发电机保护

一种发电机经受施加对机器绝缘的电应力,作用在机器的各个部分的机械力和温度升高。这些是发电机或者产生保护所需的主要因素交流发电机。即使在适当使用的情况下,其完美运行条件的机器也不只维持其特定的额定性能多年,但它也会反复承受过多的过载。

必须采取预防措施对机器的过载和异常条件进行措施,以便安全地服务。甚至确保了高效的设计,施工,操作和预防性保护方法 - 无法完全从任何机器完全消除故障的风险。使用的设备发电机保护,确保在出现故障时,尽快消除。

可以对电气发生器进行内部故障或外部故障或两者。发电机通常连接到一个电力系统因此,尽管发生在发电机中,电力系统发生的任何故障也应该从发电机中清除,但它可能会在发电机中产生永久性损坏。

发电机中发生故障的数量和各种巨大。这就是为什么生成器或交流发电机受到若干保护方案的保护。发电机保护具有识别和非歧视类型。在协调使用的系统和采用的设置时要特别注意,以确保敏感,选择性和歧视发电机保护方案已完成。

发电机保护类型

应用于发电机的各种形式的保护可以分为两个举止,

  1. 保护继电器检测发生器外部发生的故障。
  2. 保护继电器检测发电机内部发生的故障。

除了直接与发电机及其相关的变压器相关联的防护继电器之外,还有闪电避雷器,过快的安全防护防护装置,油流量设计和温度测量为轴承,定子绕组,变压器绕组和变压器油这些保护装置中的一些是非跳闸类型的。它们仅在异常期间产生报警。

但其他保护方案最终操作了发电机的主跳闸继电器。应该注意的是,没有保护继电器可以防止故障,它仅表明并最大限度地减少了故障的持续时间,以防止发电机中的高温升高,否则可能存在永久损坏。

期望避免发电机中的任何过度的发迹,并且为了常规做法,以安装浪涌电容器或浪涌转向器,或者两者都可以减少机器上的闪电和其他电压浪涌的影响。以下简要讨论了通常应用于发电机的保护方案。

防止绝缘失效

定子中提供的主要保护绕组绕组到相位或相位到接地故障,是纵向的差动保护发电机。定子绕组的第二个最重要的保护方案是互通故障保护。

在前几天中认为这种类型的保护被认为是不必要的,因为在相同相绕组中的点之间的绝缘分解,其中包含在相同插槽之间,并且在哪个潜在差异之间存在,非常迅速地变为接地故障,然后检测到它定子差动保护或定子接地故障保护

与其输出相比,发电机设计成产生相对高的电压,因此包含大量的导体每个插槽。随着发电机的尺寸和电压的增加,这种保护形式对于所有大型发电机来说都是必不可少的。

定子接地故障保护

当定子中性接地时电阻器, 一种电流互感器安装在空置到地球连接中。逆时间继电器当发电机直接连接到汇流条时,在CT中使用。在发电机的情况下,通过Delta Star变压器提供电力,瞬时继电器用于相同的目的。

在前一种情况下,接地故障继电器需要在系统中与其他故障继电器进行分级。这就是为什么的原因逆时间继电器在这种情况下使用。但是在后一种情况下,地球故障回路限于变压器的定子绕组和初级绕组,因此,在系统中不需要与其他接地故障继电器进行分级或辨别。这就是为什么在壳体中优选瞬时继电器。

转子接地故障保护

单个接地故障不会在发电机中创造任何主要问题,但如果发生了第二个接地故障,则部分现场绕组将变为短路,导致和不平衡磁场在系统中,并且由于发电机的轴承可能具有主要的机械损坏。有三种方法可用于检测转子中的故障类型。这些方法是

  1. 电位计方法
  2. AC注射方法
  3. 直流注射方法

不平衡定子装载保护

加载不平衡在定子电路中产生负序列电流。该负序电流产生相对于转子在同步速度的两次旋转的反应场,因此在转子中引起双倍频电流。该电流非常大,在转子电路中导致过热,尤其是在交流发电机中。

如果由于定子绕组本身的故障发生了任何不平衡,则通过发电机中提供的差动保护即时清除。如果由于系统中的任何外部故障或不平衡负载而发生不平衡,则根据系统的保护协调,它可能保持未检测到的或可能持续存在。然后通过安装负相位序列继电器来清除这些故障,以匹配机器的承受曲线的特性。

防止定子过热

重载可能导致发电机的定子绕组过热。不仅重载,冷却系统的失效和定子叠层的绝缘失效也会导致定子绕组过热。

通过定子绕组中的各个点处的嵌入式温度检测器检测过热。温度探测器线圈通常是抵抗性形成一个手臂的元素惠斯通桥电路。在较小的发电机通常低于30兆瓦的情况下,发电机不配备嵌入式温度线圈,但通常配有热继电器,它们被布置成测量定子绕组中流动的电流。

这种布置仅检测通过过载引起的过热,并且由于冷却系统或短路的定子叠片的故障而不会提供任何防止过热的保护。虽然超过当前的继电器,负相序列继电器和用于监测恒定流的设计也用于提供一定程度热过载保护

低真空保护

这种保护通常是调节器的形式,该稳压器将真空与大气压进行比较,它通常适用于在30mW以上的发电机上。现代练习是调节器,通过次要调速器卸下设定,直到恢复正常的真空条件。如果真空条件不会改善21英寸,则止动阀关闭和主要断路器绊倒了。

防止润滑油失败

这种保护不被认为是必要的,因为润滑油通常从与调速器油和调速器油的失败从相同的泵中获得,自动使停止阀关闭。

防止锅炉烧制的损失

有两种方法可用于检测锅炉烧制的损失。在第一种方法中,通常打开(NO)触点设置有风扇电机,如果两个以上的电动机故障,则可以跳动发电机。第二种方法使用锅炉如果锅炉压力低于约90%,则压力触点卸下发电机。

防止Prime Mover失败

如果Prime Mover无法向发电机供应机械能,则发电机将继续以电动模式旋转,这意味着它从系统中取得电能,而不是将其提供给系统。

在一个汽轮机蒸汽用作保持涡轮机叶片在恒定温度下的冷却剂。因此,供应失效将导致由于摩擦导致过热,随后的涡轮叶片的变形。

蒸汽供应的故障可能导致在发电机上施加沉重的电动载荷,导致严重的机械损坏。反向电源继电器用于此目的。一旦发电机开始在电动模式下旋转,则反向电源继电器将遵循发电机组。

超速保护

虽然是一般的做法是在蒸汽和水轮机上提供机械上的速度装置,其直接在蒸汽节流阀或主阶梯阀上操作,但通常不会通过在蒸汽驱动的组上通过超速继电器备份这方面的备份。

然而,由于州长对速度相对较慢的反应,这是对水电单元的良好做法,并且该组更容易出现过速。装配时的继电器通​​常从用于控制调速器的永磁发电机供电。

防止转子失真

关闭后的冷却速率在涡轮机壳体的顶部和底部不同,并且这种不均匀的温度分布趋于导致转子的破坏。为了最大限度地减少破坏,通常在冷却期间以低速转动转子。鉴于涉及大型现代转子的力量,现在是装配轴偏心探测器的标准做法。

旋转和静止部件之间的膨胀差异保护

在运行期间,由于质量差异,转子的加热速率与壳体的加热速率不同。结果,转子以与壳体的不同速率膨胀,并且必须克服这种不平等的膨胀。

为此,在较大的机器上制造主题,用于将蒸汽的独立供应设置为壳体上的某些接头。因此,可以提供一种测量轴向膨胀的方法,以帮助操作者将蒸汽馈送到正确的点,并且还提供任何危险膨胀的指示。

除了检测器磁体固定到涡轮机壳体之外,轴轴向膨胀检测器基本上类似于用于转子失真设备的设备。

防止振动

振动探测器通常安装在轴承基座上。检测器由安装在U形永磁体之间的弹簧上的线圈组成。线圈输出的电压与振动程度成比例,从线圈传递到积分电路中,然后进入间隔指示仪器。

备份发电机保护

应始终以高度额定机器提供备份保护同步发电机或交流发电机。如果发生了适当的保护方案,则会清除故障,然后备份保护继电器应操作以清除故障。通过电流继电器通常用于此目的。

由于现代机器的同步电抗往往大于百分之百,因此从机器进入外部故障的持续故障电流总是低于正常的全负载电流。正常的IDMT继电器不会令人满意,因为它们的当前设置必须接近完全负载,并且如果要获得操作,则会坐在短路,导致系统中的其他电流继电器可能缺乏歧视。

此外,过度的电流继电器最可能在机器上损失现场,过早地断开连接。为了克服这个问题,它已经习惯于将过电流继电器与在电压继电器相结合,后者中继控制前者的故障设置,如下图所示。

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