继电保护课程设计
- 格式:doc
- 大小:1.12 MB
- 文档页数:25
继电保护原理的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握继电保护的基本原理、装置构成和保护功能,培养学生分析和解决继电保护实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:•理解继电保护的基本概念、分类和作用;•掌握各种继电保护装置的原理、结构和功能;•熟悉继电保护的动作原理和保护范围;•了解继电保护装置的调试和维护方法。
2.技能目标:•能够分析简单电力系统的故障类型和特点;•能够选择合适的继电保护装置,并分析其动作过程;•能够进行继电保护装置的调试和维护;•能够运用继电保护知识解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标:•培养对继电保护技术的学习兴趣和科学精神;•树立正确的工程伦理观念,注重继电保护的安全性和可靠性;•培养学生团队合作和沟通的能力,提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括继电保护的基本原理、装置构成和保护功能。
具体安排如下:1.第一章:继电保护概述•继电保护的基本概念和分类;•继电保护的作用和重要性;•继电保护装置的构成和基本原理。
2.第二章:继电保护装置的原理与结构•电流继电器的原理和应用;•电压继电器的原理和应用;•距离继电器的原理和应用;•差动继电器的原理和应用。
3.第三章:继电保护的功能与保护范围•过电流保护的功能和保护范围;•差动保护的功能和保护范围;•接地保护的功能和保护范围;•过电压保护的功能和保护范围。
4.第四章:继电保护装置的调试与维护•继电保护装置的调试方法和要求;•继电保护装置的维护和检修;•继电保护装置的故障分析和处理。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,向学生传授继电保护的基本原理和知识;2.讨论法:通过小组讨论,培养学生的思考和分析能力,提高学生的参与度;3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解和应用继电保护知识;4.实验法:通过实验操作,培养学生的实践能力和科学精神。
继电保护课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握继电保护的基本原理、装置结构和保护功能,能够运用继电保护知识分析和解决电力系统中的实际问题。
知识目标:了解继电保护的基本概念、分类和作用;掌握继电保护装置的构成原理和主要设备;熟悉电力系统过电压的基本知识和保护措施。
技能目标:能够分析继电保护装置的动作原理和整定方法;具备继电保护装置的调试和维护能力;会使用继电保护测试设备进行现场测试。
情感态度价值观目标:培养学生对电力系统的安全意识和责任感;激发学生对继电保护技术的兴趣和好奇心。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括继电保护基本原理、继电保护装置结构、电力系统过电压保护等。
第一部分:继电保护基本原理1.继电保护的概念和分类2.继电保护装置的作用和基本原理3.继电保护装置的主要设备及其功能第二部分:继电保护装置结构1.继电保护装置的构成和特点2.继电保护装置的主要组成部分及其作用3.继电保护装置的整定方法和技术要求第三部分:电力系统过电压保护1.电力系统过电压的基本知识2.电力系统过电压的保护措施3.过电压保护装置的类型和动作原理三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握继电保护的基本原理和知识。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解继电保护装置的动作过程和应用场景。
3.实验法:让学生亲自动手进行实验,培养学生的实践操作能力和分析解决问题的能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材:选用具有权威性和实用性的教材,为学生提供系统的继电保护知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,增强课堂教学的趣味性和生动性。
4.实验设备:配备继电保护实验设备,让学生进行实践操作,提高实际操作能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,以全面客观地评价学生的学习成果。
关于继电保护课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解继电保护的基本原理和重要性。
2. 学生能掌握常见继电保护装置的类型、结构及工作原理。
3. 学生能了解继电保护装置在电力系统中的应用及配置方法。
技能目标:1. 学生能运用所学知识分析简单电力系统的故障类型及故障特征。
2. 学生能独立设计并搭建简单的继电保护实验电路。
3. 学生能通过实验操作,验证继电保护装置的动作特性及可靠性。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电力工程及继电保护领域的兴趣,增强学习动力。
2. 学生培养团队合作精神,学会在实验过程中相互交流、协作。
3. 学生提高安全意识,认识到继电保护在电力系统中的重要作用,增强社会责任感。
课程性质:本课程为专业实践课程,以理论知识为基础,注重实践操作。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的物理和电路基础知识,对电力系统有一定了解。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的动手能力和实际操作技能。
通过课程学习,使学生在掌握继电保护知识的同时,培养实际应用能力和安全意识。
1. 继电保护基本概念:介绍继电保护的定义、作用及发展历程。
教材章节:第二章第一节2. 继电保护原理:讲解电流保护、电压保护、差动保护等常见保护原理。
教材章节:第二章第二节3. 继电保护装置:介绍各种继电保护装置的类型、结构、工作原理及应用。
教材章节:第二章第三节4. 故障类型及特征:分析电力系统常见故障类型,及其故障特征。
教材章节:第二章第四节5. 继电保护配置:讲解继电保护装置在电力系统中的配置方法及注意事项。
教材章节:第二章第五节6. 实验教学:组织学生进行以下实验操作:a. 搭建简单继电保护实验电路,观察保护装置动作特性。
b. 分析实验数据,验证继电保护装置的可靠性。
教材章节:实验指导书教学内容安排与进度:第1周:继电保护基本概念及发展历程。
第2周:继电保护原理。
第3周:继电保护装置类型及结构。
继电保护和课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握继电保护的基本原理和应用,培养学生对电力系统保护的意识和能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能理解继电保护的基本概念、分类、原理和功能;掌握常用的保护装置和保护参数;了解继电保护在电力系统中的应用和重要性。
2.技能目标:学生能分析简单电力系统的故障类型和保护需求;学会使用保护装置进行故障检测和保护操作;能够设计简单的继电保护方案。
3.情感态度价值观目标:学生培养对电力系统安全的责任感,增强对继电保护工作的重视;培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括继电保护的基本原理、常用保护装置和保护参数、继电保护的应用和设计。
具体内容包括:1.继电保护的基本原理:介绍继电保护的定义、分类和功能,解释继电保护的工作原理和保护动作的判断依据。
2.常用保护装置:介绍常用的保护装置,如过电流保护、差动保护、距离保护等,分析其原理和应用场景。
3.保护参数的设定:讲解保护参数的设定方法,包括动作电流、时间延迟等参数的选择和计算。
4.继电保护的应用:介绍继电保护在电力系统中的应用,包括输电线路保护、变压器保护、母线保护等。
5.继电保护的设计:讲解继电保护的设计方法和步骤,包括保护级联、保护区域划分、保护装置选择等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法包括:1.讲授法:教师通过讲解继电保护的基本原理、常用装置和设计方法,引导学生理解和掌握相关知识。
2.案例分析法:教师通过分析实际案例,让学生了解继电保护的应用和重要性,培养学生的实际操作能力。
3.实验法:学生通过实验操作,观察保护装置的动作和性能,加深对继电保护原理和应用的理解。
4.小组讨论法:学生分组讨论保护参数设定和保护方案设计的问题,培养学生的团队合作和问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,将采用以下教学资源:1.教材:选用《电力系统继电保护》教材,为学生提供系统的理论知识。
大学继电保护课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解继电保护的基本原理,掌握继电保护装置的构成及工作原理;2. 掌握常见电力系统故障类型及其对系统的影响,了解继电保护在电力系统中的作用;3. 学会分析继电保护装置的参数设置和调整方法,了解不同保护装置的适用范围及优缺点。
技能目标:1. 能够运用所学知识进行继电保护装置的选型、参数配置和调试;2. 掌握继电保护装置的故障诊断及处理方法,具备一定的实际操作能力;3. 能够利用相关软件进行继电保护系统的模拟与优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生严谨的科学态度,提高学生分析和解决问题的能力;2. 增强学生的团队合作意识,培养学生在实际工程中的沟通与协作能力;3. 激发学生对电力系统保护技术的兴趣,鼓励学生关注行业动态,为我国电力事业发展贡献力量。
本课程针对大学电气工程及相关专业高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。
通过本课程的学习,旨在使学生在掌握继电保护基本知识的基础上,具备实际操作和工程应用能力,同时培养学生的专业素养和道德品质。
后续教学设计和评估将围绕以上目标进行,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 继电保护基本原理:包括保护原理、保护装置分类及其工作特性;教材章节:第一章 继电保护原理内容:电流保护、电压保护、差动保护、方向保护等。
2. 常见电力系统故障分析:介绍故障类型、故障特征及对系统的影响;教材章节:第二章 电力系统故障分析内容:短路故障、接地故障、过电压等。
3. 继电保护装置及其选型:分析各类保护装置的构成、参数设置及适用范围;教材章节:第三章 继电保护装置内容:保护继电器、测量继电器、控制继电器等。
4. 继电保护系统参数配置与调试:学习参数调整方法、调试步骤及注意事项;教材章节:第四章 继电保护系统参数配置与调试内容:参数计算、调试方法、调试工具等。
5. 故障诊断与处理:介绍继电保护装置的故障诊断方法、处理流程及预防措施;教材章节:第五章 故障诊断与处理内容:故障诊断方法、故障处理流程、预防措施等。
关于继电保护的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解继电保护的基本概念、原理及分类。
2. 学生能够掌握继电保护的主要参数及其调整方法。
3. 学生能够了解继电保护装置的组成、功能及其在电力系统中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析简单电力系统故障,并选择合适的继电保护装置。
2. 学生能够通过实验和实践,学会使用继电保护测试仪器,进行基本的操作与调整。
3. 学生能够通过案例分析与小组讨论,提高解决问题的能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到继电保护在电力系统中的重要性,增强对电力工程领域的兴趣。
2. 学生能够养成严谨的科学态度,注重实践与理论相结合的学习方法。
3. 学生能够培养安全意识,了解继电保护在保障电力系统安全运行中的作用。
课程性质分析:本课程属于电力工程领域的基础课程,旨在帮助学生建立继电保护的基本知识体系,提高实践操作能力。
学生特点分析:高二年级的学生已具备一定的物理和数学基础,具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:1. 结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 创设情境,激发学生的学习兴趣,引导学生主动探索、积极思考。
3. 强化团队合作,培养学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 继电保护基本概念与原理- 介绍继电保护的定义、作用及其重要性。
- 解释继电保护的原理,包括电流保护、电压保护、差动保护等。
2. 继电保护装置及其分类- 列举常见的继电保护装置,如过电流保护装置、距离保护装置、方向保护装置等。
- 分析各种保护装置的特点和应用场合。
3. 继电保护主要参数与调整方法- 介绍继电保护的主要参数,如整定值、动作时间、返回时间等。
- 讲解参数调整的原则和方法,以及影响参数调整的因素。
4. 继电保护装置的组成与应用- 概述继电保护装置的组成,包括检测元件、逻辑元件、执行元件等。
- 分析继电保护装置在电力系统中的应用案例。
电力系统继电保护课程设计电力系统继电保护课程设计是电力系统专业学生的重要基础课程之一,旨在培养学生对电力系统继电保护的理论知识和应用能力。
下面将从课程的目标、内容和参考教材三个方面进行介绍。
一、课程目标1. 理解电力系统继电保护的基本概念、原理和分类;2. 掌握电力系统继电保护的各种保护方式和保护装置的基本原理和运行特点;3. 学会电力系统继电保护的设计方法和计算模型,能够进行常规保护方案的设计;4. 具备电力系统继电保护故障分析和故障处理的能力;5.了解当前电力系统继电保护的发展趋势和新技术。
二、课程内容1. 电力系统继电保护概述a. 继电保护的定义和基本原理b. 继电保护的分类和发展历程2. 电力系统继电保护装置a. 出线保护装置b. 过流保护装置c. 距离保护装置d. 差动保护装置e. 频率保护装置f. 转子开路保护装置g. 母线保护装置3. 电力系统继电保护的设计方法a. 保护原则和设计准则b. 选用保护装置的依据和方法c. 保护的设置和参数的选择4. 继电保护的特殊问题a. 自动重新合闸保护b. 同期重切保护c. 同期选址抗饱和保护d. 光纤继电保护及其应用5. 继电保护设备的试验与调整a. 保护设备的试验方法b. 保护设备的调整和校验6. 电力系统继电保护的实例和案例分析三、参考教材1.《电力系统自动化技术基础》(高等教育出版社):该书包含了电力系统自动化技术的基础知识,包括电力系统继电保护的基本原理和设计方法等内容,适合作为该课程的主要教材。
2.《电力系统继电保护》(中国电力出版社):该书对电力系统继电保护的各种保护方式和保护装置进行了详细介绍,结合实例进行了深入的分析,有助于学生理解和掌握继电保护的设计和应用。
3.《电力系统继电保护》(机械工程出版社):该教材从电力系统继电保护概念到保护装置的详细原理,系统地介绍了继电保护的相关知识,且配有大量的案例分析,适合作为该课程的参考教材。
继电保护3kv课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握3kV继电保护的基本原理,了解其在我国电力系统中的应用;2. 学会分析3kV继电保护装置的电路图,理解各部分功能及相互关系;3. 了解3kV继电保护装置的调试、维护及故障处理方法。
技能目标:1. 能够正确使用3kV继电保护装置,进行基本操作和调试;2. 能够根据实际需求,选择合适的3kV继电保护装置,并为其设计简单的保护方案;3. 能够分析3kV继电保护装置的故障原因,并提出相应的解决措施。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力系统继电保护工作的兴趣和责任感,提高他们的职业素养;2. 增强学生团队合作意识,培养他们在实际操作中相互配合、共同解决问题的能力;3. 培养学生严谨、务实的科学态度,使他们具备解决实际工程问题的能力。
课程性质:本课程为实践性较强的专业课,以理论教学为基础,注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点:学生为电气工程及其自动化专业大三学生,具备一定的电气基础知识和实践能力,对电力系统有一定的了解。
教学要求:结合课程特点和学生实际情况,采用理论教学与实验操作相结合的教学方式,确保学生能够掌握3kV继电保护的相关知识,并具备一定的实践能力。
在教学过程中,注重激发学生的学习兴趣,培养他们的职业素养和团队协作精神。
通过本课程的学习,使学生能够更好地为我国电力系统服务。
二、教学内容1. 继电保护基本原理:讲解3kV继电保护的原理、分类及功能,结合教材第二章内容,分析常见继电保护装置的构成及工作原理。
教学安排:2学时2. 3kV继电保护装置电路分析:以教材第三章为例,详细讲解3kV继电保护装置的电路图,分析各部分功能及相互关系。
教学安排:3学时3. 继电保护装置操作与调试:结合教材第四章,介绍3kV继电保护装置的操作方法、调试步骤及注意事项。
教学安排:2学时4. 保护方案设计:依据教材第五章内容,指导学生根据实际需求选择合适的3kV继电保护装置,并设计简单的保护方案。
继电保护原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解继电保护的基本原理,掌握不同类型的继电保护装置及其工作特性;2. 掌握电力系统故障类型及其对继电保护的影响,能够分析故障情况下继电保护的动作过程;3. 掌握继电保护参数的整定原则,能够进行简单保护装置的参数计算。
技能目标:1. 能够运用继电保护原理,分析实际电力系统故障案例,并提出合理的保护方案;2. 能够运用所学知识,设计简单的继电保护实验,并通过实验验证保护原理的正确性;3. 能够运用专业软件对继电保护进行模拟,提高实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生严谨的科学态度,激发学生对电力工程领域的兴趣和热情;2. 培养学生的团队协作精神,提高学生在实际工程问题中的沟通与协作能力;3. 增强学生的安全意识,使学生认识到继电保护在电力系统中的重要性。
本课程针对高年级电气工程及其自动化专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
旨在帮助学生扎实掌握继电保护基础知识,培养实际操作和工程应用能力,同时注重培养学生正确的价值观和安全意识。
为确保教学设计和评估的有效性,课程目标具体、可衡量,以使学生和教师能够清晰地了解课程预期成果。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 继电保护原理概述:介绍继电保护的基本概念、作用和分类,使学生了解继电保护在电力系统中的重要性。
2. 继电保护装置及工作特性:讲解不同类型的继电保护装置(如过电流保护、距离保护、差动保护等)及其工作特性,分析各种保护装置的优缺点。
3. 电力系统故障类型及继电保护动作过程:阐述电力系统常见故障类型,分析故障情况下继电保护的动作过程及其判断依据。
4. 继电保护参数整定原则:介绍继电保护参数的整定原则和方法,使学生掌握参数计算的基本技能。
5. 实践教学环节:组织学生进行简单保护装置的参数计算和实验,巩固理论知识,提高实际操作能力。
6. 案例分析:分析实际电力系统故障案例,让学生运用所学知识提出保护方案,培养解决实际问题的能力。
继电保护原理的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解继电保护的基本原理,掌握继电保护装置的构成和工作原理。
2. 学生能够描述常见电力系统故障类型及其对系统的影响,并了解继电保护在故障处理中的作用。
3. 学生能够解释不同类型的继电保护原理,如过电流保护、距离保护、差动保护等,并分析其在电力系统中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用继电保护原理,分析和设计简单的继电保护系统。
2. 学生通过案例分析和问题解决,提高运用继电保护知识解决实际电力系统问题的能力。
3. 学生能够使用相关工具和设备进行继电保护实验,通过实践加深对继电保护原理的理解。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电力系统的责任感,意识到继电保护在保障电力系统安全运行中的重要性。
2. 学生通过学习继电保护的严谨性和精确性,培养科学精神和细致工作的态度。
3. 学生通过团队合作完成实验和案例分析,增强团队协作意识和沟通能力。
课程性质分析:本课程属于电力系统专业课程,强调理论知识与工程实践的结合。
课程内容具有较强的理论性和实践性,要求学生能够将原理应用于实际问题的解决。
学生特点分析:学生为电力系统及其自动化专业的高年级本科生,具备一定的电力系统基础知识和电路原理背景,具有较强的逻辑思维能力和问题解决能力。
教学要求:1. 教学内容要与实际电力系统紧密结合,注重培养学生的工程应用能力。
2. 教学过程中要注重启发式教学,引导学生主动思考,提高分析问题和解决问题的能力。
3. 通过案例分析和实验操作,增强学生的实践技能,使理论与实践相互印证,提高学生的综合运用能力。
二、教学内容1. 继电保护概述- 电力系统故障类型及影响- 继电保护的定义与作用- 继电保护装置的构成2. 继电保护原理- 过电流保护原理- 距离保护原理- 差动保护原理- 零序保护原理3. 继电保护装置与应用- 继电保护装置的分类与选型- 继电保护装置的配置与协调- 继电保护在电力系统中的应用案例分析4. 继电保护系统设计- 继电保护系统设计原则- 继电保护参数整定方法- 继电保护系统可靠性分析5. 继电保护实验- 实验原理与实验方法- 继电保护装置的操作与调试- 实验结果分析教学内容安排与进度:第一周:继电保护概述第二周:过电流保护原理第三周:距离保护原理第四周:差动保护原理第五周:零序保护原理第六周:继电保护装置与应用第七周:继电保护系统设计第八周:继电保护实验教材章节关联:《电力系统继电保护》第一章 继电保护概述第二章 过电流保护第三章 距离保护第四章 差动保护第五章 零序保护第六章 继电保护装置与应用第七章 继电保护系统设计第八章 继电保护实验三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:- 对继电保护的基本原理、装置构成、工作原理等理论性较强的内容,采用讲授法进行系统讲解,使学生建立完整的知识体系。
电力系统继电保护的课程设计报告发电机保护和母线保护班级:08级电气2班姓名:学号:摘要:发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是十分贵重的电气设备,因此,应该针对各种不同的故障和不正常运行状态,装设性能完善的继电保护装置。
本文就发电机的故障、不正常运行状态以及其保护方式进行了论述。
重点论述了发电机的比率制动式纵差动保护及其接线方式灵敏性和发电机定子绕组单相接地保护等。
发电厂和变电所的母线是电力系统中的一个重要组成元件,当母线上发生故障时,将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间,或转换到另一组无故障母线上运行或被迫停电。
此外,电力系统中枢纽变电所的母线上故障时,还可能引起系统稳定性破坏,造成严重后果。
本文重点论述了母线故障和装设母线保护的基本法则,母线差动保护的基本原理和断路器失灵保护等。
关键词:发电机保护母线保护纵差动保护目录摘要 (1)关键词 (1)1 设计说明1.1主接线 (3)2 发电机保护2.1 发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式 (4)2.2 发电机定子绕组短路故障的保护 (5)2.3 发电机定子绕组单相接地保护 (8)2.4 发电机负序电流保护 (11)2.5 发电机的失磁保护 (11)2.6 发电机的失步保护 (11)2.7 发电机逆功率保护 (12)3 母线保护3.1 母线故障和装设母线保护的基本法则 (13)3.2 母线差动保护基本原理 (14)3.3 母线保护的特殊问题及对策 (22)3.4 断路器失灵保护简介 (23)总结 (23)参考文献 (24)1 设计说明1.1 主接线300MW 发电机主要保护原理设计,适用于发电机组采用单元接线,发电机出口侧无断路器;励磁方式为静态励磁系统;在发电机出口侧引接―台高压厂用工作变压器(采用三相分裂线圈),接地方式,发电机中性点为经配电变压器(二次侧接电阻)接地;主变压器高压侧中性点为直接接地;高压厂用分裂变压器6kV侧中性点为中阻接地系统。
2发电机保护2.1 发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是十分贵重的电气设备,因此,应该针对各种不同的故障和不正常运行状态,装设性能完善的继电保护装置。
2.1.1 发电机的故障类型发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等。
2.1.2 发电机的不正常运行状态发电机的不正常运行状态主要有:由于外部短路引起的定子绕组过电流;由于负荷超过发电机的额定容量而引起的三相对称过负荷;由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流;由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压;由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷;由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。
2.1.3 发电机的保护方式在电力系统中广泛地用变压器来升高或降低电压。
变压器是电力系统不可缺少的重要电气设备,针对变压器对发电机的保护,可分为主保护和后备保护,主保护通常采用差动保护和瓦斯保护,后备保护主要指相间短路和接地短路的后备保护。
发电机应装设的保护:1)纵联差动保护2)定子绕组匝间短路保护3)定子绕组接地保护4)发电机外部相间短路保护5)定子绕组过负荷保护6)定子绕组过电压保护7)转子表层过负荷保护8)励磁绕组过负荷保护9)励磁绕组一点及两点接地保护10)失磁保护11)过励磁保护12)逆功率保护13)失步保护14)大容量发电机还应考虑配置低频保护、过频保护、起停机保护、误上电保护断口闪络保护等15)发电机的非电量保护,如采用水冷却的发电机应配置断水保护下面对主保护和后备保护中的各种保护的工作原理进行详细的介绍和分析2.2发电机定子绕组短路故障的保护2.2.1 比率制动式纵差动保护1.工作原理如图2.1所示为发电机纵差动保护原理图,图中以一相为例,规定一次电流已流入发电机为正方向。
当正常运行以及发生保护区外故障时,流入差动继电器的电流为零,继电器将不动作。
当发生发电机内部故障时流入差动继电器的差动电流将会增大,当差动电流超过整定值时,继电器判为发生了发电机内部故障而作用于跳闸。
比率制动式纵差动保护的工作原理时,动作值随着外部短路电流的增大而自动增大。
设..''12IdII=+,..''12|2resI II-=,比率制动式差动保护的动作方程为.m in.m in()d res res dKI I I I>-+,.m inres resI I>(2.1).m i nd dI I>,,minres resI I≤图2-1 发电机纵差动保护原理图图2-2 比率制动特性曲线2.整定方法图 2-3 比率制动式差动继电器原理接线图制动电流:将外部故障的短路电流作为制动电流。
差动电流:把流入差动回路的电流作为动作电流。
(1)启动电流 (2.2)(2)拐点电流的整定 (2.3)(2.4) (3)比率制动特性的斜率(2.5)unb.m axresk.m axIK I=res.min gN(0.5~1.0)I I =d.min rel er1er 2()I K I I =+unb.m ax d.m in k.m ax res.m inI I K II-=-2.2.2 差动保护的接线方式灵敏性下面就以三相三柱全星形接线的变压器纵差保护电流互感器的接线方式为例。
单相接地故障时, 电流互感器采用三角形或星形接线方式时, 纵差保护的相对灵敏度为了分析简便起见, 设电流互感器的变比nLH=1当电流互感器为三角形接线时,一次电流与二次电流有如下关系:IA=Ia IB=Ib IC=IcIa=IA-IB Ib=IB-IC Ic=IC-IA (2.6)如果A相发生单相接地故障时,故障相电流互感器二次电流与一次电流相等, 由于接线系数为1.732倍, 整定值,增了万倍。
而同一地点三相短路时, 二次电流是一次电流的万倍,故单相接地故障时保护的相对灵敏度较同一地点发生三相故障时的灵敏度降低了万倍。
在发生单相或三相接地故障时, 二次电流等于一次电流, 因为接线系数等于,在同样条件下,整定值比三角形接线时小沂倍。
表列出两种电流互感器接线方式纵差保护的相对灵敏度即在发生各种类型故障时, 保护装置灵敏度较同一地点发生三相短路时的灵敏度降低的程度。
整定计算 1.按躲外部故障时的不平衡电流整定Iop = Krel I unb.max (2.7)对汽轮机:Iop = (0.5 ~ 0.6)ING对水轮机:Iop = (0.3 ~ 0.4)ING2.当电流互感器二次回路断线时不误动I op=K rel I NG (2.8)发电机纵差动保护的灵敏性Ksen=I.K min/I op (2.9)计算条件:(1)发电机与系统并列运行以前,其出口发生两相短路(2)发电机采用自同期并列时,在系统最小运行方式下,其出口发生两相短路。
2.3 发电机定子绕组单相接地保护2.3.1 发电机定子绕组单相接地时电器的特征量目前发电机中性点都是不接地或经消弧线圈接地的,当发电机内部发生单相接地故障时,流经接地点的电流仍为发电机所在电压网络对地电流的总和。
大型发电机由于造价昂贵,结构复杂,检修困难,且容量的增大使得其接地故障电流也随之增大,为了防止故障电流烧坏铁芯,大型发电机有的装设了消弧线圈,通过消弧线圈的电感电流与接地电容电流的相互抵消,把定子绕组单相接地电容电流限制在规定的允许值之内。
(a ) (b )图 2-4 发电机定子绕组单相接地时的电路图和向量图(a ) 电路图 ; (b ) 向量图假设A 相在距离定子绕组中性点a 处发生金属性接地故障,如图 2-4 所示。
做近似估计时机端各相电动势为(2.10)式中a ——中心点到故障点的绕组占全部绕组的百分数。
向量图可以求得故障电压为(2.11) 当中性点不接地时,故障点的接地电流为(2.12) 当中性点经消弧线圈接地时,故障点的接地电流为A DAB K B AC K C A (1)UEU E E U E E ααα∙∙∙∙∙∙∙∙⎫=-⎪⎪=-⎬⎪=-⎪⎭0k αAD BK CK A1()3UU U U E α∙∙∙∙∙=++=-kaf w A3()I j C C Eωα∙∙=-+(2.14)零序等效网络如图 3-2 所示,f C 为发电机各相的对地电容, w C 为发电机外部各元件对地电容,L 是代表中性点消弧线圈的电感。
图2-5 发电机定子绕组单相接地时的零序等效网络(a)中性点不接地;(b)中性点经消弧线圈接地当发电机电压网络的接地电容电流大于允许值时,不论该网络是否装有消弧线圈,接地保护动作于跳闸;当接地电流小于允许值时,接地保护动作于信号,即可以不立即跳闸,值班人员请示调度中心,转移故障发电机的负荷,然后平稳停机进行检修。
2.3.2 利用零序电压构成的发电机定子绕组接地保护图 2-6 发电机变压器组单相接地信号装置接线图ka f w A13()I j C C E L ωαω∙∙⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦2.3.3发电机100%定子绕组单相接地保护的基本原理发电机100%定子绕组接地保护种类很多,广泛使用的是利用三次谐波电压构成的100%定子绕组接地保护。
该保护保护一般由两部分组成:一部分是零序电压保护,保护定子绕组的85%以上;另一部分利用发电机三次谐波电压构成,它用来消除零序电压保护的死区,从而实现保护100%定子绕组的接地保护。
为可靠起见,两部分保护区有一段重叠。
利用发电机三次谐波电压构成的部分,其原理是利用发电机中性点和出线端的三次谐波电压在正常运行和接地故障时变化相反的特点构成。
正常运行时,发电机中性点的三次谐波电压比发电机出线端的三次谐波电压大;而在发电机内部定子接地时,出线端的三次谐波却比中性点的大。
利用这个特点,使发电机出口的三次谐波电压成为动作分量,而使中性点的三次谐波分量成为制动分量,从而使发电机出口三次谐波电压大于中性点三次谐波电压时让继电器动作。
这样,保护就会在正常时制动,而在定子绕组接地时保护可靠动作。
2.4 发电机负序电流保护随着发电机组容量不断增大,它所允许的承受负序过负荷的能力也随之下降。
此外,由于大容量机组的额定电流很大,而在相邻元件末端发生两相短路时的短路电流可能较小,此时采用复合电压启动的过电流保护往往不能满足作为相邻元件后备保护时对灵敏性的要求。
在这种情况下,采用负序过电流保护作为后备保护,就可以提高不对称短路时的灵敏性。
由于负序过电流保护不能反应于三相短路,因此,当用它作为后备保护时,还需要附加装设一个单相式的低电压启动过电流保护,以专门反应三相短路。