第七部分第四章发变机保护(103-112页)

TA1 * TV4
TA01
发变组主保护配置图
TA2 *
500KV
87MT
87MT 主变差动 87G 发电机纵差 87GS 发电机横差 87AT 高厂变差动 87ET 励磁变差动
TV1 TV2
87G
TA6 *
TA7
* TA05
87GS
* TA11
87ET
* TA12
TA03
* TA8 TA5
*
TA04
4.定子绕组单相接地保护
定子接地保护的必要性： a 单相接地引起非故障相及中性点电位升高。 b 中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动
作，经过长期运行，在机端侧再发生第二点接地，中 性点电位升高，第一个接地点接地电流增大，而过渡 电阻减小，结果发生相间或匝间严重短路。 c 其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越 大，接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧，引 起绕组绝缘及定子铁心损坏。
常见故障及保护配置
一、常见故障及保护配置 1.发电机常用见的故障和不正常工作状态 1.1常见的故障: 定子绕组相间短路，-故障率最高 定子绕组匝间短路;
(1)同相同分支绕组的匝间短路; (2)同相不同分支绕组间的匝间短路; 定子绕组单相接地短路; 转子绕组一点或两点接地; 低励失磁;
常见故障及保护配置
我厂的匝间保护由经工频变化量负序功率方向闭 锁的高定值段匝间保护和电流比率制动式纵向 零序电压构成的灵敏段匝间保护组成，电流比 率制动纵向零序电压的动作方程为：
式中，Uzo为机端纵向零序电压， Uzozd为纵向零序电压整定值，（250V低值，高值666.6V，0.2S） Imax为机端相电流最大值， I2为发电机机端负序电流， Kzo为比率制动系数， Ie为发电机额定电流，制动系数受工频变化量负序功率方向 影响。

发电机的故障装设的保护：
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对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。 对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且 中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。200MW及以上的发电机有条件 时可装设双重化横差保护。 对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定 期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护装置 。 对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应当在自动灭磁开 关断开时连锁断开发电机的断路器；对于采用半导体励磁以及100MW及以上 采用电机励磁的发电机，应该增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专 用失磁保护。
发电机的不正常运行状态装设的保 护：
• 对于由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流 的过负荷保护。 • 对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在 50MW及以上的发电机上装设负序过电流保护。 • 对于水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压保护。
发电机的不正常运行状态装设的保 护：
7.2 发电机定子绕组短路故障的 保护
7.2.1 发电机定子绕组短路故障的特点
发电机内部短路故障-主要是指 定子的各种相间和匝间短路故障 ，短路故障时在发电机被短接的 绕组中将会出现很大的短路电流 ，严重损伤发电机本体，甚至使 发电机报废，危害十分严重，发 电机修复的费用也非常高。 • 由于发电机定子单相接地并不会 引起大的短路电流，不属于严重 （一台660MW发电机内部图） 的短路性故障。 发电机定子的短路故障形成比较复杂，大体归纳起来主要有五种情况： 单相接地，再由电弧引发故障点处相间短路； 直接发生线棒间绝缘击穿形成相间短路； 发生单相接地，再由于电位变化引发其他地点发生另一点的接地，从而构成 两点接地短路； 发电机端部放电构成相间短路； 定子绕组同一相的匝间短路故障。 •

运行工况下引起的定子绕组过电压，保护反应发电机 机端相间电压的大小。
逻辑框图：
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3.10低励失磁保护
发电机的励磁系统发生故障出现低励失磁时，发电机 测量阻抗、励磁电压、发电机与系统的无功交换都会 与正常运行时有所不同，失磁保护根据这些变化构成 定子判据、转子判据。 A、定子判据：
失磁保护的边界特性：
当检测到TV异常时，延时10s发出断线信号，同时按照用 户的需求来闭锁相应的保护。
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谢谢！
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（2） 主变高压侧TV异常判别原理
1）三相电压均小于18V，且任一相电流大于0.06A （TA二次额定电流为1A）或任一相电流大于0.3A（TA 二次额定电流为5A），用于检测三相失压；
2） 三个相电压的向量和（自产 3U0）大于18V， 并且两个相间电压的模值之差也大于18V（用于区别小 电流接地系统一点接地），检测一相或两相断线；
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3.6 转子两点接地保护
保护原理：转子一点接地保护动作后，装置自动投入 转子两点接地保护，转子两点接地保护采用机端正序 电压的二次谐波分量作为判据。
逻辑框图：
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3.7定子过负荷保护
保护原理：该保护反应电机定子绕组的平均发热状况。 发电机定子过负荷反时限特性曲线：
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B、转子判据： C、逆无功判据：发电机正常运行时向系统发出无功功率，
失磁时从系统吸收无功。 D、低电压判据： 逻辑框图：
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3.11 误上电保护 当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，从系统 向发电机定子绕组倒送的大电流在气隙中产生旋转磁 场，使转子本体中流过差频电流，可能烧伤转子。

第七章 发电机保护
7.1 发电机的故障、不正常工作状态及保护方式
发电机保护是保护发电机免受短路故障损坏的重要自动 装置。当发电机内部短路故障时，继电保护装置在很短的 时间内发出动作命令，保护发电机免受短路电流的损坏。
发电机的故障类型：
a、发电机定子绕组相间短路（d1故障）； b、发电机定子绕组匝间短路
（2）负序电流产生的定子合成磁场切割转子，会在转子本 体和各部件（如阻尼条）上感应两倍工频的涡流。
（3）由于转子本体和各部件的自阻抗很小，涡流很大，导 致转子过热，甚至烧坏转子本体表面及阻尼条。
（4）使发电机转子产生100HZ的交变振动
发电机承受负序电流的能力：发电机定子绕组流过一定负序 电流时，不使转子损坏的可以经受该负序电流存在的时间。
U op是动作电压门槛值。
单相接地基波零序电压保护只能 保护定子绕组靠近机端的85%左 右。
发电机定子绕组接地保护
100%保护区的定子单相接保护： 由两种保护共同组成 （1）基波零序过电压保护 （2）三次谐波零序电压保护
基波零序过电压保护负责定子绕组靠近机端85 的部分； 三次谐波零序电压保护负责定子绕组靠近中性点的15 部分。
7.4 发电机负序电流保护
对于容量为5万kW以上的发电机，需配置负序电流保护。 不对称负荷或故障引起的定子绕组负序电流的危害：在转子 本体和各部件上感应电流，导致转子过热，甚至烧伤转子。
负序电流危害产生的原因：
（1）定子绕组负序电流产生的定子合成磁场与正序电流产生 的磁场转向相反，即逆转子旋转方向的旋转。相对于转子来 说以2倍同步转速相对旋转。
定子负序电流越大，发电机可以承受的时间越短；定子负序 电流越小，发电机可以承受的时间越长。
发电机转子发热所容许的负序电流 I2 （标么值）和时间t 之