发电机负序电流保护优化方案

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：大型汽轮发电机应装设能与负序过热曲线配合较好的具有反时限特性的负序电流保护。通过适当调整,可使保护时限特性与发电机的负荷发热允许电流曲线相配合,以达到保护发电机免受负序电流过热而损坏的目的。

1.定时限负序电流保护

对于中、小型发电机,负序过电流保护大多采用两段式定时限负序电流保护,定时限负序电流保护由动作于信号的负序过负荷保护和动作于跳闸的负序过电流保护组成。

负序过负荷保护的动作电流按躲过发电机允许长期运行的负序电流整定。对汽轮发电机,长期允许负序电流为额定电流的6%～8%,对水轮发电机长期允许负序电流为额定电流的12%。通常取为0.11IN。保护时限大于发电机的后备保护的动作时限,可取5～10s。

负序过电流保护的动作电流,按发电机短时允许的负序电流整定。对于表面冷却的发电机其动作值常取为(0.5～0.6)IN。此外,保护的动作电流还应与相邻元件的后备保护在灵敏度上相配合。一般情况下可以只与升压变压器的负序电流保护在灵敏度上配合。保护的动作时限按阶梯原则整定。一般取3～5s。

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图11-21　两段式负序定时限过电流保护时限特性与发电机允许的负序电流曲线的配合

保护动作时限特性与发电机允许的负序电流曲线的配合情况如图11-21所示。

在曲线ab段内,保护装置的动作时间大于发电机允许的时间,因此,可能出现发电机已损坏而保护未动作的情况;在曲线bc段内,保护装置的动作时间小于发电机允许的时间,没有充分利用发电机本身所具有的承受负序电流的能力;在曲线cd段内,保护动作于信号,由运行人员来处理,可能值班人员还未来得及处理时,发电机已超过了允许时间,所以此段只给信号也不安全;在曲线de段内,保护根本不反应。

两段式定时限负序电流保护接线简单,即能反应负序过负荷,又能反应负序过电流,对保护范围内故障有较高的灵敏度。在变压器后短路时,其灵敏度与变压器的接线方式无关。但是两段式定时限负序电流保护的动作特性与发电机发热允许的负序电流曲线不能很好地配合,存在着不利于发电机安全及不能充分利用发电机承受负序电流的能力等问题,因此,在大型发电机上一般不采用。大型汽轮发电机应装设能与负序过热曲线配合较好的具有反时限特性的负序电流保护。

2.反时限负序电流保护

反时限特性是指电流大时动作时限短,而电流小时动作时限长的一种时限特性。通过适当调整,可使保护时限特性与发电机的负荷发热允许电流曲线相配合,以达到保护发电机免受负序电流过热而损坏的目的。

采用式t=构成负序电流保护的判据,其中I*2为负序电流标幺值。

发电机负序电流保护时限特性与允许负序电流曲线的配合如图11-22所示。图中,虚线为保护的时限特性,实线为允许负序电流曲线。由图可见,发电机负序电流保护的时限特性具有反时限特性,保护动作时间随负序电流的增大而减少,较好地与发电机承受负序电流的能力相匹配,这样既可以充分利用发电机承受负序电流的能力,避免在发电机还没有达到危险状态的情况下被切除,又能防止发电机损坏。