同步電機的繼電保護

同步電機是交流電機，通常是三相的。與大多數機電轉換器一樣，它們可以在發電機和電動機模式下運行。同步電機的一種特殊運行模式是無功功率補償模式。為此目的而設計的專用機器稱為同步補償器。

儘管同步電動機和發電機具有基本的可逆性，但它們的設計特徵通常很少能夠將電動機用作發電機，反之亦然。

發電機損壞

定子繞組損壞：

• 多相短路；

• 單相接地故障（如果適用）；

• 雙接地故障；

• 一相匝間短路（對於輸出並聯支路的同步發電機）。

轉子繞組故障（勵磁繞組）：

• 單點接地（轉子體）；

• 勵磁迴路兩點接地。

發電機的異常運行模式

• 同步發電機的定子過載（對稱和非對稱）。

• 外部短路時過載。

• 定子繞組端子兩端的電壓升高。

• 異步模式。

發電機繼電保護要求

選擇性 — 保護必須僅在那些對發電機構成真正危險的故障和模式下關閉發電機。

生產率 ——降低機器故障程度，防止發電機和系統並聯運行不穩定。

靈敏度 — 同步發電機中所有類型的故障，以及相鄰元件的短路，以在發生故障時支持這些元件的保護和開關。 防守必須奏效 不僅在Q上，而且 在 AGP 設備上 停止發電機本身發出的短路電流。

無延時電流關斷

它用作功率小於 1 MW 的發電機的主要保護，以防止定子繞組中的多相短路。安裝在母線端子的側面。

縱向差動保護

它用作 1 MW 以上發電機的主要保護，以防止定子繞組發生多相短路。

TA 安裝在母線側和中性線側。

縱聯差動保護參數的計算

保護電流：

通常，根據發電機的功率，保護的跳閘電流在以下範圍內：

保護靈敏度測試：

橫向差動保護

用於1MW以上發電機的每匝短路保護的主要保護。在定子繞組發生多相短路時保持縱向差動保護。

單繼電器橫向差動保護電路

電流互感器安裝在星形連接的定子繞組並聯支路的兩個零點之間的迴路中。

ZF 濾波器用於從中性電路中流動的高次諧波調諧，三的倍數。

發電機定子繞組或其端子的接地故障保護

1. 發電機與變壓器並網運行的電流方向保護 隔離中性.

2. 發電機間歇性電弧故障產生的消費品低頻元件接地故障保護 補償中性.

3. 發電機並網運行的接地故障保護 電阻接地中性線.

4、零序電壓單相接地時的信號。

在具有隔離或共振接地中性點的網絡中運行的發電機的接地故障保護

接地保護具有約 5% 的定子繞組電阻的“死區”，用於零附近的短路（K2 點）。 3U0、3I0的值與中性線與故障位置之間的相匝數成正比。

零序電壓單相接地故障報警

在電阻接地中性網絡上運行的發電機的接地故障保護

防止轉子繞組二次接地

接地故障時轉子繞組上的電壓分佈。

發電機勵磁迴路兩點短路保護電路

(a) 勵磁方案； b) 工作電流電路

過電壓閉鎖

• 設計用於保護髮電機在外部短路期間免受過電流的影響。

• 適用於功率小於 30 MW 的發電機。

• 它分兩個階段進行。

浪湧阻斷電路

a) 電流電路； b) 電壓電路； c) 工作電流電路

負序過流保護

• 它用於功率為 30-60 MW 的發電機。

• 旨在保護髮電機免受外部不對稱短路的影響。

a) 電流電路； b) 電壓電路； c) 工作電流電路

發電機距離保護

• 用於功率大於60MW的發電機。

• 旨在保護髮電機免受外部不對稱短路的影響。

保護動作電阻根據設定條件從最大負載到最小動作電壓選擇：

發電機距離保護電路

觸發保護：

電湧保護

安裝在水力發電機上：

安裝在容量為160兆瓦及以上的渦輪發電機上：

針對異步模式的發電機保護

AR發生器的類型

1. 完全或部分興奮。

2. 沒有興奮。

保護髮電機免受異步模式影響的原則—— 遠程，監測發電機的電阻。

發動機保護

電機損壞：

• 單相接地故障；

• 一相匝間閉合；

• 相相短路。

ED的異常操作模式：

• 電流高於標稱值的過載；

• 執行器過載。

多相短路保護

瞬時過流保護電路

低壓保護

如果輪胎壓力較低，發動機可能不會自啟動：

帶直接繼電器的欠壓保護電路：

保護同步電動機免受同步網絡的影響：