发电机转子灭磁与过电压保护装置的应用

同步发电机灭磁及转子过电压保护

同步发电机灭磁及转子过电压保护 上海鑫日电气科技有限公司 一概述 随着大型同步发电机组单机容量的不断增大，特别是采用具有高顶值自励可控硅励磁系统，对灭磁及转子过电压保护的技术要求已提到了一定的高度。用常规的磁场断路器及非线性电阻相结合的方式已不能满足大型同步发电机组正常可靠灭磁的要求。在电站实际运行的过程中，由于灭磁失败，引起磁场断路器烧毁以及因灭磁不力而造成转子过压击穿励磁设备的事故屡见不鲜。因此人们长期以来一直在致力于研究用新的方法来解决直流电感性负载的大电流开断领域这一难以攻克的课题。 二同步发电机的灭磁及技术要求 同步发电机的灭磁，即把储藏在同步发电机转子回路中的磁场能量消耗掉。 由于电力系统的不断扩大和大型同步发电机组单机客量的增大，快速切除故障电流是确保电力系统稳定和安全运行的重要条件，特别是当发电机内部或外部（包括机端变，励磁变及主变，出口母线等）出现短路或接地故障时，必须快速切断励磁电流，并在尽短的时间内消耗掉储藏在发电机励磁绕组中的能量。在电站实际运行的过程中，曾出现过因灭磁失败而引起转子过压，造成磁极击穿，烧毁磁场断路器及励磁设备等严重事故，甚至还出现过因灭磁时间过长，烧毁定子绕组及因主变短路时未能迅速灭磁断流，造成主变绕组烧损，外罩炸

裂的恶性事故。由此可见，快速可靠的灭磁及有效的限制转子过电压措施成了大型发电机组安全运行至关重要的问题。设计大型同步发电机的灭磁系统，通常应满足以下基本的技术要求： 1．必须满足各种运行状况下可靠灭磁的要求。 大型同步发电机组励磁电流的不断增长，转子绕组的电感越来越大，转子所储存的磁场能量也相应随之增大，所以大型机组的灭磁装置必须满足有足够大的灭磁容量，他除了在正常及机端短路等强励状况下能可靠灭磁外，特别是对于具有高顶值系数的自励可控硅系统，还必须满足在空载误强励、三相短路等极限状况下可靠灭磁的要求。2．满足快速灭磁的要求，尽可能实现接近理想灭磁时间。 大型发电机组虽然采用了现代快速灵敏的继电保护装置，但这种保护装置的作用是当发电机出现故障时，能尽快地将机组解列，但即使机组已经解列，可故障电流依然存在，不论发电机的故障是一相短路还是部分绕组短路，在故障电流期间，损坏的程度是随绝缘燃烧和铜线熔化的时间而增加，所以只有在发电机解列的同时，采用快速灭磁才是限制故障电流和使绕组免于全部烧毁最充分有效的措施。3．灭磁应更加彻底。 大型机组的出口母线电压很高，在这种高压机组中，哪怕只要有维持发电机母线电压10%的励磁残压，这种残压也足以维持故障处的电弧，为此大型机组的灭磁应更加彻底，其灭磁时间应以转子电流下降到定子的电压不足以维持故障处电弧的燃烧的时间才称灭磁结束。4．有效的转子过电压限制措施。

发电机过电压

四月一日、二日＃１发电机过电压的原因分析 一、主要经过： ? 1996四月一日上半夜，＃１发电机中修后的起动准备工作基本完成。２１：０５当合上发电机励磁开关４１时，发电机出口电压表立即甩到最大（２５KV），发电机电流指示约１４KA，发电机励磁电压、励磁电流指示均较大。立即手动拉开４１开关。ＢＴＧ盘报警信号有：８６-５／GMT出口动作、强励报警电子间检查发现５１AE继电器调牌，发电机意外加电压报护动作。 发生上述现象以后，立即对发变组的一次回路进行检查，但未发现任何异常，对发变组回路测绝缘正常。根据发电机的现象当时主要怀疑ＡＶＲ系统有问题，继电保护班对ＡＶＲ系统进行外观检查，但没发现任何问题。后经有关领导决定，准备再次进行并网操作。 四月二日０２：３５，当合上发电机励磁开关４１后，发电机出口电压表立即甩到最大（２５KV），发电机电流指示约１８KA，发电机励磁电压、励磁电流指示均较大。立即手动拉开４１开关。ＢＴＧ盘“８６-５／GMT出口动作”报警，电子间检查发现５１AE继电器调牌，发电机意外加电压报护动作。 另外，就地检查人员听到发变组回路有异常的充电声音。 二、原因及现象分析： ? 事故发生以后，维持汽机３０００转／分，对永磁机出口进行核相，相序正确。故分析原因是ＡＶＲ系统故障引起。将发变组回路转为检修。对ＡＶＲ系统，重点是９０ＤＣ调节回路进行全面检查，并做模拟试验，发现９０ＤＣ调节器回路中Ａ６运算放大器输出为－１.２V电位。该信号到＃２触发电路用来增大功放回路的导通角。这样当４１开关合上后，功放回路被导通，励磁电流、励磁电压增加，发电机空载电势增大。发电机空载电势的增大，导致与其相连结的主变、厂总变出现过磁密，使变压器铁芯出现严重磁饱和，产生巨大的空载激磁电流，尤其是三台主变。下表反应的是一台主变的过磁密倍数与励磁电流的关系：┌──────┬───┬───┬───┬───┐ │过磁密倍数│ 1.0 │ 1.1 │ 1.2 │ 1.3 │ ├──────┼───┼───┼───┼───┤ │励磁电流(A)│ 180 │ 216 │ 2000 │ 8200 │ └──────┴───┴───┴───┴───┘ 从上表可看出，如果主变有１.?３倍的过磁密，则三台主变所需的励磁电流为１.?７３２×８.２KA＝１４.２KA，而当时发电机的三相电流近１８KA，考虑厂总变需要部份激磁电流，这样根据发电机的三相电流，可推算出当时发电机的出口电压为２６KV左右。（注：当时发电机的频率为额定，过磁密倍数即为过电压倍数。） 对意外加电压保护动作的说明： 意外加电压保护是由５０AE 和８１AE两部分串连够成的。?其简图如下 ││ ┼├──┤├──┤├───┤├───┤─ │５０AE ８１AE ８６-５\GMT│ ? 其中８１AE接点带有一小的延时，５０AE为瞬动接点。在合励磁开关４１之前，发电机没有电压，故８１AE接点闭合，当励磁开关４１合上后，由与存在相当大的激磁电流，５０AE闭合而８１AE没来及返回，故８６－５\GMT出口继电器动作。 三、暴露的问题： １、本次中修前ＡＶＲ系统为正常工作状态。而中修期间对该系统进行了全面检验，不

发电机保护现象、处理

发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 发电机保护简介 1、发电机失磁保护 失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A

发电机保护现象、处理

发电机保护1对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 发电机保护简介 1、发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。

灭磁与转子过电压保护

技术讲座讲稿 灭磁与转子过电压保护 2004年10月

灭磁与转子过电压保护 1.非线性电阻 所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系，其电阻值随电流值的增大而减少。 作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。就非线性特性而言，氧化锌电阻优于碳化硅。在评价非线性电阻特性时，通常以非线性电阻系数β来表征，此系数仅与电阻阀片的材质有关。碳化硅SiC 非线性电阻β＝0.25～0.5；氧化锌ZnO 非线性电阻β＝0.025～0.05。 U G U D U C U 对于氧化锌非线性电阻，标志其特征的主要数据有： （1）导通电压U D （U 10mA ） 当元件的漏电流为10mA 时的外加电压值，其后如果电压继续上升，流过非线性压敏元件的电流将迅速增大，为此，定义在导通电压U D 以下的区域为截止区，U D 以上的区域为导通区。 （2）残压U C （U 残） 当元件流过100A 电流时，非线性电阻两端的残压值。 对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言，在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元件的使用寿命，为此正常工作电压的选择不宜过高。 （3）荷电率S U G 为元件工作电压，此值影响到元件的老化寿命。荷电率比值取得越高，元件的漏电流也越大，从而加速老化过程。一般S ≤0.5为宜。 U fN ——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac ——阳极电压 U min ——最小工作电压 COS α＝U f0/ U ac /1.35 U min ＝ 2U ac SIN （120＋α） S ＝︱U min ︱/U D

发电机过压保护实验

发电机过压保护实验 一、实验目的 1、掌握发电机电压保护的电路原理，工作特性、使用及整定原则。 2、通过安装调试理解过压保护中各继电器的功用和整定调试方法。 3、掌握发电机过压保护的电路接线和实验操作技术。 二、预习与思考 1、图17—1的过电压保护电路中，每一个继电器承担着什么任务？能否少用几个？ 2、图17—1电路中各个继电器的参数是根据什么原则整定的？ 3、假如图17—1中信号继电器的电流线圈误接入电压回路会现什么后果？ 4、为什么安装调试时只断开电压继电器与电压互感器的连接，在电压继电器线圈上加调试 电压就可以进行调试整定？ 5、为什么四个继电器中只有YJ是测量元件？ 三、原理说明 发电机保护是一套防止输出端电压升高而使发电机绝缘受到损害的继电保护装置。 当运行中的发电机突然甩掉负荷或者带时限切除距发电机较近的外部故障时，由于转子旋转速度的增加以及强行励磁装置动作等原因，发电机的端电压升高。 对于水轮发电机，由于调速系统惯性较大，使动作过程缓慢，因此在突然失去负荷时，转速将超过额定值，这时发电机输出端电压有可能高达额定值的1.8~2倍，为了防止发电机的绝缘受到损坏，在水轮发电机上一般应装设过电压保护。 对于汽轮发电机，由于它装有快速动作的调速器，当转速超过额定值的10%后，汽轮机的危急保安器会立即动作，关闭主汽门，能有效防止由于机组转速升高引起的过电压，因此，对汽轮发电机一般不考虑装设过电压保护。但为确保大型汽轮发电机的安全，对中间再热式的大型机组，由于其工频调节器调节过程比较迟缓，励磁系统反应的速度也比较缓慢，因此，在大型汽轮发电机也有必要装设过电压保护装置。 （一）保护装置原理接线图 过电压保护装置的原理接线如图17—1所示，由于过电压是三相对称出现的，故只需装一只电压继电器作为测量元件。保护由接在发电机输出端的电压互感器上的一个过电压继电器YJ以及时间继电器SJ、信号继电器XJ、保护出口中间继电器BCJ等组成。保护动作后跳开发电机断路器和灭磁开关，对大型发电机—变压器组则跳开变压器高压侧断路器及灭磁开关。 （二）保护装置动作值的整定 保护的动作电压可按下式进行计算： Udb=(1.2~1.5)UFe (17-1) 式中UF—发电机额定相间电压。 继电器的动作电压则为： nY b Ud j Ud . . （17—2） 保护的动作时限，一般取0.5秒。式中：nY—电压互感器变比。

电机过电压保护

过电压是防止发电机绝缘受到损害。。。 发电机突然甩掉负荷或者带时限切除距发电机较近的外部故障时，由于转子旋转速度的增加以及强行励磁装置动作等原因，发电机的端电压将升高。对于汽轮发电机，由于它装有快速动作的调速器，当转速超过额定值的10%以后，汽轮机的危急保安器会立即动作，关闭主汽门，能有效地防止由于机组转速升高而引起的过电压，因此，对汽轮发电机一般不考虑装设过电压保护。但为了确保大型汽轮发电机的安全，对中间再热式的大型机组，由于其功频调节器调节过程比较迟缓，励磁系统反应的速度也比较缓慢，因此，在大型汽轮发电机中也有必要装设过电 压保护装置。 定子过电压保护的动作电压及动作延时，应按照发电机制造厂提供的允许最大过电压倍数与允许时间的特性来整定。对于大型的汽轮发电机，过电压保护的定值为：动作电压Udz＝1.3UN（UN 为发电机额定相间电压，TV二次值），动作时间可取0.5s。作用于解列灭磁。对于水轮发电机：动作电压Udz=1.5UN，动作时间0.5s。作用于解列灭磁。对于采用可控硅励磁系统的水轮发电机：动作电压Udz＝1.3UN，动作时间取0.5s。作用于解列灭磁。 发电机励磁系统过电压保护 对于发电机组来说，励磁系统稳定性直接影响了机组运行的稳定性。而过电压对系统的危害和影响较大，长时间的过电压作用会使系统绝缘受到损害，甚至直接破坏系统元器件，危及机组和人身的安全。 发电机励磁系统产生过电压的形式多种多样，产生的原因较复杂，对这些形式的过电压必须采取合理和行之有效的手段来防护。系统过电压主要有：大气过电压、浪涌过电压、合闸冲击过电压、分闸瞬变过电压、直流关断过电压、可控制硅换相过电压、转子绕组感应过电压等。针对这些过电压产生的原因，提出必要的合理的防护措施，可以很好的解决过电压的危害问题。 当励磁系统线路遭受雷击等大气过电压的侵入时，必然在变压器副边绕组感生幅值很大的过电压，但作用时间短暂，一般仅为几十μs。对此类过电压多采用避雷器等设备予以保护。 整流变也易受电网静电感应侵害，产生浪涌过电压，并对副边绕组感生很大过电压，对系统设备形成电气冲击。对此类过电压通常加装压敏电阻等特种过电压保护器来保护系统安全。 由于整流变的绕组间存在着寄生电容，当投入整流变一次电源瞬间会因绕组和铁芯间电容而引起位移电荷，产生合闸传递过电压。变压器容量越大，一次侧电压越高，合闸引起的冲击过电压

发电机转子接地保护

发电机转子接地保护 正常运行时，发电机转子电压（直流电压）仅有几百伏，且转子绕组及励磁系统对地是绝缘的。因此，当转子绕组或励磁回路发生一点接地时，不会构成对发电机的危害。但是，当发电机转子绕组出现不同位置的两点接地或匝间短路时，很大的短路电流可能烧伤转子本体；另外，由于部分转子绕组被短路，使气隙磁场不均匀或发生畸变，从而使电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机。 为确保发电机组的安全运行，当发电机转子绕组或励磁回路发生一点接地后，应立即发出信号，告知运行人员进行处理；若发生两点接地时，应立即切除发电机。因此，对发电机组装设转子一点接地保护和转子两点接地保护是非常必要的。 规程规定，对于汽轮发电机，在励磁回路出现一点接地后，可以继续运行一定时间（但必须投入转子两点接地保护）；而对于水轮发电机，在发现转子一点接地后，应立即安排停机。因此，水轮发电机一般不设置转子两点接地保护。 一发电机转子一接地保护 1 转子一点接地保护的类别 转子一点接地保护的种类较多，主要有叠加直流式、乒乓式及测量转子绕组对地导纳式（实质是叠加交流式）。目前，在国内叠加直流式转子一点接地保护及乒乓式转子一点接地保护得到了广泛应用。 2 叠加直流式转子一点接地保护 （1）构成原理 叠加直流式转子一点接地保护的构成原理是：在发电机转子绕组的一极（正极或负极）对大轴之间，加一个直流电压，通过计算直流电压的输出电流，来测量转子绕组或励磁回路的对地绝缘。其构成原理框图如图43所示。 U = 图43 叠加直流式转子一点保护原理图 在图42中：= U－外加直流电压； I－计算及测量元件； p R－转子接地电阻。 正常工况下，发电机转子绕组或励磁回路不接地，外加直流电压不会产生电流；当转子绕组或励磁回路中发生一点接地时（设接地电阻为R），则外加直流电压通过部分转子绕组、接地电阻、发电机大轴构成回路，产生电流p i。接地电阻越小，p i越大；反之亦反。 测量计算装置根据电流p i的大小，便可计算出接地电阻值。

过电压保护

3.12 发电机定子绕组过电压保护 3.12.1保护原理 发电机定子绕组过电压保护反应发电机机端电压大小，该电压取自发电机机端TV的线U，过电压保护动作于跳闸。 电压 AB 3.12.2保护动作逻辑 跳闸Array图3-12-1 发电机过电压保护逻辑图 其它 【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】 过电压保护 过电压保护用来保护发电机各种运行情况下引起的定子过电压。发电机电压保护所用电 压量的计算不受频率变化影响 该两段过电压保护跳闸段，反应机端相间电压的最大值，动作于跳闸出口Array 过电压保护逻辑框图 U pp.max为相间电压最大值 低电压保护 低电压保护由经外部控制接点来闭锁的低电压构成，低电压保护反应三相相间电压的降 低。低电压保护设一段跳闸段，延时可整定 低电压保护逻辑框图 U pp.min为相间电压最小值 【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】

【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】 保护反应发电机机端电压大小，该电压取自发电机机端TV 的线电压CA U ，出口方式： 发信或跳闸。 说明：可以分两段动作值，分别带延时出口 【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】 【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】 过电压保护 过电压保护可作为过压启动、闭锁及延时元件、保护取三相线电压，当任一线电压大于整定值，保护即动作 动作电压整定范围：100～200V ，整定误差不超过±5%； 动作延时整定范围：0.1～50s ，整定误差不超过±5% 低电压保护 低电压保护可作为低压启动、闭锁及延时元件、保护取三相线电压，当任一线电压小于整定值，保护即动作 动作电压整定范围：50～100V ，整定误差不超过±5%； 动作延时整定范围：0.1～50s ，整定误差不超过±5% 【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】 【NARI-SIMENS 微机发电机成套保护系统】 过压保护（ANSI59） 过压保护防止因电压过高而导致绝缘故障，它是利用电压的正序分量的变化或因接地故障而导致中性点移动进行保护，该保护分两段 技术数据 欠压保护（ANSI27） 欠压保护把电压正序分量和设定的最小值进行比较（视结果而作出动作否），它可对如异步机，抽水蓄能机组等电压联系不稳定的机组进行保护 技术数据？ 发信或跳闸

发电机定子单相接地保护

发电机定子绕组单相接地保护方案综述 发布: 2009-8-07 09:59 | 作者: slrd8888 | 查看: 882次 1 前言 定子绕组单相接地故障是发电机最常见的一种故障，而目往往是更为严重的绕组内部故障发生的先兆，因此定子接地保护意义重大。目前实际应用中比较成熟的定子接地保护有基波零序电压保护、三次谐波电压保护及二者组合构成的保护，国外的发电机中性点大都是经高阻接地，较多的采用的是外加电源式的保护。近十几年微机保护的飞速发展，为新保护原理的开发提供了强大的硬件平台和广阔的软件空间。其中基于自适应技术、故障分量原理和小波变换的保护比较突出，它们有力地推动了单相接地保护技术的发展。 扩大单元接线的发电机定子接地保护迫切需要具有选择性的保护方案，由于零序方向保护自身的缺陷、基于行波原理的保护在理论和技术上尚不够成熟，因此将小波变换应用到选择性定子接地保护有着重要的意义。 2 定子绕组单相接地保护方案 发电机定子绕组单相接地时有如下特点：内部接地时，流经接地点的电流为发电机所在电压网络对地电容电流的总和，此时故障点零序电压随故障点位置的改变而改变；外部接地故障时，零序电流仅包含发电机本身的对地电容电流。这些故障信息对接地保护非常重要，下面就介绍几种定子接地保护方法。 2.1 零序电流定子接地保护 由单相接地故障特点可知，对直接连在母线上的发电机发生内部单相接地时，外接元件对地电容较大，接地电流增大超过允许值，这就是零序电流接地保护的动作条件。这种保护原理简单，接线容易。但是当发电机中性点附近接地时，接地电流很小，保护将不能动作，因此零序电流保护存在一定的死区。 2.2 基波零序电压定子接地保护

最新dlt294-《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》学习疑惑

D L T294-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》 学习疑惑

DL/T294-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准学习疑惑 周尚军 （武汉洪山电工科技有限公司，湖北省武汉市，430000） 最近拜读了DLT294.1-2011和DLT294.2-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准第一部分和第二部分，有些许疑惑提出，期待专家释疑解答。不欢迎纯粹的“砖家”！ DLT294.1-2011部分： 显然，4.2.1.1.3的E级绝缘定义有误，90℃属于“Y”级绝缘的温度限制，详见GB/T20113-2006，而E级绝缘的耐热温度限制是120℃，“3.3”条款最先提及的“表1”表格数据是正确的。 这么明显的前后矛盾和疏漏都能搞出来，你们制定标准的时候都在梦游吗？不要告诉我这又是勘误或笔误。AEBFH绝缘等级显然是抄袭的其他标准，因此应该在引用文件予以体现。

这一部分实际上部分引用了GB50150标准，因此规范性引用文件中应该包括GB50150标准。 好歹尊重一点著作权法。 很显然，上图中右半部分SCR实际画的是二极管整流桥，因为漏画了晶闸管的触发极（门极）。

疑似灭磁电阻两端的最大电压Ummax和晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax 通常不在一个条件下取得！灭磁电阻两端的最大电压Ummax在最大灭磁电流时取得，通常是发电机机端或发电机内部定子三相短路时取得最大转子励磁电流（其中含定子绕组对转子励磁绕组的感应分量），依据IEEE/ANSI C37.18建议值，通常为3~4倍额定磁场电流Ifn。而晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax 的取值条件，通常是发电机空载误强励工况。 或许有人会辩称：发电机空载误强励可能会导致定子绝缘破坏致使定子三相短路，但实际上二者还是不同步，有先后顺序，定子击穿后机端电压及自并励系统阳极电压已经有所下降。 个人认为，严谨的换流条件及弧压公式应该是Ukmax>(Um+Uz)max或Ukmax>max(Uz+Um) 一般情况下要分别核算三相短路和空载误强励工况的换流条件，来确定开关弧压的要求。 通常空载误强励励磁电流通常小于三相短路时励磁绕组电流的直流分量之和（3~4Ifn）。 根据后面的电气寿命试验描述，实际上磁场断路器电气寿命是以额定电压下的带mH级小感性负载时的额定电流开断次数来确定的。 如果不注明每年的开断次数限制，武断地说电气寿命不小于30年，似乎很不严谨。

水轮发电机组保护

1 发电机差动保护 发电机差动保护作为发电机定子绕组及出线的相间短路故障的主保护。保护采用比率制动原理。为防止TA断线差动误动，任一相电流互感器断线，均应能闭锁差动，TA断线功能应设臵开关，使其能投能退。发电机差动瞬时动作于全停。 2 发电机变压器组差动保护 发变组差动作为发变组及其引出线范围内短路故障的主保护。保护采用二次谐波电流制动原理。为防止TA断线差动误动，任一相电流互感器断线，均应能闭锁差动，TA断线功能应设臵开关，使其能投能退。保护瞬时动作于全停。 3 发电机横差保护 发电机横差保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主保护，保护动作于全停。本保护只有一组CT，两屏需共用此CT电流。判据1(无制动特性):Iop(横差电流) Iget动作电流整定值 4 发电机失磁保护 作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。该保护由阻抗元件、U L-P元件、U L<元件及机端电压等元件通过一定的逻辑关系构成，。失磁保护电流、电压取自发电机机端。保护t1动作于信号，t2、t3动作于解列或程序跳闸。 5 发电机过电压保护 发电机过电压保护作为发电机定子绕组的异常过电压保护并由主变高压侧断路器辅助接点(常开)闭锁，并网前投入，并网后退出。发电机过电压经延时动作于全停。 6 发电机基波定子接地保护 发电机定子接地保护作为发电机定子绕组单相接地故障的保护。保护由反应定子中性点基波零序电压判据（保护95%）构成，基波零序电压定子接地保护带时限动作于信号和程序跳闸。 7 转子一点、两点接地保护 采用乒乓式原理构成，一点接地保护延时动作于信号；一点接地后启动两点接地，两点接地保护延时动作于全停。 8 逆功率保护 作为系统向发电机倒送有功，发电机变电动机运行异常工况的保护。由灵敏

发电机定子单相接地保护

发电机定子单相接地保护 发电运行部 钟应贵 一、 发电机定子单相接地的危害 设发电机定子绕组为每相单分支且中性点不接地，发电机定子绕组接线示意图及机端电压向量图（图1） A B C （a ）定子绕组接地示意图 B C （b ）定子绕组接地电压向量图 设A 相定子绕组发生接地故障，接地点距中性点的电气距离为α（所谓电气距离，就是发电机单相定子绕组的长度，α为中性点到故障点的绕组占全部绕组的百分数），此时，在接地点会出现一个零序电压。 由图1（b ）向量图可以看出，A 相接地时，使B 相及C 相对地电压，由相电压升高到另一值。当机端A 相接地时，B 、C 两相的对地电压由相电压升高到线电压。 另外，发电机定子绕组及机端连接元件（包括主变低压侧及厂用变高压侧）对地有分布电容，零序电压通过分布电容向故障点供给电流。此时，如果发电机中性点经某一电阻接地，

则发电机零序电压通过电阻也为接地点供给电流。 综合上述分析，发电机定子绕组单相接地的危害是： 1、非接地相对地电压升高，将危及对地绝缘，当原来绝缘较 弱时可能会造成非接地相相间发生接地故障，从而造成相 间接地短路，损害发电机。 2、流过接地点的电流具有电弧性质，会产生电弧，可能烧 伤定子铁芯。 分析表明：接地点距发电机中性点越远，对发电机的危害越 大；反之越小。 二、发电机定子绕组单相接地保护的构成 1、利用零序电压构成的发电机定子绕组单相接地保护 由上述分析：画出零序电压3U0随故障点位置α变化的曲线，见图2。 3U0(v) 50 Uop 图2 定子绕组单相接地时3U0与α的关系曲线 越靠近机端，故障点的零序电压越高。利用基波零序电压构成定子单相接地保护，图中Uop为零序电压定子接地保 护的动作电压。定子绕组单相接地保护用的零序电压的获取 见图3。

最新dlt294《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》学习疑惑汇总

D L T2942011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》学 习疑惑

DL/T294-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准学习疑惑 周尚军 （武汉洪山电工科技有限公司，湖北省武汉市，430000） 最近拜读了DLT294.1-2011和DLT294.2-2011《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》标准第一部分和第二部分，有些许疑惑提出，期待专家释疑解答。不欢迎纯粹的“砖家”！ DLT294.1-2011部分： 显然，4.2.1.1.3的E级绝缘定义有误，90℃属于“Y”级绝缘的温度限制，详见GB/T20113-2006，而E级绝缘的耐热温度限制是120℃，“3.3”条款最先提及的“表1”表格数据是正确的。 这么明显的前后矛盾和疏漏都能搞出来，你们制定标准的时候都在梦游吗？不要告诉我这又是勘误或笔误。AEBFH绝缘等级显然是抄袭的其他标准，因此应该在引用文件予以体现。

这一部分实际上部分引用了GB50150标准，因此规范性引用文件中应该包括GB50150标准。 好歹尊重一点著作权法。 很显然，上图中右半部分SCR实际画的是二极管整流桥，因为漏画了晶闸管的触发极（门极）。

疑似灭磁电阻两端的最大电压Ummax和晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax 通常不在一个条件下取得！灭磁电阻两端的最大电压Ummax在最大灭磁电流时取得，通常是发电机机端或发电机内部定子三相短路时取得最大转子励磁电流（其中含定子绕组对转子励磁绕组的感应分量），依据IEEE/ANSI C37.18建议值，通常为3~4倍额定磁场电流Ifn。而晶闸管整流桥输出的最大电压Uzmax 的取值条件，通常是发电机空载误强励工况。 或许有人会辩称：发电机空载误强励可能会导致定子绝缘破坏致使定子三相短路，但实际上二者还是不同步，有先后顺序，定子击穿后机端电压及自并励系统阳极电压已经有所下降。 个人认为，严谨的换流条件及弧压公式应该是Ukmax>(Um+Uz)max或Ukmax>max(Uz+Um) 一般情况下要分别核算三相短路和空载误强励工况的换流条件，来确定开关弧压的要求。 通常空载误强励励磁电流通常小于三相短路时励磁绕组电流的直流分量之和（3~4Ifn）。 根据后面的电气寿命试验描述，实际上磁场断路器电气寿命是以额定电压下的带mH级小感性负载时的额定电流开断次数来确定的。 如果不注明每年的开断次数限制，武断地说电气寿命不小于30年，似乎很不严谨。

发电机转子过电压保护试验的必要性

河南建材 2019年第5期 Henan Building Materials 发电机转子过电压保护试验的必要性 汪亚许白宇 南阳鸭河口发电有限责任公司（474671） 摘 要:文章结合某火电厂350MW 发电机组转子过电压保护的试验情况，介绍了发电机转子过电压的 来源及危害、转子过电压保护的原理及其试验方法，分析了试验中的各种异常情况，重点讲述了转子过电压保护试验的必要性。 关键词:发电机；转子过电压保护；试验；必要性 1转子过电压的来源及危害 发电机转子过电压在励磁系统过励，定子内部或出线故障，发电机运行中受到较大扰动，发电机失步、非同期合闸、非全相运行、可控硅关断、整流桥换相、电网操作、雷击、甚至正常停机分断灭磁开关等很多情况下都会出现，严重过电压情况下将损坏发电机转子，甚至损坏发电机定子。 2转子过电压保护的原理 发电机转子过电压保护是采用击穿二极管（BOD ）作为过电压监测元件，当BOD 检测到电压高于其动作值后，该元件导通，触发跨接器（CROW - BAR ）投入，将灭磁电阻与发电机转子并联，利用灭 磁电阻来钳制转子电压，从而起到过电压保护作用。该保护在发电机转子正向、反向过电压时均能起到保护作用[1]。 转子过电压保护一般配置在励磁设备内部，图 1为某火电厂350MW 机组转子过电压保护原理 图。 图1 转子过电压保护原理图 图1中K1、K2分别为灭磁开关第一路、第二路分闸回路触发过电压保护启动灭磁继电器，K3备用未接线。V1000为击穿二极管（BOD ），型号为 IXBOD 1-20R ，当两端电压大于2000V 后导通，触发过电压保护启动灭磁。V1、V2、V3为3个可控 硅，在K1、K2、V1000的触发下将SiC 非线性灭磁电阻（图1中右下角电阻串）与发电机转子并联，利用非线性灭磁电阻的伏安特性来钳制发电机转子电压。W200∶6接转子正极，W200∶16接转子负极。本保护装置在正、反双向过电压情况下均能起到保护作用，其中，K1、K2分别触发V2、V3，只在转子电压反向时起灭磁作用，也就是灭磁开关分断、磁场电流持续、磁场电压突然反向时起作用；V1000作为转子回路过电压检测元件，在正向及反向过电压时可分别触发V1、V2灭磁[2] 。 3转子过电压保护试验 为确保发电机组的安全运行，在发电厂励磁系统交接试验或定期检修中，需要通过试验验证发电机转子过电压保护装置能否按照设计要求动作，并测试在过电压情况下保护装置的实际动作值，以确认转子过电压保护装置性能是否良好。 3.1试验前准备工作 试验前准备工作包括以下几项: 1）灭磁开关处于分位；2）拔出发电机碳刷，防止试验时发电机转子带电；3）断开转子接地保护装 置，断开轴电压抑制回路，拔出转子电压表保险；4）相关回路的绝缘检查合格。 3.2试验步骤 3.2.1检验直跳灭磁开关条件下跨接器的动作情况 在跨接器（图1中3个可控硅V1、V2、V3两端，A 、C 与B 、D 之间）两端加200V 左右的反向直流电压（B 、D 正极，A 、C 负极），分别模拟灭磁开关第一 路、第二路分闸，测录跨接器两端的电压波形。 3.2.2检验出现转子过电压情况下跨接器的动作情 况 在跨接器（图1中3个可控硅V1、V2、V3两端， A 、C 与 B 、D 之间）两端加全波交流电压，操作试验 仪器逐 步升高电压，监视录波仪所显示的电压波形，直到不再是完好的正弦波，而是波峰、波谷处突然 试 验研究 99 DOI:10.16053/https://www.doczj.com/doc/7714810811.html,ki.hnjc.2019.05.269

关于发电机定子接地保护问题的探讨

第2期(总第97期) 2001年4月 山西电力技术 SHANXI ELECTRIC POWER No 12(Ser 197)Apr 12001 关于发电机定子接地保护问题的探讨 郑一凡 (山西大同热电有限责任公司,山西大同　037039) 摘要 :根据QFS —60—2型双水内冷发电机特点,对其定子接地保护典型设计回路中存在的问题以及应采取的改进措施进行了分析和讨论。关键词:发电机;定子保护;探讨 中图分类号:TM 311 文献标识码:B 文章编号:100526742(2001)022******* 1　发电机定子绕组单相接地的特点 由于发电机中性点不直接接地,因此它具有一般不接地系统单相短路的共性。不同之处在于故障点的零序电压将随定子绕组接地点的位置而改变。 例如,当距发电机中性点a 处发生单相(如A 相)接地故障时(图1),则各相机端对地电压为: 图1　发电机内部单相接地时的电流分布 U A d =(1-a )E A , U Bd =E B -aE A ,U Cd =E C -aE A 。 所以,故障点的零序电压为: U d0(a )=1 3(U A d +U Bd +U Cd )=-aE A =aU Υ, 故障点处总接地电容电流为(分析略): I jd ∑(a )=j 3Ξ(C 0f +C 0∑)aU Υ。 可见,当发电机内部单相接地时,流过零序电流互感器LH 0一次侧的零序电流为(分析略): 3I 0=j 3ΞC 0∑aU Υ, 式中:a ——发电机中性点到故障点的绕组占全 部绕组的百分数; 收稿日期:2001201221 作者简介:郑一凡(19562),男,山西山阴人,1983年毕业于太原理 工大学热能动力专业,高级工程师,总经理。 C 0∑——除本发电机以外的发电机电压网络 每相对地总电容; C 0F ——发电机每相对地电容。 2　定子接地保护 由于发电机的外壳是接地的,因此定子绕组因绝缘破坏而引起单相接地就比较普遍。当定子绕组发生单相接地时,从以上分析可以看出,有电流流过故障点,其值决定于定子绕组的接地电容电流和与发电机有电联系的电网接地电容电流。当接地电流较大且产生电弧时,将使绕组绝缘和定子铁芯烧坏。因此规程规定:当接地电流等于或大于5A 时,定子绕组接地保护应动作跳闸。211　零序电压保护 发电机定子绕组任意点单相接地时,在定子回路各点均有零序电压aU Υ,因此可以根据aU Υ的出现与否来构成零序电压保护(图2)。 图2　零序电压保护原理 正常运行时,由于发电机相电压中含有三次谐波电压,当变压器高压侧发生单相接地故障时,由于变压器高、低压绕组之间存在耦合电容,都会出现零序电压。为了保证动作的选择性,保护装置的整定值必须躲过上述电压的影响,继电器的动作电压一般整定在15V ～30V 。按上述条件,保护装置

发电机保护检修工艺规程

发电机保护检修工艺规程 Q/XS 237-101.112009 1．主题内容及适用范围 本规程规定了水电站发电机保护装置检修的基本内容和方法、设备检修中的注意事项及典型 故障处理和正常运行时的基本维护内容和方法。 本规程适用于水电站1#-5#发电机保护装置的检修及日常维护工作。 2．引用标准 部颁《继电保护及电网安全自动装置检验条例》； 许继电气公司WFB－812数字式发变组保护系统原理说明书。 3．设备范围和设备技术规范 3.11电站发电机保护系统介绍 1电站有5台单机容量为13MW 的发电机，2台额定容量分别为30MVA的1#主变， 50MVA的2#主变。2条110KV出线（修肖线，修观线）。采用两机一变的扩大单元接线方 式和三机一变的扩大单元接线方式 1-5#发电机保护是国电南自生产的许继电气公司WFB－812型数字式发变组保护，发电 机保护的配置情况如下： 序 代码保护名称安装序 代码保护名称 安装 号位置号位置 1 87G 纵差保护1CPU 8 51G/27 低压记忆过流T1 2CPU 2 50ET 励磁变过流1CPU 9 40E 失磁保护2CPU 3 50ET 励磁变速断1CPU 10 59 过电压2CPU 4 64G 定子接地3U0 1CPU 11 46 负序过流保护2CPU 5 64F 转子一点接地1CPU 12 32 逆功率保护2CPU 6 SC 轴电流保护13 51G 过负荷2CPU 7 14 60 PT断线2CPU 3.2保护出口动作后果说明 3.2.1发电机纵差保护 功能：作为发电机定子及引出线相间短路故障的主保护。 动作后果：跳发电机出口开关、灭磁开关、停机。

灭磁与转子过电压保护之欧阳光明创编

技术讲座讲稿 欧阳光明（2021.03.07） 灭磁与转子过电压保护 2004年10月灭磁与转子过电压保护 1.非线性电阻 所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系，其电阻值随电流值的增大而减少。 作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。就非线性特性而言，氧化锌电阻优于碳化硅。在评价非线性电阻特性时，通常以非线性电阻系数β来表征，此系数仅与电阻阀片的材质有关。碳化硅SiC非线性电阻β＝0.25～0.5；氧化锌ZnO 非线性电阻β＝0.025～0.05。 对于氧化锌非线性电阻，标志其特征的主要数据有： （1）导通电压U D（U10mA） 当元件的漏电流为10mA时的外加电压值，其后如果电压继续上升，流过非线性压敏元件的电流将迅速增大，为此，定义在导通电压U D以下的区域为截止区，U D以上的区域为导通区。 （2）残压U C（U残） 当元件流过100A电流时，非线性电阻两端的残压值。 对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言，在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元

件的使用寿命，为此正常工作电压的选择不宜过高。 （3）荷电率S U G为元件工作电压，此值影响到元件的老化寿命。荷电率比值取得越高，元件的漏电流也越大，从而加速老化过程。一般S ≤0.5为宜。 U fN——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac——阳极电压 U min——最小工作电压 COSα＝U f0/ U ac /1.35 U min ＝2U ac SIN（120＋α） S＝︱U min︱/U D 2.灭磁开关 2.1 名词、术语 2.1.1断路器 按规定条件，对配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用，即当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时能自动分断电路的开关电器。 2.1.2磁场断路器 用于配合非线性（或线性）电阻分断发电机励磁回路的断路器。 2.2 条件 发电机成功灭磁的条件，是磁场断路器在分断过程中主触头上的弧压应足够高以保证转子电流全部转移至灭磁电阻，且主触

发电机的主要保护

发电机的主要保护 1. 继电保护及自动装置的一般规定 继电保护及自动装置是保证电网运行。保护电气设备的主要装置，保护装置使用不当或不正确动作将会引起事故或事故扩大，损坏电气设备甚至整个电力系统瓦解。 1）继电保护盘的前后，都应有明显的设备名称，盘上的继电器、压板和试验部件及端子排都应有明显的标志名称，投入运行前由继保人员负责做 好。 2）任何情况下，设备不容许无保护运行，若开关改非自动，应在有关调度和本厂领导同意下情况方可短时停用其中一部分保护。 3）继电保护和自动装置的投入、停用、试验或更改定值，如由系统调度管理的设备，则应按调度命令执行；如由本厂管理的设备，则应按值长命 令执行。 4）运行人员一般只进行投入，切除装置的压板、控制开关（切换开关）和操作控制电源的操作，在事故处理或发生异常情况时，可以在查明图纸 的情况下进行必要的处理，并做好必要记录。 5）运行人员处的继电保护图纸应经常保持正确完整。当继电保护回路接线变动后，检修人员应及时送交异动报告和修改底图。 2．继电保护及自动装置的维护与管理 1).值班人员在接班时，应巡视保护装置，并检查以下项目： （1）继电保护及自动装置罩壳是否完好，无过热、水蒸汽、异声等不正常现象。 （2）继电保护及自动装置信号应指示正确。 （3）继电保护及自动装置的运行方式,出口压板等应符合被保护设备的当时运行方式， （4）所有保护装置应保持清洁，做保护装置清洁工作时，要小心谨慎，对保护装置不可敲击，并注意固定不可靠的电阻，灯座，小线等。

（5）监视直流母线电压在220V左右，以防止因直流电压不正常而使保护装置拒动或误动作。监视直流系统绝缘正常,以防止因系统绝缘降低或直流接地造成保护装置误动作 （6）开关跳、合闸回路应良好（跳闸灯亮代表合闸回路正常，合闸灯亮代表跳闸回路正常；跳、合闸灯同时亮或不亮代表回路不正常）。 2).系统发生异常或事故时，值班人员应进行下列工作： （1）立即检查保护装置有无动作,哪些保护动作信号有指示。 （2）准确记录保护动作,电流冲击、电压摆动,负荷变化情况,开关跳闸、合闸时间, 当时的一次系统运行方式,故障发生地点、现象等。 （3）各种保护与自动装置动作情况详细记录后,对装置进行检查,复归信号。（4）保护动作开关跳闸,在强送电前,应先复归保护。 （5）向值长或调度报告发生的异常情况；并说明哪些保护动作,哪些开关跳闸、合闸及时间。 （6）若遇保护及自动装置动作异常,应通知检修人员处理。 （7）退出或投入继电保护及自动装置应按调度或值长命令执行.并将上述情况记在值班记录簿内。对于有可能误动的保护装置,必须先退出,事后报告值长,通知继电人员处理。 （8）在投保护直流保险时,应首先检查所投的保险容量是否符合要求。 （9）在切换压板时，应防止接地或互相碰连，压板断开后不应横放，应朝下拧紧。 3）备用设备、带有电压的设备或线路，不允许处于无保护状态运行(设备检修、调度命令及运行方式需要停用的保护除外)。 4）发电机及变压器均不得处于无内部故障保护状态下运行。新安装、大修后或二次回路有变动的发电机、变压器的差动保护,必须进行带负荷测相位和测差电流,确认交流回路无误后,方可正式投入运行。仅在发电机启动、并网、变压器充电时,为瞬间切除故障,差动保护可投跳闸.但在带负荷前,应根据继电人员要求 ,将出口压板断开,以便进行负荷电流校验。 5）对于带有交流电压回路的保护装置,在任何情况下不准使保护装置失去电压。 在交流电压回路切换作业时,必须采取防止保护误动的措施。必要时可事先将