发电机保护1

null1 发电机保护North China Electric Power University1 发电机保护发电机保护发电机保护1.5 发电机低励及失磁保护null1.5.1 概述1.正常运行时的基本关系对隐极发电机：静稳极限：null1.正常运行时的基本关系对凸极发电机：null转子运动方程：1.正常运行时的基本关系null(1)低励励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流。(2)失磁完全失去励磁电流。2.低励失磁概念null3. 失磁的原因(1)励磁绕组断线，灭磁开关误动作；(2)励磁装置元件损坏；(3)励磁绕组绝缘老化、短路；(4)运行人员误操作。 大型机组励磁环节比较多，属于常见故障，一般原因有下面几种：null4. 失磁的物理过程(1)失去静态稳定之前失磁后励磁电流不会立刻为零，一般按指数规律衰减。P和PT达到新平衡null4. 失磁的物理过程(1)失去静态稳定之前特征： 1)只要PT没有明显减小，则P将在原来的水平上波动，平均功率基本不变； 2)转子基本上仍保持同步速； 当转子回路的暂态过程结束后，无功功率的变化完全由功角变化决定。 3) Q逐渐减小，减小速度与功角和电势变化速度有关；null4. 失磁的物理过程(1)失去静态稳定之前特征： 2)转子基本上仍保持同步速； 3) Q逐渐减小，减小速度与功角和电势变化速度有关； 4)对于隐极机，当达到静稳极限时无功功率为固定负值。 1)只要PT没有明显减小，则P将在原来的水平上波动，平均功率基本不变；null4. 失磁的物理过程(2)开始失步特征： 1)同步功率消失或下降为某值，转速明显上升； 2)滑差加速增大，功角也很快增大； 4)随着滑差增大，转子感应出差频电流，产生异步功率。null4. 失磁的物理过程(3)完全失步特征： 1)调速器开始作用，原动机功率下降；全失磁时： 同步功率为零，异步功率和原动机功率平衡，向系统输送有功，即处于稳定异步运行阶段；低励时： 同步功率正负周期性变化，只能实现“摆动”平衡，各电气量也均呈不同程度振荡。 2)电磁功率：null5. 低励、失磁的危害(1)对电力系统的危害 1)从电力系统中吸收无功功率，引起系统电压的下降，当无功功率储备不足时，可能使系统因电压崩溃而瓦解； 2)其它发电机无功功率输出增加，使某些发电机、变压器、线路过电流，扩大故障范围； 3)由于有功功率的摆动及电压的下降，使其它发电机或系统之间产生振荡，大量甩负荷。null5. 低励、失磁的危害(2)对发电机的危害 1)转子中出现差频电流，使得转子过热； 2)重负荷下失磁转差大，等效电抗小，吸收无功功率大，产生过电流使定子过热； 3)有功功率及转矩周期性摆动，作用在发电机轴系及机座上，发电机会周期性严重超速； 4)定子端部漏磁增强，使端部部件、铁心过热。null6. 对保护的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 (1)隐极机低励失磁保护 失磁后监视母线电压，当不危及系统安全时，应首先采取切换励磁电源、切换厂用电，降低原动机出力，并查找失磁原因予以消除，在允许时间内不能消除失磁原因时再停机； 低励时迅速将灭磁开关跳闸，投入异步电阻。(2)凸极机低励失磁保护 电抗值较小，失磁后滑差大，吸收无功功率大，异步运行所带有功功率小，且水轮发电机启动方便，因此水轮发电机失磁后动作于停机。1.5.2机端测量阻抗的变化规律 1.5.2机端测量阻抗的变化规律 1.机端测量阻抗 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式null2.等有功阶段圆心：半径：null3.静稳极限点(1)隐极发电机null3.静稳极限点(1)隐极发电机圆心：半径：null(2)凸极发电机3.静稳极限点 失磁前有功功率不同时，达到静稳极限时的静稳极限角也不同。达到静稳极限时对应的无功功率也不同。 null(2)凸极发电机3.静稳极限点null(2)凸极发电机在静稳极限点存在：3.静稳极限点null(2)凸极发电机3.静稳极限点null(2)凸极发电机3.静稳极限点null(2)凸极发电机3.静稳极限点null4.失步后的异步阻抗忽略定子电阻，假设励磁绕组短路null4.失步后的异步阻抗 虚线内就是异步阻抗的变化范围。1.4.3低励和失磁的阻抗判据1.4.3低励和失磁的阻抗判据1.动作特性(1)异步边界特性 该特性完全包含了异步阻抗，低励失磁后发电机早晚要进入异步运行，可由该特性反应。null1.动作特性(2)静稳边界特性 在第一、二象限的动作区容易使保护误动，可采用下面措施：1)汽轮发电机准静态边界苹果圆：加方向元件：折线3，下方为动作区null1.动作特性(2)静稳边界特性滴状曲线2是水轮发电机的静稳极限阻抗边界2)水轮发电机 实际应用中用两个圆弧组成的苹果圆来近似。null2.其它工况下阻抗的特征(1)接线方式失磁后：为能在同一坐标上分析，采用下面的形式：null2.其它工况下阻抗的特征(2)外部短路以孤立运行发电机机端BC两相短路为例：等值序网图为：null2.其它工况下阻抗的特征(2)外部短路null2.其它工况下阻抗的特征(2)外部短路过渡电阻较大时存在误动的可能，需采取防误动措施：1)采用延时2)负序电压、电流闭锁3)加方向元件减小动作区null2.其它工况下阻抗的特征(3)系统振荡异步边界特性保护不会误动各种特性保护都会误动，需采取闭锁措施：1)采用延时2)加励磁电压辅助元件null2.其它工况下阻抗的特征(4)长线充电 机端测量阻抗呈容性，失磁保护可能误动，且机组容量越小，电压等级越高，越容易误动，可利用开入量闭锁。(5)自同步并列 在尚未给上励磁的时间内，保护一定误动，影响自同步操作，可利用开入量闭锁。null2.其它工况下阻抗的特征(6)进相运行时与AVR的低励限制配合 低励限制的作用是当励磁电流下降到限制值时，限制励磁电流的下降或增加励磁电流使机组运行时不超过静稳极限。直线型低励限制特性为： 动作方程为： 机端电压降低时，特性将向上移动，低励限制越容易动作。 null2.其它工况下阻抗的特征(6)进相运行时与AVR的低励限制配合 根据规程规定，要求最低励磁限制的动作应能先于励磁自动切换和失磁保护动作。 异步边界特性为： 动作方程为： null2.其它工况下阻抗的特征(6)进相运行时与AVR的低励限制配合 将异步边界特性映射到PQ平面： null2.其它工况下阻抗的特征(6)进相运行时与AVR的低励限制配合 将异步边界特性映射到PQ平面： 随着机端电压下降，特性圆将变小并向上移动。 null2.其它工况下阻抗的特征(6)进相运行时与AVR的低励限制配合 按照规程低励限制特性应处于异步边界特性上方： 在允许的电压变换范围内，进行校核。 1.4.4低励失磁的三相低电压判据1.4.4低励失磁的三相低电压判据1.三相低电压判据 躲过正常运行时的高压母线最低电压，一般可取： 加延时躲振荡时的短时电压下降，一般取0.2～0.5s。由调度部门确定，对220kV系统，有的定为218kV，也有其它规定值。null2.等压边界阻抗圆null 半径为： 圆心为： 圆心为-1，半径为K，和r轴交点为K-1，-K-12.等压边界阻抗圆null圆心为：半径为：和纵轴的交点分别为：2.等压边界阻抗圆：null圆心为：半径为：和纵轴的交点分别为：2.等压边界阻抗圆：null3.几种特性的比较圆1：等有功圆圆2：静稳边界圆圆3：异步边界圆圆4：等压边界圆 异步边界圆动作较晚，但受其它工况影响小，多用于位于负荷中心、容量不大的发电机。 静稳边界圆动作较早，但受其它工况影响大，装置较复杂，多用于远离负荷中心、容量较大的发电机。null3.几种特性的比较圆1：等有功圆圆2：静稳边界圆圆3：异步边界圆圆4：等压边界圆 当与系统联系薄弱时，等压边界圆较大，可能先于异步圆动作； 即使静稳边界圆先动作，由于动作行为不同，低电压判据也不能由静稳判据取代。1.4.5低励失磁的转子判据1.4.5低励失磁的转子判据1.等励磁电压判据躲过正常运行时可能出现的最小励磁电压存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ： 重负荷下失磁,励磁电压仍较高时就已达到静稳边界，此时保护拒动。null2.变励磁电压判据(1)隐极发电机以当前有功功率下静稳边界对应的励磁电压作为动作值。标么值的形式：有名值的形式：null2.变励磁电压判据(1)隐极发电机以当前有功功率下静稳边界对应的励磁电压作为动作值。null2.变励磁电压判据(2)凸极发电机以当前有功功率下静稳边界对应的励磁电压作为动作值。null2.变励磁电压判据(2)凸极发电机以当前有功功率下静稳边界对应的励磁电压作为动作值。null2.变励磁电压判据(2)凸极发电机以当前有功功率下静稳边界对应的励磁电压作为动作值。动作判据为：null2.变励磁电压判据(2)凸极发电机以当前有功功率下静稳边界对应的励磁电压作为动作值。有名值动作判据为：null2.变励磁电压判据(3)应用中注意事项 1)发电机失步后，励磁电压会大幅度波动，电压元件会周期性动作返回，需要记忆措施； 2)外部故障或系统振荡时都可能误动，应加一定的延时； 3)轻载低励失磁后，动作电压太低，保护拒动，加定励磁电压判据；null2.变励磁电压判据(3)应用中注意事项 1)发电机失步后，励磁电压会大幅度波动，电压元件会周期性动作返回，需要记忆措施； 2)外部故障或系统振荡时都可能误动，应加一定的延时； 3)轻载低励失磁后，动作电压太低，保护拒动，加定励磁电压判据； 4)当TV断线时，有功测量失真，可能造成低励故障时保护拒动。1.4.6保护装置的构成 1.4.6保护装置的构成 阻抗元件作为主要判断元件；三相低压元件保证系统安全；励磁低压元件作为闭锁元件。null 1.失磁后如果母线电压下降到允许值之下，经延时跳闸； 2.母线电压满足要求时，经短延时减负荷等，经长延时停机，不允许异步运行时，也可短延时停机； 3.或门1构成记忆回路，保持励磁低电压元件的动作状态。动作行为：发电机保护发电机保护1.6 失步保护null1.6.1 装设失步保护的必要性。 1.大型发电机均采用单元接线方式 发变组本身电抗大，系统电抗小，振荡中心常位于机端附近，厂用电电压周期性下降，电动机制动，产生严重危害。 2.振荡电流很大，可与三相短路相比，在长时间内存在，给机组带来力和热的损害。 3．失磁保护不能代替失步保护，也不能作为失步保护的后备保护。null1.6.2 对失步保护的基本要求 1.能尽快检查失步，通常要求在第一个振荡周期内检出；null1.6.2 对失步保护的基本要求2.有鉴别短路与失步，失步振荡与同步摇摆的能力；功角变化不同： 失步振荡时，功角在3600范围内周期性变化 稳定振荡时，功角最终稳定在某一值。 null1.6.2 对失步保护的基本要求2.有鉴别短路与失步，失步振荡与同步摇摆的能力；机端测量阻抗不同： 短路时为曲线1； 稳定振荡时为曲线2； 失步振荡时为曲线3。 null1.6.2 对失步保护的基本要求3．一般不应立即动作于跳闸，而是发信号 4．振荡中心位于机组内部时，可动作于跳闸null1.6.3 双透镜特性失步保护1.基本原理 失步振荡时依次穿过各动作区，在各动作区都有停留时间。动作特性为； 短路后可能进入动作区，此时两元件同时动作，随后故障切除后退出动作区。null1.6.3 双透镜特性失步保护2.整定计算 保证所有振荡轨迹均进入动作。按系统最小运行方式整定。null2.整定计算元件： 保证所有振荡轨迹均进入动作。按动稳定边界整定1.6.3 双透镜特性失步保护null3.评价1.6.3 双透镜特性失步保护(1)简单，可由传统继电器构成，易于实现； (2)没有失步预测功能，动作时表明已经失步；(3)只能近似模拟动稳边界条件； (4)考虑电阻分量时，可偏移一个角度。null1.6.4 多直线遮挡器特性失步保护1.动作特性 4条电阻线将阻抗平面水平划分为6个区； 电抗线将阻抗平面垂直划分为2个区；判据：（1）在每个区都有停留时间，且大于整定时间，判为失步，滑极计数加1（2）穿过部分区域并反方向返回，判为稳定振荡（3）在任一区停留时间小于定值即进入下一区，判为短路（4）轨迹在电抗线上侧，则振荡中心在发变组之外，否则在发变组之内null2.整定计算(1)电抗线按动稳定边界整定1.6.4 多直线遮挡器特性失步保护null2.整定计算1.6.4 多直线遮挡器特性失步保护null1.6.4 多直线遮挡器特性失步保护3.逻辑框图null1.6.5测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护 1.基本原理假设振荡过程中两侧的电势相等，则振荡中心的电压为： 振荡中心电压的大小可以反应功角的大小，其变化率可以反应功角的变化速度。 null1.6.5测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护 1.基本原理失步保护判据为： 式中： 动作特性为： null1.6.5测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护 2.整定计算按照静稳极限时振荡中心电压整定 null1.6.5测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护 2.整定计算按照动稳极限时振荡中心电压整定 (3)斜率 null1.6.5测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护 3.振荡中心电压的测量