发电机—变压器组保护设计
Uop?krelU01,maxU0,op? krelU03,maxkgl,3式中U01,max——最大基波零序电压,一般取0.4~0.5V U03,max——最大三次谐波零序电压,一般取40V
krel——可靠系数,取1.5
kgl,3——基波对三次谐波滤过比,微机型保护的kgl,3取值均
大于100。
第四节 转子两点接地保护
当发电机发生励磁绕组两点接地时,故障电流过的短路电流数值很大,会烧坏转子;当部分转子被短接,励磁绕组电流增加,转子有可能因过热而损坏;部分绕组被短接时气隙磁通失去平衡,会引起机组剧烈振动,可能因此造成灾难性破坏;转子两点接地短路时还会使轴系和汽机磁化。因此对于发电机很有必要装设转子两点接地保护。一.原理分析
转子两点接地保护共享转子一点接地时测得接地位置?的数据。所以,在一点接地故障后,保护装置继续测量接地电阻的位置,若再发生转子一点接地故障,则以测得的?值将变化。当其变化值??超过整定值时,保护装置就认为已发生转子两点接地故障,发电机应立即停机。
二.定值整定
???????set?
式中?set——转子连点接地时位置变化的整定值
接地位置变化动作值一般可以整定为(5%~10%)Um(Um为发电机励磁
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电压);动作时限避开瞬时出现的两点接地故障整定,一般为0.5~1.0s。
三.转子两点接地保护逻辑框图
励磁回路一点接地 t ???????set? 励磁回路两点接地保护软连接片 励磁回路两点接地保护硬连接片 & t & 保 护动 作 第二章 反映短路故障的后备保护
第一节 过电流保护
发电机差动保护范围外发生故障,而故障设备的保护或断路器拒绝动作时,将引起发电机过电流。为此发电机装设了反映外部故障的过电流保护。同时,该保护也作为发电机的后备保护。
一. 发电机复合电压起动的过电流保护
复合电压起动的过电流保护由过电流元件、复合电压元件和TV断线闭锁元件组成,对于自并励的发电机组还需要增加记忆元件,作为后备保护。复合电压起动的过电流保护需加延时动作,在动作时限上与相邻后备保护相配合。
复合电压启动起动元件由一个过滤式负序电压继电器FYG和一个低电压继电器组成。低电压继电器经负序电压继电器的常闭触点接于相间电压上,以保证保护装置在对称三相短路时可靠地动作,并能够提高低电压继电器对三相短路的灵敏度。因为在发生三相短路开始瞬时将会短视出现负序电压,使负序电压继电器动作,待负序消失后,
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负序电压继电器返回,低电压继电器又接在相间电压上。若使低电压继电器返回,则要求发电机母线的残压必须大于继电器的返回电压。由于三相短路时三线电压均降低,故低电压继电器仍然处于动作状态,此时保护的工作情况即相当于低电压起动的过电流保护。 1.复合电压起动的过电流保护整定原则
(1).电流元件的动作电流按躲过发电机额定电流整定即: IKkDZ?KIe.F f式中 Kk——可靠系数,取1.2 Kf——返回系数,取0.85
(2).负序电压继电器的动作电压,按躲过真反常运行时出现的最大不平衡电压整定。根据运行经验通常取
UDZ.2?0.06Ue.F
(3).低电压元件的动作电压按躲过电动机自起动的电压确定,此外还应躲过发电机失磁运行时的最低运行电压。一般取:
UDZ?(0.6)Ue.F 2.复合电压起动的过电流保护特点
(1).由于负序电压继电器的整定值小,在后备保护范围内发生不对称短路故障时,电压元件有较高的灵敏度;
(2).在Y/ 接线的变压器发生不对称短路时,电压元件的灵敏度与变压器的接线方式无关;
(3).三相短路时,由于瞬时出现负序电压,负序电压继电器动作后低电压继电器由于失压一定能动作。待负序电压消失后负序电压继电器返回,低电压继电器又接于相间电压上,这时只要不返回就可以切除故障。
3.负荷过电流保护逻辑框图
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复合过流软连接投入 机端TV三相断线 & 低电压起动元件投入 》 低电压起动元件动作 记忆功能投入 & & & && 相电流过电流元件动作 》负序过电流元件动作 1 后备保护硬连接片投入 二.发电机低电压起动的过电流保护
1.低电压起动的过电流保护的原理分析
发电机过负荷运行情况下,其电压不会显著下降,而该保护再低电压时才会启动,为此,此时保护不动作。过电流保护按照躲过发电机的额定电流来整定,因为不考虑可能出现的最大负荷电流,从而降低了保护的动作整定值,提高了保护的灵敏度。另外电流继电器接在发电机的中性点侧的电流互感器上,电压继电器接在相间电压上,这样相间短路有较高的灵敏度 2.保护的整定计算
(1)过电流保护的动作电流按躲过发电机的额定电流整定,即:
IKkDZ?KIe.Ff
式中 Kk——可靠系数,取1.2 Kf——返回系数,取0.85 Ie.F——发电机的额定电流
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(2)低电压起动元件的动作值按躲过正常运行情况下可能出现的最低工作电压整定,并当发电机外部故障切除后,在电动机启动过程中低电压元件应可靠返回,即:
Ug.minDZ?UK
kKf式中
Ug.min——正常运行时可能出现的最小工作电压,一般
取0.9Ue.F(Ue.F为发电机额定电压) Kk——可靠系数,取1.1~1.2 Kf——返回系数,取1.15~1.25
对于汽轮发电机组,低电压起动元件的动作电流还应躲过发电机失磁后出现非同步运行方式时的最低电压,一般采用: UDZ?0.6Ue.F
(2) 过电流保护的动作时限,应比发电机电压母线上其他连接元件保护的最大动作时限tbh.max大二至三个时限阶段,即: t?tbh.max?(2?3)?t
三. 发电机负序过电流保护
发电机负序过电流保护一般为两段式负序过电流保护。当发电机在正常运行时,定子绕组中没有负序电流或由于负荷不平衡而引起的负序分量,当外部发生不对称短路时将出现很大的负序电流。因此,通常采用的定时限负序过电流保护的动作电流不必要考虑躲过发电机正常运行时的负荷电流因而提高了该保护反应不对称故障的灵敏度。
考虑到发电机正常运行时由于负荷不对称而在定子绕组中有负
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