发电机保护浅谈
浅谈某水电站发电机定子接地保护动作的原因及处理

浅谈某水电站发电机定子接地保护动作的原因及处理发电机是水电站尤为重要的部分,而定子是重中之重,结合某水电站发电机发生的一起定子接地保护动作故障的实例,通过分析、查找定子接地保护动作的原因,加上对机组定子进行绝缘测试和通入直流的试验方法,准确找出线棒接地故障点的位置,并对接地线棒进行了更换处理,解决了发电机定子接地故障的问题,消除机组安全隐患。
标签:发电机;定子接地保护;线棒;绝缘引言发电机定子绕组接地故障是发电机常见的故障之一,尤其在线棒本身由于工艺原因绝缘损坏的情况下,线棒击穿现象时有发生。
某水电站发电机保护装置配置了基波定子接地保护,2012年10月08日,2号机组带44MW负荷运行时,机组B相绕组49#上层线棒发生绝缘击穿接地故障。
1 故障过程2012年10月08日09时13分,中控室上位机2F机组发“2#机组定子一点接地3U0动作”、“2SYH消谐告警动作”、“2#机组定子线圈相电压Ua越高限”、“2#机组定子线圈相电压Uc越高限”和“许继2#机组保护基波定子接地保护(通讯)”报警信号,3F机组发“3#机组定子一点接地3U0动作”、“3#机组定子线圈相电压Ua越高限”、“3#机组定子线圈相电压Uc越高限”和“许继3#机组保护基波定子接地保护(通讯)”报警信号。
查看2F和3F现地监控LCU屏交采数据,均为B相电压为0V,查2F和3F发电机保护屏,保护动作灯均点亮,保护装置报告显示:动作电压为91.32V(保护动作电压定值为10V),查阅2号、3号机组保护动作录波图,如图1所示:录波图显示:2号和3号发电机B相电压由57.7V降至0V,零序电压由0V 升至91V。
初步判断为2号或者3号机组B相绝缘击穿。
2 故障查找与处理通过各种运行资料显示,一些电站曾因为出现母线回路瓷瓶绝缘损坏,小动物进入设备,造成带电体接地现象或者定子线棒本身绝缘损坏与铁芯接地。
该水电站2号和3号发电机属于单元扩大接线,如图2:两台机组同时发出定子接地信号,故障点可能存在以下3个方面:①2号机组定子绝缘击穿;②3号机组定子绝缘击穿;③10.5kV II段母线出现接地现象。
浅谈柴油发电机的日常维护保养及故障排除

盖 ,防止蒸汽伤人 ;
( 四)电池劣化到定额容量 的8 %时必须换掉 ; 0
( )润滑油相关知识 。 五
1 .润滑 油的主要作用 :
6 2 0 年 第5 S 07 期
Us P不间断电 源电源产品应用
维普资讯
a . 润滑及减低摩擦阻力 : 润滑油 的作用就是 润滑发动机 内的各种机件 ,并在两者表面之 间形
以 内,机组所需 的通风量最 大 。根据此通风量 和
机房进排风消声器 的最低 空气 流速 ,即可计算 出
进排风 口的截面积 ,据此设计 的进排风 口在一般
防腐蚀 功能 : 润滑油如能提供接 触部件完
全分离的油膜 ,会减少机件接触及磨损 的机会 , 避免金属表面受到腐蚀 。
2润滑油 的等级 : .
空载启动 ,否则会导致 柴油机 拉缸 ,发电机励磁
机损坏 ;
5 机 组及其附近有否放置有工具 、零件及其 .
它物 品 ,开机前 应进行 清理 ; 6 环 境温度低于5C时应给机组加 热 。 .  ̄ ( )柴油发 电机组 的启动和运行检查 二 1机油压力 、机油温度 、水温是 否符合规定 .
机组 的作用和正确使用 、发电机的 日常维护保养及故 障检修 等方面进行 了分析 阐述 。 关键词 :发 电机作用 ;使 用方法 ;操作维护 ;保养 ;故 障
在通信行业 中,人们通 常把 电源设备 比喻为通信 系统 的 “ 心脏” 。而柴油发 电机作 为后备 电源 ,
其作 用显而易见 。当市 电故 障或停电时必须保证发 电机 能够 迅速启动并 向负载供给满足要求 的交流 电
冷却作用 : 在运转 过程 中 ,机件与机件 的
相互摩擦产生很大 的热量 或高温 ,润滑油 的作用 就是冷却及 降低发动机 的温度 ;
浅谈水电厂如何做好发电机的检修及维护

浅谈水电厂如何做好发电机的检修及维护摘要:随着社会经济的迅速发展,水力发电厂的各方面建设都得到了加强,而水力发电的主要工作基本上都是依靠水轮发电机来完成,而水轮发电机组的故障检修对水力发电公司的安全稳定运行和供电的稳定运行有着重要的影响。
水轮发电机组是一种长时间运转的机器,如果处于长时间的运转,很有可能会发生故障,并且难以避免,因此,常规的水轮发电机组的故障检修技术已不能适应目前的高速发展,必须对原有的技术进行改造。
在水力发电厂的维护工作中,应及时发现各种问题,及时发现问题,及时进行维修,提高设备的维护水平,确保水力发电设备的正常运转。
关键词:水电厂;水轮发电机组;常见故障;维护引言:水力发电厂水轮发电机组的检修与维护,不仅关系到电厂的正常生产,还关系到机组的使用寿命。
每年,为了确保电厂的正常运转,管理层都会花费大量的人力物力与财力去维护水轮发电机组。
水力发电厂的水轮机结构非常复杂,电力与机械是两大类,水汽、油、气两大类。
水轮发电机在实际工作中受多种因素的影响,出现故障的可能性很大,从而对机组的正常工作产生不利的影响。
采用常规的方式,对水轮发电机组的运行影响不大,为了使其更好地进行检修,必须对常规的设备进行技术改造。
1.水电厂水轮发电机组的构成和原理水轮发电机组由转子、定子、励磁组成,定子由机座、定子铁心、隔震系统组成,转子由主轴、轮臂、轮毂、风扇、闸阀等组成。
因为水轮发电机组的导水系统必须在关机状态下充分的发挥,所以为了避免在关机状态下提高水轮机的转速,必须要确保水轮发电机的转子具有足够的惯性,水轮发电机组的转子体积大,在运转的时候,必须要将励磁组通过直流电,形成一个磁场,才能满足水轮发电机组的工作需求。
励磁系统由励磁电源、调节器等组成,也就是所谓的励磁装置。
水轮发电机的水轮发电机驱动转子,使发电机的励磁和励磁线圈产生一个空隙,这个空隙叫做水轮发电机组的主磁场,这个磁场会随着时间的推移而变化,当发电机的主磁场和定子绕组被切断时,就会产生一个正弦的 AC电动势。
浅谈发电机失磁保护

浅谈发电机失磁保护摘要:发电机失磁时会对发电机和电力系统产生巨大危害;本文分析了发电机失磁时对系统和发电机本身所产生的危害,介绍了发电机失磁保护的原理,使我们对发电机失磁及失磁保护有了一个系统的了解,为深入研究发电机失磁保护提供一定的帮助。
关键词:发电机;失磁保护;危害1发电机失磁的危害发电机失磁是指正常运行的发电机励磁电流全部或部分消失的现象。
引起发电机失磁原因有:励磁机故障、灭磁开关误跳闸、转子绕组以及转子回路发生故障、运行人员误操作、半导体励磁系统中某些元件的损坏等等。
失磁是发电机常见故障形式之一,特别是大型发电机组,由于励磁系统环节较多,因而也增加了发生失磁的机率。
发电机发生失磁以后,励磁电流将逐渐衰减至零,发电机的感应电势Ed随着励磁电流的减小而不断减小,电磁转矩将小于原动机的转矩,因而使转子加速,导致发电机功角增大。
当发电机功角超过静稳极限角时,发电机将会与电力系统失去同步。
发电机失磁后将从系统中吸取一定的感性无功,转子会出现转差,在定子绕组中感应电势,并且定子电流增大,定子电压下降,有功功率下降,而无功功率反向并不断增大,在转子上会有差频电流产生,整个系统的电压可能会下降,某些电源支路也会产生过电流,发电机的各个电气量不断摆动,严重威胁发电机和整个电力系统的安全稳定运行。
1.1 失磁对电力系统的危害,主要表现在以下几个方面(1)低励或失磁的发电机,从系统中吸收无功功率,引起系统电压下降,如果电力系统中无功功率储备不足,将使电力系统中邻近的某些点电压低于允许值,破坏负荷与各电源间的稳定运行,甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。
(2)当一台发电机发生低励或失磁后,由于电压下降,电力系统中的其他发电机,在自动调整励磁装置的作用下,将增加其无功功率输出,从而使这些发电机、输出变压器或线路过电流,其后备保护(过电流保护)可能动作而跳闸,使故障范围扩大。
(3)一台发电机低励或失磁后,由于该发电机有功功率的摆动,以及系统电压的下降,可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间,或电力系统的各部分之间失步,使系统产生振荡甩掉大量负荷。
浅谈风力发电机的维修与保养

浅谈风力发电机的维修与保养摘要:随着我国经济的飞速发展,我国的风力发电事业也有很大的进步。
然而风能是重要的清洁能源,其资源十分丰富,我国的新能源战略也开始将风力发电作为重点,可以说风力发电应用前景十分广阔,发电机组是风力发电的重要设备,它的维修与保养工作十分重要。
关键词:风力发电机;维修保养风力发电机是风力发电机组中将机械能转化为电能的装置,它不仅直接影响到输出电能的质量和效率,而且也影响到整个风电转换系统的性能。
因此,对风力发电机进行日常维护和常见故障处理就显得极为重要。
一、风力发电机的运行维护:风力发电机本身性能的好坏必须通过维护站来进行定期维护,这样做可以及时发现风力发电机的故障并及时排除,从而提高风力发电机的整体运行效率。
风力发电机的运行维护包括对风力发电机的定期检修和日常维护两大方面;1、风力发电机的定期检修:对风力发电机的电气设备进行定期的检修可以使设备始终处于良好的运行状态,最为重点的维护内容包括:风力发电机连接点之间螺栓力矩检测、传动部件间的润滑情况以及测试发电机的各项功能。
一般对螺栓力矩检测维护工作是在无风或者风小的夏天进行的,主要是为了躲避高风力。
发电机的润滑方式分为稀油润滑和干油润滑,一般多采用稀油润滑方式的是风轮发电机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱,采用干润滑油方式的部件为偏航齿轮和轴承,维护的方法主要是补充润滑油及更换过期润滑油等。
由于发电机组在运行中会产生热量,温度过高会导致润滑油变质从而失去润滑作用,因此,及时补充及更换润滑油显得十分重要,但一定要注意补充润滑油量的控制,防止润滑油过多或过少从而导致发电机烧坏。
一般对发电机的功能测试主要包括对发电机的输出电压及输出功率等各项参数的检测,防止因发电机输出的电能异常从而导致损坏发电机及其他控制设备。
2.日常维护;风电场风力发电机的运行维护中,会出现一些需要马上在现场排除的故障,排障后要进行必要的维护。
内容为:①观察安全平台和梯子连接螺栓的松动情况;②检查控制监控柜内部是否有烧焦的情况及有无放电声音和其他杂音;③检查发电机的电缆是否偏移以及夹板是否松动;④检查风力发电机轴承、齿轮、砸盘和闸垫之间是否有异响。
浅谈发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理

浅谈发电机转子灭磁及过电压保护装置的原理
张 亚萍 哈尔滨 电机厂有限责任公 司
【 摘 要】本文阐述 了 发电 机 转子灭磁 及过电压保护装置的工作原理 ,
并对发电机转 子灭磁 及过电压保护装 置的工作原理 进行了 详细分析。 【 关 键词 】发电机; 转子 ; 灭磁 ; 过电压保护 ; 应 用; 跨接器 压与交 流断路器断 口电压之和 。 如假定 : U s = U s A + U s C 其 中: U s : 为两个断 口电压之和 , 则满足灭 磁电流 换流 条件的表 达式 为 : Us m ̄ >U Rm± U n n 式 中: U s m一 交流断 路器断 口电压最大值 ; UR m一 非线性 电阻导通最大值 ; UT m一 励磁变 线
LP为 整 流 电源 、 Uk为灭 磁 开 关
弧 压、 U R为氧 化锌 非线 性 电阻 残 压。 若要使 转 子电流 衰减 至零 , 必 须 在转 子两 端加 一 个 与其 励 磁 电 源 电势相 反的 电势U。 灭 磁方 程式
时只有两个 断口流过 电流 并建立弧 压。 灭磁时应满 足的换 流条件为: U Rm ̄ <2 U s m+ - / 2 UT m 将 断 路 器 接 于直 流 侧 , 三 个 断 口串联 连 接 , 灭 磁 时 三个 断 口 均建立弧压, 其值 将 是 接 在 交 流 侧 的 1 . 5 倍, 更 容 易满 足 换 流 条 件 :
在 满足 公式 ( 3 ) 时; U k >  ̄ Uo + UR 。 电流被 迫流 入灭磁 过电压保 护 器中, 转子 绕组中所储能 量被氧化锌 非线 性电阻 消耗 , 且氧化锌 良好 的 伏安特 性保证 了这部分能 量几乎以恒压 的形式消耗 , 确保了发 电机 组的 安全 。 以上 灭磁方式 为直流氧化锌 电阻灭磁方 式 。 1 . 2 本文所 研 究的第二 种灭磁 方式 为 : 交流 电压 灭磁 方式 。 交流灭 磁基本 思路是 在断开功率整流柜 输入端 交流断路器前 , 首先切 断三相全 控整流桥 的触发脉 冲, 然后进 行灭磁 。 交 流断 路器断 流作用 主要 是利用 电流 过零这一 特性 实现 的 。 但 是
浅谈水轮发电机失磁保护

浅谈水轮发电机失磁保护摘要:积石峡水电厂安装3台单机容量34万千瓦水轮发电机组,总装机102万千瓦。
2016年12月06日1号水轮发电机组开机并网后发电机失磁保护动作,机组停机进一步查找故障点为1号机组转子励磁引下线绝缘老化受损,导致转子放电短路故障,短路电流达到8860A,超过发电机灭磁开关过流脱口动作定值,引起灭磁开关动作跳闸,造成发电机失磁保护动作机组停机。
在这里就发电机失磁产生的原因,失磁对发电机及电力系统的影响,以及一些通用的失磁保护判据,积石峡WFB-800A微机发电机失磁保护的判据、逻辑等进行浅谈。
一、同步发电机是根据电磁感应的原理工作的,发电机的转子电流(励磁电流)用于产生电磁场。
正常运行工况下,转子电流必须维持在一定的水平上。
发电机失磁是指励磁系统提供的励磁电流突然全部消失或者部分消失,同步发电机失磁后将转入异步发电机运行,从原来发出无功功率转变为吸收无功功率。
对于无功功率储备容量较小的电力系统,大型机组失磁故障首先反映为系统无功功率不足、电压下降,严重时将造成系统的电压崩溃,使一台发电机的失磁故障扩大为系统性事故。
在这种情况下,失磁保护必须采取快速可靠动作,将失磁机组从系统中断开,以保持系统的正常运行。
二、发电机失磁及其产生的原因对于并网运行的发电机组,当发电机完全失去励磁时,励磁电流将逐渐衰减到零。
由于发电机的感应电势随着励磁电流的减小而减小;因此其电磁转距也将小于原动机的转距,因而引起转子加速,使发电机的功角增大。
当功角超过稳定极限角时,发电机将与系统失去同步,进入失步运行状态。
发电机失去励磁后将从并列运行的电力系统中吸收感性的无功功率供给励磁电流,在定子绕组中感应电势。
发电机失步后,转子回路将感应出频率为ff-fs(ff为发电机转速的频率,fs 为系统的频率)的电流,此电流产生异步制动转距。
引起发电机失磁的原因大致有:发电机转子绕组故障、励磁系统故障、自动灭磁开关误跳闸及回路发生故障等。
浅谈水轮发电机失磁保护

浅谈水轮发电机失磁保护励磁系统故障在发电机各元件中故障率是较高的,而且其故障特征不如短路故障等那么明显,但故障后会对发电机和系统造成较大的危害,因此,加强研究发电机的失磁保护,找到合理可靠的失磁保护配置是十分必要的。
本文介绍了单机无穷大系统中发电机的失磁故障,对失磁故障进行分析,并介绍了发电机失磁判据。
标签:失磁保護,判据,发电机引言励磁系统向发电机提供励磁功率,起着调节电压、保持发电机端电压恒定的作用,并可控制并列运行发电机的无功功率分配。
它对发电机的动态行为有很大的影响,有助于提高电力系统的稳定极限。
励磁系统的附加控制(power system stabilizer,PSS),可以增强系统的电气阻尼[1]。
励磁系统在控制原理上引入现代控制理论,硬件装置上逐步采用大规模集成电路及微机技术以及先进的电力电子器件。
可见,励磁系统比较复杂,其故障发生率在发电机故障中是较高的。
而且,失磁故障不如短路故障的特征明显,但其故障发生后对发电机和系统都会造成较大的危害,因此,加强研究失磁保护,失磁故障,并得出合理可靠的失磁保护配置是十分必要的。
发电机失磁概述1.1 发电机失磁的主要原因发电机失磁是指发电机完全失去励磁。
失磁的主要原因包括:整流柜故障、自动调节励磁装置的故障、运行人员误操作、励磁回路断线、灭磁开关误动以及转子绕组故障等。
1.2 发电机失磁的危害发电机失磁故障发生后,对电力系统的危害表现在:低励或失磁后,发电机将过渡到异步运行状态,从系统吸收无功功率,引起电力系统电压下降,若系统无功功率储备不足,可能使系统因电压崩溃而瓦解;失磁发电机有功功率发生变化,而且系统电压下降,系统可能发生振荡,发生大量甩负荷;发电机失磁故障发生后,对发电机本身产生的危害主要表现在:重负荷情况下若发生失磁,会使定子电流增大,造成定子绕组过热;转子回路中出现差频电流,其产生转子额外损耗,若超过允许值,会使转子过热;发电机失磁的物理过程发电机正常运行时,其电磁功率公式为:其中,——发电机电势;——系统电压;——发电机同步电抗与系统的阻抗之和;——发电机功角。
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发电机保护浅谈一、发电机设备简介某电厂发电机为上海发电机有限公司制造的QFSN-600-2Y型三相交流隐极式同步发电机,定子绕组为2Y接线,功率因数0.9。
发电机采用水、氢、氢冷却方式,定子、转子绕组均采用F级绝缘。
发电机出线端子数目为6个,中性点经变压器二次电阻接地。
发电机经主变升压后接入500KV系统,发变组系统为单元接线方式。
发电机励磁系统为自并励静止可控硅整流励磁系统。
励磁系统由励磁变、可控硅整流桥、自动励磁调节器及软启励装置、转子过电压保护、灭磁装置等组成。
励磁变取自机端,降压后向整流器提供交流电源。
二、发电机保护种类及特点(1)发电机差动保护:保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产生的不平衡电流,区内故障保护灵敏动作。
保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成,瞬时动作于全停。
技术特点:1、有效防止区外故障误动的制动特性。
2、CT断线判别功能。
3、具有良好防外部CT饱和的能力。
(2)发电机定子接地保护:保护由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%保护区的定子接地保护,基波跳闸,三次谐波发信号。
设PT断线闭锁,区外故障时不误动。
技术特点:1、由基波零序电压判据和三次谐波电压判据组成。
2、保护发电机100%定子绕组单相接地。
3、具有三次谐波电压滤除功能。
4、具有PT断线闭锁功能。
(3)发电机过电压保护:过电压保护动作电压取1.3倍额定电压,延时0.5秒动作于全停。
技术特点:取三相线电压,任一相大于整定值时动作。
(4)低频保护:低频保护反应系统频率的降低,保护由灵敏的频率继电器和计数器组成,并受出口断路器辅助接点闭锁。
即发电机退出运行时低频保护自动退出运行,保护动作于发信号或全停。
技术特点:具有按频率分段时间积累功能,时间积累在装置掉电时能保持。
(5)失步保护:保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。
能检测加速失步和减速失步。
保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机或变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于全停。
装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。
技术特点:采用三阻抗元件,通过阻抗的轨迹变化来检测滑极次数并确定振荡中心的位置。
(6)失磁保护:保护因发电机突然失去励磁或部分失去励磁,引起系统电压降低,发电机的稳定运行受到威胁的保护装置。
技术特点:可由静稳励磁低电压、系统低电压、静稳边界阻抗、机端电压、异步边界阻抗等判据构成。
(7)发电机逆功率保护:防止由于汽机主汽门关闭,汽机尾部叶片与残留蒸汽摩擦而形成鼓风损耗 ,造成叶片过热而损坏。
保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停,具备PT断线闭锁功能。
技术特点:为发电机有功功率倒送,发电机变为电动运行异常工况保护。
(8)程控跳闸逆功率保护:保护为程控跳闸专用,用于确认汽机主汽门完全关闭后才解列发电机,防止机组发生超速事故。
保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。
(9)发电机过激磁保护:过激磁是以V/HZ的比值为动作原理,设有两段定值。
定时限动作于信号和降低励磁电流,反时限部分动作全停或程控跳闸。
技术特点: 1、定时限固有延时不大于50ms。
2、反时限过激磁保护分预告信号、反时限两部分,反时限特性采用点对点式整定,在任意两点之间用对数曲线连接。
(10)发电机对称过负荷保护:保护由定时限和反时限组成,定时限动作于信号和自动减负荷。
反时限反应电流变化时发电机定子绕组的热积累过程。
动作特性按发电机定子绕组的过负荷能力确定,动作于全停或程序跳闸。
技术特点:保护由定时限过负荷和反时限过流两部分组成。
(11)发电机不对称过负荷保护:保护由定时限和反时限组成,定时限动作于信号,动作电流按躲过发电机长期允许的负序电流值和按躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电流值整定。
反时限保护反应发电机转子热积累过程。
动作特性按发电机承受负序电流的能力确定,动作于全停或程序跳闸。
技术特点:作为发电机不对称故障保护。
(12)发电机突加电压保护:保护由电流元件及电压元件构成,动作于发变组出口断路器。
发变组出口断路器合闸后,该保护退出,解列后自动投入运行。
技术特点:作为发电机盘车状态下,主断路器误合闸时的保护。
(13)发电机定子匝间保护:保护瞬时动作于全停。
技术特点:不仅保护匝间短路,还可保护内部相间及定子绕组开焊。
(14)PT断线闭锁:保护由电压元件构成,动作于信号。
(15)励磁绕组过负荷保护:保护由定时限和反时限两部分组成。
定时限部分动作电流按正常励磁电流能可靠返回的条件整定,动作于信号,并动作降低励磁电流。
反时限部分动作按发电机励磁绕组的过负荷能力确定,并动作于解列灭磁。
保护能反应电流变化时励磁绕组的热积累过程。
技术特点:三相电流中最大值大于整定值时动作。
(16)转子一点及两点接地保护:一点接地保护定时限动作于信号,两点接地保护带时限动作于停机。
(17)起停机保护:保护发电机在启、停机过程中发生相间和接地故障时,防止某些保护装置受频率变化影响而拒动的保护装置。
(18)励磁变过流保护/速断:保护瞬时动作于全停。
(19)发电机断水保护:瞬时发信号,延时动作于程序跳闸,并可切换到全停。
三、发电机主要故障原因危害(1) 定子绕组的相间短路发电机定子绕组发生相间短路若不及时切除,将烧毁整个发电机组,引起极为严重的后果,必须有两套或两套以上的快速保护反应此类故障,装设纵联差动保护装置,瞬时动作于全停。
(2) 定子绕组匝间短路发电机定子绕组发生匝间短路会在短路环内产生很大电流,造成定子铁芯及线棒烧毁。
定子匝间短路的保护有:单元件横差保护、负序功率方向保护、纵向零序电压保护和转子二次谐波电流保护。
负序功率方向保护的灵敏度受系统和发电机负序电抗变化影响较大;纵向零序电压保护需要单独装设全绝缘的电压互感器,容易受电压互感器断线等的影响,误动率高;转子二次谐波电流保护必须增设负序功率方向闭锁,整定计算复杂。
这几类匝间保护运行误动情况严重,因而其应用都受到了限制。
(3)定子单相接地定子绕组单相接地是最常见的一种故障,定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏,而且发电机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆。
发电机中性点接地方式与定子接地保护构成密切相关,大型发电机中性点接地方式和定子接地保护应满足三个基本要求:1、故障点电流不应超过安全电流,否则保护应动作于跳闸。
2、保护动作区覆盖整个定子绕组,有100%保护区,保护区内任一点接地故障应有足够高的灵敏度。
3、暂态过电压数值较小,不威胁发电机的安全运行。
发电机中性点经配电变压器高阻接地是大型发电机最广泛应用的一种接地方式,主要是为了降低发电机定子绕组的过电压(不超2.6倍的额定相电压),极大地减少发生谐振的可能性,保护发电机的绝缘不受损。
(4)失磁发电机低励或失磁后,将过渡到异步发电机运行状态,转子出现转差,定子电流增大,定子电压下降,有功功率下降,无功功率反向并且增大;在转子回路中出现差频电流;电力系统的电压下降及某些电源支路过电流。
所有这些电气量的变化,都伴有一定程度的摆动。
1、对电力系统来说,发电机发生低励或失磁后产生危险①低励或失磁的发电机,由发出无功转为从电力系统中吸收无功,从而使系统出现巨大的无功差额,发电机的容量越大,在低励和失磁时的无功缺额越大。
如果系统中无功功率储备不足,将使电力系统中邻近的某些点电压低于允许值,甚至使电力系统因电压低而崩溃。
②当发电机发生低励或失磁后,由于电压下降,电力系统的其它发电机在自动励磁调节器的作用下自动增大无功输出,从而使某些发电机、变压器或线路过电流,其后备保护可能因过流而跳闸,使故障范围扩大。
③发电机低励或失磁后,由于该发电机有功功率的摆动,以及系统电压的下降,可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间失步,使系统产生振荡,甩掉大量负荷。
2、对发电机本身来说,低励或失磁产生的不利影响①由于出现转差,在发电机转子回路中出现差频电流,转子容易过热。
流过转子表层的差频电流,还可能使转子本体与槽楔、护环的接触面上发生局部过热甚至灼伤。
②低励或失磁的发电机进入异步运行之后,发电机的等效电抗降低,从电力系统中吸收的无功功率增加。
低励或失磁前带的有功功率越大,转差就越大,等效电抗就越小,所吸收的无功功率就越大。
在重负荷下失磁后,由于过电流,将使定子过热。
③在重负荷下失磁后,发电机的转矩、有功功率将发生剧烈的周期性摆动,将有很大的电磁转矩周期性地作用到发电机的轴系上,并通过定子传递到机座上。
转差也作周期性变化,其最大值可能达到4%~5%,发电机发生周期性的严重超速。
④低励或失磁运行时,定子端部漏磁增强,将使端部部件和端部铁芯过热。
(5)转子接地故障转子绕组绝缘破坏常见的故障形式有两种:转子绕组匝间短路和励磁回路一点接地。
由于转子内部受潮、铁芯生锈,造成转子绕组主绝缘或匝间绝缘损坏;转子加工过程中的铁屑或其它金属物落入转子,也可能引起转子主绝缘或匝间绝缘的损坏;氢内冷转子绕组的铜线匝上,带有进氢和出氢孔,在启动或停机时,由于转子绕组的活动,部分匝间绝缘垫片发生位移,引起氢气通风孔局部堵塞,使转子绕组局部过热和绝缘损坏;运行中转子滑环上的电流引线的导电螺钉未拧紧,造成螺钉绝缘损坏;电刷粉末沉积在滑环下面的绝缘突出部分,使励磁回路绝缘电阻严重下降等。
转子一点接地对发电机组影响不大,但发生一点接地后,转子各部分对地电位发生变化,比较容易诱发两点接地。
汽轮发电机一旦发生两点接地,其后果相当严重,由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体;由于部分绕组被短接,励磁绕组中电流增加,可能因过热而烧伤;由于部分绕组被短接,使气隙磁通失去平衡,从而引起振动。
励磁回路两点接地,还可使轴系和汽机磁化。
(6)定子对称过负荷发电机对称过负荷通常是由于系统中切除电源;生产过程出现短时冲击性负荷;大型电动机自起动;发电机强行励磁;失磁运行;同期操作及振荡等原因引起的。
反时限两部分组成。
(7)定子不对称过负荷电力系统中发生不对称短路或三相负荷不对称时,将有负序电流流过发电机的定子绕组,并在发电机中产生对转子以两倍同步转速的磁场,从而在转子中产生倍频电流。
倍频电流还将使转子的平均温度升高,使转子槽楔、阻尼环与阻尼条等分流较大的部位,形成局部高温,从而导致转子表层金属材料的强度下降,危及机组的安全。
转子本体与护环的温差超过允许限度,将导致护环松脱,造成严重的破坏。
保护由定时限和反时限两部分组成,发电机转子长期承受负序电流的能力和短时承受负序电流发热的能力,是整定负序电流保护的依据。
(8)励磁回路过流大型发电机励磁绕组的热容量和热时间常数相对较小,在额定工况稳定温度下,允许的励磁电压与持续时间:600MW发电机励磁绕组过负荷能力绕组过电流,设有过励限制器,与励磁绕组过负荷保护有类似的功能,其可靠性由励磁调节器的性能来保证。