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发电机不对称过负荷保护

发电机不对称过负荷保护

点击数:7586 次   录入时间:03-04 11:39:48   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础

   1.发电机长期承受负序电流的能力

    发电机正常运行时,由于输电线路及负荷不可能三相完全对称,因此,总存在一定的负序电流I2,但数值较小,如有些情况下,可达I2=2%3%ININ是额定电流)。发电机带不对称负荷运行时,转子虽有发热,但如负序电流不大,由于转子散热效应,其温升可不超过允许值,即发电机可以承受一定数值的负序电流长期运行。但负序电流值超过一定数值,则转子将遭受损伤,甚至遭受破坏。因此,发电机都要依其转子的材料和结构特点,规定长期承受的负序电流的限额,这一限额即发电机稳态承受负序电流能力,用I2∞表示。

    大型汽轮发电机都采取专门的措施来提高发电机长期承受负序电流的能力,如装设阻尼条、槽楔镀银、采用铝青铜槽楔等。我国对600MW汽轮发电机的I2∞规定为5%,东方汽轮机厂家的保证值为不小于10%

    长期承受负序电流的能力I2∞,是负序电流保护的整定依据之一。当出现超过I2∞的负序电流时,保护装置要可靠动作,发出声光信号,以便及时处理。当其持续时间达到规定值,而负序电流尚未消除时,则应当动作于切除发电机,以防止负序电流造成损害。

    2.发电机短时承受负序电流的能力

    在异常运行或系统发生不对称故障时,I2将大大超过允许的持续负序电流值,这段时间通常不会太长,但因I2较大,更需考虑防止对发电机可能造成的损伤。发电机短时间内允许负序电流值I2的大小与电流持续时间有关。转子中发热量的大小通常与流经发电机的I2的平方及所持续的时间t成正比。若假定发电机转子为绝热体,则发电机允许负序电流与允许持续时间的关系可用下式来表示:

I2*·2t=A    (7-10)

式中:I2*·2为以电机额定电流为基准的负序电流标幺值;t为允许时间;A为与发电机型式及冷却方式有关的常数。

    A值实际上就反应了发电机承受负序电流的能力,A越大说明发电机承受负序电流的能力越强。对于300MW直接冷却式汽轮发电机A值大致范围是A68,东方电机厂600MW汽轮发电机的A值保证值为不大于10

    A值通常是按绝热过程设计计算的,但在有些情况下,可能偏于保守。因为一般只在很短时间内可不计及散热作用。而当I2*·2较小,而允许持续时间较长时,转子表面向本体内部和周围介质散热就不能再予以忽略。因此在确定转子表面过热保护的负序电流能力判据时,再引入一个修正系数K2,即有下述判据:

    (7-11)

    发生不对称短路时,可能伴随较大的非周期分量,衰减的非周期分量在转子中感应出衰减的基波电流,增加转子的损耗和温升。对于大型机组,短路电流中的非周期分量所产生的影响比较显著,以I2*·2tA为判据的负序电流保护,在电流大时间短(如小于5s)的情况下并不能可靠地保障机组的安全,因此要求大型发电机及相关设备要有完善的相间短路保护。

    上述两式都是讨论在某一恒定的I2下对应的保护动作时间t,实际上发电机承受的常常是变动的I2,例如强励动作使I2快速增大,衰减又使I2逐渐减小,模拟式的负序过负荷保护是无法反映这种I2变动状态下的确切动作时间的,在通常的保护装置中,最多是设置一个粗略的表示散热作用的环节,这并没有从根本上解决变动I2t的关系,何况转子的散热时间常数也是难以确定的。这一问题对微机保护来说很容易解决,即改动作判据为:,式中的积分是不难用软件解决的。

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