X电站发电机保护配置分析 -开题报告-文献综述-参考文献

同步发电机（简称发电机）是电力系统中重要的旋转运行设备，它的安全运行对保证电能质量起着极其重要的作用。因此，对保护发电机的保护装置进行研究对发电机及电网安全运行具有十分重要的意义。

本^范文主要以黄坛口电站发电机保护系统为研究对象，首先将全面分析黄坛口电站发电机保护设计要求和配置原则，分析黄坛口电站发电机保护的实际配置及基本组成原理，对黄坛口电站发电机保护整定进行计算分析校验，确定保护系统的设计及设备选型的合理性。

本文为黄坛口电站发电机设备的安全运行提供参考依据，确保发电机设备在性能完善的继电保护装置下运行。

二、文献综述

黄坛口电站坐落于浙江省衢州市境内，是浙江华电乌溪江水力发电厂二级电站，承担浙江电网调峰、守口子、事故备用、黑启动等作用。发电机启、停频繁，运行工况有发电、调相，控制内容及转换方式比较复杂，必须合理配备继电保护装置。

黄坛口电站根据电站自身的特点并结合相关规程及本着加强主保护、完善后备保护的原则进行。本文主要对同步发电机在运行过程中可能出现的故障和异常情况进行了分析和介绍，提出了发电机保护的配置原则，分析了黄坛口电站发电机组保护系统设计要求。

（一）主要研究内容

   本文主要以黄坛口电站发电机保护系统为研究对象，主要研究内容如下：

1、对发电机保护系统的配置及基本原理进行分析，确保发电机设备在性能完善的继电保护装置下运行。

2、对发电机保护系统的保护整定进行计算分析校验，为发电机设备的安全运行提供依据。

（二）概述

1、继电保护装置

    继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

可靠性

可靠性包括信赖性和安全性。信赖性是指保护该动作时不拒动，是继电保护装置可靠性的一个方面；安全性是指保护不该动作时不误动，是继电保护装置可靠性 的另一个方面。

为保证可靠性，宜选用可能的最简单的保护方式，应采用由可靠的元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应便于整定、调试和运行维护。

选择性

选择性是指首先由故障设备或短(联)线、以及线路本身的保护切除故障，当故障设备或短(联)线、线路本身的保护或断路器拒动时(含死区故障)，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。

为保证选择性、对相邻设备、短(联)线、和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如起动与跳间元件或闭锁与动作元件)，其灵敏系数及动作时间应相互配合。

灵敏性

灵敏性是指在设备、短(联)线或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利正常(含正常检修)运行方式和不利的故障类型计算。

速动性

速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备、短(联)线和线路的损坏程度，缩小故障波及范围等。

2、发电机

同步发电机（简称发电机）是电力系统中重要的旋转运行设备，它的安全运行对保证电能质量和电力系统正常工作起着极其重要的作用。然而，在运行过程中它的定子绕组和励磁回路都可能出现故障和异常情况，发电机特别是大型发电机，损坏后的修复工作复杂且工期长。所以，它不仅对保护装置提出了更高的要求，而且还针对各种不同故障和不正常工作状态，装设性能完善的继电保护装置3、发电机故障及其相应保护

发电机运行中定子绕组发生相间（两相或三相）短路，短路电流流过故障点可能产生高温电弧烧毁发电机甚至引起火灾。针对发电机定子绕组和引出线上的相间短路，应装设纵差保护。

发电机定子绕组发生一相匝间短路，这种故障的机会虽然不多，但一旦发生将产生很大环流，引起故障处温度升高，从而使绝缘老化甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路扩大发电机损坏范围，为此，应装设匝间短路保护。

发电机定子绕组单相接地，是指定子绕组碰壳，这时流过定于铁芯的电流为发电机和发电机电压系统的电容电流之和。当这一电流较大时，特别是大型发电机，可能使铁芯局部熔化修复铁芯工作复杂且修复工期长。为此，应装设单相接地保护或绝缘监视装置。

发电机转子绕组一点接地，由于没有构成电流通路，对发电机没有直接危害，但若再发生另一点接地时，就造成两点接地，从而使转于绕组被短路不但会烧毁转子绕组，而且由于部分绕组短接会破坏磁路的对称性，从而引起发电机的强烈振动，尤其是凸极式转子的水轮发电机和同步调相机两点短路，特别危险。针对转于绕组一点或两点接地：对于水轮发电机、大容量发电机和转子水内冷的汽轮发电队应装设一点接地保护；对于小容量机组，可采用定期绝缘检测装置。针对转子两点接地故障，还应装设转于两点接地的保护装置。

4、发电机的不正常工作状态及相应的保护

转子失磁。由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等原因，造成转子失磁。失磁后，在转入异步运行时，定子电流增大、电压下降、有功功率下降、无功功率反向等，这些电气量的变化在一定条件下，将破坏电力系统的稳定运行，威胁发电机本身安全(定子端部过热)。为此，在大型发电机上，应装设失磁保护；在中、小型发电机上利用自动灭磁开关的辅助触点联锁跳开发电机断路器。

由于外部短路、非同期合闸以及系统振荡等原因引起的过电流，应装设过电流保护，作为外部短路和内部短路的后备保护。对于50Mw及以上的发电机，应装设负序过电流保护。

由于负荷超过发电机额定值，或负序电流超过发电机长期允许值所造成的对称或不对称过负荷。针对对称过负荷，应装设只接于一相的过负荷信号保护；针对不对称过负荷，一般在50Mw及以上发电机应装设负序过负荷保护。

发电机突然甩负荷引起过电压，特别是水轮发电机因其调速系统惯性大和中间再热式大型汽轮发电机功频调节器的调节过程比较迟缓；在突然甩负荷时；转速急剧上升从而引起过电压。因此，在这种发电机上应装设过电压保护。

当汽轮发电机主汽门突然关闭而发电机断路器未断开时，发电机变为从系统吸收有功而过渡到同步电动机运行状态，这对发电机并无危害，但对汽轮机叶片特别是尾叶，由于鼓风损失，叶片有可能过热而损坏。为此，应装设逆功率保护。

为了消除发电机故障，其保护动作跳开发电机断路器的同时，还应作用于自动灭磁开关断开发电机励磁电流，以使定子回路不再产生电势供给短路电流。

5、一般原则

容量大于6000kW以上的水轮发电机，应装设下列保护装置:

纵差动保护；

横联差动保护；

定子绕组接地；

定子绕组过电压；

定子绕组过负荷；

励磁回路一点接地；

失磁保护

6、保护动作后果

   各保护装置，根据故障和异常运行方式的性质，应分别动作于：

   跳发电机开关，停机，跳灭磁开关，跳主变开关，发声光信号。

 三、^范文提纲

黄坛口电站发电机保护系统介绍

电站概况

发电机保护装置介绍

纵差动保护

负序过负荷

定子过负荷

失磁保护

过电压保护

转子一点接地保护

定子接地保护

小结

2发电机保护整定计算

2.1基本参数

2.2保护整定计算

2.2.1纵差动保护

2.2.2负序过负荷

2.2.3定子过负荷

2.2.4失磁保护

2.2.5过电压保护

2.2.6转子一点接地保护

2.2.7定子接地保护

2.3小结

四、参考文献

[1]尹项根.电力系统继电保护原理与应用.华中科技大学出版社.ISBN: 7-5609-2419-0

[2]刘学军.继电保护原理.中国电力出版社.ISBN: 7-5083-2352-1

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[4]许建安.水电站继电保护.中国水利水电出版社.ISBN: 7-5084-0127-1 

[5]王维俭.发电机变压器继电保护整定算例.中国电力出版社. ISBN: 7-5083-0344-X 

[6]税正中.电力系统继电保护.重庆大学出版社.ISBN: 7-5624-1455-6 

[7]吴轶群[1] 吴金辉[2].大型机组继电保护方案配置的探讨.广东水利水电-2006年2期 

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[9]刘亚林 张学中.糯扎渡水电站机组主保护方案.水力发电-2005年5期 

[10]张保会 尹项根.电力系统继电保护.中国电力出版社