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。
四、实验设备
五、实验步骤和使用分析
1、根据教学要求确定过电压继电器的动作电压时间继电器的动作时限。（例：Udb=Ue取
100V，nY取1：1）
2、根据中间继电器、时间继电器和信号继电器的技术参数，选择操作电源电压，本实验装
置选用直流电源220V。
3、按图17—2过电压保护实验接线图进行接线。
4、检查上述接线的正解性，确定无误后，过电压继电器的线圈接入交流电压回路，按要求
把时间继电器、信号继电器、保护出口继电器接入直流操作电源回路。
5、首先按时间继电器和中间继电器的额定工作参数调整操作电源电压至额定值。然后调整
交流电压进行操作试验。观察保护电路中各元件触点的动作情况。
6、外界因素及设备条件对保护出口方式和整定值的影响：
例：对于大型汽轮发电机，过电压保护使用有以下两种情况：
第一、如果大型机组与电网联系较强时，正常运行过程中即使线路跳闸或励磁系统故障也不可能引起过电压。只在发电机并列时，因运行人员操作不当或自动调整励磁装置失灵而造成过电压。这时过电压保护仅在试验或开、停机以及发电机绝缘状况不良时才投入跳闸，一般情况保护只动作于信号。即图17—1中将LP连接片打开，动作电压取Ude=1.2Ue，动作时限取2S。
第二、大型汽轮发电机与电网联系较弱时，当一回路甩负荷或半导体励磁系统故障时，会引起过电压。为防止发电机绝缘损坏，正常运行时过电压保护要接通出口继电器BCJ 投入跳闸。即图17—1中将LP连接片接通出口继电器，其动作电压取Udz=1.3Ue,动作时限取0.5S。
六、注意事项
注意事项详见操作规程，接线中要特别注意信号继电器的电流线圈回路，绝对不能误接入电压回路。否则会损坏信号继电器。
七、实验报告
对过电压保护的整定调试，保护电路中继电器的作用，起动作条件，动作顺序及参数选择进行认真总结，结合上述思考题及时写出实验报告。
表17—1
