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1、7 5 发电机励磁回路接地保护 1 励磁回路一点接地保护 当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时 会引起励磁回路的接地故障 最常见的是 励磁回路一点接地故障 发生一点接地故 障后 励磁回路对地电压将升高 在某些 条件下会诱发第二点接地 励磁回路发生 两点接地故障将严重损坏发电机 1 绝缘检查装置 正常运行时 电压表V1 V2的读数相等 当 励磁回路对地绝缘水平下降时 V1与V2的读 数不相等 缺点 中点附近接地时 存在动作死区 2 直流电桥式一点接地保护 正常时电桥处于平衡状 态 当励磁绕组发生一 点接地时 电桥失去平 衡 缺点 接地点靠近励磁回路两极时保护 灵敏度高 而接地点靠近中点 M时 存在死区
2、 措施 1 在电阻R1的桥臂中串接非线性元件稳压管 其阻值随外加励磁电压的大小而变化 因此 保护装置的死区随励磁电压改变而移动位置 这样在某一电压下的死区 在另一电压下则 变为动作区 从而减小了保护拒动的机率 2 转子偏心和磁路不对称等原因 使转子 绕组中点对地电压不保持为零 而是在一 定范围内波动 利用此电压来消除保护死区 2 励磁回路两点接地保护 两点接地 故障点流过很大短路电流 电弧 可能烧伤转子 转子磁场发生畸变 力矩不 平衡 致使机组振动 可能使汽缸磁化 工作原理 当励磁回路K1点 发生接地后 投入刀闸S1并 按下按钮SB 调节的滑动触 点 使电桥平衡 调整平衡后 合上S2 将保护投
3、入工作 当励磁回路第二点发生 接地时 电桥平衡遭到 破坏 电流继电器中有 电流通过 若电流大于 继电器的动作电流 保 护动作 断开发电机出 口断路器 缺点 1 若故障点K2点离第一个故障点K1点较 远 则保护的灵敏度较好 反之 若K2点离K1点 很近 保护将拒动 因此保护存在死区 死区范围 在10 左右 2 若第一个接地点K1点发生在转子绕组的正极或负极端 则因电桥失去作用 不论第二点接地发生在何处 保护装置将 拒动 死区达100 3 由于两点接地保护只能在转子绕组一点接地后投入 所以对于 发生两点同时接地 或者第一点接地后紧接着发生第二点接地的故 障 保护均不能反映 7 6 发电机的失磁保护
4、 1 发电机失磁及原因 低励故障或完全失磁 造成低励故障的原 因通常是由于主励磁机或副励磁机故障 励磁 系统有些整流元件损坏或自动调节系统不正确 动作及操作上的错误 完全失磁通常是由于自 动灭磁开关误跳闸 励磁调节器整流装置中自 动开关误跳闸 励磁绕组断线或端口短路以及 副励磁机励磁电源消失等 2 发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律 指从发电机端向系统方向所看到的阻抗 测量 阻抗 失磁后机端测量阻抗的变化是失磁保护的重 要判据 以发电机与无穷大系统并列运行为例进行 讨论 失磁进 入稳态 异步运 行三个 阶段 失磁后到失步前 临界失步点 失步后 1 失磁后到失步前的阶段 失磁后到失步前 由于发电
5、机转子存在惯 性 失步前的失磁发电机滑差很小 发电机 输出的有功功率基本上保持失磁前输出的有 功功率值 可近似看作恒定 而无功功率则 从正值变为负值 s XI j G U s U I X U X UE Q SS 2 cos d E d XI j sSSG XI jUU sin X UE P S 测量阻抗 s sssG m jX jQP U I XI jU I U Z 2 S S jX jQP jQP P U 1 2 2 jS S S e P U jX P U 22 22 P Q tg 1 2 结论 因系统电抗 电压 发电机输出 有功不变 测量阻抗变化轨迹是圆 其圆心座标 s s X P U 2
6、 2 圆半径 P U s 2 2 jS S S m e P U jX P U Z 22 22 2 临界失步点 X U X U X UE Q sSSa 22 cos 表示发电机从系统吸收无功 且为常数 测量阻抗 j S s S m e Q U jX Q U jZ 2 2 22 简化后测量阻抗为 j dSdsm eXXjXXjZ 2 1 2 1 圆内为失步区 圆外为稳定区 3 失步后异步运行阶段 异步边界阻抗圆 dadm jXXXjZ 1max d ad ad m Xj XX XX XjZ 2 2 1min 最大 最小测量阻抗 等值电路 2 2 2 2 1 XXj s R Xj s R jX XZ
7、 ad ad m 机端测量阻抗 失磁后其机端测量阻抗沿等有功圆向第四象限 变化 临界失步时达到等无功阻抗圆的b点 异步运行后 便进入等无功阻抗圆 稳定在c 点附近 3 失磁保护的构成 发电机的失磁故障可采用无功功率改变方 向 机端测量阻抗超越静稳边界圆的边界 机端测量阻抗进入异步静稳边界阻抗圆为主 要判据 来检测失磁故障 为防止误动还需要用非正常运行状态下 的某些特征作为失磁保护和辅助判据 例如 励磁电压的下降 系统电压的降低均可用作 失磁保护辅助判据 7 7 发电机负序电流保护 电力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 该电流在气隙中建立起负序旋转磁场
8、 以 同步速朝与转子转动方向相反的方向旋转 并 在转子绕组中产生100Hz的电流 发电机承受负序电流的能力 是负序电流保 护的整定依据之一 短时出现负序电流发信号 负序电流持续时间达到规定时间时 负序电 流仍存在 则动作于切除发电机 发电机能长期承受的负序电流值由转子各部件能承 受的温度决定 通常为额定电流的4 到10 发电机承受负序电流的能力 与负序电流通过的 时间有关 发电机短时承受负序电流的能力 2 2 I A t 发电机在任意时间内承受负序电流的能力 2 2 I A t 1 定时限负序电流保护 两段式定时限特性曲线 2 I st 410 16 0 1 5 1 0 2 5 2 a c d e 特性两段负序电流保护时限 b ab的时间保护动作时间大于允许段内在曲线 bc保护动作小于允许时间段内在曲线 2 反时限负序电流保护 保护判据 aI A t 2 保护装置动作特性曲线 2 I A t 2 I t 保护动作时限具有反时限特性
