同步发电机的保护
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十分贵重的电气设备,因此,应该针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。
1.发电机的故陈、不正常运行状态及其保护方式
发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点接地或两点接地以及转子励磁回路励磁电流消失等。
发电机的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(如单相负荷、非全相运行等)而引起的发电机负序过电流;由于突然甩负荷而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;由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。
针对以上故障类型及不正常运行状态,发电机应装设以下继电保护装置:
1)对IMW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路,应装设纵差保护。
2)对直接连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)大于规定允许位时.应装设有选择性的接地保护装置。
对于发电机变压器组,对容在!00 M W以下的发电机.应装设保护区不小于定子绕组串联匝数90%的定子接地保护.对容量在100 M W及以上的发电机,应装设保护区为定子接地保护,保护带时限动作于信号.必要时也可以动作于切机。
3)对发电机定子绕组的匝间短路.当定子绕组星形接线、侮相有并联分支且中性点侧有分支引出端时.应装设横差保护;200 M W及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护。
4)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负序过电流及单元件低电压启动的过电流保护,一般用于50 mw及以上的发电机。
②复合电压(包括负序电压及线电压)启动的过电流保护,一般用于1MW以上的发电机。
③过电流保护,用于.MW及以下的小型发电机。
④带电流记忆的低电压过电流保护,用于自并励发电机。
5)对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流.一般在50 MW及以上的发电机上装设负序过电流保护。
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