大型汽轮发电机定子匝间故障继电保护及中性点侧引出方式的探讨

本文从大型汽轮发电机设计制造的角度,论述定子匝间故障发生的概率,装设匝间故障保护的必要性、中性点侧引出６个出线端的可能性,并就装设新型匝间保护所涉及的主要问题提出看法和建议。     

大型汽轮发电机匝间短路保护必要性探讨

介绍了陡河发电厂４例发电机定子绕组短路故障情况,认为发电机定子绕组的同槽同相,发电机制造工艺的缺陷及绝缘材料的老化均可能造成匝间短路,因此有必要装设匝间保护。     

发电机匝间短路保护及继电器

一、前言现代大型发电机定子绕组,每相都有两组以上的并联分支,对于每相定子绕组匝间或分支间的短路,称为定子绕组匝间短路故障。发电机匝间短路的短路电流可能超过机端三相短路电流很多,故匝问短路是发电机的一种严重故障。以往对于双星形接线而且中性点引出六个端子的发电机,通常装设单元件式横差保护,但大型机组由于一些技术上和经济上的考虑,发电机中性点侧常常又引出三个端     

大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析

大型调相机(容量为300 Mvar)实际运行中存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护或匝间短路保护性能不完善将是调相机安全运行的严重隐患。文中运用"多回路分析法",对两种冷却方式大型调相机所有实际可能发生的内部故障进行了仿真分析,分析结果表明大型调相机现有主保护配置方案(完全纵差保护+纵向零序电压保护)存在较大的保护死区。进一步分析了纵向零序电压保护不能动作的故障类型,为大型调相机主保护性能的改善提供借鉴。     

大型汽轮发电机绕组同槽同相调查及保护方案定量化设计

大型汽轮发电机实际存在定子绕组匝间短路,不装设匝间短路保护是发电机安全运行的严重隐患.文中以2台300 MW汽轮发电机主保护配置方案的定量化设计为例,说明保护人员应与业主、电机制造厂家密切配合,争取汽轮发电机中性点侧引出2个中性点并装设分支电流互感器,为装设横差保护和不完全纵差保护提供可能,从而对发电机的安全运行提供高质量的保证.     

差动保护的工作原理

<正>差动保护是变压器的主保护,是按循环电流原理装设的。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。     

发电机转子磁极故障分析及处理

发电机横差保护是装设于发电机多分支的定子绕组中,防止绕组匝间短路的一种保护。就某水电厂运行期间发电机横差保护动作的现象,着重阐述分析因转子磁极故障引起横差保护动作的原因并阐述故障处理过程。     

发电机转子绕组匝间短路故障的动态检测

阐述了发电机转子绕组匝间短路故障的产生原因和发电机转子绕组匝间短路故障的检测方法．其中，在发电机气隙中装设微分探测线圈，实现对发电视转子绕组匝间短路故障的动态检测．这一方法，克服了其它检测方法的不足和缺陷，可对发电机转子绕组在工况下的状况进行实时跟踪检测，及早发现匝间短路故障．该文对这一方法的实践进行了较为详细的分析、说明和叙述。装设微分探测线圈，具有简单易行、经济、安全可靠的特点，是一项必备的检测手段，应全面推广实施，确保发电机的安全可靠运行。     

水轮发电机高灵敏横差保护的试验研究

通过凸极发电机内部匝间、相间不对称短路、外部相间短路试验,石泉水电厂现场测试分析,提出减少横差保护用CT变比、提高三次谐波滤过比、降低横差保护定值,可以在保证外部故障可靠不误动的前提下,使单元件式横差保护成为水轮发电机所有内部故障(相间、匝间短路,定子开焊)的最简单灵敏的一种主保护。文中还具体介绍了一台水轮发电机装设高灵敏的BL—56型横差保护的实例。     

一起220 kV变压器匝间短路故障诊断与分析

文中对一起220 kV变压器匝间短路故障进行分析,从保护动作、诊断试验以及解体检查3个维度,对变压器典型匝间短路的故障特征及诊断过程进行介绍。纵联差动和增量差动保护提示A相绕组存在匝间或高阻接地故障;低电压空载和绕组变形试验表明A相存在匝间短路或磁路故障;变比测试提示高压绕组存在匝间短路。解体检查发现A相高压绕组确实存在匝间短路故障,验证了所诊断分析的结论。     

燃气轮发电机20 Hz注入式定子接地保护灵敏度分析

20 Hz注入式定子接地保护与发电机绕组的接地故障位置无关,能够反映定子绕组绝缘的均匀下降,能够对绝缘老化起到监督作用。一般来说,与基波+3次谐波原理的定子接地保护相比,20 Hz注入式定子接地保护有灵敏度高、整定简单、调试方便等特点。但是同时也应该注意到,20 Hz注入式定子接地保护的灵敏度与发电机中性点接地设备的参数密切相关,中性点等一次设备的参数若配置不当,反而会降低20 Hz注入式定子接地保护的灵敏度,从而直接影响注入式定子接地保护功能的发挥,留下安全隐患。     

选择性发电机定子单相接地保护方法

在深入分析发电机对地泄漏电流(即3倍中性点侧零序电流与机端出线侧零序电流之差)的基础上,提出了一种通过比较发电机定子单相接地故障时各发电机泄漏电流的大小或方向进行保护的发电机定子接地保护新方法。该方法利用发电机对地泄漏电流的基波分量和3次谐波故障分量,分别判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部,实现100%定子接地保护。EMTP仿真分析表明该保护方法能有效检测定子单相接地故障和准确判断接地故障发电机,适用于各种中性点接地方式,具有鲁棒性强、准确度高等特点。     

柘溪250 MW水轮发电机主保护配置方案设计

多分支发电机定子绕组形式的差异导致了发电机不同的内部故障形式,主保护配置方案的设计需要针对具体故障集的整体保护效果展开研究,以确定发电机中性点引出方式和主保护配置原则。文章以湖南省柘溪水力发电厂扩建工程中250MW水轮发电机为对象,基于实际内部短路故障集内故障的保护效果分析,确定了主保护配置方案,可作相关工程参考。     

发电机中性点接地方式及其对定子接地保护的影响

发电机中性点运行方式有中性点不接地、小阻抗接地、高阻抗接地、消弧线圈接地。不同的发电机中性点运行方式对不同的发电机定子接地保护方式的保护效果影响很大,其中的外部注入低频信号定子接地保护,能够适应各种不同中性点接地的发电机,不但能够反映定子绕组的接地故障,而且能够反映定子绕组回路对地绝缘降低,这是今后发电机定子接地保护的主要方法。     

基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

发电机定子绕组单相接地故障的定位方法

对发电机定子单相接地故障进行故障定位,能够扩展目前定子单相接地保护的功能,有利于尽早发现和排除接地故障。提出了一种针对中性点经配电变压器高阻接地的发电机定子单相接地故障定位方法。由基波零序电压启动故障定位功能,根据发生单相接地故障后故障相机端对地电压最低的特点,判断出故障相别。进一步利用故障位置与发电机零序电压、故障相相电压、对地电容以及接地故障过渡电阻之间的关系,计算出具体的故障位置,其中,接地故障过渡电阻值由外加20Hz电源定子单相接地保护计算得到。此故障定位方法简单易行,无需另外增加设备。动模试验结果验证了此故障定位方法的正确性和有效性。     

一次与二次结合,共创发电机优化设计新方法

通过3台发电机主保护定量化设计结果的对比,说明在大中型发电机定子绕组的初步设计中应考虑发电机中性点侧的引出方式、实际可能发生的内部故障特点和相应的主保护配置方案。发电机设计(一次)与继电保护(二次)工作的分离,存在发电机安全运行的隐患。只有发电机设计与继电保护密切合作,才有可能完成定子绕组的优化设计。     

发电机定子绕组单相接地保护自适应判据研究

分析了发电机机端和中性点的零序基波及3次谐波电压故障暂态分量的特点,在此基础上提出了发电机定子绕组单相接地保护的自适应判据。该判据考虑了零序基波电压及3次谐波电压故障分量的综合效应,并以制动信号谱能量和动作信号谱能量的比值作为制动系数,该值在发电机正常运行时接近为1,在发电机定子绕组单相接地时远小于1。因此,自适应判据有效提高了保护在定子绕组经过渡电阻单相接地情况下的灵敏度。文章还建立了发电机的多回路暂态数学模型,采用半隐格式求解法对定子单相接地故障进行了仿真,结果证明了所提判据的有效性和良好的抗噪性。     

同步发电机定子内部故障暂态过程及对保护的影响

利用基于多回路法的凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态过程仿真程序，讨论了定子支路电阻和阻尼支路电阻对故障暂态过程及稳态的影响，分析了同步发电机并网运行时定子绕组故障暂态过程中的单元件横差保护、裂相横差保护、完全纵差保护和不完全纵差保护的灵敏度，认为对于没有制动电流的单元件横差保护灵敏度在暂态过程中得到了提高，但对有制动电流的裂相横差、完全纵差和不完全纵差保护的灵敏度则需要具体分析。