摘要:由于發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)不能保護(hù)定子繞組匝間短故障,在發(fā)生匝間短路后,若不能及時(shí)處理,則可能發(fā)展成為相間故障,造成發(fā)電機(jī)重大損壞,因此在大型發(fā)電機(jī)組中都裝設(shè)有發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù),同時(shí)也可保護(hù)定子繞組斷線故障。
一、匝間短路的特點(diǎn)
1、發(fā)電機(jī)定子繞組一相匝間短路時(shí),在短路電流中有正序、負(fù)序和零序分量且各序電流相等,同時(shí)短路初瞬也出現(xiàn)非周期分量。
2、發(fā)電機(jī)不同相匝間短路時(shí),必將出現(xiàn)環(huán)流的短路電流。
3、發(fā)電機(jī)定子繞組的線圈匝間短路時(shí),由于破壞了發(fā)電機(jī)A、B、C三相對(duì)中性點(diǎn)之間的電動(dòng)勢(shì)平衡,三相不平衡電動(dòng)勢(shì)中的零序分量反映到電壓互感器時(shí),開口三角形繞組的輸出端就有3Uo,而一次回路中產(chǎn)生的零序電流則會(huì)在并聯(lián)分支繞組兩個(gè)中點(diǎn)之間的連線形成環(huán)流。
4、由于一相匝間短路時(shí),出現(xiàn)負(fù)序分量,它產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),因而在轉(zhuǎn)子回路中感應(yīng)出二倍頻率的電流,轉(zhuǎn)子中的電流反過來又在定子中感應(yīng)出其他次諧波分量,這樣,北京專業(yè)拆除加固,定子和轉(zhuǎn)子反復(fù)互相影響,就在定子和轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生一系列諧波分量。而且由于一相中一部分線圈被短接,就可能使得在不同極性下的電樞反應(yīng)不對(duì)稱,也將在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生諧波分量。
5、一相匝間短路時(shí)的負(fù)序功率的方向與發(fā)電機(jī)其他內(nèi)部及外部不對(duì)稱短路時(shí)的負(fù)序功率方向相反。
三相匝間短路示意圖 |
二、短路延時(shí)保護(hù)
1、 啟動(dòng)和充電延時(shí)電路
(1)該保護(hù)電路由穩(wěn)壓管W2及三極管VT3、VT4構(gòu)成的射極耦合觸發(fā)器式的啟動(dòng)電路,由電容器C4、電阻R16、R32組成充電延時(shí)電路。
(2)短路短延時(shí)保護(hù)電路的控制信號(hào)從電阻R4、R5和電位器R27分壓電路中的檢測(cè)環(huán)節(jié)輸出,經(jīng)二極管VD14、穩(wěn)壓管W2及電阻R14加三極管VT3的基極上。
(3)短路短延時(shí)保護(hù)啟動(dòng)電流值的調(diào)整,可調(diào)整電位器R27/1,在(3~5)、范圍內(nèi)整定啟動(dòng)電流值。ILH·e為電流變換器的額定電流。延時(shí)的時(shí)間可調(diào)整電位器R32阻值的大小,可在(0.2~0.6)s范圍內(nèi)整定延時(shí)時(shí)限。
2、短路短延時(shí)保護(hù)的控制過程
發(fā)電機(jī)輸出的電流在正常情況下,由于正常輸出的電流小于短路延時(shí)的啟動(dòng)電流,因此,分壓器R4、R5、R32輸出的信號(hào)電壓U2低于穩(wěn)壓管W2的擊穿電壓,故W2截止,三極管VT3無基極電流而截止,三極管VT4飽和導(dǎo)通,電容器C4的電壓很低,二極管VD19截止,出口電路不工作,短路短延時(shí)保護(hù)不起作用。
當(dāng)發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),其系統(tǒng)中的電流增大,整流電路VD1~VD12輸出的電壓升高,第2組分壓電路中電位器R27整定輸出的直流控制電壓U2使穩(wěn)壓管W2擊穿,經(jīng)二極管VD14和電阻R14,將檢測(cè)信號(hào)U2加到三極管VT3的基極,使其導(dǎo)通,三極管VT4截止,于是工作電源經(jīng)電阻R16、R32對(duì)電容C4進(jìn)行充電,隨著C4充電其電壓使二極管VD19正向?qū)ê?,C4和C7被并聯(lián)充電。電容C4、C7的電壓達(dá)到單結(jié)晶體管BT的峰點(diǎn)電壓時(shí)間,即為時(shí)限電路的延時(shí)時(shí)間,一般為(0.2~0.6)s。當(dāng)C4、C7充電到管的峰點(diǎn)電壓時(shí),班管導(dǎo)通,電容C4、C7經(jīng)BT管對(duì)電阻R33進(jìn)行放電,輸出尖脈沖電壓UR33,使可控硅SCR導(dǎo)通,使脫扣器線圈S失壓,開關(guān)自動(dòng)跳閘。
短路短延時(shí)保護(hù)電路控制圖 |
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