发电机组保护演示文稿.ppt

发电机保护基本概念及原理课题内容：发电机的基本概念三、同步发电机的运行原理
负载时定子绕组流过电流产生磁势（称为电枢磁势），它与励磁磁势共同作用产生合成气隙磁场。因此存在电枢反应问题。电枢磁场和主极磁场都是相对静止的，二者本身是旋转的。
3.1、隐极式同步电机
由于隐极同步电机气隙均匀，电枢磁势对主极磁场的影响在气隙圆周上任何位置都一样，可以整体考虑电枢反应的影响。
磁路不饱和：利用叠加原理，分别考虑负载时电枢磁势Fa和励磁磁势Ff1的各自独立作用，然后进行叠加。即
If直流励磁电流在励磁基波磁势主磁通感应电动势（定子绕组）
漏磁通（与转子交链）
I负载定子电流电枢磁势基波电枢磁通电枢感应电动势
定子漏磁通定子感应漏电势
得定子电动势平衡方程：

其中，；（电枢反应电势，Xa电枢反应电抗）
；（电枢感应漏电势，Xσ漏电抗总为常数。）
所以
为隐极同步电机的同步电抗，它表征对称稳态远行时电枢反应基波磁场和漏磁场综合效应的电磁参数。
所以3.2、凸极式同步发电机
凸极同步电机的气隙不均匀，同一电枢磁势作用在不同气隙位置时，电枢磁势对主极磁场的影响不同，所以气隙磁场会有变化。
ψ=90,正弦电枢磁势基波作用在d轴上。
ψ=0,正弦电枢磁势基波作用在q轴上。
0≤≤90电枢磁势作用在任意位置，电枢磁场分布不对称，不能直接确定电枢反应的大小。（双反应理论）当电枢磁势的轴线既不和直轴重合又不和交轴重合时，可以把电枢磁势分解成直轴分量和交轴分量。分别求出直轴和交轴磁势的电枢反应，最后再把它们的效果叠加起来。
所以，3.3、同步发电机的运行示意图发电机的故障类型及保护配置发电机保护新型纵联差动接地保护复合电压之低电压闭锁
对于汽轮机按躲过电动机自启动或发电机失磁而出现非同步运行时的最低电压整定。一般二次电压整定为0.5~0.6Ue。
对于水轮机组不允许在失磁情况下运行，一般二次电压整定为0.7Ue。
复合电压之负序电压闭锁
在发生各种不对称短路时，系统产生负序电压，用以启动保护。负序电压整定值很小，保护很灵敏，按照躲开正常运行情况下出现的最大不平衡电流，根据运行经验，一般可取（0.06～0.09）Ue。
电流及时间可独立整定（Ⅱ段保护）

发电机过负荷保护
定子绕组过负荷、转子绕组过负荷。
可设置定时限或反时限系统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以两倍同步转速对转子的旋转磁场，从而在转子中产生倍频电流。
热量公式
故引入，以发电机额定电流倍数表示的负序电流的标幺值
（A——允许过热时间常数）负序过电流保护由于发电机的中性点不接地或经高阻抗接地，故定子绕组单相接地故障并不引起大的故障电流，相应定子绕组单相接地通常只发信号，经转移负荷后平稳停机。基波零序电压型定子接地保护：零序电压可取自发电机中性点单相电压互感器或消弧线圈的二次电压，或中性点配电变的二次电压，也可取自极端三相电压互感器的开口三角电压。随动作电压整定值的不同，存在动作死区（发电机中性点附近5~10%）。基波零序电压采集回路中增加3次滤波回路，降低启动电压，可提高保护范围。
三次谐波电压型定子接地保护：通过机端3次谐波电压Us配合中性点3次谐波电压Un来判断。正常情况下：Un>Us,中性点接地时Un<Us。
外加电源式定子接地保护：直流电源、20Hz或100Hz的交流电源。
低励：发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流。
失磁：发电机失去励磁。
失磁原因：三种（1）励磁回路开路，励磁绕组断线灭磁开关误动作，励磁调节装置的自动开关误动，可控硅励磁装置中部分元件损坏（2）励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏引起短路（3）运行人员调整等。
失磁后的影响
对电力系统
吸收Q无功储备不足，将因电压崩溃而瓦解

失磁→失步→振荡→甩负荷
对发电机
1）转子中的差频电流过热
2）转差率吸定子过电流→发热

3）转速↑→振动
气轮发电机：较大s<0.5%可稳定运行.——可异步运行一段时间
水轮发电机较小s很大发热厉害，故不允许失磁异步运行
可见：失磁后，若不失步，无直接危害。转子运动方程：

——原动机功率——同步功率——异步功率——电气角加速度——机组的惯性时间常数隐极式发电机机端功率公式：1、等有功圆水轮发电机失磁后，应当动作于停机（0.5~1.0s延时）。发电机过励保护的原理电路：3、横联差动接地保护（匝间短路）正常：零序电压匝间短路保护
要求将电压互感器的一次中性点与发电机中性点直接联接，且不能直接接地，转用为发电机内部故障判断。（应装设三次谐波电压滤波回路）
同时考虑零序电压启动值低，应设置负序方向闭锁。
在发电机启动过程三次谐波电路失效，因此保护将误动。
同时当发电机定子接地保护动作于跳闸时，而电压互感器的一次中性点与发电机中性点间