发电机励磁回路接地保护
- 格式:ppt
- 大小:1.00 MB
- 文档页数:38
励磁回路一点接地如何处理1)、用转子绝缘监察表测定转子绕组的绝缘情况。
2)、全面检查励磁回路有无明显接地,并用干燥空气对励磁回路进行吹扫。
3)、检查发电机励侧轴碳刷的接触情况。
4)、配合检修人员利用电桥确定接地点在转子内部还是外部。
5)、若非稳定性金属接地,且不属于自动调节部分,而在发电机转子外部时,请示停机处理,若在发电机转子内部稳定性接地,将转子两点接地保护投入,两点接地保护投入后,严禁触动平衡电阻,励磁回路不得进行任何工作,并经常检查平衡电阻的发热情况。
6)、发电机转子发生一点接地故障时,引起不允许的振动或转子电流明显增大(变化达10%以上),必须立即减少负荷,使振动或转子电流减少到允许的范围,尽快停机处理。
7)、如一点接地运行时,发生欠磁和失步现象,一般可认为发展为二点接地,转子两点接地保护将动作跳闸,否则手动解列停机。
励磁回路一点接地故障的查找及处理发电机励磁回路(转子)发生一点接地,即转子绕组的某一点从电的方面来看与转子铁芯相通。
由于电流构不成回路,所以按理能继续运行。
但这种运行不能认为是正常的,因为它有可能发展为两点接地故障,发电机在运行中发生两点接地时,有很大的短路电流流过短路点,此时,部分线匝被短路,电阻降低,转子电流会增大,其后果是转子绕组剧烈发热,而且因为磁场不平衡而使发电机产生强烈振动。
因此对凸极式发电机(水轮发电机)转子绕组发生一点接地时,应迅速转移负荷,停机处理,一般不允许继续运行。
1 现象正常时发电机转子绕组正对地或负对地的电压为零或是在接近于零处波动、当励磁回路发生一点接地故障后,保护装置动作发信号提醒运行人员,此时测量转子绕组对地电压会发生变化,正对地或负对地的电压将会比故障前明显增加。
(1)2009 年5 月29 日,涔天河右岸电站1 # 机运行中,电脑后台报转子一点接地,1 # 机保护测控屏1G 接地保护单元U + =68.6 V、U - =45 V、U=23.6 V, 运行值班人员将集电环擦拭无效后,停机吹去滑环上的碳粉,也不起作用,通知检修人员来处理,前后处理了三次才处理好,持续时间一个多月。
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。
发电机一点、两点接地保护优缺点及常见故障处理摘要:在现代发展进程中,各类机械设备的发展使用程度不断上升,相应的出现故障以及及时修理工作,是保障机械设备正常运转的关键。
发电机适用于无法通过其他途径为设备供电的环境中使用,在目前机械设备发展的进程中,发电机具有重要意义。
但是在实际操作过程中,容易出现发电机故障等情况,影响到了设备正常运行的同时,对正常的生产活动造成了严重影响。
本文从发电机的优缺点方面出发,通过对发电机的优缺点分析,进一步阐释发电机常见故障的处理。
关键词:发电机;一点、两点接地保护;故障处理前言在当前快速发展的机械设备制造中,发电机作为基础设备,常被应用于大多数无法正常供电的环境中。
发电机的应用,提高了相应的生产能力。
而在发电机的使用过程中,发电机自身存在便利性、不受地域限制性的特点以外,同样存在较多的缺点。
同时发电机常见故障的出现,极大程度上影响了发电供应机械设备的正常运行,降低了生产效率的同时,会对发电机使用寿命造成严重影响。
在这一基础上科学分析发电机一点、两点接地保护优缺点,以及探究常见的故障处理,有利于提升发电机使用率。
本文分析发电机一点、两点接地保护优缺点,探讨能够有效提升发电机常见故障处理效率。
1.发电机转子接地保护优缺点分析1.1发电机转子一点接地保护优缺点转子是发电机的核心部件,起着电能转换的重要作用,为了提高电子转换效率,定子线圈与转子线圈之间的空气气隙很小,只有几毫米,因此要求定子与转子在转动时应保持较高的稳定性,即要求发电机系统转动时振动值应保持在一定范围内[1]。
在这种情况下,发电机容易出现故障,因此需要具有方便性的故障监测与保护装置,能够达到监测监测保护的作用,在降低发电机出现故障的基础上,能够较为快速的修理发电机。
目前发电机转子绕组一点接地检测与保护装置,是保障发电机组运行安全系统的重要组成部分。
在目前的发电机中,对于励磁回路一点接地故障的维护措施包括叠加交流乒乓式。
发电机励磁回路两点接地保护的研究发电机是电气系统的核心和基础,而励磁回路则是发电机正常运行的关键。
如果励磁回路的两点同时接地,会导致励磁电流突然变大,甚至引发发电机烧坏事故。
因此,发电机励磁回路两点接地保护至关重要。
本文将从两点接地的原因、保护原理、实现方法,以及相关标准和发展方向等方面进行论述。
一、两点接地的原因及其危害励磁回路两点接地,原因主要有以下几方面:1.设备老化:发电机、变压器等励磁设备使用时间较长,导致绝缘老化、绝缘缺陷等,从而使励磁回路出现两点接地现象。
2.设备损伤:励磁设备的机械结构受到损伤,如电缆老化、带电体损伤、接头松动等,也有可能导致两点接地。
3.操作失误:人为因素也是造成两点接地的原因之一,如未正确操作、检查电气设备,或操作不当等。
1.加重发电机的负荷,增加设备的热损失,引起部分或者全部设备的损坏。
2.励磁回路的两点接地会使励磁电流突然变大,频繁触发过载保护,影响机组的正常运行。
3.两点接地可能产生电弧,引发火灾等事故。
4.严重影响发电系统的稳定性和安全性,甚至可能形成连锁反应,对整个电网造成很大的影响。
二、保护原理1.保护目的为防止励磁回路两点接地所造成的灾害,可以使用保护措施来实现,它的作用主要是检测励磁回路的两点之间是否有接地,当发现两点接地时,及时切掉励磁回路。
保护原理主要是基于对两点电位差或电流值的测量,如果电位差或电流值超过预定的设定值,即可发出动作信号,将励磁回路切掉。
因此,两点接地保护主要需要以下两种检测手段:(1)电压差动保护通过检测励磁回路中两个点之间的电压差来实现保护,当电压差高于设定值时,触发保护装置,输出动作信号,将励磁回路切断。
这种方式的优点是运行简单,可靠性高,缺点是需要安装一套检测电压差的装置,费用较高。
三、实现方法1.装置的选型选择两点接地保护装置时,需要根据具体的电气设备类型和励磁回路系统的性质进行选择。
一般来说,选择应该考虑以下几点:(1)保护装置的类型和数量要与励磁回路的性质相适应。
(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
,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。
发电机定子接地保护动作原因与故障处理分析摘要:发电机的主要错误是对静态部件文件进行单阶段校准。
由于发电机的中性点没有受到强烈的阻力或损伤,因此单阶段对静态部件进行校准的错误不会造成一个大的短路,也不会在对静态部件进行电离保护之后产生信号。
但是,如果不加以处理,它会在各种能源系统之间形成一个短电路,导致发电机损坏。
本文分析了对静态部件进行电离保护的问题。
关键词:发电机;定子接地保护;故障处理分析;一、发电机定子接地保护基本工作原理发电机的定子绕组是完全绝缘的,而中性点通常处于低电压时工作,所以接地故障不会靠近发电机。
实际应用表明,由于机械式发电机或水冷却发电机的固定部分泄漏,将在发电机的中性点附近发生单相地面错误。
这也可能是由于多个周期转弯之间的地方宫殿圆圈,在中点附近。
如果这个数字很小,差分保护就无法逆转,误差会继续发展。
最后,靠近中性点的绕组冲破铁芯,导致单相接地故障错误。
如果定子接地故障保护由于死区的存在而没有反应,它将在相间或层间短路中继续扩大,所以中性点工作电压低,不能成为降级对定子接地故障保护无死区要求的关键理由。
定子绕组的接地保护应设置100%的保护范围,故障点不能超出安全电流,而且当定子绕组中任何一个点出现接地故障时,应对其进行充分的保护。
若保护设备的敏感性较差,如果在发生器中点附近有电弧抗蚀剂,就无法提供保护,而且一旦发生在机顶附近的土地故障,中点的电压将会升高,导致一个点的地板失灵,从而产生严重后果。
二是关于继电器的原理。
电力是通过动能和水位能量转换而来,而水流条件、地形条件等都会影响到电力的发电方式,这也是造成火力发电与水力发电不同的重要原因。
发电机与变压器之间的接线是水力发电的主要方式,20MW-100MW是发电机的最大功率区间,通常小于火力发电厂。
为保证一台变压器与多个发电机之间的高效连接,可采取扩展单元接线的方法,并在母线上通过断路器进行并联。
发电机的定、转子保护结构。
发电机转子接地保护原理综述发电机转子绝缘损坏时引起的励磁回路接地故障是常见的故障,据统计,1999年全国100MW及以上发电机发生转子接地故障九次,占发电机本体故障的30%,可见转子接地保护对于保护发电机本体遭受更大的损害有非常重要的意义。
在研制保护装置之前,首先要了解发电机转子接地保护原理。
发电机转子接地保护分为一点接地保护和两点接地保护两种。
本文主要分析了各种保护的基本原理,它们的优缺点以及改进。
一、转子一点接地保护发电机转子一点接地保护方法主要有电桥法,叠加直流电压法,叠加交流电压法(主要是导纳法),乒乓法。
下面分别介绍他们的工作原理及优缺点。
(一)电桥法图1-1电桥式一点接地保护原理图 (a)正常情况下;(b )经过渡电阻一点接地利用电桥原理构成的一点接地保护,其原理图如图1-1所示。
(a),(b)分别是正常情况和一点接地情况下的原理图。
集中电阻y R 表示绕组对地绝缘分布电阻。
励磁绕组LE 的电阻构成构成电桥的两个臂,外接电阻R1和R2 构成另外两个臂。
正常情况下,调节电阻R1和R2,使流过继电器J 的不平衡电流最小,使继电器的动作电流大于这一不平衡电流。
当一点经过渡电阻接地后,电桥失去平衡,此时继电器的动作。
电流的大小决定于k 点的位置以及过渡电阻Rf 的大小。
当电流大于继电器J 的动作电流时,继电器动作。
当励磁绕组的正端或负端发生接地故障时,这种保护装置的灵敏度很高,然而,当故障点位于励磁绕组中点附近时,即使是金属性接地,保护装置也不能动作。
这是电桥法的根本缺陷。
为了消除这一缺陷,在电桥的1R 臂中串接一只非线性电阻f R 。
非线性电阻0f R u i α-=,其中α是常数,当电压0u 升高,电流i 非线性地增加,电阻f R 下降;反之,则f R 上升。
因此,串接这个非线性电阻后,电桥的平衡条件会随着励磁电压的改变而变化。
在某一电压下的死区,在另一电压下变为动作区,从而减小了拒动的几率。
一、填空题1、发电机在(定子绕组机端)发生单相接地时,机端零序电压为相电压,在(定子绕组中性点处)发生单相接地时,机端零序电压为零。
2、发电机单相接地时,较大的接地电流能在故障点引起电弧时,将使定子绕组的(绝缘和定子铁芯)烧坏,也容易发展成为危害更大的定子绕组相间或(匝间短路),因此,发电机应装设定子绕组单相接地保护。
3、利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护不能作为(100 %定子接地)保护,有死区。
4、发电机励磁回路接地保护,分为(一点接地)保护和(两点接地)保护。
5、当发电机带有不对称负荷或系统中发生不对称故障时,在定子绕组中将有(负序电流),在发电机中产生(反向)的旋转磁场,于是在转子中产生倍频电流,引起附加损耗,导致转子过热。
6发电机在电力系统发生不对称短路时,在(转子)中就会感应出(100Hz)电流。
7、在变压器瓦斯保护中,轻瓦斯保护动作于(信号),重瓦斯保护动作于(跳闸)。
8、变压器中性点间隙接地的接地保护采用(零序电流继电器)与(零序电压继电器)并联方式构成,带有0.5s 的时限。
9、变压器复合电压起动的过电流保护,负序电压主要反应(不对称)短路故障,正序电压反应(对称)短路故障。
10、变压器充电时,励磁电流的大小与断路器合闸瞬间电压的相位角a有关,当(90 )时,不产生励磁涌流;当(0 )时,合闸磁通由零增至 2 m ,励磁涌流最大。
二、选择题1、发电机解列的含义是(B)。
A:断开发电机断路器、灭磁、甩负荷B:断开发电机断路器、甩负荷C:断开发电机断路器、灭磁2、发电机出口发生三相短路时的输出功率为(C)。
A:额定功率B :功率极限C :零3、发电机装设纵联差动保护,它作为(C)保护。
A:定子绕组的匝间短路 B :定子绕组的相间短路C:定子绕组及其引出线的相间短路8、发电机机端电压互感器定子单相接地,其机端的TV开口三角形零序电压为C )oA: 90V B : 10/3V C :10V 9、由反应基波零序电压和利用三次谐波电压构成的100%定子接地保护,其基A.100 伏B.70 伏C.30 伏4、发电机比率制动的差动继电器,设置比率制动原因是(B)。
发电机转子接地保护原理发电机正常运行时,转子的转速很高,离心力极大,承受的电负荷又重,一次励磁绕组绝缘容易破坏。
绕组导线碰接铁芯,就会造成转子一点接地故障。
发电机励磁回路的一点接地是比较常见的故障,由于不会形成电流通路,所以对发电机无直接危害,因此发电机可继续运行。
但发生一点接地以后,励磁回路对地电压会有所升高,例如当负极接地,励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值;正极接地,励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。
因此当转子发生一点接地后,如发电机仍然继续运行,遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时,就有可能发生转子回路的第二点接地。
励磁回路两点接地后构成短路电流通路,可能烧坏转子绕组和铁芯。
由于部分励磁绕组被短接,破坏了气隙磁场的对称性,引起机组振动,特别是多机组振动更严重。
此外,转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。
因此,转子一点接地以后,应该对励磁回路进行认真检查.同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地,应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。
需要指出的是,在转子一点接地的同时,若发电机出现振动,则应该立即解列停机。
一.转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压,其接线如下图所示。
图中元件1为励磁绕组,元件2为接地炭刷。
励磁绕组对地存在着绝缘电阻,设这些绝缘电阻对地均匀分布,如图中的r1,r2,…,r n-1,r n。
当励磁绕组绝缘良好时,所测得的正极对地电压和于负极对地电压。
如果正极接地,则负极对地电压为工作励磁电压;如果负极接地,则正极对地电压为工作励磁电压。
如果励磁绕组其他点接地,一般情况下,正极对地电压不等于负极电压,而且所测得的电压低于工作励磁电压。
但是如果励磁绕组中部接地,则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压,且为工作励磁电压的一半。
发电机转子接地保护原理发电机正常运行时,转子的转速很高,离心力极大,承受的电负荷又重,一次励磁绕组绝缘容易破坏。
绕组导线碰接铁芯,就会造成转子一点接地故障。
发电机励磁回路的一点接地是比较常见的故障,由于不会形成电流通路,所以对发电机无直接危害,因此发电机可继续运行。
但发生一点接地以后,励磁回路对地电压会有所升高,例如当负极接地,励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值;正极接地,励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。
因此当转子发生一点接地后,如发电机仍然继续运行,遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时,就有可能发生转子回路的第二点接地。
励磁回路两点接地后构成短路电流通路,可能烧坏转子绕组和铁芯。
由于部分励磁绕组被短接,破坏了气隙磁场的对称性,引起机组振动,特别是多机组振动更严重。
此外,转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。
因此,转子一点接地以后,应该对励磁回路进行认真检查。
同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地,应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。
需要指出的是,在转子一点接地的同时,若发电机出现振动,则应该立即解列停机。
一.转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压,其接线如下图所示。
图中元件1为励磁绕组,元件2为接地炭刷。
励磁绕组对地存在着绝缘电阻,设这些绝缘电阻对地均匀分布,如图中的r1,r2,…,r n-1,r n。
当励磁绕组绝缘良好时,所测得的正极对地电压和于负极对地电压.如果正极接地,则负极对地电压为工作励磁电压;如果负极接地,则正极对地电压为工作励磁电压。
如果励磁绕组其他点接地,一般情况下,正极对地电压不等于负极电压,而且所测得的电压低于工作励磁电压。
但是如果励磁绕组中部接地,则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压,且为工作励磁电压的一半。
一例发电机励磁回路接地故障的分析与处理1故障情况某电厂由前苏联引进的1台200 MW汽轮发电机组采用三机励磁系统,带感应式主励磁机,自动电压调节器为磁放大器原理,参见图1。
经过二十多年的运行,原配置的电磁型发电机变压器组保护继电器严重老化,动作特性难以满足主设备安全运行的要求,2000年在机组大修期间进行了技术改造,更换为国电南京自动化股份公司生产的WFBZ-01微机型发变组成套保护装置。
机组大修启动后,新投运的发电机转子一点接地保护频繁动作发信,最多时1 d达30次以上,并且每次保护动作后均能复归。
绝大多数情况下,保护动作报告打印的转子接地绝缘电阻的测量值为1.87 kΩ。
按规程要求,发电机设有转子一点和两点接地保护。
前者只发信号,后者保护跳闸,并且只有在确定励磁回路发生一点接地后,才由运行人员投入两点接地保护跳闸出口。
由于该机组每次转子一点接地保护动作后均能复归,实际上也就没有机会投入两点接地保护。
并且事后不能确定转子绕组对地绝缘是否降低过,因此怀疑是新的保护原理对发电机特殊的励磁方式不适用而造成的误动。
2保护原理与整定该发电机原配置前苏联制造的电磁式转子一点接地保护,采用迭加交流电压原理。
更换后的微机型保护,采用新型的迭加直流电压方法,引入发电机转子负极与大轴接地线,迭加源电压为50 V,内阻大于50 kΩ。
装置利用微机智能化测量,克服了传统上这种原理的保护在转子绕组正、负极灵敏度不均匀的缺点,能准确计算出转子对地的绝缘电阻值,测量范围可达200 kΩ,转子分布电容对测量无影响,并且在发电机启动过程中转子无电压时保护也不会失去作用。
2.1动作逻辑该保护动作逻辑见图2。
2.2定值整定R g:保护动作的转子接地绝缘电阻值,kΩ。
对于空冷或氢冷发电机,根据经验一般整定为20 kΩ。
由于该机组的励磁系统整流元件采用了水冷方式,故将R g整定为10 kΩ。
T yd:保护动作延时,s。
该延时的整定比较有争议,规程上也没有明确要求。
2020年增刊河南电力109一起发电机转子接地保护误动事件的分析与解决方法黄建礼1,王加军2(1.华润电力登封有限公司,河南登封452473;2.华润电力控股有限公司中西大区,河南郑州450046)作者简介:黄建礼(1987-),男,本科,助理工程师,从事电气二次维护、检修工作。
摘要:发电机转子接地保护是对发电机励磁回路一点接地故障的保护,发电机转子接地保护误动作,不仅影响发电机正常负荷调整,严重时可能造成机组跳闸,对电网系统产生扰动。
本文介绍了一起发电机转子接地保护误动作事件,对事件原因进行了认真的分析。
详细介绍了事件过程、检查情况、原因分析、解决方法等内容,对故障的查找总结出一些实践经验,为处理类似事故提供了借鉴经验和方法。
关键词:转子接地保护;励磁装置;轴电压;滤波回路中图分类号:TM311文献标识码:B文章编号:411441(2020)01-0109-030引言发电机转子接地故障是常见的故障形式之一,转子一点接地故障时,由于转子绕组及励磁系统对地是绝缘的,因此不会构成对发电机的危害。
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。
因此,发电机转子接地保护应能真实反映发电机转子绝缘情况,使之能正确动作。
本文针对南瑞电控公司NES -5100励磁系统设计不合理,造成许继电气公司WFB -805A 转子接地保护误动作事件进行分析,提出在运行及维护中应采取的防范措施,对于转子接地保护及励磁装置的设计、稳定运行具有重要意义。
1事件回顾2018年8月29日,某电厂600MW 发电机转子接地保护动作告警,检查发变组保护A 柜报“转子接地高定值”告警,告警接地电阻为19.861k Ω(定值为20k Ω),告警信息见图1、图2,经复位后告警消失,保护装置实测接地电阻为24.473k Ω。
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;pR-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.(2)叠加直流电源在转子一点接地保护中采用的叠加直流电源,可以采用外加电源,也可以采用由保护装置自产直流电压.外加直流电源,通常是将发电机机端TV 二次某一相间电压通过单相桥式整流后取得. 在DGT801系列发电机变压器保护装置中,将保护装置的外加直流电源,通过逆变变压器变成高频交流,再将该高频交流通过整流及滤波产生50V 左右的直流,供转子一点接地保护用.叠加直流电源由装置自产的转子一点接地保护主要优点是:转子一点接地保护的工况不受发电机运行工况的影响,从而在发电机停运时也能正确地检测转子绕组及励磁回路的对地绝缘。