继电保护ppt7.1发电机故障和保护

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详细描述
继电保护是指在电力系统发生异常或故障时，通过特定的装置和设备，快速、准确地切除故障元件，以防止事故扩大，保障电力系统的安全稳定运行。
继电保护的基本原理
总结词
继电保护基于电流、电压、阻抗等电气量的变化进行工作，通过比较正常与异常时的电气量差异来判断是否发生故障。
详细描述
继电保护装置通过检测电力系统中的电流、电压、阻抗等电气量，根据正常运行时的电气量与异常运行时的电气量进行比较，判断是否发生故障。一旦检测到故障，保护装置会迅速动作，切除故障元件，防止事故扩大。
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contents
目录
• 继电保护概述 • 继电保护装置 • 继电保护技术 • 继电保护系统的运行和维护 • 继电保护的发展趋势和展望
01 继电保护概述
继电保护的定义和作用
总结词
继电保护是电力系统中的重要组成部分，用于快速、准确地切除故障元件，保障电力系统的安全稳定运行。
坏。
距离保护装置
根据电压、电流的相位差测量阻抗，判断是否发生短路故障
。
零序保护装置
利用零序电流分量检测单相接地故障。
差动保护装置
通过比较线路两端电流的大小和相位，检测线路是否发生故
障。
继电保护装置的选择与配置
01
02
03
04
根据设备的重要性和故障后果选择相应的保护装置。
根据系统的运行方式和负荷状况配置保护装置。
继电保护系统的故障处理和预防措施
01
继电保护系统故障的分类和处理
根据故障的性质和影响范围，将继电保护系统故障分为不同类型，并分
别介绍相应的处理方法。
02
继电保护系统故障的预防措施

《继电保护》课件

功能强大、灵活性高，适用于各种复杂的保护场合。但对外界干扰较为敏感，需要采取相应的抗干扰措施。
03
输电线路的继电保护
输电线路的故障类型与保护配置
总结词
了解输电线路的常见故障类型和对应的保护配置是保障电力系统稳定运行的关键。
总结词
输电线路的故障类型主要包括短路、断线、接地等，每种故障类型都需要相应的保护配置来快速切除故障，防止事故扩大。
02
继电保护装置的组成与分类
继电保护装置的组成
测量部分
用于测量被保护设备的输入信号，并与给定的整定值进行比较，判断是否发生故障或异常。
逻辑部分
根据测量部分的输出结果，按照一定的逻辑关系判断是否需要动作，并发出相应的动作指令。
执行部分
根据逻辑部分的指令，执行相应的操作，如跳闸、报警等。
继电保护装置的分类
输电线路的自动重合闸
总结词
自动重合闸是一种在断路器跳闸后自动重新合闸的装置，用于提高输电线路的供电可靠性和稳定性。
总结词
自动重合闸装置能够在短时间内自动检测线路状态并重新合闸，对于瞬时性故障可以快速恢复供电，减少停电时间。
总结词
自动重合闸装置通常由控制器、断路器、隔离开关等组成，其工作原理是利用控制器检测线路状态并控制断路器的分合闸操作。
01
02
03
04
按被保护对象分类
可分为发电机保护、变压器保护、输电线路保护等。
按保护原理分类
可分为电流保护、电压保护、距离保护、方向保护等。
按装置结构分类
可分为电磁型保护装置、晶体管型保护装置、集成电路型保护装置和微机型保护装置。
按输入信号分类
可分为模拟量输入的保护装置和数字量输入的保护装置。

发电机的继电保护

Ik
互感器二 I 次电流互感器二同相分支绕次电流组间的环流 I 同相分支绕 I k1 组间的环流同相分支绕组间
k
k
I-I
I-I
Ik1
Ik1
Ik
I k1
a a1
的匝间短路同相分支绕组内部的匝间短路 a2 同相分支绕组间的环流
a
Ik 2
匝间短路时分支绕组间的环流
• 同相分支绕组内部的匝间短路时，绕组间的环流为 I k ，流入差动继电器的电流大小为：
2Ik IK nTA
• 同相分支绕组间的匝间短路时，绕组间的环流为 I k1和 I k 2 ，流入差动继电器的电流大小为：
2 I k1 IK nTA
• 当流入差动继电器的电流大于动作电流时，横差保护动作。
+ +
TA2
+ I
t -
磁开关
I-I
I-I
I-I
G
TA1
断线信号
差动继电器
断线监视继电器
动作时间大于后备保护
发电机匝间短路的横差动保护
• 发电机匝间短路是指发生在同一相别的分支绕组内部或绕组之间的电势不同点的一种纵向不对称短路。匝间短路的故障分析起来十分复杂，简单地说，这种短路会在发电机分支绕组间产生环流，当短路匝数很少时，环流电流值很小，但短路点短路电流却很大，对发电机有严重损害。
U S .3 1 a U N .3 a
利用 U S .3 作为动作量，利用 U N .3 作为制动量，构成的接地保护动作范围0~50%。
定子绕组单相接地时3次谐波电压分布
α α α （１－α）

继电保护原理第 7 章发电机继电保护讲解

短路环中的电流与短路匝数的关系曲线如图：
二、横差保护原理正常：匝间接地：
I1 I 2
.
I j ( I1 I 2 ) / nl 0
. . . " d " Id
.
.
.
I J ( I1 I 2 2 I ) / nl
nl
I dz
动作保护不动
死区：（1）同一分支：
" 0, I d 0.
" （2）同相两分支间： 1 2, I d 0. 保护不动
三、单元件式横差保护原理：保护用电流互感器装设于发电机两组星形中性点的连线上。它实质是将一组三相分支电流之和与另一组三相分支电流之和进行比较。
保护装置的原理接线及其它有关问题
1、三次谐波滤过器：其作用是滤除三次谐波，即使三次谐波也不会流到电流继电器线圈中。 2、励磁回路有两点接地时保护的动作行为：在一般。
7.4.2 负序定时限过电流保护
一、保护由两段式构成 ' I段 I2 act 0.5I e. f 经t1（3-5s）延时动作于跳闸 II段 I 2.dz 0.1I e. f 经t2（5-10s）延时动作于信号
二、保护动作行为分析
1、在ab段内，t1大于允许时间，对发电机不安全 2、在bc段内，t1小于允许时间，未充分利用发电机的承受负序电流的能力； 3、在cd段内，发信号；而靠近C点时，由于运行人员处理的时间已大于允许时间，对发电机安全来讲不利； 4、在de段内，保护根本不反应。
三、特点简单可靠、可加装三次谐波滤过器以提高灵敏度，适用于发电机变压器组。
7.4 发电机的负序过电流保护 7.4.1 负序过电流保护的作用一、负序过电流的危害在转子绕组、阻尼绕组以及转子铁芯等部件上感应100Hz的倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位可能出现局部的灼伤，甚至可能使互环受热松脱。所产生的100Hz交变电磁转矩，将同时作用在转子大轴和定子机座上，引起100Hz的振动。

发电机保护ppt课件

（4）定子绕组匝间短路发生的概率较少，但也需要配置保护。
7.2发电机定子绕组短路故障的保护
反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路的保护--纵差动保护，是发电机的主要保护。
Id I1 I2
传统纵差动保护整定方法
按照以下两个原则来整定：
(1) 在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不应误动。
2)中性点经消弧线圈接地时: US3 7C f 2Cw UN3 9(C f 2Cw )
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保护
而在发电机内部定子接地时，按图7.13的等值电路推导，有：
结果曲线7.14所示。
US3 1 UN3
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保护
7.2.2 比率制动式差动保护
动作电流 Id I1 I2
制动电流
I res
I1 I2 2
动作方程：
当 Ires Ires.min
Id K (Ires Ires.min ) Id.min
当 Ires Ires.min , Id Id.min
动作区制动区
Ires.min 拐点电流 Id.min 启动电流
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
交流同步发电机原理发电机的故障类型主要有： (1)定子绕组相间短路。 (2)定子一相绕组内的匝间短路。 (3)定子绕组单相接地。 (4)转子绕组一点接地或两点接地。 (5)转子励磁回路励磁电流异常下降
或完全消失。
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
2、单元横差动保护的基本原理
如图7.6，其本质是把一半绕组的三相电流之和去与另一半绕组三相电流之和进行比较。
这种接线方式没有由于互感

电力系统继电保护-7 发电机保护

发电机的故障装设的保护：
• •
•
•
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。 •

第七章发电机保护讲解

继电保护教学
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称，不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少）时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2，保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相接地保护转子绕组一点或两点接一地点或两点接地保转护子失磁装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护

继电保护课件ppt

继电保护课件
• 继电保护概述 • 继电保护装置 • 继电保护的配置与整定 • 继电保护技术的发展趋势 • 继电保护的故障处理与维护
01
继电保护概述
定义与作用
定义
继电保护是电力系统中的一种重要保护装置，用于检测和切除电力系统中的故障，保障电力系统的安全稳定运行。
作用
继电保护能够快速、准确地检测和切除故障，防止事故扩大，减小停电范围，提高电力系统的稳定性和可靠性。
决策支持
基于大数据技术的决策支持系统可以为电网的运行和管理提供科学、准确的决策依据，提高电网的管理水平和运营效率。
05
继电保护的故障处理与维护
继电保护故障的分类与处理方法
故障分类
根据故障的性质和发生部位，继电保护故障可分为电源故障、线路故障和元件故障等。
处理方法
针对不同类型的故障，应采取相应的处理方法，如更换故障元件、修复损坏线路或调整电源等。
执行元件
根据逻辑元件的指令，执行相应的动作，如跳闸或重合闸。
继电保护装置的原理
电流保护
基于电流的变化，当电流超过设定值时，继电保护装置动作，切除故障。
电压保护
基于电压的变化，当电压低于或高于设定值时，继电保护装置动作，切除故障。
距离保护
基于阻抗的变化，当阻抗超过设定值时，继电保护装置动作，切除故障。
继电保护的原理
基于电流、电压、阻抗等电气量的变化，通过比较、逻辑运算等手段判断是否发生故障。
利用故障时电气量的特征，如电流增大、电压降低等，通过比较和判别来检测故障。
通过设置不同的保护区域和保护类型，实现选择性、速动性、灵敏性和可靠性等要求。
继电保护的分类

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7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
2、发电机不正常运行状态（1）定子绕组过电流：外部短路引起绕组过电流，将使绕组温度升高，可能发展成内部故障。（2）对称过负荷：使绕组过热。（3）转子过热：不对称短路将在转子绕组中感应出倍频电流，可能造成转子局部灼伤，严重时使护环受热松脱。
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
（4）励磁回路一点接地或两点接地：转子绕组一点接地，由于没有构成通路，对发电机没有直接危害。再发生另一点接地，则转子绕组一部分被短接，会烧毁转子绕组，由于部分绕组短接，破坏磁路的对称性，造成磁势不平衡而引起机组剧烈振动，产生严重后果。（5）励磁电流消失：励磁系统故障或自动灭磁开关误跳闸造成励磁电流消失。发电机将转入异步运行，从系统吸收无功，引起电压下降。定子电流增加及转子局部过热。
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
发电机保护的出口方式有： 1）停机:断开断路器，灭磁，关闭汽门或导水翼。 2）解列灭磁:断开断路器，灭磁，原动机甩负荷。 3）解列:断开发电机断路器，原动机甩负荷。 4）减出力:将原动机出力减到给定值。 5）减励磁:将发电机励磁电流减到给定值。 6）励磁切换:将励磁电源由工作励磁电源系统切换到备用励磁电源系统。 7）厂用电切换:由厂用工作电源供电切换到备用电源供电。 8）发信号:发声光信号。
1A
18 ~ 20 kV
300 ~ 600 MW
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
发-变组容量在100MW以下的发电机，应装设保护区不小于定子绕组90%的定子绕组接地保护；容量100MW 及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子绕组接地保护，保护动作于信号，必要时也可动作于停机。
（4）励磁回路一点或两点接地保护:水轮发电机一般
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
（1）定子绕组相间短路：定子绕组相间短路会产生很大的短路电流，严重损坏发电机。应装设纵联差动保护。（2）发电机定子绕组匝间短路：匝间短路将出现很大的环流，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路，扩大发电机损坏范围。（3）发电机定子绕组单相接地：定子绕组单相接地是易发生的一种故障。单相接地后，其电容电流流过故障点的定子铁芯，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。
发电机故障、不正常运行及其保护
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
1、发电机故障类型发电机的安全运行直接影响电力系统的安全。发电机由于结构复杂，在运行中可能发生故障和不正常工作状态，特别是现代的大中型发电机的单机容量大，对系统影响大，损坏后的修复工作复杂且工期长，所以对继电保护提出了更高的要求。针对发电机的故障和不正常工作状态，应装设性能完善的继电保护装置。
（2）定子绕组匝间短路保护：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的发电机，应装设横联差动保护。对于中性点侧只有三个引出端的大容量发电机，可采用零序电压式或转子二次谐波电流式匝间短路保护。
（3）定子绕组单相接地保护：对直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流 (不考虑消弧线圈的补偿作用)大于或等于表7-1规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护。
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
额定电压
6.3kV 10.5kV
额定容量
≤50 MW
汽轮发电机水轮发电机
接地电流允许值
4A 3A
50 ~ 100 MW 10 ~ 100 MW
125 ~ 200 MW
13.8 ~ 15.75 kV
汽轮发电机水轮发电机
40 ~ 225 MW
2A
（氢冷 2.5 A ）
（4）定子绕组过电压：突然甩负荷造成转速升高，定子绕组绝缘可能击穿。（5）发电机逆功率：汽门突然关闭，断路器未断开，将从系统吸收功率，使汽轮机受到损伤。 3、相应保护（1）纵联差动保护：对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
只装设励磁回路一点接地保护，小容量机组用定期检测装置；100MW以下汽轮发电机，一般采用定期检测装置，对两点接地故障，装设两点接地保护。转子水内冷发电机和100MW及以上的汽轮发电机，装设一点接地保护和两点接地保护装置。
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
（5）失磁保护:对不允许失磁运行的发电机，或失磁对电力系统有重大影响的发电机，应装设专用的失磁保护。（6）对于发电机外部短路引起的过电流
1）过电流保护:用于1MW及以下的小型发电机。
2）复合电压启动的过电流保护:一般用于1MW以上的发电机。 3）负序过电流及单相低电压过电流保护:一般用于50MW及以上的发电机。
ห้องสมุดไป่ตู้
7.1 发电机故障和不正常运行及其保护
4）低阻抗保护:当电流保护灵敏度不足时采用。（7）过负荷保护:定子绕组非直接冷却的发电机，应装设定时限过负荷保护。（8）过电压保护:水轮发电机或100MW及以上的汽轮发电机，应装设过电压保护。（9）逆功率保护 :大容量的发电机组应考虑装设逆功率保护。