同步电机的继电保护

同步电机是交流电机，通常是三相的。与大多数机电转换器一样，它们可以在发电机和电动机模式下运行。同步电机的一种特殊运行模式是无功功率补偿模式。为此目的而设计的专用机器称为同步补偿器。

尽管同步电动机和发电机具有基本的可逆性，但它们的设计特征通常很少能够将电动机用作发电机，反之亦然。

发电机损坏

定子绕组损坏：

• 多相短路；

• 单相接地故障（如果适用）；

• 双接地故障；

• 一相匝间短路（对于输出并联支路的同步发电机）。

转子绕组故障（励磁绕组）：

• 单点接地（转子体）；

• 励磁回路两点接地。

发电机的异常运行模式

• 同步发电机的定子过载（对称和非对称）。

• 外部短路时过载。

• 定子绕组端子两端的电压升高。

• 异步模式。

发电机继电保护要求

选择性 — 保护必须仅在那些对发电机构成真正危险的故障和模式下关闭发电机。

生产率 ——降低机器故障程度，防止发电机和系统并联运行不稳定。

灵敏度 — 同步发电机中所有类型的故障，以及相邻元件的短路，以在发生故障时支持这些元件的保护和开关。 防守必须奏效 不仅在Q上，而且 在 AGP 设备上 停止发电机本身发出的短路电流。

无延时电流关断

它用作功率小于 1 MW 的发电机的主要保护，以防止定子绕组中的多相短路。安装在母线端子的侧面。

纵向差动保护

它用作 1 MW 以上发电机的主要保护，以防止定子绕组发生多相短路。

TA 安装在母线侧和中性线侧。

纵联差动保护参数的计算

保护电流：

通常，根据发电机的功率，保护的跳闸电流在以下范围内：

保护灵敏度测试：

横向差动保护

用于1MW以上发电机的每匝短路保护的主要保护。在定子绕组发生多相短路时保持纵向差动保护。

单继电器横向差动保护电路

电流互感器安装在星形连接的定子绕组并联支路的两个零点之间的回路中。

ZF 滤波器用于从中性电路中流动的高次谐波调谐，三的倍数。

发电机定子绕组或其端子的接地故障保护

1. 发电机与变压器并网运行的电流方向保护 孤立的零线.

2. 发电机间歇性电弧故障产生的消费品低频元件接地故障保护 补偿中性.

3. 发电机并网运行的接地故障保护 电阻接地中性线.

4、零序电压单相接地时的信号。

在具有隔离或共振接地中性点的网络中运行的发电机的接地故障保护

接地保护具有约 5% 的定子绕组电阻的“死区”，用于零附近的短路（K2 点）。 3U0、3I0的值与中性线与故障位置之间的相匝数成正比。

零序电压单相接地故障报警

在电阻接地中性网络上运行的发电机的接地故障保护

防止转子绕组二次接地

接地故障时转子绕组上的电压分布。

发电机励磁回路两点短路保护电路

(a) 励磁方案； b) 工作电流电路

过电压闭锁

• 设计用于保护发电机在外部短路期间免受过电流的影响。

• 适用于功率小于 30 MW 的发电机。

• 它分两个阶段进行。

浪涌阻断电路

a) 电流电路； b) 电压电路； c) 工作电流电路

负序过流保护

• 它用于功率为 30-60 MW 的发电机。

• 旨在保护发电机免受外部不对称短路的影响。

a) 电流电路； b) 电压电路； c) 工作电流电路

发电机距离保护

• 用于功率大于60MW的发电机。

• 旨在保护发电机免受外部不对称短路的影响。

保护动作的电阻根据设定条件从最大负载到最小动作电压选择：

发电机距离保护电路

触发保护：

电涌保护

安装在水力发电机上：

安装在容量为160兆瓦及以上的涡轮发电机上：

针对异步模式的发电机保护

AR发生器的类型

1. 完全或部分兴奋。

2. 没有兴奋。

保护发电机免受异步模式影响的原则—— 远程，监测发电机的电阻。

发动机保护

电机损坏：

• 单相接地故障；

• 一相匝间闭合；

• 相相短路。

ED的异常操作模式：

• 电流高于标称值的过载；

• 执行器过载。

多相短路保护

瞬时过流保护电路

低压保护

如果轮胎压力较低，发动机可能不会自启动：

带直接继电器的欠压保护电路：

保护同步电动机免受同步网络的影响：