第六章發(fā)電機(jī)母線地繼電保護(hù)演示文稿

第七章

發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)·發(fā)電機(jī)故障類(lèi)型、不正常運(yùn)行狀態(tài)·保護(hù)配置方式·發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù)·發(fā)電機(jī)的單相接地保護(hù)·發(fā)電機(jī)的負(fù)序過(guò)電流保護(hù)·發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)·發(fā)電機(jī)——變壓器組繼電保護(hù)·

本章重點(diǎn)1、發(fā)電機(jī)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)2、發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置3、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù)·

本章難點(diǎn)1、發(fā)電機(jī)的單相接地保護(hù)2、發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)（了解）第一節(jié).故障類(lèi)型不正常運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)方式一、故障類(lèi)型相間短路定子繞組匝間短路單相接地一點(diǎn)接地（發(fā)信號(hào)or跳閘）二點(diǎn)接地（必須跳閘）失磁轉(zhuǎn)子繞組二、不正常運(yùn)行狀態(tài)過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流（外部短路等引起）過(guò)電壓（突然甩負(fù)荷）負(fù)序過(guò)負(fù)荷、負(fù)序過(guò)電流（不對(duì)稱(chēng)故障、負(fù)荷）轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷（勵(lì)磁回路故障，強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的）逆功率（汽輪機(jī)主汽門(mén)突然關(guān)閉）三、保護(hù)配置1、縱差保護(hù)——相間短路

>1MW發(fā)電機(jī)2、橫差保護(hù)——匝間短路3、接地保護(hù)——發(fā)信號(hào)（IC<5A）IC>5A零序電流保護(hù)。>100MW，100%定子接地保護(hù)

4、過(guò)電流保護(hù)：(1)負(fù)序過(guò)電流及單相式低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù),(2)復(fù)合電壓（U2及線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)(3)過(guò)電流保護(hù),

<1MW≥50MW5、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)6、過(guò)負(fù)荷保護(hù)7、過(guò)電壓保護(hù)；水輪發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電壓應(yīng)裝設(shè)帶延時(shí)的過(guò)電壓保護(hù)8、轉(zhuǎn)子的一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地保護(hù)9、失磁保護(hù)，專(zhuān)用失磁保護(hù)或由滅磁開(kāi)關(guān)連鎖實(shí)現(xiàn)10、其它保護(hù)如失步保護(hù)（>300MW)，低頻保護(hù)，逆功率保護(hù)(大容量），斷水保護(hù)等第二節(jié)、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù)·縱差動(dòng)保護(hù)·橫差動(dòng)保護(hù)一、縱差動(dòng)保護(hù)1、工作原理縱差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)，但不能反應(yīng)匝間故障，接地故障，靠整定來(lái)保證選擇性。正常、外部故障：內(nèi)部故障：1、工作原理不平衡電流：（注意與變壓器差動(dòng)保護(hù)的比較：）穩(wěn)IbP由兩個(gè)CT特性不同引起，比Tr小的多暫IbP由外部短路時(shí)，非周期分量引起的。2、整定計(jì)算：（1）原則一：躲CT二次回路斷線Kk=1.3當(dāng)CT二次回路斷線時(shí)又發(fā)生外部短路會(huì)發(fā)生誤動(dòng)為防止此種情況：加裝斷線監(jiān)視裝置·

加裝斷線監(jiān)視裝置后后備Klm低，可靠性高。（2）原則二：躲開(kāi)外部故障時(shí)的最大不平衡電流由（4-5）求得汽輪發(fā)電機(jī)：(0.5～0.6)Ie·f水輪：(0.3～0.4)Ie·f與（1）Klm↑

相比可靠性差（3）原則三對(duì)≥100MW發(fā)電機(jī)采用比率制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器制動(dòng)系數(shù)：0.2～0.4（4）靈敏度的計(jì)算①發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行以前，其出線端發(fā)生兩相短路，差動(dòng)回路中只有發(fā)電機(jī)供給的短路電流②發(fā)電機(jī)采用自同期并列時(shí)（發(fā)電機(jī)E≈0）

在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，發(fā)電機(jī)出線端K（2），3、評(píng)價(jià)①不反應(yīng)匝間故障②不反應(yīng)接地故障只反應(yīng)

，③不反應(yīng)振蕩，過(guò)負(fù)荷④Klm金屬性故障無(wú)死區(qū)

非金屬性故障有死區(qū)二、橫差動(dòng)保護(hù)保護(hù)匝間故障1、匝間故障的類(lèi)型2、特點(diǎn)①產(chǎn)生環(huán)流很?、趦芍行渣c(diǎn)之間差生環(huán)流③產(chǎn)生3U0④定子、轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生高次諧波，以二次或倍頻為主⑤負(fù)序功率方向與其它各種不對(duì)稱(chēng)故障的負(fù)序功率方向相反3、接線方式①6CT，3繼電器P193圖7-5（b）②1CT，1繼電器

圖7-6發(fā)電機(jī)三次諧波同相位→誤動(dòng)防止方法：增加三次諧波濾器轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地→磁通不平衡→環(huán)流→誤動(dòng)4、整定：反應(yīng)各種匝間故障①

轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障定子繞組分支開(kāi)焊故障②簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：①有死區(qū)，②Klm不太理想一般用在較小容量的發(fā)電機(jī)大容量：為提高Klm：負(fù)序功率方向閉鎖的定子零序電壓保護(hù)負(fù)序功率方向閉鎖的轉(zhuǎn)子二次諧波電流保護(hù)5、評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：第三節(jié)、發(fā)電機(jī)的單相接地保護(hù)規(guī)定：?jiǎn)蜗嘟拥仉娙蓦娏鳌?A跳閘<5A

發(fā)信號(hào)一、發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地的特點(diǎn)1.單相接地時(shí)電氣量的特點(diǎn)表示中性點(diǎn)到故障點(diǎn)的繞組占全部繞組匝數(shù)的百分?jǐn)?shù)≤1(1)(2)發(fā)電機(jī)外接元件越多→I0↑發(fā)電機(jī)出口有母線IC大→跳閘發(fā)—變組IC小→信號(hào)（3）I0的大小與方向發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)零序電流的方向?yàn)槿鐖D所示，大小為發(fā)電機(jī)以外電壓網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電容電流。（3）I0的大小與方向·

發(fā)電機(jī)外部單相接地時(shí)零序電流的方向?yàn)槿鐖D所示，大小為發(fā)電機(jī)本身的對(duì)地電容電流。二、保護(hù)方式1、零序電流保護(hù)——應(yīng)用于發(fā)電機(jī)出口有母線的接線作用于跳閘（1）原理內(nèi)部故障時(shí)：外部故障時(shí)：并且內(nèi)部故障與外部故障時(shí)零序電流相位相反（2）整定原則①原則一：躲外部單相接地時(shí)，發(fā)電機(jī)本身電容電流②原則二：由CT引起的不平衡電流（正常運(yùn)行）③原則三：保護(hù)一次動(dòng)作值小于P195

表7-1的值發(fā)電機(jī)單相接地電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓（KV）發(fā)電機(jī)額定容量（MW）接地電流允許值（A）6.3<50410.550~100313.8~15.75125~200218~203001（2）整定原則④原則四：為防止外部相間短路時(shí)的IbP引起誤動(dòng)作應(yīng)在相間保護(hù)動(dòng)作時(shí)將接地保護(hù)閉鎖。⑤原則五：tdz=1～2S躲外部接地瞬間發(fā)電機(jī)暫態(tài)電容電流當(dāng)

→0時(shí)有“死區(qū)”

∴在保證選擇性下，盡量Idz↓2、基波零序電壓保護(hù)——應(yīng)用于發(fā)—變組

IC小——作用于發(fā)信號(hào)（1）原理一般整定為：有“死區(qū)”（2）消除方法改為100%定子接地保護(hù)①中性點(diǎn)加固定的工頻偏移電壓（10~15%）Ue（通過(guò)增大接地電流來(lái)實(shí)現(xiàn)一般增大值不超過(guò)10~25A）②附加直流or低頻信號(hào)（20HZ

or

25HZ）（通過(guò)檢測(cè)此附加電流的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)）③利用三次諧波電壓構(gòu)成（利用中性點(diǎn)側(cè)與機(jī)端側(cè)三次諧波電壓比值的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)）3、利用三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)（1）發(fā)電機(jī)三次諧波電壓的分布特點(diǎn)由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通密度的非正弦分布和鐵芯飽和的影響，在定子繞組上感應(yīng)出基波、高次諧波（如百分之幾的三次諧波）等效電路（簡(jiǎn)化）N—中性點(diǎn)

S—機(jī)端

Cof—發(fā)電機(jī)對(duì)地電容Cos其它元件對(duì)地電容

，如

Tr、線路等①正常運(yùn)行時(shí)無(wú)消弧線時(shí)：同樣可證有消孤線圈時(shí)則：②發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時(shí)當(dāng)時(shí)，且單相接地故障的接地點(diǎn)越接近中性點(diǎn)則越靈敏——?jiǎng)幼髁俊苿?dòng)量保護(hù)范圍零序地壓保護(hù)利用三次諧波電壓有重疊區(qū)越大Klm↑越小Klm↑（2）、100%定子接地保護(hù)三次諧波保護(hù)+零序電壓保護(hù)第四節(jié)、發(fā)電機(jī)的負(fù)序過(guò)電流保護(hù)·負(fù)序過(guò)電流保護(hù)的作用·負(fù)序定時(shí)限過(guò)流保護(hù)·負(fù)序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)一、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)的作用發(fā)電機(jī)主保護(hù)方式之一1.負(fù)序電流的危害負(fù)序電流負(fù)序電流轉(zhuǎn)子發(fā)熱→燒毀轉(zhuǎn)子繞組、阻尼繞組、轉(zhuǎn)子鐵心100HZ電流

100HZ振動(dòng)發(fā)電機(jī)允許負(fù)序電流發(fā)熱常數(shù)A值參考表凸極式發(fā)電機(jī)40調(diào)相機(jī)40空氣表面冷卻的隱極發(fā)電機(jī)30氫氣表面冷卻的隱極發(fā)電機(jī)30導(dǎo)線直接冷卻的100~300MW汽輪發(fā)電機(jī)6~15二、負(fù)序定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)1.原理接線保護(hù)原理動(dòng)作過(guò)程2.兩段式負(fù)序電流保護(hù)時(shí)限特性·兩段式負(fù)序電流保護(hù)的缺點(diǎn)ab段:

bc段:

cd段:

de段:三、負(fù)序反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)1.負(fù)序反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)第五節(jié)、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)(自學(xué))第六節(jié)、發(fā)電機(jī)—變壓器組繼電保護(hù)發(fā)電機(jī)—變壓器組的特點(diǎn)發(fā)電機(jī)—變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)一、發(fā)電機(jī)—變壓器組的特點(diǎn)1、發(fā)電機(jī)變壓器上的任何一種故障在發(fā)一變上都能反應(yīng)2、共有保護(hù)可以精減，如縱差、后備、過(guò)負(fù)荷保護(hù)等二、發(fā)電機(jī)—變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)1、發(fā)—變間無(wú)斷路器則可以共用一組縱差動(dòng)保護(hù)。原理接線如圖所示但在下列幾種情況下，發(fā)電機(jī)應(yīng)補(bǔ)充裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)①容量為100MW及以上的發(fā)電機(jī)。②對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)和繞組直接冷卻的汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)公用的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定值大于1.5倍發(fā)電機(jī)額定電流時(shí)。2、當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器間有斷路器時(shí)發(fā)電機(jī)和變壓器應(yīng)分別裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間分支線時(shí)(如廠用電分支線)，應(yīng)把分支線也包含在差動(dòng)保護(hù)范圍以?xún)?nèi)，其接線如圖所示。這時(shí)分支線上電流互感器的變比應(yīng)與發(fā)電機(jī)回路的相同。三、發(fā)—變組發(fā)電機(jī)電壓側(cè)單相接地保護(hù)的特點(diǎn)對(duì)于發(fā)電機(jī)一變壓器組，由于發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間沒(méi)有直接的電聯(lián)系，因此，發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)就可以簡(jiǎn)化。由于發(fā)電機(jī)一變壓器組中發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)一般不接地或經(jīng)消弧線圈接地，發(fā)生單相接地的接地電容電流通常小于允許值，接地保護(hù)可以采用零序電壓保護(hù)并動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)100WM及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)范圍為100％的定子接地保護(hù)。第八章

母線的繼電保護(hù)·裝設(shè)母線保護(hù)的基本原則·完全電流差動(dòng)母線保護(hù)·電流比相式母線保護(hù)·雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，母線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法·斷路器失靈保護(hù)一、裝設(shè)母線保護(hù)的基本原則1、母線故障的原因2、裝設(shè)母線保護(hù)的原則（1）不裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的母線保護(hù)①利用發(fā)電機(jī)的過(guò)流保護(hù)切除母線故障如發(fā)電廠單母線接線時(shí)利用發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)切除母線故障②降壓變電所，低壓母線正常時(shí)分開(kāi)運(yùn)行，則

低壓母線上的故障可由變壓器的過(guò)流保護(hù)切除。③雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)，當(dāng)變電所B母線上d點(diǎn)短路時(shí)，由保護(hù)1和4的第Ⅱ段動(dòng)作切除利用電源側(cè)的保護(hù)切除故障有下列特點(diǎn)：①切除故障一般時(shí)間較長(zhǎng)；②當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線為分段單母線時(shí)，上述保護(hù)無(wú)選擇性。（2）裝設(shè)專(zhuān)門(mén)母線保護(hù)①≥110KV的雙母線或分段母線，為保證選擇性；應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用的母線保護(hù)②≥110KV單母線、重要發(fā)電廠的35KV母線高壓側(cè)≥110KV重要降壓變壓所35KV母線按全線速動(dòng)保護(hù)的要求應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用的母線保護(hù)母線保護(hù)因?yàn)樗賱?dòng)性和選擇性要求一般由差動(dòng)原理構(gòu)成但與發(fā)電機(jī)、變壓器不同，應(yīng)考慮母線上連著較多元件的特點(diǎn)二、母線的故障時(shí)的特點(diǎn)①正常及外部故障：母線上

即I流出=I流入②母線上發(fā)生故障時(shí)：所有與電源連接的元件都向故障點(diǎn)提供短路電流，而負(fù)荷線路為零，即（短路點(diǎn)總電流）③從每個(gè)連接元件中電流的相位看：正常及外部故障：至少有一個(gè)元件與其余元件電流相位相反母線故障：除電流為零線路外其它則同相位三、完全電流差動(dòng)母線保護(hù)正常：母線故障：適用于單母線或雙母線經(jīng)常只有一組母線運(yùn)行的情況1、原理接線變比：2、整定原則：（1）躲最大，當(dāng)CT按10%誤差曲線選擇按躲CT二次側(cè)斷線時(shí)流入繼電器的最大電流整定為所有連接元件中負(fù)荷電流最大的一個(gè)校驗(yàn)四、電流比相式母線保護(hù)1.原理利用內(nèi)部故障和外部故障時(shí)各連接元件電流相位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)：①比較相位與幅值無(wú)關(guān)，不同考慮IbP②可選用不同變化和型號(hào)的CT可應(yīng)用在雙母線上2.保護(hù)的構(gòu)成五、雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，母線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法1、雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，元件固定連接的電流差動(dòng)保護(hù)。（1）原理接線（2）正常及外部故障（3）母線故障時(shí)缺點(diǎn)：限制了運(yùn)行的靈活性2、雙母線同時(shí)運(yùn)行的母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)對(duì)1缺點(diǎn)的改進(jìn)（1）原理接線：

P224

圖8-14（2）原理利用母聯(lián)中電流與總差電流的相位作為故障母線的選擇元件相位比較：設(shè)：Ⅰ段母線故障，

與

同相位則：Ⅱ段母線故障，

與

反相位Ⅰ段母線故障，電流方向ⅡⅡ段母線故障，電流方向Ⅰ總差電流相位不變，起動(dòng)元件Ⅰ段（母聯(lián)中）選擇元件Ⅱ段（母聯(lián)中）①正常及外部故障時(shí)，LJ不動(dòng)作②內(nèi)部Ⅰ段母線故障，LJ動(dòng)作，1ZJ、2ZJ動(dòng)作，

5ZJ動(dòng)作Ⅱ段母線故障，LJ動(dòng)作，3ZJ、4ZJ動(dòng)作，5ZJ動(dòng)作六、斷路器失靈保護(hù)1.定義：當(dāng)故障線路的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖后，斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)其它有關(guān)的斷路器，以使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)2.原理3.動(dòng)作條件故障線路（或設(shè)備）的保護(hù)裝置出口繼電器（如上圖1ZJ、2ZJ）動(dòng)作后不返回。在被保護(hù)范圍內(nèi)仍然存在著故障當(dāng)母線上連接元件較多時(shí)，一般采用檢查故障母線電壓的方式以確證故障仍未切除；當(dāng)母線上連接元件較少或一套保護(hù)動(dòng)作于幾個(gè)斷路器（如采用多角形接線時(shí)）以及采用單相重合閘時(shí)，一般采用檢查通過(guò)每個(gè)或每相斷路器的故障電流的方式，作為判斷斷路器拒絕動(dòng)作且故障仍未消除之用。電動(dòng)機(jī)保護(hù)（自學(xué)）思考題：1、說(shuō)明異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)配置？2、為什么電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)宜采用反時(shí)限特性的電流繼電器？3、相敏保護(hù)的原理與作用？重點(diǎn)、難點(diǎn)第一章

緒論重點(diǎn)：1.繼電保護(hù)的作用（掌握）2.電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求（