同步发电机转子过电压保护试验方法ppt课件
发电机保护PPT课件
（一）发电机的失磁运行及其影响
对发电机的危害：
（1）转子绕组出现差频电流，引起绕组发热 （2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，从系统中吸收的 无功增加，使定子绕组过热 （3）对大型直接冷却式汽轮发电机，其转矩和有功将发生剧 烈摆动。这种影响对水轮发电机更为严重，直接威胁机组安全 （4）定子端部漏磁增强，使端部的部件和端部铁芯过热
（一）发电机定子绕组单相接地的特点
TA0
Ik0
U 0
I0G C0G
I0l
C0l
发电机定子绕组单相接地时的零序等效网络
3I0G j3 E A C0G 3I0l j3 E A C0l 3Ik0 j3 E A (C0G C0l ) j3C0 E A
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三、发电机定子绕组单相接地保护
I2* a b
t1 3 ~ 5s t2 5 ~ 10s
跳闸 信号
0.5 0.1
04
c d
10
400
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e t (s)
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护 I 2*
保护动作特性
A
t
I
2 2*
t
或 I22*t A t
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四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护
Q
1、保护原理：逆功率保护反
动
应
作 区 Pset
P
发电机从系统吸收有功功率
P Pset
的大小；
P的正方向指向系统母线；
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（二）、低频累加保护
低频运行
气轮机叶片疲劳损伤
使叶片断裂造成故障
保护原理：保护通过4个定值f1,f2,f3,f4将频率范围分 为4个频率段，并且f1>f2>f3>f4。
发电机保护及原理课程课件
三 发电机定子绕组 的单相接地保护
（一）、发电机定子绕组单相接地故障的分 ）、发电机定子绕组单相接地故障的分 析
1.定子绕组单相接地故障的零序电压 1.定子绕组单相接地故障的零序电压
1)当机端单相接地时 当机端单相接地时: 当机端单相接地时
& = 1 (U′ + U′ + U′ ) = 1 (U ′ + U ′ ) = −U & & & & & & U0 U V W V W U 3 3
转子绕阻绝缘破坏的故障形式及其危害
2 ．转子绕组两点接地
2． 1部分绕阻被短接，使励磁电流增大，转子绕阻因 过热而烧伤； 2．2故障点流过短路电流，烧伤转子本体； 2．3部分绕阻被短接，使气隙磁通失去平衡，引起机 体振动。 2．4对汽轮发电机，还可能使轴系和汽机磁化。
保护的构成原理
图 9—9 零序电压匝间短路保护 9 原理接线图
当发电机正常运行时： 1）当发电机正常运行时：
TV0 的第三绕组没有输出电压， 的第三绕组没有输出电压，
保护不动作。 即 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： 2）当发电机内部或外部发生单相接地故障时：
发电机纵差保护的原理
2. 标积制动式发电机纵差动保护原理
动作电流、制动电流及其动作判据： 动作电流、制动电流及其动作判据： 判据 动作电流： 动作电流： I op 制动电流： 制动电流：
& & = I1－ I 2
& & I res = S I 1 I 2 • cos θ
动作判据： 动作判据： I&1 − I&2
（三）、基波零序电压和三次谐波电压 ）、基波零序电压和三次谐波电压 构成的100％定子接地保护 构成的 ％
发电机转子过电压及保护分析
电位 进 行 实 时检 测 ．检 测 出测 点 电位 结 果 为＋ Ｉ Ｏ Ｖ。 可 以 模 拟
电压 、 转 子 电 流 均逐 渐 增 大 ． 并持续上升。
因 此 处 于正 常运 行 状 态 ． 单 个 发 电机 不 会 对 电 网 的 电压 、 频 率 作， １ ＃机 励 磁 调 节 器屏 “ 伏， 赫兹报警” 信 号 灯 点 亮 。从 电站 集 造 成影 响 ．此 时 单独 的发 电机 调 节 励磁 电 流 就 会 影 响 发 电机 控 系 统 历 史 记 录 画 面 各 种 参 数 曲线 及 １ ＃机 组 故 障 录 渡 图 分 输 出的 无功 分量 ．调 节发 电机 输入 机械 能 可 以 改 变 发 电 机 输 析得 出． 从 机 组 异 常 运 行 到 保 护 动 作持 续 了 １ ． １ ｍ ｉ ｎ ， 并 且 在 保 出的有 功 分 量 。输 出 的 实 际功 率 可 以 由 发 电 机 定 子 电流 数 值
护动作前 ４ ５ ｓ由 １ ＃发 变 组 保 护 Ｂ柜 向 电站 集控 系统 发 “ 发 变
组 定 时 限过 激 磁 ” 声 光报 警 信 号 。集 控 室 大屏 幕 显 示 １ ＃机 组
无功功率逐渐增 大， ＤＣＳ画 面 显 示 无 功 、 机 端 三 相 电压 及 转 子
反 映出来。
４ ． ２ 励磁 电流控 制器
需要 自动励 磁 调 节 器将 电 压 恢 复 为 规 定 电 压 。 频 率 的 是 取 决 于发 电机 的机 械 能 大 小。发 电机 在 并 入 大 王 运 行后 ， 可将 大网
继电保护课件 第九章同步发电机保护
保护出口方式
• 停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭 主汽门。
• 解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽 轮机甩负荷。
• 解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 • 减出力：将原动机出力减到给定值。 • 程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继
电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。
第二节 发电机纵差动保护
信号
KS XB
解列
灭磁 KCO且中性点 侧有六个引出 端子。
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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： •
Ioper (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。
２２、、整整定定计计算算：：
１）躲过外部短路时的最大不平衡电流。
I operk K I rel unbmax 10%K relK aperK st I Kmax / n TA
２）为避免电流互感器二次回路断线时误动作， 保护的动作电流应大于发电机的额定电流。
Ipoer KrelIN
34、、灵断敏线度监校视验部分的整定
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返
二、用LCD-12差动继电器构成的发电机差动保护 331、、）整最整定小定动计计作算算电流：按躲过最大负荷下差回路的不平衡
电流整定。
Ipoer0 (0.1 ~ 0.3)IN / nTA
2）制动特性斜率： 10%K K K rel aper st
3）最小制动电流：取额定电流的50% -100%。
UR2
C
Rb Rw
V
R1
R2 ~ R5 V1
发电机转子过电压保护试验的必要性
发电机转子过电压保护试验的必要性摘要：发电机转子灭磁系统以及过电压保护的改造是值得人们进行深入探讨的，只有合理的进行改造，才能真正发挥保护的作用，维持电压的稳定，保证电网的持续运行，这具有重要的意义。
这就要求有关工作人员能够意识到转子过电压保护改造的重要性，针对其中存在的问题能够进行深入的分析，进而找出关键的影响因素，进而为改造方案提出一定的依据，加强过电压的保护，提高整体机组运行的安全性，从而保证人们的用电安全，避免对人们的生命财产安全造成影响，进一步的提高供电的质量，更好的满足人们的用电需求，促进社会健康的发展。
鉴于此，本文对发电机转子过电压保护试验的必要性进行分析，以供参考。
关键词：发电机；转子过电压保护；试验；必要性引言发电机转子过电压保护试验是很有必要的，既可以验证其接线的正确性，又可以检验各零部件的情况及整体性能。
1转子过电压的来源及危害发电机转子过电压在励磁系统过励，定子内部或出线故障，发电机运行中受到较大扰动，发电机失步、非同期合闸、非全相运行、可控硅关断、整流桥换相、电网操作、雷击、甚至正常停机分断灭磁开关等很多情况下都会出现，严重过电压情况下将损坏发电机转子，甚至损坏发电机定子。
2转子过电压保护的原理转子过电压保护一般配置在励磁设备内部，图1为某火电厂350MW机组转子过电压保护原理图。
图1中K1、K2分别为灭磁开关第一路、第二路分闸回路触发过电压保护启动灭磁继电器，K3备用未接线。
V1000为击穿二极管（BOD），型号为IXBOD1-20R，当两端电压大于2000V后导通，触发过电压保护启动灭磁。
V1、V2、V3为3个可控硅，在K1、K2、V1000的触发下将SiC非线性灭磁电阻（图1中右下角电阻串）与发电机转子并联，利用非线性灭磁电阻的伏安特性来钳制发电机转子电压。
W200∶6接转子正极，W200∶16接转子负极。
本保护装置在正、反双向过电压情况下均能起到保护作用，其中，K1、K2分别触发V2、V3，只在转子电压反向时起灭磁作用，也就是灭磁开关分断、磁场电流持续、磁场电压突然反向时起作用；V1000作为转子回路过电压检测元件，在正向及反向过电压时可分别触发V1、V2灭磁。
发电机灭磁及过电压保护介绍NR模板ppt课件
灭磁耗能方式
7
• 线性电阻耗能方式
考虑阻尼绕组后，发电机空载额定电压按灭磁 回路时间常数和阻尼绕组回路时间常数之和指数衰 减，时间较长。
控制灭磁过程中磁场绕组过电压，近年来趋向
取较小的灭磁电阻值，从灭磁电阻R为5倍磁场电阻r， 减小到R=(1～３)r。
线性电阻不能直接与转子并联，必须配备常闭 灭磁主触头或电子触发的跨接器，在灭磁时，常闭 灭磁主触头闭合或跨接器导通，线性电阻接入灭磁 回路。
灭磁主要任务及要件
3
• 灭磁速度评价
（a）发电机电压衰减的时间常数TED； （b）也有用灭磁等值时间TEQ表示：
T EQ
1
Ia0
i
0
a
dt
T EQ
1
Va0
v
0
a
dt
式中Ia 为发电机灭磁时的静子电流，即电弧中流 过的电流，iao为其超始电流。 Va为灭磁时的电机电势，它与ia成正比。 （c）从开始灭磁到发电机静子电压小于维持电
在水轮发电机上非线性电阻特别是ZnO非线性灭
磁电阻，除作为灭磁电阻外，还兼作转子过电压保 护，因此，应用广泛
采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
灭磁耗能方式
采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
报告内容
15
– 灭磁主要任务及要件 – 灭磁耗能方式 – 灭磁开关及移能方式 – 灭磁装置设计 – 转子过电压保护 – 轴电压抑制介绍
一种发电机转子过电压保护装置检测方法
图 ３ 常规试验波形
根据试验结果计算可得，示波器上观测到的分 压电阻正向过电压动作值为 ４０．０Ｖ，分压电阻变比 为 ４１．１７，则实际动作值 ＝４０．０×４１．１７＝１６４６．８ （Ｖ），与设计值 １６００．０Ｖ的误差为 ２．９３％，满足标 准规定的动作分散性不大于 ±１０％的要求［４］。
第 ４０卷 第 ２期 ２０１８年 ２月
华电技术 ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１８
一种发电机转子过电压保护装置检测方法
刘玉林，朱红伟，顾建嵘
（南京国电南自维美德自动化有限公司，南京 ２１００３２）
摘 要：为定期检查发电机转子过电压保护装置工作性能，提出了一种利用现有的低压设备测试转子过电压保护装置实 际动作值的方法：通过测量触发器的动作电压，计算出转子过电压保护装置的实际工作值。经验证，该方法的检测结果 与常规方法一致，操作简单，测试过程无高压，可作为一种发电机转子过电压保护装置的快速检测方法，确保发电机可靠 运行。 关键词：发电机转子；过电压保护；触发器 中图分类号：ＴＭ ７７１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４－１９５１（２０１８）０２－００１６－０３
１ 转子过电压保护装置原理
本文以华电集团某 １５０ＭＷ 机组发电机励磁工 程为例，该工程励磁系统采用的发电机转子过电压 保护装置由合肥科聚电气有限公司生产，额定励磁 电压为 ２６９Ｖ，额定励磁电流为 １６８９Ａ，该工程采用 了碳化硅（ＳｉＣ）灭磁电阻配合可控硅跨接器的灭磁 方式。发电机转子过电压保护装置包括位于灭磁开 关两侧的 转 子 侧 过 电 压 保 护 和 整 流 侧 过 电 压 保 护 （如 图 １中 虚 线 框 内 所 示 ）：转 子 侧 过 电 压 保 护 （Ｌ０１～Ｌ０２），型号 ＧＢ０２－０．１２／１．６，能容量为 ０．１２ ＭＪ，整 定 动 作 值 为 １６００Ｖ；整 流 侧 过 电 压 保 护 （Ｌ０３～Ｌ０２），型号 ＧＢ０２－０．１２／１．８，能容量为 ０．１２ ＭＪ，整定动作值为 １８００Ｖ。图 １中：ＳＣＲ表示励磁
电力系统继电保护第8章同步发电机的继电保护课件
发电机未并列时且发生故障时， I 0 Ires I / 2 Iop I ，保护也能动作。
8.2 发电机差动保护
3.纵差保护的动作逻辑
I dA Id.opA I dB Id.opB I dC Id.opC
只一相 动作
U2>
&
&
O
&
TA断线信号
&
1
&
1 发信号/跳闸
8.2 发电机差动保护
（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。
8.1 发电机故障和不正常运行及其保护
（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。
8.3 发电机匝间短路保护
正常运行或外部短路时，每一分支绕组供出 该相电流的一半，流过中性点连线的电流只是不 平衡电流，故保护不动作。
8.3 发电机匝间短路保护
动作电流: Iop (0.2 ~ 0.3)IGN 电流互感器变比：nTA 0.25IGN / 5
缺点:1)单相分支匝间短路的短接的匝数较少时， 存在动作死区。
发电机转子过压跨接器试验方法
发电机转子过压跨接器试验方法赵先元【摘要】介绍了一种跨接器（ Crowbar）回路检测方法，采用一种全新的试验方法验证了在发电机发生转子过压时，转折二极管（ BOD）能在设定电压值时导通并触发跨接器中的可控硅准确动作，接通非线性灭磁电阻回路来吸收过压能量，确保发电机转子及相连接回路的安全。
%A new detection technique for the crowbar circuit of generator rotors is introduced , in which a novel testing method is adopted.With the technique, it is verified that the break over diode (BOD) can be broken over in a preset voltage and triggers the accurate operation of the silicon-controlled rectifier ( SCR ) in the crowbar when over -voltage occurs in generator rotors .The nonlinear magnetic resistance circuit is then connected to absorb the over -voltage ener-gy, which ensures the safety of generator rotors and connected circuits .【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P59-61)【关键词】跨接器;转折二极管;过压保护【作者】赵先元【作者单位】长江三峡能事达电气股份有限公司，湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TM306转子过电压保护是发电机励磁系统必须具备的一个重要功能。
发电机的保护ppt课件
为使KD在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD的动作值必须大于最大平衡电流Iunb.max，即Iop=KrelIunb.max (Krel为可靠系数，取1.3）。Iunb.max越大，动作值Iop就越大， 这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。此时，若 出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg短路 时，保护不能动作。对于大、中型发电机，即使轻微故障也 会造成严重后果。为了提高保护的灵敏系数，有必要将差动 保护的动作电流减小，要求最小动作电流Iop.min=(0.1-0.3)IN （IN为发电机额定电流），而在任何外部故障时不误动作。 显然，图7.1所示的差动保护整定的动作电流已大于额定电流， 无法满足这种要求。
图7.4 制动特性（不考虑VDZ时）
7.3
发电机定子绕组匝间短路保护
7.3.1 发电机定子绕组的横联差动电流保护
对于定子绕组为双“Y”或多“Y”型接线的发电机，广 泛采用横联差动保护。 横联差动保护的原理如图7.5。图中画出了各种匝间短路 时电流的方向，即当发生任何一种定子绕组的匝间短路时， 有一短路电流流进两中性点连线00′上，这是由于A、B、C三 相对中性点之间的电势平衡被破坏，则两中性点的电位不等 之缘故。 利用流入两中性点连线的零序电流，构成单继电器式横 联差动保护。即在两分支绕组的中性点的连线上装一只电流 互感器，保护就装在此电流互感器的二次侧。
1 2 1 2 TA1 TA 2
图7.1 纵差保护原理示意图
需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两 侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一 致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时， 此电流称为不平衡 电流，用Iunb表示。通常，在发电机正常运行时，此电流很小， 当外部故障时，由于短路电流的作用，TA的误差增大，再加上 短路电流中非周期分量的影响，Iunb增大，一般外部短路电流越 大，Iunb就可能越大，其最大值可达：