發(fā)電機(jī)變壓器單元接線保護(hù)配置學(xué)習(xí)

1、此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除第一章概述第一節(jié)發(fā)變組的故障及異常狀況一、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障和異常運(yùn)行狀況及所需保護(hù)由于發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生故障的可能性較大，同時(shí)系統(tǒng)故障的可能性也較大，系統(tǒng)故障甚至可能損傷發(fā)電機(jī)，按照各種故障對(duì)發(fā)電機(jī)可能造成的損壞程度的不同，發(fā)電機(jī)的故障一般可分為故障和異常運(yùn)行兩大工況，并各自設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。大型發(fā)電機(jī)可能的故障和相應(yīng)的保護(hù)綜述如下：（ 1） 定子繞組相間短路故障。會(huì)引起巨大的短路電流，嚴(yán)重?zé)龘p發(fā)電機(jī)。需要裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（ 2） 定子繞組匝間短路故障。故障時(shí)同樣會(huì)引起巨大短路電流而燒毀發(fā)電機(jī)。要求裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的專用匝間短路保護(hù)。（ 3）

2、 定子繞組單相接地故障。是常見的故障之一，通常因絕緣破壞使得繞組對(duì)鐵心短路而引起，故障時(shí)的接地電流引起的電弧一方面灼傷鐵心，另一方面會(huì)進(jìn)一步破壞絕緣，導(dǎo)致嚴(yán)重的定子繞組兩點(diǎn)接地，造成匝間或相間短路。因此對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，規(guī)定裝設(shè)能靈敏地反應(yīng)全部繞組接地故障的100%定子繞組接地保護(hù)。（ 4） 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障。又分為一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后可能誘發(fā)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地，而兩點(diǎn)接地會(huì)因磁場(chǎng)不平衡而引發(fā)機(jī)組劇烈震動(dòng)，造成災(zāi)難性后果。因此大型汽輪發(fā)電機(jī)要求同時(shí)裝設(shè)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地保護(hù)。（ 5） 電機(jī)失磁故障。發(fā)電機(jī)失磁或部分失磁是發(fā)電機(jī)常見故障之一，要求及時(shí)檢測(cè)到失磁故障，并根據(jù)失磁

3、過(guò)程的發(fā)展，采用不同的措施，來(lái)保證系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的安全，因此需要裝設(shè)失磁保護(hù)。除此之外，各種系統(tǒng)異常工況或調(diào)節(jié)裝置故障也可能使發(fā)電機(jī)處在異常運(yùn)行狀態(tài)，從而危及發(fā)電機(jī)安全，因此也需要裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。如：（ 1） 負(fù)荷不對(duì)稱出現(xiàn)的負(fù)序電流可能引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱，需裝反時(shí)限不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（ 2） 于對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，需裝反時(shí)限對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（ 3） 于勵(lì)磁回路過(guò)負(fù)荷，需要裝設(shè)反時(shí)限轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（ 4） 與系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可能因機(jī)、爐保護(hù)動(dòng)作等原因?qū)⑵T關(guān)閉而引起逆功率運(yùn)行，為防止汽輪機(jī)葉片與殘留尾氣劇烈摩擦過(guò)熱而損壞汽輪機(jī)，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護(hù)。（ 5） 防止過(guò)激磁而損壞鐵心，應(yīng)裝設(shè)過(guò)激磁

4、保護(hù)。（ 6） 他異常運(yùn)行的狀態(tài)還有：定子繞組過(guò)電壓、低頻運(yùn)行、非全相運(yùn)行、失步運(yùn)行等，也應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。（ 7） 當(dāng)電壓互感器或電流互感器發(fā)生斷線故障時(shí)，會(huì)引起某些保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，因此需要裝設(shè)相應(yīng)的電壓互感器或電流互感器斷線檢測(cè)和閉鎖裝置。二、變壓器可能發(fā)生的故障和異常運(yùn)行狀況及所需保護(hù)變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。為了防止變壓器發(fā)生各類故障和異常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成不應(yīng)有的損失，根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，應(yīng)對(duì)變壓器的故障和異常運(yùn)行方式設(shè)立相應(yīng)的繼電保護(hù)。（1）防止變壓器繞組和引出線相間短路、直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及

5、繞組匝間短路的差動(dòng)保護(hù)。（2）防止變壓器油箱內(nèi)部各種短路或斷線故障及油面降低的瓦斯保護(hù)。（3）防止直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的接地中性點(diǎn)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)及放電間隙的零序電流保護(hù)。（4）防止變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備的過(guò)電流保護(hù)或阻抗保護(hù)。（5）防止對(duì)稱過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（6）反應(yīng)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障的相應(yīng)保護(hù)。第二節(jié)發(fā)變組保護(hù)配置的原則大型發(fā)變組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有可能發(fā)生多種類型的故障和異常運(yùn)行工況，因此需要設(shè)置幾十種保護(hù)，并要求這些保護(hù)既有明確職責(zé)范圍又能相互配合。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成各種不同的保護(hù)功能的配置方案，這些都大同小異，但又各具特點(diǎn)

6、。遵循以下原則：1.各項(xiàng)保護(hù)功能配置完善；2.選用的保護(hù)原理性能優(yōu)良，有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求；3.實(shí)現(xiàn)雙重化配置；4.組屏合理，雙重化的兩套保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)分屏設(shè)置，非電量保護(hù)和電氣量保護(hù)也應(yīng)分屏設(shè)置，以確保在發(fā)變組不停運(yùn)狀況下可以對(duì)其中任何一套保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢修、調(diào)整、調(diào)試，同時(shí)要求二次回路設(shè)計(jì)正確簡(jiǎn)明，接線安全可靠；5.保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具備友好的人機(jī)界面，合理的通信組網(wǎng)功能。各項(xiàng)保護(hù)功能投退和整定操作清晰簡(jiǎn)便，支持現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和調(diào)整功能，易于使用和維護(hù)；6.保護(hù)出口設(shè)計(jì)合理，配置靈活，以滿足緊急狀態(tài)下不同的動(dòng)作要求和允許根據(jù)實(shí)際運(yùn)行條件方便地進(jìn)行調(diào)整。發(fā)變組保護(hù)功能可按設(shè)備故障性

7、質(zhì)分故障保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)兩大類；按輸入量性質(zhì)分為電氣量保護(hù)和非電氣量保護(hù)兩大類；按保護(hù)對(duì)象分為電氣設(shè)備故障和動(dòng)力機(jī)械設(shè)備故障兩大類。故障保護(hù)用以反映保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生的各種相間短路、匝間短路及接地短路等各種類型的短路故障。這些故障會(huì)對(duì)發(fā)變組造成直接破壞，這類保護(hù)構(gòu)成發(fā)變組的保護(hù)主體，通常稱為主保護(hù)。另外，還需要考慮發(fā)變組主保護(hù)失效，以及輔機(jī)和外部相連系統(tǒng)的故障對(duì)發(fā)變組的破壞問題，也需要配置保護(hù)，通常稱為后備保護(hù)。因此故障保護(hù)可分為主保護(hù)和后備保護(hù)。異常保護(hù)用以反映各種可能對(duì)發(fā)變組造成危害的異常運(yùn)行工況，包括可能不利于動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的異常工況，不過(guò)這些工況可能不會(huì)很快或不會(huì)直接造成對(duì)機(jī)組的破壞，為異

8、常工況配置的保護(hù)通常也歸于后備保護(hù)的范疇。第三節(jié)大型發(fā)變組的繼電保護(hù)的特點(diǎn)發(fā)電機(jī)-變壓器組的接線方式在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。發(fā)電機(jī)和變壓器在單獨(dú)運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的各種故障和異常運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)電機(jī)-變壓器組中都可能發(fā)生。因此，發(fā)電機(jī)-變壓器組的保護(hù)與發(fā)電機(jī)，變壓器的類型基本相同。由于發(fā)電機(jī)-變壓器組相當(dāng)于一個(gè)工作單元，故某些同類型的保護(hù)可以合并，例如全組公共的縱差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)等，減少保護(hù)的總套數(shù)，提高了經(jīng)濟(jì)性。發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)的特點(diǎn)如下：一、縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間無(wú)斷路器時(shí)，一般共用一套縱差動(dòng)保護(hù)，

9、如圖1-3-1(a)所示。該種接線方式適用于容量不大的機(jī)組或發(fā)電機(jī)裝有橫差動(dòng)保護(hù)的機(jī)組，對(duì)于容量為100MWM上的機(jī)組或采用一套共用縱差動(dòng)保護(hù)對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的靈敏性不滿足要求時(shí)，應(yīng)加裝發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)，如圖1-3-1(b)所示。當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)和變壓器應(yīng)分別裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)，廠用分支線也應(yīng)包括在變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)，如圖1-3-1(c)所示。二、后備保護(hù)的特點(diǎn)發(fā)電機(jī)-變壓器組的后備保護(hù)，同時(shí)兼作相鄰元件的后備保護(hù)。當(dāng)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)而使保護(hù)裝置接線復(fù)雜時(shí)，可縮短對(duì)相鄰線路后備作用范圍，但對(duì)相鄰母線上的三相短路應(yīng)有足夠的靈敏性。發(fā)電機(jī)-變壓器組后備保護(hù)的電流元件應(yīng)接在發(fā)電機(jī)中

10、性點(diǎn)側(cè)的電流互感器上，電壓元件接在發(fā)電機(jī)端的電壓互感器上。當(dāng)有廠用分支線時(shí)，后備保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限；以第一段時(shí)限動(dòng)作跳開變壓器高壓側(cè)斷路器，以第二段時(shí)限跳開各側(cè)斷路器及發(fā)電機(jī)的滅磁開關(guān)。對(duì)于大型發(fā)電機(jī)-變壓器組，為確?？焖偾谐收?，可采用雙重縱差動(dòng)保護(hù)，在發(fā)電機(jī)-變壓器組高壓側(cè)加裝一套后備保護(hù)，作為相鄰母線保護(hù)的后備，其接線圖如圖1-3-1(d)所示。2£02KD3RD此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流圖1-3-1發(fā)電機(jī)一變壓器組縱差保護(hù)的配置(a)公用一套縱差動(dòng)保護(hù)(b)發(fā)電機(jī)和變壓器分別裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)(d)雙重化縱差動(dòng)保護(hù)(c)發(fā)電機(jī)和變壓器間有斷路器時(shí)的縱差動(dòng)保護(hù)此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)

11、系網(wǎng)站刪除三、發(fā)電機(jī)側(cè)接地保護(hù)的特點(diǎn)在發(fā)電機(jī)-變壓器組中，發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)，由于發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)所連接元件不多，接地電容電流較?。ㄐ∮?A）,因此接地保護(hù)可采用簡(jiǎn)單的零序電壓保護(hù)或完善的100%6子接地保護(hù)，并動(dòng)作于信號(hào)。第二章30萬(wàn)汽輪發(fā)變組的保護(hù)配置第一節(jié)30萬(wàn)汽輪發(fā)變組組一次接線圖對(duì)不同容量的機(jī)組和不同的接線方式，設(shè)計(jì)方案各有不同。這一章，以某300MW、220KV發(fā)變組保護(hù)的工程為例說(shuō)明。圖2-1-1為30萬(wàn)汽輪發(fā)電機(jī)-變壓器組的一次接線圖。TA4中TAri中TA7中圖2-1-130萬(wàn)汽輪發(fā)變機(jī)組的一次接線圖由上圖可知，該發(fā)變組采用單元接線，發(fā)電機(jī)出口側(cè)沒有裝設(shè)斷路器，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)TA

12、16接地。主變壓器高壓側(cè)接入220kV系統(tǒng)，220kV側(cè)采用雙母線接線方式，主變此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)放電間隙接地。高壓廠用工作變壓器采用低壓分裂繞組變壓器，其高壓側(cè)從發(fā)電機(jī)出口處引接，兩個(gè)低壓繞組分別接6kV高壓廠用工作母線的AB段上。第二節(jié)30萬(wàn)汽輪發(fā)變組互感器的配置一、電流互感器的配置由于篇幅所限，本文僅列出本文所涉及的保護(hù)所需的互感器配置。（以下相應(yīng)保護(hù)用簡(jiǎn)稱，對(duì)應(yīng)保護(hù)全稱見下節(jié)1）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)裝設(shè)了3組電流互感器（TA1TA，TA1用于大差，TA2用于發(fā)差，TA3用于定子過(guò)負(fù)荷、負(fù)序過(guò)負(fù)荷、復(fù)壓過(guò)流；定子繞組兩中性點(diǎn)上裝設(shè)了零序電流互感

13、器，TA01用于匝間保護(hù)；機(jī)端裝設(shè)了3組電流互感器（TA4TA6）,TA4用于AVRTA5用于匝間、逆功率、失磁、失步；勵(lì)磁機(jī)兩側(cè)各裝設(shè)了一組電流互感器，TA31用于勵(lì)磁機(jī)過(guò)流，TA32用于勵(lì)磁過(guò)負(fù)荷、轉(zhuǎn)子接地、失磁。主變壓器高壓側(cè)并裝設(shè)了3組電流互感器（TA入TA吩，TA7用于阻抗非全相、啟動(dòng)失靈，TA8用于主變差，TA用于大差；主變壓器中性點(diǎn)側(cè)共裝設(shè)了2組零序電流互感器，TA16用于主變零序，TA17用于間隙零序。高壓廠用工作變壓器高壓側(cè)裝設(shè)了2組電流互感器（TA10、TA11），TA10用于廠變差，TA11用于主變差；低壓側(cè)兩分支各裝設(shè)了2組電流互感器（A段：TA12、TA13，B段：T

14、A14、TA15），TA12、TA14用于廠變差，TA13、TA15用于大差。二、電壓互感器的配置發(fā)電機(jī)機(jī)端裝設(shè)了2組電壓互感器（TV1、TV2），TV1用于匝間保護(hù)，TV2用于匝間、逆功率、定子接地、失磁、失步、過(guò)壓、低頻、低壓過(guò)流、起停機(jī)。保護(hù)所需的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)電壓，從TV6取得；主變壓器高壓側(cè)，從220KV母線電壓互感器TV3取得；高壓廠用變壓器低壓側(cè)電壓，從6KV高壓廠用工作母線A、B段上裝設(shè)的電壓互感器（TV4TV5）取得。第三節(jié)30萬(wàn)發(fā)變組保護(hù)配置及動(dòng)作行為一、300MM輪發(fā)電機(jī)-變壓器組繼電保護(hù)配置1.發(fā)變組故障及異常保護(hù)（ 1）發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)（發(fā)差）；（ 2）主變壓器差動(dòng)保護(hù)

15、（主變差）；（ 3）發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)（大差）；（ 4）高壓廠用變壓器差動(dòng)保護(hù)（廠變差）；（ 5）匝間短路保護(hù)（匝間）；（ 6）100%定子接地保護(hù)（定子接地）；（ 7）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)（轉(zhuǎn)子接地）；（ 8）定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)（定子過(guò)負(fù)荷）；（ 9）轉(zhuǎn)子表面負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)（負(fù)序過(guò)負(fù)荷）；（ 10）發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)（復(fù)壓過(guò)流）；（ 11）勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)（勵(lì)磁過(guò)負(fù)荷）；（ 12）過(guò)電壓保護(hù)（過(guò)壓）；（ 13）主變壓器或發(fā)電機(jī)的過(guò)激磁保護(hù)（過(guò)激磁）；（ 14）發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)（逆功率）；（ 15）程序跳閘逆功率保護(hù)（程跳逆功率）；（ 16）失磁保護(hù)（失磁）；（ 17）失步保護(hù)（失步）；（

16、18）低頻保護(hù)（低頻）；（ 19）起停機(jī)保護(hù)（起停機(jī)）；（ 20）誤上電保護(hù)；（ 21）主變壓器阻抗保護(hù)（阻抗）；（ 22）主變壓器間隙零序保護(hù)（間隙零序）；（ 23）主變壓器零序過(guò)電流保護(hù)（主變零序）；（ 24）高廠變壓器高壓側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)（廠變過(guò)流）（ 25）高廠變壓器低壓A、B分段過(guò)電流保護(hù)（廠變過(guò)流）；2. 非電量保護(hù)（ 1）主變壓器瓦斯保護(hù)；（ 2）主變壓器壓力釋放保護(hù)；（ 3）主變壓器冷卻器故障保護(hù)；（ 4）主變壓器繞組溫度；（ 5）主變壓器油溫；（ 6）主變壓器油位；（ 7）高廠變壓器瓦斯保護(hù)；（ 8）高廠變壓器壓力釋放保護(hù)；（ 9）高廠變壓器冷卻器故障保護(hù)；（ 10

17、）高廠變壓器油溫；（ 11）高廠變壓器油位；3. 其他保護(hù)（ 1）發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)；（ 2）斷路器非全相和斷口閃絡(luò)保護(hù)；（ 3）熱工保護(hù)；（ 4）勵(lì)磁系統(tǒng)故障保護(hù)；二、保護(hù)裝置的控制對(duì)象各保護(hù)裝置動(dòng)作后所控制的對(duì)象，依保護(hù)裝置的性質(zhì)、選擇性要求和故障處理方式的不同而不同。對(duì)于發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組通常有以下幾種處理方式：全停：停汽機(jī)、停鍋爐、斷開高壓側(cè)斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變壓器低壓側(cè)斷路器、使機(jī)爐及其輔機(jī)停止工作。解列滅磁：斷開高壓側(cè)斷路器、滅磁、斷開高壓廠用變壓器低壓側(cè)斷路器。解列：斷開高壓側(cè)斷路器。減出力：減少原動(dòng)機(jī)的輸出功率。發(fā)信號(hào)：發(fā)出聲光信號(hào)或光信號(hào)。母線解列：對(duì)雙母線系統(tǒng)，斷開母

18、線聯(lián)絡(luò)斷路器，縮小故障波及范圍。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除發(fā)變組保護(hù)配置及其部分動(dòng)作行為表序號(hào)保護(hù)裝置名稱保護(hù)動(dòng)作行為說(shuō)明停機(jī)程序跳廓信號(hào)Si3一胤勵(lì)1發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)2主變樂器差動(dòng)保護(hù)3高壓廠用變壓器差動(dòng)保護(hù)4發(fā)我組大差動(dòng)保護(hù)V5主變用器瓦斯保護(hù)輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)重瓦斯動(dòng)柞于踽俯6高壓廠用變氏器瓦斯保護(hù)s/7主變玉器高壓惻電流或阻抗保護(hù)sZ8主變壓器而壓惻號(hào)序過(guò)電流保護(hù)V9主變壓器高壓側(cè)軍序過(guò)電尾保護(hù)J10麟廠用變樂器電流電壓保護(hù)5I段跳用變反器低廄剜斷路器，口段停機(jī)11高壓廠用變樂器零序電流保護(hù)J12發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)s/13發(fā)電機(jī)定子接地短路保護(hù)90%y

19、100%14發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)y必曼時(shí)可動(dòng)柞于理序挑鬲15發(fā)電機(jī)定子對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)定時(shí)限v反時(shí)限y16發(fā)電機(jī)定子不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)定時(shí)限x/反忖眼M17發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)定時(shí)限M如AVM有此功能本保護(hù)可不裝反時(shí)限U18發(fā)電機(jī)失慰保護(hù)UM19發(fā)電機(jī)-變壓器組過(guò)勵(lì)磁保護(hù)J,20發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)5_21發(fā)電機(jī)失步保護(hù)/22發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)yZ23發(fā)電機(jī)起停機(jī)保護(hù)J正常停用.&停機(jī)時(shí)投入24發(fā)電機(jī)意外突加電壓保護(hù)sZ25島7K斷路器全和運(yùn)行保護(hù)26高樂斷路器斷口閃絡(luò)保護(hù)滅磁27高某斷路器失靈保護(hù)第三章發(fā)變組保護(hù)原理第一節(jié)反映短路故障的保護(hù)一、發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來(lái)對(duì)付發(fā)電機(jī)定

20、子繞組和引出線的相間短路故障這類對(duì)發(fā)電機(jī)危害極大的嚴(yán)重故障，是發(fā)電機(jī)的主保護(hù)之一，按照比較發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)電流大小和相位的原理構(gòu)成，應(yīng)瞬時(shí)作用于全停。（一）發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的接線方式由于發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的特殊性，發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)根據(jù)獲取電流的方式不同，有完全縱差保護(hù)和不完全縱差保護(hù)兩種。1 .發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)是利用比較發(fā)電機(jī)每相定子繞組首末兩端全相電流的大小和相位的原理構(gòu)成。圖3-1-1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理接線示意圖圖3-1-1所示為發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)的單相原理接線示意圖。將變比Kta相同的兩個(gè)電流互感器分別裝設(shè)在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)的同一相上，使流過(guò)差動(dòng)保護(hù)裝置的電流為每相定

21、子繞組首末兩端的全相電流。完全縱差保護(hù)能靈敏地反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線的相間短路，但對(duì)定子繞組的匝間短路和定子繞組的分支開焊故障卻沒有作用。2 .發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù)不完全縱差保護(hù)是一種同時(shí)反應(yīng)發(fā)電機(jī)相問短路、匝間短路和分支開焊故障的新型發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)。它是通過(guò)比較發(fā)電機(jī)機(jī)端每相定子的全相電流和中性點(diǎn)側(cè)每相定子的部分相電流大小和相位而構(gòu)成。不完全縱差保護(hù)之所以能反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部各種短路和開焊故障，是由于此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除三相定子繞組分布在同一定子鐵芯上，不同相間和不同匝間存在或大或小的互感聯(lián)系，當(dāng)未裝設(shè)互感器的定

22、子分支繞組發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)互感磁通可以在裝設(shè)互感器的非故障定子分支繞組中感受到故障的發(fā)生，使不完全縱差保護(hù)動(dòng)作。發(fā)出項(xiàng)*宛全班帚不完全縱基卞：變/-y-vv- :Z*V1/>rX4 TA10'電變組:不定余根福4TA2，發(fā)電批此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流圖3-1-2不完全縱差動(dòng)保護(hù)原理接線圖(a)中性點(diǎn)側(cè)引出6個(gè)端子(b)中性點(diǎn)側(cè)引出4個(gè)端子兩者的基本原理相同，只是在保護(hù)的整定值計(jì)算時(shí)有所不同。(二)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的原理縱差保護(hù)的原理較多，現(xiàn)就常見的兩種原理進(jìn)行介紹。1 .比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的原理與變壓器比率制動(dòng)縱差保護(hù)類似。電流參考方向：中性點(diǎn)側(cè)電流的

23、方向以指向發(fā)電機(jī)為正方向，機(jī)端側(cè)電流以流出發(fā)電機(jī)為正方向。Ires圖3-1 - 3比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的動(dòng)作特性(1)動(dòng)作電流和制動(dòng)電流的定義:為保證比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)正確工作,動(dòng)作電流為Iop=|I1-KbI2|制動(dòng)電流為Ires=-|I1+KbI2|2式中Ii機(jī)端側(cè)定子相電流；I2中性點(diǎn)側(cè)定子全相電流或分支繞組相電流;Kb平衡系數(shù)，K=Ii/I2,(=1時(shí)為完全縱差保護(hù)接線方式，(>1時(shí)為不完全縱差保護(hù)接線方式0(2)縱差保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)及動(dòng)作特性:opA I op, min ,縱差保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為Ires<Ires,min式中I op差動(dòng)電流;I op A I op,

24、 min + Kres ( I res-Ires, min) , I res > I res , minI op, min最小動(dòng)作電流整定值，一般取(0.30.5 ) In ( In為發(fā)電機(jī)額定電流)；I res制動(dòng)電流;min 最小制動(dòng)電流整定值，一般取(0.8T.0) In；Kres比率制動(dòng)系數(shù)，一般取0.30.5。當(dāng)以上兩個(gè)方程任一滿足時(shí)，差動(dòng)元件動(dòng)作。2 .標(biāo)積制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理標(biāo)積制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是利用基波電流相量的標(biāo)量積構(gòu)成的比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，是相量幅值比率制動(dòng)的另一種形式。電流參考方向同上。標(biāo)積制動(dòng)式縱差保護(hù)的動(dòng)作電流、制動(dòng)電流及其動(dòng)作判據(jù)為動(dòng)作電流IO=|

25、I1-I2|制動(dòng)電流Ires二S|Il|I21cos9動(dòng)作判據(jù)|I1-I2|>S|Ii|I21cos9式中I1和I2之間的相位差；此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除S標(biāo)積制動(dòng)系數(shù)，通常取1。當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行或保護(hù)區(qū)外短路時(shí)，I1=12,9=0,制動(dòng)量最大，動(dòng)作量最小，保護(hù)可靠不動(dòng)。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí)，I尸-I2,9=180°,制動(dòng)量為負(fù)值，動(dòng)作量最大,保護(hù)動(dòng)作且靈敏。（三）發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)邏輯框圖采用循環(huán)閉鎖方式動(dòng)作邏輯的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)邏輯框圖如圖3-1-4所示。當(dāng)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的兩相或三相差動(dòng)元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，縱差保護(hù)才出口跳閘。為防止一點(diǎn)在區(qū)內(nèi)另一點(diǎn)在區(qū)外的兩點(diǎn)接地故障發(fā)生

26、，當(dāng)有一相縱差元件動(dòng)作且同時(shí)有負(fù)序電壓時(shí)，縱差保護(hù)出口跳閘；若只有一相縱差元件動(dòng)作而無(wú)負(fù)序電壓時(shí)，判為TA斷線；若負(fù)序電壓長(zhǎng)時(shí)間存在而無(wú)差電流時(shí)，判為TV斷線。圖3-1-4差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖、變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（簡(jiǎn)稱縱差保護(hù)）不但可以正確區(qū)分內(nèi)、外的短此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除路，而且能瞬時(shí)切除保護(hù)區(qū)域內(nèi)的故障。因此，變壓器縱差保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一。（一）變壓器縱差保護(hù)的原理變壓器縱差保護(hù)基本原理與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理相似，按比較被保護(hù)變壓器各側(cè)電流的大小和相位的原理構(gòu)成。為了實(shí)現(xiàn)這一比較，在變壓器各側(cè)裝設(shè)一組電流互感器TA,TA的一次電流回路的機(jī)性端節(jié)母線

27、側(cè)，將TA二次側(cè)的同極性端子相連接。如圖3-5所示雙繞組變壓器縱差保護(hù)單相原理接線圖。顯然，變壓器縱差保護(hù)的范圍為變壓器各側(cè)電流互感器TA所限定的全部區(qū)域，即變壓器高低壓繞組、套管、引出線等。下面就圖3-1-5所示雙繞組變壓器為例，分析變壓器縱差保護(hù)原理。圖3-1-5變壓器縱差保護(hù)單相原理接線圖a變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí)的電流分布b變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)電流分布1.正常運(yùn)行和外部發(fā)生故障時(shí)&&&1&-&&IrI2I2I1I1IunbKTA保護(hù)不動(dòng)作；2.變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)&&I&，&&A阡2211KTAk

28、TA保護(hù)動(dòng)作將故障切除。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除（二）變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的不同之處不同之處有以下幾點(diǎn)：1. 變壓器各側(cè)的額定電壓和額定電流各不相同，因各側(cè)TA的型號(hào)不同，而且各側(cè)三相接線方式不盡相同，所以各側(cè)相電流的相位也又可能不一致。這將使外部短路時(shí)不平衡電流增大，所以變壓器縱差保護(hù)的最大制動(dòng)系數(shù)比發(fā)電機(jī)的大，靈敏度相對(duì)較低。2. 變壓器高壓繞組有調(diào)壓分接頭，有的還要求帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，使變壓器縱差保護(hù)已調(diào)整平衡的二次電流又被破壞，不平衡電流增大，這將使變壓器縱差保護(hù)的最小動(dòng)作電流和制動(dòng)系數(shù)都相應(yīng)增大。3. 對(duì)于定子繞組的匝間短路，發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)完全

29、沒有作用，變壓器各側(cè)繞組的匝間短路通過(guò)變壓器鐵心磁路的耦合改變了各側(cè)電流的大小和相位，使變壓器縱差保護(hù)對(duì)匝間短路保護(hù)作用。4. 無(wú)論變壓器繞組還是發(fā)電機(jī)定子繞組的開焊故障，它們的完全縱差保護(hù)均不能動(dòng)作，但變壓器還可以依靠瓦斯保護(hù)或壓力保護(hù)。5. 變壓器縱差保護(hù)范圍除包括各側(cè)繞組外，還包括變壓器的鐵心，即變壓器綜合差保護(hù)區(qū)域內(nèi)不僅有電路還有磁路。這就違反了縱差保護(hù)原理基礎(chǔ)。對(duì)于TA還包括電路的縱差保護(hù)對(duì)象（如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、母線、電抗器等）三、發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)由于大容量發(fā)電機(jī)的額定電流很大，其每相定子繞組都有兩個(gè)并聯(lián)的分支繞組構(gòu)成。每個(gè)分支的匝間或分支之間的短路，就稱為發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路

30、故障。當(dāng)定子繞組匝間短路時(shí)，被短接的部分繞組內(nèi)將產(chǎn)生大的環(huán)流，引起故障出溫度升高，絕緣損壞，并轉(zhuǎn)換為單相接地故障或相間短路故障，損壞發(fā)電機(jī)。因此在發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)定子匝間短路的匝間保護(hù)。根據(jù)發(fā)電機(jī)匝間短路時(shí)的特點(diǎn)，可以提出各種不同原理的匝間短路保護(hù)方案。（一）單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行情況下，每相定子繞組的兩個(gè)分支上電勢(shì)相等，各供出一半負(fù)荷電流；當(dāng)任一相繞組中發(fā)生匝間短路時(shí)，兩個(gè)繞組中的電勢(shì)不相等，因而在兩個(gè)分支繞組中產(chǎn)生環(huán)流。根據(jù)這特點(diǎn)，構(gòu)成了發(fā)電機(jī)的匝間短路保此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除護(hù)一單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。1 .保護(hù)的接線及其特點(diǎn)如圖3-1-6所示，單元件式橫聯(lián)差動(dòng)

31、保護(hù)采用一只電流互感器，裝于兩分支繞組中性點(diǎn)的連線上，利用分支繞組中性點(diǎn)之間連線上流過(guò)的零序電流來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。且該保護(hù)由于只采用一只電流互感器，不存在電流互感器特性不同引起的不平衡電流，所以保護(hù)接線簡(jiǎn)單，靈敏度高。通常又稱該保護(hù)為高靈敏的單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。機(jī)殼IUVWUVWab（a）中性點(diǎn)側(cè)有6個(gè)引出端子（與中性點(diǎn)側(cè)有4個(gè)引出端子圖3-1-6單元件式橫差保護(hù)原理接線示意圖該保護(hù)實(shí)質(zhì)上是把定子三相繞組的一般繞組中的三相電流之和與三相繞組的另一半繞組中的三相電流之和進(jìn)行比較，利用發(fā)生各種匝間短路時(shí)中性點(diǎn)連線上的環(huán)流而實(shí)現(xiàn)的。因此該保護(hù)只適合于：1）定子繞組中性點(diǎn)側(cè)引出6個(gè)或4個(gè)端子的發(fā)電機(jī);2）

32、中性點(diǎn)側(cè)引出端子較多的水輪發(fā)電機(jī)；2 .保護(hù)原理分析該保護(hù)原理接線如圖3-1-7所示此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除b圖3-1-7單元件式橫聯(lián)差保護(hù)原理接線圖1-三次諧波濾過(guò)器；2-帶有延時(shí)的保護(hù)裝置(1)正常運(yùn)行或外部故障時(shí)：保護(hù)裝置裝設(shè)了三次諧波濾過(guò)器1,以消除三次諧波電流的影響，提高靈敏度。所以，正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，三次諧波濾過(guò)器1濾除了三次諧波產(chǎn)生的不平衡電流Jb,通過(guò)帶有延遲的保護(hù)裝置2的電流小于其整定值，即I0<Iset,保護(hù)不動(dòng)作。(2)當(dāng)定子繞組的同分支匝間短路時(shí)：當(dāng)同分支匝間短路時(shí)，由于故障支路和非故障支路電動(dòng)勢(shì)不等，有環(huán)流Io產(chǎn)生，中性點(diǎn)

33、連線上的電流互感器有故障電流Ik流過(guò)當(dāng)Ik電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。(3)定子繞組同相不同分支之間發(fā)生短路時(shí)：當(dāng)同相的兩個(gè)分支繞組問發(fā)生匝間短路，且闞a2時(shí)，由于兩個(gè)支路的、.、-.一、.，.、'UU電動(dòng)勢(shì)差，分別產(chǎn)生兩個(gè)環(huán)流I0和I0。此時(shí)中性點(diǎn)連線上流過(guò)的電流Ik=Io,當(dāng)Ik電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流整定值時(shí)，橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作與跳閘。(4)保護(hù)存在死區(qū)由上述分析可知，單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)有一定的死區(qū)。當(dāng)定子繞組同分支短路且短路匝數(shù)a很小時(shí)或者同相不同分支間的短路匝數(shù)相同及差別較小時(shí)，保護(hù)不能動(dòng)作。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除(二)

34、縱向零序電壓原理的匝間短路保護(hù)零序電壓原理的匝間保護(hù)是匝間短路保護(hù)的另一種方案。該保護(hù)利用發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，機(jī)端三相對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)出現(xiàn)的零序電壓而構(gòu)成。1 .保護(hù)的構(gòu)成原理在發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)裝設(shè)專用的電壓互感器TV0,且TV0一次繞組的中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)相連而不直接接地，保護(hù)利用的零序電壓取自TV0的第三繞組(開口三角接線)，如圖所示插入圖3-1-8o 3f/（） o圖3-1-8零序電壓匝間短路保護(hù)原理接線圖(1)當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于大、中型發(fā)電機(jī)采用高阻抗接地或中性點(diǎn)不接地，所以理論上說(shuō)TV0的第三繞組沒有輸出電壓，保護(hù)不動(dòng)作。(2)當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然

35、一次系統(tǒng)出現(xiàn)了零序電壓，即一次側(cè)三相對(duì)地電壓不再平衡，中性點(diǎn)電位升高3U0,但由于TV0一次側(cè)中性點(diǎn)并不接地，所以即使它的中性點(diǎn)電位升高，而三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓仍是對(duì)稱的，第三繞組輸出的電壓仍為0,保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。同理，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)外部相間短路或內(nèi)部匝數(shù)相等的匝問短路時(shí)，TV0開口三角形繞組也不會(huì)出現(xiàn)零序電壓，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路或匝數(shù)不等的相間短路時(shí)，三相一次對(duì)中性點(diǎn)的電壓不再平衡，開口三角形繞組有3U0輸出，即3U0金0,使零序電壓匝間短路保護(hù)動(dòng)作圖3-1-9為負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間保護(hù)原理方框圖。由于發(fā)電機(jī)在制造上的原因

36、，正常運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)三次諧波電動(dòng)勢(shì)，使正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，TV0開口三角繞組上出現(xiàn)較大的零序電壓。因此，在構(gòu)成零序電壓匝間短路保護(hù)時(shí)，需設(shè)置三次諧波過(guò)濾器，以提高保護(hù)的靈敏度。當(dāng)發(fā)電機(jī)外部短路電流較大時(shí)，電樞反應(yīng)磁通的波形嚴(yán)重畸變，出現(xiàn)三次諧波，經(jīng)過(guò)三次諧波濾過(guò)器后還有相當(dāng)高的值。為此，可采用負(fù)序功率方向閉鎖方式，在外部短路時(shí)，以保護(hù)退出工作，從而進(jìn)一步提高保護(hù)的靈敏度。為了防止專用TV0斷線在開口三角形繞組輸出側(cè)出現(xiàn)較大的零序電壓以保護(hù)誤動(dòng)作，還需裝設(shè)斷線閉鎖元件。戶，Y跳陽(yáng)J山口圖3-1-9負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間保護(hù)原理方框圖1三次諧波濾過(guò)器；2斷線閉鎖保護(hù)四、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)轉(zhuǎn)子接地故障

37、分轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地和轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地，一點(diǎn)接地是接地故障，兩點(diǎn)接地是短路故障，因?yàn)閮牲c(diǎn)接地與一點(diǎn)接地共用一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，故將一點(diǎn)接地放在這里講述。（一）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)原理采用乒乓式開關(guān)切換原理，通過(guò)求解兩個(gè)不同的接地回路方程，實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子接地電阻值和接地位置。原理圖見圖3-1-10所示。其中：S1、S2為由微機(jī)控制的電子開關(guān)，Rg為接地電阻，為接地點(diǎn)位置（轉(zhuǎn)子電壓負(fù)端為此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除0,轉(zhuǎn)子電壓正端為100%）,E為轉(zhuǎn)子電壓，R1為測(cè)量電阻計(jì)算接地位置并記憶，為判斷轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地作準(zhǔn)備。當(dāng)Rg小于或等于接地電阻高定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)發(fā)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地信號(hào)，當(dāng)Rg小于或等于接地電阻低定值時(shí)

38、，經(jīng)延時(shí)作用于發(fā)信或跳閘。（二）轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)原理發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障，對(duì)發(fā)電機(jī)并未造成危害，但若再相繼發(fā)生第二點(diǎn)接地故障，則將嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)的安全。一點(diǎn)接地保護(hù)原理同前所述，但在這里的一點(diǎn)接地電阻定值只有一段，通過(guò)延時(shí)發(fā)信。在一點(diǎn)接地故障后，保護(hù)裝置繼續(xù)測(cè)量接地電阻和接地位置，此后若再發(fā)生轉(zhuǎn)子另一點(diǎn)接地故障，則已測(cè)得的值變化，當(dāng)其變化值超過(guò)整定值時(shí)，保護(hù)裝置就確認(rèn)為已發(fā)生轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障，保護(hù)跳閘。保護(hù)判據(jù)為：|>setset為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地位置變化整定值。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組，勵(lì)磁繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)，氣隙磁場(chǎng)的對(duì)稱性被破壞，定子繞組必產(chǎn)生二次諧波電壓，取大于正常運(yùn)行時(shí)最大的二次

39、諧波電壓值作為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的閉鎖判據(jù)，一般該電壓取0.5V。二次諧波電壓動(dòng)作判據(jù)：U2w0.5V,其中U2w為發(fā)電機(jī)定子電壓二次諧波值。（三）轉(zhuǎn)子接地保護(hù)邏輯框圖轉(zhuǎn)子接地保護(hù)邏輯如圖3-1-11所示：此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除圖3-1-11轉(zhuǎn)子接地邏輯框圖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地啟動(dòng)條件：當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻小于高定值整定值時(shí)，轉(zhuǎn)子接地高定值保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻小于低定值整定值時(shí)，轉(zhuǎn)子接地低定值保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后發(fā)信號(hào)或跳閘。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地啟動(dòng)條件：當(dāng)轉(zhuǎn)子接地位置變化大于整定值時(shí)，啟動(dòng)元件動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)后跳閘。五、發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保

40、護(hù)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍外發(fā)生故障，而故障設(shè)備的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，將引起發(fā)電機(jī)過(guò)電流。為此發(fā)電機(jī)裝設(shè)了反映外部故障的過(guò)電流保護(hù)。同時(shí)，該保護(hù)也作為發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)由過(guò)電流元件、復(fù)合電壓元件和TVt線閉鎖元件組成，對(duì)于自并勵(lì)的發(fā)電機(jī)組還需要增加記憶元件，作為后備保護(hù)。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)需加延時(shí)動(dòng)作,在動(dòng)作時(shí)限上與相鄰后備保護(hù)相配合。復(fù)合電壓起動(dòng)元件由一個(gè)過(guò)濾式負(fù)序電壓繼電器和一個(gè)低電壓繼電器組成。低電壓繼電器經(jīng)負(fù)序電壓繼電器的常閉觸點(diǎn)接于相間電壓上，以保證保護(hù)裝置在對(duì)稱三相短路時(shí)可靠地動(dòng)作，并能夠提高低電壓繼電器對(duì)三相短路的靈敏度。因?yàn)樵诎l(fā)生三相短路開始瞬時(shí)將會(huì)

41、短時(shí)出現(xiàn)負(fù)序電壓，使負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，待負(fù)序消失后，負(fù)序電壓繼電器返回，低電壓繼電器又接在相間電壓上。若使低電壓繼電器返回，則要求發(fā)電機(jī)母線的殘壓必須大于繼電器的返回電壓。由于三相短路時(shí)三相電壓均降低，故低電壓繼電器仍然處于動(dòng)作狀態(tài)，此時(shí)保護(hù)的工作情況即相當(dāng)于低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。1 .復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)整定原則(1)電流元件的動(dòng)作電流按躲過(guò)發(fā)電機(jī)額定電流整定即：IDZ KfI e.F式中 Kk 可靠系數(shù)，取1.2Kf 返回系數(shù)，取0.85(2)負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓，按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通常取Udz.20.06U/(3)低電壓元件的動(dòng)作電壓按躲過(guò)

42、電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的電壓確定，此外還應(yīng)躲過(guò)發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)的最低運(yùn)行電壓。一般取：Udz(0.6)Ue.F2 .復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)特點(diǎn)(1)由于負(fù)序電壓繼電器的整定值小，在后備保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，電壓元件有較高的靈敏度；(2)在Y/A接線的變壓器發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，電壓元件的靈敏度與變壓器的接線方式無(wú)關(guān)；此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除(3)三相短路時(shí)，由于瞬時(shí)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作后低電壓繼電器由于失壓一定能動(dòng)作。待負(fù)序電壓消失后負(fù)序電壓繼電器返回，低電壓繼電器又接于相間電壓上，這時(shí)只要不返回就可以切除故障。3.復(fù)合過(guò)電流保護(hù)邏輯框圖跳閘當(dāng)復(fù)合

43、電壓元件及過(guò)流元件均滿足時(shí)，啟動(dòng)元件動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)后跳閘。六、阻抗保護(hù)對(duì)于升壓變壓器，當(dāng)采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)和負(fù)序電流及單項(xiàng)式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)時(shí)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。變壓器阻抗保護(hù)通常作為220KVt以上大型變壓器相間短路的后備保護(hù)，由起動(dòng)元件、相間阻抗測(cè)量元件、時(shí)間元件、TM線檢測(cè)元件等組成。當(dāng)阻抗保護(hù)的起動(dòng)元件和阻抗元件均動(dòng)作、阻抗保護(hù)的壓板投入、TWt線檢測(cè)元件不動(dòng)作，且經(jīng)過(guò)預(yù)定的延時(shí)后，保護(hù)動(dòng)作與跳閘。1.起動(dòng)元件此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除起動(dòng)元件由由相電流差突變量起動(dòng)元件和負(fù)序電流起動(dòng)元件兩部分組成，相電流差突變量

44、起動(dòng)反應(yīng)對(duì)稱短路故障，負(fù)序電流起動(dòng)元件反應(yīng)不對(duì)稱短路故障。起動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)為：i>Iset或I2>I(set,2)式中：i為相電流突變量；I2為負(fù)序電流；Iset、I(set,2)分別為相電流突變量起動(dòng)元件和負(fù)序電流起動(dòng)元件的動(dòng)作整定值，通常均取電流互感器二次額定電流的0.2倍。2 .阻抗元件阻抗元件時(shí)變壓器阻抗保護(hù)的測(cè)量元件，用于測(cè)量相間短路阻抗值，構(gòu)成變壓器相間短路的后備保護(hù)。阻抗元件采用0八0接線方式，其動(dòng)作特性可根據(jù)需要整定為全阻抗圓特性或偏移阻抗圓特性，動(dòng)作的正方向可以指向變壓器，也可以指向母線，由保護(hù)的控制字控制。3 .TV斷線檢測(cè)元件TVt線檢測(cè)元件的作用是防止TVS

45、線時(shí)，變壓器阻抗保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)該元件檢測(cè)到TVT次回路斷線時(shí)，將阻抗保護(hù)閉鎖，并發(fā)出告警信號(hào)。第二節(jié)反映接地故障的保護(hù)一、定子接地保護(hù)根據(jù)安全要求，發(fā)電機(jī)的外殼都是接地的。因此，發(fā)電機(jī)定子繞組與鐵芯間的絕緣在某一點(diǎn)上遭到破壞，就有可能發(fā)生單相接地故障。當(dāng)接地電流較大在故障點(diǎn)引起電弧時(shí)，將破壞定子繞組的絕緣及燒壞鐵心，嚴(yán)重時(shí)燒傷發(fā)電機(jī)。所以把不產(chǎn)生電弧的單相接地電流稱為安全電流，其大小與發(fā)電機(jī)額定電壓有關(guān)。發(fā)電機(jī)額定電壓越高，其安全電流越小，反之亦然。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)一般不接地或經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部單相接地時(shí)，流經(jīng)接地點(diǎn)的電流為發(fā)電機(jī)和與發(fā)電機(jī)有直接電聯(lián)系的各元件的對(duì)地電容電流之和。根據(jù)規(guī)程

46、規(guī)定，當(dāng)發(fā)電機(jī)的接地電容電流等于或大于其安全電流時(shí)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的接地保護(hù)；當(dāng)接地電流小于安全電流時(shí)，一般裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù)。下面介紹由基波零序電壓和三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)。(一)保護(hù)的原理分析基波零序電壓和三次諧波構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)由兩部分組成：一部分是基波電壓保護(hù)，另一部分是三次諧波電壓保護(hù)，即基波零序電壓保護(hù)來(lái)反應(yīng)發(fā)電機(jī)85%-95%勺定子繞組單相接地，由三次諧波電壓保護(hù)來(lái)反應(yīng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近定子繞組的單相接地。為提高可靠性，兩部分的保護(hù)區(qū)應(yīng)重疊。無(wú)論發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)有無(wú)消弧線圈，正常運(yùn)行時(shí)機(jī)端三次諧波電壓Us3比中性點(diǎn)側(cè)的三次諧波電壓Uk??；而在距中性點(diǎn)5

47、0%E圍內(nèi)接地時(shí)，US3>UN3O基波零序電壓和三次諧波構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：3U0>U0,setUs3UN3>K3,set式中：3U0為發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓；U0,set為基波零序電壓整定值；US3和Un3分別為機(jī)端TVK中性點(diǎn)TVF口三角形開口繞組輸出的三次諧波分量；K3,set為三次諧波比例整定值。零序電壓判據(jù)和三次諧波判據(jù)各有獨(dú)立的出口回路，以滿足不同配置的要求。利用三次諧波構(gòu)成的接地保護(hù)，由于反應(yīng)中性點(diǎn)側(cè)附近定子繞組的單相接地故障，在該保護(hù)范圍內(nèi)定子繞組單相接地時(shí)，零序電壓較小，該保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)；由于反應(yīng)機(jī)端零序電壓的接地保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，零

48、序電壓較大，該保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。（二）保護(hù)的整定原則1. 三次諧波電壓保護(hù)：設(shè)正常運(yùn)行時(shí)，三次諧波電壓比值為K3（實(shí)測(cè)最大值），則取K3,set（1.051.15）K32. 基波零序電壓保護(hù)該保護(hù)的動(dòng)作電壓按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)側(cè)但想電壓互感器或機(jī)端電壓互感器開口三角形繞組的最大不平衡電壓整定，即：Uop,0KrelUnub,max式中Uop,0基波零序電壓保護(hù)整定值Krel可靠系數(shù)，取1.21.3Unub,max實(shí)測(cè)基波不平衡電壓此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除當(dāng)Uop,0<10V時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)高壓系統(tǒng)接地短路時(shí)傳遞到機(jī)端的基波零序電壓，以避免保護(hù)誤動(dòng)作。

49、三、保護(hù)動(dòng)作邏輯框圖圖3-2-1100%定子接地保護(hù)邏輯框圖當(dāng)機(jī)端TVS中性點(diǎn)TVF口三角形開口繞組輸出的三次諧波分量之比大于三次諧波比例整定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓大于基波零序電壓整定值時(shí)保護(hù)經(jīng)延時(shí)可動(dòng)作于信號(hào)或跳閘二、轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路對(duì)地之間有一定的絕緣電容和分布電阻。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，由于沒有形成電流回路，對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行沒有直接影響；一旦發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地后，勵(lì)磁繞組將形成短路，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)畸變，引起機(jī)體強(qiáng)烈震動(dòng)，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。因此，有關(guān)規(guī)程要求發(fā)電機(jī)必須裝有轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)；裝設(shè)轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地保護(hù)，動(dòng)作于

50、跳閘。具體見上節(jié)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)部分。三、主變壓器接地保護(hù)變壓器的接地保護(hù)（又稱變壓器的零序保護(hù)）用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的電力變壓器，以反應(yīng)變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地故障的后備保護(hù)。電力變壓器的接地保護(hù)通常由主變壓器零序電壓3U。元件、主變壓器零序電流31。元件、主變壓器間隙零序電流31。元件及時(shí)間元件構(gòu)成，根據(jù)變壓器中性點(diǎn)的接地方式進(jìn)行選擇配置。本論文所選變壓器為中性點(diǎn)可能接地也可能不接地運(yùn)行的變壓器。對(duì)于中性點(diǎn)可能接地也可能不接地運(yùn)行的每臺(tái)變壓器，具接地保護(hù)需配兩套，一套作為中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式時(shí)的接地保護(hù)，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式時(shí)的接地

51、保護(hù)。中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式時(shí)的接地保護(hù)通常采用兩段式零序過(guò)電流保護(hù)，而中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式時(shí)的接地保護(hù)通常采用零序過(guò)電壓保護(hù)。這種保護(hù)的整定計(jì)算、動(dòng)作時(shí)限等與變壓器中性絕緣水平、過(guò)電壓保護(hù)方式及并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)有關(guān)。本論文中選用分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙的變壓器。根據(jù)分級(jí)絕緣變壓器接地保護(hù)動(dòng)作行為的要求，對(duì)于分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙的變壓器接地保護(hù)的配置為：兩段式零序過(guò)電流保護(hù)用于中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行；放電間隙零序過(guò)電流及零序過(guò)電壓保護(hù)，用于變壓器中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地運(yùn)行方式。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地運(yùn)行的變壓器以無(wú)時(shí)限的間隙零序過(guò)電流跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器或高壓側(cè)斷路

52、器；若放電間隙零序過(guò)電流保護(hù)未動(dòng)作，則以帶時(shí)限的零序過(guò)電壓保護(hù)跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器或高壓側(cè)斷路器；中性點(diǎn)直接接地變壓器仍以較短時(shí)限跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器，以較長(zhǎng)時(shí)限跳開直接接地變壓器高壓側(cè)斷路器。其原理圖見下圖圖3-2-2分級(jí)絕緣變壓器零序保護(hù)原理框圖第三節(jié)反映異常運(yùn)行的保護(hù)一、發(fā)電機(jī)定子對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)發(fā)電機(jī)對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)用于大中型發(fā)電機(jī)組作為對(duì)稱過(guò)流和對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)，接成三相式，取其中的最大相電流判別。主要保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組的過(guò)負(fù)荷或外部故障引起的定子繞組過(guò)電流，由定時(shí)限過(guò)負(fù)荷和反時(shí)限過(guò)流兩部分組成；定時(shí)限部分，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，有條件時(shí)可作用于自動(dòng)減負(fù)荷;反時(shí)限部分按反時(shí)限特性動(dòng)作于跳閘。定時(shí)限

53、過(guò)負(fù)荷按發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)荷電流能可靠返回的條件整定。反時(shí)限過(guò)流按定子繞組允許的過(guò)流能力整定。發(fā)電機(jī)定子繞組承受的短時(shí)過(guò)電流倍數(shù)與允許持續(xù)時(shí)間的關(guān)系為：K-2I*2(1a)式中：K定子繞組過(guò)負(fù)荷常數(shù)I*定子額定電流為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值a與定子繞組溫升特性和溫度裕度有關(guān)，一般為0.010.02。保護(hù)特性曲線見圖3-3-1,邏輯框圖見圖圖3-3-2。圖3-3-2定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)邏輯框圖二、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)原理當(dāng)發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷不對(duì)稱或系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，定子繞組中的負(fù)序電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向相反，以兩倍同步速度切割轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100Hz交變電流，該電流使轉(zhuǎn)子本體、端

54、部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等處因電流密度過(guò)大而過(guò)熱灼傷，甚至引起護(hù)環(huán)松脫導(dǎo)致發(fā)生重大事故。另外，在定子轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的100Hz交變電磁力矩的作用下，機(jī)組會(huì)發(fā)生振動(dòng)。為防止以上事故的發(fā)生，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)，即反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。同時(shí)，該保護(hù)還可以兼作系統(tǒng)不對(duì)稱故障的后備保護(hù)。對(duì)于中小型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層的負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)，通常采用兩段式定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。I段動(dòng)作電流按與相鄰元件后備保護(hù)配合的條件整定，一般取Iop(0.50.6)Ig,n,經(jīng)35s延時(shí)后動(dòng)作于跳閘。R段動(dòng)作電流按躲過(guò)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)序電流，一般取Iop0.1Ign,經(jīng)510s延時(shí)后動(dòng)作于pg,信號(hào)。大型發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)，一般由定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)兩部分組成。定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作與信號(hào)，反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘。定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作電流，按在發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定。反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)與發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力相配合。此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除三、轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)用于