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汽轮机发电机保护的应用论文.doc

汽轮机发电机保护的应用论文

yang美平
2017-11-11 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《汽轮机发电机保护的应用论文doc》,可适用于高等教育领域

汽轮机发电机保护的应用论文钢铁中小型发电机组继电气保护的设置与整定摘要:钢铁行业发电机组大多采用工业煤气原料为能源燃料其他的能源利用高炉产生的煤气、转炉煤气、焦炉煤气等通过锅炉产生蒸汽发电等利用煤气压差发电形成在循环经济节省了能源的浪费降低了钢铁行业的成本利用钢铁的各类能源余热形成自备发电机组在钢铁行业显得越来越重要这就需要进一步完善发电机组的各类生产运行保护。发电机机组由于结构复杂在运行中可能发生故障和异常运行状态这样会对发电机造成危害同时由于系统故障也可能损伤发电机特别是现代的大中型发电机由于容量大出现故障维修困难因此要对发电机可能发生的故障类型及不正常的运行状态进行分析并针对性设置相应的必要的保护措施来保证发电机组的正常运行。关键词:差动保护比例差动保护过负荷保护过流保护失磁保护。振动保护油系统保护轴移位保护超速保护目录:、引用标准和规范、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》BS、《电力预防性试验规程》DL、《继电保护和自动装置技术规程》DL、《护技术规程》、《继电保护装置运行整定规程》DLT、《继电保护技术规程》GB、电力能源的发展、电力系统:就是指发电厂、变电所、送电线路、用电设备所构成的整体。、电力能源:水力发电、火力发电、核电、太阳能发电(环保型)、风力发电(环保型)。、钢铁行业电力能源的循环经济发展、利用剩余煤气发电(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气)、煤气余压发电等、锅炉生产蒸汽推动汽轮机发电(即汽轮机发电机组装机量MWMW)。、、利用高炉煤气压差TRT发电机(KWKW)、、CCPP发电kW–MW)、、干熄焦发电机、继电保护的发展状况、第一代的继电保护是电磁式继电器。、第二代的继电器装置加装的晶体管保护装置。、第三代的继电器装置是以集成电路为保护装置。、第四代是以微机继电器保护装置的检测、控制、显示、保护遥控等综合保护装置。、电气继电保护概论、继电保护的作用、、继电保护的概念及任务电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。继电保护的基本任务是:电力系统发生故障时自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除保证非故障设备继续运行尽量缩小停电范围电力系统出现异常运行状态时根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。、继电保护的基本原理和保护装置的组成、、反应系统正常运行与故障时电器元件(设备)一端所测基本参数的变化而构成的原理(单端测量原理也称阶段式原理)、、反应电气元件内部故障与外部故障(及正常运行)时两端所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理(双端测量原理也称差动式原理)、、保护装置的组成部分输入测量逻辑执行输出信号信号整定值、对电力系统继电保护的基本要求、、继电保护的灵敏度、快速性、选择性、可靠性。、、、选择性:继电保护动作的选择性是指保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除使停电范围尽量缩小以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行、、、速动性:继电保护的速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除故障设备。故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度应尽量地快速切除故障。、、、灵敏性:继电保护的灵敏性是指保护装置对于其应保护的范围内发生故障的反应能力。(保护不该动作情况与应该动作情况所测电气量相差越大灵敏度)。一般用灵敏系数Klm来衡量灵敏度。、、、可靠性:继电保护的可靠性是指保护装置在电力系统正常运行时不误动再规定的保护范围内发生故障时应可靠动作而在不属于该保护动作的其他任何情况下应可靠的不动作。(主保护对动作快速性要求相对较高后备保护对灵敏性要求相对较高。、保护分类电力系统中的电力设备和线路应装设短路故障和异常运行的保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护必要时可增设辅助保护。、、主保护主保护是满足系统稳定和设备安全要求能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。、、后备保护后备保护是主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。a远后备是当主保护或断路器拒动时由相邻电力设备或线路的保护实现后备。b近后备是当主保护拒动时由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护当断路器拒动时由断路器失灵保护来实现的后备保护。、、辅助保护辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。、、异常运行保护异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。、同步发电机的构成和运行参数、同步发电机是将原动机的机械能转变为电能的旋转机械。由于发电机转速总是与定子绕组通过三相电流后产生的旋转磁场转速相等所依成为同步发电机。、同步发电机基本原理是由定子和转子两部分组成。、、定子三相交流绕组镶嵌于冲好槽的硅钢片叠加而成的铁芯里。、、转子主要由转子铁芯和励磁绕组组成通可控制的直流励磁源。、同步发电机运行参数、、电气绝缘等级:Y级A级E级B级F级H级。O、、汽轮发电机耳钉冷却空气温度为C、、发电机运行电压变化范围是在额定电压的以内。、、频率变动的范围不超过Hz(MW及以上发电机组不超过Hz。发电机机组转速允许变化范围是rPm。、、功率因数:一般情况下中小型发电机组的额定功率因数在大型发电机组额定功率因数或。、、在额定负荷连续运行时汽轮发电机三相电流之差不超过额定电流的。、、允许过负荷短时间的过负荷对绝缘寿命影响不大因为绝缘老化需要一定的时间的变化过程绝缘材料变脆介质损失角增大击穿电压下降都需要一个高温作用时间高温时间越短损害程度越轻。短时间允许过负荷时间对于空气或氢表面冷却的发电机可参照如下表:定子绕组短时间过负荷电流额定电流持续时间(min)、通常发电机可能发生时故障和相应的主要保护装置、定子的相间短路会引起巨大的短路电流严重烧毁发电机而需要设立的瞬时动作纵联差动。、定子绕组的相间的匝间短路(分为同相一分支绕组的匝间短路和同相异分支路绕组的匝间短路)匝间短路会产生巨大的短路电流而烧毁发电机定子这样需要设立瞬时动作的专用的匝间短路保护横差动保护。、定子绕组的单相接地通常发电机容易发生的一种故障这里通常是因为定子绝缘发热老化或者定子绝缘遭到破坏使其绕组对铁心短路随然此种故障瞬时的电流不大但是发电机接地电流会引起电弧烧灼局部铁芯和局部绕组同时破坏绕组的局部绝缘从而发展为匝间短路或相间短路以此应该装设灵敏度的反应全部绕组任一点的接地故障的定子接地保护。、发电机转子的绕组一点接地和两点接地转子一点接地后随然对发电机的运行无太大的影响但若在发生另一点接地则转子绕组一部分被短接后会造成磁势不平衡而引起机组的剧烈震动而产生严重的后果所以需要同时装设转子绕组一点接地和两点接地保护。、、利用基波零序电压保护零序电压互感器元件装设在发电机的出口端的电压互感器开口三角形绕组上。、、机端及中性点侧的三次谐波。正常运行时的三次谐波和当定子绕组单相接地时产生三次谐波电压这种保护与基波零序保护共同组合起来就可以构成的定子绕组单相接地保护。、发电机失磁。发电机失磁可分为完全失磁和部分失磁它是发电机常见的故障之一失磁故障不仅对发电机早证危害而且对系统的安全也会造成严重的影响出现失磁发电机由失磁前系统送无功率Q转为从系统吸收无功功率Q失磁引起有功功率的摆动和励磁电压下降由于出现转差在转子回路出现的差频电流产生了附加损耗可能使转子过热而损坏失磁失步后发电机有功功率剧烈的周期性摆动变化的电磁转矩周期性的作用到轴系上并通过定子传给机座引起剧烈振动失步运行时发电机定子端部漏磁增加僵尸端部的部件和边缘的铁芯过热以此设立的失磁保护。、发电机组的后备保护在发电机的异常运行状态的危害不如故障性的严重但是危机发电机的正常运行特别是随着时间的增长可能发生成为故障因此为了防患末然设置保护。、定子的绕组负荷不对称运行出现负序电流可能引起的发电机转子的表层过热现象需要设定定子绕组不对称过负荷保护(转子表层过热保护)。、定子绕组对称过负荷长时间的定子过负荷会使发电机组的过热会造成定子绝缘老化绝缘性能降低装设对称的过负荷保护(一般采用反时限特性保护)。、转子过负荷装设转子绕组过负荷保护。、并列运行的发电机可能因机炉的保护动作等原因将主气门阀关闭而导致的逆功率运行使汽轮机叶片与残留尾气剧烈摩擦过热而损害汽轮机因此需要装设逆功率保护。、为了防止过激磁引起发热而烧坏铁芯应装设过磁保护。、因系统振荡而引起发电机失步异常运行危及发电机和系统的运行安全需装设失步保护。、定子过电压由于突然失去动力而引起发电机甩负荷引起的过电压。、低电压低电压通常是由于故障引起的电流突然增大引起系统电压降低。、低频受外界系统震荡或系统故障和发电机的动力机影响产生频率降低。、、低频保护原理:发电机在低频运行时由汽轮机将产生机械震荡汽轮机叶片损伤严重对汽轮机危害很大因此在在大型汽轮机上装设低频保护。低频保护有低频测量元件和时间积累计算器组成因为低频运行对汽轮机的危害是积累性的美誉频率下降和人持续时间有关。、超频原动力突然加速引起超速形成的过频。、、发电机转速与频率存在以一对用的关系f=(P*n)、发电机的保护设置要求与保护整定、纵差动保护:、、纵差动保护原理:比较发电机两侧电流的大小和相位它是反映发电机及其引出线的相间短路故障的主要保护。、、a:在正常运行情况下电流互感器的二次断线应有闭锁防止保护误动作:为了防止差动误动作应整定保护装置的启动电流大于发电机的额定电流。并引入可靠的系数Kk则保护装置和继电器的启动电流分别为:Idz=Kk*IefIdzj=Kk*Iefnlb:保护装置的启动电流按躲开外部故障的最大不平衡电流整定继电保护的启动电流为Idzj=Kk*Ibpmax发电机定子绕组及其引出线的详见多路故障动作与瞬间跳开发电机开关、停机并灭磁。、横差动保护:当发电机定子绕组有个以上的分支且练成双星形每个分支都有引线出线时应装设横差动保护反应定子绕组匝间短路动作结构同纵差动保护。当不满足该条件是取消该保护待故障发展到相间短路时再用纵差动保护反应。、零序保护:当发电机电压回路有接地电容电流大于或等于A时保护动作与跳闸、停机、跳灭磁。当接地电容电流小于A是保护应动作于信号。对单机容量大于MW及以上的发电机组应急两装设保护范围在的接地保护。、过电流保护:一般应该配置低电压过流或复合电压过流保护反应外部短路引起的发电机定子绕组过电流状态并作为发电机的后备保护。对电机容量为MW及以上的发电机一般张社负序过电流及单项低电压启动过流保护。、过负荷保护:由发电机对称过负荷引起的定子绕组过流应装设反应一相电流的过负荷保护演示动作于信号。、过电压保护:主要是发电机突然甩负荷引起的定子绕组过电压现象演示动作于跳开开关、停机、灭磁。、转子绕组一点接地和两点接地:对于小容量机组采用一点接地保护和动作发信号大容量机组设立一点接地和两点接地保护出现两点接地要动作跳开关、停机、灭磁。、失磁保护:当不允许失磁运行时应当自动灭磁断开开关并联跳发电机断路器。对于一般的成套的可控硅励磁装置自身都有失磁保护和转子回路过负荷保护。、逆功率保护:在汽轮机发电机组上由于各种原因误将主气门关闭则在发电机断路器跳闸之前发电机将迅速转为电动运行即逆功率运行。、失步异常保护:有各种原因可引起发电机于系统发生失步。当出现小的扰动和调节失误使发电机与系统的功角δ大于静稳极限角时发电机将因静稳破坏而发生失步当出现某些较大的扰动(短路故障)处理不当此时若发电机与系统间的功角δ大于动稳极限角时发电机将不能保持动态稳定而失步。发生失步时的发电机伴随着出现机械量和电气量与系统之间的震荡。这种震荡将对发电机组合电力系统产生具有破坏型的影响。、、单元接线的大型发电机电抗较大而系统规模的增大使系统等效电抗减小因此震荡中心往往落在发电机的附近和升压变压器内使震荡过程对机组的影响加重。由于机械电压周期性的严重下降使厂用辅助工作稳定性遭到破坏甚至导致发电机的停机、停炉和全厂停电的重大事故。O、、失步运行时电动势与系统等效电势的相位差为的瞬间震荡电流的幅值将近机端三相短路电流时径流发电机的电流值对于三相短路电流故障均有快速的保护功能并与切除而震荡电流侧要在较长时间内的反复出现若无相应的保护会使定子绕组遭受热损伤或机端遭受机械损伤。、、震荡过程中产生对轴系统的的周期性扭力可以造成大轴严重的机械损伤。、、震荡过程中周期性转差变化使转子绕组中感生电流引起转子的绕组发热。、、大型机组与系统失去同步还可能导致电力系统解列甚至崩溃事故。说以对于失步的保护要求是:失步保护应能鉴别短路故障、稳定震荡和非稳定震荡且只在发生非稳定震荡时可靠动作而对短路故障和稳定震荡情况下不应当误动作。另外失步O保护动作与跳闸时如在δ=时断路器断开时则因遮断电流最大而对断路器熄弧最为不利因此是不保护应避免。失步保护常用的原理是以机端测量阻抗运行轨迹及随时间的变化特征来构成失步保护判据。

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