300MW发电机转子接地保护改造

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电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算

电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算

电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算发表时间:2013-09-09T10:03:56.983Z 来源:《科学教育前沿》2013年第6期供稿作者:顾进良[导读] 但是合理选择这个电阻的大小与机组安全运行密切相关。

顾进良(河北大唐国际张家口热电有限责任公司设备工程部河北张家口 075000)【摘要】发电机中性点接地方式与定子接地保护的构成密切相关,正确选择发电机中性点的接地方式和接地设备,对发电机甚至电网的安全运行有着举足轻重的作用。

【关键词】汽轮发电机;中性点设备;单相接地故障;接地变压器;电阻中图分类号:G62 文献标识码:A文章编号:ISSN1004-1621(2013)06-013-01电厂300MW汽轮发电机中性点接地方式的选择与发电机100%范围定子接地保护装置相关联,中性点设备参数的选择与保护要相配合,在保证发电机定子绕组电气绝缘安全的前提下使得发生单相接地短路时健全相电压不超过2.6倍额定电压,避免烧伤定子铁芯,并且可使流过故障点的是一固定的电阻性电流,保证接地保护可靠动作。

一、发电机定子单相接地电流电压值发电机内部单相接地时,流经接地点的电流为发电机所在电压网络(一般为发电机本身、封闭母线、主变等元件网络)对地的电容电流之和,而不同之处在于故障点零序电压随发电机内部接地点的位置而改变。

假设发电机A相发生单相接地,位置在距离绕组中心处,表示故障点绕组占全部绕组的百分数(0~100%),如图1所示,则--故障点零序电压;--故障点零序电流;--发电机电动势;--发电机每相对地电容;--发电机以外设备每相对地电容。

上述式中为发电机相电动势,一般在计算时常用发电机额定相电压代替。

综上可见,故障点的零序电压和零序电流值均与成正比,在发电机出线端子附近 ≈1,此时零序电压和零序电流值最大,分别为和。

二、发电机定子单相接地电流允许值大中型发电机中性点多为不接地或者经高阻抗接地方式,定子单相接地故障时并不产生太大的故障电流,所以定子绕组单相接地保护可以只发信号而不直接跳闸,故障机组经负荷转移后才平稳停机。

300MW发电机变压器组保护改造

300MW发电机变压器组保护改造

收 稿 日期 :2 0 —4 1 . 0 80 — 5
作 者 简 介 :张 平 (9 4一) 17 ,男,大唐 湘 潭 发 电有 限责 任 公 司工 程 师
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第 5期
张Байду номын сангаас

3 0 w 发 电机 变 压 器 组保 护 改造 0 M
6 9
方法一 为采 用高 厂变 高压侧 小变 比 T A,但 是 ,小 风起 动 回路 共用 一根 电缆 ,经查 证 为交直 流共 用 , T 的伏安 特性 低 ,可 能造 成 区外 故障 ,该 T 饱 不符 合反措 要求 。原主变冷 却器全 停 电缆与主 变通 A I A 和 则可造 成 保 护 误 。方 法 二 为采 用 高 厂 变低 压 侧 风启 动共用 电缆 ,属 于交直 流共用 ,变 更为现 有至 T A,则可 能造成 主变 差动保 护 区 内故障 不能 启动 , 两台 高厂变端子 箱两根 电缆单 纯作为 非 电量保 护使 但 该保护 与 高厂变 差动保 护 范 围重 叠 。 法三 为在 用 。另外 在两高 厂变变 压器 本体处 敷设 电缆至主 变 方 高厂变 高压侧加 装 一组大 变 比 T A,但 由于高厂 变 端 子箱 , 原主 变冷 却器控 制箱 至集控 室 C柜启动 将 高 压侧套 管升 高座 高度不 够 , 无法 安装 一 组大变 比 通 风 电缆 移至 主变 端子 箱 ,用 于 高厂变 通风 启动 、
3 0MW 发 电机 变压 器 组保 护 改造 0
张 平
( 唐 湘 潭发 电有 限责 任 公 司 ,湖 南 湘 潭 4 10 ) 大 112
摘要 :根据 (防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继 电保护实施细则》 ( “ ,制定 了湘潭发电有 限责

300MW汽轮发电机发变组保护改造的可行性研究报告

300MW汽轮发电机发变组保护改造的可行性研究报告

#1发变组保护改造的可行性研究报告一、前言(一)项目名称:#1发变组保护改造(二)项目性质:技术改造(三)可研编制人:(四)项目负责部门:控制部(五)项目负责人:二、项目提出的背景及改造的必要性(一)承担可行性研究的单位:湖南省XXXX电厂控制部(二)项目提出的背景:原保护装置运行有8年,接近寿命期、抗干扰性能差,转子一点接地保护误发信号。

(三)进行的必要性:#1发变组目前所配的保护装置系国电南京电力自动化设备厂引进瑞士西门子技术生产的集成电路保护,从8年来的运行情况来看,该保护装置动作的可靠性较低,调试维护工作量又大,不改造将不利于#1机组的安全运行。

(四)保护装置基本情况:1、装置名称:集成电路主设备继电保护装置2、制造商:南京电力自动化设备厂。

3、技术参数:额定交流电压:100V额定交流电流:5A逆变稳压电源直流电压:220V/110V逻辑回路直流电压:+ 15V出口信号回路直流电压:+24V4、投产日期:1995年7月5、运行简历:运行8年来,#1发变组保护共动作10次,正确动作6次,误动4次。

(五)存在的问题今年的调试情况已反应出一些保护插件的元器件电气特性变差。

这种隐患将严重影响着保护装置的正确动作。

(六)需要通过技术改造解决的问题:1、保护装置的抗干扰问题。

2、装置调试工作量大。

3、保护可靠性。

三、方案论证:(一)、方案描述:拆除原有发变组集成电路保护,改造更换为微机保护。

(二)、预期达到的效果:1、增强保护的抗干扰能力。

2、减少维护调试的工作量。

3、提高保护动作的可靠性。

(三)、可能的设计方案:南京南瑞公司的微机保护(推荐)、国电南自的微机保护、许继公司的微机保护、GE公司的微机保护(推荐)。

(四)、施工方案:拆除原有发变组集成电路保护后,改造更换为新的微机保护。

(五)、是否需要停机停炉或结合机组大、小修等;需要结合机组大小修进行。

(六)、从技术、效果、经济等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办法;微机保护技术经过多年的发展,目前已处于成熟期;更换为微机保护后,将会提高保护动作可靠性,使机组非计划停运及设备损坏的可能性大为降低,使保护的维护调试时间缩短,从而使机组的检修时间可能缩短,因而使经济效益提高。

300MW机组发变组保护改造探讨

300MW机组发变组保护改造探讨
陈 国峰
( 中国 南 方 电 网超 高 压输 电公 司安 宁局 , 南 昆 明 60 1 ) 云 5 2 7


要: 原机组发 变组保护装置不符合 国家电力公 司《 防止 电力生产重 大事故 的二 十五 项重点要 求》 的规 定 , 改造
后 的 发 变 组保 护 装 置 是 双 重 化 配 置 即 双套 主保 护 、 套 后 备 保 护 、 套 异 常 运 行 保 护 配 置 。 双 双
3 改造 方 案
本次 发 变组 保 护 改造 , 护 的配 置充 分 考 虑 了 保
30 0 MW 机 组 价格 昂贵 、 修 复 杂 、 机 造 成 的 损 失 检 停 较大 等特点 。强 调最 大可 能地保 证机 组 安全 和最 大
问保 护 、 子两 点接地 保护 。后 备保护 包括 : 转 阻抗 保 护 、 厂变 复合 过流 、 厂 变 A分 支 过 流 、 厂变 B 高 高 高 分支 过流 、 主变零 序 。异 常运 行 保护 :对 称过 负 荷 保护 、 负序 过 负荷 保 护 、 功 率 保 护 、失 磁 保 护 、 逆 过
1 机组配 置两 套 R S一 8 A 保 护装 置 , 号 C 95 实现 了主保 护 、 常运 行 保 护 、 备 保 护 的 全套 双 重 化 , 异 后
操 作 回路和 非 电量保 护装 置独立 组屏 。两 套 R S一 C
95 8 A取 不 同组 T 电流互感 器 ) 主保 护 、 备保护 A( , 后
共用 一 组 T 电 流 互 感 器 ) A( 。实 现 了 大 型 3 0 W 0M
2 原 发 变 组保 护 的缺 点
( ) 组投运 多年 , 护 组件 日趋 老化 陈 旧 , 1机 保 备 品备件 严 重缺 乏 , 购 困难 。设 备 问题 引起 保 护 动 采

例析发电机定子接地保护动作及处理方法

例析发电机定子接地保护动作及处理方法

例析发电机定子接地保护动作及处理方法随着电力事业在我国的飞速发展,一些地区开始呈现出小电网大机组的特征,再加之单机容量的不断增大,使得定子接地保护越来越重要。

一般情况下发电机中性点都采用经高阻抗接地的方式或不接地的方式,如果定子绕组采用单相接地,就可能会导致匝间短路或发电机定子绕组相间,因为发电机电压系统在流过故障点时对地的电容电流而生成的电弧可能会将铁芯灼伤。

1 发电机定子接地保护的要求大型发电机的结构比较复杂,一旦损坏会很难修复,并且大型发电机在整个系统中的地位十分重要,所以需要在大型发电机上安装无动作死区,且灵敏度较高的定子单相接地保护。

针对于主变压器直接连接的大规模的发电机定子单相接地保护的要求是可以查出发电机中性点周围保护范围为100%的接地故障,并且要求还需要可以监测出水内冷发电机中性点附近的绕组绝缘下降,绝缘水平会因为中性点附近的漏水现象而降低,不断的漏水现象还可能导致线棒在相邻线槽中绝缘或者同一线槽的损坏,进而引发相间短路或匝间短路。

出线端附近如果出线接地故障,发电机中性点对地电压的升高会导致靠近中性点的绝缘下降以及发生部分闪络,最终引发两点接地故障和发电机的严重损坏。

在母线上直接联接着的发电机定子绕组如果出线单相接地故障,在忽略消弧线圈的补偿作用并且发电机电压网络的接地电容电流超过5A的时候,应当安装跳闸与动作的接地保护。

然而,如果没有设置安装专门的定子绕组接地保护,那么可以利用与母线电压互感器连接的绝缘监视设备产生信号。

在发电机电压回路三相对地电容电流超过5A 的情况下,应当安装消弧线圈予以补偿,如果三相对地电容电流少于5A的情况下,可以在接地点运行少许时间之后适时移转负荷和停机。

据此我们认为接地电容电流大于5A的情况下,铁芯由于灼伤严重将很难修复;如果接地电容电流少于5A的情况下,铁芯只是被轻微灼伤。

事实上在运行中,定子铁芯可以被允许存在适当的损坏,被熔化铁芯的体积和被熔化的迭片数量和铁芯被灼伤的程度都需要限制在一点的范围内。

(整理)发电机定子接地保护动作分析及防范措施

(整理)发电机定子接地保护动作分析及防范措施

发电机定子接地保护动作分析及防范措施结合公司三起发电机定子接地保护信号报警、动作跳闸事件,重点介绍事件处理情况,事件发生原因及分析和判断,提出相应的防范措施和相关。

发电机出现定子接地故障报警后,应根据现场保护及设备动作情况,及时分析原因,做出准确判断,快速消除设备隐患,保障机组和电网安全运行。

一、前言发电机定子接地故障是最常见的发电机故障。

发电机定子接地后,接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。

当接地电流较大时,能在故障点引起电弧,造成定子绕组和定子铁芯烧伤,甚至扩大为相间或匝间短路。

对于100MW及以上的发电机,特别是水内冷机组,考虑中性点附近定子绕组可能漏水引起绝缘损坏,要求装设保护区为100%、灵敏性高的定子接地保护。

当电厂发电机定子接地保护动作时,现场运行及检修人员应及时掌握发电机一次设备及保护动作信息,并立即进行分析、判断和处理,确保机组安全稳定运行。

1、发电机定子接地电流允许值二、事件简述事件1、2003年8月29日13时29分, #2发变组保护运行中突发“定子接地”信号光字牌,13时31分,发电机定子保护动作跳闸与系统解列。

事件2、2008年03月01日01时56分,#1发变组突然跳闸,首出“定子接地”保护动作,汽机联跳,炉MFT动作。

事件3、2008年12月5日03时17分#1机G盘发“定子接地”报警,检查发电机一、二次设备无明显异常,核对发电机各一、二次电压也未发现异常。

三、事件处理情况事件1此次发电机解列,检查为电厂发电机定子接地基波保护动作,这是公司发电机定子接地保护第一次动作。

电气人员在负责生产的领导现场指挥下,检修运行人员分成两批人员,按照发电机一、二次设备立即投入查找。

继电保护人员核对、校验保护装置定值正常,同时检查发电机定子接地二次回路也正常;高压、运行人员对发电机本体、机端、中性点及发电机封母、PT、CT、避雷器及其附属设备外观进行了检查,没有发现明显异常。

发电机大轴接地碳刷接触不良导致转子

发电机大轴接地碳刷接触不良导致转子

发电机大轴接地碳刷接触不良导致转子摘要:通过转子一点接地故障,探讨转子一点接地原理、碳刷与大轴之间接触电阻影响,并提出了相应的对策。

关键词:乒乓式转子一点接地;接触电阻;接地电阻;接触不良某发电厂装机容量为2ⅹ330MW,机组是采用上海电气公司的汽轮发电机组,发电机型号为:QFSN-330-2,发电机的额定转速为3000r/min。

励磁系统采用南京南瑞所研发的型号为SAVR-2000的自并励静态可控硅励磁,具有电压波形平稳、响应速度快的特点。

机组保护装置采用CSC-300数字式发电机变压器组成套保护装置,转子一点接地保护采用改进的“乒乓式”转子一点接地保护。

1、转子一点接地的危害转子发生一点接地后,无电流通过接地点,不形成电流回路,励磁电流仍然保持正常,对发电机本身没有危害,但是转子绕组对地已经产生电压。

当系统发生扰动时,极易造成两点接地,从而形成两点接地短路,有一部分的励磁绕组被短路,其后果为:1)故障点流过很大的短路电流,接地电流有可能使转子磁化和发生断路器跳闸事故,还有可能引起系统振荡、解列的恶性电力事故。

2)有可能产生接地电弧,烧坏励磁绕组、转子本体以及铁芯。

3)转子磁场发生畸变,造成力矩不平衡,引起机组的强烈振动,无功出力大幅降低。

4)转子局部通过转子电流,引起局部发热,造成转子变形,从而使振动加剧。

2、事故经过出现事故的机组为该电厂的#1发电机组,在发电机的正常运行情况下,转子一点接地保护频繁发信,并且在大轴接地碳刷的位置不时有接触不良导致的火星冒出(该厂的转子一点接地的保护定值为10KΩ,当接地电阻小于10KΩ时转子一点接地信号报警)。

3、保护原理与整定3.1、保护原理转子一点接地保护反映转子对大轴绝缘电阻的下降。

保护采用“乒乓式”变电桥原理,其设计思想为:通过S1、S2开关轮流切换,改变电桥两臂的电阻值大小,通过求解三种状态下的回路方程,实现计算转子接地电阻和接地位置。

图1中U是额定励磁电压,R与R,为测量电阻,K为接地位置距离转子负极的距离比例因子,Rg为被测的过渡电阻,由于采样时刻的不同额定励磁电压设为U0与U0’。

发电机定子接地保护

发电机定子接地保护
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, 由值班人 员请示调度中心后, 转移故障发电机的负荷, 然后平稳停机进 行检修。
对于中小型发电机, 通常采用零序电压定子单相接地构成保护, 由于整定值要避开不平衡电压, 保护区一般只能达到定子绕组 的85~95%, 故在发电机中性点附近存在着死区。实现发电机定 子100%接地保护主要利用三次谐波电压或是叠加电源与零序电 压配合构成。
单相接地故障时的零序电压

• EA
U AD d

U CD

U d0

E A

U BD
Cf
Cw

EC

EB
(a)电路图
• U
AD
(1 )

E
A

发电机定子绕组单相接地时的电路图和相量图
(b)相量图
U•
BD

EB

EA



U
CD
EC
EA

U d 0
1

(U
AD

U
BD

U
CD
)

E
A
3
发电机定子接地时的零序网络图
当发电机完全失去励磁时,励磁电流将逐渐衰减至零。由于发电 机的感应电势Ed随着励磁电流的减小而减小,因此,其电磁转矩 也将小于原动机的转矩,因而引起转子加速,使发电机的功角δ 增大。当δ超过静态稳定极限角时,发电机与系统失去同步。发 电机失磁后将从电力系统中吸取感性无功功率。在发电机超过同 步转速后,转子回路中将感应出频率为ff-fs( ff此处为对应发 电机转速的频率,fs为系统的频率)的电流,此电流产生异步转 矩。当异步转矩与原动机转矩达到新的平衡时,即进入稳定的异 步运行。
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护 技术成 熟 , 性能 比较可靠 , 周边 电厂 有成功改造 案例 。 方案 二需 要增 江苏徐 矿综合发 电有 限公司2 X 3 0 0 MW发 电机组 , 励磁 系统 采用 加 一套保护装置并且新增外部 引线较 多。 综合考虑, 准备实施 方案一 。 AB B U NI T R O L 5 0 0 0 , 此 励磁 系统 配备U Ns 3 0 2 0 型发电机转 子接地 保 护装置。 由于U NS 3 0 2 0 型转子接 地保 护曾在 多个电厂发生过误动 , 所 以对转子 接地保护 进行 技改 。 选用南  ̄ D G T S 0 1 发电机注 入式转 子一
圈2转子接地保护逻辑框图 ห้องสมุดไป่ตู้
( 3 ) 转 子一点接地保护定值
名称及代号 动作 电阻R . 动作 电阻R , 动作时 间t 动作时 间t , 整 定值 9 KQ 1 KQ 9 S 1 s
表1转子一点接地保护定值单
R 高定值 : 当转子对地绝缘 电阻降低时, 发信告警。 R , 低定值 : 动 作后跳 机 。 4 . 实际 改 造应 用 利用#I 机 组小修期 间, 将原励 磁系统UN S 3 0 2 0 转 子接地 保护拆 除, 改造至D G T 8 0 1 发变组保护 装置中。 ( 1 ) 拆 除励磁 系统灭 磁柜内U NS 3 0 2 0 9 b 部进 线X1 : 1 , Xh 2 ; ( 2 ) 在 励磁 控制柜 内下方增加 一个直流 空开 “ 转 子 电压 负极 单极
3 0 0 MW 发电机转子接地保护改造
朱文杰 刘恒
江苏徐矿综合利用发电有限公司 江苏徐州 2 2 1 0 0 0
方案一 : 利用本厂南 I  ̄ D G T 8 0 1 B 发变组保护, 将保护升级使 之具 备 【 擒 耍】鉴于U N S S 0 2 0 转子接地保护近年来在一 些电厂出 现误报警、 误动的情况, 本电厂将U N S 3 0 2 0 转子接地保护改造 为南 ̄ D Q T 8 0 1 发电 机注入 转子 接地保护功能 。 式转 子 一点 接 地 保 护。 本 文介 绍 TU N S S O 2 O 转 子 接 地 保 护 的原 理 和 缺点 , 方案二 : 选用南瑞继 保公司R C S - 9 8 5 R E 型发 电机注 入式转 子接地
组 与大 轴之 间的对 地 电容以 及电阻以判断转子 回路及 大轴 地 的漏 电流, 闸。 其动作 方程为 : 当发电机 转子 绕组 对地 绝缘 良好时 , 电桥平 衡且电压差 U + 较小l 当发 f R g < R g l R : 转子对地测量电阻; 电机转 子绕 组绝 缘下降发 生接地 , 电桥平 衡被打 破 且电压差u+ 增大 。 【Rg< Rg 2 R R g 2 : 转子一点接地保护整定值。 接地 电阻越 小则输 出电压将 会越高 , 当输 出电压 超过一定值 时, 继 电器 就会发 出报警或跳 闸信号。 原理详见图1 。 ( 2 ) 转子 一点接 地保 护的逻辑 框图
阐述 南 ̄ I D G T 8 0 1 发电机注入式转子一点接 地保护原理 , 并提供 实际的改遣 保护 装置, 此保护装 置安装 在就地励 磁控制柜 中。
措施 。
【 关键 词 】 发电 机; 转子接地保护 ; U N S S 0 2 0 ; 改造
本 电厂发 变组保 护采用的是 南 [  ̄ D G T 8 0 1 B, 此保 护升级 后可以集 成 转子 接地保 护, 无需 另加 保护 装置 。 南I  ̄ D G T 8 0 1 B 改造转 子接 地保
空 开 ”;
( 3 ) 升级D G T 8 0 1 发变 组保护装 置, 使 之具备发电机转 子接地保护 近些年UN S 3 0 2 0 转子 接地保护出现过误 动的情况, 原 因有以下几 功能 ,
点:
( 4 ) 在D G T8 0 1 发 变组保 护A、 B 柜 增加 压板 “ 3 1 X B 转 子 电压 负 ( 1 ) 保护调试 期, U N S 3 0 2 0 保 护装置的补偿 电容 C X 定值不精确 , 极” 、“ 3 2 xB 发电机大轴” 。 使电桥 没有达 到平衡 , 导致正常运行时 U + 始 终有电压存在 , 容易引起保 发 电机 运行时 , 双重化的 转子 一点接 地保护只投入 A 柜或 者B 柜中 护误动 。 的 一套 , 否 则会相互 影响 , 并 将其对应 的压板全 部投入 。 另一套退 出的 ( 2 ) 励磁 系统 固定 碳刷 的弹簧 老化 , 导致 弹簧压 力下 降或 因机 组 柜子 , 将 其转子 一点接地保护压板全 部退 出。 测量 发电机转 子绝缘 时, 振动突 变导 致碳刷 与大轴 接触不 良, 使U + 电压增大造成误 动。 需要 将励磁 控制柜 内的 “ 转子 电压 负极单 极空开 ” 断开 ( 转 子接地 保护 ( 3 ) UNS 3 0 2 0 接地检 测装 置, 平衡 电桥测 量端子X1 : 1 接 在转 子 投入会对 转子绝缘值 造成影 响) 。 大轴 接地 碳刷 上 , 当大轴 接地碳 刷 由于脏 污造 成接地 效 果不好或 者不 5 . 改造宪戚后的保护■态试验
3 . D G T S 0 1 发电机注入式转子一点接地保护原理
在D G T8 0 1 系列装 置中, 由于转 子接地保护 注入 的直流电源是装 置 自 产, 所以无论 发电机运行 还是停运 , 都可 以监视 发电机转子及励 磁系
点接地保护, 接地保护 装置运行情况 稳定, 具 有较高可靠性 , 为机组安全 统对地 的绝缘 。 而原 U NS 3 0 2 0 接地保护 装置由发电机出 H P T 供 电, 在 稳 定运行奠定 了良好的基础 。 停机时保护退 出。 若发生接地情 况, 则无法进行检测 。 1 . U N S 3 0 2 0 转子接地保护装置的原理及缺点 ( 1 )构成 原理 uN S 3 0 2 0 转子 接地保 护原理 采用惠 斯通 电桥原理 , 测量 转子绕 保护 的输入 端与 转子 负极及 大轴连 接 。 保护 出口一段 报警一 段跳
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