02发电机纵向零序电压式匝间保护-P2

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发电机匝间保护原理

发电机匝间保护原理

发电机匝间保护原理发电机是现代工业中应用广泛的一种电力设备,用于将机械能转化为电能。

然而,由于发电机运转时存在大量的机械和电磁现象,其内部构造也十分复杂,因此在运行过程中容易出现各种故障,其中匝间故障是比较常见的一种。

本文将从发电机匝间故障的原理、成因以及保护方式等方面进行介绍。

发电机匝间指的是电气绕组中的主绕组或励磁绕组中的一匝或多匝出现断路、短路和接触不良等故障。

由于匝间故障会引起电极短路,进而导致电机抖动、响声增大、温度升高,甚至是发生火灾等严重后果,因此必须及时采取有效的保护措施。

匝间故障成因多种多样,一般分为机械、电化学、热熔和外力四类。

机械原因包括导线断裂、绝缘层磨损等;电化学原因则包括电解产生的氢及氧等气体膨胀而导致的绕组断裂;热熔原因则是在过载或电流过大的情况下,由于绕组材料的热膨胀而导致的绝缘材料融化;外力原因包括机械暴力和异物的破坏等。

针对发电机匝间故障的保护方式有很多,其中较为常见的是温度保护和差动保护两种。

温度保护是一种在发电机电缆或绕组出现过热或过载时,根据温度传感器的信号及时停机保护的方法。

温度保护的原理是将测量得到的发电机电缆或绕组的温度与设定的保护值比较,当温度超过设定值时,自动切断主回路,保护发电机不受损坏。

差动保护是一种应用广泛的发电机保护方法,其原理是将发电机绕组分成两组,在发生故障时监测两组绕组中的电流是否一致。

当发电机的绕组出现匝间故障时,会导致其电流异常,此时差动保护会及时监测到,产生保护动作,自动切断主回路,进而保护发电机。

总之,发电机匝间故障不可避免。

针对匝间故障的保护方式有许多,但无论采用何种方式来保护发电机,都应确保其保护范围的准确性和可靠性,提高设备的可靠性和安全性。

发电机纵向零序电压型匝间保护误动的分析及技术改造

发电机纵向零序电压型匝间保护误动的分析及技术改造

发电机纵向零序电压型匝间保护误动的分析及技术改造作者:时盛志韩素贤来源:《数字技术与应用》2011年第09期摘要:本文参考某自备电厂的运行状况,简要介绍了发电机纵向零序电压型匝间保护的原理、构成,对保护装置运行过程中出现的问题进行了分析,从影响纵向零序匝间保护正确动作的各种因素入手详细分析其原因, 并通过技术改造较好的解决匝间保护不正确动作的问题。

关键词:发电机匝间保护纵向零序电压负序功率方向元件中图分类号:TH13 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)09-0205-021、引言发电机定子绕组匝间短路会在短路环内产生较大电流,进而烧毁发电机。

目前,纵向零序电压型匝间保护在国内的大、中型发电机上得到了广泛应用。

运行实践表明,由于种种原因,该型匝间保护的正确动作率较低。

但是,作为发电机匝间保护,用纵向零序电压作为主判据,在原理上是无可非议的。

因此,只要在方案设计、定值整定及其他方面严格把关,就可提高纵向零序电压型匝间保护动作的可靠性。

2、纵向零序电压型匝间保护动作原理及构成(1)反应零序电压的发电机匝间保护,适用于中性点没有引出三相6端子的发电机。

电压取自专用全绝缘的TV开口三角,专用TV一次中性点与发电机中性点直接相连而不接地。

所以,该电压互感器二次绕组不能用来测量相对地电压。

当发电机正常运行时,反应匝间短路TV开口三角的零序电压3U0=0,保护不动作;当发电机内部或外部发生单相接地故障时,虽然三相对地电压不再平衡,但三相对中性点的电压仍然完全对称,同样反应定子绕组匝间短路TV开口三角的零序电压3U0=0,保护不动作;当发电机内部发生匝间短路或中性点不对称的各种相间短路时,破坏了三相对中性点的对称,产生了对中性点的零序电压,即纵向零序电压,在它的开口三角绕组才有输出电压,即反应定子绕组匝间短路TV开口三角的零序电压3U0≠0,保护正确动作[1]。

(2)纵向零序电压型匝间保护的主判据是纵向零序电压,它取自专用电压互感器的三次开口电压回路。

发电机纵向零序电压式匝间保护(优选内容)

发电机纵向零序电压式匝间保护(优选内容)

发电机纵向零序电压式匝间保护一、 保护原理发电机纵向零序电压式匝间保护,是发电机同相同分支匝间短路及同相不同分支之间匝间短路的主保护。

该保护反映的是发电机纵向零序电压的基波分量,并用其三次谐波增量作为制动量。

为防止专用TV 一次断线时保护误动,引入TV 断线闭锁;另外,为防止区外故障或其他原因(例如,专用TV 回路有问题)产生的纵向零序电压使保护误动,引入负序功率方向闭锁。

负序功率方向判据采用开放式(即允许式)闭锁,其三相电流必须取自发电机机端侧。

保护的逻辑框图如图一所示。

>信号&&t 0出口)33(00l U U -)(3.03.0n z U U K ωω-U U 033hU U 0033专用TV 断线P 20l>>>0出口信号图一 纵向零序电压式匝间保护逻辑框图在图一中 P2——负序功率方向判据; t 0——短延时;专用TV 断线判别采用电压平衡式原理。

构成框图如图二所示。

&&普通TV 的U 2闭锁匝间保护信号信号{}U U U U ca bc ab ∆∆∆∆、、max >>图二 电压平衡式TV 断线逻辑框图在图二中U ∆——整定压差;ab U ∆、bc U ∆、ca U ∆——专用TV 与普通TV 二次同名相间电压之差;{}ca bc ab U U U ∆∆∆``max ——取ab U ∆、bc U ∆、ca U ∆中的最大者;U 2——普通TV 负序电压。

二、一般信息TV位置名称首端末端对应通道发电机通用TV电压U ab U bc U ca发电机专用TV电压U ab U bcU ca3U0.w 3U0.3w发电机机端电流I a I b I c匝间灵敏段匝间次灵敏段通用TV断线专用TV断线匝间灵敏段匝间次灵敏段匝间灵敏段匝间次灵敏段只发信,不出口跳闸。

定值名称定值符号定值单位次灵敏段电压3Uo h V灵敏段电压3Uo1V三次谐波电压3Uo3w V谐波增量制动系数Kz灵敏段延时t o S压差△U V负序功率方向控制字P2←2.6投入保护开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。

纵向零序电压型发电机匝间保护分析及改造

纵向零序电压型发电机匝间保护分析及改造

选择 元 件 , 于判别 是 发 电机 内 部短 路 还 是外 部 短 用
路[ 。保 护逻辑 框 图如 图 1 所示 。
d rn h n e -u n p o e t n t r u h t e at r t n, n d u i g t e i trt r r t ci h o g h l ai a d a o e o
或专 用 电压互感 器 一 次保 险熔 断 时 匝 间保 护 误动 ,
采用专 用 电压互 感 器 断 线 闭锁 装 置 。此 外 , 保证 为
d so n cin bo k ee n , n n lz s t e f co s t a n l — i n e t lc lme t a d a a y e h a t r h t ifu c o
性点 直接 连接 , 直 接 接地 。当 发 电机 定 子绕 组 发 不
生 内部 匝间短路 时 , 相 机 端对 中性 点 的 电压 不 再 三
平衡 , 因为机端 电压 互 感 器 中性 点 与 发 电机 中性 点
关 键 词 : 向零 序 电压 型 ; 电机 匝 间 保 护 ; 压 互 感 器 断 纵 发 电
线; 负序 功 率 方 向 元 件
Ab ta t Th s p p r i to u e h o o i o f ln i dn l sr c : i a e n r d c s t e c mp st n o o g t i a i u
z r - e e e v la e t p n e t r o e to fge r t ra e o squ nc ot g -y e it r u n pr tc in o nea o nd -
e cn h c re t c in o ln iu i l e o s q e c v tge n i g t e o r c a to f o g t dna z r e u n e ola -

纵向零序电压型发电机匝间保护几个问题

纵向零序电压型发电机匝间保护几个问题

纵向零序电压型发电机匝间保护几个问题随着电力系统的不断发展,发电机在电力系统中的地位越来越重要。

然而,随着电力系统的不断发展,发电机的故障也越来越多,其中最常见的故障就是匝间故障。

为了保护发电机,必须对发电机进行匝间保护。

本文将以纵向零序电压型发电机匝间保护为例,探讨几个相关的问题。

一、纵向零序电压型发电机匝间保护的原理纵向零序电压型发电机匝间保护的原理是利用电机的电磁感应原理,通过检测发电机的绕组之间的电压来判断是否存在匝间故障。

当发电机绕组中存在匝间故障时,会导致绕组之间的电压出现异常,这个异常就可以被检测到,从而实现发电机匝间保护。

二、纵向零序电压型发电机匝间保护的检测方法纵向零序电压型发电机匝间保护的检测方法主要有两种,一种是基于差动保护原理的方法,另一种是基于相邻绕组电压比较的方法。

基于差动保护原理的方法是指将发电机的绕组分成两部分,一部分为保护绕组,另一部分为比较绕组。

在正常情况下,两部分绕组之间的电压应该相等,如果存在匝间故障,两部分绕组之间的电压就会出现差异,这个差异就可以被差动保护器检测到。

基于相邻绕组电压比较的方法是指将发电机的相邻绕组的电压进行比较,如果存在匝间故障,两个相邻绕组之间的电压就会出现差异,这个差异就可以被保护器检测到。

三、纵向零序电压型发电机匝间保护的保护器选择纵向零序电压型发电机匝间保护的保护器主要有两种,一种是差动保护器,另一种是纵向零序电压保护器。

差动保护器是一种常用的发电机匝间保护器,它可以检测发电机的两部分绕组之间的电压差异,从而实现匝间保护。

差动保护器的检测精度高,但是对于大型发电机来说,差动保护器的接线比较复杂,而且需要安装大量的CT和PT,因此成本较高。

纵向零序电压保护器是一种新型的发电机匝间保护器,它可以检测发电机绕组之间的电压是否存在异常,从而实现匝间保护。

纵向零序电压保护器的检测精度较差,但是接线比较简单,成本较低,因此在小型发电机中应用较为广泛。

发电机的保护

发电机的保护
保护动作于延时9S报警。
5、发电机转子接地保护
Rg < 灵敏定值
&
转子接地保护软压板投入
转子一点接地报警投入 Rg < 整定值 转子接地保护软压板投入
转子一点接地投跳闸 转子一点接地硬压板投入
&
&
பைடு நூலகம்
t
& &
t
转子一点接地起动
转子一点接地 灵敏段报警
转子一点接地 报警
转子一点接地 跳闸
5、发电机转子接地保护
9、逆功率保护 10、频率保护 11、误上电保护 12、启停机保护 13、发电机后备保护 14、发电机过电压保护 15、发电机过励磁保护 16、断水保护(热工保护) 17、汽机保护
1、发电机纵差保护
反应发电机定子相间短路,保护发电机定 子。我厂发电机差动保护包括:差动速断、 比率差动、工频变化量差动三种,均投跳 闸。
3、发电机相间后备保护
低电压元件 负序电压元件 TV 断线判别元件 TV 断线保护投退原则
>=1
&
1
>=1
&
1
过流带记忆功能投入 过流元件 复合电压元件 经复合电压闭锁投入
过流保护软压板投入 发电机后备硬压板投入
& >=1 &
>=1
1
& t
&
过流保护起动元件
复合电压元件 过流保护跳闸
4、发电机定子接地保护
& t
& & t
基波零序电压 保护报警
基波零序电压 保护跳闸
定子接地保护起动
4、发电机定子接地保护
B、三次谐波电压比率定子接地保护 三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25%

发电机纵向零序电压型匝间保护误动的分析及技术改造

发电机纵向零序电压型匝间保护误动的分析及技术改造

1、 引 言
发 电机 定 子 绕 组 匝 间短 路 会 在短 路环 内产 生 较 大 电 流 , 而 烧 进 毁 发 电机 。 目前 , 向零 序 电压 型 匝问保 护 在 国内 的大 、 纵 中型 发 电机 上 得 到 了广泛 应 用。 行实 践 表 明 , 种种 原 因 , 型 匝 间保 护 的正 确 运 由于 该 动作率较低。 是 , 但 作为 发 电机 匝 间保 护 , 用纵 向零 序 电压 作 为 主 判 据 , 原理 上 是 无可 非 议 的 。 在 因此 , 在 方 案设 计 、 值 整 定及 其 他 只要 定 方 面 严格 把 关 , 可 提 高 纵 向零 序 电压 型 匝 问保 护 动 作 的 可靠 性 。 就
3 、某发 电厂 发 电机纵 向零序 电压 型 匝 间保 护存 在 的 问题 分析
某 发 电厂 发 电机 纵 向零 序 电压 匝 间保 护 和 发 电 机 差 动 保 护 都 是 通 过 阿 海法 P 4 保 护 装 置 实 现 , 们 共 用 同一 个 出 口。 问保 护 34 它 匝 所 用 零序 电压 来 自专 用 电压 互 感 器 3 YH的 开 口三 角 , F 电压 互 感 器 1 YH的开 口三 角 是 给 发 电机 定 子 绝 缘 监 测 使 用 。 于设 计 时保 护 F 由 装置 的局 限性 , 间 保 护 没 有 设 置 负 序 方 向功 率 闭锁 条件 , 向 零 匝 纵 序 电压 型 匝 问 保 护 框 图 如 图 l 示 。 所
() 应 零 序 电压 的 发 电机 匝 问保 护 , 用 于 中性 点 没 有 引 出 1反 适 三相6 端子的发 电机。 电压取 自专用全绝缘的T V开 口三角 , 专用T V 次 中性 点 与 发 电机 中性 点 直 接 相 连 而不 接 地 。 以 , 电压 互 感 所 该 器 二 次 绕 组 不 能 用 来 测 量 相 对 地 电压 。 发 电机 正 常 运 行 时 , 应 当 反 匝 间 短路 T V开 口三角 的零 序 电压 3 = , 护 不 动 作 ; 发 电机 内 U0 O保 当 部 或 外 部 发 生 单 相 接 地 故 障时 , 然 三 相对 地 电压 不 再 平 衡 , 三 虽 但 相对 中 性 点 的 电压 仍 然 完 全 对 称 , 同样 反 应 定 子 绕 组 匝 间 短 路 T V 开 口三 角 的 零 序 电压 3 = , 护 不 动 作 ; U0 0保 当发 电机 内 部 发 生 匝 间 短路 或 中性 点 不对 称 的各 种 相 问短 路 时 , 坏 了三 相 对 中性 点 的 对 破 称 , 生 了对 中性 点 的 零序 电压 , 产 即纵 向零 序 电压 , 它 的开 口三 角 在 绕 组 才 有 输 出 电压 , 即反 应 定 子 绕 组 匝 间短 路 T V开 口三 角 的零 序 电压 3 ≠0 保 护 正 确 动 作 … U0 , 。 () 向零 序 电压 型 匝 间保 护 的 主 判 据 是 纵 向 零 序 电压 , 取 2纵 它

匝间保护

匝间保护
发电机的匝间短路保护
容量较大的发电机每相都有两个或两个 以上的并联支路。同一支路绕组匝间短路 或同相不同支路的绕组匝间短路,都称为 定子绕组的匝间短路。 匝间短路保护一般由以下三种保护方 式组成。
一、单继电器式横差保护
• 原理:是反映双Y型接线的定子绕组两中性 点连线中的电流而动作的保护. • 适用范围:双Y型接线的定子绕组,且中性 点至少有6个引出端子。
二、纵向零序电压匝间短路保护
• 原理:保护是按照反应发电机机端对中性 点零序电压原理构成的 • 出口逻辑关系:零序电压元件动作、负序 功率方向元件不动作,TV断线判别元件不 动作,则保护动作。
TV
三次谐波 阻波器
KVZ
U 2 I 2
TV断线 闭锁元件
KWN
&
1
出口
三、测量励磁绕组二次谐波电流的匝间 短路保护
• 原理:测量励磁绕组二次谐波电流,并 且利用负序功率方向来区别区内短路还 是区外短路的保护。 • 出口逻辑关系:电流元件和方向元件都 动作,保护才动作。
跳闸
TV
KWN
Zm Um Im

K
U N / nTV I N / nTA

100Hz交流 励磁机
0.85Z NP
nTA nTA
信号
KS
XB
解列 灭磁 KCO
I k
I k
K
ItZKT源自TA I k动作电流整定
• 按躲过机端三相短路故障时流过继电器的 最大不平衡电流整定。 • 一般按经验取: •
I oper (0.2 0.3) I N
保护接线特点及存在的问题
• 1、为消除不平衡电流中的三次谐波的影响,提高 保护灵敏度,在继电器中设有三次谐波滤波器 Z 。 • 2、为避免励磁回路瞬时性两点接地时,横差保护 误跳闸,故在转子发生一点接地后,将横差保护 装置的连接片 XB 接入时间继电器 KT,使横差保 护带有0.5—1s延时。 • 3、该保护存在死区。
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发电机纵向零序电压式匝间保护
一、 保护原理
发电机纵向零序电压式匝间保护,是发电机同相同分支匝间短路及同相不同分支之间匝间短路的主保护。

该保护反映的是发电机纵向零序电压的基波分量,并用其三次谐波增量作为制动量。

为防止专用TV 一次断线时保护误动,引入TV 断线闭锁;另外,为防止区外故障或其他原因(例如,专用TV 回路有问题)产生的纵向零序电压使保护误动,引入负序功率方向闭锁。

负序功率方向判据采用开放式(即允许式)闭锁,其三相电流必须取自发电机机端侧。

保护的逻辑框图如图一所示。

图一 纵向零序电压式匝间保护逻辑框图
在图一中 P2——负序功率方向判据; t 0——短延时;
专用TV 断线判别采用电压平衡式原理。

构成框图如图二所示。

图二 电压平衡式TV 断线逻辑框图
在图二中
U ∆——整定压差;
ab U ∆、bc U ∆、ca U ∆——专用TV 与普通TV 二次同名相间电压之差;
{}
ca bc ab U U U ∆∆∆``max ——取ab U ∆、bc U ∆、ca U ∆中的最大者;
U 2——普通TV 负序电压。

二、一般信息
2.2投入保护
开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。

(注:该保护投入时其运行指示灯是亮的。

)如果该保护的运行指示灯是暗的,在“投退保护”的子画面点击投入该保护。

2.3参数监视
点击进入发电机定子匝间保护监视界面,可监视保护的整定值,纵向零序电压基波分量,纵向零序电压三次谐波分量,压差计算值,以及负序功率计算值等信息。

三、保护动作整定值测试
在发电机机端TV加入三相不平衡电压,机端TA加入三相不平衡电流,负序功率的灵敏内角为900。

调整电压和电流的相位关系,满足负序功率计算值大于零。

并接发电机机端TV和专用TV的三相电压输入,以满足专用TV不断线
3.1灵敏段段段值测试
在发电机专用TV开口三角电压端子侧加入基波电压,并缓慢升高,直至灵敏段出口灯
3.2 次灵敏段定值测试
暂时将灵敏段定值整定大于次灵敏段定值,或拔出灵敏段出口的压板,在发电机专用
3.3 次灵敏段制动特性测试
动作方程测试
⎩⎨
⎧--)
()33(3303030000n z l l U U K U U U U ωω>> 其中 3U 0――纵向零序电压基波计算值
U 03W ――纵向零序电压三次谐波计算值
在发电机专用TV 开口三角加入基波电压,且叠加三次谐波分量,使基波零序电压超过灵敏段整定值,缓慢改变三次谐波叠加量,直至定子匝间灵敏段出口灯由亮到熄灭,按表记
3.4 次灵敏段动作时间定值测试
在发电机专用TV 开口三角电压侧,突然加1.5倍定值电压,测试次灵敏段的动作时间,
3.5 灵敏段动作时间定值测试
在发电机专用TV 开口三角电压侧,突然加1.5倍定值电压,测试灵敏段的动作时间,记录动作时间。

四、负序功率方向判据的确认
匝间保护的负序功率方向元件,其作用为开放式,又称之“允许式”。

匝间保护的负序功率方向判据在发电机内部定子绕组匝间或相间故障时,发电机内部出现负序源,它向外面送出负序功率,端部功率流向显然指向机外,计算值为正,方向判据开放动作。

先操作保护装置的界面鼠标,调出保护负序功率的计算值显示界面,负序功率方向控制字整定为1。

试验方法为二次模拟发电机内部不对称故障法。

即发电机正常带负荷运行后,在保护柜后端子排上把B 、C 相电流输入互换,B 、C 相电压互换,此时负序电流的方向与电流IA 的方向相同,而负序电压与电压UA 方向相同,负序功率由发电机内部流向系统。

观察保护装置界面上显示的负序功率的计算值,若保护的计算功率为正值,功率方向元件动作,保护的方向即为正确的,功率方向控制字整定也是正确的。

否则,把负序功率方向控制字取反,即将其整定为0。

此外,也可以采用另一种故障模拟法,模拟区外单相(A 相)一点接地故障。

在发电机正常带负荷运行后,在保护柜后去除B 相和C 相电流输入,以及A 相的电压输入,此时,负序电流的方向与电流IA 的方向相同,而负序电压与电压UA 反方向,因此,若计算功率为负
值,则说明方向元件的动作方向正确。

否则应通过改变控制字为0来改变功率方向。

负序功率方向是否正确(打“√”表示):正确□错误□
五、TV断线测试
5.1 普通TV断线
加电压使专用TV与普通TV二次同名相间电压之差的最大者超过△U整定值,并使普通TV的负序电压超过U2内部整定值(一般为7V)时,普通TV断线灯亮。

是否正确(打“√”表示):正确□错误□
5.2 专用TV断线
加电压使专用TV与普通TV二次同名相间电压之差的最大者超过△U整定值,并使普通TV的负序电压小于U2内部整定值(一般为7V)时,专用TV断线灯亮。

此时闭锁匝间保护出口。

是否正确(打“√”表示):正确□错误□。

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