大型發(fā)電機變壓器組保護配置與整定計算匯總

華北科技學院畢業(yè)設(shè)計.緒論繼電保護技術(shù)的發(fā)展史繼電保護的發(fā)展是隨著電力系統(tǒng)和自動化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。幾十年來，置應用水平獲得很大提高。在20世紀50年代以前，查不獨都是用電磁型的機械元件構(gòu)成。隨著半導體器件的發(fā)展，陸續(xù)推廣了利用整流二極管構(gòu)成的整流型元件和由半導體分隨著我國電力系統(tǒng)想高電壓、大機組、現(xiàn)代化大電網(wǎng)發(fā)展，繼電保護技術(shù)及其裝立元件組成的裝置。70年代以后，利用集成電路構(gòu)成的裝置在電力系統(tǒng)繼電保護中得到廣泛運用。到80年代，微型機在安全自動裝置和繼電保護裝置中逐漸應用。隨著新技術(shù)、新工藝的采用，繼電保護硬件設(shè)備的可靠性、運行維護方便性也不斷得到提高。繼電保護技術(shù)將達到更高的水平。電力系統(tǒng)繼電保護的作用.2.1電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài)及引起的后果在電力系統(tǒng)中，由于雷擊或鳥獸跨接電氣設(shè)備、設(shè)備制造上的缺陷、設(shè)計和安裝的錯誤、檢修質(zhì)量不高或運行維護不當?shù)仍?，往往發(fā)生各種事故。最常見的同時也是最危險的故障是各種形式的短路。其中以單相接地短路最為常見，而三相短路是比較少見的。此外，輸電線路有時可能發(fā)生斷線故障或幾種故障同時發(fā)生的復合故障。發(fā)生故障可能引起的后果是：(1)故障點通過很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設(shè)備燒壞。(2)系統(tǒng)中設(shè)備，在通過短路電流時所產(chǎn)生的熱和電動力使設(shè)備縮短使用壽命。(3)因電壓降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質(zhì)量。(4)破壞系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。最常見的不正常工作狀態(tài)是過負荷。所謂過負荷就是電氣設(shè)備的負荷電流超過了額定電流。此外，發(fā)電機有功功率不足所引起的頻率降低，水輪發(fā)電機突然甩負荷所引起的過電壓，系統(tǒng)發(fā)生振蕩等都屬于不正常運行狀態(tài)。由于過負荷，加速了設(shè)備絕緣材料的老化和損壞，甚至引起事故擴大造成嚴重故障?？傊徽９ぷ鳡顟B(tài)往往影響電能的質(zhì)量、設(shè)備的壽命、用戶生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量等。1.2.2繼電保護裝置及任務(1)為防止電力系統(tǒng)中發(fā)生事故一般采取如下對策：第1頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算①改進設(shè)計制造，加強維護檢修，提高運行水平和工作質(zhì)量。采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性。②一旦發(fā)生故障，迅速而有選擇地切除故障元件，保證無故障部分正常運行。③繼電保護裝置，就是指反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種制動裝置。（2）基本任務是：①發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運行。②對不正常運行狀態(tài)，為保證選擇性，一般要求保護經(jīng)過一定的延時，并根據(jù)運行維護條件（如有無經(jīng)常值班人員），而動作于發(fā)出信號（減負荷跳閘），且能與自動重合閘相配合。第2頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計2.大型發(fā)電機-變壓器組繼電保護主要功能繼電保護的基本原理和保護裝置的組成繼電保護的基本原理繼電保護的原理是利用被保護線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當突變量達到一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應的跳閘脈沖或信號。(1)利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別發(fā)生短路后，利用電流、電壓、線路測量阻抗等的變化，可以構(gòu)成如下保護：a.過電流保護；b.低電壓保護；c.距離保護(或低阻抗保護)(2)利用內(nèi)部故障和外部故障時被保護元件兩側(cè)電流相位(或功率方向)的差別。(3)對稱量是否出現(xiàn)電氣元件在正常運行(或發(fā)生對稱短路)時,負序分量和零序分量為零；在發(fā)生不對稱短路時，一般負序和零序都較大。因此，根據(jù)這些分量的是否存在可以構(gòu)成零序保護和負序保護。此種保護裝置都具有良好的選擇性和靈敏性。(4)反應非電氣量的保護反應變壓器油箱內(nèi)部故障時所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成瓦斯保護；反應于電動機繞組的溫度升高而構(gòu)成過負荷保護等。繼電保護裝置的組成繼電保護的種類雖然很多，但是在一般情況下，都是由三個部分組成的，即測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1繼電保護原理結(jié)構(gòu)圖測量部分測量部分是測量被保護元件工作狀態(tài)(正常工作、非正常工作或故障狀態(tài))的一個或幾個物理量，并和以給的整定值進行比較，從而判斷保護是否應該起動。邏輯部分邏輯部分的作用是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯程序工作，最后傳到執(zhí)行部分。第3頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算(3)執(zhí)行部分執(zhí)行部分的作用是根據(jù)邏輯部分送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如發(fā)出信號，跳閘或不動作等。繼電保護要求選擇性選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。在要求繼電保護動作有選擇性的同時，還必須考慮繼電保護或斷路器有拒絕動作的可能性。在復雜的高壓電網(wǎng)中，當實現(xiàn)遠后備保護有困難時，在每一元件上應裝設(shè)單獨的主保護和后備保護。速動性短路時快速切除故障，可以縮小故障范圍，減輕短路引起的破壞程度，減小對用戶工作的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在發(fā)生故障時，應力求保護裝置能迅速動作切除故障。由于速動性與選擇性在一般情況下是矛盾的，為兼顧兩者，一般允許保護帶有一定的延時切除故障。故障切除的總時間等于保護裝置和斷路器動作時間之和。對于不同的電壓等級和不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，故障切除的最小時間有不同的要求。一般對400?500KV以上的網(wǎng)絡，約為0.02?0.04s,對220?230KV的網(wǎng)絡為0.04?0.1s；對U0KV的網(wǎng)絡為0.1?0.7s。對配電網(wǎng)絡，切除短路的最小時間取決于不允許電壓長時間降低的用戶，一般為0.5?1.0s。有些故障不僅要滿足選擇性的要求，同時要求快速切除故障，例如：(1)為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，必須快速切除高壓輸電線路上的故障。(2)發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于允許值(一般0.6倍額定電壓)的故障。(3)大容量的發(fā)電機，變壓器及電動機內(nèi)部發(fā)生故障。(4)1?10KV線路導線截面過小，不允許延時切除的故障。靈敏性是指對保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。滿足要求的保護裝置是在規(guī)定的保護范圍內(nèi)故障時，無論短路點的位置以及短路的類型如何，都能敏銳感覺，正確反應。保護裝置的靈敏性，通常用靈敏度系數(shù)來衡量，靈敏度系數(shù)越大，則保護的第4頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計靈敏度就越高，反之就越低。可靠性是指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了屬于它應該動作的故障時，它不應該拒絕動作，而在其他不屬于它應該動作的情況下，則不應該誤動作。保證繼電保護裝置能有足夠的可靠性，應注意以下幾點：（1）選用質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠的繼電器和元件。（2）設(shè)計接線時，力求簡單，使用繼電器和繼電器觸點最少。（3）正確選定繼電保護的整定值。（4）對保護裝置要提高安裝和調(diào)整實驗的質(zhì)量，加強經(jīng)常的維護管理。以上四個基本要求是分析研究繼電保護的基礎(chǔ)，也是貫穿論文的一個基本線索。根據(jù)被保護元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來確定具體的保護方式，以滿足其相應的要求。第5頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算3.大型發(fā)變器組保護的應用分析與整定計算大型發(fā)變組結(jié)構(gòu)復雜，有可能發(fā)生多種類型的故障和異常運行工況，因此需要設(shè)置幾十種保護，并要求這些保護既有明確職責范圍又能相互配合。目前國內(nèi)已經(jīng)形成各種不同的保護功能的配置方案，這些都大同小異，但又各具特點。遵循以下原則：1.各項保護功能配置完善；2.選用的保護原理性能優(yōu)良，有成熟的運行經(jīng)驗，滿足各項技術(shù)要求；3.實現(xiàn)雙重化配置；4.組屏合理，雙重化的兩套保護系統(tǒng)應分屏設(shè)置，非電量保護和電氣量保護也應分屏設(shè)置，以確保在發(fā)變組不停運狀況下可以對其中任何一套保護系統(tǒng)進行檢修、調(diào)整、調(diào)試，同時要求二次回路設(shè)計正確簡明，接線安全可靠；5.保護系統(tǒng)應盡可能結(jié)構(gòu)簡單，具備友好的人機界面，合理的通信組網(wǎng)功能。各項保護功能投退和整定操作清晰簡便，支持現(xiàn)場調(diào)試和調(diào)整功能，易于使用和維護；6.保護出口設(shè)計合理，配置靈活，以滿足緊急狀態(tài)下不同的動作要求和允許根據(jù)實際運行條件方便地進行調(diào)整。發(fā)變組保護功能可按設(shè)備故障性質(zhì)分故障保護和異常運行保護兩大類；按輸入量性質(zhì)分為電氣量保護和非電氣量保護兩大類；按保護對象分為電氣設(shè)備故障和動力機械設(shè)備故障兩大類。故障保護用以反映保護區(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。這些故障會對發(fā)變組造成直接破壞，這類保護構(gòu)成發(fā)變組的保護主體，通常稱為主保護。另外，還需要考慮發(fā)變組主保護失效，以及輔機和外部相連系統(tǒng)的故障對發(fā)變組的破壞問題，也需要配置保護，通常稱為后備保護因此故障保護可分為主保護和后備保護。異常保護用以反映各種可能對發(fā)變組造成危害的異常運行工況，包括可能不利于動力機械設(shè)備的異常工況，不過這些工況可能不會很快或不會直接造成對機組的破壞，為異常工況配置的保護通常也歸于后備保護的范疇。反映短路故障的保護發(fā)電機的差動保護(1)發(fā)電機縱差保護的接線方式由于發(fā)電機結(jié)構(gòu)的特殊性，發(fā)電機縱差保護根據(jù)獲取電流的方式不同，又分為完全縱差保護和不完全縱差保護兩種。①發(fā)電機完全縱差保護發(fā)電機完全縱差保護是利用比較發(fā)電機每相定子繞組首末兩端全相電流的大小和第6頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計相位的原理構(gòu)成的。根據(jù)縱差保護的基本原理，發(fā)電機完全縱差保護能夠靈敏的反映發(fā)電機定子繞組及引出線的相間短路故障，但對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)電機不完全縱差保護發(fā)電機不完全縱差保護是一種能同時反應發(fā)電機相間短路、匝間短路和分支繞組開焊故障的新型發(fā)電機縱差保護。它是通過比較發(fā)電機機端每相定子的全相電流和中性點側(cè)每相定子的部分相電流大小和相位二構(gòu)成。不完全縱差保護之所以能夠反應發(fā)電機內(nèi)部各種短路和開焊故障不同相間和不同匝章間存在或大或小的互感聯(lián)系，當未裝設(shè)互感器的非故障定子分支繞組中感受到故障的發(fā)生，使不完全縱差保護動作。由此可見發(fā)電機完全縱差保護和不完全縱差保護均是比較發(fā)電機兩側(cè)同相電流的大小和相位而構(gòu)成；不同的是完全縱差保護是比較每相定子首末兩端的全相電流，而不完全縱差動保護是比較機端每相定子全相電流和中性點側(cè)每相定子的部分相電流而構(gòu)成。所以，兩者的基本原理相同，只是在保護的整定計算時有所不同。⑵發(fā)電機縱差保護的原理隨著發(fā)電機組的容量增大，對繼電保護的不斷提高，出現(xiàn)了各種不同原理的發(fā)電機縱差保護。一下對常用的兩種原理進行介紹。①比率制動式發(fā)電機縱差保護原理：圖3-1發(fā)電機縱差保護原理接線示意圖其電流參考方向如圖3-1所示，中性點側(cè)電流的方向一指向發(fā)電機為正方向，機端側(cè)電流一流出發(fā)電機為正方向。為確保比率制動式發(fā)電機縱差保護正確動作，動作電流和制動電流分別為動作電流第7頁共59頁

(3.1)大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算(3.1)TH2制動電流Ires制動電流Ires(3.2)式中 Iop一動作電流I—制動電流（一機端側(cè)定子相電流12一中性點側(cè)定子全相電流或分支繞組電流K——平衡系數(shù)，K=L,K>1，當K=1時為完全縱差保護接bIb b2線方式；Kb>1時為不完全縱差保護接線方式② 縱差保護的動作判據(jù)及動作特性：縱差保護的動作判據(jù)為② 縱差保護的動作判據(jù)及動作特性：縱差保護的動作判據(jù)為op op.minopop.minres（res res.min）式中Iop一差動電流10mm—最小動作電流整定值，流）；Les<" (3.3)Ires>Ires.min ⑶一般取(0.3?0.5)1n(In為發(fā)電機額定電Ires—制動電流；1smin一最小制動電流整定值，一般取（0.8?1.0）In；K—比率制動式電流整定值，一般取0.3?0.5當上式中的兩個方程都滿足時，差動元件動作。下圖3-2為比率制動式發(fā)電機縱差保護的動作特性第8頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計圖3-2比率制動式發(fā)電機縱差保護的動作特性③標積制動式發(fā)電機縱差保護原理標積制動式發(fā)機電縱差保護是利用基波電流相量的標量構(gòu)成的比率制動特性的差動保護，是相量幅值比率制動的另一種形式。電流參考方向仍然如圖3-1所示，中性點側(cè)電流的正方向指向發(fā)電機。標積制動式縱差保護的動作電流、制動電流及其動作判據(jù)為動作電流TOC\o"1-5"\h\zI=匕-12 (3.5)制動電流Is=SI||I?cos0 (3.6)動作判據(jù)I]I2>S|I』I2卜cos0 (3.7)式中 0—I]和12之間的相位差；S一標積制動系數(shù)，通常取1.0a.當發(fā)電機正常運行或保護區(qū)外短路時，I1=12,0=0，制動量最大，動作量最小，保護可靠不動b.當保護區(qū)內(nèi)短路時，11=-12,0=180。，制動量為負值，呈現(xiàn)動作作用，動作量最大，保護動作，且靈敏。采用標積制動式縱差保護可以大大提高反應發(fā)電機內(nèi)部故障的靈敏度。標積制動式縱差保護和比率制動式縱差保護一樣，也可以作為發(fā)變組的縱差保護，不過應增設(shè)防止涌流誤動的二次諧波制動措施。第9頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算（3）發(fā)電機縱差保護邏輯框圖3-3當發(fā)電機縱差保護的二相或三相差動元件同時動作時，縱差保護才出口跳閘；為防止一點在區(qū)內(nèi)另一點在區(qū)外的兩點接地故障發(fā)生，當有一相縱差元件動作且同時有負序電壓時，縱差保護出口跳閘。若只有一相縱差元件動作而無負序電壓時，判為TA斷線；若負序電壓長時間存在而無差電流時，判為TV斷線。3.1.2變壓器的縱聯(lián)差動保護（1）變壓器縱聯(lián)差動保護的基本原理變壓器的縱聯(lián)差動保護（簡稱縱差保護）不但可以正確區(qū)分內(nèi)、外的短路，而且能瞬時切除保護區(qū)域內(nèi)的故障。因此，變壓器縱差保護是變壓器的主保護之一。變壓器縱差保護基本原理與發(fā)電機縱差保護原理相似，按比較被保護變壓器各側(cè)電流的大小和相位的原理構(gòu)成。為了實現(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性端節(jié)母線側(cè)，將TA二次側(cè)的同極性端子相連接。如下圖所示雙繞組變壓器縱差保護單相原理接線圖。顯然，變壓器縱差保護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3-4所示雙繞組變壓器為例，分析變壓器縱差保護原理。第10頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計圖3-4雙繞組變壓器保護裝置圖①正常運行和外部發(fā)生故障時I=I—I”=—(I'-1")=I (3.8)r2 2K1 1unbTA保護不動作②變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時I=I'+1"=——(I'+1")=-k- (3.9)r22K11kTA TA保護動作將故障切除⑵變壓器縱差保護與發(fā)電機縱差保護的不同之處：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。這將使外部短路時不平衡電流增大，所以變壓器縱差保護的最大制動系數(shù)比發(fā)電機的大，靈敏度相對較低。②變壓器高壓繞組有調(diào)壓分接頭，有的還要求帶負荷調(diào)節(jié)，使變壓器縱差保護已調(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的最小動作電流和制動系數(shù)都相應增大。③于定子繞組的匝間短路，發(fā)電機縱差保護完全沒有作用，變壓器各側(cè)繞組的匝間短路通過變壓器鐵心磁路的耦合改變了各側(cè)電流的大小和相位，使變壓器縱差保護對匝間短路保護作用。④無論變壓器繞組還是發(fā)電機定子繞組的開焊故障，它們的完全縱差保護均不能動作，但變壓器還可以依靠瓦斯保護或壓力保護。第11頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算⑤變壓器縱差保護范圍除包括各側(cè)繞組外，還包括變壓器的鐵心，即變壓器綜合差保護區(qū)域內(nèi)不僅有電路還有磁路。這就違反了縱差保護原理基礎(chǔ)。對于TA還包括電路的縱差保護對象（如發(fā)電機、電動機、母線、電抗器等）。3.1.3發(fā)電機匝間短路保護由于大容量發(fā)電機的額定電流很大，其每相定子繞組都有兩個并聯(lián)的分支繞組構(gòu)成。每個分支的匝間或分支之間的短路，就稱為發(fā)電機定子繞組的匝間短路故障。當定子繞組匝間短路時，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。因此在發(fā)電機上應裝設(shè)定子匝間短路的匝間保護。根據(jù)發(fā)電機匝間短路時的特點，可以提出各種不同原理的匝間短路保護方案。單元件式橫聯(lián)差動保護：發(fā)電機正常運行情況下，每相定子繞組的兩個分支上電勢相等，各供出一半負荷電流；當任一相繞組中發(fā)生匝間短路時，兩個繞組中的電勢不相等，因而在兩個分支繞組中產(chǎn)生環(huán)流。根據(jù)這特點，構(gòu)成了發(fā)電機的匝間短路保護一單元件式橫聯(lián)差動保護。（1）單元件式橫聯(lián)差動保護采用一只電流互感器，裝于兩分支繞組中性點的連線上，利用分支繞組中性點之間連線上流過的零序電流來實現(xiàn)保護。且該保護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，所以保護接線簡單，靈敏度高。通常又稱該保護為高靈敏的單元件式橫聯(lián)差動保護該保護實質(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行比較，利用發(fā)生各種匝間短路時中性點連線上的環(huán)流而實現(xiàn)的。因此該保護只適合于：①定子繞組中性點側(cè)引出6個或4個端子的發(fā)電機②中性點側(cè)引出端子較多的水輪發(fā)電機2）保護原理分析正常運行或外部故障時保護裝置裝設(shè)了三次諧波濾過器1，以消除三次諧波電流的影響，提高靈敏度。所以，正常運行或外部故障時，三次諧波濾過器1濾除了三次諧波產(chǎn)生的不平衡電流Inb,通過帶有延遲的保護裝置2的電流小于其整定值，即10I,“，保護不動作。當定子繞組的同分支匝間短路時第12頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計當同分支匝間短路時，由于故障支路和非故障支路電動勢不等，有環(huán)流10產(chǎn)生，中性點連線上的電流互感器有故障電流Ik流過當Ik電流大于保護的動作電流整定值時，保護動作于跳閘。③定子繞組同相不同分支之間發(fā)生短路時當同相的兩個分支繞組間發(fā)生匝間短路，且“1Wa2時，由于兩個支路的電動勢差，分別產(chǎn)生兩個環(huán)流I'和I"。此時中性點連線上流過的電流I=I"，當I電流大于保護的00 k0 k動作電流整定值時，橫聯(lián)差動保護動作與跳閘。④保護存在死區(qū)有上述分析可知，單元件式橫聯(lián)差動保護又一定的死去。當定子繞組同分支短路且短路匝數(shù)a很小時或者同相不同分支間的短路匝數(shù)相同及差別較小時，保護不能動作。3.1.4轉(zhuǎn)子兩點接地保護當發(fā)電機發(fā)生勵磁繞組兩點接地時，故障時流過的短路電流數(shù)值很大，會燒壞轉(zhuǎn)子；當部分轉(zhuǎn)子被短接，勵磁繞組電流增加，轉(zhuǎn)子有可能因過熱而損壞；部分繞組被短接時氣隙磁通失去平衡，會引起機組劇烈振動，可能因此造成災難性破壞；轉(zhuǎn)子兩點接地短路時還會使軸系和汽機磁化。因此對于發(fā)電機很有必要裝設(shè)轉(zhuǎn)子兩點接地保護。3.1.5發(fā)電機復合電壓起動的過電流保護發(fā)電機差動保護范圍外發(fā)生故障，而故障設(shè)備的保護或斷路器拒絕動作時，將引起發(fā)電機過電流。為此發(fā)電機裝設(shè)了反映外部故障的過電流保護。同時，該保護也作為發(fā)電機的后備保護。(1)發(fā)電機復合電壓起動的過電流保護復合電壓起動的過電流保護由過電流元件、復合電壓元件和TV斷線閉鎖元件組成，對于自并勵的發(fā)電機組還需要增加記憶元件，作為后備保護。復合電壓起動的過電流保護需加延時動作，在動作時限上與相鄰后備保護相配合。復合電壓起動元件由一個過濾式負序電壓繼電器FYG和一個低電壓繼電器組成。低電壓繼電器經(jīng)負序電壓繼電器的常閉觸點接于相間電壓上，以保證保護裝置在對稱三相短路時可靠地動作，并能夠提高低電壓繼電器對三相短路的靈敏度。因為在發(fā)生三相短路開始瞬時將會短時出現(xiàn)負序電壓，使負序電壓繼電器動作，待負序消失后，負序電壓繼電器返回，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)電機第13頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算母線的殘壓必須大于繼電器的返回電壓。由于三相短路時三相電壓均降低，故低電壓繼電器仍然處于動作狀態(tài)，此時保護的工作情況即相當于低電壓起動的過電流保護。①復合電壓起動的過電流保護整定原則a.電流元件的動作電流按躲過發(fā)電機額定IZ=KkIf (3.11)f式中Kk——可靠系數(shù)，取1.2Kf——返回系數(shù)，取0.85b.負序電壓繼電器的動作電壓，按躲過真反常運行時出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定。根據(jù)運行經(jīng)驗通常取UDz2=0.06Uf (3.12)c.低電壓元件的動作電壓按躲過電動機自起動的電壓確定，此外還應躲過發(fā)電機失磁運行時的最低運行電壓。一般?。篣Z=(0.6)Uf (3.13)(2)復合電壓起動的過電流保護特點由于負序電壓繼電器的整定值小，在后備保護范圍內(nèi)發(fā)生不對稱短路故障時，電壓元件有較高的靈敏度；在y/a接線的變壓器發(fā)生不對稱短路時，電壓元件的靈敏度與變壓器的接線方式無關(guān)；③三相短路時，由于瞬時出現(xiàn)負序電壓，負序電壓繼電器動作后低電壓繼電器由于失壓一定能動作。待負序電壓消失后負序電壓繼電器返回，低電壓繼電器又接于相間電壓上，這時只要不返回就可以切除故障。(3)復合過電流保護邏輯框圖3-5第14頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計圖3-5復合過電流保護邏輯框圖3.1.6阻抗保護對于升壓變壓器或系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器，當采用復合電壓起動的過電流保護和負序電流及單項式低電壓起動的過電流保護時不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。阻抗保護的原理變壓器阻抗保護通常作為330KV及以上大型變壓器相間短路的后備保護，由起動元件、相間阻抗測量元件、時間元件、TV斷線檢測元件等組成。當阻抗保護的起動元件和阻抗元件均動作、阻抗保護的壓板投入、TV斷線檢測元件不動作，且經(jīng)過預定的延時后，保護動作與跳閘。a.起動元件起動元件由由相電流差突變量起動元件和負序電流起動元件兩部分組成，相電流差突變量起動反應對稱短路故障，負序電流起動元件反應不對稱短路故障。起動元件動作判據(jù)為：Ai產(chǎn)｛或12>I2 （3.14）式中：A5為相電流突變量；12為負序電流；Q、\2分別為相電流突變量起動元件和負序電流起動元件的動作整定值，通常均取電流互感器二次額定電流的0.2倍。b.阻抗元件阻抗元件時變壓器阻抗保護的測量元件，用于測量相間短路阻抗值，構(gòu)成變壓器相第15頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算間短路的后備保護。阻抗元件采用0八0接線方式，其動作特性可根據(jù)需要整定為全阻抗圓特性或偏移阻抗圓特性，動作的正方向可以指向變壓器，也可以指向母線，由保護的控制字控制。c.TV斷線檢測元件TV斷線檢測元件的作用是防止TV斷線時，變壓器阻抗保護誤動作。當該元件檢測到TV二次回路斷線時，將阻抗保護閉鎖，并發(fā)出告警信號3.2反映接地故障的保護定子接地保護根據(jù)安全要求，發(fā)電機的外殼都是接地的。因此，發(fā)電機定子繞組與鐵心間的絕緣在某一點上遭到破壞，就有可能發(fā)生單相接地故障。當接地電流較大在故障點引起電弧時，將破壞定子繞組的絕緣及燒壞鐵心，嚴重時燒傷發(fā)電機。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)電機額定電壓有關(guān)。發(fā)電機額定電壓越高，其安全電流越小，反之亦然。發(fā)電機中性點一般不接地或經(jīng)消弧線圈接地，當發(fā)電機內(nèi)部單相接地時，流經(jīng)接地點的電流為發(fā)電機與發(fā)電機有直接電聯(lián)系的個元件的對地電容之和。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，當發(fā)電機的接地電容電流等于或大于其安全電流時，應裝設(shè)動作于跳閘的接地保護；當接地電流小于安全電流時，一般裝設(shè)作用于信號的接地保護。基波零序電壓和三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護保護的原理分析基波零序電壓和三次諧波構(gòu)成的100%定子接地保護由兩部分組成:一部分是極薄電壓保護，另一部分是三次諧波電壓保護，即基波零序電壓保護來反應發(fā)電機85%?95%的定子繞組單相接地，由三次諧波電壓保護來反應發(fā)電機中性點附近定子繞組的單相接地。為提高可靠性，兩部分的保護區(qū)應重疊。無論發(fā)電機中性點有無消弧線圈，正常運行時機端三次諧波電壓US3比中性點側(cè)的三次諧波電壓UN3；而在距中性點50%范圍內(nèi)接地時，US3>UN3?；阈螂妷汉腿沃C波構(gòu)成的100%定子接地保護的動作判據(jù)為:(3.15)3U0>U0.set(3.15)US3/UN3>葭，第16頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計式中：3U0為發(fā)電機機端零序電壓；U…為基波零序電壓整定值；US3和UN3分別為機端TV和中性點TV開口三角形開口繞組輸出的三次諧波分量；K3出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)各有獨立的出口回路，以滿需不同配置的要求。利用三次諧波構(gòu)成的接地保護，由于反應中性點側(cè)附近定子繞組的單相接地故障，在該保護范圍內(nèi)定子繞組單相接地時，零序電壓較小，該保護動作與信號；由于反應機端零序電壓的接地保護范圍內(nèi)發(fā)生接地故障時，零序電壓較大，該保護可動作與跳閘或信號。3.2.2轉(zhuǎn)子一點接地保護發(fā)電機正常運行時，轉(zhuǎn)子回路對地之間有一定的絕緣電容和分布電阻。當轉(zhuǎn)子回路發(fā)生一點接地故障時，由于沒有形成電流回路，對發(fā)電機運行沒有直接影響；一旦發(fā)電機發(fā)生轉(zhuǎn)子兩點接地后，勵磁繞組將形成短路，使轉(zhuǎn)子磁場畸變，引起機體強烈震動，嚴重損壞發(fā)電機。因此，有關(guān)規(guī)程要求發(fā)電機必須裝有轉(zhuǎn)子回路一點接地保護，動作于信號；裝設(shè)轉(zhuǎn)子回路兩點接地保護，動作于跳閘。轉(zhuǎn)子回路一點接地保護原理分析（1）保護原理：切換采樣式轉(zhuǎn)子一點接地保護采用開關(guān)切換采樣原理，通過求解兩個不同的接地回路方程，實時計算轉(zhuǎn)子接地電阻和接地位置。當設(shè)S1閉合，S2斷開時，在R1上測得電壓U1；當S2閉合，S1斷開時，在R1上測得電壓U。，則：21U R2 、a=—+1— R=a——一R--R （3.16）33-AU f 3AUi3正常運行時：4個電阻R對稱，U=U，AU=0，R=8；轉(zhuǎn)子一點接地時，U中U,1 2 f 1 2當接地電阻小于Rf或等于接地電阻整定值Rf（Rf<Rft）時，經(jīng)延時發(fā)信號。（2）保護的整定計算：保護的接地電阻整定值取決于正常運行時轉(zhuǎn)子回路的絕緣水平。當接地電阻的高整定值整定為10kQ時，延時（4?10s）東方工作于發(fā)信號；當接地電阻低整定值整定為10kQ時，延時（1?4s）動作與跳閘。第17頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算3.2.3主變壓器接地保護變壓器的接地保護(又稱變壓器的零序保護)用于中性點直接接地系統(tǒng)中的電力變壓器，以反應變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護和相領(lǐng)母線、線路接地故障的后備保護。電力變壓器的接地保護通常由主變壓器零序電壓3U0元件、主變壓器零序電流310元件、主變壓器間隙零序電流310元件及時間元件構(gòu)成，根據(jù)變壓器中性點的接地方式進行選擇配置。(1)中性點直接接地的變壓器接地保護①保護原理中性點直接接地的變壓器接地保護，通常采用兩段零序電壓保護，零序電流均由變壓器中性點電流互感器的二次側(cè)獲得，每段保護均設(shè)置兩個動作時限。保護每段動作后，都以較短時限跳開母聯(lián)絡斷路器或三繞組變壓器中壓側(cè)由源斷路器，以減小故障范圍；以較長時限跳開高壓側(cè)斷路器。②保護邏輯框圖3-6圖3-6中性點直接接地的變壓器接地保護邏輯圖為防止變壓器與系統(tǒng)并列前其高壓側(cè)發(fā)生單相接地時，變壓器的接地保護誤動作誤跳母聯(lián)斷路器，將變壓器接地保護動作于母聯(lián)段路器的跳閘回路經(jīng)其高壓側(cè)斷路器的常開觸點1QF1閉鎖。變壓器零序電流I段保護的動作電流和動作時限，分別與相鄰線路零序過電流保護第I段或第H段的動作電流及動作時限配合進行整定；其中t1=10+At,12=(+at。變壓器零序電流n段保護的動作電流和動作時限，分別與相鄰線路零序電第18頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計流保護后備段的動作電流及動作時限配合進行整定。其中，｛=(max+At,14=13+At。⑵中性點可能接地也可能不接地運行變壓器的接地保護對于中性點可能接地也可能不接地運行的每臺變壓器，其接地保護需配兩套，一套作為中性點接地運行方式時的接地保護，另一套用于中性點不接地運行方式時的接地保護。中性點接地運行方式時的接地保護通常采用兩段式零序過電流保護，而中性點不接地運行方式時的接地保護通常采用零序過電壓保護。重重保護的整定計算、動作時限等與變壓器中性絕緣水平、過電壓保護方式及并聯(lián)運行的變壓器臺數(shù)有關(guān)。①全絕緣變壓器的接地保護對于中性點可能接地也可能不接地運行的全絕緣變壓器，當有數(shù)臺并列運行時，要求其接地保護的動作行為是，保護動作后應先切除中性點接地運行的變壓器，后切除中性點不接地運行的變壓器。當變壓器所連接的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，對中性點接地運行的變壓器利用兩段式零序過電流保護中的較短時限跳開母線聯(lián)絡斷路器，以較長時限跳開高壓側(cè)斷路器；對于中性點不接地運行的變壓器利用零序點過電壓保護經(jīng)預定延時后跳開中性點不接地變壓器各側(cè)的斷路器。零序過電壓保護的動作電壓整定值按躲過系統(tǒng)失去中性點且發(fā)生單相接地故障時所接TV二次繞組可能出現(xiàn)的最低電壓整定時，一般取180V。其動作時限只需躲過暫態(tài)過電壓的時限考慮，無需與其他保護配合。分級絕緣且中性點不裝設(shè)放電間隙的變壓器由于分級絕緣變壓器中性點處繞組的絕緣水平最低，所以，對于此類變壓器接地保護動作行為的要求是，保護動作后應先切除中性點不接地運行的變壓器，后切除中性點接地運行的變壓器。為此，對于分級絕緣且中性點不裝設(shè)放電間隙的變壓器，其接地保護的配置為兩段式零序過電流保護和零序電流閉鎖的零序電壓保護。兩段式零序過電流保護用于中性點直接接地運行方式，零序電流閉鎖的零序電壓保護用于中性點不接地運行方式。零序過電壓保護的動作時限要求小于零序過電流的長動作時限，大于零序過電流保護的短動作時限。這樣保證當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，中性點接地運行變壓器以零序過電流保護的短時限跳開母線聯(lián)絡斷路器，使兩臺變壓器分列運行。解列后若故障消失，則表明故障不在本變壓器保護范圍內(nèi)。解列后若故障仍存在，對于中性點不接地變壓器可由零序過電壓經(jīng)一動作時限先跳閘切除故障；對于中性點接地變壓器，由于仍有零序電流而閉鎖零第19頁共59頁

大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算序過電壓保護，只能以零序過電流保護的長動作時限跳閘，最終切除故障。分級絕緣且中性點裝設(shè)放電間隙的變壓器的接地保護根據(jù)分級絕緣變壓器接地保護動作行為的要求，對于分級絕緣且中性點裝設(shè)放電間隙的變壓器接地保護的配置為：兩段式零序過電流保護用于中性點直接接地運行；放電間隙零序過電流及零序過電壓保護，用于變壓器中性點經(jīng)放電間隙接地運行方式。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，中性點經(jīng)放電間隙接地運行的變壓器以無時限的間隙零序過電流跳開母線聯(lián)絡斷路器或高壓側(cè)斷路器；若放電間隙零序過電流保護未動作，則以帶時限的零序過電壓保護跳開母線聯(lián)絡斷路器或高壓側(cè)斷路器；中性點直接接地變壓器仍以較短時限跳開母線聯(lián)絡斷路器，以較長時限跳開直接接地變壓器高壓側(cè)斷路器。3.3反映異常運行的保護發(fā)電機定子對稱過負荷保護發(fā)電機定子對稱過負荷保護原理發(fā)電機對稱過負荷保護用于大中型發(fā)電機組作為對稱過流和對稱過負荷保護，接成三相式，取其中的最大相電流判別。主要保護發(fā)電機定子繞組的過負荷或外部故障引起的定子繞組過電流，由定時限過負荷和反時限過流兩部分組成；定時限部分，經(jīng)延時動作于信號，有條件時可作用于自動減負荷；反時限部分按反時限特性動作于跳閘。保護原理:定時限過負荷按發(fā)電機長期允許的負荷電流能可靠返回的條件整定。反時限過流按定子繞組允許的過流能力整定。發(fā)電機定子繞組承受的短時過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關(guān)系為：(3.17)K

t= (3.17)12-(1+a)*式中：K——定子繞組過負荷常數(shù)/*——定子額定電流為基準的標幺值a——與定子繞組溫升特性和溫度裕度有關(guān)，一般為0.01?0.02。發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層過負荷保護原理當發(fā)電機三相負荷不對稱或系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，定子繞組中的負序電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場旋轉(zhuǎn)的方向與轉(zhuǎn)子運動方向相反，以兩倍同步速度切割轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中感應出100Hz交變電流，該電流使轉(zhuǎn)子本體、端部、護環(huán)內(nèi)表面等處因電流密度過大而過第20頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計熱灼傷，甚至引起護環(huán)松脫導致發(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，機組會發(fā)生振動。為防止以上事故的發(fā)生，發(fā)電機應裝設(shè)轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護，即反時限負序電流保護。同時，該保護還可以兼作系統(tǒng)不對稱故障的后備保護。對于中小型的發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層的負序過負荷保護，通常采用兩段式定時限負序電流保護。I段動作電流按與相鄰元件后備保護配合的條件整定，一般取110P=(0.5~0.6)J,經(jīng)3?5s延時后動作于跳閘。II段動作電流按躲過發(fā)電機長期允許的負序電流，一般取In=0.11，經(jīng)5?10s延時后動作于信號。大型發(fā)電機組轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護，一般由定時限負序電流保護反時限負序電流保護兩部分組成。定時限負序電流保護動作與信號，反時限負序電流保護動作于跳閘。定時限負序電流保護的動作電流，按在發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定。反時限負序電流保護的動作電流應與發(fā)電機承受負序電流的能力相配合。轉(zhuǎn)子過負荷保護轉(zhuǎn)子過負荷保護用于大型發(fā)電機組作為轉(zhuǎn)子勵磁回路過流和過負荷保護，兼作交流勵磁機的后備保護，接成三相式。由定時限過負荷和反時限過流兩部分組成，定時限部分經(jīng)延時動作于信號，反時限部分動作于解列滅磁。其保護原理：定時限過負荷保護的電流元件按正常運行額定勵磁電流下能可靠返回的條件整定；反時限過流按轉(zhuǎn)子繞組允許的過熱條件決定，其關(guān)系式為：Kt= -、12-(1+a) (3.18)*式中：K——轉(zhuǎn)子繞組過負荷常數(shù)，整定范圍1?100；*——發(fā)電機勵磁回路整流器交流側(cè)電流的標么值；a——與轉(zhuǎn)子繞組溫升特性和溫度裕度有關(guān)，一般為0.01?0.02。失磁保護發(fā)電機失磁通常是指發(fā)電機勵磁異常下降或勵磁完全消失的故障。勵磁異常下降指發(fā)電機勵磁電流的降低超過了靜態(tài)穩(wěn)定極限所允許的程度，使發(fā)電機穩(wěn)定運行遭到破壞。造成勵磁異常下降的原因通常是由于主勵磁機故障；誤操作的過量調(diào)整等。完全勵第21頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算磁消失就是發(fā)電機失去勵磁電源，通常由于自動滅磁開關(guān)誤跳閘、勵磁調(diào)節(jié)器整流裝置中自動開關(guān)誤跳閘、勵磁繞組斷線或端口短路等原因引起。對于不允許失磁后繼續(xù)運行的發(fā)電機，失磁保護應動作于跳閘。當發(fā)電機允許失磁運行時保護可動作于信號，并要求失磁保護與切換勵磁、自動減負荷等自動控制相結(jié)合，以取得發(fā)電機失磁后的最好處理效果。發(fā)電機失磁對發(fā)電機本身的影響主要有：1、由于發(fā)動機失磁后出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流,差頻電流在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生損耗,如果超出允許值,將使轉(zhuǎn)子過熱。特別是直接冷卻的高力率大型機組，其熱容量裕度相對降低，轉(zhuǎn)子更容易過熱。而轉(zhuǎn)子表層的差頻電流,還可能使轉(zhuǎn)子本體槽楔、護環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴重的局部過熱甚至灼傷；2、失磁發(fā)電機進入異步運行之后，發(fā)電機的等效電抗降低，從電力系統(tǒng)中吸收無功功率,失磁前帶的有功功率越大,轉(zhuǎn)差就越大,等效電抗就越小,所吸收的無功功率就越大。在重負荷下失磁后，由于過電流，將使發(fā)電機定子過熱；3、對于直接冷卻高力率的大型汽輪發(fā)電機,其平均異步轉(zhuǎn)矩的最大值較小，慣性常數(shù)也相對降低,轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面,也呈較明顯的不對稱。由于這些原因，在重負荷下失磁后,這種發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動，將有很大甚至超過額定值的電機轉(zhuǎn)矩周期性地作用到發(fā)電機的軸系上,并通過定子傳遞到機座上。此時,轉(zhuǎn)差也作周期性變化,其最大值可能達到4%?5%,發(fā)電機周期性地嚴重超速。這些情況,都直接威脅著機組的安全;4、失磁運行時,定子端部漏磁增強,將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。逆功率保護逆功率保護作用于保護汽輪機，在發(fā)電機與系統(tǒng)并列運行的情況下，若汽輪機主汽門突然關(guān)閉即汽輪機處于斷汽運行狀態(tài)，而發(fā)電機出口斷路器未斷開時，發(fā)電機將變?yōu)橥诫妱訖C運行，這種情況下對發(fā)電機并無危險，但對于汽輪機由于尾部殘留的蒸汽與葉片的摩擦產(chǎn)生鼓風損失，將使尾部葉片過熱。當發(fā)電機轉(zhuǎn)為電動機后，將從系統(tǒng)中吸收有功功率（即逆功率），其大小將隨機組轉(zhuǎn)動軸系儲存動能的下降而逐漸增大。逆功率的大小主要取決于發(fā)電機的損耗、摩擦損耗及鼓風損耗，其值約為發(fā)電機額定功率的3?5%。因此，裝設(shè)了發(fā)電機逆功率保護。逆功率保護主要由一個靈敏的功率繼電器構(gòu)成，另外還有逆功率測量元件、閉鎖電路、時間電路等組成。由于逆功率的數(shù)值很小，因此要求逆功率繼電器應具有較高的靈敏性，動作功率可在1?5%額定功率范圍內(nèi)調(diào)整。一般按照比較絕對值原理構(gòu)成功率方向繼電器交流測量回路，其交流電壓形成回路采用和差接線方式以獲得兩個比較電量第22頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計即：和電壓相量、差電壓相量，保護通過對兩電量的比較來鑒別發(fā)電機功率方向。當發(fā)電機正常運行時：差電壓相量小于和電壓相量（即動作量小于制動量），繼電器不動作；汽輪機主汽門突然關(guān)閉時：差電壓相量大于和電壓相量（即動作量大于制動量），繼電器動作，經(jīng)一定延時切除發(fā)電機。逆功率保護設(shè)兩段延時，以1?1.5s短時延時動作于信號；以2?3分鐘的延時動作于斷路器跳閘。發(fā)電機各種保護動作于停機時，通常是同時給汽門和出口斷路器發(fā)出跳閘信號。因此，除短路事故保護和可能造成機組嚴重破壞的故障保護除外，其他動作于跳閘的保護都可用逆功率保護閉鎖，這時先關(guān)閉主汽門，逆功率后再斷開出口斷路器。失步保護隨著電力系統(tǒng)容量不斷增加，大型發(fā)電廠高壓母線的系統(tǒng)阻抗較小，一旦發(fā)生系統(tǒng)非穩(wěn)定性振蕩，其振蕩中心很容易進入失步發(fā)電機變壓器組內(nèi)部，這將嚴重威脅失步的發(fā)電機和系統(tǒng)的安全運行。所以發(fā)電機組均加裝有失步保護，并有多種不同類型判據(jù)的失步保護。失步保護的基本原理失步保護的基本原理主要是通過測量阻抗的軌跡變化情況來檢測是否失步。其主要指標有三點:一是測量阻抗軌跡為自左向右或自右向左依次穿越整定阻抗區(qū)域，穿越一次則記錄為滑極次數(shù)加一；二是每穿越一個區(qū)域都大于一定延時，以區(qū)別于故障以及區(qū)分失步振蕩和穩(wěn)定振蕩；三是滑極次數(shù)達到一定值時，則動作出口。失步保護要求在短路故障、系統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線等情況下，保護不誤動作。失步保護反應發(fā)電機失步振蕩引起的異步運行，失步保護阻抗元件計算采用發(fā)電機正序電壓、正序電流，阻抗軌跡在各種故障下均能正確反映。國內(nèi)失步保護主要采用三阻抗元件失步保護動作特性或雙遮擋器失步保護動作特性。保護采用三阻抗元件失步繼電器動作特性，如下圖3-7第23頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算圖3-7三阻抗元件失步繼電器動作特性第一部分是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內(nèi)的部分I和透鏡外的部分O。第二部分是遮擋器特性，圖中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。兩種特性的結(jié)合，把阻抗平面分成四個區(qū)OL、IL、IR、OR,阻抗軌跡順序穿過四個區(qū)(OL-IL-IR-OR或OR-IR-IL-OL),并在每個區(qū)停留時間大于一時限，則保護判為發(fā)電機失步振蕩。每順序穿過一次，保護的滑極計數(shù)加1,到達整定次數(shù)，保護動作第三部分特性是電抗線，圖中③，它把動作區(qū)一分為二，電抗線以上為I段(U),電抗線以下為II段(D)。阻抗軌跡順序穿過四個區(qū)時位于電抗線以下，則認為振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)，位于電抗線以上，則認為振蕩中心位于發(fā)變組外，兩種情況下滑極次數(shù)可分別整定，保護可動作于報警信號，也可動作于跳閘。發(fā)電機低頻保護原理(1)保護原理大型汽輪發(fā)電機運行中允許其頻率變化的范圍為48.5?50.5Hz,低于48.5Hz時,累計運行時間和每次持續(xù)運行時間達到定值，保護動作于信號或跳閘。汽輪機葉片有自己的自振頻率。并網(wǎng)運行的發(fā)電機，當系統(tǒng)頻率異常時，汽輪機葉片可能產(chǎn)生共振，從而使葉片發(fā)生疲勞，長久下去可能損壞汽輪機的葉片。發(fā)電機頻率異常保護，是保護汽輪機安全的。第24頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計(2)保護的邏輯框圖見圖3-8圖3-8保護的邏輯框圖發(fā)電機起停機保護原理發(fā)電機啟動或停機過程中，頻率低，轉(zhuǎn)速也低。若在啟停機過程中發(fā)電機發(fā)生故障，反映工頻的主設(shè)備保護可能不能正確動作，因此應設(shè)置能反映在啟停機過程中發(fā)生定子接地故障和相間短路故障的啟停機保護，即：反映發(fā)電機低速運行時的定子接地故障的零序電壓式啟停機保護，及反映發(fā)電機低速運行時的相間故障的低頻過電流保護。(1)構(gòu)成原理及邏輯框圖保護的輸入電壓為取自機端TV開口三角形繞組的零序電壓或中性點TV(或消弧線圈或配電變壓器)二次電壓，采用專用的測量回路，其工作頻率范圍：5HZ?55HZ,誤差不大于±5%。該保護只作為發(fā)電機啟停機過程中的輔助保護，它由斷路器輔助接點控制，待發(fā)電機并網(wǎng)后可自動退出運行。動作方程3U03U0 (3.19)式中：3U0——機端TV開口三角電壓或中性點TV(配電變壓器或消弧線圈)二次電壓；3U0g——動作電壓整定值。第25頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算(2)保護的邏輯框圖見圖3-9。圖3-9基波零序電壓式啟停機保護邏輯框圖發(fā)電機意外突加電壓保護原理突加電壓保護作為發(fā)電機盤車狀態(tài)下，主斷路器誤合閘時的保護。(1)保護原理發(fā)電機在盤車或靜止時，發(fā)生出口斷路器誤合閘，系統(tǒng)三相工頻電壓突然加在機端，使同步發(fā)電機處于異步啟動工況，由系統(tǒng)向發(fā)電機定子繞組倒送的電流(正序電流)在氣隙中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子本體中感應工頻或接近工頻的電流，從而引起轉(zhuǎn)子過熱而損傷，還可能由于潤滑油油壓不足使旋轉(zhuǎn)軸承磨損。當停機、盤車或起動升速但磁場開關(guān)未閉合時誤合閘，過流元件快速動作于跳閘，同時，由于發(fā)電機處于同步電機的異步起動過程，阻抗元件延時動作于跳閘，構(gòu)成雙重化保護；當并網(wǎng)前，機組啟動，斷路器斷開，而磁場開關(guān)閉合時，過流元件退出工作，此時，若正常并網(wǎng)，阻抗元件不動作，誤合閘保護不會動作，若發(fā)生誤合閘，阻抗元件動作于跳閘。(2)保護邏輯框圖見圖3-10。第26頁共59頁

華北科技學院畢業(yè)設(shè)計圖3-10突加電壓保護邏輯框圖高壓斷路器非全相保護(1)基本原理當只有一相或兩相斷路器觸頭在合位，且有負序電流時，保護動作。作用于跳閘、解除失靈保護復合電壓閉鎖及啟動失靈保護。保護由三相斷路器位置不對應輔助接點與負序電流組成的與門構(gòu)成，其動作后經(jīng)延時作用于出口。保護的輸入電流為斷路器側(cè)TA二次三相電流。(2)非全相保護邏輯框圖見圖3-11。圖3-11非全相保護邏輯框圖失靈保護原理(1)保護原理斷路器失靈保護是指故障電氣設(shè)備的繼電保護動作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動時，利用故障設(shè)備的保護動作信息與拒動斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失靈的判別，能夠第27頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算以較短的時限切除同一廠站內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限制在最小，從而保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，避免造成發(fā)電機、變壓器等故障元件的嚴重燒損和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。在現(xiàn)代高壓和超高壓電網(wǎng)中，斷路器失靈保護作為一種近后備保護方式得到了普遍采用。失靈保護由電莊閉鎖元件、保護動作與電流判別構(gòu)成的啟動回路、時間元件及跳閘出口回路組成。啟動回路是保證整套保護正確工作的關(guān)鍵之一，必須安全可靠，應實現(xiàn)雙重判別，防止單一條件判斷斷路器失靈，以及因保護觸點卡澀不返回或誤碰、誤通電等造成的誤啟動。啟動回路包括啟動元件和判別元件；2個元件構(gòu)成“與”邏輯。啟動元件通常利用斷路器自動跳閘出口回路本身，可直接用瞬時返回的出口跳閘繼電器觸點，也可與出口跳閘繼電器并聯(lián)的、瞬時返回的輔助中間繼電器觸點，觸點動作不復歸表示斷路器失靈。判別元件以不同的方式鑒別故障確未消除。現(xiàn)有運行設(shè)備采用相電流（線路）、零序電流（變壓器）的“有流”判別方式。保護動作后，回路中仍有電流，說明故障確未消除。時間元件是斷路器失靈保護的中間環(huán)節(jié)，為了防止單一時間元件故障造成失靈保護誤動，時間元件應與啟動回路構(gòu)成“與”邏輯后，再啟動出口繼電器。失靈保護的電壓閉鎖一般由母線低電壓、負序電壓和零序龜壓繼電器構(gòu)成。當失靈保護與母差保護共用出口跳閘回路時，它們也共用電壓閉鎖元件。（2）斷路器失靈保護邏輯框圖見圖3-12。圖3-12斷路器失靈保護邏輯框圖非電量保護-瓦斯保護發(fā)電機-變壓器組非電量保護,主要有變壓器的瓦斯保護、壓力釋放保護、繞組溫度保護、油溫和油位保護，發(fā)電機的斷水保護等，而每一種非電量保護對于發(fā)電機-變壓器組都是缺一不可的，若不重視非電量故障，讓它發(fā)展的話，那么對于發(fā)電機和變壓器將是致命的危害，甚至危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以，要做好非電量的保護工作，下面主要介紹的變壓器的瓦斯保護。第28頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計主變輕瓦斯保護(1)變壓器瓦斯保護的作用變壓器的瓦斯保護可用來反應油浸式變壓器油箱內(nèi)的各種故障。當變壓器油箱內(nèi)故障時，瓦斯保護有著獨特的、其他保護所不具備的優(yōu)點。如變壓器發(fā)生嚴重漏油、繞組斷線故障或繞組匝間短路產(chǎn)生的短路電流值不足以使其他保護動作時，只有瓦斯保護能夠靈敏的動作發(fā)出信號或跳閘。所以變壓器的瓦斯保護是大型變壓器內(nèi)部故障的重要保護。當變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時，在故障點電流和電弧的作用下，變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，這些氣體將從油箱流向油枕的上部。當故障嚴重時，變壓器油會迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。根據(jù)油箱內(nèi)部故障的這一特點，構(gòu)成變壓器的瓦斯保護。由于變壓器的瓦斯保護是反應上述氣流、油流而動作的，所以它是變壓器的非電量保護。變壓器的瓦斯保護分為重瓦斯保護和輕瓦斯保護兩部分。當變壓器油箱內(nèi)輕微故障或嚴重漏油時，輕瓦斯保護動作延時作用于信號；當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，重瓦斯保護動作，瞬時動作跳開變壓器的各側(cè)斷路器。氣體繼電器變壓器瓦斯保護的主要元件。它安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道上。為使氣體能順利進入氣體繼電器和油枕，變壓器安裝時，應使頂蓋與水平面之間有1%~1.5%的坡度，連接管有2%~4%的升高坡度。(2)變壓器輕瓦斯保護的原理當變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，變壓器油分解產(chǎn)生的氣體匯集在氣體繼電器上部迫使繼電器內(nèi)的油面下降，開口杯露出油面，因其受到的浮力減小失去平衡而下沉，帶動永久磁鐵4下降，當永久磁鐵4靠近干簧觸點15時，干簧觸點15接通，發(fā)出輕瓦斯動作信號。當變壓器漏油嚴重時，同樣由于油面下降而發(fā)出輕瓦斯信號。(3)輕瓦斯保護的整定氣體繼電器使用時，通過移動重錘6的位置，可調(diào)整輕瓦斯保護的動作值。其動作值采用氣體容積的大小表示，整定范圍通常為250?300cm3。氣體繼電器安裝完畢，從排氣口17打進空氣，檢查輕瓦斯保護動作的可靠性。第29頁共59頁

大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算主變重瓦斯保護(1)變壓器重瓦斯保護的原理當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強大的氣體伴隨著油流沖擊擋板10，當油流的速度達到整定值時，擋板10克服彈簧的反作用力向前移動，帶動永久磁鐵11靠近干簧觸點13,使干簧觸點13閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，斷開變壓器各側(cè)的斷路器。(2)重瓦斯保護的整定氣體繼電器使用時，通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿14,改變彈簧9的松緊程度，調(diào)整重瓦斯的動作值，其動作值采用油流速度的大小表示，整定范圍通常為0.6?1.5m/s錯誤!未找到引用源。。通過探針7檢查重瓦斯保護動作的可靠性。各部分保護的整定計算發(fā)電機、變壓器主接線圖和各參數(shù)主接線如圖3-13(a)所示。110KV(9910)20253(514775KV廠用電110KV(110KV(9910)20253(514775KV廠用電110KV(4460)6880.15.75KV(c)圖3-13發(fā)電機變壓器組保護設(shè)計圖(a)主接線圖；(b)110KV母線短路時，短路電流分布圖；(c)15.75KV母線短路時，短路電流分布圖第30頁共59頁

華北科技學院畢業(yè)設(shè)計華北科技學院畢業(yè)設(shè)計已知參數(shù)如下:發(fā)電機Pe=200MW,cos①=0.85,U=15.75,^=195%,^=24%,匕=14.5%；變壓器Se=240MVA，Ud=0.105接線Y/A-11,分接頭121±2X2.5%/15.75KV,分級絕緣。相間短路后備保護范圍末端兩相短路時，流經(jīng)發(fā)電機的最小短路電流為14900A。110KV母線上出線后備保護動作時間為6S。出線的零序后備保護最大動作電流為3250A,最大動作時間為5S。在最大運行方式下，出線的零序后備保護范圍。末端接地短路時流經(jīng)變壓器的零序電流為620A,故障線路上的零序電流為903A。在最小運行方式下，出線末端金屬接地短路時，流經(jīng)變壓器的最小零序電流為1100A。保護設(shè)計所需的最大三相短路電流的計算結(jié)果如圖3-13(b)(c)所示。它們是歸算到115KV的安數(shù)(括號內(nèi)為最小三相短路電流值)。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，該發(fā)電機變壓器組應裝設(shè)下列幾種保護：發(fā)電機差動保護，變壓器差動保護，發(fā)電機變壓器組公用差動保護(大差動保護)；發(fā)電機還裝設(shè)定時限負序過電流保護和反時限負序過電流保護，負序過負荷保護，失磁保護，低電壓起動的過電流保護，過電壓保護，過負荷保護，定子接地保護，匝間短路保護；變壓器還裝設(shè)有瓦斯保護，零序過電流保護。采用高靈敏度接線的發(fā)電機縱差保護(BCH-2)200X10200X103<3x15.75x0.85=8625AP—= e^f 33U *cos①n=10000/5=2000ni=15.75/0.1=157.5⑵計算發(fā)電機的二次額定電流I=屋=8625=8625=4.31A2" nn2000(3)川「平衡線圈匝數(shù)Wp卬=AW0= 60—=12.66匝p?j5KI2 1.1x4.31R—可靠系數(shù)AW—繼電器的動作安匝，一般取60匝O第31頁共59頁

大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算Wp取12匝(4)求差動線圈匝數(shù)WcdAWW, j+W=12.66+12=24.66匝cd?jO=KI Pk2?cWcd取20匝(因BCH-2型繼電器差動線圈的最大匝數(shù)為20匝)⑸保護的動作電流Id.dz?jIdz.jWcd=AW01dz.jAW1dz.jAW0Wcd60二3A20(6)靈敏度校驗考慮110KV側(cè)斷路器斷開時，靈敏度最小。<3_ 115 力I——I（3）x ——8523x7.3K=1dlin=2"min15.75=2 =8,98>2,滿足要求。ImnI 2000x3 6000⑺接于中性線上的CJJ的動作電流1dz=0.2I2.e=0.2x4.31=0.862變壓器差動保護(擬采用BCH-1型繼電器)(1)各側(cè)電流互感器變比及額定電流計算名 稱各側(cè)數(shù)值額定電壓(KV)12115.75額定電流(A)沙肥二1145J3x121240x103—f= =88003xx15.75電流互感器的接線方式A丫電流互感器的計算變比11451_19835 .588005選用電流互感器變比2000二4005理二2005循環(huán)臂電流(A)1983 /八乙 =4.964008800一 二4.42000選121KV側(cè)為基本側(cè)第32頁共59頁

華北科技學院畢業(yè)設(shè)計⑵制動線圈的接入方式根據(jù)已知的短路電流分布情況,制動線圈應接在U0KV側(cè)，以使內(nèi)部短路時制動作用小些。⑶確定保護裝置的一次動作電流（a）躲過變壓器的勵磁涌流Iz.=KKx1c=1.5x4.96=7.44A（b）躲過15.75KV側(cè)外部短路時的最大不平衡電流I=—K（KKf+Af）I（3）dz?jnkfzqtxwcpd-maxL=—1.3（1x1x0.1+0.05+0.05）x6880400=4.47A（c）躲過二次回路斷線時的最大負不平衡電流1dz.j=KKIC=1.3x4.96=6.45A取基本側(cè)的動作電流1dz.j=7.44A（4）確定基本側(cè)差動線圈的匝數(shù)WCcd?WCcd?j6AW01dz.j-60-二8.06匝7.44取差動線圈的整定匝數(shù)Wcd二8匝。⑸確定非基本側(cè)（15.75KV側(cè)）的工作線圈匝數(shù)W和平衡線圈匝數(shù)Wq PWp-jWp-j3x8-1.108匝4.4選取Wp=1匝。實際工作線圈匝數(shù)Wq=Wp+Wcd=1+8=9匝。⑹計算AfpW—w1.018-1…cAfP—pj ph- =0.002AfPW.+Wz1.018+8實際誤差小于0.05,不必重算。第33頁共59頁

大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算⑺確定制動系數(shù)和制動線圈匝數(shù)制動系數(shù)KZ按躲過15.75KV側(cè)外部短路時的最大短路時的最大不平衡電流選擇。K(KKf+AU)I⑶K=kfzqtxwc110d-max=1.3(1x1x0.1+0.05)=0.195Z I⑶d-max制動線圈的匝數(shù)①z0.19590.1959=1.95匝選取WZ=2匝。⑻計算最小靈敏系數(shù)在110KV側(cè)兩相短路時，保護裝置的靈敏度最低，在這種情況下，工作安匝計算如下：110KV側(cè)的工作安匝為：.<3x5147x11AWg.110=1g.110AWg.110=1g.110Wcd40015.75側(cè)的工作安匝為:AW=AW=IWg-15.75 g-15.75 cd-15.754763 1575x9=156.5安匝2000總工作安匝AWq=154.4+156.5=310.9安匝制動安匝計算如下:短路電流產(chǎn)生的制動安匝.<3x5147x9AW八二 2-x2=38.6安匝z-d 400負荷電流產(chǎn)生的制動安匝AW，=4.96x2=9.92安匝z.f總的制動安匝AWz=38.6+9.92=48.5安匝第34頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計1—最小制動特性曲線； 2—最大制動特性曲線可求得動作安匝華北科技學院畢業(yè)設(shè)計1—最小制動特性曲線； 2—最大制動特性曲線可求得動作安匝AWdz二62安匝靈敏度KlmAWAW,靈敏度KlmAWAW,dz310.962=5.01>23.5.3發(fā)電機變壓器組大差動保護(BCH-4)(1)確定各側(cè)電流互感器的變比及二次額定電流值，選擇基本側(cè)的起動電流計算方法與(二)相同。wmwm二—一Wcdkbpb bp2K(I'+1"+1"')

kbp bp bp

41tga—K(I+I〃p+I"')kbpb bp其中tga是產(chǎn)品說明書中給出的標準特性曲線(如圖3-15所示)的原點至最小制動特性曲線1的最高點所作切線的斜率。第35頁共59頁

大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算1-最低制動特性曲線； 2-最高制動特性曲線60050040030020010080010001200大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算1-最低制動特性曲線； 2-最高制動特性曲線60050040030020010080010001200/X7K/1//1N*N200400 600圖3-15BCH-4型差動繼電器420即tga=―=0.35。1200110KV側(cè)母線短路時I'=KKAfI=1X1X0.1X4.763=0.476KAbpfzqtxwcd-maxI〃=AUI=0.05x4.763=0.238KAbp 110d-maxI"'=Af I +Af I=0.06x4.763+0.06x4.763=0.572KAbp p-110d-110 p-15.75d-15.75m_2x1.5(0.476+0.238+0.572) _3.858_0814m_4x4.763x0.35-1.5(0.476+0.2380.572)_4.74_.15.75KV側(cè)廠用分支外部短路時I_1x1x0.1x6.88+1x1x0.05x8.523_1.114KAbpI〃_0.05x6.88_0.344KAbpI〃'_0.06x6.88+0.06x8.523_0.924KAbp2x1.5(1.114+0.334+0.924)4x15.4x0.35-1.5(1.114+0.344+0.924)17.98從上面的計算可知，110KV側(cè)故障時,m有最大值0.814。第36頁共59頁

華北科技學院畢業(yè)設(shè)計⑶計算基本側(cè)差動線圈匝數(shù)Wcd.jbWcd-jbAW。1dz.j(1+0.5m)607.44(1+0.5x0.814)6010.47=5.73匝選取Wcd.jb=5匝。⑷計算基本側(cè)的制動線圈的匝數(shù)W.jbWz.jb=mxWcd.jb=0.814x5=4.07選取W,卜=5匝。z-jb⑸校核動作電流及可靠系數(shù)dz-jAWdz-jAW0W…+1w.-tgaW.Kcd-jb2z-jb z-jb605+0.5x5-0.35x5黑二10.43AK=Idz-jb=2=1,79>1.3kI.K4.96e-jb(6)求15.75KV側(cè)差動線圈匝數(shù)WWcd-15.75IWcd-15.75Ihe-jbWIe-15.75 皿b4.96, x5=5.63匝4.4選取Wcd-15.75=6匝。⑺求15.75KV側(cè)的制動線圈匝數(shù)Wz^^Wz-15.75=mWcd-1575=0.814x6Wz-15.75選取W1”=5匝。z-15.75⑻計算各側(cè)的工作線圈匝數(shù)Wg(a)基本側(cè)計算工作匝數(shù)Wg-jb-js和整定工作匝數(shù)Wg-jb1 - 1八…-r…mw=w+-mW=5+x0.814x5=7.035匝g-jb-js cd.jb 2cd-jb 211W=W+-W=5+x5=7.5匝g-jbcd-jb2z-jb 2(b)15.75KV側(cè)的W和Wg-15.75-js g-15.75第37頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算⑼校核Afp、（a）校核Afpg⑼校核Afp、（a）校核Afpg-15.75-jsI二 e-jbIe-15.75Wg-j-js「：g-15.75=W +-Wcd-15.75 2 ：=6+0.5x5=8.5匝z?15.75tga和mW-W-g-jb-js 1Wg-jb-js”-15.75496 一—9x8.44=9.51匝4.4出二7.035-7.5=-0.0667.035W-Wg-15.75-js :Wg-15.75.js。?15.75（b）（b）校核火a110KV側(cè)（基本側(cè)）110KV側(cè)（基本側(cè)）故障1bp1bp1bp=Afp.jbId-110+Afp-15.75Id-15.75=卜0.066x4.763+(-0.106)x4.763|=0.313KA=0.476+0.238+0.313=1.027KA15.75KV側(cè)故障Ibp=|(-0.066x6.88)+(-0.106x8.523)卜0.449KA1bp=1.114+0.3444+0.449=1.907KAL=1.907KAbp-maxtga=AIWgjb=KW

z-jbWg-jbkWz-jbIbp-maxkIz-I+Iz-II+Iz-III Wz-jb（c）校核m=1.5x1.9076.88+8.523+15.42Kk(Ibp+1bp+”A4Idtga-Kk(Ibp+1bp+Ibp)基本側(cè)m=2x1.5x1.027x75=0.13954x0.35x4.763-1.5x1.0275.12773.21 =0.626<0.814第38頁共59頁華北科技學院畢業(yè)設(shè)計從以上計算可知：”和m的實際值都小于初步計算中所采用的值ia的實際值小于初步計算中所采用的值。所以各種計算結(jié)果要重算。(10)校驗靈敏度按最小運行方式下兩相短路電流計算(a)110KV側(cè)內(nèi)部故障時的靈敏度d-min W+2 d-minWnD-110g-110nD-15.75d-min W+2 d-minWnD-110g-110nD-15.75g-15.753-x51472400x7.5+工2000=272.75匝3(3)生AW二d-min W2d-min15.75+ 2/JxWnD-110z-110nD-15.75z-15.753-x514721!x476311540020001575x5=171.799匝根據(jù)AW和AW在BCH-4型繼電器的最高制動特性曲線(圖3-15中曲線2)上找到MN=140安匝和k'N'=110安匝。KN314.6im-i MN140=2.247KN314.6im-i MN140=2.247>2KN314.6im-ii K'N' 110=2.85>2(b)15.75KV側(cè)內(nèi)部故障時3-x44602亙x8523x3-x44602亙x8523x型400x7.5+—2000叵至x8.5=354.48安匝第39頁共59頁大型發(fā)電機-變壓器組保護配置與整定計算3 ..3 115-x4460 —x8523x—AW=2 x5+心 15.75x6:245.3安匝z400 2000同理，根據(jù)AWg和AWz找到MN=170MN和KN'=120安匝。Klm-IKN_411.7MNKlm-IKN_411.7MN-170=2.42>2Klm.IIKN

K'N'411.7120=3.43>23.5.4負序過電流保護反時限負序過電流保護采用BL-41型繼電器，最大動作時間為5S。按規(guī)程規(guī)定，保護的動作值按發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱條件整定。發(fā)電機容量為200MW，允許過熱時間常數(shù)A=8,允許流經(jīng)發(fā)電機的負序電流與時間的關(guān)系，按12t=a計算（其2*中i為負序電流標么值），其曲線如圖3-16中i為負序電流標么值），其曲線如圖3-16中的曲線1。2*圖3-16負序過電流保護的動作特性與發(fā)電機允許負序電流曲線配合圖1-發(fā)電機允許負序電流曲線；2-負序過電流的動作特性反時限負序電流保護的動作特性，從保護發(fā)電機不出現(xiàn)轉(zhuǎn)子局部過熱的觀點出發(fā)，應滿足t二A的條件，其中a為裕度系數(shù)，一般取0.002?0.004。繼電器的動作特12+a2*性曲線如圖3-16中曲線2。但因最大動作時間是5S,比相鄰線路的后備保護動作時間小，所以還要另加一套定時限負序過電流保護，作為相零線路的后備保護及失磁保護閉鎖之用。第40頁共59頁

華北科技學院畢業(yè)設(shè)計定時限負序過電流保護的整定方法如下:(1)動作電流的計算按發(fā)電機的轉(zhuǎn)子發(fā)熱條件計算■T 廠打I=\-1='——X4.31=1.11Adz'j\t2e\120⑵靈敏度校驗-1x149000K=1d2min=q =3.87lm 14方 2000X1.11⑶動作時間整定tdz=6.5+0.5=7s另外，還要裝設(shè)動作于信號的負序電流保護，其整定值按躲過發(fā)電機長期允許的負序電流值和最大負荷時負序電流過濾器的不平衡電流整定，取1dz,j=0.1I2,e=0.431A。3.5.5失磁保護失磁保護采用LZ-2型失磁繼電器,它的方框圖及動作特性如圖3-17所示。系統(tǒng)各元件的電抗歸算到15.75KV側(cè)的二次電抗值分別為發(fā)電機:X發(fā)電機:Xd二L9苧eT1cu15.7522000L=1.95x x 26.1Q235.3157.5,…15.75,…15.752Xd=0.24x2353x牌二3.21015.7522000系