发电机继电保护

基本概念 　　发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件，因此，应该整对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。 故障类型及不正常运行状态 1． 故障类型包括定子绕组相间短路、定子绕组一相的闸间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失 2． 不正常运行状态主要有：由于外部短路引起的定子绕组过电流；由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷；由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷；由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压；由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷；由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功等。 保护类型： 1．发电机纵差动保护 该保护是发电机内部相间短路的主保护，根据起动电流的不同有两种选取原则，与其相对应的接线方式也有一些差别。因为该保护可以无延时的切除保护范围内的各种故障，同时又不反应发电机的过负荷和系统振荡，且灵敏系数一般较高，所以纵差动保护毫无例外的用作容量在1MW以上发电机的主保护。 a.在正常运行情况下，电流互感器的二次回路断线时保护不应误动。为防止差动保护误动作，应整定保护装置的起动电流大于发电机的额定电流。引入可靠系数Kk,则保护装置和继电器的起动电流分别为 　　　Idz=Kk*Ie.f 　　　Idz.j=Kk*Ie.f/nl 如在断线后又发生了外部短路，则继电器回路中要流过短路电流，保护仍要误动作故差动保护中一般装设断线监视装置，使得纵差动保护在此情况下能及时退出工作。 b.保护装置的起动电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定，此时，继电器的起动电流应为 　　　Idz.j=KkIbp.max 根据4-5式对不平衡电流的分析，代入上式，则： 发电机继电保护是确保电力系统稳定运行和发电机设备安全的关键技术。发电机作为电力系统的核心设备，其安全至关重要，因此必须针对各种可能出现的故障和异常运行状态设置高效的保护装置。常见的故障类型包括定子绕组相间短路、一相闸间短路、单相接地、转子绕组接地以及励磁电流消失等。不正常运行状态则涉及过电流、过负荷、负序电流、过电压、转子过负荷和逆功率等问题。 发电机的保护类型主要有： 1. **发电机纵差动保护**：这是针对发电机内部相间短路的主要保护手段，通常用于1MW以上的大型发电机。纵差动保护能够无延时地切除各种故障，同时不会因过负荷或系统振荡而误动作。在正常运行中，为避免电流互感器二次回路断线导致保护误动，起动电流需大于发电机额定电流并引入可靠系数Kk进行整定。此外，还应设有断线监视装置以在断线时退出保护。 2. **横差动保护**：用于保护定子绕组的匝间短路。通常采用两支路电流之差的原理，分为两种接线方式：一是每相设置两个电流互感器和一个继电器，但接线复杂且不平衡电流大；二是比较绕组两端电流之和，仅使用一个互感器，简化了接线，提高了灵敏度。 3. **发电机的单相接地保护**：包括利用零序电流、零序电压和三次谐波电压等多种方法来检测定子绕组的单相接地故障。零序电流和电压保护利用接地时产生的特定电流或电压信号来判断故障，而100%定子接地保护则利用三次谐波电压来提高保护的准确性。 综合以上内容，发电机继电保护系统设计时需考虑各种故障模式，同时平衡保护的灵敏度和可靠性。通过精确整定保护装置的起动电流和选择合适的保护类型，可以有效地防止发电机在出现故障时遭受损害，确保电力系统的稳定运行。