发电机保护讲稿
发电机保护培训教材
发电机保护基础培训一、概述电力系统中，发电机是十分重要和贵重的电气设备，它的安全、稳定运行对电力系统的正常工作，用户的不间断供电，保证电能质量等方面都起着极其重要的作用。
由于发电机是长期连续运行的设备，它既要承受机械动力，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子绕组绝缘的损坏。
发电机在运行过程中，定子绕组和转子绕组极其励磁回路都有可能产生故障及不安全情况，因此，发电机应装设能反映各种故障的继电保护，另外，因锅炉或汽机系统故障而导致汽轮机保护动作于关闭主汽门，由于发电机吸收功率转变为电动机运行后，汽轮机鼓风损失，汽轮机尾部页片由于过热而被破坏，大型机组不允许这种状态运行，因而配置有防止发电机逆功率运行的逆功率保护，一般来说，发电机内部故障主要由定子绕组绝缘及转子绕组绝缘损坏而引起。
1、常见的故障有：1）定子绕组相间短路2）定子绕组单相匝间短路3）定子绕组单相接地短路4）转子及励磁回路一点或两点接地发电机的主要异常运行有：1）外部短路或系统振荡引起的发电机定子绕组过电流2）定子绕组过负荷3）励磁系统故障4）定子绕组过电压5）发电机逆功率运行6）非全相运行或不对称运行2、根据部颁DI400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，电压在3KV 以上，容量在600MW以下的发电机对下列故障及异常运行方式应装设相应的保护装置：1）定子绕组相间短路保护2）定子绕组接地保护3）定子绕组匝间短路保护4）发电机外部相间短路保护5）定子绕组过压保护6）定子绕组过负荷保护7）负序过流保护8）励磁绕组过负荷保护9）励磁回路接地保护10）励磁电流异常下降或消失保护11）定子铁芯过励磁保护12）发电机逆功率保护13）低频保护14）失步保护15）它故障及异常运行保护根据故障及异常运行方式的性质，上述各项保护可动作于：1）停机，即断开发电机出口开关、灭磁、关闭主汽门或水轮机导水膜2）解列并灭磁3）解列、原动机空转4）减出力5）缩小故障影响范围6）发出声光信号7）程序跳闸、先关闭主汽门、逆功率动作关闭主汽门、灭磁3、我厂#1、2捷制330MW汽轮发电机配置的保护：1）机变组大差2）发电机差动3）定子接地4）转子接地5）失磁6）低频率（Ⅰ、Ⅱ）7）过流/低压8）负序过流9）低阻抗10）工频过压11）逆功率（Ⅰ、Ⅱ）12）过负荷保护捷制励磁机配置的保护有：1）过流2）定子接地过压3）负序过流4）转子接地保护以上所有保护除发电机过负荷动作于发信号外，其余保护均动作于跳闸，动作结果为：跳出口开关第Ⅰ、Ⅱ线圈、启动出口开关失灵、跳6KV厂用母线工作电源开关、合主变中性点开关、关主汽门、灭磁。
发电机保护ppt课件
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
发电机保护讲稿
第一部分发变组保护第一节概述一、大型机组对继电保护的要求大型机组比中小型机组有着明显的经济效益，但也带来一些新的问题，主要是事故相对多了。
但是由于大型发电机组在整个国民经济活动中的重要地位，应该给予十分重视，其中一项必不可少的工作就是努力提高大型机组的继电保护水平。
这就要求在发展大型机组的同时，必须注意尽量减少机组的事故发生率，在发生事故后，必须有性能完善的继电保护装置，最大限度地减轻机组的损伤和保持系统的安全运行。
随着单机容量的增大，电气参数的变化主要表现在X d、X d′、X d″等电抗普遍增大,定子绕组和转子绕组的电阻相对减小,短路电流水平相对下降,要求继电保护更灵敏;由于X d的增大,使发电机的静稳储备系数减小,因此在系统受到扰动或发电机发生失磁故障时,很容易失去静态稳定,有关保护必需注意这种情况的发生，由于X d、X d′、X d″等参数的变大,使发电机的平均异步转矩大大降低，因此大型发电机失磁异步运行的滑差大，从系统吸收的无功多，允许异步运行的负载小，时间短，所以大型机组更需要性能完善的失磁保护；由于X d增大，是大型机组在满载突然甩负荷时，变压器过励现象比中小型机组更严重。
由于单机容量大，发电机保护的拒动或误动均将造成十分严重的后果，所以大型机组继电保护的技术指标要求更高。
大型机组的励磁系统更复杂，故障几率大，因此发电机的过压或失磁故障和变压器的过激磁故障的可能性大了。
综上所述，发电机单机容量的增大要求大型机组的继电保护进一步完善化，即提高原有保护的性能、探索多功能保护的新原理，应用计算机技术，以致使保护与电力系统的安全监视和综合自动控制相结合。
二、大型机组的继电保护配置大型机组的造价高昂，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。
大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量很大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成很大的扰动。
发电机保护讲稿共31页文档
发电厂、变电所 继电保护整定计算
发电机保护
发电机保护配置
• 纵联差动保护——定子绕组及引线故障 • 接地保护——定子一点接地保护 • 匝间保护——定子同名相匝间短路 • 励磁回路一点接地保护——励磁回路一
点接地
• 励磁回路两点接地保护——励磁回路两 点接地
20.08.2021
发电机保护
3
发电机保护配置
• 过负荷保护——系统异常运行
20.08.2021
发电机保护
7
发电机保护出口方式
• 停机——跳开断路器、灭磁、主汽门
• 解列灭磁——跳开断路器、灭磁
• 解列——跳开断路器
• 减出力——减负荷
• 缩小故障范围——断母联等
• 程序跳闸——关主汽门，逆功率跳开断路 器、灭磁
• 信号——声光信号
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发电机保护讲稿
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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I dz k k k fzq k tx f i I ( 3 ) d max
I dz k k I e 两者取大
I dz j I dz / n l
W cd
60 I dz j
灵敏系数
K lm
k jx I ( 2 ) d min I dz j n l
2
断线信号
I dz j 0 . 2 I e G / n l
【2019年整理】发电机保护讲稿
发电机保护
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0.5xd’
失磁保护
静稳边界
失磁异步运行
2020年9月30日
发电机保护
Xd
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振荡
2020年9月30日
•电势为常数
圆心： k
k
2
2
1
Z
,
半径： k
k 2
1
Z
静稳边界 K=1
发电机保护
26
结束
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发电机保护
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休息20分！
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发电机保护
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失磁保护
• 过负荷保护——系统异常运行
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发电机保护
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发电机保护出口方式
• 停机——跳开断路器、灭磁、主汽门
• 解列灭磁——跳开断路器、灭磁
• 解列——跳开断路器
• 减出力——减负荷
• 缩小故障范围——断母联等
• 程序跳闸——关主汽门，逆功率跳开断路 器、灭磁
• 信号——声光信号
2020年9月30日
发电厂、变电所 继电保护整定计算
发电机保护
发电机保护配置
• 纵联差动保护——定子绕组及引线故障 • 接地保护——定子一点接地保护 • 匝间保护——定子同名相匝间短路 • 励磁回路一点接地保护——励磁回路一
点接地
• 励磁回路两点接地保护——励磁回路两 点接地
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发电机保护
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发电机保护配置
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发电机保护
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接地保护
2020年9月30日
发电机保护
14
接地保护
2020年9月30日
发电机保护
发电机保护相关知识培训讲解
中流过的电流为外接元件电容电流，方向由 发电机流向母线；
发生外部单相接地时，机端零序电流互感器 中流过的电流为发电机本身的电容电流，方 向由外部流向发电机。
二、利用零序电流构成的发电机定子绕组单相接地保护
① 零序电流互感器装在
CW
发电机出口；
② 采用具有交流助磁的
2I'd nTA
I d.r
2Id nTA
I set
动作
I' d
利用两个分支绕组短路
点存在电势差而产生的
2
I'
1 环流来实现
d
α1≈α2时，环流较小，保护有死区 同相不同分支绕组匝间短路
2.单元件横差动保护基本原理
A
B
C
需具有性能良好的 三次谐波滤过器
Id.r (0.2 ~ 0.3)IgN
四、纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护
1
3. 发电机应装设的保护
8 励磁绕组一点及两点接地保护； 9 失磁保护； 10 励磁绕组过负荷保护； 11 逆功率保护； 12 过励磁保护； 13 失步保护；
3.发电机应装设的保护
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。
Bα
I
res.min
式中 Krel 1.5 ~ 2
kI.max
Ires
Ier1 0.06Ign
Ier2 0.1Ign
Id.min (0.24 ~ 0.32)Ign 通常取0.3Ign
2
Id
Id.max
发电机保护.ppt
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
发电机保护精品PPT课件
不仅对发电机造成 危害，而且对电力 系统安全也会造成
严重影响。
装设失磁保护。
2、发电机的不正常工作状态及其相应的保护
外部短路、非周期合闸
不
正
以及系统振荡等。
过过电负流荷保保护护
常
工
负荷超过发电机额定值、负
作
序电流超过发电机长期允许值
状
态
发电机突然甩负荷
过电压保护
主汽门突然关闭而发 电机断路器未断开
Iop K I rel unb.max Krel Kaper K ss fer I k.max
两条件取较大值为整定值。
灵敏度：
K sen
I
(2) k . min
I op
2
I (2) k. min
：发电机出口短路时，流经保护最小的
周期性短路电流。
3、比率制动式发电机纵差保护
基本原理：基于保护的动作电流随着外部故障 的短路电流而产生的最大不平衡电流的增大而 按比例的线性增大，且比最大不平衡电流增大 的更快，使在任何情况下的外部故障时，保护 不会误动作。
逆功率保护
过电流保护
作为外部短路和内部短路的后 备保护。50MW及以上的发电 电机，应装设负序过电流保护。
过负荷保护
对称过负荷，应装设只接于一 相的过负荷保护。不对称过负 荷，一般在50MW及以上发电 电机应装设负序过负荷保护。
过电压保护
特别是水轮发电机，在突 然甩负荷时，转速急剧上 升从而引起过电压。在水 轮发电机和大型汽轮发电 机上应装设。
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。因此，应装设 灵敏的反应全部绕组任一点接地故障的 100%定子绕组单相接地保护。
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U
Us
U E sU U IIjjX X d s kj e，Z Z即 jjX X d s kj e
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发电机保护
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0.5xd’
失磁保护
静稳边界
失磁异步运行
2019/9/21
发电机保护
Xd
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振荡
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•电势为常数
圆心 k2k 2： 1Z, 半径 k2k： 1Z
发电厂、变电所 继电保护整定计算
发电机保护
发电机保护配置
• 纵联差动保护——定子绕组及引线故障 • 接地保护——定子一点接地保护 • 匝间保护——定子同名相匝间短路 • 励磁回路一点接地保护——励磁回路一
点接地
• 励磁回路两点接地保护——励磁回路两 点接地
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发电机保护
2
发电机保护配置
• 过负荷保护——系统异常运行
2019/9/21
发电机保护
6
发电机保护出口方式
• 停机——跳开断路器、灭磁、主汽门
• 解列灭磁——跳开断路器、灭磁
• 解列——跳开断路器
• 减出力——减负荷
• 缩小故障范围——断母联等
• 程序跳闸——关主汽门，逆功率跳开断路 器、灭磁
• 信号——声光信号
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100%接地保护
U0 比较器
3f
3f
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发电机保护
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机端零序电压
发电机定子
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a
发电机保护
E
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谐波电压
U3s
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发电机保护
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功角特性
P EU sin
X
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发电机保护
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U2
U2
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Z
P jQ P 1 jQ/ P
静稳边界 K=1
发电机保护
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结束
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发电机保护
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休息20分！
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发电机保护
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失磁保护
0.5xd’
0.5Xd'
失磁异d
Xd
发电机保护
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发电机保护
12
比率制动特性继电器整定
Idz kkkfzqktx fiIe2G (0.065~ 0.075)Ie2G 0.2Ie2G
拐点 Izd0 (1.0 ~1.2)Ie2G 制动系数 Kzd kkkfzqktx fi 0.1~ 0.15
灵敏系数
Klm
• 低励失磁保护——发电机欠励磁、失磁 • 过流保护——系统故障引起发电机过电
流
• 过负荷保护——系统异常运行 • 励磁过负荷保护——强励时间过长 • 过电压保护——发电机甩负荷 • 逆功率保护——关汽门
2019/9/21
发电机保护
3
发电机保护配置
• 失步保护——系统振荡 • 低频保护——防止低频叶片损坏 • 断水保护——水冷发电机断水
发电机保护
7
发电机P-Q运行图
2019/9/21
发电机保护
8
• 差动保护原理—正常运行及外部短路
2019/9/21
G
发电机保护
Ry
9
• 差动保护原理—内部短路
2019/9/21
G
发电机保护
Ry
10
比率制动特性
Idz
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A a
发电机保护
b
Izhd
11
I dz k k k fzq k tx f i I ( 3 ) d max
I dz k k I e
差
两者取大
动 保
I dz j I dz / n l
W cd
60 I dz j
护
灵敏系数
整 定
K lm
k jx I ( 2 ) d min I dz j n l
2
断线信号
I dz j 0 . 2 I e G / n l
t dz 6 ~ 9 s
I (2) dz jmin Idz j
2
Idz j 由曲线查出
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发电机保护
13
接地保护
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发电机保护
14
接地保护
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发电机保护
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接地保护
• 零序互 感器
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发电机保护
16
接地保护
• 零序互感器
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发电机保护
直径U2 / P
圆心U / 2P
等有功过程
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发电机保护
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异步运行过程
R
z ( jx s 1 1 0 ) jx d jx ad
R0
z ( jx s
1
1
1 ) jx d
jx ad jx fs
发电机保护
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临界失步
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发电机保护
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小机组保护配置
• 纵联差动保护——定子绕组及引线故障 • 接地保护——定子一点接地保护 • 匝间保护——定子同名相匝间短路 • 励磁回路一点接地保护——励磁回路一
点接地
• 励磁回路两点接地保护——励磁回路两 点接地
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发电机保护
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小机组保护配置
• 过流保护——系统故障引起发电机过电 流