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发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施
发布时间:发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施

  发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施_电力/水利_工程科技_专业资料。发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施 摘 要: 电力系统中发生不对称短路或者三相负荷不对称时,而后发电机定 子绕组中将出现负序电流。 负序电流产生负序旋转磁场,并且以两倍的同步速度 切割转子,在转子

  发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施 摘 要: 电力系统中发生不对称短路或者三相负荷不对称时,而后发电机定 子绕组中将出现负序电流。 负序电流产生负序旋转磁场,并且以两倍的同步速度 切割转子,在转子的表面产生了感应电流,使得转子的表层热度过大,进而烧伤 或者损坏转子。 文章对两种发电机即负序过负荷和过电流的产生以及动作方程做 出分析, 并且在此基础上提出相应的保护措施,对汽轮发电机和水轮发电机的转 子保护有十分重要的意义。 关键词:负序过负荷;负序过电流;汽轮发电机;水轮发电机 负序过负 荷和过电流主要造成的烧伤在于转子,因此,装设发电机负序过电流保护的主要 目的在于保护发电机转子。 某些情况下还可以作为发电机变压器内部或者系统不 对称短路故障的后备保护。对于大型汽轮发电机,其承受的负序电流能力,主要 取决其转子发热的条件。发热是一个积累的过程,因此,汽轮发电机的负序过电 流保护应具有反时限动作特性。 水轮发电机在负序电流的作用下,过热的程度比 汽轮发电机小很多,约为汽轮发电机的 1/10。但是,水轮机直径很大,焊接条件 比较多,其承受负序电流能力应由 100 Hz 的振动的条件限制。因此,水轮发电 机负序过电流保护可以没有反时限特性。 1 发电机负序过负荷及过电流分析 该部分将介绍发电机保护的构成,和负序过负荷及过电流的动作特性。 1.1 保护的构成 保护分为负序过负荷和负序过电流两部分组成。过负荷是作用于信号的,而 过电流是作用于切机的。 中小型发电机和水轮发电机通常采用的是定时限负序过电流保护。 然而大型 汽轮发电机负序过电流保护是具有反时限特性的。 该动作的特性通常是由三部分 构成的。 即反时限部分的上限以及下限定时限的部分。反时限部分的作用在于防 止由于过热造成的损伤发电机转子, 上限和下限定时限左右在于作为发变组内部 短路和相邻元件后备的保护。 保护的接入电流,应为发电机中性点 TA 二次三相电流。 大型汽轮发电机负序过负荷及过电流保护的逻辑图如图 1 所示, 其中 A, B, C,D,分别为发电机 TA 二次三相电流;I2op 为负序过负荷元件;I2op1 为负序 过电流下限定时限元件; I2oph 为负序过负荷元件; I2t 为负序过电流反时限元件。 1.2 动作方程 ①负序过负荷元件 I2≥I2op。 ②过电流元件满足以下条件:I=IopI≥Iopt= 1.3 动作特性 负序过负荷保护的动作特性为定时限特性。 负序过电流保护的动作特性如图 2 所示。其中,I2oph 为上限动作负序电流;I2op1 为下限动作负序电流;tup 为 上限动作时间,ts 为下限动作时间。 2 保护措施 本部分将对定时限过负荷保护,反时限过电流保护,以及提高保护的动作可 靠性措施做出介绍。 定子绕组通入三相交流电时,在定子铁心内产生旋转磁场。如果磁场旋转的 方向是顺时针的方向,开始通电时,磁场方向上为 N 极,下为 S 极,转子处于 静止状态,与磁场有相对运动,相当于转子向逆时针方向运动,转子上部的导体 相当于向左做切割磁力线运动, 产生感应电动势,感应电动势的方向用右手准则 判定,方向由纸面向外,转子下部的导体相当于向右做切割磁力线运动,因此导 体内有感应电流通过。 这样导体在磁场中又受到电磁力的作用,作用力的方向用 左手定则判断。转子上、下部导体受力的方向为逆时针方向,所以转子在力矩作 用下逆时针旋转起来。 转子的旋转方向与旋转磁场的方向相同,转子的转速一定 要小于磁场的转速, 这样才能使转子与旋转磁场有相对运动,而受到电磁力的作 用,否则转子的转速与旋转磁场的转速相同,转子导体不切割磁力线,也就不能 产生感应电动势,没有感应电流,电磁力为零,转子也就不能转动了。所以,转 子转速必须小于磁场的转速,即小于同步转速。 2.1 定时限过负荷保护 对负序过负荷保护整定,是要确定过负荷元件动作电流和动作的延时。 2.1.1 动作电流 在电力系统中,由于三相不肯能完全对称,总是有负序电流存在。当发电机 的负序电流小于某一值, 而长期运行对发电机无公害,将该某一值的负序电流定 为发电机长期允许负序电流。用 I2∞来表示。发电机负序过电流负荷元件的动作 电流,应按发电机长期允许的负序电流 I2∞来整定,即: I2op=Krel 式中, I2op 表示负序过负荷动作电流; Krel 代表可靠系数; K 代表返回系数。 2.1.2 发电机长期允许的负序电流 各国大型发电机长期允许的负序电流值如表 1 所示。 2.2 反时限过电流保护 2.2.1 下限动作电流及动作延时 下限动作电流,可以按照其定时限负序过负荷保护电流 1.3 倍整定,即: I2op1=0.1× 1.3IN=0.13IN,ts=300~600 s 2.2.2 上限动作电流及动作延时 上限动作电流, 应该按照发电厂的高压母线发生的两相短路发电机所提供负 序电流 1.1~1.5 倍整定, 而上限动作时间应该与高压母线出现综联保护或者距离 保护动作时间配合来整定。上限动作电流的计算: I2oph=(1.1--1.5) 式中,X 为发电机负序电抗标么值;X 为发电机次暂态阻抗标么值;X 为变 压器电抗标么值。 2.3 提高保护的动作可靠性措施 由于定值等计算造成的误差, 造成负序反时限过流保护的不正确动作例子非 常多。因此,为提高该类保护动作可靠性,对定值的正确整定是很有必要。 ①关于上限定值的整定。整定原则:当发电厂高压母线及出线上发生故障, 为了确保母线保护或者线路纵联保护首先运作,为此,反时上限动作电流应该略 大于高压母线上的相间短路时供给最大的负序电流。 ②关于定值的输入回路。由于该保护需要整定的参数很多,因此,在输入和 固化整定值的时后应该特别注意的是,不能把各参数输错。否则,后果严重。 3 结 语 本文对发电机负序过负荷以及发电机负序过电流的产生危害、 以及对转子的 保护做出了分析和说明,深度揭秘ag杀猪真相在发电机转子的保护具有十分重要的意义。 参考文献: [1]