電氣主設(shè)備保護(hù)

（建筑電氣工程）電氣主設(shè)備保護(hù)電氣主設(shè)備繼電保護(hù)華北電力大學(xué)張舉目錄緒論大機(jī)組的特點(diǎn)及其保護(hù)配置第一章發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第一節(jié)發(fā)電機(jī)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)及配置的保護(hù)方式第二節(jié)發(fā)電機(jī)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)發(fā)電機(jī)的匝間短路保護(hù)第四節(jié)發(fā)電機(jī)的定子繞組單相接地保護(hù)第五節(jié)發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)第六節(jié)發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)第二章電力變壓器的繼電保護(hù)第一節(jié)電力變壓器的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)及配置的保護(hù)方式第二節(jié)變壓器的差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)變壓器的勵(lì)磁涌流分析第四節(jié)變壓器的接地保護(hù)第三章母線(xiàn)的繼電保護(hù)第一節(jié)概述第二節(jié)母線(xiàn)的電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線(xiàn)保護(hù)和母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)第四節(jié)微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)第五節(jié)斷路器失靈保護(hù)緒論大機(jī)組的特點(diǎn)及其保護(hù)配置一發(fā)電機(jī)單機(jī)容量增大，主變?nèi)萘吭黾影l(fā)電機(jī)單機(jī)容量：100MW，200MW，300MW，600MW，800MW，1300MW變壓器容量：120MVA，240MVA，360MVA，720MVA（一）設(shè)計(jì)方參數(shù)方面1材料利用率高的絕對(duì)值增加，但與容量的比值減小，產(chǎn)生以下影響。（1）慣性時(shí)間常數(shù)減小。H為機(jī)組從加速到時(shí)所需的時(shí)間。（2）發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，熱容量減小。減小?！?秒/；—損耗。定子繞組：時(shí)，中小機(jī)組可運(yùn)行2分鐘。而600MW機(jī)組僅可運(yùn)行30秒。轉(zhuǎn)子繞組：時(shí)，中小機(jī)組可運(yùn)行30秒。而600MW機(jī)組僅可運(yùn)行10秒。（3）發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力降低。值減小。中小機(jī)組：水輪機(jī)組；40汽輪機(jī)組30大機(jī)組：汽輪機(jī)組42發(fā)電機(jī)參數(shù)方面（1）增大，中小機(jī)組：1.7；600MW機(jī)組：2.5~2.7。穩(wěn)態(tài)短路電流值減小。影響發(fā)電機(jī)后備保護(hù)的靈敏度。（2）增大，功率極限下降，穩(wěn)定儲(chǔ)備降低。（3）增大，發(fā)電機(jī)的平均異步轉(zhuǎn)矩下降，發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行的滑差增大，從系統(tǒng)吸收的無(wú)功增加。（4過(guò)勵(lì)磁嚴(yán)重。（50.125~0.15600MW0.3~0.4。短路電流的周期分量減小。主保護(hù)靈敏度降低。（6）大機(jī)組的增大，減小，定子繞組時(shí)間常數(shù)增大，短路電流中的非周期分量衰減慢。（二）結(jié)構(gòu)工藝方面1—?dú)洹щy。2匝間短路。3中性點(diǎn)，汽輪發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)難于引出六個(gè)抽頭，給匝間保護(hù)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)困難。（三）運(yùn)行方面1大機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性較低。發(fā)生過(guò)電壓，失磁故障的幾率增加。2采用自并勵(lì)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，應(yīng)考慮故障后短路電流快速衰減的問(wèn)題。3發(fā)生異常運(yùn)行的工況多，例如逆功率，低頻、非全相、誤上電等。4使廠(chǎng)用電電壓嚴(yán)重下降。各型機(jī)組額定電流2006006678890.90.919.2421.38二大機(jī)組保護(hù)的配置加強(qiáng)主保護(hù)，適當(dāng)簡(jiǎn)化后備保護(hù)。最大限度保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。保護(hù)的類(lèi)型可分為：主保護(hù)、后備保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)、非電量保護(hù)。保護(hù)方案：小機(jī)組：采用單主、單后備方式。中等機(jī)組：雙主、單后備方式。大機(jī)組：雙主、雙后備方式。保護(hù)的動(dòng)作對(duì)象：高壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器、滅磁開(kāi)關(guān)、廠(chǎng)用變壓器低壓側(cè)斷路器。保護(hù)還需提供的出口：保護(hù)的跳閘方式：（1）全停：跳高壓側(cè)斷路器、滅磁、跳廠(chǎng)變低壓側(cè)斷路器、關(guān)主汽門(mén)、切換廠(chǎng)用電。（2）解列滅磁：跳高壓側(cè)斷路器、滅磁、汽機(jī)甩負(fù)荷。（3）解列；跳高壓側(cè)斷路器、汽機(jī)甩負(fù)荷。（4）程序跳閘：對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)首先關(guān)主汽門(mén)，待逆功率后，逆功率保護(hù)動(dòng)作，再滅磁。（5）減勵(lì)磁：將發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流減小到給定值。（6）切換廠(chǎng)用電：廠(chǎng)用電由工作電源切換到備用電源。三600MW機(jī)組的保護(hù)配置方案（一）發(fā)電機(jī)保護(hù)1主保護(hù)（1）發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（比率制動(dòng)、標(biāo)積制動(dòng)、突變量差動(dòng)）（2）發(fā)電機(jī)的定子繞組匝間短路保護(hù)高靈敏度橫差保護(hù)、裂相橫差保護(hù)、縱向零序電壓匝間保護(hù)、工頻變化量方向匝間保護(hù)。（3）100%定子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)；基波零序電壓保護(hù)、三次諧波電壓保護(hù)；（4）轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地保護(hù)；2后備保護(hù)（1）定子繞組定、反時(shí)限過(guò)流過(guò)負(fù)荷保護(hù)（2）轉(zhuǎn)子繞組定、反時(shí)限負(fù)序過(guò)流過(guò)負(fù)荷保護(hù)（3）復(fù)合電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)（電流可帶記憶）（4）阻抗保護(hù)3異常運(yùn)行保護(hù)（1）轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)（2）失磁保護(hù)（3）失步保護(hù)（4）定、反時(shí)限過(guò)勵(lì)磁保護(hù)（5）過(guò)電壓保護(hù)（6）低頻保護(hù)（7）過(guò)頻保護(hù)（8）逆功率保護(hù)（9）程序跳閘逆功率保護(hù)（10）誤上電保護(hù)（11）斷口閃絡(luò)保護(hù)（12）起、停機(jī)保護(hù)（13）軸電流、軸電壓保護(hù)（二）變壓器保護(hù)1主保護(hù)（1）發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)（2）變壓器差動(dòng)保護(hù)2后備保護(hù)（1）主變高壓側(cè)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)（2）主變高壓側(cè)零序電壓、電流保護(hù)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、間隙零序電流保護(hù)、間隙零序電壓保護(hù)（3）主變高壓側(cè)阻抗保護(hù)（4）主變中壓側(cè)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)（5）主變中壓側(cè)零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、間隙零序電流保護(hù)、間隙零序電壓保護(hù)（6）主變低壓側(cè)零序電壓、電流保護(hù)（7）主變低壓側(cè)后備保護(hù)（8）主變壓器低壓側(cè)接地零序報(bào)警（9）主變壓器過(guò)負(fù)荷啟動(dòng)風(fēng)冷3非電量保護(hù)（1）主變壓器重瓦斯保護(hù)（2）主變壓器調(diào)壓重瓦斯保護(hù)（3）主變壓器輕瓦斯保護(hù)（4）主變壓器調(diào)壓輕瓦斯保護(hù)（5）主變壓器油溫高保護(hù)（6）主變壓器冷卻器故障（7）主變壓器壓力釋放保護(hù)（8）變壓器繞組溫度高保護(hù)第一章發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第一節(jié)發(fā)電機(jī)的故障和不正常運(yùn)行方式大小配置相應(yīng)的保護(hù)裝置。發(fā)電機(jī)的故障類(lèi)型主要有：定子繞組：發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線(xiàn)上的相間短路發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路發(fā)電機(jī)定子繞組的單相接地轉(zhuǎn)子繞組：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的兩點(diǎn)接地發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)：外部對(duì)稱(chēng)短路引起的定子繞組過(guò)電流；外部不對(duì)稱(chēng)短路引起的負(fù)序過(guò)電流；發(fā)電機(jī)失磁、失步、低頻、過(guò)頻、逆功率、過(guò)勵(lì)磁、過(guò)電壓等發(fā)電機(jī)的誤上電、斷口閃絡(luò)轉(zhuǎn)子繞組的一點(diǎn)接地發(fā)電機(jī)應(yīng)配置的保護(hù)：按機(jī)組的容量大小應(yīng)配置主保護(hù)、后備保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)。1容量在1MW以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)配置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)。2等于5A5A信號(hào)的接地保護(hù)。閘。當(dāng)該系統(tǒng)的接地電容電流大于5A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線(xiàn)圈進(jìn)行補(bǔ)償。發(fā)電機(jī)容量在100MW及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)范圍為100%的定子接地保護(hù)。3時(shí)可采用裂相橫差保護(hù)。4對(duì)發(fā)電機(jī)外部短路引起的過(guò)電流應(yīng)配置后備保護(hù)。后備保護(hù)的方式有：（1）對(duì)于容量小于1MW的發(fā)電機(jī)可采用簡(jiǎn)單的過(guò)電流保護(hù)。容量大于1MW的發(fā)電機(jī)可采用：（2）復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。（3）反映對(duì)稱(chēng)短路的兩段式定時(shí)限過(guò)電流和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。（4）反映不對(duì)稱(chēng)短路的兩段式定時(shí)限負(fù)序過(guò)電流和反時(shí)限負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。5對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)或大容量的汽輪發(fā)電機(jī)，由于突然甩負(fù)荷引起過(guò)電壓應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。6磁保護(hù)。容量在50MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的失磁保護(hù)。7容量在300MW及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)失步保護(hù)。8點(diǎn)接地應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作于跳閘。9對(duì)于大容量的汽輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)逆功率和程序跳閘逆功率保護(hù)。10大容量發(fā)電機(jī)還應(yīng)考慮配置低頻保護(hù)、過(guò)頻保護(hù)、起停機(jī)保護(hù)、誤上電保護(hù)、斷口閃絡(luò)11發(fā)電機(jī)的非電量保護(hù)，如采用水冷卻的發(fā)電機(jī)應(yīng)配置斷水保護(hù)。第二節(jié)發(fā)電機(jī)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)一縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理圖1-1發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的單相原理接線(xiàn)圖器的電流為零，保護(hù)不動(dòng)作。電流。根據(jù)流入繼電器的電流大小可判斷正常、區(qū)外、內(nèi)部故障。二縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及減小不平衡電流的方法這個(gè)電流稱(chēng)為不平衡電流。由互感器的等值電路可知：（ab）圖1-2電流互感器的等值電路及不平衡電流所以：不平衡電流是由于兩側(cè)的電流互感器的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的。增大，不平衡電流也增大。另外，當(dāng)短路的暫態(tài)過(guò)程中，短路電流中含有衰減的非周期分量，電流互感器飽和更嚴(yán)重，所以不平衡電流更大?？紤]到兩側(cè)的電流互感器為同一變比，同樣型號(hào)，而每個(gè)電流互感器的最大幅值誤差為10%，所以，不平衡電流的計(jì)算公式為：式中：—非周期分量影響系數(shù)。若差動(dòng)保護(hù)采用具有速飽和特性的繼電器時(shí)可選擇為1—1.3?！娏骰ジ衅鞯耐拖禂?shù)。取0.5?！娏骰ジ衅鞯淖儽日`差。取10%?！獏^(qū)外短路的最大短路電流?！娏骰ジ衅鞯淖儽?。減小不平衡電流方法1的非周期分量，從而減小不平衡電流；2采用差動(dòng)保護(hù)專(zhuān)用電流互感器，減小互感器的變比誤差；3減小電流互感器的二次負(fù)載阻抗；4增大電流互感器的變比，例如選擇二次電流為1A的CT；三縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算（一）利用BCH—2差動(dòng)繼電器構(gòu)成的普通縱差動(dòng)保護(hù)1按躲過(guò)外部短路的最大不平衡電流式中：—可靠系數(shù)。區(qū)1.3。2按躲過(guò)電流互感器二次斷線(xiàn)產(chǎn)生的不平衡電流式中：—發(fā)電機(jī)的額定電流。（二）利用BCH—2差動(dòng)繼電器構(gòu)成的高靈敏度縱差動(dòng)保護(hù)1按躲過(guò)外部短路的最大不平衡電流2按電流互感器二次斷線(xiàn)不誤動(dòng)斷線(xiàn)相不誤動(dòng)條件：非斷線(xiàn)相不誤動(dòng)條件：所以：?。核裕核陌l(fā)電機(jī)內(nèi)部故障縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏度分析及發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)特點(diǎn)（一）發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障靈敏度分析內(nèi)部經(jīng)過(guò)渡電阻發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)距發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的位置用表示。即短路匝數(shù)為發(fā)電機(jī)一相繞組匝數(shù)的比例。圖1-3發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部經(jīng)過(guò)渡電阻短路01圖1-4短路電流與短路點(diǎn)位置的關(guān)系可見(jiàn)，在靠近發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻的故障時(shí)，縱差動(dòng)保護(hù)可能拒動(dòng)，拒動(dòng)范圍稱(chēng)為死區(qū)。死區(qū)大小與差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流有關(guān)。（二）發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)：（1）發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)不能反應(yīng)定子繞組單相接地故障；（2）發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)不能反應(yīng)定子繞組匝間故障（3）發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)在內(nèi)部經(jīng)過(guò)渡電阻故障時(shí)，靠近中性點(diǎn)附近故障時(shí)有死區(qū)；（4外部，此時(shí)僅有一相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。五比率制動(dòng)原理的發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)（一）比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)的特性和基本原理0圖1-5比率制動(dòng)特性的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)由上圖可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)，流入差動(dòng)線(xiàn)圈的電流為：流入制動(dòng)線(xiàn)圈的電流為：拐點(diǎn)電流時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流為，當(dāng)制動(dòng)電流大于拐點(diǎn)電流時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流為。比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：（）（）式中：—為差動(dòng)電流；—為制動(dòng)電流；—為差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作電流；—為比率制動(dòng)特性的拐點(diǎn)電流—為比率制動(dòng)特性的斜率；（二）比率制動(dòng)特性及差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算根據(jù)以上分析，在正常運(yùn)行時(shí)，由電流互感器存在幅值誤差產(chǎn)生的不平衡電流為：在外部短路時(shí)，由電流互感器存在幅值誤差產(chǎn)生的不平衡電流為：顯然，外部短路產(chǎn)生的不平衡電流遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行產(chǎn)生的不平衡電流。當(dāng)外部短路電流為最大時(shí)，產(chǎn)生的不平衡電流也最大。其值為：對(duì)于普通的差動(dòng)保護(hù)，為防止外部短路時(shí)，由于不平衡電流造成保護(hù)誤動(dòng)，所以保護(hù)的動(dòng)作值必須大于外部短路產(chǎn)生的最大不平衡電流。流整定，而當(dāng)外部短路時(shí)，可依靠制動(dòng)特性保證保護(hù)可靠不誤動(dòng)。比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算主要是確定最小動(dòng)作電流、制動(dòng)特性的拐點(diǎn)電流、最大制動(dòng)系數(shù)三個(gè)參數(shù)。（1）最小動(dòng)作電流：按躲過(guò)發(fā)電機(jī)在最大負(fù)荷電流下產(chǎn)生的不平衡整定。當(dāng)?。簳r(shí)即為發(fā)電機(jī)額定電流的10%。（2）制動(dòng)特性拐點(diǎn)電流；為保證遠(yuǎn)處外部短路（此時(shí)短路電流接近發(fā)電機(jī)的額定電流）時(shí)差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)，拐點(diǎn)電流應(yīng)不大于發(fā)電機(jī)額定電流?？扇。海?）最大制動(dòng)系數(shù)：在機(jī)端（區(qū)外）發(fā)生三相短路時(shí)，流過(guò)差回路的不平衡電流最大，為保證此時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)應(yīng)有：式中：—差動(dòng)保護(hù)的最大動(dòng)作電流；—為機(jī)端三相短路的電流。注意到，在外部短路時(shí)，制動(dòng)電流即為：所以有：0.15，即可保證外部短路保護(hù)不誤動(dòng)。必須指出，當(dāng)制動(dòng)特性是不一樣的。不可把制動(dòng)特性的斜率與制動(dòng)系數(shù)兩者相混淆。（4）制動(dòng)特性的斜率按以上的分析：，5~6倍。所以，比率制動(dòng)特性的斜率可推算如下：按考慮，則：即制動(dòng)特性曲線(xiàn)的斜率取0.1625制動(dòng)特性曲線(xiàn)的斜率為0.2可滿(mǎn)足要求。六標(biāo)積制動(dòng)式縱差動(dòng)保護(hù)標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)與比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)具有完全類(lèi)似的動(dòng)作特性。不同之處在于制動(dòng)量。按上圖中的正方向規(guī)定，標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件為：式中：、—分別為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)和機(jī)端側(cè)的二次電流；—為兩側(cè)電流的相位差；當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，兩側(cè)電流的相位差為：，制動(dòng)量為最大，等于。而上式的左側(cè)為不平衡電流，動(dòng)作量很小，保護(hù)可靠不誤動(dòng)。高的可靠性。在內(nèi)部故障時(shí)，若不考慮發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電勢(shì)的相位差，故障點(diǎn)對(duì)發(fā)電機(jī)和對(duì)系統(tǒng)的阻抗作量，因此，內(nèi)部故障的靈敏度更高。當(dāng)發(fā)電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)發(fā)生內(nèi)部故障，此時(shí)有：。標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)量為零，更動(dòng)量不為零。比率制動(dòng)特性與標(biāo)積制動(dòng)特性的比較：比率制動(dòng)特性的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)可表示為：式中：一般在0—0.5范圍內(nèi)取值。將上式展開(kāi)為：整理后得：在上式兩邊都加上：一項(xiàng)，整理得：所以，上式可變?yōu)椋杭矗菏街校河稍撌娇傻贸鰳?biāo)積制動(dòng)式保護(hù)得制動(dòng)系數(shù)與比率制動(dòng)式保護(hù)制動(dòng)系數(shù)的關(guān)系。所以，標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)與比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)在本質(zhì)上是一樣的。七微機(jī)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的邏輯框圖差動(dòng)速斷跳閘比率制動(dòng)差動(dòng)跳閘循環(huán)閉鎖比率制動(dòng)差動(dòng)跳閘告警告警圖1-6微機(jī)型發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖由圖7—3的邏輯框圖看出，微機(jī)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的功能包括三部分。1差動(dòng)速斷部分；2比率制動(dòng)部分；3電流互感器二次斷線(xiàn)及差流越限識(shí)別部分。差動(dòng)速斷部分主要是為了快速切除嚴(yán)重內(nèi)部故障，其動(dòng)作值一般取發(fā)電機(jī)額定電流的3~12倍。差動(dòng)速斷部分不受CT二次斷線(xiàn)的控制。比率制動(dòng)部分又分為兩部分。一部分是單相差動(dòng)動(dòng)作后的跳閘部分，另一部分是任意兩但是，有一種情況只有一相差動(dòng)元件動(dòng)作，即當(dāng)異地兩點(diǎn)接地故障，其中一點(diǎn)在發(fā)電機(jī)跳閘回路。比率制動(dòng)的跳閘部分是否受CT二次斷線(xiàn)的控制，可由保護(hù)定值單中的控制字的某位置1或清零來(lái)選擇。差流越限告警可檢查差動(dòng)保護(hù)的接線(xiàn)是否錯(cuò)誤，當(dāng)差電流越限制時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。此外，為了用戶(hù)使用方便，保護(hù)屏上設(shè)有控制發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)投退的硬壓板。以開(kāi)入量1或清零選擇該項(xiàng)功能。包括：CT二次斷線(xiàn)判別功能投入/退出；CT二次斷線(xiàn)閉鎖比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)投入/退出；差流越限報(bào)警功能投入/退出；差動(dòng)速斷功能投入/退出；比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)投入/退出。第三節(jié)發(fā)電機(jī)的定子繞組匝間短路保護(hù)一定子繞組匝間短路的形式短路。圖1-7定子繞組匝間短路的故障類(lèi)型二匝間短路的特點(diǎn)匝間短路是一個(gè)縱向不對(duì)稱(chēng)故障，因此必然產(chǎn)生正、負(fù)、零序分量。橫差電流互感器圖1-8雙Y機(jī)組的接線(xiàn)和單Y機(jī)組的機(jī)端電壓互感器1上產(chǎn)生零序電流。2發(fā)生匝間短路時(shí)，在機(jī)端專(zhuān)用電壓互感器的開(kāi)口三角繞組兩端產(chǎn)生零序電壓。3端電流計(jì)算負(fù)序電流，判斷功率方向時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，負(fù)序功率的方發(fā)電機(jī)內(nèi)部。分析如下：（1）發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部發(fā)生匝間短路（2）發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部發(fā)生橫向不對(duì)稱(chēng)短路（3）發(fā)電機(jī)定子繞外部發(fā)生橫向不對(duì)稱(chēng)短路（4）發(fā)電機(jī)定子繞外部發(fā)生縱向不對(duì)稱(chēng)短路圖1-9各種不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)負(fù)序電壓負(fù)序電流向量圖發(fā)電機(jī)外部發(fā)生各種不對(duì)稱(chēng)故障，包括橫向、縱向不對(duì)稱(chēng)故障，負(fù)序電流超前為匝間保護(hù)的閉鎖元件。三匝間短路保護(hù)的方案性點(diǎn)連線(xiàn)上的環(huán)流。元件橫差保護(hù)。也可分成多組，采用多套橫差保護(hù)。也可采用裂相橫差動(dòng)保護(hù)。具體保護(hù)方案如下：（1）汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組為兩并聯(lián)分支，中性點(diǎn)有六個(gè)引出端或四個(gè)引出端的情況。出口圖1-10定子繞組為雙Y接線(xiàn)的單元件橫差保護(hù)邏輯圖圖中，三次諧波濾過(guò)器濾除發(fā)電機(jī)的三次諧波，要求對(duì)基波的濾過(guò)比不小于100。以經(jīng)延時(shí)回路出口。（2）水輪發(fā)電機(jī)定子繞組為兩個(gè)分支以上的橫差保護(hù)方案ABC圖1-11每相五分支的水輪發(fā)電機(jī)定子繞組三元件式裂相橫差保護(hù)原理接線(xiàn)圖圖中，將每相的1、3、5分支并聯(lián)，2、4分支并聯(lián)后構(gòu)成每相的橫差動(dòng)保護(hù)，、為橫差保護(hù)繼電器，電流互感器的變比選擇按正常運(yùn)行并聯(lián)后兩支路的二次電流相等的原則。在微機(jī)保護(hù)中，也可用軟件調(diào)整平衡。KaKbKc內(nèi)部短路故障的主保護(hù)。電機(jī)中性點(diǎn)只能引出三個(gè)端子，可采用反應(yīng)縱向零序電壓的匝間短路保護(hù)。保護(hù)方案如下：出口圖1-12負(fù)序功率方向閉鎖的縱向零序電壓匝間短路保護(hù)邏輯圖第四節(jié)發(fā)電機(jī)的定子繞組單相接地保護(hù)一機(jī)定子繞組單相接地的特點(diǎn)定子繞組單相接地是發(fā)電機(jī)較常見(jiàn)的故障之一。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中由于機(jī)械振動(dòng)造成定子線(xiàn)棒的絕緣磨損，從而發(fā)生定子繞組與定子鐵芯接觸，形成單相接地故障。單相接地的電路如下圖：圖1-13發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障電壓電流分布發(fā)電機(jī)的電容電流為：外部設(shè)備的電容電流：流過(guò)接地點(diǎn)的電容電流為：可見(jiàn)，在發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部發(fā)生金屬性單相接地故障時(shí)，有以下特點(diǎn)：1后產(chǎn)生的零序電壓為。在機(jī)端電壓互感器的開(kāi)口三角繞組得到的零序電壓為：2相對(duì)地分布電容，為發(fā)電機(jī)的相電勢(shì)。3電流互感器的電容電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，其方向?yàn)橛赏獠苛飨虬l(fā)電機(jī)；二基波零序電壓原理的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)保護(hù)反應(yīng)發(fā)生單相接地故障的零序電壓分量。對(duì)微機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)，主要是采取措施擴(kuò)大它的構(gòu)成方案如圖7—4所示。跳閘或發(fā)信圖1-14發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)原理圖圖中，為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓互感器的零序電壓；為機(jī)端電壓互感器的零序電壓；為主變擇。當(dāng)系統(tǒng)中有中性點(diǎn)PT時(shí)，可將與構(gòu)成與門(mén)關(guān)系。這樣可防止機(jī)端電壓互感器一次側(cè)發(fā)生斷線(xiàn)時(shí)造成的保護(hù)誤動(dòng)。在不具備中性點(diǎn)PT時(shí)，可退出此功能，機(jī)端零序電壓和中性點(diǎn)序電壓和中性點(diǎn)零序電壓量均經(jīng)過(guò)零點(diǎn)濾波后采用全周傅立葉算法，使濾波效果大大提高。在采樣頻率為600HZ的情況下，零點(diǎn)濾波器的差分方程如下：5000如圖7—5所示。0123456圖1—15零點(diǎn)濾波與全周傅氏算法的基波算法頻率響應(yīng)特性二反映三次諧波的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)1反應(yīng)機(jī)端與中性點(diǎn)三次諧波電壓比的保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：理論分析表明，發(fā)電機(jī)正常與系統(tǒng)并列運(yùn)行時(shí)，無(wú)論發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)是否接有消弧線(xiàn)圈，50%5提供的發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓的比值最大達(dá)到1.95倍。因此，采用這種方案構(gòu)成保護(hù)時(shí)，必須提高定值門(mén)檻。這就勢(shì)比影響保護(hù)的靈敏度和保護(hù)范圍。2自調(diào)整式三次諧波電壓保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：式中：—為自調(diào)整系數(shù)，它是一個(gè)復(fù)數(shù)?！獮槿沃C波制動(dòng)系數(shù)。分析反映機(jī)端三次諧波與中性點(diǎn)三次諧波電壓幅值比保護(hù)靈敏度不高的原因是由于制動(dòng)當(dāng)然也必須降低正常運(yùn)行時(shí)的動(dòng)作量。以保證正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)。自調(diào)整式三次諧波保護(hù)的判據(jù)中就是通過(guò)調(diào)整使：，正常運(yùn)行時(shí)動(dòng)作量非常小。因而可將制動(dòng)量減小。一般情況下，可取。在微機(jī)保護(hù)中采用實(shí)時(shí)跟蹤和，因而，復(fù)系數(shù)也是自動(dòng)跟蹤的。在微機(jī)保護(hù)中的算法為：式中：—為當(dāng)前時(shí)刻；—為跟蹤計(jì)算的時(shí)間間隔，一般可取2~3個(gè)工頻周期。采用自調(diào)整式三次諧波保護(hù)的判據(jù)，當(dāng)機(jī)端發(fā)生單相接地時(shí)，近似為零，而很大，動(dòng)單獨(dú)用三次諧波分量即可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子繞組的100%接地保護(hù)。為進(jìn)一步提高保護(hù)的靈敏度，采用了零點(diǎn)濾波級(jí)聯(lián)傅氏算法的高性能數(shù)字濾波器。濾除基波分量的零點(diǎn)濾波器的差分方程為：（采樣頻率為600HZ零點(diǎn)濾波器與傅氏算法級(jí)聯(lián)后的頻率響應(yīng)特性如圖7—6所示。0123456圖1—16零點(diǎn)濾波級(jí)聯(lián)傅氏算法的三次諧波濾波器頻率響應(yīng)特性3反應(yīng)三次諧波突變量的定子接地保護(hù)方案一是反應(yīng)三次諧波幅值比的突變量構(gòu)成的保護(hù)。判據(jù)為：方案二是反應(yīng)三次諧波向量比的突變量構(gòu)成的保護(hù)。判據(jù)為：三次諧波幅值比突變量的定子接地保護(hù)理論上可保護(hù)距發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)50%的范圍內(nèi)的接地故障，三次諧波向量比突變量的定子接地保護(hù)理論上可保護(hù)100%發(fā)電機(jī)定子繞組。第五節(jié)發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)一失磁對(duì)電力系統(tǒng)和對(duì)發(fā)電機(jī)造成的危害發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，除了發(fā)出有功外，還承擔(dān)著向系統(tǒng)發(fā)出感性無(wú)功的任務(wù)。例如，一臺(tái)視在功率為353MW的汽輪發(fā)電機(jī)，功率因數(shù)為0.85，當(dāng)它滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，發(fā)出的有功功率為300MW186MVA臺(tái)大容量的發(fā)電機(jī)失磁后，首先是造成系統(tǒng)大量的無(wú)功缺少。對(duì)電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)本身都會(huì)造成程度不同的危害，歸納起來(lái)有以下幾方面。對(duì)電力系統(tǒng)的危害：（1）發(fā)電機(jī)失磁造成系統(tǒng)中大量無(wú)功缺少，當(dāng)系統(tǒng)中無(wú)功儲(chǔ)備不足，將引起電壓下降。嚴(yán)重時(shí)引起電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解。（2）一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁造成電壓下降，系統(tǒng)中的其他發(fā)電機(jī)在自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置作用下，作，擴(kuò)大了故障范圍。（3電機(jī)與系統(tǒng)之間失去同步，引起系統(tǒng)振蕩。對(duì)發(fā)電機(jī)本身的危害：（1）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)的差頻電流在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生額外損耗，引起轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱。（2定子繞組過(guò)熱。（3劇烈擺動(dòng)。這種影響對(duì)水輪發(fā)電機(jī)更為嚴(yán)重。（4）發(fā)電機(jī)失磁后，定子端部漏磁增強(qiáng)，使端部的部件和端部鐵芯過(guò)熱。二失磁的基本物理過(guò)程和失磁保護(hù)的判據(jù)如圖1—17所示為一臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)與無(wú)窮大系統(tǒng)相連。圖1—17單機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)連接系統(tǒng)圖設(shè)發(fā)電機(jī)的電勢(shì)為，無(wú)窮大系統(tǒng)母線(xiàn)電壓為，發(fā)電機(jī)的同步電抗為，變壓器的阻抗為，輸電線(xiàn)路的阻抗為。從發(fā)電機(jī)電勢(shì)到無(wú)窮大母線(xiàn)之間的總阻抗為。對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)，輸送到系統(tǒng)的有功和無(wú)功功率分別為：對(duì)水輪發(fā)電機(jī)，輸送到系統(tǒng)的有功和無(wú)功功率分別為：發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：式中：—為慣性時(shí)間常數(shù)。（秒）—為發(fā)電機(jī)電勢(shì)與無(wú)窮大母線(xiàn)電壓之間的功角；—為原動(dòng)機(jī)的輸入功率；—為發(fā)電機(jī)的輸出電功率。根據(jù)以上關(guān)系式，分析發(fā)電機(jī)失磁后的電參數(shù)和功角的變化規(guī)律，可得出如下結(jié)論：（1過(guò)渡到異步運(yùn)行。（2）在之前，有功基本不變，后，有功略有下降并呈現(xiàn)擺動(dòng)趨勢(shì)。（3感性無(wú)功。（4）由于大量的無(wú)功缺少，造成系統(tǒng)電壓降低。（5）機(jī)端測(cè)量阻抗從第一象限逐步過(guò)渡到第四象限。（6）勵(lì)磁電壓下降。根據(jù)以上結(jié)論，目前構(gòu)成發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的判據(jù)可分為主判據(jù)和輔助判據(jù)。失磁保護(hù)的主判據(jù)為：1靜穩(wěn)邊界阻抗圓判據(jù)。當(dāng)測(cè)量阻抗進(jìn)入靜穩(wěn)邊界圓內(nèi)時(shí)，說(shuō)明功角，發(fā)電機(jī)已失去穩(wěn)定。2態(tài)。3無(wú)功方向判據(jù)。當(dāng)無(wú)功由正（發(fā)出感性無(wú)功）變負(fù)（吸收感性無(wú)功）時(shí)，說(shuō)明發(fā)電機(jī)失磁。4系統(tǒng)三相電壓降低。當(dāng)高壓母線(xiàn)電壓低于80%~85%額定電壓或發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓低于70%~75%額定電壓時(shí)，低壓元件動(dòng)作。5等勵(lì)磁電壓判據(jù)。等勵(lì)磁電壓判據(jù)按與發(fā)電機(jī)的空載勵(lì)磁電壓比較。6據(jù)也是隨有功變化而改變的。失磁保護(hù)的輔助判據(jù)為：需要輔助判據(jù)的理由是為了防止非失磁情況下失磁保護(hù)誤動(dòng)。這些情況有：（1）發(fā)電機(jī)出口或升壓變壓器高壓側(cè)發(fā)生短路故障。（2）電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩。（3）水輪發(fā)電機(jī)自同期并列。（4）電壓互感器二次斷線(xiàn)。（5）發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器對(duì)高壓長(zhǎng)線(xiàn)路充電。為防止在上述情況下失磁保護(hù)誤動(dòng)，增加閉鎖判據(jù)。主要有以下幾種判據(jù)。1用延時(shí)躲過(guò)振蕩的影響。2用有無(wú)負(fù)序分量區(qū)別振蕩與失磁。3加入電壓互感器二次斷線(xiàn)判別功能。4用開(kāi)入量識(shí)別特殊運(yùn)行方式。例如自同期并列操作和長(zhǎng)線(xiàn)充電。三微機(jī)型發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的構(gòu)成方案采用了五個(gè)主判據(jù)。分別是系統(tǒng)電壓低、機(jī)端電壓低判據(jù)；靜穩(wěn)邊界阻抗圓或異步阻抗圓判據(jù)；等勵(lì)磁電壓判據(jù)、變勵(lì)磁電壓判據(jù)。1系統(tǒng)三相電壓降低。由于失磁造成的電壓降低是三相對(duì)稱(chēng)的。所以可取其中的一個(gè)相間電壓進(jìn)行判斷。取機(jī)端電壓和高壓母線(xiàn)電壓。2定子判據(jù)的阻抗特性圓。針對(duì)阻抗特性在軟件中設(shè)有三項(xiàng)定值。圓心位置和，半徑。1—18abc當(dāng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)圖1—18（a）和（c）的動(dòng)作特性；當(dāng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)圖1—18（b）的動(dòng)作特性。(a)靜穩(wěn)邊界圓(b)水輪發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)圓(c)異步阻抗圓圖1—18失磁保護(hù)的阻抗特性圓3等勵(lì)磁電壓判據(jù)（1蕩、發(fā)生短路時(shí)。勵(lì)磁電壓有較高的數(shù)值。因此，可判斷勵(lì)磁電壓低于某值時(shí)為失磁故障。一般取額定空載勵(lì)磁電壓的20%~80%。（2）根據(jù)給定有功的等勵(lì)磁電壓判據(jù)。對(duì)于隱極機(jī)可得：時(shí)，對(duì)標(biāo)幺值則有：。所以有：式中：—發(fā)電機(jī)有功功率標(biāo)幺值。4變勵(lì)磁電壓判據(jù)。（1）汽輪發(fā)電機(jī)的變勵(lì)磁電壓判據(jù)。用有名值表示，變?yōu)椋菏街校骸l(fā)電機(jī)額定視在功率，單位：MVA；—發(fā)電機(jī)有功功率的有名值，單位：MW。仍為標(biāo)幺值。將也改為有名值，則有：式中：系數(shù)為常數(shù)，在微機(jī)保護(hù)中可實(shí)時(shí)計(jì)算有功的值，由決定勵(lì)磁電壓低的動(dòng)作值。隱極機(jī)的變勵(lì)磁電壓元件的特性如圖1—19（2）水輪發(fā)電機(jī)的變勵(lì)磁電壓判據(jù)。按標(biāo)幺值有：，取：。令，得：—處于靜穩(wěn)邊界的關(guān)系。在此范圍內(nèi)，的關(guān)系近似為直線(xiàn)特性，如圖1—20所示。動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū)0圖1—19隱極極變勵(lì)磁電壓元件圖1—20凸極機(jī)的變勵(lì)磁電壓元件的特性的特性對(duì)應(yīng)時(shí)的有功為最大凸極功率。所以，凸極機(jī)的變勵(lì)磁電壓判據(jù)為：變勵(lì)磁電壓判據(jù)在系統(tǒng)振蕩時(shí)，如果振蕩前發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，靜穩(wěn)儲(chǔ)備不高，則在振定延時(shí)。四微機(jī)型發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)邏輯框圖切系統(tǒng)電壓廠(chǎng)用電T1T2機(jī)端電壓斷線(xiàn)判T3阻抗元件PT斷線(xiàn)信號(hào)失穩(wěn)信號(hào)切換勵(lì)磁、減出力跳閘失磁信號(hào)圖1—21微機(jī)型發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)邏輯框圖該框圖可分為四部分。即低電壓部分、阻抗部分、等勵(lì)磁電壓部分和變勵(lì)磁電壓部分。低電壓部分判斷機(jī)端電壓和系統(tǒng)電壓。低壓判據(jù)受電壓互感器二次斷線(xiàn)閉鎖控制。當(dāng)失（2~15T1和T2，一般整定為250MS。阻抗元件可根據(jù)要求整定為不同的動(dòng)作特性。它受電壓互感器二次斷線(xiàn)和系統(tǒng)故障判斷因?yàn)樵谥髯儔浩鞲邏簜?cè)、發(fā)電機(jī)機(jī)端發(fā)生短路、PT二次斷線(xiàn)時(shí)，按靜穩(wěn)邊界整定的阻抗元3輸入與門(mén)5T3為躲振蕩延時(shí)，防止振蕩時(shí)靜穩(wěn)阻抗圓誤動(dòng)而增設(shè)的時(shí)間元件。一般整定1.5秒。延時(shí)T6是長(zhǎng)延時(shí)元件。等勵(lì)磁電壓元件受系統(tǒng)故障元件閉鎖。同時(shí)為防止勵(lì)磁電壓回路斷線(xiàn)造成的誤判，設(shè)有勵(lì)磁電壓低于8V的閉鎖條件。為防止發(fā)電機(jī)在起動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中等勵(lì)磁低電壓元件誤動(dòng)，設(shè)有的閉鎖條件。等勵(lì)磁判據(jù)經(jīng)延時(shí)T4，或門(mén)1與機(jī)端電壓低判據(jù)發(fā)出切換廠(chǎng)用電命令。與系統(tǒng)電壓低判據(jù)發(fā)出跳閘命令。延時(shí)T4是防止干擾或異常工況造成的短時(shí)勵(lì)磁電壓降低而設(shè)置的。一般取0.1~0.2秒。變勵(lì)磁電壓元件也受系統(tǒng)故障元件閉鎖。同時(shí)為防止勵(lì)磁電壓回路斷線(xiàn)造成的誤判，設(shè)有勵(lì)磁電壓低于8V的閉鎖條件。變勵(lì)磁電壓判據(jù)的定值是隨有功P變化的。所以不需要的閉鎖條件。變勵(lì)磁電壓判據(jù)經(jīng)延時(shí)T5，或門(mén)1與機(jī)端電壓低判據(jù)發(fā)出切換廠(chǎng)用電命令。與T5是防止系統(tǒng)振蕩造成變勵(lì)磁電壓元件誤動(dòng)而設(shè)置的。

一般取0.3~0.4秒。勵(lì)磁電壓低的判據(jù)受機(jī)端電壓高判據(jù)的閉鎖。主要是防止強(qiáng)行減磁時(shí)由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的甚至變負(fù)。而低勵(lì)或失磁時(shí)，機(jī)端電壓不會(huì)過(guò)高。如果沒(méi)有這種負(fù)輸出，該判據(jù)可取消。五微機(jī)失磁保護(hù)的整定計(jì)算整定計(jì)算的系統(tǒng)接線(xiàn)圖如圖1—22所示。發(fā)電機(jī)變壓器輸電線(xiàn)路系統(tǒng)、圖1—22發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的連接圖1低電壓元件的定值機(jī)端低電壓元件：高壓側(cè)低電壓元件：2阻抗元件的定值首先將系統(tǒng)圖中各個(gè)元件以標(biāo)幺值表示的阻抗變?yōu)榘l(fā)電機(jī)額定電壓值下的有名值。式（7—47）~式（7—50）中：—發(fā)電機(jī)直軸同步電抗標(biāo)幺值；—變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù)；—線(xiàn)路每公里正序電抗值（一次有名值）——系統(tǒng)電抗的標(biāo)幺值；—發(fā)電機(jī)額定電流有名值；—發(fā)電機(jī)的額定電壓有名值；—變壓器的額定容量；—系統(tǒng)母線(xiàn)的電壓有名值；—計(jì)算系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值的基準(zhǔn)容量；—為發(fā)電機(jī)直軸電抗有名值；—為歸算到發(fā)電機(jī)電壓下的變壓器電抗有名值；—為歸算到發(fā)電機(jī)電壓下的線(xiàn)路電抗有名值；—為歸算到發(fā)電機(jī)電壓下的系統(tǒng)電抗有名值；（1）隱極機(jī)靜穩(wěn)邊界阻抗圓整定靜穩(wěn)邊界圓的圓心坐標(biāo)為：式中：—電流互感器的變比；—電壓互感器的變比；靜穩(wěn)圓的半徑為：（2）隱極機(jī)異步阻抗圓整定圓心坐標(biāo)為：。半徑為：式（7—54）和式（7—55）中：—為發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗的有名值；（3）凸極機(jī)的靜穩(wěn)邊界阻抗圓整定當(dāng)取時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)圓特性。當(dāng)取時(shí)為蘋(píng)果圓特性。圓心為：半徑為：式（7—56）和式（7—57）中：—為發(fā)電機(jī)縱軸電抗的有名值；（4）凸極機(jī)的異步阻抗圓整定圓心為：半徑為：3勵(lì)磁低電壓元件的整定（1）等勵(lì)磁電壓判據(jù)的整定式中：—為發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電壓。（2）變勵(lì)磁電壓元件凸極功率的計(jì)算：式中：，為發(fā)電機(jī)至系統(tǒng)之間的綜合直軸電抗有名值；，為發(fā)電機(jī)至系統(tǒng)之間的綜合交軸電抗有名值；變勵(lì)磁電壓系數(shù)的計(jì)算：

式中：—發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)；—發(fā)電機(jī)的額定電壓；根據(jù)對(duì)變勵(lì)磁電壓判據(jù)的分析，在系統(tǒng)振蕩、異步運(yùn)行等工況下，有功功率波動(dòng)（勵(lì)P時(shí)采用在一段時(shí)間求有功功率的平均值的方法。式中：—為計(jì)算有功的時(shí)間間隔；—為工頻一周期的采樣點(diǎn)數(shù)；—為工頻周期數(shù)。例如，當(dāng)取計(jì)算間隔秒時(shí)，則取10個(gè)工頻周期有功功率的平均值作為有功的值。4負(fù)序電流和負(fù)序電壓元件的整定（1）負(fù)序電流元件按故障時(shí)有足夠靈敏度整定，同時(shí)應(yīng)躲過(guò)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行允許的負(fù)序電流值。式中：—為發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行允許的負(fù)序電流標(biāo)幺值。（2）負(fù)序電壓元件按躲過(guò)正常運(yùn)行的不平衡分量整定。第二章電力變壓器的繼電保護(hù)第一節(jié)電力變壓器的故障、不正常運(yùn)行及配置的保護(hù)方式電力變壓器是電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的電氣元件。它的故障將對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和供失。因此，必須根據(jù)變壓器的容量及其重要程度裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可以分為油箱內(nèi)部和油箱外部的故障。油箱內(nèi)部的故障包括變壓器繞組的上述接地短路是指變壓器中性點(diǎn)接地一側(cè)的繞組。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要是：由于變壓器外部發(fā)生相間短路的過(guò)電流和接地側(cè)外部根據(jù)以上故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)及變壓器的容量大小、在系統(tǒng)中的重要程度，變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)裝置有：1瓦斯保護(hù)。這是一種非電量保護(hù)。其基本原理是依據(jù)變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生電弧，使變壓器的絕緣油油箱內(nèi)部故障的主保護(hù)。輕瓦斯保護(hù)反映內(nèi)部較輕微的故障，動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。裝設(shè)瓦斯保護(hù)的變壓器的容量界限是：容量在800KVA及以上的油浸式變壓器。2縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)6300KVA及以上或單獨(dú)運(yùn)行的變壓器容量在10000KVA及以上保護(hù)作用。它是變壓器的主保護(hù)。在容量小于10000KVA的變壓器上可裝設(shè)電流速斷保護(hù)。3對(duì)于由外部短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)配置后備保護(hù)。后備保護(hù)的方式可采用：（1）過(guò)電流保護(hù)，一般用于容量較小、電壓等級(jí)較低的降壓變壓器上。（2的降壓變壓器上。（3）負(fù)序電流保護(hù)及單相式低壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。一般用于大容量升壓變壓器或系統(tǒng)中的聯(lián)絡(luò)變壓器。（423度不滿(mǎn)足要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。4對(duì)變壓器的接地故障應(yīng)根據(jù)中性點(diǎn)接地方式配置不同的保護(hù)。配置零序電流和零序電壓保護(hù)。5過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)400KVA應(yīng)根據(jù)情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝于一相上，動(dòng)作后經(jīng)延時(shí)發(fā)信號(hào)。6過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。高壓側(cè)為500KV及以上的變壓器，對(duì)頻率降低電壓升高引起的變壓器過(guò)勵(lì)磁應(yīng)配置過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。7變壓器的其他非電量保護(hù)。除上述的瓦斯保護(hù)外，變壓器還配有其他非電量保護(hù)。包括：油溫高保護(hù)、冷卻器故障保護(hù)、壓力釋放保護(hù)等。第二節(jié)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)毫無(wú)疑問(wèn)，差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)之一。變壓器的差動(dòng)保護(hù)在原理上與發(fā)電機(jī)的要有以下幾方面。1變壓器高、中、低三側(cè)（或高、低兩側(cè)）的電流不等，因此，選用的電流互感器的變電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流增大。2對(duì)于接線(xiàn)組的變壓器，兩側(cè)同名相的電流有的相位差。由此產(chǎn)生的不平衡電流必須考慮。3有載調(diào)壓的變壓器在運(yùn)行中改變分接頭位置時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流。4變壓器在空載合閘或區(qū)外故障切除電壓重新恢復(fù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常大的勵(lì)磁涌流。5變壓器差動(dòng)保護(hù)應(yīng)能反映高、低壓繞組的匝間短路。而在發(fā)生匝間短路時(shí)，短路的匝較高的靈敏度。6變壓器差動(dòng)保護(hù)應(yīng)能反映中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地故障。當(dāng)經(jīng)過(guò)渡電阻接地時(shí)，故障電流較小，變壓器差動(dòng)保護(hù)的靈敏度下降。7當(dāng)變壓器發(fā)生匝間短路時(shí)，變壓器仍帶有負(fù)荷，說(shuō)明變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)有流出電流，當(dāng)然會(huì)影響保護(hù)的靈敏度。8發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)僅為兩側(cè)差動(dòng)，而變壓器差動(dòng)保護(hù)除兩側(cè)或三側(cè)差動(dòng)的情況外，有可能出現(xiàn)多于三側(cè)的情況，甚至達(dá)到六側(cè)差動(dòng)的情況。關(guān)于勵(lì)磁涌流的問(wèn)題將在下一節(jié)專(zhuān)門(mén)討論。關(guān)于多側(cè)差動(dòng)的問(wèn)題是在設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)的硬護(hù)的構(gòu)成及原理、整定計(jì)算。一微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)的接線(xiàn)和不平衡電流的補(bǔ)償方法對(duì)于常規(guī)變壓器差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)變壓器的接線(xiàn)組為時(shí)，為消除由此在差動(dòng)繼電器中產(chǎn)生的不平衡電流，應(yīng)在構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的接線(xiàn)時(shí)，將變壓器一次繞組接為星形一側(cè)的三相CT的二位；而變壓器一次繞組接為三角形一側(cè)的三相CT的二次連接為星形。由于這種接線(xiàn)煩瑣復(fù)雜，因此，在微機(jī)保護(hù)中普遍采用了軟件調(diào)整相位的方法。即無(wú)論變壓器采用什么連接組，都可將變壓器各側(cè)的三相CT按星形接線(xiàn)，然后將二次電流引入相應(yīng)的電流變換器。如圖7—13所示。LHALHBLHCLHaLHbYLHc?圖2—1微雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)圖中，和分別為變壓器高、低壓側(cè)一次電流的正方向。變機(jī)保護(hù)中對(duì)應(yīng)于變壓器高壓側(cè)ABCabc相壓器繞組為連接的一側(cè)按下式處理：式中：A、B、CA、B、C三相電流的采樣值。對(duì)變壓器為連接的一側(cè)則直接用其采樣值計(jì)算。以通過(guò)軟件的方法進(jìn)行補(bǔ)償，從而使不平衡電流減到最小。設(shè)某降壓變壓器的參數(shù)如下：容量：電壓比：接線(xiàn)方式：（1）計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流。110KV側(cè)：35KV側(cè)：10KV側(cè)：（2）選擇各側(cè)電流互感器的變比：110KV側(cè)：，選擇：300/535KV側(cè)：，選擇：1000/510KV側(cè)：，選擇：2000/5（3）計(jì)算各側(cè)二次電流：110KV側(cè)：35KV側(cè)：10KV側(cè)：（4）以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，求各側(cè)電流平衡系數(shù)設(shè)中壓側(cè)電流平衡系數(shù)為，低壓側(cè)電流平衡系數(shù)為。在本例中可得：壓側(cè)的容量為20MVA，低壓側(cè)的容量為11.5MVA，則有高壓側(cè)電流為：165.3A，中壓側(cè)電流為300A603.6A4.772A2.6A側(cè)二次電流為1.51A。因此，差電流為：的不平衡電流減少到非常小的值。二比率制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)保護(hù)的斜率較低，當(dāng)制動(dòng)電流大于時(shí)，制動(dòng)特性的斜率較高。如圖2—2所示。0圖2—2三折線(xiàn)比率制動(dòng)特性比率制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作方程和制動(dòng)電流的選擇。兩折線(xiàn)特性的動(dòng)作方程：（）（）其中：—為差動(dòng)電流；—為制動(dòng)電流；—為差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作電流；—為比率制動(dòng)特性的拐點(diǎn)電流—為比率制動(dòng)特性的斜率；三折線(xiàn)特性的動(dòng)作方程：（）（）其中：—為差動(dòng)電流；—為制動(dòng)電流；—為差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作電流；—為比率制動(dòng)特性的第一拐點(diǎn)電流；—為比率制動(dòng)特性第一折線(xiàn)段的斜率；—為比率制動(dòng)特性第二折線(xiàn)段的斜率；—為比率制動(dòng)特性的第二拐點(diǎn)電流；制動(dòng)電流分別為：雙繞組變壓器：差動(dòng)電流為：制動(dòng)電流為：三繞組變壓器：

差動(dòng)電流為：制動(dòng)電流為：三變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算1最小動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器在正常運(yùn)行條件下產(chǎn)生的不平衡電流整定。式中：—可靠系數(shù)，取1.5~2.0；—同型系數(shù)，取1；—電流互感器變比誤差，取0.1；—110KV側(cè)為有載調(diào)壓側(cè)，調(diào)壓范圍為，在計(jì)算時(shí)取。—變壓器高壓側(cè)的額定電流；—高壓側(cè)電流互感器的變比；在微機(jī)變壓器保護(hù)中，已由軟件補(bǔ)償了各側(cè)二次電流不等的影響，所以，可不予考慮。2制動(dòng)特性拐點(diǎn)電流；3最大制動(dòng)系數(shù)：在區(qū)外發(fā)生三相短路時(shí)，流過(guò)差回路的不平衡電流最大，為保證此時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)應(yīng)有：式中：—差動(dòng)保護(hù)的最大動(dòng)作電流；—為變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍外部發(fā)生三相短路的最大短路電流；按取最大側(cè)短路電流為制動(dòng)電流的原則，在外部短路時(shí)，制動(dòng)電流即為：所以有：?。簞t：4制動(dòng)特性的斜率按以上的分析：設(shè)外部三相短路電流為變壓器額定電流的10則：即制動(dòng)特性曲線(xiàn)的斜率取0.46，剛好滿(mǎn)足上述要求。在微機(jī)變壓器保護(hù)裝置的資料介紹中，一般建議的整定值為：值，主要是為防止外部短路時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。四微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的邏輯圖2—3是微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)的邏輯圖。其中包括三部分。一是差動(dòng)速斷部分。二是諧波和CT二次斷線(xiàn)的控制，當(dāng)差電流大于差動(dòng)速斷的定值時(shí)立即發(fā)出跳閘命令。比率制動(dòng)壓器過(guò)激磁時(shí)誤動(dòng)。在微機(jī)變壓器保護(hù)中，一般二次諧波制動(dòng)的整定值為0.15，即當(dāng)二次諧波分量大于等于基波分量的15%15%500KV為0.3~0.35。即五次諧波大于等于基波分量的30%—35%時(shí)，閉鎖差動(dòng)保護(hù)。差電流的波形對(duì)稱(chēng)性構(gòu)成的涌流閉鎖方案。圖2—3具有二次諧波制動(dòng)的變壓器差動(dòng)邏輯圖或第三節(jié)變器的勵(lì)磁涌流分析眾所周知，變壓器的原邊和副邊是通過(guò)電磁耦合的。所以變壓器在工作時(shí)一定有勵(lì)磁電流存在在電源側(cè)存在，因此會(huì)在差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生不平衡電流，但是，一般的大型常工作時(shí)，勵(lì)約為額定電流的1%—3%。所以由此產(chǎn)生的不或平衡電流可不種情況變壓器會(huì)產(chǎn)生非常大的勵(lì)磁與二是當(dāng)變發(fā)生外部壓或以下分析變壓器空載合閘產(chǎn)生產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的機(jī)理。一單相變壓器空載合閘產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流圖2-4單相變壓器的勵(lì)磁涌流設(shè)變壓器的一次繞組為1合閘時(shí)，則根據(jù)電磁感應(yīng)原理得：其中：，式中：為積分常數(shù)。由初始條件確定。設(shè)在合閘前變壓器鐵芯中有剩磁，則有：式中：于是：為電壓的初相角。當(dāng)時(shí)合閘，則變壓器鐵芯中的磁通為：其中：部分為穩(wěn)態(tài)磁通，為暫態(tài)磁通。圖2-5變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的圖解分析以上分析了在合閘后一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)變壓器鐵芯中的磁通變化和勵(lì)磁電流的變化。考慮到合閘回路的電阻分量，暫態(tài)磁通實(shí)際上是衰減的，暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，由于在空載合閘時(shí)，變壓器鐵芯中的磁通非常大，而變壓器鐵芯本身又具有非線(xiàn)性特點(diǎn)，所以合閘回路會(huì)產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流。該電流可達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流的幾百倍，相當(dāng)于額定電流的6—8波形。圖2-6變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流波形由以上分析和波形圖可得出勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)如下：（1）涌流波形對(duì)于時(shí)間軸不對(duì)稱(chēng)，其中含有大量的衰減直流分量。（2）涌流的波形呈現(xiàn)非正弦，含有大量高次諧波，其中以二次諧波的含量最大。大多數(shù)分析結(jié)果表明，二次諧波的含量不低于基波分量的17%。（3）涌流的波形不連續(xù)，兩個(gè)周期之間有間斷，其對(duì)應(yīng)的角度稱(chēng)為間斷角。分析表明，單相變壓器空載合閘的涌流間斷角不小于120度。（4）涌流的波形不對(duì)稱(chēng)，即當(dāng)前點(diǎn)的瞬時(shí)值與相隔半個(gè)周期的瞬時(shí)值不是大小相等符號(hào)相反的關(guān)系。影響涌流特征的因素有：（1）合閘時(shí)電壓的初相角。對(duì)于單相變壓器而言，當(dāng)時(shí)合閘，涌流最嚴(yán)重。當(dāng)時(shí)合閘，將不產(chǎn)生涌流。（2）鐵芯中剩磁的大小和方向。（3）變壓器鐵芯的飽和磁通。二三相變壓器的勵(lì)磁涌流磁涌流是兩相涌流之差。影響三相變壓器勵(lì)磁涌流特征的因素有：（1）電源電壓的大小和初相角；（2）系統(tǒng)阻抗的大小和相角；（3）變壓器三相繞組的接線(xiàn)方式和中性點(diǎn)接地方式；（4（5（6）合閘前鐵芯中剩磁的大小和方向；（7）電流互感器的傳變特性；經(jīng)過(guò)大量的分析表明，三相變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流具有以下特征：（1）對(duì)于三相變壓器而言，三相電壓的相角互差，所以無(wú)論電壓初相角是多少總會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。（2）由于對(duì)差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁涌流總是兩相涌流之差，所以在三個(gè)涌流中，有一個(gè)勵(lì)磁涌流不存在直流分量，其波形對(duì)時(shí)間軸對(duì)稱(chēng)。（317.1%三相變壓器的勵(lì)磁涌流中有一相或兩相中的二次諧波含量小于17.1%磁涌流中二次諧波分量大于17.1%。（4角可能小于。三在變壓器差動(dòng)保護(hù)中，識(shí)別勵(lì)磁涌流防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的方法1規(guī)電磁型保護(hù)裝置中廣泛采用的BCH—1差動(dòng)繼電器即具有這一功能。2諧波識(shí)別法中二次諧波含量的大小。式中：—二次諧波電流有效值；—基波電流有效值；—二次諧波含量比例門(mén)檻值；15%15%15%15%閉鎖與門(mén)開(kāi)放的原則。3間斷角原理分析表明，勵(lì)磁涌流的波形不連續(xù)，有一定的間斷，其無(wú)電流部分所對(duì)應(yīng)的角度稱(chēng)為間斷角。而變壓器內(nèi)部故障時(shí)差電流的波形是連續(xù)的。在對(duì)變壓器的勵(lì)磁特性進(jìn)行簡(jiǎn)化后可得出，單相變壓器空載投入時(shí)勵(lì)磁涌流的間斷角為：式中：—變壓器空載投入時(shí)勵(lì)磁涌流的間斷角；—變壓器空載投入時(shí)電壓的初相角；—變壓器鐵心的飽和磁通密度；—剩余磁通密度；—變壓器鐵心的最大工作磁通密度；—變壓器空載投入前系統(tǒng)電壓與額定壓之比；在微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)種應(yīng)用該原理需要解決的問(wèn)題是：多大的采樣頻率才能準(zhǔn)確

地測(cè)量間斷角的大??；多高的采樣精度才能正確判斷電流進(jìn)入間斷范圍；如何解決由于電流互感器傳變引起的間斷角變形問(wèn)題。設(shè)A為變壓器勵(lì)磁涌流的最小間斷角，B為保護(hù)整定的閉鎖間斷角，N為工頻每周期設(shè)，，按上式可計(jì)算出。所以在判斷間斷角原理的變壓器差動(dòng)保護(hù)中，采樣頻率可取1800HZ，即。4波形對(duì)稱(chēng)原理涌流。判別波形對(duì)稱(chēng)性的公式為：式中：—當(dāng)前差電流的采樣值；—對(duì)應(yīng)半周前時(shí)刻差電流的采樣值；圖2—7是故障電流波形與典型的勵(lì)磁涌流波形。圖2—7故障電流與勵(lì)磁涌流波形由圖2—7可看出，對(duì)于故障電流，由于與的符號(hào)相反，所以的值較小，而的值較大，換器的傳變特性的影響，至少有四分之一周期的采樣點(diǎn)不滿(mǎn)足波形對(duì)稱(chēng)公式的判椐。在LFP—972C首先求出和在半周內(nèi)的積分值，分別為和，然后用下式判斷。式中：—為由程序設(shè)定的常數(shù)。由于當(dāng)和都很小時(shí)可能發(fā)生誤判，所以增加另一判椐。式中：—為差電流的半周積分值；—為變壓器的額定電流；—為固定比例系數(shù)；勵(lì)磁涌流時(shí)，上述判椐不滿(mǎn)足，閉鎖變壓器差動(dòng)保護(hù)。第四節(jié)變壓器的接地保護(hù)一中性點(diǎn)直接接地的變壓器的接地保護(hù)直接接地側(cè)，如故障點(diǎn)在差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)，可由差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作切除故障，若差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)，變壓器內(nèi)部繞組故障、引出線(xiàn)、母線(xiàn)和線(xiàn)路接地故障的后備保護(hù)。一般配置兩段式零序電流保護(hù)，每段可設(shè)置兩個(gè)時(shí)限。其接線(xiàn)圖如下圖所示。跳開(kāi)母聯(lián)斷路器t跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器圖2-8中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù)零序電流取自接地變壓器的中性點(diǎn)聯(lián)線(xiàn)上。保護(hù)設(shè)置兩段。各段的整定配合原則如下：（1）零序電流保護(hù)的第一段的動(dòng)作電流按與相鄰線(xiàn)路零序電流保護(hù)的第一或第二段配合。式中：—變壓器零序電流保護(hù)一段動(dòng)作電流；—可靠系數(shù)，取1.2；—零序電流與流過(guò)線(xiàn)路的零序電流之比。當(dāng)高壓母線(xiàn)上無(wú)其他接地變壓器時(shí)其值等于1壓母線(xiàn)上有其他接地變壓器或等值零序阻抗時(shí)，分支系數(shù)小于1?！€(xiàn)路零序電流保護(hù)一段或二段的動(dòng)作電流；對(duì)于高壓側(cè)電壓為110KV及220KV斷開(kāi)母聯(lián)或分段斷路器，以較長(zhǎng)的時(shí)限斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。各時(shí)限的整定原則是：式中：—線(xiàn)路零序電流保護(hù)一段或二段的動(dòng)作時(shí)間；對(duì)與高壓側(cè)為330KV或500KV的變壓器，可只設(shè)一個(gè)時(shí)限，保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)本側(cè)斷路器。（2）零序電流保護(hù)的第二段的動(dòng)作電流按與相鄰線(xiàn)路零序電流保護(hù)的后備段配合。式中：—變壓器零序電流保護(hù)二段動(dòng)作電流；—可靠系數(shù)，取1.2；—零序電流與流過(guò)線(xiàn)路的零序電流之比。當(dāng)高壓母線(xiàn)上無(wú)其他接地變壓器時(shí)其值等于1壓母線(xiàn)上有其他接地變壓器或等值零序阻抗時(shí)，分支系數(shù)小于1。—線(xiàn)路零序電流保護(hù)后備段的動(dòng)作電流；對(duì)于高壓側(cè)電壓為110KV及220KV斷開(kāi)母聯(lián)或分段斷路器，以較長(zhǎng)的時(shí)限斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。各時(shí)限的整定原則是：式中：—線(xiàn)路零序電流保護(hù)后備段的動(dòng)作時(shí)間；對(duì)與高壓側(cè)為330KV或500KV的變壓器，可只設(shè)一個(gè)時(shí)限，保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)本側(cè)斷路器。（3）靈敏系數(shù)校驗(yàn)二中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行的變壓器的接地保護(hù)點(diǎn)的絕緣水平、并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)有關(guān)。1中性點(diǎn)全絕緣的變壓器的零序電壓保護(hù)零序電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓按以下原則整定。（1）零序電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓應(yīng)大于部分變壓器中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，保護(hù)安裝處可能出現(xiàn)的最大零序電壓；在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中一般有：。所以有：取，則有：在開(kāi)口三角得到的零序電壓為：所以，繼電器的動(dòng)作電壓值取180伏。（2）零序電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓應(yīng)小于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器在失去接地點(diǎn)后發(fā)生單相接地時(shí)，開(kāi)口三角繞組可能出現(xiàn)的最低電壓；中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的電壓互感器的變比為：式中：—線(xiàn)電壓；當(dāng)失去接地點(diǎn)后發(fā)生單相接地，則一次系統(tǒng)中的零序電壓為：產(chǎn)生的零序電壓小于300伏。一般可達(dá)到230伏。所以，動(dòng)作電壓取180伏可滿(mǎn)足要求。與其他保護(hù)配合，故其動(dòng)作時(shí)間可按躲過(guò)暫態(tài)過(guò)電壓時(shí)間考慮，一般取0.3秒。2變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣，但中性點(diǎn)裝有放電間隙除裝設(shè)兩段零序電流保護(hù)外，應(yīng)裝設(shè)反映間隙電流的保護(hù)和零序電壓保護(hù)。隙電流，所以可用零序電壓和間隙電流按或邏輯構(gòu)成接地保護(hù)。零序電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓同上。間隙電流保護(hù)的動(dòng)作電流根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一次值可取100A。第八章母線(xiàn)的繼電保護(hù)第一節(jié)概述母線(xiàn)是發(fā)電廠(chǎng)和變電站中的重要設(shè)備。它是電源和負(fù)荷的集中點(diǎn)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，雖然母線(xiàn)發(fā)生故障的幾率較輸電線(xiàn)路?。ǜ鶕?jù)國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料母線(xiàn)故障占系統(tǒng)所有故障的6%~7%成很大的損失，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此母線(xiàn)故障是電力系統(tǒng)中最為嚴(yán)重的故障。電力系統(tǒng)中的母線(xiàn)接線(xiàn)形式主要可分為：1單母線(xiàn)：包括單母線(xiàn)形式；帶分段的單母線(xiàn)形式；2線(xiàn)形式等。33/2（又稱(chēng)一個(gè)半接線(xiàn)方式）斷路器母線(xiàn)形式；根據(jù)母線(xiàn)的接線(xiàn)形式，母線(xiàn)保護(hù)可分為單母線(xiàn)的母線(xiàn)保護(hù)、雙母線(xiàn)的母線(xiàn)保護(hù)和一個(gè)半斷路器的母線(xiàn)保護(hù)。對(duì)于單母線(xiàn)形式，母線(xiàn)保護(hù)的作用是要正確區(qū)分母線(xiàn)內(nèi)部故障和母線(xiàn)外部（線(xiàn)路側(cè)）故障；而對(duì)于雙母線(xiàn)形式，要求母線(xiàn)保護(hù)一方面能正確區(qū)分母線(xiàn)內(nèi)部故障和母線(xiàn)外部故障，另一方面還要求母線(xiàn)保護(hù)能正確區(qū)分出故障母線(xiàn)。根據(jù)母線(xiàn)的重要程度和對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，可采用由供電元件的后備保護(hù)或線(xiàn)路保護(hù)中對(duì)母線(xiàn)故障有靈敏度的保護(hù)段作為母線(xiàn)故障的保護(hù)，或采用專(zhuān)設(shè)的母線(xiàn)保護(hù)。由供電元件的后備保護(hù)構(gòu)成的母線(xiàn)保護(hù)：如圖3—1為由發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)作為母線(xiàn)故障的后備保護(hù)，圖3—2為由變壓器電源3—3為由距離保護(hù)的II段或III段構(gòu)成對(duì)母線(xiàn)故障的保護(hù)。對(duì)于接地故障也可由零序電流保護(hù)的IIIII段、VI段作為母線(xiàn)故障的保護(hù)。圖3—1由發(fā)電機(jī)后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)的母線(xiàn)保護(hù)MN電源圖3—2由變壓器電源側(cè)后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)的母線(xiàn)保護(hù)變壓器后MN備保護(hù)系統(tǒng)圖3—3由距離保護(hù)II段或III段實(shí)現(xiàn)的母線(xiàn)保護(hù)注意到以上的對(duì)母線(xiàn)故障的保護(hù)都不需要再增加特殊設(shè)備，但這些保護(hù)全部是帶延時(shí)的母線(xiàn)保護(hù)。根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》GB14285—1993的規(guī)定，在下列情況下應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的母線(xiàn)保護(hù)：（1）110kV雙母線(xiàn)和220kV及以上的母線(xiàn)上，為了保證快速而有選擇性的切除任一條保護(hù)。對(duì)于一個(gè)半斷路器接線(xiàn)的每一條母線(xiàn)應(yīng)裝設(shè)兩套母線(xiàn)保護(hù)。（2）110KV及以上的單母線(xiàn)，重要發(fā)電廠(chǎng)的35KV母線(xiàn)或高壓側(cè)為110KV及以上的重要降壓變電站的35KV母線(xiàn)，按照系統(tǒng)的要求必須快速切除母線(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的母線(xiàn)保護(hù)。從電路上看，母線(xiàn)可看作是電路中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在電力系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，該線(xiàn)差動(dòng)母線(xiàn)保護(hù)。如果規(guī)定由母線(xiàn)流向線(xiàn)路的電流為正，而由線(xiàn)路流向母線(xiàn)的電流則為負(fù)。在忽略流比相式母線(xiàn)保護(hù)。護(hù)等已在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。第二節(jié)母線(xiàn)的電流差動(dòng)保護(hù)一單母線(xiàn)的完全電流差動(dòng)保護(hù)的工作原理連接元件的同相的電流互感器按同極性端相連，構(gòu)成母線(xiàn)的差動(dòng)保護(hù)。圖3—4所示為在一條母線(xiàn)上有三個(gè)連接元件的母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的單相原理接線(xiàn)圖。123I-I圖3—4單母線(xiàn)完全差動(dòng)母線(xiàn)保護(hù)單相原理接線(xiàn)圖圖中為正常運(yùn)行時(shí)線(xiàn)路1和線(xiàn)路23常運(yùn)行，在一次側(cè)必有如下關(guān)系：即：也必然滿(mǎn)足：即流入繼電器的電流為零，繼電器不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生母線(xiàn)外部故障時(shí)。例如，故障點(diǎn)在線(xiàn)路3平衡電流比正常運(yùn)行時(shí)的更大。不平衡電流為：—分別為線(xiàn)路1、2、3互感器的勵(lì)磁電流。當(dāng)在母線(xiàn)上發(fā)生故障時(shí)，如果線(xiàn)路1和線(xiàn)路2、3變?yōu)槎搪冯娏?，且全部是流向故障母線(xiàn)的。因此，流入繼電器的電流為：?！謩e為流過(guò)線(xiàn)路1、2、3的短路電流的二次值。如果我們?nèi)±^電器的整定值為躲過(guò)區(qū)外短路的最大不平衡電流，則在母線(xiàn)內(nèi)部故障開(kāi)斷路器1DL—3DL。從而將故障切除。二完全差動(dòng)母線(xiàn)保護(hù)的整定計(jì)算（1）躲過(guò)母線(xiàn)外部發(fā)生短路的最大不平衡電流(2)由于母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)電流回路中的連接元件多，接線(xiàn)復(fù)雜。因此電流互感器二次發(fā)生斷線(xiàn)的幾率多，當(dāng)任一支路中的電流互感器二次發(fā)生斷線(xiàn)，必然在差回路產(chǎn)生該支路電流對(duì)應(yīng)的二次電流，當(dāng)該電流大于保護(hù)定值時(shí)會(huì)使保護(hù)誤動(dòng)作。為防止這種情況下的誤動(dòng)，傳統(tǒng)的母線(xiàn)保護(hù)采用提高整定值的方法。因此，整定值應(yīng)躲過(guò)最大負(fù)荷支路電流互感器二次斷線(xiàn)產(chǎn)生的電流。式中：：母線(xiàn)連接元件中，最大負(fù)荷支路上最大負(fù)荷電流。取以上兩者中的大者為定值。在最新研究的微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)中，設(shè)有專(zhuān)門(mén)判斷電流互感器二次發(fā)生斷線(xiàn)的軟件，當(dāng)不考慮第二個(gè)條件。3靈敏系數(shù)校驗(yàn)：—當(dāng)母線(xiàn)上可能出現(xiàn)的最少連接元件時(shí)發(fā)生母線(xiàn)內(nèi)部故障的最小電流。三雙母線(xiàn)固定連接方式的母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)（一）構(gòu)成以及作用原理對(duì)于單母線(xiàn)接線(xiàn)，當(dāng)母線(xiàn)上發(fā)生故障時(shí)，必須將母線(xiàn)上所有連接元件切除。為提高供支路固定聯(lián)于兩條母線(xiàn)上—件稱(chēng)為選擇元件。固定連接方式的雙母線(xiàn)保護(hù)的起動(dòng)元件和選擇元件均采用差動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)，雙母線(xiàn)固定連接方式的母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成如圖3—5所示。圖中畫(huà)出在I母線(xiàn)和II母線(xiàn)上分別接有兩個(gè)元件。在分析故障時(shí)假定他們都與電源相連。XL1XL21LH2LH125LHI5II6LH343LH4LHXL3XL4圖3—5雙母線(xiàn)固定連接方式的母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)原理圖保護(hù)由三部分組成，1LH2LH6LH組成母線(xiàn)Ⅰ的差動(dòng)保護(hù)，1CJ為I母線(xiàn)故障的選擇元件。3LH、4LH、5LH組成II母線(xiàn)的差動(dòng)保護(hù)，2CJ為II母線(xiàn)故障的選擇元件。3CJ為整套保護(hù)的啟動(dòng)元件。5DL為母聯(lián)斷路器。保護(hù)的直流回路構(gòu)成如圖8—5所示。當(dāng)起動(dòng)元件動(dòng)作后一方面起動(dòng)ZJ3選擇元件1CJ動(dòng)作后，起動(dòng)ZJ1，由它的接點(diǎn)去跳開(kāi)連接于I母線(xiàn)上的所有斷路器。當(dāng)選擇元件2CJ動(dòng)作后，起動(dòng)ZJ2，由它的接點(diǎn)去跳開(kāi)連接于II母線(xiàn)上的所有斷路器。下面分幾種情況說(shuō)明其工作過(guò)程。1正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)不平衡電流，故在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。圖3—6是在固定連接方式下，

在線(xiàn)路21CJ—3CJXL1XL21LH2LH5LH125III6LH343LH4LHXL3XL4圖3—6固定連接方式下發(fā)生外部故障的電流分布2發(fā)生母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)如圖3—7所示，在母線(xiàn)Ⅰ上發(fā)生故障，假設(shè)圖中四個(gè)元件均與電源聯(lián)系，則電流分布情況如圖中所示。1CJ、3CJ中流入全部短路電流的二次值，所以1CJ、3CJ啟動(dòng)，跳開(kāi)1DL、2DL和5DL；2CJ中為不平衡電流，不動(dòng)作，所以母線(xiàn)Ⅱ仍可繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)母線(xiàn)Ⅱ故障時(shí)，分析同上。2CJ、3CJ起動(dòng)，跳開(kāi)3DL、4DL、和5DL，母線(xiàn)Ⅰ繼續(xù)運(yùn)行。XL1XL21LH2LH1CJ125LHI53CJII6LH343LH4LH2CJXL3XL4圖3—7固定連接方式下I母線(xiàn)內(nèi)部故障的電流分布3固定連接破壞時(shí)發(fā)生外部故障例如線(xiàn)路3由母線(xiàn)II切換到母線(xiàn)I8—8隨之切換，所以外部短路時(shí)，1CJ、2CJ中有較大的差動(dòng)電流而誤動(dòng)，但3CJ流過(guò)的電流仍為不平衡電流，由于其整定值已躲過(guò)外部斷路的最大不平衡電流，所以不會(huì)誤動(dòng)。由于起動(dòng)元件不動(dòng)作，所以整套保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。XL1XL21LH2LH1CJ125LH5III3CJ6LH343LH4LHXL3XL42CJ圖3—8固定連接方式破壞后發(fā)生外部故障的電流分布4固定連接方式破壞發(fā)生母線(xiàn)內(nèi)部短路時(shí)由圖3—9中的電流分布可知，1CJ2CJ3CJ從而使母線(xiàn)保護(hù)失去選擇性，所以將兩條母線(xiàn)上的元件都切除。定計(jì)算與單母線(xiàn)完全產(chǎn)差動(dòng)母線(xiàn)保護(hù)的整定計(jì)算原則相同。XL1XL21LH2LH1CJ5LH12I5II3CJ6LH34XL3XL4圖3—9固定連接方式破壞后I母線(xiàn)內(nèi)部故障的電流分布2CJ四減小差動(dòng)保護(hù)不平衡電流影響的方法（一）采用速飽和中間變流器這是一種在電磁型差動(dòng)繼電器構(gòu)成的保護(hù)中普遍采用的方法。分析可知，在外部短路的的特點(diǎn)可大大減小流入差回路的不平衡電流。（二）在差回路串入強(qiáng)制電阻不平衡電流大大增加。為減小不平衡電流，可在差回路接入一個(gè)電阻。和有強(qiáng)制電阻的等效電路，如圖3—10所示。（a）差回路無(wú)強(qiáng)制電阻（b）差回路有強(qiáng)制電阻圖3—1析差回路接有強(qiáng)制電阻的等值電路由圖8—10（a）的等值電路得，當(dāng)差回路無(wú)強(qiáng)制電阻時(shí)，不平衡電流為：當(dāng)差回路有強(qiáng)制電阻時(shí)，不平衡電流為：從而可求得：所以有：式中：8—8一措施。（三）采用帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)得了廣泛應(yīng)用。對(duì)于母線(xiàn)保護(hù)也可采用比率制動(dòng)特性。制動(dòng)電流的選取方式：1最大值制動(dòng)2各元件電流絕對(duì)值之和制動(dòng)3綜合制動(dòng)大括弧右上角的+號(hào)表示大括弧內(nèi)的值只取正值，如為負(fù)值則取零。第三節(jié)電流比相式母線(xiàn)保護(hù)與母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)一電流比相式母線(xiàn)保護(hù)（一）電流比相式母線(xiàn)保護(hù)的基本原理件的電流方向?yàn)橛删€(xiàn)路流向母線(xiàn)，兩者的相位完全相反。如圖3—11所示為最簡(jiǎn)單的情況，設(shè)母線(xiàn)上僅有兩個(gè)元件，在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，電流流向母線(xiàn)，而電流流出母線(xiàn)，兩者相位相同。因此，可利用這種相位的差別判斷是否發(fā)生母線(xiàn)故障。1234（a）外部故障（b）內(nèi)部故障圖3—11母線(xiàn)外部、內(nèi)部故障時(shí)的電流分布從波形圖上看，正常運(yùn)行或者點(diǎn)故障時(shí)：母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)：其波形如圖3—12所示。(a)內(nèi)部故障（b）外部故障圖3—12母線(xiàn)內(nèi)、外部故障的電流波形（二）電流比相式母線(xiàn)保護(hù)的構(gòu)成小母線(xiàn)中間圖3—切換比相式母線(xiàn)保護(hù)的單相原理方框圖變流器

裝置電流比比相式母線(xiàn)保護(hù)的構(gòu)成原理如圖所中間將各支路的二比相延時(shí)展寬出口次電流變中間半波整入小母線(xiàn)1、2上，切換裝置是用于雙母線(xiàn)系統(tǒng)時(shí)切換保護(hù)切換變流

裝置180理如圖3—14所示。ZLH1132D1D2輸出ZLH2D3D4圖3—14電壓形成及相位比較回路原理圖圖3—14是假設(shè)母線(xiàn)上僅有兩個(gè)元件，圖中為單相接線(xiàn)圖。設(shè)、分別為元件1和元件2的A相電流互感器的二次電流。經(jīng)中間變換器后經(jīng)二極管進(jìn)行半波整流，由D1和D3整流后的電壓分別接至小母線(xiàn)1上，由D2和D4整流后的電壓接于小母線(xiàn)2上，小母線(xiàn)3為公共點(diǎn)。以下分兩種情況說(shuō)明其工作原理。1正常運(yùn)行或母線(xiàn)外部故障時(shí)180度。在為正半周時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，小母線(xiàn)2為負(fù)電位，負(fù)半周時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，小母線(xiàn)1為負(fù)電位。注意到外部故障特征，與相位為180度，當(dāng)為正半周時(shí)，剛好為負(fù)半周，此時(shí)二極管D3導(dǎo)通，小母線(xiàn)1為負(fù)電位，為正半周時(shí)，二極管D4導(dǎo)通，小母線(xiàn)2為負(fù)電位?？梢?jiàn)，當(dāng)正常運(yùn)行或發(fā)生母線(xiàn)外部故障時(shí)，小母線(xiàn)1、2出現(xiàn)連續(xù)的負(fù)電位。三極管T1、T3均截止，T2導(dǎo)通，輸出為0伏。保護(hù)不動(dòng)作。D1導(dǎo)通的波形D2導(dǎo)通的波形D3導(dǎo)通的波形D4導(dǎo)通的波形小母線(xiàn)1的波形小母線(xiàn)2的波形圖3—15母線(xiàn)外部故障時(shí)電流比相母線(xiàn)保護(hù)小母線(xiàn)的波形2母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)0度。當(dāng)為正半周時(shí)，D2D4D1、D3均導(dǎo)通，因此在小母線(xiàn)1、2上產(chǎn)生間斷的負(fù)電位。且在時(shí)間上小母線(xiàn)1、2輪流出現(xiàn)負(fù)電位。如圖3—16所示。D1導(dǎo)通的波形D2導(dǎo)通的波形D3導(dǎo)通的波形D4導(dǎo)通的波形小母線(xiàn)1的波形小母線(xiàn)2的波形圖3—16母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)電流比相母線(xiàn)保護(hù)小母線(xiàn)的波形當(dāng)小母線(xiàn)1有負(fù)電位期間，T3截止，此時(shí)小母線(xiàn)2不出現(xiàn)負(fù)電位，因此，T1保持導(dǎo)通狀態(tài)，T2保持截止?fàn)顟B(tài)。故比相電路輸出為高電位。對(duì)電容器充電。3設(shè)置時(shí)間電路的作用180電流相位差不等于180度時(shí)，在小母線(xiàn)1、2上的負(fù)電位必然出現(xiàn)間斷。從而使保護(hù)誤判為內(nèi)部故障。為此必須設(shè)置一延時(shí)回路，通常取3.3ms，相當(dāng)于工頻角度為60度。此延時(shí)電路由RC12的電位間斷時(shí)間必須大于3.3ms（相當(dāng)于工頻60度）時(shí)，保護(hù)才能動(dòng)作。電流比相式母線(xiàn)保護(hù)具有以下特點(diǎn)：（1）電流比相式母線(xiàn)保護(hù)只與電流相位有關(guān)，而與電流的幅值大小無(wú)關(guān)。（2）不需考慮不平衡電流的影響，提高了母線(xiàn)保護(hù)的靈敏度（3）不要求采用同型號(hào)和同變比的CT，增加了使用的靈活性。（4）對(duì)雙母線(xiàn)系統(tǒng)可在每條母線(xiàn)上裝設(shè)電流比相式母線(xiàn)保護(hù)，從而克服了固定連接方式母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)不適應(yīng)母線(xiàn)運(yùn)行方式變化的缺點(diǎn)。二母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)8—16閘，當(dāng)發(fā)生I母線(xiàn)故障或II母線(xiàn)故障時(shí)，流過(guò)母聯(lián)斷路器的電流方向必有180度的變性能，適應(yīng)運(yùn)行方式的靈活性。圖中，在兩條母線(xiàn)上共有四個(gè)元件。由1LH—4LH的二次構(gòu)成一個(gè)總差回路。該回路中串有差動(dòng)繼電器CJ。由差動(dòng)回路的電流與母聯(lián)電流互感器5LH的二次電流共同作用于相位護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)I母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，差動(dòng)回路有很大的短路電流，起動(dòng)元件動(dòng)作。同時(shí)，差電流與母聯(lián)電流共同作用與相位比較元件，此時(shí)，流過(guò)母聯(lián)斷路器的電流為從II母線(xiàn)流向III母線(xiàn)上的所有元件切除，保證II母線(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行。1LH2LH12選擇I母線(xiàn)III5LH選擇II母線(xiàn)34圖3—17母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)原理圖（1）Ⅰ母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，母聯(lián)中電流方向從Ⅱ母線(xiàn)流向Ⅰ母線(xiàn)（2）Ⅱ母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，母聯(lián)中電流方向從Ⅰ母線(xiàn)流向Ⅱ母線(xiàn)，兩種情況下電流相位變化1800無(wú)固定連接的要求。這是它的優(yōu)點(diǎn)。第四節(jié)微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)近年來(lái)，微機(jī)保護(hù)發(fā)展十分迅速。隨著線(xiàn)路保護(hù)和發(fā)電機(jī)、變壓器微機(jī)保護(hù)的發(fā)展，性能明顯得到改善，提高了母線(xiàn)保護(hù)的可靠性和適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的靈活性。常規(guī)母線(xiàn)保護(hù)遇到的主要問(wèn)題有：1對(duì)完全差動(dòng)或不完全差動(dòng)母線(xiàn)保護(hù)，要求各支路電流互感器的變比相同。2發(fā)生母線(xiàn)外部故障時(shí)由于各電源支路都向故障支路提供短路電流，使故障支路的電流互感器嚴(yán)重飽和，從而產(chǎn)生很大的不平衡電流，引起母線(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)。3對(duì)雙母線(xiàn)固定連接方式的母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)固定連接方式破壞時(shí)，母線(xiàn)內(nèi)部故障，保護(hù)將失去選擇性，限制了系統(tǒng)的運(yùn)行方式。4采用母聯(lián)相位差動(dòng)式母線(xiàn)保護(hù)，當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開(kāi)時(shí)選擇元件無(wú)法工作。另外，在件后故障并不能消除。5特殊情況下母線(xiàn)內(nèi)部故障，但有流出母線(xiàn)的電流，這種情況對(duì)差動(dòng)原理的保護(hù)會(huì)降低其靈敏度，對(duì)電流比相式母線(xiàn)保護(hù)則會(huì)發(fā)生誤判。而采用微機(jī)式母線(xiàn)保護(hù)后可通過(guò)軟件調(diào)整使二次電流達(dá)到平衡。針對(duì)電流互感器的飽和的可靠性。采用隔離刀閘位置與電流求和方法自動(dòng)識(shí)別母線(xiàn)的運(yùn)行方式。一比率制動(dòng)式微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)（一）微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)工作原理、微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)采用比率制動(dòng)特性，由分相式比率差動(dòng)元件構(gòu)成。為適應(yīng)各種母線(xiàn)結(jié)構(gòu)形式，分別設(shè)置了大差動(dòng)和各母線(xiàn)的小差動(dòng)判據(jù)。要求電流互感器的同名端在母線(xiàn)側(cè)，母聯(lián)電流互感器的同名端在I斷路器和分段斷路器電流所構(gòu)成的差動(dòng)回路。微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)具有以下主要特點(diǎn)：1構(gòu)成微機(jī)差動(dòng)保護(hù)時(shí)，不要求各支路電流互感器變比相同。通過(guò)軟件的調(diào)整可實(shí)現(xiàn)二次電流的平衡。2具有抗CT飽和的措施，保證在外部故障CT飽和情況下，母線(xiàn)保護(hù)不發(fā)生誤動(dòng)。3根據(jù)隔離刀閘位置和電流自動(dòng)識(shí)別母線(xiàn)運(yùn)行方式。4采用瞬時(shí)值差動(dòng)算法，保護(hù)動(dòng)作速度快。5采用電壓閉鎖元件，提高了保護(hù)的可靠性。（二）比率制動(dòng)判據(jù)差動(dòng)電流為連接于母線(xiàn)上各元件的電流向量和：制動(dòng)電流為連接于母線(xiàn)上各元件電流幅值和：保護(hù)的動(dòng)作條件為：（8—16）動(dòng)作區(qū)（8—17）圖3—18比率制動(dòng)特性式中：為差動(dòng)電流；為差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流為制動(dòng)電流；為制動(dòng)系數(shù)；圖8—是比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性及動(dòng)作區(qū)。二復(fù)式比率制動(dòng)式母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)復(fù)式比率制動(dòng)式母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)是在普通比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)基礎(chǔ)上，在制動(dòng)量中引入差動(dòng)電流，從而使其在母線(xiàn)外部故障時(shí)具有極強(qiáng)的制動(dòng)作用，保證了外部故障可靠不誤動(dòng)，而在母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)無(wú)制動(dòng)，提高了內(nèi)部故障的靈敏度。保護(hù)的動(dòng)作條件為：動(dòng)作區(qū)圖3—19微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)的復(fù)式比率制動(dòng)特性動(dòng)作區(qū)式中：為母線(xiàn)上各元件電流的向量和，為母線(xiàn)上各元件電流的絕對(duì)值和。為復(fù)式比率制動(dòng)母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)特性的斜率。三工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)響，可采用工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)。也稱(chēng)為故障分量比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)電流為：制動(dòng)電流為：對(duì)于一般比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件為：其中：式中：—為浮動(dòng)門(mén)檻—為固定門(mén)檻—為工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)四比率制動(dòng)系數(shù)的選取對(duì)保護(hù)性能的影響比率制動(dòng)系數(shù)的選取應(yīng)綜合考慮母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)有流出母線(xiàn)的電流時(shí)母線(xiàn)保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏度，母線(xiàn)外部故障時(shí)由于電流互感器飽和產(chǎn)生誤差時(shí)母線(xiàn)保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作兩個(gè)因素。對(duì)普通比率制動(dòng)特性的分析如下：I，流出母線(xiàn)的電流為。則此時(shí)有：流出母線(xiàn)保護(hù)的動(dòng)作條件為：流入母線(xiàn)即：圖3—20母線(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)有流出電流的情況器產(chǎn)生的誤差為。則有如下關(guān)系：差動(dòng)電流為：制動(dòng)電流為：區(qū)外故障保護(hù)不誤動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足：（8—25）圖3—21母線(xiàn)外部故障時(shí)電流互感器飽和的情況當(dāng)制動(dòng)系數(shù)有0.3變化到0.8時(shí)，可得到以下關(guān)系：制動(dòng)系數(shù)內(nèi)部故障允許流出母線(xiàn)電流比例外部故障允許CT最大誤差0.353.8%46.2%0.442.8%57.2%0.533.3%66.7%0.625%75%0.717.6%82.4%0.811.1%88.9%對(duì)復(fù)式比率制動(dòng)式母線(xiàn)保護(hù)的分析：根據(jù)其動(dòng)作條件，內(nèi)部故障有流出母線(xiàn)的電流時(shí)，保護(hù)動(dòng)作的條件為：即：外部故障時(shí)故障支路CT飽和產(chǎn)生誤差為，則差動(dòng)電流與制動(dòng)電流分別為：保護(hù)不誤動(dòng)的條件為：當(dāng)制動(dòng)系數(shù)從1到4變化時(shí)，可得到以下關(guān)系：制動(dòng)系數(shù)內(nèi)部故障允許流出母線(xiàn)電流比例外部故障允許CT最大誤差133.3%66.75220%80%314.3%85.7%411.1%88.9%五母線(xiàn)保護(hù)的電壓閉鎖元件為提高母線(xiàn)保護(hù)的可靠性，設(shè)有電壓閉鎖元件。包括低電壓閉鎖元件，反映母線(xiàn)對(duì)稱(chēng)短路，負(fù)序電壓元件，反映母線(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)短路，零序電壓元件，反映母線(xiàn)接地故障。電壓閉鎖元件的整定：1相間低電壓閉鎖元件按躲過(guò)母線(xiàn)正常運(yùn)行的最低電壓。2負(fù)序電壓元件按躲過(guò)正常運(yùn)行的最大不平衡電壓整定。3零序電壓元件按躲過(guò)正常運(yùn)行的不平衡電壓整定。六檢測(cè)電流互感器飽和的方法誤動(dòng)。為防止這種情況下的誤動(dòng)，在微機(jī)保護(hù)中采取了一些檢測(cè)電流互感器保和的方法。部故障發(fā)生到電流互感器飽和需要一段時(shí)間。在電流互感器飽和之前存在一個(gè)線(xiàn)性傳變區(qū)。二次電流波形如圖3—22所示。圖3—22電流互感器飽和后的電流波形根據(jù)以上分析提出的識(shí)別電流互感器飽和的方法如下。（1短路電流二次值）的不同可識(shí)別出電流互感器的飽和。（2）自適應(yīng)阻抗加權(quán)法。利用工頻變化量電壓元件作為母線(xiàn)保護(hù)的起動(dòng)元件，當(dāng)其動(dòng)作時(shí)（3）諧波制動(dòng)法。該方法利用了差電流中含有諧波分量的特征識(shí)別電流互感器的飽和。由仿真實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)電流互感器暫態(tài)飽和時(shí)在二次電流中將產(chǎn)生以二次諧波為主的諧波分量。當(dāng)電流互感器穩(wěn)態(tài)飽和時(shí)在二次電流中將產(chǎn)生以三次諧波為主的諧波分量。第五節(jié)斷路器失靈保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)某個(gè)元件發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置正確發(fā)出跳后備保護(hù)。實(shí)現(xiàn)斷路器失靈保護(hù)的方法是當(dāng)某個(gè)元件發(fā)生故障，保護(hù)正確發(fā)出跳閘命令后，如該元DL400—91《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，在220KV—500KV的電力系統(tǒng)中及110KV的特別重要的變電站，可按下列規(guī)定裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。1線(xiàn)路保護(hù)采用近后備方式且斷路器確有可能發(fā)生拒動(dòng)時(shí)，對(duì)220KV—500KV分相操2線(xiàn)路保護(hù)采用遠(yuǎn)后備方式，且斷路器確有可能拒動(dòng)時(shí)，如果由其他線(xiàn)路或變壓器的后線(xiàn)的情況。3如果斷路器和電流互感器之間的距離較長(zhǎng)，在其間發(fā)生故障不能由該回路的主保護(hù)切除故障，而由其他線(xiàn)路或變壓器后備保護(hù)切除故障又將擴(kuò)大停電范圍并引起嚴(yán)重后果時(shí)。圖3—23說(shuō)明斷路器失靈保護(hù)的系統(tǒng)圖如圖3—23d5DLB的斷路