1、勵磁回路一點接地保護
發(fā)電機正常運行時,勵磁回路與地之間有一定的絕緣電阻和分布電容。當勵磁繞組絕緣嚴重下降或損壞時,會引起勵磁回路的接地故障,最常見的是勵磁回路一點接地故障。發(fā)生勵磁回路一點接地故障時,由于沒有形成接地電流通路,所以對發(fā)電機運行沒有直接影響。但是發(fā)生一點接地故障后,勵磁回路對地電壓將升高,在某些條件下會誘發(fā)第二點接地,勵磁回路發(fā)生兩點接地故障將嚴重損壞發(fā)電機。因此,發(fā)電機必須裝設靈敏的勵磁回路一點接地保護,保護作用于信號,以便通知值班人員采取措施。
勵磁回路的一點接地保護,除簡單、可靠這些一般要求之外,還要求能夠反應在勵磁回路中任一點發(fā)生的接地故障,并且要求有足夠的靈敏度。在評價勵磁回路一點接地保護時,靈敏度是用故障點對地之間的過渡電阻大小來定義,若過渡電阻為rg,保護裝置處于動作邊界上,則稱保護裝置在該點的靈敏度為rg(ω)。
勵磁回路一點接地保護原理有定期檢測電路、電橋式和外加電壓式,他們能反應勵磁回路故障和對地絕緣的降低。
(1)勵磁回路一點接地檢查裝置
(2)疊加直流電壓式一點接地保護
保護原理:
這種保護采用了新型的疊加直流方法,疊加源電壓一般為50v,內阻>50kω。利用微機智能化測量,克服了傳統(tǒng)保護中繞組正負極靈敏度不均勻的缺點,能準確地計算出轉子對地的絕緣電阻值,范圍可達200kω。轉子分布電容對測量無影響。發(fā)電機啟動過程中,轉子無電壓時,保護并不失去作用,保護引入轉子負極與大軸接地線。
當k接通時,測控裝置的電流為:
當k斷開時,測控裝置的電流為:
由此可知rg的大小。
(3)外加交流電壓式一點接地保護
保護原理接線圖如圖所示,經輔助電壓互感器tva將一交流電壓u0,經過一普通電流繼電器k和一隔直耦合電容c,疊加到勵磁繞組的一端與地之間,就構成了簡單的疊加交流電壓式一點接地保護。繼電器的動作電流,要躲過正常情況下流過繼電器的不平衡電流。當勵磁繞組上某一點經過渡電阻rf接地時,流過繼電器的電流大于整定值時,繼電器動作。
(4)微機型切換采樣式一點接地保護
基于切換采樣原理的勵磁回路一點接地微機保護原理如圖所示。接地故障點k將轉子繞組分為α和1-α兩部分(α為轉子繞組的百分數),rg為故障點過渡電阻,由四個電阻r和一個信號電阻r1組成兩個網孔的直流電路。圖中兩個電子開關s1和s2輪流接通。
微機型切換采樣式一點接地保護方案在s1、s2切換過程中允許直流勵磁電壓由e改變?yōu)閑',不象傳統(tǒng)的模擬保護方案那樣在切換過程中必須保持直流勵磁電壓e的恒定。
2、勵磁回路兩點接地保護
轉子兩點接地后短路電流大,勵磁電流增加,可能燒壞繞組;氣隙磁通失去平衡使機組劇烈振動;同時還會產生使軸系磁化等嚴重后果。
(1)保護構成原理
當發(fā)電機轉子繞組兩點接地時,其氣隙磁場將發(fā)生畸變,在定子繞組中將產生2次諧波負序分量電勢。轉子兩點接地保護即反應定子電壓中2次諧波“負序”分量。
動作方程:
(2) 邏輯框圖
在轉子一點接地保護動作后,自動投入轉子兩點接地保護。轉子兩點接地保護的邏輯框圖如圖所示。
圖中 rg<rg.e為轉子一點接地保護動作條件。