電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù) 第4版 課件 第7章 發(fā)電機(jī)保護(hù)

發(fā)電機(jī)故障、不正常運(yùn)行及其保護(hù)1、發(fā)電機(jī)故障類型

發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行直接影響電力系統(tǒng)的安全。發(fā)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在運(yùn)行中可能發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)，特別是現(xiàn)代的大中型發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量大，對(duì)系統(tǒng)影響大，損壞后的修復(fù)工作復(fù)雜且工期長(zhǎng)，所以對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求。針對(duì)發(fā)電機(jī)的故障和不正常工作狀態(tài)，應(yīng)裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置。

7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)（1）定子繞組相間短路：定子繞組相間短路會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（2）發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路：匝間短路將出現(xiàn)很大的環(huán)流，使絕緣老化，甚至擊穿絕緣發(fā)展為單相接地或相間短路，擴(kuò)大發(fā)電機(jī)損壞范圍。（3）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地：定子繞組單相接地是易發(fā)生的一種故障。單相接地后，其電容電流流過(guò)故障點(diǎn)的定子鐵芯，當(dāng)此電流較大或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)使鐵芯局部熔化。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)（4）勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地：轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地，由于沒(méi)有構(gòu)成通路，對(duì)發(fā)電機(jī)沒(méi)有直接危害。再發(fā)生另一點(diǎn)接地，則轉(zhuǎn)子繞組一部分被短接，會(huì)燒毀轉(zhuǎn)子繞組，由于部分繞組短接，破壞磁路的對(duì)稱性，造成磁勢(shì)不平衡而引起機(jī)組劇烈振動(dòng)，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。（5）勵(lì)磁電流消失：勵(lì)磁系統(tǒng)故障或自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘造成勵(lì)磁電流消失。發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行，從系統(tǒng)吸收無(wú)功，引起電壓下降。定子電流增加及轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)2、發(fā)電機(jī)不正常運(yùn)行狀態(tài)

（1）定子繞組過(guò)電流：外部短路引起繞組過(guò)電流，將使繞組溫度升高，可能發(fā)展成內(nèi)部故障。（2）對(duì)稱過(guò)負(fù)荷：使繞組過(guò)熱。（3）轉(zhuǎn)子過(guò)熱：不對(duì)稱短路將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出倍頻電流，可能造成轉(zhuǎn)子局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)使護(hù)環(huán)受熱松脫。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)

（4）定子繞組過(guò)電壓：突然甩負(fù)荷造成轉(zhuǎn)速升高，定子繞組絕緣可能擊穿。（5）發(fā)電機(jī)逆功率：汽門(mén)突然關(guān)閉，斷路器未斷開(kāi)，將從系統(tǒng)吸收功率，使汽輪機(jī)受到損傷。3、相應(yīng)保護(hù)（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：對(duì)1MW以上發(fā)電機(jī)的定子繞組及其引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)

（2）定子繞組匝間短路保護(hù)：定子繞組星形接線，每相有并聯(lián)分支且中性點(diǎn)側(cè)有分支引出端的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對(duì)于中性點(diǎn)側(cè)只有三個(gè)引出端的大容量發(fā)電機(jī)，可采用零序電壓式或轉(zhuǎn)子二次諧波電流式匝間短路保護(hù)。（3）定子繞組單相接地保護(hù)：對(duì)直接聯(lián)于母線的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障，當(dāng)單相接地故障電流(不考慮消弧線圈的補(bǔ)償作用)大于或等于表7-1規(guī)定的允許值時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)額定電壓額定容量

接地電流允許值≤汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)（氫冷）7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)

發(fā)-變組容量在100MW以下的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)不小于定子繞組90%的定子繞組接地保護(hù)；容量100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子繞組接地保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)也可動(dòng)作于停機(jī)。（4）勵(lì)磁回路一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地保護(hù):水輪發(fā)電機(jī)一般只裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)，小容量機(jī)組用定期檢測(cè)裝置；100MW以下汽輪發(fā)電機(jī)，一般采用定期檢測(cè)裝置，對(duì)兩點(diǎn)接地故障，裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)。轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)和100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)（5）失磁保護(hù):對(duì)不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，或失磁對(duì)電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。（6）對(duì)于發(fā)電機(jī)外部短路引起的過(guò)電流1）過(guò)電流保護(hù):用于1MW及以下的小型發(fā)電機(jī)。2）復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù):一般用于1MW以上的發(fā)電機(jī)。

3）負(fù)序過(guò)電流及單相低電壓過(guò)電流保護(hù):一般用于50MW及以上的發(fā)電機(jī)。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)

4）低阻抗保護(hù):當(dāng)電流保護(hù)靈敏度不足時(shí)采用。（7）過(guò)負(fù)荷保護(hù):定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（8）過(guò)電壓保護(hù):水輪發(fā)電機(jī)或100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。（9）逆功率保護(hù)

:大容量的發(fā)電機(jī)組應(yīng)考慮裝設(shè)逆功率保護(hù)。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)的出口方式有：1）停機(jī):斷開(kāi)斷路器，滅磁，關(guān)閉汽門(mén)或?qū)怼?）解列滅磁:斷開(kāi)斷路器，滅磁，原動(dòng)機(jī)甩負(fù)荷。3）解列:斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，原動(dòng)機(jī)甩負(fù)荷。4）減出力:將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值。5）減勵(lì)磁:將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減到給定值。6）勵(lì)磁切換:將勵(lì)磁電源由工作勵(lì)磁電源系統(tǒng)切換到備用勵(lì)磁電源系統(tǒng)。7）廠用電切換:由廠用工作電源供電切換到備用電源供電。8）發(fā)信號(hào):發(fā)聲光信號(hào)。7.1發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行及其保護(hù)

第7章發(fā)機(jī)保護(hù)縱差保護(hù)作用：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路，是發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)。1、比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)（1）差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理保護(hù)基本原理：比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流的大小和相位，它是反映發(fā)電機(jī)及其引出線的相間故障。發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成的兩側(cè)電流互感器同變比、同型號(hào)。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)正常運(yùn)行及外部故障時(shí)：7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：結(jié)論：保護(hù)區(qū)內(nèi)故障差動(dòng)回路測(cè)量到電流為故障點(diǎn)短路電流。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)

（2）原理接線

7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)

2、微機(jī)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)電流取兩側(cè)電流相量和：制動(dòng)電流取值：差動(dòng)接線有電流和與電流差接線兩種。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作條件：制動(dòng)電流：

差動(dòng)電流：7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)1)當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)電流為，保護(hù)不動(dòng)作。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)2)當(dāng)外部短路時(shí)，制動(dòng)電流為，數(shù)值大。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)

為兩側(cè)短路電流之差，數(shù)值??；3)當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，的方向與正常的電流相反，且；，數(shù)值大，保護(hù)動(dòng)作。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)未并列時(shí)且發(fā)生故障時(shí)，，保護(hù)也能動(dòng)作。

當(dāng)時(shí)，制動(dòng)電流為零，動(dòng)作電流只要最小值，保護(hù)就動(dòng)作，大大提高了靈敏度。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)3.縱差保護(hù)的動(dòng)作邏輯7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)2、

差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算（1）最小動(dòng)作電流（2）最小拐點(diǎn)電流（3）制動(dòng)曲線斜率靈敏度：

：發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)最小的周期性短路電流。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)3、發(fā)電機(jī)標(biāo)積制動(dòng)原理差動(dòng)保護(hù)為提高差動(dòng)保護(hù)靈敏度，微機(jī)保護(hù)采用標(biāo)積原理差動(dòng)保護(hù)，其動(dòng)作方程為＞、為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)端基波電流；

標(biāo)積制動(dòng)系數(shù)；7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)正常運(yùn)行故障時(shí)相量正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)BC兩相區(qū)外短路時(shí)，情況同正常運(yùn)行。7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，保護(hù)可靠動(dòng)作。一側(cè)斷線時(shí)，或?yàn)榱?，可能誤動(dòng)。

7.2發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)

謝謝！

敬請(qǐng)各位指導(dǎo)！

主講人：許建安

7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)在容量較大的發(fā)電機(jī)中，每相繞組有兩個(gè)并聯(lián)支路，每個(gè)支路的匝間或支路之間的短路稱為匝間短路故障。由于縱差保護(hù)不能反映同一相的匝間短路，當(dāng)出現(xiàn)同一相匝間短路后，如不及時(shí)處理，有可能發(fā)展成相間故障，造成發(fā)電機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，因此，在發(fā)電機(jī)上應(yīng)該裝設(shè)定子繞組的匝間短路保護(hù)。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)7.3.1橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)保護(hù)裝設(shè)了3次諧波濾過(guò)器，降低保護(hù)動(dòng)作電流，提高靈敏度。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)切換片正常運(yùn)行時(shí)投1-2位置,保護(hù)不帶延時(shí)。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地時(shí)，投1-3位置，保護(hù)帶延時(shí)，為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障做好準(zhǔn)備。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)

定子繞組匝間短路時(shí)，故障相繞組的兩個(gè)分支的電勢(shì)不相等，因而在定子繞組中出現(xiàn)環(huán)流，該電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流，則保護(hù)動(dòng)作。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)

正常運(yùn)行或外部短路時(shí)，每一分支繞組供出該相電流的一半，流過(guò)中性點(diǎn)連線的電流只是不平衡電流，故保護(hù)不動(dòng)作。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)

動(dòng)作電流:電流互感器變比：缺點(diǎn):1)單相分支匝間短路的短接的匝數(shù)較少時(shí)，存在動(dòng)作死區(qū)。

2)同相兩分支間匝間短路，當(dāng)短路點(diǎn)位置差別較小時(shí)，也存在死區(qū)。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)7.3.2反映零序電壓的匝間短路保護(hù)

大容量發(fā)電機(jī)其結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)法裝設(shè)橫差保護(hù)。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)一般不直接接地，正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)三相機(jī)端與中性點(diǎn)之間的電動(dòng)勢(shì)是平衡；當(dāng)發(fā)生定子繞組匝間短路時(shí)，部分繞組被短接，機(jī)端三相電動(dòng)勢(shì)不平衡，出現(xiàn)縱向零序電壓。因定子繞組匝間短路會(huì)出現(xiàn)縱向零序電壓，正常運(yùn)行或定子繞組出現(xiàn)其他故障縱向零序電壓幾乎為零，因此，通過(guò)反應(yīng)發(fā)電機(jī)三相對(duì)中性點(diǎn)的縱向零序電壓可以構(gòu)成匝間短路保護(hù)。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)

發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部單相接地故障時(shí)，機(jī)端三相對(duì)地之間會(huì)出現(xiàn)零序電壓。但與匝間短路情況是不一樣。為檢測(cè)發(fā)電機(jī)的匝間短路，必須測(cè)量縱向零序電壓，為此應(yīng)裝設(shè)專用電壓互感器。電壓互感器的一次側(cè)星形中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連接。專用電壓互感器的開(kāi)口三角側(cè)的電壓僅反應(yīng)縱向零序電壓，而不反應(yīng)機(jī)端對(duì)地的零序電壓。

7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)特點(diǎn)：發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，機(jī)端會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電壓、負(fù)序電流及負(fù)序功率，且負(fù)序功率的方向是從發(fā)電機(jī)內(nèi)部流向系統(tǒng)。外部不對(duì)稱故障，負(fù)序功率與匝間短路方向相反。外部不對(duì)稱故障負(fù)序功率方向動(dòng)作，閉鎖保護(hù)。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)零序動(dòng)作電壓：定子繞組匝間短路保護(hù)動(dòng)作電壓；

可靠系數(shù)，可取0.8；

匝間短路時(shí)最小的縱向零序電壓。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，二次動(dòng)作電壓可取2.5~3V。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)7.3.3反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路2次諧波電流的匝間短路保護(hù)原理：匝間短路在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生2次諧波電流，利用此特點(diǎn)構(gòu)成保護(hù)。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)正常運(yùn)行、三相對(duì)稱短路及系統(tǒng)振蕩時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組三相電流對(duì)稱，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行或不對(duì)稱短路時(shí)：轉(zhuǎn)子回路中將出現(xiàn)2次諧波電流。為了避免保護(hù)的誤動(dòng)，采用負(fù)序功率方向繼電器閉鎖的措施。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)原因：匝間短路時(shí)的負(fù)序功率方向與不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)或發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)的負(fù)序功率方向相反。7.3發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)定子繞組單相接地的危害：1）接地電流會(huì)產(chǎn)生電弧，燒傷鐵芯，使定子繞組鐵芯疊片燒結(jié)在一起，造成檢修困難。2）接地電流會(huì)破壞繞組絕緣，擴(kuò)大事故，若一點(diǎn)接地未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很有可能發(fā)展成繞組的匝間或相間短路故障，嚴(yán)重?fù)p傷發(fā)電機(jī)。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)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當(dāng)發(fā)電機(jī)接地故障電流大于允許值時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性接地保護(hù)。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)對(duì)大中型發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)的基本要求：1）繞組有100%的保護(hù)范圍。2）當(dāng)發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻接地故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)有足夠靈敏度。7.4.1反應(yīng)基波零序電壓的接地保護(hù)處每相對(duì)地電壓為：7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)故障點(diǎn)零序電壓：結(jié)論：故障點(diǎn)零序電壓與α成正比，故障點(diǎn)離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越高。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)在機(jī)端接地時(shí)：在中性點(diǎn)處接地時(shí)：7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)保護(hù)構(gòu)成：1）反映零序電壓保護(hù)原理接線缺點(diǎn)：保護(hù)在離中性點(diǎn)附近接地存在動(dòng)作死區(qū)。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)提高保護(hù)靈敏度措施：1）加裝3次諧波濾過(guò)器。2）高壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,利用保護(hù)延時(shí)躲過(guò)高壓側(cè)接地故障。3）高壓側(cè)中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，利用高壓側(cè)接地出現(xiàn)的零序電壓閉鎖或者制動(dòng)發(fā)電機(jī)接地保護(hù)。注意：在中性點(diǎn)附近接地仍有5%的死區(qū)。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)7.4.2反應(yīng)基波零序電壓和3次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子100%接地保護(hù)在發(fā)電機(jī)相電勢(shì)中，除基波之外，還含有一定分量的諧波，其中主要是3次諧波，3次諧波值一般不超過(guò)基波10%。1、正常運(yùn)行時(shí)定子繞組中3次諧波電壓分布7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)機(jī)端3次諧波電壓：中性點(diǎn)3次諧波電壓：比值：結(jié)論：正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端3次諧波電壓總是小于中性點(diǎn)3次諧波電壓。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)2、定子繞組單相接地時(shí)3次諧波電壓的分布有其比值為：7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)結(jié)論：7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)零序電壓隨α變化特性：7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)總結(jié)：1）正常情況機(jī)端3次諧波小于中性點(diǎn)處3次諧波電壓；2）當(dāng)離中性點(diǎn)處不足50%的范圍內(nèi)接地，機(jī)端3次諧波電壓大于中性點(diǎn)處3次諧波電壓。3）原理：利用機(jī)端3次諧波電壓作為動(dòng)作量，利用中性點(diǎn)處3次諧波電壓作為制動(dòng)量，構(gòu)成接地保，越靠近中性點(diǎn)保護(hù)越靈敏?？膳c其它保護(hù)一起構(gòu)成發(fā)電機(jī)定子100%接地保護(hù)。7.4發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)、失磁保護(hù)1、勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)

當(dāng)勵(lì)磁繞組絕緣嚴(yán)重下降或損壞時(shí)，會(huì)引起勵(lì)磁回路的接地故障，最常見(jiàn)的是勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障。發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，勵(lì)磁回路對(duì)地電壓將升高，在某些條件下會(huì)誘發(fā)第二點(diǎn)接地，勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障將嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)1）絕緣檢查裝置正常運(yùn)行時(shí)，電壓表V1，V2的讀數(shù)相等。當(dāng)勵(lì)磁回路對(duì)地絕緣水平下降時(shí)，V1與V2的讀數(shù)不相等。缺點(diǎn)：中點(diǎn)附近接地時(shí)，存在動(dòng)作死區(qū)。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)2）直流電橋式一點(diǎn)接地保護(hù)正常時(shí)電橋處于平衡狀態(tài)；當(dāng)勵(lì)磁繞組發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，電橋失去平衡。缺點(diǎn):接地點(diǎn)靠近勵(lì)磁回路兩極時(shí)保護(hù)靈敏度高，而接地點(diǎn)靠近中點(diǎn)M時(shí)，存在死區(qū)。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)措施：1）在電阻R1的橋臂中串接非線性元件穩(wěn)壓管，其阻值隨外加勵(lì)磁電壓的大小而變化，保護(hù)裝置的死區(qū)隨勵(lì)磁電壓改變而移動(dòng)位置。在某一電壓下的死區(qū)，在另一電壓下則變?yōu)閯?dòng)作區(qū)，從而減小了保護(hù)拒動(dòng)的機(jī)率。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)2）轉(zhuǎn)子偏心和磁路不對(duì)稱等原因產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子繞組交流電壓，使轉(zhuǎn)子繞組中點(diǎn)對(duì)地電壓不保持為零，而是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。利用此電壓來(lái)消除保護(hù)死區(qū)。2、勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)兩點(diǎn)接地，故障點(diǎn)流過(guò)很大短路電流，電弧可能燒傷轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生畸變，力矩不平衡，致使機(jī)組振動(dòng)?？赡苁蛊状呕?。工作原理：當(dāng)勵(lì)磁回路K1點(diǎn)發(fā)生接地后，投入刀閘S1并按下按鈕SB，調(diào)節(jié)的滑動(dòng)觸點(diǎn)，使電橋平衡。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)調(diào)整平衡后，合上S2，將保護(hù)投入工作。

當(dāng)勵(lì)磁回路第二點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，電橋平衡遭到破壞，電流繼電器中有電流通過(guò)，若電流大于繼電器的動(dòng)作電流，保護(hù)動(dòng)作。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)缺點(diǎn)：1）若故障點(diǎn)K2點(diǎn)離第一個(gè)故障點(diǎn)K1點(diǎn)較遠(yuǎn)，則保護(hù)的靈敏度較好；反之，若K2點(diǎn)離K1點(diǎn)很近，保護(hù)將拒動(dòng)，因此保護(hù)存在死區(qū)，死區(qū)范圍在10%左右。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)2）若第一個(gè)接地點(diǎn)K1點(diǎn)發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組的正極或負(fù)極端，則因電橋失去作用，不論第二點(diǎn)接地發(fā)生在何處，保護(hù)裝置將拒動(dòng)，死區(qū)達(dá)100%。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)3）由于兩點(diǎn)接地保護(hù)只能在轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地后投入，所以對(duì)于發(fā)生兩點(diǎn)同時(shí)接地，或者第一點(diǎn)接地后緊接著發(fā)生第二點(diǎn)接地的故障，保護(hù)均不能反映。7.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)1.發(fā)電機(jī)失磁及原因

低勵(lì)故障或完全失磁：造成低勵(lì)故障的原因通常是由于主勵(lì)磁機(jī)或副勵(lì)磁機(jī)故障；勵(lì)磁系統(tǒng)有些整流元件損壞或自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動(dòng)作及操作上的錯(cuò)誤。完全失磁通常是由于自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器整流裝置中自動(dòng)開(kāi)關(guān)誤跳閘，勵(lì)磁繞組斷線或端口短路以及副勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電源消失等。7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)2.發(fā)電機(jī)失磁后機(jī)端測(cè)量阻抗的變化規(guī)律測(cè)量阻抗：指從發(fā)電機(jī)端向系統(tǒng)方向所看到的阻抗。失磁后機(jī)端測(cè)量阻抗的變化是失磁保護(hù)的重要判據(jù)。以發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)并列運(yùn)行為例進(jìn)行討論：7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)失磁進(jìn)入異步穩(wěn)定狀態(tài)三階段：1）失磁后到失步前2）臨界失步點(diǎn)3）失步后（1）失磁后到失步前的階段7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)

失磁后到失步前，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在慣性，失步前的失磁發(fā)電機(jī)滑差很小，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率基本上保持失磁前輸出的有功功率值，可近似看作恒定，而無(wú)功功率則從正值變?yōu)樨?fù)值。7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)結(jié)論：因系統(tǒng)電抗、電壓、發(fā)電機(jī)輸出有功不變，測(cè)量阻抗變化軌跡是圓。7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)其圓心座標(biāo)：圓半徑：7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)2）臨界失步點(diǎn)()表示發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無(wú)功，且為常數(shù)。7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)簡(jiǎn)化后測(cè)量阻抗為：3）失步后異步運(yùn)行階段7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)機(jī)端測(cè)量阻抗：等值電路最大、最小測(cè)量阻抗7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)異步邊界阻抗圓：7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)失磁后其機(jī)端測(cè)量阻抗沿等有功圓向第四象限變化。臨界失步時(shí)達(dá)到等無(wú)功阻抗圓的b點(diǎn)。異步運(yùn)行后，便進(jìn)入等無(wú)功阻抗圓，穩(wěn)定在c點(diǎn)附近。7.6發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)3.失磁保護(hù)的構(gòu)成

發(fā)電機(jī)的失磁故障可采用無(wú)功功率改變方向、機(jī)端測(cè)量阻抗超越靜穩(wěn)邊界圓的邊界、機(jī)端測(cè)量阻抗進(jìn)入異步靜穩(wěn)邊界阻抗圓為主要判據(jù)，來(lái)檢測(cè)失磁故障。