发电机保护配置优化方案

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：对于发电机—变压器组,对容量在100MW以下的发电机,应装设保护区不小于定子绕组90%的定子绕组接地保护;对容量100MW及以上的发电机,应装设保护区为100%的定子绕组接地保护,保护带时限动作于信号,必要时也可动作于停机。

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB/T14285—2006)的规定,发电机应装设以下继电保护装置。

1.纵联差动保护

对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路,应装设纵联差动保护。

2.定子绕组匝间短路保护

对定子绕组为星形接线,每相有并联分支且中性点侧有分支引出端的发电机,应装设横联差动保护。对于中性点侧只有三个引出端的大容量发电机,可采用零序电压式或转子二次谐波电流式匝间短路保护。

3.定子绕组单相接地保护

对直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障,当单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的补偿作用)大于或等于表11-1规定的允许值时,应装设有选择性的接地保护。

表11-1　发电机定子绕组单相接地时接地电流允许值

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对于发电机—变压器组,对容量在100MW以下的发电机,应装设保护区不小于定子绕组90%的定子绕组接地保护;对容量100MW及以上的发电机,应装设保护区为100%的定子绕组接地保护,保护带时限动作于信号,必要时也可动作于停机。

4.励磁回路一点或两点接地保护

对于发电机励磁回路的接地故障,水轮发电机一般只装设励磁回路一点接地保护,小容量机组可采用定期检测装置;100MW以下汽轮发电机,对励磁回路的一点接地,一般采用定期检测装置,对两点接地故障,应装设两点接地保护。对于转子水内冷发电机和100MW及以上的汽轮发电机,应装设一点接地保护和两点接地保护装置。

5.失磁保护

对于不允许失磁运行的发电机,或失磁对电力系统有重大影响的发电机,应装设专用的失磁保护。

6.对于发电机外部短路引起的过电流

对于发电机外部短路引起的过电流可采用下列保护方式。

(1)过电流保护。用于1MW及以下的小型发电机。

(2)复合电压启动的过电流保护。一般用于1MW以上的发电机。

(3)负序过电流及单相低电压启动的过电流保护。一般用于50MW及以上的发电机。

(4)低阻抗保护。当电流保护灵敏度不足时,可采用低阻抗保护。

7.过负荷保护

定子绕组非直接冷却的发电机,应装设定时限过负荷保护。对于大型发电机,过负荷保护一般由定时限和反时限两部分组成。

8.转子表层过负荷保护

对于由不对称过负荷、非全相运行或外部不对称短路而引起的负序过电流,一般在50MW及以上的发电机上装设定时限负序过负荷保护。100MW及以上的发电机,应装设由定时限和反时限两部分组成的转子表层过负荷保护。

对于水轮发电机或100MW及以上的汽轮发电机,应装设过电压保护。

10.逆功率保护

对于汽轮发电机主气门突然关闭而出现的发电机变电动机的运行方式,为防止汽轮机遭到损坏,对大容量的发电机组应考虑装设逆功率保护。

11.励磁绕组过负荷保护

对于励磁绕组的过负荷,在100MW及以上并采用半导体励磁系统的发电机上,应装设励磁回路过负荷保护。

12.其他保护

当电力系统振荡影响机组安全运行时,对300MW及以上机组,宜装设失步保护;对300MW及以上的发电机,应装设过励磁保护;当汽轮机低频运行造成机械振动,叶片损伤对汽轮机危害极大时,应装设低频保护。

为了快速消除发电机内部的故障,在保护动作于发电机断路器跳闸的同时,还必须动作于灭磁开关,断开发电机励磁回路,以便使定子绕组中不再感应出电动势继续供给短路电流。