技能培训专题电力系统继电保护发电机定子绕组短路故障的保护.ppt
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1、7.2.1 发电机定子绕组短路故障的特点发电机定子绕组短路故障的特点发电机内部短路故障发电机内部短路故障主要是指定子绕组的各种相间和匝间短路故障,主要是指定子绕组的各种相间和匝间短路故障,短路故障时在发电机被短接的绕组中将会出现很大的短路电流,严重损短路故障时在发电机被短接的绕组中将会出现很大的短路电流,严重损伤发电机本体,甚至使发电机报废,危害十分严重,发电机修复的费用伤发电机本体,甚至使发电机报废,危害十分严重,发电机修复的费用也非常高。也非常高。发电机定子单相接地不会引起大的短路电流,不属于严重短路性故障。发电机定子单相接地不会引起大的短路电流,不属于严重短路性故障。发电机定子的短路性故
2、障归纳起来主要有五种情况:发电机定子的短路性故障归纳起来主要有五种情况:1 单相接地,再由电弧引发故障点处相间短路;单相接地,再由电弧引发故障点处相间短路;2 直接发生线棒间绝缘击穿形成相间短路;直接发生线棒间绝缘击穿形成相间短路;3 发生单相接地,再由于电位变化引发其他地点发生另一点的接地,从发生单相接地,再由于电位变化引发其他地点发生另一点的接地,从而构成两点接地短路;而构成两点接地短路;4 发电机端部放电构成相间短路;发电机端部放电构成相间短路;5 定子绕组同一相的匝间短路故障。定子绕组同一相的匝间短路故障。7.2 发电机定子绕组短路故障的保护发电机定子绕组短路故障的保护7.2.2 比率
3、制动式纵差动保护比率制动式纵差动保护如图所示,图中以一相为例,规定一次电流以流如图所示,图中以一相为例,规定一次电流以流入发电机为正方向:入发电机为正方向:当正常运行以及发生保护区外故障时当正常运行以及发生保护区外故障时流入差流入差动继电器的差动电流为零,继电器不动作;动继电器的差动电流为零,继电器不动作;当发生发电机内部故障时当发生发电机内部故障时流入差动继电器的流入差动继电器的差动电流较大,当其超过整定值时,继电器判为差动电流较大,当其超过整定值时,继电器判为发生了发电机内部故障而作用于跳闸。发生了发电机内部故障而作用于跳闸。按照传统的纵差动保护整定方法按照传统的纵差动保护整定方法动作电流
4、应躲过最大不平衡电流动作电流应躲过最大不平衡电流发电机内部相间短路时可能拒动发电机内部相间短路时可能拒动灵敏度降低灵敏度降低保护动作电流将比较大保护动作电流将比较大为了解决这个问题,考虑到不平衡电流随着流过为了解决这个问题,考虑到不平衡电流随着流过TA电电流的增加而增加的因素,提出了比率制动的差动保护,流的增加而增加的因素,提出了比率制动的差动保护,使动作值随着外部短路电流的增大而自动增大。使动作值随着外部短路电流的增大而自动增大。设纵差动保护的动作电流为:设纵差动保护的动作电流为:纵差动保护的制动电流为:纵差动保护的制动电流为:则比率制动式差动保护的动作方程为:则比率制动式差动保护的动作方程
5、为:Id 差动电流差动电流Ires 制动电流制动电流Ires.min 拐点电流拐点电流Id.min 启动电流启动电流k 制动线的斜率制动线的斜率发电机正常运行或区外较远处发生短路时发电机正常运行或区外较远处发生短路时差动电差动电流接近为零,差动保护不会误动;流接近为零,差动保护不会误动;发电机内部发生短路故障时发电机内部发生短路故障时差动电流明显增大,差动电流明显增大,I1和和I2相位接近相同,减小了制动量,从而可灵敏动相位接近相同,减小了制动量,从而可灵敏动作。作。7.2.3 标积制动式纵差动保护原理标积制动式纵差动保护原理标积制动原理也是一种比率制动原理。只不过是制动量变成了两标积制动原理
6、也是一种比率制动原理。只不过是制动量变成了两个量的内积,并且反应的是臂电流的大小,同时避免了可能带来个量的内积,并且反应的是臂电流的大小,同时避免了可能带来的复数运算。它同样具有二部分组成:无制动部分和比率制动部的复数运算。它同样具有二部分组成:无制动部分和比率制动部分组成。分组成。它具有比比率制动特性高的灵敏度,同时又具有和比率制动特性它具有比比率制动特性高的灵敏度,同时又具有和比率制动特性相同的躲区外故障不平衡电流和抗相同的躲区外故障不平衡电流和抗TA稳态饱和的能力。稳态饱和的能力。 令:令:则标积制动式纵差动保护的动作判据为:则标积制动式纵差动保护的动作判据为:Ks标积制动系数标积制动系
7、数是是 与与 的夹角的夹角7.2.4 发电机纵差动保护的接线方式发电机纵差动保护的接线方式1 发电机纵差动保护的动作逻辑发电机纵差动保护的动作逻辑发电机内部相间短路发电机内部相间短路有两相或三相继电器同时动作有两相或三相继电器同时动作判为发电机内部发生短路故障判为发电机内部发生短路故障判为判为TA断线断线发电机中性点非直接接地发电机中性点非直接接地当两相或两相以上差动保护动作时当两相或两相以上差动保护动作时当仅有一相差动保护动作时当仅有一相差动保护动作时为了对付发生一点在区内而另外一点在区外接地引起的同相短路故障,为了对付发生一点在区内而另外一点在区外接地引起的同相短路故障,当有一相差动继电器
8、动作且同时有负序电压时也判定为发电机内部短当有一相差动继电器动作且同时有负序电压时也判定为发电机内部短路故障。路故障。这种动作逻辑的特点这种动作逻辑的特点:单相:单相TA断线时不会误动,因此可省去专用的断线时不会误动,因此可省去专用的TA断线闭锁环节,且保护安全可靠。断线闭锁环节,且保护安全可靠。2 发电机不完全纵差动保护接线发电机不完全纵差动保护接线不完全差动保护是一种新的保护连接方式。它使用的保护不完全差动保护是一种新的保护连接方式。它使用的保护原理仍然是比率制动差动保护和标积制动差动保护原理,原理仍然是比率制动差动保护和标积制动差动保护原理,不完全差动保护是相对于传统的差动保护连接方式而
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