发电机组保护问题 1. 发电机转子一点接地保护 答：电机转子一点接地保护与起励电源在正常情况下，发电机励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻与分布电容，当励磁绕组绝缘严重下降时，励磁回路有可能出现一点接地故障。励磁回路发生一点接地，对发电机运行没有直接影响，但励磁回路对地电压升高，在切断励磁回路线路或一次回路主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，可能出现第二个接地点，形成两点接地故障。因此，发电机组不允许在励磁回路一点接地后继续运行。 2. 什么是复合电压过电流保护?有何优点? 答：复合电压过电流保护通常作为变压器的后备保护，它是由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件，两个继电器只要有一个动作，同时过电流继电器也动作，整套装置即能启动。该保护较低电压闭锁过电流保护有下列优点： (1)在后备保护范围内发生不对称短路时，有较高灵敏度。 (2)在变压器后发生不对称短路时，电压启动元件的灵敏度与变压器的接线方式无关。 (3)由于电压启动元件只接在变压器的一侧，故接线比较简单。 3. 什么是变压器零序方向保护?有何作用? 答：变压器零序方向过流保护是在大电流接地系统中，防御变压器相邻元件(母线)接地时的零序电流保护，其方向是指向本侧母线。它的作用足作为母线授地故障的后备，保护设有两级时限，以较短的时限跳闸母线或分段断路器，以较长时限跳开变压器本侧断路器。 4. 发电机应装哪些保护?它们的作用是什么? 答：对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态，应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护：定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时，才装设该种保护。 (3)单相接地保护：发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护：励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护：防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后，从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响， l00MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护，中小型发电机只装设定子过负荷保护；大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护：当发电机纵差保护范围外发生短路，而短路元件的保护或断路器拒绝动作，这种保护作为外部短路的后备，也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护：用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压，水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护，中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护：电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称（如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大）时，会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热，造成转子的局部灼伤，因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护：反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭，或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时，从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故，放大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护，用于保护汽轮机。 5. 什么是正序电流和负序电流和零序电流? 正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时，把三相的不对称分量分解成对称分量（正、负序）及同向的零序分量。只要是三相系统，就能分解出上述三个分量（有点象力的合成与分解，但很多情况下某个分量的数值为零）。对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零（这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因）。当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了（有时只有其中的一种），因此通过检测这两个不应正常出现的分量，就可以知到系统出了毛病（特别是单相接地时的零序分量）。下面再介绍用作图法简单得出各分量幅值与相角的方法，先决条件是已知三相的电压或电流（矢量值），当然实际工程上是直接测各分量的。由于上不了图，请大家按文字说明在纸上画图。 从已知条件画出系统三相电流（用电流为例，电压亦是一样）的向量图（为看很清楚，不要画成太极端）。 1）求零序分量：把三个向量相加求和。即A相不动，B相的原点平移到A相的顶端（箭头处），注意B相只是平移，不能转动。同方法把C相的平移到B相的顶端。此时作A相原点到C相顶端的向量（些时是箭头对箭头），这个向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一，这就是零序分量的幅值，方向与此向量是一样的。 2）求正序分量：对原来三相向量图先作下面的处理：A相的不动，B相逆时针转120度，C相顺时针转120度，因此得到新的向量图。按上述方法把此向量图三相相加及取三分一，这就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差120度的方法分别画出B、C两相。这就得出了正序分量。 3）求负序分量：注意原向量图的处理方法与求正序时不一样。A相的不动，B相顺时针转120度，C相逆时针转120度，因此得到新的向量图。下面的方法就与正序时一样了。 通过上述方法大家可以分析出各种系统故障的大概情况，如为何出现单相接地时零序保护会动作，而两相短路时基本没有零序电流。 在这里再说说各分量与谐波的关系。由于谐波与基波的频率有特殊的关系，故在与基波合成时会分别表现出正序、负序和零序特性。但我们不能把谐波与这些分量等同起来。由上所述，之所以要把基波分解成三个分量，是为了方便对系统的分析和状态的判别，如出现零序很多情况就是发生单相接地，这些分析都是基于基波的，而正是谐波叠加在基波上而对测量产生了误差，因此谐波是个外来的干扰量，其数值并不是我们分析时想要的，就如三次谐波对零序分量的干扰。 6. 为什么发电机要装设转子接地保护? 答：发电机励磁回路一点接地故障是常见的故障形式之一，励磁回路一点接地故障，对发电机并未造成危害，但相继发生第二点接地，即转子两点接地时，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体，并使磁励绕组电流增加，可能因过热而烧伤绕组；由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡从而引起振动甚至还可使轴系和汽轮机磁化。所以，两点接地故障的后果是严重的，必须装设转子接地保护。 |
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