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    法律顾问:张友全律师

    正文:

    电厂发电机定子接地保护由来?

    来源:电力大师

    发电机是电力系统最为重要的组成部分发电机稳定可靠的运行是电力系统稳定可靠运行的基础。此外发电机造价昂贵检修周期和费用很大因此有必要采取原理上更为可靠和灵敏的保护装置。其中定子接地保护和转子接地保护在发电机保护中就显得日益突出。

    国内通常采用以下方式实现:

    (1)零序电压保护。但是由于在发电机中性点处存在位移电压该保护不可避免的在中性点附近存在5%15%的死区。

    (2)三次谐波电压保护。但故障位置在绕组中部附近时机端三次谐波电压的变化量很小此时保护的灵敏度较低。24666356a8e458f9e3320d2a07ded963.png

    由于零序电压保护只能检测到发电机机端到尾部85%95%的范围内的接地故障且故障点越靠近机端保护灵敏度越高;而三次谐波电压保护则是故障点越靠近中性点保护灵敏度越高、故对发电机-变压器组接线方式的中、大型汽轮发电机的100%定子接地保护,一般都采用零序电压保护和三次谐波电压保护组合方式来实现。这种保护方案已在国内外获得广泛应用不足之处是其灵敏度不够。

    以上所说的发电机定子接地保护都是借助于发电机本身的电气量如电压、电流等来进行定子接地情况的判别。由于发电机本身的这些电气量只有在一定的运行状态下才产生所以在发电机的其他状态下上面提到的发电机定子接地保护是不能起到保护作用的。此外由于发电机的三次谐波电压随发电机输出功率的变化而变化故三次谐波式保护若不采取修正措施仅能作用于信号。

    注入式定子接地保护介绍

    (1)ABB公司12.5Hz外加电压注入式100%定子接地保护原理:对通过中性点接地柜接地的汽轮发电机,ABB公司的12.5Hz低频信号外加电源接线图见图1所示。图中,REX10装置是注入信号源,REX011是注入变压器,REG216REG316是保护装置。注入信号装置REX10产生12.5Hz的电压信号通过注入变压器REX011作用在中性点接地变压器二次侧回路上再经过接地变耦合到发电机定子绕组中。注入变压器作用一个参考信号Ui给继电保护装置供继电保护装置检测时参考。耦合到发电机定子绕组上的信号会根据定子接地的情况产生相应的信号经中性点接地变反馈到二次侧回路。继电保护装置通过对检测到的信号Us和参考信号Ui进行判别来实现发电机100%定子接地保护。

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    (2)20Hz电压注入式100%定子接地保护原理:SIEMENS公司的该保护原理在世界各种类型发电机组中得到可靠验证。保护接线图见图2所示。图中,20Hz信号发生器(7xT33)接通辅助电源(直流或交流),产生20Hz的交流电,再经20Hz带宽滤波器(7xT34)处理;处理后的20Hz正弦交流电源分别加于负载电阻RL(中性点接地柜中的中性点接地变压器二次侧电阻)和与其并联的一组串联的两个电阻上(这两个电阻对UE信号,整体上起分压的作用。这里且将这两个电阻在整体上称分压电阻);通过负载电阻RL,20Hz正弦交流电源经中性点接地变压器升压注入发电机定子线圈。保护装置7UM62由分压电阻分到电压信号UE;通过小型电流互感器(4NC5)检测到电流信号IEE1

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    在在正常情况下发电机定子没有发生接地故障中性点接地变压器跟发电机定子线圈绝缘电阻之间没有形成回路因此注入发电机定子线圈的20Hz正弦交流电源就没有形成20Hz电流回路。这样经中性点接地变压器耦合到二次侧的阻抗就很大(仅为定子线圈对地容抗)因而在二次侧回路中检测到的20Hz交变电流信号IEE1很小。由于经分压电阻分到的电压信号UE一定因此,7UM62保护装置检测到的定子接地电阻就很大表明发电机没有发生定子接地故障。

    如果系统发生定子接地故障中性点接地变压器一次侧跟发电机定子线圈接地点之间就形成了20Hz交变电流回路经中性点接地变压器耦合到二次侧的阻抗会大大的减小从而在二次侧回路中检测到的20Hz交变电流信号IEE1会增大由于电压信号UE不变因而保护装置7UM62检测到的定子接地电阻就会显著减小表明发电机发生了定子接地故障。通过计算电压和电流之间的比值可以得到定子线圈对地的电阻。

    低频信号注入式(或称外加电源)原理的100%定子接地保护与发电机本身的电气量(如电压、电流、频率等)没有必然的联系并且它的工作都是在自身体系中进行的只要本身系统质量可靠信号源能够产生信号对发电机定子的对地测量就可进行。所以这种保护与发电机的状态无关不管发电机是在运行还是停机、启动、甩负荷即便机组在停运时都能可靠地持续对发电机定子接地进行保护。另外这种保护能很好克服发电机系统电源以及接地电容的影响测量范围包含了发电机整个定子回路因此这种保护是“真正的100%保护”。

    对注入电压式原理的100%定子接地保护一般不能双重化配置如果每台机组装配了两套这种装置工作时同一个回路中就有两个注入信号相互之间就会有影响而导致测量失误。如果确实要配备两套这种装置也只能采用一套运行、另一套备用需要时再相互切换的方式但必须在设计时考虑好二次回路保证带电切换时的安全性和保护装置投退的可靠性。但对SIEMENS这种保护装置来说由于它的检测器件是CT所以也可以采用一台信号发生器、一台滤波装置与两个CT组成的两套保护方式这样在回路中只有一个注入信号源所以就不存在信号源之间的相互干扰也保证了测量精度以及保护的灵敏度。另外对注入式原理的100%定子接地保护还要考虑中性点电阻(既中性点接地变压器二次侧的负载电阻RL)不宜太小否则会影响保护的可靠性和灵敏度,SIEMENS公司就推荐中性点电阻RL不应小于0.5Ω。

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  • 发电机的主要结构发电机通常由定子转子、端盖及轴承等部件构成。定子定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成...

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    今天呢,小编给大家讲解一下发电机的结构和工作原理,了解到这些大家才能对发电机的认识更进一步哦。

    发电机的主要结构

    发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。

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    发电机的工作原理

    柴油发电机柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。

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    汽油发电机汽油机驱动发电机运转,将汽油的能量转化为电能。在汽油机汽缸内,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行作功。无论是柴油发电机还是汽油发电机,都是各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与动力机曲轴同轴安装,就可以利用动力机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。

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  • 三相交流发电机通常由定子转子、端盖.、电刷、机座及轴承等部件构成。定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。转子转子铁芯、转子磁极(有磁扼.磁极绕组)、滑环、(又称铜环.集电环)...

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    三相交流发电机通常由定子、转子、端盖.、电刷、机座及轴承等部件构成。定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯、转子磁极(有磁扼.磁极绕组)、滑环、(又称铜环.集电环)、风扇及转轴等部件组成。

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    现在市场上都是三相发电机,输出A、B、C三相电源。如果此发电机只有一相绕组,发出一相电源,就是单相发电机。

    三相电机和单相电机原理基本相同,都是电磁原理的应用。只是三相电机的磁场为圆形,可以自启动,单相电机的磁场为脉振磁场,需要增加电容或电阻以及启动线圈使之形成椭圆形磁场,才能启动。另外的区别是使用的电源不同。通常家庭以及没有三相电源的地方使用单相电机,功率通常比较小,工业和功率较大场所都选用三相发电机。

    发电机曲轴带动发电机的转子,利用电磁感应原理,发电机输出感应电动势,经闭合的负载回就能产生电流,载流导体,三相对称的电枢绕阻充当功率绕阴,成为感应电势或者感应电流的载体。

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    1.广西嘉和置业集团再次购买500KW上柴发电机组设备1台2.中交一公局第四工程有限公司采购300KW玉柴发电机组3.与彰泰集团再续佳话签订360KW柴油发电机组4.广西恒大企业集团有限公司购买360KW柴油发电机组

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    广西顶博电力设备制造有限公司是玉柴、上柴、沃尔沃、康明斯、帕金斯授权的OEM生产厂家,所用柴油机均为正宗原厂全新铭牌无篡改,假一罚十,配套斯坦福、马拉松、英格等国内外知名品牌发电机,咨询:136 6771 5899 

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  • 理想电机假设:1)电机铁心部分的导磁系数为常数;2)电机定子三相绕组完全对称,在空间上互差120度,转子在结构上对本身的直轴交轴...同步是一种交流电机,主要做发电机用,也可做电动机用,一般用于功率较大,转...

    理想电机假设:

    1)电机铁心部分的导磁系数为常数;

    2)电机定子三相绕组完全对称,在空间上互差120度,转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称;

    3)定子电流在空气隙中产生正弦分布的磁势,转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在空气隙中按正弦规率分布;

    4)定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子的电感,即认为电机的定子及转子具有光滑的表面。

    同步是一种交流电机,主要做发电机用,也可做电动机用,一般用于功率较大,转速不要求调节的生产机械,例如大型水泵,空压机和矿井通风机等。近年由于永磁材料和的发展,微型同步电机得到越来越广泛的应用。的特点之一是稳定运行时的转速n与定子电流的频率f1之间有严格不变的关系,即同步电动机的转速n与旋转磁场的转速n0相同。“同步”之名由此而来。

    同步发电机是系统中的,它的稳态特性与暂态行为在电力系统中具有支配地位。虽然在电机学中已经学过同步电机,但那时侧重于基本电磁关系,而现在则从系统运行的角度审视发电机组。

    1.同步发电机的相量图

    设发电机以滞后功率因数运行,三相同步发电机正常运行时,定子某一相空载电势eq,输出电压或端电压u和输出电流i间的相位关系如图1所示。δ是eq领先u的角度,

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    称为功角,是功率因数角,即u与i的相位差, eq与q轴(横轴或交轴)重合,d为纵轴或直轴。u和i的d、q分量为:

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    图 1 电势电压相量图

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    电机学课程中已经讨论过,端电压和电流的分量与eq间的关系为:

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    (2-3)

    式中,r为定子每相绕组的电阻,xd为定子纵轴同步电抗,xq为定子横轴同步电抗。其中空载电势eq与转子励磁绕组中的励磁电流成正比,其比例系数可从空载试验中得到。

    为了便于绘制相量图,令d轴作正实轴,q轴作正虚轴,则各相量可表示为

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    所以

    d42aaaaf861db187d0304d8da308aa37.png

    (2-7)

    对于隐极式同步发电机(汽轮发电机),因气隙均匀,直轴和交轴同步电抗相等(xd=xq),上式变为

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    (2-8) 此即表示隐极式同步发电机的方程,由此即可作出它的等值电路和相量图,如图2所示

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    (a)等值电路 (b)矢量图

    图2隐极式同步发电机等值电路和矢量图

    凸极式同步发电机(水轮发电机),把电枢反应磁势分解为d轴及q轴两个分量,d轴电枢反应磁势的位置固定在转子d轴上,q轴电枢反应磁势的位置固定在转子q轴上,从而解决了合成磁势遇到的不同气隙宽度的困难。d轴及q轴电枢反应磁势所产生的气隙磁通密度虽不是正弦形(气隙不均匀),但由于磁路的对称性,其基波轴线仍分别处在d轴及q轴线上,从而可以用叠加定理求取合成电势。因气隙不均匀,直轴和交轴同步电抗不相等,只能用式(2-7)表示,为便于计算,定义了一个与eq同相的虚构电势eq,发电机电压方程为

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    (2-9)

    定义,

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    则有

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    (2-10)

    式中

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    相量由

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    4b0408984607719cc6f92486a3cc3e28.png

    两个相量组成,均在q轴上,而

    80c3a33c32fe299d402e9247cd17b20e.png

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    7e0d0d54c90c93e68e8370e526284595.png

    求得。凸极式发电机正常运行时的相量图如图2-3(b)所示,在图中利用

    80c3a33c32fe299d402e9247cd17b20e.png

    决定q轴及d轴,即可求得

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    ,在求得

    e334e698194786ca08d840a4fdca029f.png

    ,其等值电路如图2-3(a)所示。

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    (a)等值电路 (b)矢量图

    图2-3凸极式同步发电机等值电路和矢量图

    2. 同步发电机的功率特性

    若取

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    为参考向量,

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    领先

    d255c9ce84a75ffc762cfdbcda0fbca7.png

    的角度设为

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    ,则有

    af54bddd35b7f9903a5fafd5fdbfefc3.png

    (2-11)

    隐极式同步发电机输出的电磁功率为

    fbbe8d7e7503663aea74cad4b3c48100.png

    (2-12)

    其中

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    (2-13)

    65f824130d5770b72df84dacbf80e26e.png

    (2-14)

    式(2-14)就是隐极式发电机的功率与功率角

    c54ca4fe08481b8a591f500ff812f0c4.png

    的关系式。其中同步电抗

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    ,以

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    为单位,其中

    51702750912a402f077846655b63c096.png

    为电枢漏抗,

    31473fa5b7c8260cf1c60c6bd56215c3.png

    为电枢反应电抗。电势与电压取线电势及线电压的有效值,则功率表示为三相功率的有效值。凸极式同步发电机输出的电磁功率为:

    de2236ce747b58205c85ded18d8fd16b.png

    (2-15)

    其中:

    7b0841218c11a6603cda84a18277fef6.png

    (2-16)

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    (2-17)

    式中,其中直轴同步电抗xd=xs+xad,交轴同步电抗xq=xs+xaq,以

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    为单位,其中xs为电枢漏抗,xad为直轴电枢反应电抗,其中xaq为交轴电枢反应电抗。

    以上各定子回路方程和功率方程就是同步发电机正常运行状态的数学模型。

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  • 双馈异步发电机

    千次阅读 2016-07-12 11:13:35
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  •  发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件,因此,应该整对各种不同的故障不正常运行状态,装设性能完善的继电保护装置。 故障类型及不...
  • 发电机从直接并网的定子(约占2/3 的Pn)和转子(约占1/3 的Pn)馈电。 变流器能够控制发电机的速度、功率及功率因数,因此能够在较宽的速度范围内产 生电能,并且可以向电网反馈无功功率。
  • 无刷双馈轴带发电机

    千次阅读 2015-07-21 20:54:42
     无刷双馈发电机定子有两套绕组,一个功率绕组,直接连接电网,一个控制绕组,通过双向变频器连接电网,转子磁极数为两个绕组极对数之。 fp=n(pp+pc)/60+fc f_p=n(p_p+p_c)/60+f_c 式中:  fpf_p:定子功率绕...
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  • 在同步发电机主轴上安装一台三相交流励磁发电机,该励磁发电机定子绕组和转子绕组与一般交流发电机相比是反装的,即定子励磁,转子发电。无刷励磁系统的组成,所谓无刷励磁系统,是指同步发电机的励磁能源是通过...
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空空如也

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发电机定子和转子