繼電保護(hù) 第8章發(fā)電機(jī)保護(hù)

1、第八章 發(fā)電機(jī)保護(hù)第一節(jié) 發(fā)電機(jī)的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的正常工作和供電的電能質(zhì)量起著重要作用，并且發(fā)電機(jī)還是非常貴重的電氣元件，因此，針對(duì)發(fā)電機(jī)的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置。1. 發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障有：定子繞組的相間短路、定子繞組一相的匝間短路、定子繞組單相接地；轉(zhuǎn)子繞組的一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流異常下降或完全消失。2. 發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：外部短路引起的定子繞組過(guò)電流；負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量引起的三相對(duì)稱過(guò)負(fù)荷；外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷（如單相負(fù)荷、非全相運(yùn)行等）引起

2、發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷；發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過(guò)電壓；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷；汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功率等。3. 按規(guī)程規(guī)定，發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式有：（1） 對(duì)于以上的發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（2） 對(duì)于直接連于母線的發(fā)電機(jī)單相定子繞組接地故障，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓電網(wǎng)的接地電容電流大于或等于時(shí)（不考慮消弧線圈的作用），應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的零序電流保護(hù)；當(dāng)接地電流小于時(shí)，則裝設(shè)動(dòng)作于信號(hào)的接地保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組，一般在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接地電容電流大于時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。容量在及以上的發(fā)

3、電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為的定子接地保護(hù)。（3） 發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，當(dāng)繞組接成星形且每相中有引出的并聯(lián)支路時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單繼電器式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（4） 對(duì)于發(fā)電機(jī)外部短路引起的過(guò)電流，可采用下列保護(hù)方式：1） 負(fù)序過(guò)電流及單相式低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)，通常用于50MW及以上的發(fā)電機(jī)；2） 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；3） 過(guò)電流保護(hù)，用于1MW以下的小發(fā)電機(jī)。（5） 對(duì)于由不對(duì)稱負(fù)荷或外部不對(duì)稱短路引起的負(fù)序過(guò)電流，一般在50MW及以上的發(fā)電機(jī)上裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。（6） 對(duì)于由對(duì)稱負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電流，應(yīng)裝設(shè)接于一相電流的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（7） 對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電壓，應(yīng)裝設(shè)帶延時(shí)的過(guò)電

4、壓保護(hù)。（8） 對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的接地故障：1） 水輪發(fā)電機(jī)一般裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)，小容量機(jī)組可采用定期檢測(cè)裝置；2） 對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的一點(diǎn)接地，一般采用定期檢測(cè)裝置，對(duì)于大容量機(jī)組則可以裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)。對(duì)于兩點(diǎn)接地保護(hù)，在勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地后投入。（9） 對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消失的故障，在發(fā)電機(jī)不允許失磁運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)連鎖斷開(kāi)發(fā)電機(jī)的斷路器；對(duì)于采用半導(dǎo)體勵(lì)磁以及100MW及以上采用電機(jī)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，應(yīng)增設(shè)直接反應(yīng)發(fā)電機(jī)失磁時(shí)電氣參數(shù)變化的專用失磁保護(hù)。（10） 對(duì)于轉(zhuǎn)子回路的過(guò)負(fù)荷，在100MW及以上并采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（11） 對(duì)于

5、汽輪發(fā)電機(jī)主汽門突然關(guān)閉，為防止汽輪機(jī)遭到損壞，對(duì)大容量的發(fā)電機(jī)組，可考慮裝設(shè)逆功率保護(hù)。（12） 其他當(dāng)電力系統(tǒng)振蕩影響發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)，在30MW機(jī)組上，宜裝設(shè)失步保護(hù)；當(dāng)汽輪機(jī)低頻運(yùn)行造成機(jī)械振動(dòng)，葉片損傷對(duì)汽輪機(jī)危害極大時(shí)，可裝設(shè)低頻保護(hù)；當(dāng)水冷卻發(fā)電機(jī)斷水時(shí)，可裝設(shè)斷水保護(hù)等。為了快速消除發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障，在保護(hù)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)斷路器的同時(shí)，還必須動(dòng)作于自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路，使定子繞組不再感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不再提供短路電流。發(fā)電機(jī)保護(hù)通常動(dòng)作于停機(jī)；解列滅磁；解列；減出力；程序跳閘或信號(hào)。（1） 停機(jī)：斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁。對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉主汽門；對(duì)水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼。

6、（2） 解列滅磁：斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。（3） 解列：斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。（4） 減出力：將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值；（5） 程序跳閘：對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，首先關(guān)閉主汽門，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁；對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。（6） 信號(hào)：發(fā)出聲光信號(hào)。第二節(jié) 發(fā)電機(jī)相間故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和匝間短路保護(hù)一、 發(fā)電機(jī)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組按星形連接，每相中有引出的并聯(lián)支路時(shí)，還可以采用不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為發(fā)電機(jī)相間故障的主保護(hù)，同時(shí)作為發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保

7、護(hù)。1. 發(fā)電機(jī)的完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 發(fā)電機(jī)完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的工作原理與變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的工作原理相同，不但能正確區(qū)分發(fā)電機(jī)內(nèi)、外部故障，而且還可以無(wú)延時(shí)切除發(fā)電機(jī)的內(nèi)部故障。圖8-1所示為發(fā)電機(jī)完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理接線圖。在中性點(diǎn)引出線一側(cè)裝設(shè)一組電流互感器1TA；在機(jī)端引出線靠近斷路器QF處裝設(shè)另一組電流互感器2TA，其保護(hù)范圍是發(fā)電機(jī)及其引出線。由于發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流相同，所以兩側(cè)電流互感器TA選用變比、特性相同的D級(jí)差動(dòng)保護(hù)專用電流互感器，正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，在差動(dòng)繼電器KD中產(chǎn)生的不平衡電流Iunb遠(yuǎn)小于變壓器差動(dòng)保護(hù)中的不平衡電流。 發(fā)電機(jī)外部故障的最大不平衡電流為Kaper-非周

8、期影響系數(shù)，差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型繼電器時(shí)取1，采用DL-11繼電器并附加串聯(lián)電阻時(shí)取1.52；Kss-同型系數(shù)，取0.5；fi-電流互感器誤差系數(shù)，取0.1；-外部短路最大短路電流周期分量。 為了防止電流互感器二次回路斷線引起保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流按以下兩個(gè)條件整定。（1） 按躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定，（2） 躲過(guò)發(fā)電機(jī)的最大負(fù)荷電流整定，即-可靠系數(shù)，取1.3。取上述兩個(gè)條件中的最大值作為整定值。 當(dāng)差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型差動(dòng)繼電器時(shí)，差動(dòng)繞組Nd按下式選擇保護(hù)靈敏度按躲過(guò)發(fā)電機(jī)出口兩相短路時(shí)的最小短路電流校驗(yàn)，要求 監(jiān)視電流互感器QF二次斷線的電流繼電器KA的動(dòng)作電

9、流按躲過(guò)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通常取 KA動(dòng)作后延時(shí)發(fā)出斷線信號(hào)，延時(shí)應(yīng)大于發(fā)電機(jī)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，防止外部故障KA誤發(fā)信號(hào)。發(fā)出斷線信號(hào)后，運(yùn)行人員應(yīng)將差動(dòng)保護(hù)退出，防止電流互感器QF二次斷線情況下又發(fā)生外部故障而引起發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。2. 發(fā)電機(jī)的不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 圖8-2所示為定子繞組雙星形接線中性點(diǎn)有六個(gè)引出端的發(fā)電機(jī)不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理接線圖。在中性點(diǎn)引出線一側(cè)兩個(gè)并聯(lián)分支之一裝設(shè)一組電流互感器1TA；在機(jī)端引出線靠近斷路器QF處裝設(shè)另一組電流互感器2TA，其保護(hù)范圍是發(fā)電機(jī)及其引出線。由于發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流互感器TA的電流不同，所以兩側(cè)選用的電流互感

10、器TA變比、特性不同，正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，在差動(dòng)繼電器KD中產(chǎn)生的不平衡電流Iunb比發(fā)電機(jī)完全差動(dòng)保護(hù)中的不平衡電流大，同型系數(shù)Kss取1。對(duì)于發(fā)電機(jī)相間短路而言，不完全差動(dòng)保護(hù)的工作原理、整定、校驗(yàn)與完全差動(dòng)保護(hù)相同，但保護(hù)可以反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路。3. 高靈敏度發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)接線對(duì)于次暫態(tài)電抗較大的水輪發(fā)電機(jī)和容量在100MW及以上的水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)，采用圖8-1、8-2所示的差動(dòng)保護(hù)接線方式，則因動(dòng)作電流大于發(fā)電機(jī)的額定電流，保護(hù)的靈敏度不能滿足要求，為此，可以采用圖8-3所示的高靈敏度差動(dòng)保護(hù)接線方式，而且電流互感器二次回路斷線時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。圖中，三相差動(dòng)繼電器的差動(dòng)繞

11、組為Nd，平衡繞組為Nbal。三個(gè)差動(dòng)繞組接于各自相應(yīng)相的差動(dòng)回路中，三個(gè)平衡繞組順接于中性線回路中，極性與差動(dòng)繞組相反。4KA為監(jiān)視斷線的電流繼電器。保護(hù)的工作原理如下：（1） 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，Nd中流過(guò)不平衡電流，Nbal中流過(guò)三相不平衡電流的相量和，而保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)不平衡電流整定，因此保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。（2） 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行發(fā)生電流互感器二次回路一相斷線時(shí)，4KA應(yīng)該動(dòng)作，發(fā)出斷線信號(hào)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。依此來(lái)選擇Nd及Nbal的匝數(shù)。如C相電流互感器二次回路斷線，此時(shí)，C相的Nd、三相的Nbal和4KA中均流過(guò)W相二次負(fù)荷電流。為保證非斷線相差動(dòng)繼電器不誤動(dòng)作，平衡繞組

12、Nbal.c匝數(shù)計(jì)算值應(yīng)滿足式中，AN0電流繼電器13KA動(dòng)作安匝。采用BCH-2型差動(dòng)繼電器時(shí)，取60； Krel可靠系數(shù)，取1.1。 選擇接近并小于Nbal.c的整數(shù)匝作為整定匝數(shù)Nbal。 為保證斷線W相差動(dòng)繼電器不誤動(dòng)作，W相差動(dòng)繞組匝數(shù)Nd.c應(yīng)滿足磁勢(shì)可知選擇接近并小于Nd.c的整數(shù)匝作為整定匝數(shù)Nd。若，則由于，代入上式，可得顯然，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流小于發(fā)電機(jī)的額定電流，提高了保護(hù)的靈敏度。（3） 當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路時(shí)，Nbal中無(wú)短路電流，因而差動(dòng)保護(hù)能靈敏動(dòng)作。（4） 如圖8-4所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)發(fā)生不同相別兩點(diǎn)接地短路，且一點(diǎn)（W相）在發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，差動(dòng)回路

13、中的電流分布與斷路器二次回路一相斷線相似。由于二次回路中流過(guò)短路電流，在保護(hù)范圍內(nèi)接地的W相差動(dòng)繼電器能夠動(dòng)作，其它兩相差動(dòng)繼電器的Nbal中也流過(guò)短路電流，其值通常大于，故均可靈敏動(dòng)作。保護(hù)靈敏度校驗(yàn)、斷線監(jiān)視電流繼電器4KA動(dòng)作值的確定與前述發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相同。當(dāng)短路故障發(fā)生在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近時(shí)，短路電流很小，一般動(dòng)作電流小于0.2倍發(fā)電機(jī)額定電流的情況下，才能使縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，具有較好的靈敏度。前述由BCH型繼電器構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)，若動(dòng)作電流按0.2倍額定電流整定，則當(dāng)發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作，并且BCH型差動(dòng)繼電器的速飽和鐵芯在內(nèi)部故障非周期分

14、量電流的作用下，延緩了保護(hù)的動(dòng)作速度。采用比例制動(dòng)差動(dòng)繼電器構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)較理想的一種保護(hù)。3. 發(fā)電機(jī)比例制動(dòng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)目前，容量在100MW及以上的發(fā)電機(jī)多采用比例制動(dòng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，其原理接線如圖8-5所示。圖中差動(dòng)繞組Nd為電抗變換器TX1的一次繞組，制動(dòng)繞組Nbrk為電抗變換器TX2的一次繞組，且Nd=2Nbrk1=2Nbrk2，比較回路按環(huán)流法接線。正常運(yùn)行時(shí)，差動(dòng)回路電流，制動(dòng)回路電流。差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。外部短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流為，制動(dòng)回路電流為。差動(dòng)保護(hù)也不會(huì)誤動(dòng)作。在發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流為，由系統(tǒng)供給，與圖8-5所示方向相反，因此，差動(dòng)電流為故障點(diǎn)總短路電

15、流，動(dòng)作安匝達(dá)到最大。制動(dòng)電流為制動(dòng)安匝最小。繼電器能靈敏動(dòng)作。 在圖8-5所示環(huán)流法比較回路中，整流橋UB1輸出K1為整流橋UB1輸出與輸入的比例常數(shù)；整流橋UB2輸出K2為整流橋UB2輸出與輸入的比例常數(shù)。執(zhí)行回路的門檻電流為，穩(wěn)壓管VS達(dá)到擊穿電壓UVS時(shí)，制動(dòng)回路加入的最小制動(dòng)電流為，則有繼電器剛好動(dòng)作時(shí)， 整理后可得制動(dòng)特性關(guān)系即或式中為制動(dòng)系數(shù)。K1、K2、R1、R2、ZTX1、ZTX2為常數(shù)，Kbrk也為常數(shù)，時(shí)，穩(wěn)壓管VS未擊穿，沒(méi)有制動(dòng)作用，繼電器動(dòng)作電流為，時(shí)，動(dòng)作電流隨制動(dòng)電流線性變化，按此特性工作的繼電器稱為比例制動(dòng)繼電器。因此，制動(dòng)系數(shù)為 比例制動(dòng)差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性

16、曲線如圖8-6所示。折線PQS即為比例制動(dòng)差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性曲線，曲線OP為沒(méi)有制動(dòng)作用時(shí)繼電器的最小動(dòng)作電流， 時(shí)，繼電器沒(méi)有制動(dòng)作用，動(dòng)作電流仍為。Q點(diǎn)為制動(dòng)特性曲線PQS的拐點(diǎn)，拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流通常取發(fā)電機(jī)的額定電流。曲線QS為有制動(dòng)電流作用時(shí)的動(dòng)作電流，斜率為，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管VS在時(shí)擊穿，繼電器產(chǎn)生制動(dòng)作用。當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)電流，繼電器無(wú)制動(dòng)作用，且電流互感器誤差很小，差動(dòng)回路的不平衡電流小于繼電器的最小動(dòng)作電流，繼電器可靠不動(dòng)；當(dāng)外部故障時(shí)，短路電流，繼電器產(chǎn)生制動(dòng)作用，不平衡電流隨著電流互感器誤差的增加而增大，最終達(dá)到最高點(diǎn)T。考慮各種誤差、裕度，確定制動(dòng)特性曲線QS的最高點(diǎn)S

17、位于T點(diǎn)的上方，即可保證繼電器可靠不動(dòng)。比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)整定與校驗(yàn)（1） 最小動(dòng)作電流 按躲過(guò)最大負(fù)荷電流時(shí)的不平衡電流整定。通常由實(shí)測(cè)確定，一般?。?） 比例制動(dòng)拐點(diǎn)電流一般取發(fā)電機(jī)額定電流，即（3） 最大動(dòng)作電流 按躲開(kāi)發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定，即式中 可靠系數(shù)，取1.31.5；非周期分量系數(shù)，取1.52.0；電流互感器同型系數(shù)，取0.5；電流互感器的10%誤差，取0.1。（4） 靈敏度校驗(yàn) 按單機(jī)運(yùn)行時(shí)機(jī)端兩相金屬性短路的短路電流校驗(yàn)，要求 只流過(guò)TX2的一個(gè)制動(dòng)繞組，根據(jù)，在比例制動(dòng)特性曲線上查出對(duì)應(yīng)的，則可求出。注意： 由于發(fā)電機(jī)輕微故障時(shí)，高動(dòng)作值的差動(dòng)保護(hù)不能起動(dòng)，故

18、障進(jìn)一步發(fā)展，保護(hù)才能動(dòng)作，此時(shí)已對(duì)發(fā)電機(jī)造成更大危害。因此，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)采用低動(dòng)作值的差動(dòng)保護(hù)。而比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流遠(yuǎn)小于發(fā)電機(jī)的額定電流，電流互感器二次斷線時(shí)，將引起保護(hù)誤動(dòng)作。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，只要加強(qiáng)對(duì)差動(dòng)回路的維護(hù)和檢查（采取防震措施來(lái)防止接線端子松脫，檢修時(shí)測(cè)量差動(dòng)回路阻抗并與以前情況比較等），在運(yùn)行中發(fā)生電流回路斷線的幾率很小。二、 發(fā)電機(jī)的匝間短路保護(hù)1. 發(fā)電機(jī)匝間短路的橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)大容量發(fā)電機(jī)的額定電流很大，其每相由兩個(gè)并聯(lián)繞組組成，如圖8-7所示。正常運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)繞組電勢(shì)相等，各提供一半的負(fù)荷電流。當(dāng)任一分支或同一分支發(fā)生匝間短路時(shí)，兩個(gè)分支電勢(shì)不再相等而出現(xiàn)

19、電勢(shì)差，產(chǎn)生一個(gè)均衡電流在兩個(gè)分支繞組中環(huán)流。利用匝間短路時(shí)兩個(gè)分支繞組出現(xiàn)環(huán)流的特點(diǎn)，即可構(gòu)成發(fā)電機(jī)定子匝間短路的橫差動(dòng)保護(hù)。（1） 如圖8-8（a）所示，在同一相兩個(gè)并聯(lián)分支的一個(gè)分支繞組發(fā)生匝間短路，短路匝數(shù)為（<1），此時(shí)，故障支路和非故障支路的電勢(shì)不再相等，在兩個(gè)分支繞組中有環(huán)流產(chǎn)生。在并聯(lián)分支的同一端，裝設(shè)同名端如圖中“*”所示的電流互感器TA來(lái)構(gòu)成差動(dòng)回路，這時(shí)將有電流流入繼電器，此電流大于繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)即可動(dòng)作于跳閘。短路匝數(shù)越多，環(huán)流越大，當(dāng)小到一定程度，保護(hù)不能動(dòng)作，存在死區(qū)。（2） 如圖8-8（b）所示，在同一相兩個(gè)并聯(lián)分支繞組間發(fā)生匝間短路，短路匝數(shù)分別

20、為1和2，且，由于兩個(gè)并聯(lián)分支的電勢(shì)差，將分別產(chǎn)生環(huán)流和，流入繼電器的電流為。12時(shí)，保護(hù)存在動(dòng)作死區(qū)。目前，發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，實(shí)際中廣泛采用圖8-9所示單繼電器式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。通過(guò)裝設(shè)在雙星形接線發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接線上的電流互感器來(lái)構(gòu)成保護(hù)。匝間短路時(shí)，并聯(lián)分支中性點(diǎn)間將有環(huán)流流過(guò)，保護(hù)能夠動(dòng)作。這種保護(hù)的接線簡(jiǎn)單，不平衡電流小，因而起動(dòng)電流低，靈敏度高。由于發(fā)電機(jī)構(gòu)造的特殊性，發(fā)電機(jī)電勢(shì)存在三次諧波，如果并聯(lián)分支三次諧波不相等，會(huì)在中性點(diǎn)連線上產(chǎn)生三次諧波環(huán)流，尤其是外部故障時(shí)發(fā)電機(jī)電勢(shì)畸變，在出現(xiàn)以三次諧波為主的高次諧波，也會(huì)中性點(diǎn)連線上產(chǎn)生三次諧波環(huán)流，反映到繼電器KA中，為了提

21、高保護(hù)的靈敏度，保護(hù)裝置還應(yīng)采用三次諧波過(guò)濾器。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地時(shí)，轉(zhuǎn)子回路的磁平衡遭到破壞，將在定子繞組的并聯(lián)分支中感應(yīng)出不同的電勢(shì)，造成橫差保護(hù)誤動(dòng)作。如果轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地是永久性的，將引起發(fā)電機(jī)的異常振動(dòng)，允許橫差保護(hù)誤動(dòng)時(shí)切除發(fā)電機(jī)。如果轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地是暫時(shí)性的，不允許橫差保護(hù)誤動(dòng)瞬時(shí)切除發(fā)電機(jī)。為此，橫差保護(hù)應(yīng)增設(shè)延時(shí)回路KT，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地的保護(hù)動(dòng)作后，切換至0.51s的延時(shí)回路KT，以躲開(kāi)轉(zhuǎn)子回路暫時(shí)兩點(diǎn)接地。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)裝置的起動(dòng)電流按發(fā)電機(jī)定子繞組額定電流的20%30%整定。即2. 發(fā)電機(jī)匝間短路的不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)于雙星形接線、中性點(diǎn)有六個(gè)引出端

22、子的發(fā)電機(jī)，也可以采用不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為定子繞組匝間短路的保護(hù)。3. 負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)許多雙星形接線的大型發(fā)電機(jī)，中性點(diǎn)只有三個(gè)引出端。發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，大多采用負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)，其原理示意如圖8-10所示。圖中TV0為專用全絕緣三相五柱式電壓互感器，其一次側(cè)中性點(diǎn)不接地而與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接相連，因此不能用來(lái)測(cè)量相對(duì)地電壓，只能作為匝間短路保護(hù)專用的電壓互感器。發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)專用全絕緣三相五柱式電壓互感器TV0構(gòu)成零序電壓保護(hù)的原理接線如圖8-11所示。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部相間短路時(shí)，電壓互感器TV0輔助二次繞組的輸出電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部K1點(diǎn)或

23、外部K2點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)，一次系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓，中性點(diǎn)電壓升高為，而三相對(duì)中性點(diǎn)電壓仍然對(duì)稱，因此，TV0輔助二次繞組的輸出電壓。只有當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路或?qū)χ行渣c(diǎn)不對(duì)稱的各種相間短路時(shí)，TV0輔助二次繞組的輸出電壓，保護(hù)動(dòng)作。由于發(fā)電機(jī)制造的原因，正常運(yùn)行時(shí)將出現(xiàn)三次諧波電勢(shì)，TV0輔助二次繞組有較大輸出電壓，為了提高保護(hù)的靈敏度，須設(shè)置三次諧波過(guò)濾器。當(dāng)發(fā)電機(jī)外部短路電流較大時(shí)，電樞反應(yīng)使磁通波形有很大畸變，出現(xiàn)的三次諧波電壓經(jīng)三次諧波過(guò)濾器后還有很高的值。由于發(fā)電機(jī)匝間短路和內(nèi)部不對(duì)稱相間短路以及定子繞組分支開(kāi)焊，負(fù)序源位于發(fā)電機(jī)內(nèi)部，產(chǎn)生的負(fù)序功率方向由發(fā)電機(jī)流出。而當(dāng)發(fā)電

24、機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行及外部發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，負(fù)序功率流入發(fā)電機(jī)，為防止保護(hù)誤動(dòng)作，可采用負(fù)序功率方向元件閉鎖保護(hù)。如果專用全絕緣三相五柱式電壓互感器TV0斷線，將在輔助二次繞組開(kāi)口三角處輸出很大零序電壓，為了防止保護(hù)誤動(dòng)作，還應(yīng)設(shè)置斷線閉鎖元件，閉鎖保護(hù)的同時(shí)，發(fā)出信號(hào)。負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)零序動(dòng)作電壓按躲開(kāi)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的零序不平衡電壓整定。的二次實(shí)測(cè)值為百分之幾伏，通常取當(dāng)外部故障急劇增大時(shí)，由于負(fù)序功率方向元件的閉鎖作用，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。對(duì)于國(guó)外一些機(jī)組不采用負(fù)序功率方向元件閉鎖的匝間零序電壓保護(hù)，動(dòng)作電壓可按整定。負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間短路保護(hù)，如果一次中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)

25、連線發(fā)生對(duì)地絕緣擊穿，將誤跳閘，而且保護(hù)裝置比較復(fù)雜，靈敏度也不高，只在前述兩種保護(hù)不能裝設(shè)的情況下采用。上述發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)還能在定子繞組分支開(kāi)焊時(shí)起到保護(hù)作用。第三節(jié) 發(fā)電機(jī)的單相接地保護(hù)一、 對(duì)定子接地保護(hù)的要求 根據(jù)安全要求，發(fā)電機(jī)的外殼都是接地的，因而定子繞組與鐵芯之間絕緣的破壞而造成定子繞組的接地是發(fā)電機(jī)的常見(jiàn)故障。由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)是不接地或經(jīng)過(guò)高阻抗接地，定子繞組單相接地并不引起大的故障電流，通常100MW及以下的發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)只要求發(fā)出信號(hào)而不立即跳閘停機(jī)。對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，考慮其在系統(tǒng)中的重要地位以及發(fā)電機(jī)本身造價(jià)昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修困難，為確保發(fā)電機(jī)的安全，不

26、使單相接地故障發(fā)展成為相間或匝間短路，應(yīng)使單相接地故障點(diǎn)不產(chǎn)生電弧或電弧瞬間熄滅。這個(gè)不產(chǎn)生電弧的最大接地電流，定義為發(fā)電機(jī)單相接地的安全電流。根據(jù)發(fā)電機(jī)定子鐵芯在單相接地電容電流作用下的燒傷試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)電機(jī)允許接地電流如表8-1所示。在上述安全電流下，定子接地保護(hù)只發(fā)信號(hào)，而不跳閘緊急停機(jī)，允許發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)，定子鐵芯不需檢修，但應(yīng)及時(shí)處理，避免系統(tǒng)遭受較大沖擊，對(duì)于大型機(jī)組，應(yīng)迅速轉(zhuǎn)移負(fù)荷后平穩(wěn)停機(jī)，否則，如果再發(fā)生一點(diǎn)接地故障，將對(duì)發(fā)電機(jī)造成更大危害。表8-1發(fā)電機(jī)接地電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓（kV）發(fā)電機(jī)容量（MW）接地電流允許值（A）6.3及以下50410.5汽輪

27、發(fā)電機(jī)501003水輪發(fā)電機(jī)1010013.815.75汽輪發(fā)電機(jī)1252002（氫冷發(fā)電機(jī)為2.5）水輪發(fā)電機(jī)4022518203006001由于中、小型發(fā)電機(jī)定子繞組通常不是水內(nèi)冷的冷卻方式，中性點(diǎn)附近電勢(shì)較低，因而發(fā)生單相接地的可能性較小，允許中性點(diǎn)附近有一定的保護(hù)死區(qū)。對(duì)于大型機(jī)組，盡管定子繞組是全絕緣的，中性點(diǎn)經(jīng)常工作在低電壓狀態(tài)，在中性點(diǎn)附近發(fā)生接地故障的可能性較小，但其結(jié)構(gòu)及冷卻方式復(fù)雜，如果發(fā)生風(fēng)扇葉片斷裂等機(jī)械故障，也可能在中性點(diǎn)附近發(fā)生定子繞組單相接地，特別是水內(nèi)冷機(jī)組，中性點(diǎn)附近定子繞組漏水造成定子繞組單相接地的可能性很大。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)大型機(jī)組的接地故障故障，要求裝設(shè)10

28、0%保護(hù)范圍的高靈敏度單相接地保護(hù)。大型機(jī)組接地保護(hù)應(yīng)滿足以下三個(gè)基本要求（1） 接地點(diǎn)電流不應(yīng)超過(guò)安全電流；（2） 有100%保護(hù)區(qū)；（3） 保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生接地故障有足夠的靈敏度。二、 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)當(dāng)代的發(fā)電機(jī)，其中性點(diǎn)都是不接地或經(jīng)消弧線圈接地的，因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)，和35kV及以下網(wǎng)絡(luò)一樣，故障點(diǎn)的電流為發(fā)電機(jī)所在電壓網(wǎng)絡(luò)對(duì)地電容電流總和，但故障點(diǎn)的零序電壓隨發(fā)電機(jī)內(nèi)部接地點(diǎn)位置的不同而改變。如圖8-12（a）所示，若A相在定子繞組距中性點(diǎn)（<1）處發(fā)生接地，則故障點(diǎn)各相電動(dòng)勢(shì)為，各相對(duì)地電壓為故障點(diǎn)零序電壓為 依此可作出發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地的零序等

29、值網(wǎng)絡(luò)，如圖8-12（b）所示。圖中C0g為發(fā)電機(jī)每相對(duì)地電容，C0L為發(fā)電機(jī)以外電壓網(wǎng)絡(luò)每相對(duì)地等值電容。發(fā)電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)零序電流為故障點(diǎn)總接地電流為有效值為計(jì)算時(shí)，一般以發(fā)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平均額定相電壓代替發(fā)電機(jī)的相電動(dòng)勢(shì)，即 可見(jiàn)，故障點(diǎn)的零序電壓和接地電流與成正比， 、曲線如圖8-13所示，當(dāng)故障點(diǎn)位于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近時(shí)，最低，最??；當(dāng)故障點(diǎn)位于發(fā)電機(jī)出線端附近時(shí)，最高，最大。當(dāng)接地電流大于表8-1的允許值時(shí)，應(yīng)采用消弧線圈補(bǔ)償至小于所規(guī)定的數(shù)值。對(duì)于與母線直接連接的發(fā)電機(jī)，為了防止系統(tǒng)元件檢修時(shí)產(chǎn)生電感電容諧振而引起過(guò)電壓，中性點(diǎn)的消弧線圈應(yīng)采用過(guò)補(bǔ)償方式。發(fā)電機(jī)變壓器組三相對(duì)地電容保持固定不

30、變，為了減少高壓側(cè)接地故障對(duì)發(fā)電機(jī)的傳遞過(guò)電壓幅值，應(yīng)采用欠補(bǔ)償方式，對(duì)于單元件連接的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的消弧線圈，采用欠補(bǔ)償方式，可以減少傳遞過(guò)電壓和頻率變化等對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)位移電壓的影響。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地后，可使接地電流減小到安全電流以下，300MW及以上發(fā)電機(jī)一般補(bǔ)償?shù)叫∮?A，即可有效地防止接地故障發(fā)展成相間短路或匝間短路。如圖8-12（b）所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)零序電流互感器TA0一次側(cè)的零序電流為發(fā)電機(jī)以外電壓網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電容電流。如圖8-14所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)外部單相接地時(shí)，流過(guò)TA0的零序電流為發(fā)電機(jī)本身的對(duì)地電容電流。 實(shí)際中，無(wú)法從發(fā)電機(jī)內(nèi)部取得接地點(diǎn)的零序

31、電壓，只能通過(guò)機(jī)端的電壓互感器測(cè)量。機(jī)端各相對(duì)地電壓、分別為其相量如圖8-15所示。因此可得機(jī)端零序電壓可見(jiàn)，機(jī)端測(cè)量電壓與故障點(diǎn)零序電壓相同。三、 利用零序電流構(gòu)成的定子接地保護(hù)對(duì)于直接連接在母線上的發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部接地，當(dāng)接地電容電流大于表8-1的允許值時(shí)，不論發(fā)電機(jī)是否裝設(shè)消弧線圈，零序電流構(gòu)成的接地保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于跳閘；當(dāng)接地電容電流小于允許值時(shí)，接地保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào)。零序電流保護(hù)裝設(shè)在機(jī)端的零序電流互感器TA0上，保護(hù)動(dòng)作電流按躲過(guò)外部故障時(shí)流過(guò)的發(fā)電機(jī)電容電流和發(fā)電機(jī)外部單相接地時(shí)TA0的不平衡電流整定，電流整定值應(yīng)小于表8-1規(guī)定的允許值。保護(hù)的原理接線如圖8-16所示。 為了提高保

32、護(hù)的靈敏度，對(duì)保護(hù)裝置采取以下措施：（1） 將零序電流互感器裝設(shè)在機(jī)端出口，使機(jī)端至發(fā)電機(jī)斷路器引線處于保護(hù)范圍之外。 當(dāng)發(fā)電機(jī)外部單相接地時(shí)，流過(guò)TA0的零序電流的大小僅決定于定子繞組的對(duì)地電容和發(fā)電機(jī)至互感器連線的對(duì)地電容。在發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)，流過(guò)TA0的零序電流的大小取決于安裝處與母線間連線的對(duì)地電容，以及與母線相連其它元件的對(duì)地電容之和，由于該電容遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)對(duì)地電容與發(fā)電機(jī)至互感器連線的對(duì)地電容之和，因而保護(hù)靈敏度得到提高。（2） 采用高導(dǎo)磁率零序電流互感器TA0。 目前，我國(guó)采用優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁硅鋼片做成的零序電流互感器TA0，其磁化曲線起始部分的導(dǎo)磁率很高，因而在很小的一次電流作用

33、下，就有較高的勵(lì)磁阻抗和二次輸出功率。較高的勵(lì)磁阻抗使較大的電容電流流入繼電器繼電器，使保護(hù)裝置能夠動(dòng)作，滿足靈敏性的要求；零序電流互感器與電流繼電器參數(shù)進(jìn)行匹配，使零序電流互感器有最大的功率輸出。 零序電流互感器TA0的等值電路如圖8-17所示，其中Z'1、Z'E和I'1為折算到二次側(cè)的一次繞組漏抗和勵(lì)磁阻抗及一次側(cè)電流，Z2為二次繞組的漏抗和負(fù)載繼電器及連接電纜阻抗之和。當(dāng)I'1一定時(shí)，TA0輸出功率為輸出最大功率的條件為，可得，最大功率為（3） 采用相間短路后備保護(hù)的過(guò)電流繼電器。在發(fā)電機(jī)外部相間短路時(shí)，TA0產(chǎn)生的不平衡電流可能很大，常常引起接地保護(hù)誤動(dòng)

34、作。采用相間短路后備保護(hù)的過(guò)電流繼電器來(lái)閉鎖，當(dāng)相間保護(hù)動(dòng)作的同時(shí)，退出零序電流接地保護(hù)，因此，整定接地保護(hù)的動(dòng)作電流可按相間短路后備保護(hù)過(guò)電流繼電器動(dòng)作值下對(duì)應(yīng)的不平衡電流計(jì)算。（4） 保護(hù)帶有0.51s延時(shí)。 保護(hù)延時(shí)動(dòng)作可以使保護(hù)裝置的動(dòng)作電流不按接地初瞬暫態(tài)電容電流峰值來(lái)整定，這樣，提高保護(hù)靈敏性的同時(shí)，避免瞬時(shí)性接地造成保護(hù)誤動(dòng)作。 當(dāng)未裝接地保護(hù)或裝有接地保護(hù)，但由于運(yùn)行方式的改變而使靈敏性不能滿足要求等，在定子繞組接地時(shí)，由裝于母線上的單相接地監(jiān)視裝置作用于信號(hào)。 為了在發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列前檢查有無(wú)接地故障，應(yīng)在機(jī)端裝設(shè)測(cè)量零序電壓的電壓表。四、 利用零序電壓構(gòu)成的定子接地保護(hù)通常

35、大、中發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)中大都采用單元連接方式（即發(fā)電機(jī)-變壓器組）。發(fā)電機(jī)-變壓器組電壓網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)地電容主要有發(fā)電機(jī)對(duì)地電容C0g、變壓器對(duì)地電容C0T以及發(fā)電機(jī)與變壓器連接電纜對(duì)地電容C0x，其分布如圖8-18所示，雖然接地后的對(duì)地電容電流基本不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，但除發(fā)電機(jī)以外，發(fā)電機(jī)-變壓器電壓網(wǎng)絡(luò)的總對(duì)地電容C0T+C0x和發(fā)電機(jī)的對(duì)地電容C0g相差不大，故由零序電流構(gòu)成的接地保護(hù)一般不能滿足靈敏度的要求。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生單相接地時(shí)，接地電容電流一般小于允許值。對(duì)于100MW以下的發(fā)電機(jī)-變壓器組，若接地后的電容電流大于允許值，則通過(guò)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈補(bǔ)償?shù)皆试S值以下。因此，可

36、裝設(shè)作用于信號(hào)的零序電壓定子接地保護(hù)，其原理接線如圖8-19所示。 由于變壓器高、低壓側(cè)繞組之間存在電容，當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障，在發(fā)電機(jī)端將產(chǎn)生耦合零序電壓。為了保證動(dòng)作的選擇性，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓、變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地時(shí)在發(fā)電機(jī)端產(chǎn)生的零序電壓以及三次諧波電壓，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)的起動(dòng)電壓一般整定為1530V。機(jī)端接地時(shí)，電壓互感器開(kāi)口三角的輸出電壓為100V，因此，在機(jī)端發(fā)生接地短路時(shí)，保護(hù)有較高的靈敏度，在中性點(diǎn)附近發(fā)生接地短路時(shí)，保護(hù)存在15%30%動(dòng)作死區(qū)。為了降低起動(dòng)電壓，減小保護(hù)死區(qū)，可采取以下措施：（1） 加裝三次諧波帶阻過(guò)濾器；（2） 對(duì)于變壓

37、器高壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，利用保護(hù)裝置動(dòng)作的延時(shí)躲開(kāi)高壓側(cè)接地在機(jī)端產(chǎn)生的零序電壓；（3） 在變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，利用高壓側(cè)接地時(shí)的零序電壓閉鎖保護(hù)或?qū)ΡＷo(hù)進(jìn)行制動(dòng)。 利用高壓側(cè)零序電壓制動(dòng)的零序電壓接地保護(hù)如圖8-20所示。圖中L1、C1組成50Hz的串聯(lián)諧振電路，以減小三次諧波電壓對(duì)保護(hù)的影響，提高保護(hù)的靈敏度。如此，保護(hù)的起動(dòng)電壓可整定為510V以下，保護(hù)動(dòng)作的死區(qū)減小到5%10%。 發(fā)電機(jī)-變壓器組的定子回路包括發(fā)電機(jī)定子繞組、主變壓器低壓繞組、廠用電變壓器高壓繞組以及電壓互感器一次繞組，各點(diǎn)零序電壓相同，因此，零序電壓型定子接地保護(hù)無(wú)法判定接地故障點(diǎn)是否處于發(fā)電機(jī)內(nèi)

38、部，此乃這種保護(hù)的固有缺點(diǎn)。對(duì)于單機(jī)容量為100MW及以上的發(fā)電機(jī)-變壓器組，由于振動(dòng)較大產(chǎn)生的機(jī)械損傷（如風(fēng)扇葉片斷裂）或水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)端部漏水等，都可能使靠近中性點(diǎn)附近的定子繞組發(fā)生接地故障如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一點(diǎn)單相接地故障發(fā)展成發(fā)電機(jī)的匝間或相間故障，將會(huì)給發(fā)電機(jī)造成嚴(yán)重后果。因此，要求裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子接地保護(hù)。五、 100%保護(hù)區(qū)的定子接地保護(hù) 目前，100%定子接地保護(hù)裝置由兩部分組成。第一步分是零序電壓保護(hù)，保護(hù)范圍為定子繞組的85%以上；第二步分可利用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和機(jī)端固有三次諧波電壓比值的變化作為保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)，也可以采用附加直流或低頻電源等方式來(lái)構(gòu)成繞組接地保護(hù)，以消除

39、第一步分保護(hù)的死區(qū)，兩部分保護(hù)的動(dòng)作區(qū)應(yīng)重疊，以提高保護(hù)的可靠性。1 利用三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)1. 發(fā)電機(jī)三次諧波電壓分布特點(diǎn)由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通的非正弦分布和鐵磁飽和的影響，在每相定子繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)除基波分量外，還有百分之幾的三次諧波電動(dòng)勢(shì)，以E3表示。三次諧波電動(dòng)勢(shì)通過(guò)定子繞組的接線，在線電動(dòng)勢(shì)中可以消除。如圖8-21所示，正常運(yùn)行時(shí)，將發(fā)電機(jī)對(duì)地電容C0g集中在中性點(diǎn)N和機(jī)端S， 為，將發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)其它每相對(duì)地電容C0S集中在機(jī)端，則中性點(diǎn)及機(jī)端的三次諧波電壓分別為UN3、US3其比值為可見(jiàn)，正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)三次諧波電壓UN3總是大于機(jī)端三次諧波電壓US3。

40、當(dāng)發(fā)電機(jī)出線端開(kāi)路時(shí)，C0S=0，UN3= US3。如圖8-22所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，若基波電容電流被完全補(bǔ)償，則有發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)三次諧波等值電抗為機(jī)端三次諧波等值電抗為發(fā)電機(jī)兩側(cè)三次諧波電壓之比可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)， ，中性點(diǎn)的三次諧波電壓仍然大于機(jī)端。發(fā)電機(jī)出線端開(kāi)路時(shí)，C0S=0，。如圖8-23所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組在距中性點(diǎn)處發(fā)生單相金屬性接地時(shí)，不論發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)是否經(jīng)消弧線圈接地，恒有則如圖8-24所示為、隨的變化曲線，當(dāng)時(shí)，恒有。 因此，利用機(jī)端三次諧波電壓作為動(dòng)作量，中性點(diǎn)三次諧波電壓作為制動(dòng)量，構(gòu)成動(dòng)作條件為的定子接地保護(hù)，在正常運(yùn)行時(shí)，可靠不動(dòng)

41、作；在距中性點(diǎn)小于50%的范圍內(nèi)發(fā)生接地故障，保護(hù)能夠可靠動(dòng)作，而且接地故障越靠近中性點(diǎn)，靈敏度越高。2. 反應(yīng)三次諧波電壓比值和基波零序電壓構(gòu)成的定子100%接地保護(hù)如圖8-25所示為反應(yīng)三次諧波比值和基波零序電壓組合構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)原理接線圖。從機(jī)端和中性點(diǎn)側(cè)電壓互感器二次側(cè)取出交流電壓和，輸入保護(hù)裝置。 對(duì)于保護(hù)裝置中反應(yīng)三次諧波比值的保護(hù)部分，電抗變換器TX1、TX2的一次繞組分別與電容C1、C2組成三次諧波串聯(lián)諧振回路，回路阻抗最??；由電感L1、L2分別與電容C3、C4組成50Hz串聯(lián)諧振回路。發(fā)電機(jī)定子繞組接地時(shí)，TX1、TX2一次繞組雖然輸入的三次諧波電壓、很小，卻可以

42、在三次諧波諧振回路中產(chǎn)生較大的電流，故而二次側(cè)有較大的電壓輸出。對(duì)于輸入電壓中的基波分量，電壓互感器的三次諧波諧振回路呈現(xiàn)很大的阻抗，同時(shí)在二次側(cè)有50Hz諧振濾波回路，因此只有很小的二次側(cè)電壓輸出。、整流濾波后，送人環(huán)流法幅值比較回路，當(dāng)a、b兩點(diǎn)之間的電壓Uab0，即執(zhí)行回路動(dòng)作。調(diào)節(jié)電位器RW1可改變?nèi)沃C波比值接地保護(hù)的整定值。 對(duì)于保護(hù)裝置中反應(yīng)基波零序電壓的保護(hù)部分，從電壓互感器輔助二次繞組開(kāi)口三角側(cè)取得零序電壓，通過(guò)中間變壓器TVM，經(jīng)整流濾波后輸出直流電壓Ucd，大于執(zhí)行回路的門檻電壓時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。調(diào)節(jié)電位器RW2可改變基波零序電壓接地保護(hù)的整定值。 三次諧波構(gòu)成的接地保護(hù)能反

43、應(yīng)發(fā)電機(jī)繞組距中性點(diǎn)50%范圍內(nèi)的單相接地故障；基波零序電壓接地保護(hù)可以反應(yīng)距機(jī)端85%范圍內(nèi)的定子繞組單相接地故障，而且兩個(gè)保護(hù)的保護(hù)范圍重疊。因此，兩個(gè)保護(hù)共同構(gòu)成100%定子繞組接地保護(hù)。2 附加直流電源的保護(hù)方式附加直流電源構(gòu)成的定子接地保護(hù)是通過(guò)機(jī)端的電壓互感器將直流電流注入發(fā)電機(jī)定子繞組，當(dāng)定子繞組接地時(shí)，經(jīng)大地形成直流電流通路，使保護(hù)動(dòng)作。保護(hù)的原理接線如圖8-26所示。由電壓互感器TV二次取得電壓，通過(guò)中間電壓互感器TVM和整流橋UB后，形成200V的附加直流電源，經(jīng)繼電器KA的取樣電阻R，加在TV一次側(cè)中性點(diǎn)和大地之間。C1、C2、C3為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)消弧線圈L和TV中性點(diǎn)的隔

44、直電容。為防止電容C2、C3斷線使一次高壓侵入二次設(shè)備，其數(shù)量和連接方式應(yīng)保證TV中性點(diǎn)可靠交流接地；為了不影響消弧線圈L的補(bǔ)償作用，其容量應(yīng)盡量大；電容C2、C3的引入，TV中性點(diǎn)有可能出現(xiàn)諧振過(guò)電壓，為此，裝設(shè)真空避雷器F2加以保護(hù)；為了防止機(jī)端接地時(shí)，電容C1暫態(tài)過(guò)電壓，裝設(shè)閥型避雷器F1；保護(hù)退出時(shí)，合上閘刀QK1、QK2。如圖8-26所示，正常運(yùn)行時(shí)，附加直流電源沒(méi)有直流通路，取樣電阻R上無(wú)直流電壓信號(hào)，繼電器KA不動(dòng)作。發(fā)電機(jī)定子繞組任意位置K點(diǎn)發(fā)生單相接地時(shí)，通過(guò)大地接通附加直流電源的直流通路，取樣電阻R兩端有電壓，繼電器KA動(dòng)作，發(fā)出定子繞組接地信號(hào)。保護(hù)具有100%的保護(hù)區(qū)。

45、3 附加低頻電源的保護(hù)方式附加低頻電源構(gòu)成的定子接地保護(hù)是通過(guò)機(jī)端的電壓互感器將低頻電流注入發(fā)電機(jī)定子繞組，當(dāng)定子繞組接地時(shí)，低頻電流增大，保護(hù)動(dòng)作。如圖8-27所示為附加低頻電源構(gòu)成定子接地保護(hù)的原理接線圖。由于定子繞組的對(duì)地電容是低頻電源的負(fù)載，因此，20Hz的低頻電源一方面將低頻電流通過(guò)電壓互感器TV的輔助二次繞組開(kāi)口三角側(cè)注入發(fā)電機(jī)定子繞組，同時(shí)，低頻電流通過(guò)中間電壓互感器TVM，經(jīng)整流橋UB1整流后，在幅值比較回路中形成工作電流Iop；另一方面低頻電流經(jīng)整流橋UB2整流后，在比較回路中形成制動(dòng)電流Ires。帶通濾波器T1、T2起阻止基波電壓的作用?？烧{(diào)電阻R1用來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)電流Ires

46、，保證正常運(yùn)行時(shí)，Iop=Ires，繼電器KA不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)，作為20Hz低頻電源負(fù)載的發(fā)電機(jī)對(duì)地總?cè)菘箿p小，機(jī)端單相接地的特殊情況下，總?cè)菘褂蓽p小到，20Hz低頻負(fù)載電流增加，從而使Iop增大，Iop>Ires，繼電器KA動(dòng)作。這種保護(hù)沒(méi)有死區(qū)。由于靠近發(fā)電機(jī)出口接地時(shí)，反應(yīng)基波的零序電壓保護(hù)有較高的靈敏度，所以將其作為發(fā)電機(jī)的輔助接地保護(hù)。繼電器接于TV的輔助二次繞組開(kāi)口三角側(cè)。另外，還可以采用在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)加固定工頻偏移電壓的方式來(lái)構(gòu)成100%的定子接地保護(hù)，偏移電壓為10%15%額定相電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組接地時(shí)，偏移電壓能加大故障點(diǎn)的電流，其值限制在1025

47、A，接地保護(hù)反應(yīng)此電流而動(dòng)作于發(fā)電機(jī)跳閘。第四節(jié) 發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)一、 發(fā)電機(jī)的磁后的物理變化過(guò)程發(fā)電機(jī)的失磁故障是指發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁部分或全部消失。引起失磁主要的原因是，轉(zhuǎn)子繞組故障、勵(lì)磁機(jī)故障、自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘、半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)中某些元件損壞或回路發(fā)生故障及誤操作等。發(fā)電機(jī)的功角特性曲線如圖8-28所示。正常運(yùn)行時(shí)，功角特性曲線1的a點(diǎn)電功率P與原動(dòng)機(jī)的功率Pm相等。此時(shí)，發(fā)電機(jī)縱軸同步電勢(shì)，即轉(zhuǎn)子磁勢(shì)在定子繞組感應(yīng)的電勢(shì)為Ed，無(wú)限大系統(tǒng)母線電壓為Us，發(fā)電機(jī)縱軸同步電抗為Xd，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間聯(lián)系電抗為XS，與的相角差，即功角為。 發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子磁通不能突變，近似以指數(shù)規(guī)律衰減，同步

48、功率P隨轉(zhuǎn)子磁通的減小而逐漸減小，由于原動(dòng)機(jī)功率Pm的慣性作用還來(lái)不及減小，故轉(zhuǎn)子逐漸加速，發(fā)電機(jī)頻率增大，功角隨之增大。<90º以前，角增大將導(dǎo)致sin增大，自動(dòng)補(bǔ)償Ed的下降，保持P與Pm平衡。當(dāng)功角特性下降到曲線2時(shí)，增加到靜穩(wěn)定極限角=90º，則發(fā)電機(jī)臨界失步。>90º，由于Ed的持續(xù)下降，功角特性繼續(xù)下移，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速劇增，發(fā)電機(jī)頻率將大于系統(tǒng)頻率，轉(zhuǎn)差率開(kāi)始升高，進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，在轉(zhuǎn)子及勵(lì)磁回路將產(chǎn)生頻率為的交流電流，形成附加損耗，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁回路過(guò)熱，此電流同時(shí)產(chǎn)生具有制動(dòng)作用的異步有功功率并向系統(tǒng)輸出，當(dāng)與原動(dòng)機(jī)的功率

49、Pm達(dá)到新的平衡時(shí)，進(jìn)入穩(wěn)定異步運(yùn)行狀態(tài)。功角特性曲線3為未完全失磁情況下尚存的同步功率Pe，與異步有功功率Pas疊加后形成交變的合成功率向系統(tǒng)輸出。交變的合成功率將對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生周期性沖擊，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。發(fā)電機(jī)失磁，當(dāng)時(shí)，將從系統(tǒng)中吸取感性無(wú)功電流作為勵(lì)磁電流。若失磁前發(fā)電機(jī)發(fā)出的無(wú)功為失磁后，從系統(tǒng)吸收的無(wú)功為Q1，則系統(tǒng)將出現(xiàn)無(wú)功缺額Q+Q1。如果系統(tǒng)容量較小或無(wú)功功率儲(chǔ)備不足，將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)，甚至可能因電壓崩潰而使系統(tǒng)瓦解。失磁發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收大量無(wú)功功率，其定子繞組可能過(guò)電流，因此，發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率應(yīng)較同步時(shí)有不同程度的降低。汽輪發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)

50、行的條件是：（1） 系統(tǒng)有足夠供給發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的無(wú)功功率，以不致造成系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降為限。降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出，使之能在很小的轉(zhuǎn)差率下。在允許的一段時(shí)間內(nèi)異步運(yùn)行，即發(fā)電機(jī)應(yīng)在較少的有功功率下失磁運(yùn)行，使之不致造成危害發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的發(fā)熱與振動(dòng)。發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行時(shí)a) 在3min內(nèi)將負(fù)荷減至40%，允許繼續(xù)運(yùn)行10min。b) 監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子電流不應(yīng)超過(guò)額定值的110%，監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子端部溫度不應(yīng)超過(guò)允許值。c) 設(shè)法迅速恢復(fù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，如勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不能正常工作，應(yīng)轉(zhuǎn)至感應(yīng)調(diào)壓器電源提供勵(lì)磁，如仍不行，則應(yīng)啟用備用勵(lì)磁電源。d) 異步運(yùn)行中監(jiān)視發(fā)電機(jī)端電壓不應(yīng)低于額定電壓的90%。（2

51、） 由于水輪發(fā)電機(jī)異步特性差，只有滑差s相當(dāng)大時(shí)才能達(dá)到穩(wěn)定異步運(yùn)行，在較大滑差s下運(yùn)行，轉(zhuǎn)子有過(guò)熱的危險(xiǎn)；此外，水輪發(fā)電機(jī)的同步電抗Xd較小，失磁后失步運(yùn)行的定子電流將很大。因此一般不允許水輪發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行。為此，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)失磁故障，并采取相應(yīng)措施。如果系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)不允許失磁運(yùn)行，則失磁保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)或延時(shí)動(dòng)作于跳閘。如果發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行，則失磁保護(hù)只發(fā)信號(hào)或自動(dòng)減負(fù)荷，而以較長(zhǎng)的時(shí)間切除失磁發(fā)電機(jī)。二、 發(fā)電機(jī)失磁后的機(jī)端測(cè)量阻抗如圖8-29所示，汽輪發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為，端相電壓為，同步電抗為Xd，經(jīng)聯(lián)系電抗Xs與相電壓為的無(wú)窮大系統(tǒng)并列運(yùn)行。發(fā)電機(jī)從失磁到異步運(yùn)行經(jīng)過(guò)

52、三種狀態(tài)。 1. 發(fā)電機(jī)失磁到失步前機(jī)端測(cè)量阻抗為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率必須小于靜穩(wěn)極限值（即有功功率的最大值）。因此，發(fā)電機(jī)失磁起始，Ed下降，但功角增加，保持P=Pm，轉(zhuǎn)子加速很小，發(fā)電機(jī)不會(huì)產(chǎn)生異步功率。發(fā)電機(jī)失磁到失步，功角<90º，送出的有功功率保持基本不變，而無(wú)功功率則由送出改變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收。此過(guò)程經(jīng)常延續(xù)幾秒幾十秒，在此期間，機(jī)端測(cè)量阻抗為 式中，Us、Xs、P為常量，Q和為變量，因此，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg是圓心為，半徑為的圓，復(fù)平面阻抗圓如圖8-30所示。由于此圓是在某一定有功功率P不變的情況下作出的，因此稱為等有功圓。圓半徑與有功功率P

53、成反比，失磁前發(fā)電機(jī)輸送的有功功率P越大，失磁后等有功圓的半徑越小。發(fā)電機(jī)失磁前，向系統(tǒng)輸出無(wú)功功率，角為正，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg位于第一象限。失磁后，隨著無(wú)功功率的變化，角由正變負(fù)，Zg將沿著圓周從第一象限過(guò)渡到第四象限。2. 發(fā)電機(jī)臨界失步點(diǎn) 發(fā)電機(jī)處于失去靜穩(wěn)定臨界狀態(tài)，功角=90º，此點(diǎn)稱為臨界失步點(diǎn)。此時(shí)發(fā)電機(jī)輸送的無(wú)功功率為可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)在臨界失步時(shí)，從系統(tǒng)吸收的無(wú)功功率為一常數(shù)，因此，臨界失步點(diǎn)也稱為等無(wú)功點(diǎn)。此時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻抗為其中，則 可見(jiàn)，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg是以為圓心，以為半徑的圓，復(fù)平面阻抗圓如圖8-31所示。該圓稱為臨界失步圓，也稱為等無(wú)功圓。其圓周為發(fā)電機(jī)以不同的有

54、功功率P臨界失步時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg變化的軌跡，圓內(nèi)為失步區(qū)。3. 發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài) 發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行狀態(tài)的等值電路如圖8-32所示。X1為定子繞組漏抗；X2為轉(zhuǎn)子繞組漏抗；R2為轉(zhuǎn)子繞組電阻；為反應(yīng)發(fā)電機(jī)功率大小的等效電阻；Xad為定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感?？梢?jiàn)，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行狀態(tài)下，則機(jī)端測(cè)量阻抗最大Zg，發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行狀態(tài)下，若，則機(jī)端測(cè)量阻抗Zg最小， 失磁前發(fā)電機(jī)帶有較小的有功功率P時(shí)，失磁后轉(zhuǎn)差率s較低，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg接近同步電抗；反之，失磁前發(fā)電機(jī)帶有較大有功功率P時(shí)，失磁后轉(zhuǎn)差率s較高，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg近似等于發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗。因此，發(fā)電

55、機(jī)不論帶有多大有功功率P，失磁后進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg最終一定落在包括和兩點(diǎn)在內(nèi)的臨界失步圓內(nèi)。 如圖8-33所示，當(dāng)帶有有功功率P1的發(fā)電機(jī)失磁前，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg位于復(fù)平面第一象限等有功圓1的a點(diǎn)，失磁后，沿等有功圓1向第四象限移動(dòng)。當(dāng)Zg與臨界失步圓4相交于b點(diǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行于靜穩(wěn)定的極限。之后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行，最終發(fā)電機(jī)的平均異步功率與調(diào)節(jié)后的原動(dòng)機(jī)功率達(dá)到平衡時(shí)，機(jī)組進(jìn)入異步穩(wěn)定運(yùn)行，Zg落于臨界失步圓4內(nèi)c點(diǎn)。c點(diǎn)處于和兩點(diǎn)之間。同理，當(dāng)失磁前發(fā)電機(jī)帶有有功功率P2時(shí)，失磁到穩(wěn)定異步運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)端測(cè)量阻抗將沿a'b'c'點(diǎn)變化。三、 發(fā)電機(jī)

56、其它運(yùn)行時(shí)的機(jī)端測(cè)量阻抗為了正確判斷發(fā)電機(jī)是否處于失磁狀態(tài)，還應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)其它運(yùn)行方式下機(jī)端的測(cè)量阻抗進(jìn)行分析。1. 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的機(jī)端測(cè)量阻抗如圖8-34所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功和無(wú)功功率時(shí)，其機(jī)端測(cè)量阻抗Zg位于第一象限的1點(diǎn)，與R軸的夾角為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)角。當(dāng)發(fā)電機(jī)只輸出有功功率時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg位于R軸上的2點(diǎn)。當(dāng)發(fā)電機(jī)同步并列欠激運(yùn)行時(shí)，向系統(tǒng)輸出有功，同時(shí)從系統(tǒng)吸收部分無(wú)功功率，此時(shí)測(cè)量阻抗Zg位于第四象限的3點(diǎn)。2. 發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)的機(jī)端測(cè)量阻抗當(dāng)阻抗繼電器采用0°接線方式，機(jī)端故障相測(cè)量阻抗Zg位于第一象限的5點(diǎn)，其大小正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗ZK，

57、其相位為短路阻抗角K。3. 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間發(fā)生振蕩時(shí)的機(jī)端測(cè)量阻抗當(dāng)認(rèn)為EdUs時(shí)，振蕩中心位于系統(tǒng)電氣中心處。如圖8-35所示，當(dāng)Xs0時(shí)，振蕩中心位于處，此時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻抗Zg隨振蕩角的變化而沿直線變化，當(dāng)振蕩角=180°時(shí)，測(cè)量阻抗的最小值為4. 發(fā)電機(jī)自同步并列時(shí)的機(jī)端測(cè)量阻抗自同步并列時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速接近于額定值，不加勵(lì)磁投入斷路器的瞬間，與發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行失磁時(shí)的情況相同。由于自同步并列是在斷路器投入后，立即給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)間極短。為此，應(yīng)采取措施防止發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)誤動(dòng)作。四、 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的構(gòu)成方式失磁保護(hù)應(yīng)能正確反應(yīng)發(fā)電機(jī)的失磁故障，而在發(fā)電機(jī)其它運(yùn)行方式下，不誤動(dòng)作。1. 發(fā)電機(jī)失磁后各參數(shù)的變化 機(jī)端測(cè)量阻抗Zg由感性變?yōu)槿菪?，在?fù)數(shù)平面上，Zg的軌跡由第一象限進(jìn)入第四象