某水電站繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 引 言1. 1 摘要 由于大型水電站的母線、發(fā)電機(jī)和變壓器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在運(yùn)行過(guò)程中都可能會(huì)發(fā)生各種各樣的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)，為了確保在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，都能有選擇性的快速切除故障，需要配置多種繼電保護(hù)裝置，必要時(shí)進(jìn)行多重化配置，從而將水電站中重要設(shè)備的危害和損失降到最小，對(duì)電力系統(tǒng)的影響最小。  發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中的中的一個(gè)重要組成部件，發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用。所以，繼電保護(hù)裝置對(duì)大型水電站的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。  通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握和應(yīng)用電力系

2、統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、整定計(jì)算、資料整理查詢和電氣繪圖等使用方法。在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各門專業(yè)課程整體觀的綜合能力，通過(guò)較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，為全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及增強(qiáng)工作適應(yīng)能力打下一定的基礎(chǔ)。本課程主要設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的原理、配置及整定計(jì)算，給今后繼電保護(hù)的工作打下良好的基礎(chǔ)。1. 2 原始資料某水電站（如下圖 1）所示：圖 1 水電站系統(tǒng)圖 （1）水電站有 3200KW 水輪發(fā)電機(jī) 2 臺(tái)，通過(guò) 7500KVA 變壓器以 35KV 的電壓與系統(tǒng)連接，當(dāng) 35KV 母線短路時(shí)，系統(tǒng)供給的最大運(yùn)行方式下的短路容量為100MVA，最小運(yùn)行方式下的短路容量為 80MVA。(2) 廠用電、

3、近區(qū)出線供電由發(fā)電機(jī)母線引出，出線為架空線，長(zhǎng)度為 5KM， 0.4/KM。(3) 變壓器參數(shù)為：容量 7500KVA、變比 35/6.3、 Ud7.5，所用變?nèi)萘繛?100KVA、變比 6.3/0.4、Ud4.5。(4) 發(fā)電機(jī)參數(shù)為：容量 3200KW、功率因素 0.8、X´´d0.2、X20.25。 1. 3 設(shè)計(jì)工作任務(wù)(1) 選擇發(fā)電機(jī)保護(hù)所需的電流互感器變比、計(jì)算短路電流。(2) 設(shè)置發(fā)電機(jī)保護(hù)并對(duì)其進(jìn)行整定計(jì)算。(3) 繪制出發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)展開(kāi)圖。(4) 繪制出發(fā)電機(jī)保護(hù)屏屏面布置圖及設(shè)備表。(5) 寫(xiě)出說(shuō)明書(shū)。(6) 選出所需繼電器的規(guī)格、型號(hào)。2 繼電保護(hù)

4、系統(tǒng)概述2.1 繼電保護(hù)概述繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測(cè)量部分(和定值調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分。繼電保護(hù)及自動(dòng)化是研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)?；救蝿?wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可

5、能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。2.2 繼電保護(hù)基本原理繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。故障后，工頻電氣量變化的主要特征及可以構(gòu)成的保護(hù) （1）電流增大，構(gòu)成電流保護(hù)。（2）電壓降低，構(gòu)成低電壓保護(hù)。（3）電流與電壓之間的相位角改變 ，構(gòu)成功率方向保護(hù)。（4）測(cè)量阻抗發(fā)生變化，構(gòu)成距離保護(hù)。（5）故障時(shí)被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化 ，構(gòu)成差動(dòng)保護(hù) 。（6）不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)相序

6、分量，構(gòu)成零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和負(fù)序功率方向保護(hù) 。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)根據(jù)被保護(hù)對(duì)象不同，分為發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的繼電保護(hù)和輸電線路的繼電保護(hù)。前者是指發(fā)電機(jī)、變壓器、母線和電動(dòng)機(jī)等元件的繼電保護(hù)，簡(jiǎn)稱為元件保護(hù)；后者是指電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)中輸電線路的繼電保護(hù)，簡(jiǎn)稱線路保護(hù)。 按作用的不同繼電保護(hù)又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)。主保護(hù)是指被保護(hù)元件內(nèi)部發(fā)生的各種短路故障時(shí)，能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求的、有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)。后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，用以將故障切除的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備保護(hù)兩種。遠(yuǎn)后備是指主保護(hù)或斷路器拒絕時(shí)，由相鄰元

7、件的保護(hù)部分實(shí)現(xiàn)的后備；近后備是指當(dāng)主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，由本元件的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備，當(dāng)斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 繼電保護(hù)裝置需有操作電源供給保護(hù)回路，斷路器跳、合閘及信號(hào)等二次回路。按操作電源性質(zhì)的不同，可以分為直流操作電源和交流操作電源。通常在發(fā)電廠和變電所中繼電保護(hù)的操作電源是由蓄電池直流系統(tǒng)供電，因蓄電池是一種獨(dú)立電源，最大的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，但缺點(diǎn)是投資較大、維護(hù)麻煩。交流操作電源的優(yōu)點(diǎn)是投資少、維護(hù)簡(jiǎn)便，但缺點(diǎn)是可靠性差。2.3 繼電保護(hù)要求1） 選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只讓離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障元件，保證其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，2） 快速性

8、：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，快速切除故障可以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的破壞程度，盡快回復(fù)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3） 可靠性：保護(hù)裝置必須經(jīng)常處于準(zhǔn)備狀態(tài)，一旦在本保護(hù)區(qū)發(fā)生短路故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，它都不該拒絕動(dòng)作或誤動(dòng)作，而必須可靠動(dòng)作。4） 靈敏性：保護(hù)裝置對(duì)其在本保護(hù)區(qū)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，無(wú)論其位置如何，程度輕重，均有足夠的反應(yīng)能力，保證動(dòng)作。各種保護(hù)裝置的靈敏性用“靈敏度”來(lái)衡量。3 短路計(jì)算3.1 短路計(jì)算目的在發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其目的是：   1在選擇電氣主接線時(shí)，給比較各種接線方案提供依據(jù)，和確定某一接線是否需要采

9、取措施限制短路電流等。2為了保證所選擇的載流導(dǎo)體及電器元件在正常運(yùn)行和短路情況下都能安全，可靠地工作，同時(shí)又節(jié)約資金，這就需對(duì)有關(guān)短路電流值進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和開(kāi)斷能力的檢驗(yàn)。                                   &#

10、160;                                  3為選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算提供依據(jù)。           

11、0;                 4接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。   電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的幾率最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是三相短路造成的危害一般來(lái)說(shuō)最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，常以三相短路計(jì)算為主。         

12、60;                                 3.2 短路計(jì)算步驟在工程計(jì)算中短路電流的計(jì)算常采用實(shí)用曲線法，其計(jì)算步驟如下：（1）選擇計(jì)算短路點(diǎn)；（2）畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖；A、選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。B、首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支。線路電容、各元

13、件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗。C、將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么值電抗。D、匯出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。E、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電流與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗以及無(wú)限大電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。（3）求出計(jì)算電抗，式中為第i臺(tái)等值發(fā)電機(jī)的額定容量。（4）由運(yùn)算曲線查出個(gè)電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值（運(yùn)算曲線只作到）。（5）計(jì)算無(wú)限大功率的電源供給的短路電流周期分量。（6）計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。（7）計(jì)算沖擊電流。3.3 短路計(jì)算過(guò)程3.3.1 確定短路計(jì)算的基準(zhǔn)值根據(jù)原

14、始資料，設(shè)功率基準(zhǔn)值,基準(zhǔn)電壓.則 .3.3.2 短路電路中電抗標(biāo)幺值計(jì)算（1）在原始資料中，發(fā)電機(jī)組用的兩臺(tái)容量 3200KW、功率因素 0.8、X、d0.2、X20.25的發(fā)電機(jī)，根據(jù)公式： 所以發(fā)電機(jī)標(biāo)幺值X1=X2=6.25（2）系統(tǒng)中，有兩臺(tái)變壓器，變壓器T1容量為 100KVA、變比 6.3/0.4、Ud4.5。變壓器T2為容量 7500KVA、變比 35/6.3、 Ud7.5。所以 變壓器 變壓器 （3）廠用電、近區(qū)出線供電由發(fā)電機(jī)母線引出，出線為架空線，長(zhǎng)度為 5KM， 0.4/KM。所以 架空線路 因此繪短路計(jì)算等效電路如圖3.1所示。圖3.1 等效電路3.3.3 三相短路電

15、流的計(jì)算由上面計(jì)算各部分的阻抗標(biāo)幺值得到總電抗標(biāo)幺值再由此得出三相短路電流周期分量有效值 其他短路電流 3.4 電流互感器的選擇3.4.1 電流互感器工作原理電氣一次回路的工作電流一般較高，二次儀表在對(duì)一次回路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一、安全的電流。電流互感器是一種升壓（降流）變壓器，也是一種傳感器，將電流按比例轉(zhuǎn)換成的電流，其一次側(cè)接一次系統(tǒng)，二次側(cè)接二次設(shè)備，電力系統(tǒng)中的二次設(shè)備如測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等，可通過(guò)電流互感器獲得電氣一次回路的電流信息，它起著變流和電氣隔離的作用，避免直接測(cè)量線路的危險(xiǎn)。3.4.2 發(fā)電機(jī)電流互感器的選擇發(fā)電機(jī)、一次側(cè)額定電流：查資料后選用LA-10/600的

16、電流互感器，其標(biāo)準(zhǔn)變比為：600/5=120。所以電流互感器的二次側(cè)電流為Il=507.94/120=4.23A。4 發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)是一個(gè)尤其重要的電器元件，決定著電力系統(tǒng)的正常工作與電能質(zhì)量。同時(shí)，發(fā)電機(jī)本身價(jià)格昂貴，因此，必須裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置，用于針對(duì)發(fā)電機(jī)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。4.1 故障分析4.1.1故障類型（1）定子繞組相間短路：危害最大；（2）定子繞組一相的匝間短路：可能演變?yōu)閱蜗嘟拥囟搪泛拖嚅g短路；            

17、60; （3）定子繞組單相接地：較常見(jiàn)，燒壞鐵芯或造成局部融化；                     （4）轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地：一點(diǎn)接地時(shí)危害不嚴(yán)重；兩點(diǎn)接地時(shí)，因破壞了轉(zhuǎn)子磁通的平衡，可能引起發(fā)電機(jī)的強(qiáng)烈震動(dòng)或燒損轉(zhuǎn)子繞組；            

18、;         （5）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失：從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，造成失步，從而引起系統(tǒng)電壓下降，甚至可使系統(tǒng)崩潰。                               

19、60;        4.1.2不正常運(yùn)行狀態(tài)（1）外部短路引起的定子繞組過(guò)電流：溫度升高，絕緣老化；（2）負(fù)荷等超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量而引起的三相對(duì)稱過(guò)負(fù)荷：溫度升高，絕緣老化；     （3）外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷：在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100Hz的倍頻電流，可使轉(zhuǎn)子局部灼傷或使護(hù)環(huán)受熱松脫，對(duì)發(fā)電機(jī)造成重大損害。          

20、60;                                                 

21、60;              （4）突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過(guò)電壓：調(diào)速系統(tǒng)慣性較大發(fā)電機(jī)，在突然甩負(fù)荷時(shí)，可能出現(xiàn)過(guò)電壓，造成發(fā)電機(jī)繞組絕緣擊穿。                         

22、0;            （5）勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷；                       （6）汽輪機(jī)主氣門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率：發(fā)電機(jī)不發(fā)出有功功率而從系統(tǒng)中吸收有功功率，造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，原

23、因調(diào)速控制回路故障、機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作或某些認(rèn)為因素。4.1.3保護(hù)類型 1發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)：定子繞組及其引出線的相間短路保護(hù)；                    2橫差動(dòng)保護(hù)：定子繞組一相匝間短路的保護(hù)；                 &

24、#160;              3單相接地保護(hù)：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地短路的保護(hù)；                      4發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)：針對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失設(shè)置的保護(hù)；   5 過(guò)電流保護(hù)：反應(yīng)

25、外部短路引起的過(guò)電流，同時(shí)作為縱差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)；   6 負(fù)序電流保護(hù)：反應(yīng)不對(duì)稱短路或三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組中出現(xiàn)的負(fù)序電流；                                   

26、0;                               7 過(guò)負(fù)荷保護(hù)：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，作用于信號(hào)的保護(hù)；             

27、0; 8 過(guò)電壓保護(hù)：反應(yīng)突然甩負(fù)荷而出現(xiàn)的過(guò)電壓；                             9 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)：勵(lì)磁回路的接地故障保護(hù)；           

28、;    10 轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)；                                            

29、            11 逆功率保護(hù)：汽輪機(jī)主汽門誤關(guān)閉同時(shí)發(fā)電機(jī)出口斷路器未跳閘，發(fā)電機(jī)失去原動(dòng)力，從發(fā)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從電力系統(tǒng)中吸收有功功率。危害：汽輪機(jī)尾部葉片有可能過(guò)熱而造成事故。                       &

30、#160;                           本發(fā)電廠發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)置可依據(jù)以上原則并結(jié)合小型水電站情況進(jìn)行，對(duì)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式縱差保護(hù)和定子匝間短路保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。4.2 發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式縱差保護(hù)（主保護(hù)）原理及其整定計(jì)算4.2.1 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)原理比率制動(dòng)式縱差保護(hù)僅反應(yīng)相間短路故障。具有比率制動(dòng)特

31、性的差動(dòng)保護(hù)的二次接線如圖1.2所示。圖中，KVI串接于三相電流互感器的中性線上，反應(yīng)中性線上的電流大小，作為差動(dòng)保護(hù)TA斷線監(jiān)視用，延時(shí)發(fā)信號(hào)。當(dāng)差動(dòng)線圈匝數(shù)Wd與制動(dòng)線圈匝數(shù)Wres的關(guān)系為=1/2時(shí)，圖1.2具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)的二次接線差動(dòng)電流：制動(dòng)電流：比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作方程為： 式中： ， 一次電流； ， 二次電流； na 電流互感器變比。 差動(dòng)電流或稱動(dòng)作電流 制動(dòng)電流 拐點(diǎn)電流啟動(dòng)電流 K 制動(dòng)斜率差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性如圖1.2.1中的折線ABC所示。圖中，縱坐標(biāo)為差動(dòng)電流Id，橫坐標(biāo)為制動(dòng)電流Ires。 為了正確進(jìn)行整定計(jì)算，首先應(yīng)了解縱差保護(hù)的不平衡電流與負(fù)荷電流

32、和外部短路電流間的關(guān)系。 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)用的10P級(jí)電流互感器，在額定一次電流和額定二次負(fù)荷條件下的比誤差為±3%。因此，縱差保護(hù)在正常負(fù)荷狀態(tài)下的最大不平衡電流不大于6%。但隨著外部短路電流的增大和非周期暫態(tài)電流的影響，電流互感器飽和，不平衡電流將急劇增大，實(shí)際的不平衡電流與短路電流的關(guān)系曲線如圖1.2.1中的曲線OED所示。根據(jù)比率式制動(dòng)特性曲線分析。當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，或區(qū)外較遠(yuǎn)的地方發(fā)生短路時(shí)，差動(dòng)電流接近為零，差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，差動(dòng)電流明顯增大，圖1.4 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性和 相位接近相同，減小了制動(dòng)量，從而可靈敏動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生發(fā)電機(jī)內(nèi)部輕

33、微故障時(shí)，雖然有負(fù)荷電流制動(dòng)，但制動(dòng)電流比較小，保護(hù)一般也能可靠動(dòng)作。4.2.2 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算1、啟動(dòng)電流的整定： 式中可靠系數(shù)，取1.5 2 保護(hù)兩側(cè)的TA變比誤差產(chǎn)生的差流，取0.06(為發(fā)電機(jī)額定電流)； 保護(hù)兩側(cè)的二次電流誤差（包括二次回路引線差異以及縱差動(dòng)保護(hù)輸入通道變換系數(shù)調(diào)整不一致）產(chǎn)生的差流，取0.1。所以：，通常取0.3。所以： =0.3*4.23=1.269（A）2、拐點(diǎn)電流的整定：3、比率制動(dòng)特性的制動(dòng)系數(shù)和制動(dòng)斜率的整定。發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)特性的制動(dòng)斜率，決定于夾角?？梢钥闯?，當(dāng)拐點(diǎn)電流確定后，夾角決定于C點(diǎn)。而特性曲線上的C點(diǎn)又可近似由發(fā)電機(jī)外部

34、故障時(shí)最大短路電流與差動(dòng)回路中的最大不平衡電流確定。由此制動(dòng)系數(shù)可以表示為： 而制動(dòng)線斜率則可表示為： 差動(dòng)回路中的最大不平衡電流，除與縱差動(dòng)保護(hù)用兩側(cè)TA的10%誤差、二次回路參數(shù)差異及差動(dòng)保護(hù)測(cè)量誤差有關(guān)外，尚與縱差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)TA暫態(tài)特性有關(guān)。因此故障時(shí)，為躲開(kāi)最大不平衡電流，C點(diǎn)電流應(yīng)取為： 式中 可靠系數(shù)，取1.3 1.5； 暫態(tài)特性系數(shù)，相同時(shí)取0，不同時(shí)取0.050.1； 最大動(dòng)作電流。于是可得。令=，可得。因此，對(duì)于發(fā)電機(jī)完全縱差動(dòng)保護(hù)，可取0.3；而對(duì)不完全縱差動(dòng)保護(hù)，可取0.30.4。而對(duì)制動(dòng)斜率K可以根據(jù)公式求得。4.3 發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)（橫差保護(hù)）原理及整定計(jì)算發(fā)電

35、機(jī)定子匝間短路保護(hù)原理，主要有發(fā)電機(jī)縱向零序過(guò)電壓及故障分量負(fù)序方向型匝間保護(hù)，不僅作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路及定子繞組開(kāi)焊的保護(hù)；故障分量負(fù)序方向(P2)保護(hù)應(yīng)裝在發(fā)電機(jī)端，不僅可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路及定子繞組開(kāi)焊的保護(hù)；高靈敏零序電流型橫差保護(hù)，作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間、相間短路及定子繞組開(kāi)焊的主保護(hù)。發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)，是發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路）、線棒開(kāi)焊的主保護(hù)，也能保護(hù)定子繞組相間短路。單元件橫差保護(hù)，適用于每相定子繞組為多分支，且有兩個(gè)或兩個(gè)以上中性點(diǎn)引出的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)單元件橫差保護(hù)的輸入電流，為發(fā)電機(jī)兩個(gè)中性點(diǎn)連線上的TA 二次電流。以定子繞組每相兩分支的發(fā)電機(jī)為例，其交流輸入回路示意圖如下所示： 理想發(fā)電機(jī)正常時(shí)中性點(diǎn)連線上不會(huì)有電流產(chǎn)生，實(shí)際上發(fā)電機(jī)不同中性點(diǎn)之間從在不平衡電流，原因如下:（1）定子同向而不同分支的繞組參數(shù)不完全相同，致使兩端的電動(dòng)勢(shì)及支路電流有差異。（2）發(fā)電機(jī)定子氣息磁場(chǎng)不完全均勻，在不同定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同。（3）轉(zhuǎn)自偏心，在不同的定子繞組中產(chǎn)生不同電動(dòng)勢(shì)。（4）存在三次諧波。因此單原件縱差保護(hù)