中：Iop，Iｏp.0最小動整定值，制動（取端三相最大值最小制動整定值，S比率制動特性的斜率。1、2均可單獨構(gòu)成，用戶可通過控制字進行選擇。正常運行時，接于兩中性點之的，不平衡主要是基波，在外短路時,不平衡主要是三次諧波成分，降低定值和提度，中還增加有三次諧波阻波功。時動于，子點接時，t動于，t整定5。的5．2．3。&&t&&5（組、、）動比率制動式動是（組、、）的主，相短路、單相接短路及短路;保正確區(qū)分涌、過故障。取提定值的式，外時和動動,中的三次諧波基波的比值大于定值時，動提比率制動差動的動值、比率制動和最小制動，進提的可性。-組裝置最多可實現(xiàn)６側(cè)動，動特性下：o流電作動nres.0 2n(res)圖 。比率差動動作特性圖A5.3I I

I ）oｐ o0

res

res.0+ I –

）I

) 5—3-1)oｐp

res

es

e>12In

+ 0

–2 I）(I 2)p n(5—3—2)

res

ｎ es nopIp0,,s0． s ．n,Sn.Iop=|

｜ 3）12=—12=—1

I2/ 2 3—:Iop

1

2

| —3ｎrs1={|rs1

,…２

n|—6）3≤n≤６,

,22

.

據(jù)53)低據(jù)5)高.53.2,10,51:I op.2

K I2 op.1

5—,C,op2,,p1,37.2:SsuSs—s

5——8):Ｓs 采樣點不對稱度值Sum對應(yīng)對稱ｍ ｓ —度值K某一固定,任一538.3Ａ飽和TＡ飽和.I >K3* —３ 13K

比例內(nèi)部３固定不整定,I對應(yīng)１任一—-比率自改小和比率,證正確、靠5４ A任一05定Ａ,A：一不小1定;一。53任一整定值。5.36一定值信號定值整定。5機比率比率內(nèi)部,電機比率.5定子接地定,定任一點相接地按求閘信號.5．5.1保護原理基波零序電壓保護發(fā)電機從機端算起的~９5％的定子繞組單相接地；三次諧波電壓保護發(fā)電機中性點附近定子繞組的單相接地.5。6轉(zhuǎn)子一點接地保護該保護主要反映轉(zhuǎn)子回路一點接地故障。5。６．1 保護原理?采用乒乓式開關(guān)切換原理，通過求解兩個不同的接地回路方程，實時計算轉(zhuǎn)子接地電阻值和接地位置。5.7轉(zhuǎn)子一點接地加兩點接地保護發(fā)電機勵磁回路一點接地故障，對發(fā)電機并未造成危害，但若再相繼發(fā)生第二點接地故障，則將嚴重威脅發(fā)電機的安全。5.７。1保護原理一點接地保護原理同前所述,但在這里的一點接地電阻定值只有一段,通過延時發(fā)信。,:ｓｓ

et

轉(zhuǎn)子兩點接地位置變化定值5．8ｔ發(fā)電機勵磁故障勵磁全磁,從發(fā)電機，.磁保護。磁保護的主述中的一個ｔ定勵磁電壓tPt

的磁時保護，全磁嚴重磁時保護，附加裝定值定值的勵磁電壓,定勵磁電壓，其方程:U d

fd.set

勵磁電壓定值，定0。—０。d。eｔ

fd0，一般

fd0。若定勵磁電壓”單獨，還需采取I＜０．0n”的閉鎖措施,以防止發(fā)電機并網(wǎng)過程解列過程中磁保護誤。短等干擾干擾引振蕩判不會誤.靜穩(wěn)邊界阻抗主阻抗扇形圓匹配發(fā)電機靜穩(wěn)邊界圓,采用 0接線方式. 、ab）特581示,抗軌跡圖中ab第 I象限隨時進入第Ⅳ象限,達靜穩(wěn)邊界附近進入圓.靜穩(wěn)邊界阻抗?jié)M足后，至少延時 1s~1.5s發(fā)磁信號壓，延時 1s~1.的原是躲開振蕩。扇形R軸的夾角1～５開發(fā)電機過電阻的相路，開發(fā)電機相。圖５．８。１ 靜穩(wěn)邊界阻抗判據(jù)動作特性需指出，發(fā)電機產(chǎn)品說明書中所刊載的 xd

值是銘牌值，用“ｘｄ(銘牌"符號)表示，它是非飽和值，它是發(fā)電機制造廠家以機端三相短路但短路電流小于額定電流的情況下試驗取得的,誤差大,計算定值時應(yīng)注意。),58.2.圖 。。2異步阻抗特性曲線(,“”.為防止誤與其輔助門出口。要斷對（母影響Ut≤Ut式,Ｕ

．seｔ整定值,一般取0．８０~0.9U

.某些場t.ｓｅｔ tn合,不整定值以,則也改為端即UgUg.setＵ

?。ǎ?５eｔe~0．90)Ugn采用端了證廠用僅了與靜穩(wěn)阻抗判據(jù)組成“與”門出口，以防止由于靜穩(wěn)阻抗單獨出口時可能發(fā)生的誤動作，因此選擇Usｅt機端過電壓判據(jù)

有較廣泛的靈活性。發(fā)電機在突然甩負荷等過電壓情況下，會強行減勵，使Ｕ 突降，可能引起ｆｄdU （P)判據(jù)或定勵磁低電壓判據(jù)誤動,故采取機端過電壓判據(jù)且動作后延時４dｆｓ～6s返回的閉鎖措施來防止失磁保護誤出口。gU≥（１.1~１．25）Ugｇ ｎ式中，U 為發(fā)電機機端額定電壓。,,（于）用失磁保護下。，失磁保護中保護壓壓及動出，中，保護壓壓及動在的。．9保護,.時，用理，保護可用于的動。1保護理保護系統(tǒng)有的。電壓取發(fā)電機機端，電取發(fā)電機機端或中性。保護，有為：PUa

I cosa

U I cosb

U I cosc c為電壓電的，動作判據(jù)為：set

Pset

為保護動作定。保護有2延時，延時1１~s）用于發(fā),延時t2（１s～)可用于。5。10合電壓動（）過保護合電壓動（)過保護作為壓或的后..10.１保護理由合電壓及過“與”構(gòu)成。中合電壓可由選擇“”或“出"，的最靈可由選擇為4（）或1３5(1０）。果計算路,和配每每個都立為個保護。5。1１零（過保護零（）,配成時。。理由零過及零“與"構(gòu)成。中,零可由定“”或“出”,零的指可由定為。1１。2判據(jù)ａ． 零過,A0,TA1,:UR[3Ue

3ej110]0

=1°）senI0 TA仍511母線I0 UR[3Ue

3ej70]0

（ =70°）senI0 或母線由I0 取TATA正端在母線側(cè);?。??。蠺開口,通TV切換。TV處理（只適應(yīng).TV,由TV512原理本適于地系統(tǒng)（110k～50kV系統(tǒng))不接地及有能不地而不管是否有放電本不地地于變母線TV開口U.０及511 原理通常53或03s應(yīng)于地系統(tǒng)不地(或有地有不地)有對地放不地地,能于03~.5s延。由于在,和能交替現(xiàn)了使隙或能夠靠,或持一段確靠14負荷（有載調(diào)閉鎖、通風(fēng)啟）根要配不段數(shù)和.1低（記憶低升或較大容量降啟值可按,不于帶記憶.551“與”構(gòu)成518。圖 5．１５ 低壓（記憶）過流保護邏輯框圖51５．2判據(jù)說明滿足下列條時，動作。UUop

Uop為整定值，U為個線中最小的一個.接于互感器二次回路中，可有多段定值，每段和時限均可單獨整定當(dāng)任一滿足下列條時，動作。IIop

Iop