保护直接在发电机电压母线上运行的涡轮发电机

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第 3 节保护和自动化

继电器保护。保护直接在发电机电压母线上运行的涡轮发电机¹⁾

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无线电电子与电气工程百科全书 / 电气装置安装规则 (PUE)

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3.2.34. 对于 1 kV 以上、功率超过 1 MW、直接在发电机电压母线上运行的汽轮发电机，必须设置继电保护装置，以防止以下类型的损坏和正常运行中断：

1）发电机定子绕组及其端子多相短路；

2）定子绕组单相接地故障；

3）双重接地故障，其中之一发生在定子绕组，第二个发生在外部网络；

4）定子绕组中一相匝间短路（存在绕组并联支路时）；

5）外部短路；

6）逆序电流过载（对于容量30MW以上的发电机）；

7) 定子绕组对称过载；

8）励磁电流引起的转子绕组过载（对于绕组导体直接冷却的发电机）；

9）励磁电路第二点接地故障；

10) 失去励磁的异步模式（根据 3.2.49）。

1.其他发电机可遵循3.2.34-3.2.50的要求。

3.2.35. 对于1kV以上、功率1MW及以下、直接在发电机电压母线上运行的汽轮发电机，应按3.2.34第1-3、5、7款设置继电保护装置。

对于电压不超过 1 kV、功率不超过 1 MW、直接在发电机电压母线上运行的汽轮发电机，建议按照 3.2.50 进行保护。

3.2.36. 为防止1kV以上、功率1MW以上、中性侧各相端子位于汽轮发电机定子绕组多相故障，必须设置纵向差动电流保护（例外情况见3.2.37）。保护装置应关闭所有发电机开关、熄灭磁场并停止涡轮机。

除发电机外，保护范围还应包括发电机与发电厂母线的连接（直至断路器）。

纵向差动电流保护的跳闸电流必须不大于0,6 Inom。

对于功率不超过 30 MW、采用间接冷却的发电机，允许使用 1,3-1,4 In 的工作电流进行保护。

当保护动作电流大于Inom时，应设置电流保护电路的故障监测。

纵向差动电流保护必须在不平衡电流瞬态值失谐的情况下进行（例如，带有饱和电流互感器的继电器）。

保护应采用三相三继电器。对于功率30MW及以下的发电机，在有双重接地故障保护的情况下，允许进行两相两继电保护。

3.2.37. 为了防止 1 kV 以上、功率不超过 1 MW、与其他发电机或电力系统并联运行的发电机定子绕组发生多相故障，必须提供无延时的电流切断装置，安装在发电机端子到母线。如果电流切断不满足灵敏度要求，允许装设纵向差动电流保护。

对于中性侧没有相引线的大型发电机，也允许使用电流切断代替差动保护。

对于1 kV以上、功率至1 MW的单机运行发电机，应采用外部短路保护作为定子绕组多相故障的保护（见3.2.44）。保护装置应关闭所有发电机开关并熄灭其磁场。

3.2.38. 为了保护 1 kV 以上的发电机免受自然电容性接地故障电流为 5 A 或更大（无论是否有补偿）的定子绕组单相接地故障的影响，必须提供响应全接地的电流保护故障电流或其成分的高次谐波。如有必要，可将零序电流互感器直接安装在发电机端子上以将其打开。对于小于 5 A 的电容性接地故障电流，还建议使用保护。保护必须是瞬态失谐的，并按照 3.2.36 或 3.2.37 的规定起作用。

当接地故障保护未安装（因为它对小于 5 A 的容性接地故障电流不敏感）或不动作（例如，补偿发电机电压网络中的容性电流时），安装在母线上的以及作用于信号的绝缘监测装置。

3.2.39. 当在发电机上安装零序电流互感器以防止单相接地故障时，必须提供双接地故障电流保护，并连接到该电流互感器。

为了提高大电流值下操作的可靠性，应使用带有饱和电流互感器的继电器。这种保护应无时间延迟地进行，并应起到 3.2.36 或 3.2.37 中规定的保护作用。

3.2.40. 为了防止一相匝间短路，在并联支路发电机的定子绕组中必须设置无延时的单系统横向差动电流保护，作为3.2.36规定的保护。

3.2.41. 为了保护功率大于30MW的发电机免受外部不对称短路引起的电流以及负序电流过载的影响，应设置负序电流保护，并在两次延时的脱扣器上动作（见3.2.45）。 XNUMX）。

对于绕组导体直接冷却的发电机，应采用阶跃或相关延时特性进行保护。在这种情况下，第二（较高）时间延迟处的阶跃和相关特性不应高于负序电流允许的发电机过载特性。

对绕组导体间接冷却的发电机，应有独立的延时保护，当负序电流通过发电机2分钟时，其动作电流不超过发电机允许的电流；较短的保护延时不应超过发电机端子两相短路的允许持续时间。

负序过流脱扣必须补充一个作用于定时信号的更灵敏的元件。该元件的工作电流不得大于该类型发电机的连续负序电流。

3.2.42. 为了保护功率超过 30 MW 的发电机免受外部对称短路的影响，必须提供具有最小电压启动的过流保护，由连接到相电流的一个电流继电器和连接到相间的一个最小电压继电器来执行。相电压。保护跳闸电流应约为 1,3-1,5 Inom，跳闸电压约为 0,5-0,6 Unom。

在绕组导体直接冷却的发电机上，可以安装单继电器距离保护来代替指定的保护。

3.2.43. 为了保护功率大于 1 MW 至 30 MW 的发电机免受外部短路的影响，应采用最大电流保护与组合电压启动，由一个连接到相间电压的最小电压继电器和一个连接到相电压的负继电器组成。顺序电压滤波继电器装置，分断最小电压继电器的电路。

最小电压元件的保护响应电流和响应电压应取等于3.2.42的规定，负序电压滤波继电装置的响应电压为0,1-0,12 Unom。

3.2.44. 对于 1 kV 以上、功率高达 1 MW 的发电机，必须使用最大电流保护作为外部短路保护，连接到中性侧的电流互感器。保护整定值应根据负载电流选择，并留有必要的余量。还可以使用简化的最小电压保护（无电流继电器）。

3.2.45. 1MW以上发电机的外部短路电流保护必须符合下列要求：

1. 保护应连接到安装在发电机中性侧端子上的电流互感器。

2. 如果发电机电压母线存在分段，应采用两个延时进行保护：较短的延时 - 断开相应的分段和母线连接开关，较长的延时 - 断开发电机开关并熄灭场。

3.2.46. 对于采用直接冷却绕组导体的发电机，当发电机同时采用主励磁和备用励磁运行时，必须提供转子过载保护。保护应以独立或电流相关的时间延迟来执行，并响应转子绕组中电压或电流的增加。保护装置应断开发电机断路器并熄灭磁场。保护延时较短，转子应卸载。

3.2.47. 保护发电机免受对称过载引起的电流的影响，必须以过流保护的形式实现，该过流保护作用于延时信号并使用一定子相的电流。

对于卸载以及必要时在对称过载期间通过直接冷却绕组导体自动关闭发电机，允许使用根据 3.2.46 执行的转子保护，并响应伴随汽轮发电机对称过载的转子过载。

3.2.48. 对于具有相似励磁电路参数的多台（但不超过三台）发电机，必须在一组中提供汽轮发电机励磁电路第二点的接地故障保护。仅当在定期绝缘监测期间检测到励磁电路的某一点发生接地故障时（请参见第 1.6 章），才应激活保护。保护装置必须动作，使发电机断路器跳闸，并通过直接冷却绕组导体对发电机进行励磁抑制，并通过间接冷却对发电机发出信号或跳闸。

3.2.49. 在直接冷却绕组导体的汽轮发电机上，建议安装针对失励异步模式的保护装置。相反，允许仅通过自动磁场阻尼装置的位置来提供异步模式的自动检测。当指定的保护装置运行或 AGP 关闭时，必须在允许异步模式的发电机上发出有关励磁丢失的信号。

不允许异步模式的发电机，以及在系统无功功率不足的情况下，当指定设备（保护或自动励磁抑制）运行时，必须将其他失去励磁的发电机与网络断开。

3.2.50。应通过在机柜内安装具有最大脱扣器的自动断路器或具有过流保护功能的断路器，对 1 kV 以下、功率达 1 MW 且中性线不接地的发电机提供针对所有类型损坏和异常操作模式的保护。端子处的两相版本。如果有中性侧端子，如果可能的话，应将这种保护连接到安装在这些端子上的电流互感器。

对于这些中性点直接接地的发电机，必须以三相版本提供这种保护。

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