發(fā)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)正文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　大型發(fā)變機(jī)組是現(xiàn)代電力系統(tǒng)最重要的組成部分之一，它造價(jià)昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦故障，檢修期長，給國民經(jīng)濟(jì)造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失巨大。大型發(fā)變組保護(hù)的拒動(dòng)和誤動(dòng)，均將產(chǎn)生嚴(yán)重后果，決不可掉以輕心，因此，必然對(duì)大型機(jī)組的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性提出了更高的要求。</p><p>　　由于大型發(fā)變組不可避免

2、地存在一些故障及不正常運(yùn)行方式的可能，迅速地切除或隔離故障點(diǎn)，是繼電保護(hù)的主要任務(wù)。本文主要介紹了現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)一變壓器繼電保護(hù)的配置目的、原理，并系統(tǒng)地介紹了目前大型發(fā)變組保護(hù)配置的以下主保護(hù)及后備保護(hù)：發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子匝間保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)，發(fā)電機(jī)對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)(變壓器)過激磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)等。通過對(duì)這些保護(hù)原理的分析，指出存在

3、的問題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。同時(shí)，本論文還就一些存在爭(zhēng)議的問題提出了自己的觀點(diǎn)，并對(duì)發(fā)變組保護(hù)發(fā)展的趨勢(shì)作了相應(yīng)的探討。</p><p>　　關(guān)鍵詞：主保護(hù)；后備保護(hù)；存在問題；發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Large-scale Generator-Transformer Unit Pr

4、otection is one of the most important part of the modern electrical power system.It’s costly and complex—structured．Once it fails，a long—term examination and repair is needed．It will bring huge economic losses directly a

5、nd indirectly．The incorrect or rejected tripping of Large-scale Generator Transformer Unit Protection will cause serious consequences．Therefore，it put forward higher requirements to the reliability , sensitivity, selecti

6、vity and speed of L</p><p>　　This passage mainly introduces the purposes，principles of the modern Large-scale Generator-Transformer Unit Protection and introduces the following main protections and back-up p

7、rotections：the generator differential protection，the transformer differential protection，the protection of inter-turn，the stator ground fault protection，the generator symmetry overload protection，the negative sequence ov

8、erload protection，the generator excitation—loss protection，the rotor earth-fault protection，the genera</p><p>　　Keywords: Main Protection; Back-up Protection; Existent Problems; Development Trend</p>

9、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論6</b></p><p>　　1.1課題的來源、目的、意義6</p><p>　　1.2電力系統(tǒng)元件保護(hù)運(yùn)行現(xiàn)狀分析6</p><p>　　1.2.1元件保護(hù)運(yùn)行情況概述6</p><p>

10、;　　1.2.2發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)不正確動(dòng)作情況分析7</p><p>　　1.3國內(nèi)外發(fā)變組微機(jī)保護(hù)的發(fā)展及理論研究7</p><p>　　1.4數(shù)字式發(fā)變組保護(hù)的熱點(diǎn)問題探討8</p><p>　　1.5本課題的主要任務(wù)9</p><p>　　2發(fā)電機(jī)保護(hù)配置9</p><p>　　2.1發(fā)電機(jī)故障類

11、型及不正常運(yùn)行狀態(tài)9</p><p>　　2.2發(fā)電機(jī)保護(hù)類型10</p><p>　　2.3各保護(hù)的基本原理與配置原則10</p><p>　　2.3.1 發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)10</p><p>　　2.3.2 發(fā)電機(jī)匝間短路的橫差動(dòng)保護(hù)11</p><p>　　2.3.3發(fā)電機(jī)100%定子繞組單相接地保護(hù)

12、11</p><p>　　2.3.4 發(fā)電機(jī)的負(fù)序過流保護(hù)12</p><p>　　2.3.5發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)14</p><p>　　2.3.6勵(lì)磁回路接地保護(hù)17</p><p>　　2.3.7 發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)19</p><p>　　2.3.8同步發(fā)電機(jī)失步保護(hù)、逆功率保護(hù)、低頻保護(hù)21<

13、/p><p>　　2.3.9同步發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù)22</p><p>　　3變壓器保護(hù)配置24</p><p>　　3.1變壓器的故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)24</p><p>　　3.2各保護(hù)的基本原理與配置原則24</p><p>　　3.2.1 瓦斯保護(hù)24</p><p>　　3.

14、2.2電力變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)25</p><p>　　3.2.3 負(fù)序電流及單相式低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)26</p><p>　　3.2.4 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)27</p><p>　　3.2.5變壓器的過負(fù)荷保護(hù)28</p><p>　　3.2.6變壓器接地保護(hù)29</p><p>　　4短路電流和發(fā)

15、電機(jī)保護(hù)的整定計(jì)算30</p><p>　　4.1發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算30</p><p>　　4.2發(fā)電機(jī)負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算31</p><p>　　4.2.1定時(shí)限負(fù)序過負(fù)荷（分高定值和低定值）.31</p><p>　　4.2.2反時(shí)限負(fù)序過電流32</p><p>　　4.3 發(fā)電機(jī)過負(fù)

16、荷保護(hù)(定反時(shí)限)33</p><p>　　4.3.1 定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)33</p><p>　　4.3.2 反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)33</p><p>　　4.4發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù)34</p><p>　　4.4.1定時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)34</p><p>　　4.4.2反時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)34</p>&

17、lt;p>　　4.4.3異步邊界阻抗繼電器35</p><p>　　4.4.4靜穩(wěn)極限勵(lì)磁低電壓繼電器35</p><p>　　4.5發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)37</p><p>　　4.5.1100%定子接地保護(hù)37</p><p>　　4.5.2 95%定子接地保護(hù)38</p><p>　　4.6 發(fā)

18、電機(jī)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)38</p><p>　　4.6.1 定時(shí)限過負(fù)荷電流定值38</p><p>　　4.6.2 定時(shí)限過負(fù)荷動(dòng)作時(shí)間39</p><p>　　4.6.3 反時(shí)限過流速斷定值39</p><p>　　4.6.4速斷動(dòng)作時(shí)間39</p><p>　　4.7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)39&

19、lt;/p><p>　　4.8發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)39</p><p>　　5變壓器保護(hù)整定計(jì)算39</p><p>　　5.1 變壓器參數(shù)計(jì)算40</p><p>　　5.2 最小動(dòng)作電流40</p><p>　　5.3 制動(dòng)特性斜率40</p><p>　　5.4 拐點(diǎn)電流40&

20、lt;/p><p>　　5.5 靈敏系數(shù)41</p><p>　　5.6 差動(dòng)電流速斷動(dòng)作電流41</p><p>　　5.7 增大的最小動(dòng)作電流41</p><p><b>　　結(jié)束語37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p&g

21、t;<p><b>　　致謝39</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p><b>　　英文文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　中文翻譯</b></p><p><b>　　1緒論</b

22、></p><p>　　1.1課題的來源、目的、意義</p><p>　　我國電力工業(yè)的發(fā)展建設(shè)己進(jìn)入到大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓輸電階段，隨著三峽工程的竣工，將形成全國聯(lián)網(wǎng)的局面，這就對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行和保護(hù)提出了更高的要求。電氣主設(shè)備(發(fā)電機(jī)、變壓器、母線等)是電力系統(tǒng)中的重要元件，其運(yùn)行狀況在很大程度上會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此主設(shè)備的故障診斷和保護(hù)就顯得非常重要。發(fā)變組是發(fā)

23、電機(jī)變壓器組的簡稱，指的是單元式發(fā)電系統(tǒng)，也就是說一臺(tái)發(fā)電機(jī)出線直接接至升壓變壓器的低壓側(cè)線圈，有升壓變壓器升壓后再與母線進(jìn)行連接，然后母線再與電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)。對(duì)發(fā)電機(jī)來說，為了滿足大電網(wǎng)對(duì)機(jī)組容量規(guī)模經(jīng)濟(jì)的要求，其單機(jī)容量在逐漸增大。一方面，單機(jī)容量的增加，機(jī)組造價(jià)提高，機(jī)組容量占電網(wǎng)總?cè)萘康谋戎丶哟螅坏┌l(fā)生事故，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)造成的直接和問接損失十分巨大；另一方面，大機(jī)組材料利用率的提高，新的工藝結(jié)構(gòu)、新的冷卻和勵(lì)磁方式等的應(yīng)用，提高了

24、大型機(jī)組的運(yùn)行效率，同時(shí)也給繼電保護(hù)帶來了困難，如：發(fā)電機(jī)熱容量相對(duì)下降，定、轉(zhuǎn)子承受過熱能力降低，因此，過負(fù)荷保護(hù)中的反時(shí)限特性應(yīng)能更貼近機(jī)組的實(shí)際發(fā)熱、散熱特性等。機(jī)組安全的重要性，對(duì)機(jī)組保護(hù)裝置的選擇性、快速性、可靠性、靈敏性提出了更高的要求</p><p>　　經(jīng)過多年的科研與開發(fā)，主設(shè)備保護(hù)也和線路保護(hù)一樣經(jīng)歷了電磁式、晶體管式、集成電路式和數(shù)字式保護(hù)四個(gè)階段。相對(duì)而言，電氣主設(shè)備保護(hù)的發(fā)展滯后于線路保

25、護(hù)的發(fā)展，主要原因是電氣主設(shè)備的機(jī)電和電磁特性復(fù)雜，保護(hù)配置品種繁多，參數(shù)復(fù)雜，并且長期以來對(duì)主設(shè)備缺乏科學(xué)的故障分析工具，不像線路保護(hù)那樣可以比較清楚地分析故障成因及故障過程。目前電力系統(tǒng)中還有一些老電廠采用傳統(tǒng)式保護(hù)，但是新建電站的主設(shè)備基本選用數(shù)字式保護(hù)。數(shù)字式保護(hù)裝置憑借其數(shù)學(xué)運(yùn)算、記憶、邏輯處理、自適應(yīng)性、綜合決策功能，以及配置靈活等特點(diǎn)將逐步取代傳統(tǒng)的電磁型保護(hù)，成為大型和超大型發(fā)變機(jī)組的主要保護(hù)設(shè)備。</p>

26、<p>　　1.2電力系統(tǒng)元件保護(hù)運(yùn)行現(xiàn)狀分析</p><p>　　1.2.1元件保護(hù)運(yùn)行情況概述</p><p>　　2009年運(yùn)行中，全國電力系統(tǒng)元件保護(hù)正確動(dòng)作率93.49％，其中：1OOMW及以上</p><p>　　發(fā)電機(jī)保護(hù)正確動(dòng)作率98.18％；220kV及以上變壓器保護(hù)正確動(dòng)作率82.54％；220kV及以上母線保護(hù)正確動(dòng)作率81.05％

27、；并聯(lián)電抗器保護(hù)正確動(dòng)作率60.00％。</p><p>　　1.2.2發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)不正確動(dòng)作情況分析</p><p>　　2009年運(yùn)行中，100MW及以上發(fā)電機(jī)保護(hù)正確動(dòng)作率98．18％，比2008年準(zhǔn)確動(dòng)作率(97．07％)提高了1．11個(gè)百分點(diǎn)。造成發(fā)電機(jī)不正確動(dòng)作的主要原因：運(yùn)行維護(hù)管理不善占發(fā)電機(jī)保護(hù)不正確動(dòng)作相當(dāng)大的比重。另外，影響發(fā)電機(jī)保護(hù)正確動(dòng)作的還有制造質(zhì)量不

28、良、元件老化，以及原理缺陷，保護(hù)抗干擾性能差，CPU死機(jī)，元器件老化等等。</p><p>　　2002年上半年元件保護(hù)裝置共動(dòng)作483次，正確動(dòng)作432次，不正確動(dòng)作51次，其正確動(dòng)作率為89．44％。2002年上半年造成100MW及以上發(fā)電機(jī)保護(hù)不正確動(dòng)作的原因，主要是運(yùn)行管理上的闖題：有運(yùn)行維護(hù)不良、整定計(jì)算錯(cuò)誤、誤碰?；ú块T的調(diào)試質(zhì)量不良，還有制造質(zhì)量不良等等。多次造成發(fā)電機(jī)保護(hù)不正確動(dòng)作原因主要有：電

29、壓互感器二次回路上端子接線松動(dòng)，引起保護(hù)裝置交流回路諧振產(chǎn)生過電壓；因下雨造成發(fā)電機(jī)出口A相PT柜進(jìn)水短路；發(fā)電機(jī)不對(duì)稱負(fù)荷保護(hù)整定不當(dāng)誤動(dòng)跳閘；發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)中高廠變高壓側(cè)TA變比錯(cuò)誤；保護(hù)裝置引線虛焊接觸不良；縱差保護(hù)電流采樣異常，保護(hù)用的A/D模塊插件內(nèi)部存在故障；比率制動(dòng)特性偏移造成保護(hù)誤動(dòng)，等等。</p><p>　　1.3國內(nèi)外發(fā)變組微機(jī)保護(hù)的發(fā)展及理論研究</p><p>　

30、　因?yàn)榇笮桶l(fā)變組微機(jī)保護(hù)技術(shù)含量較高，國外只有少數(shù)著名的電氣設(shè)備公司有相應(yīng)產(chǎn)品，如GEC．阿爾斯通的LGPG型發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，ABB公司的REG216型發(fā)變組保護(hù)裝置，GE公司的GE’SDGP型發(fā)電機(jī)保護(hù)，還有西門子公司的7UM622等系列產(chǎn)品。與國內(nèi)的機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品相比，這些保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工藝水平較高，調(diào)試軟件的功能較完備，人機(jī)接口良好，閥世較早，具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　國內(nèi)微機(jī)發(fā)變組保

31、護(hù)裝置的研制始于八十年代初，主要以東南大學(xué)史世文教授帶領(lǐng)的學(xué)術(shù)梯隊(duì)為代表。1994年至1996年，先后有四套微機(jī)發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置通過鑒定。隨后，國內(nèi)幾家主要的電氣設(shè)備公司與東南大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、華北電力大學(xué)等高校合作研制，引用新原理和新的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展成果，進(jìn)一步改善發(fā)變組保護(hù)裝置性能?，F(xiàn)投入市場(chǎng)的比較典型的有：南自的DGTS01型發(fā)變組保護(hù)，許繼的WFB-800型發(fā)變組保護(hù)，南瑞RCS985型發(fā)變組保護(hù)等。這些裝置在

32、保護(hù)新原理的應(yīng)用以及動(dòng)作性能上具有一定的優(yōu)勢(shì)，也更符合國內(nèi)的要求。</p><p>　　經(jīng)過數(shù)年的運(yùn)行實(shí)踐，國內(nèi)的發(fā)變組微機(jī)繼電保護(hù)裝置積累了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也暴露出一些不足，例如：保護(hù)應(yīng)該以簡單的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來提高其可靠性，在我國，由于電力系統(tǒng)比較薄弱，很多由系統(tǒng)解決的問題交由保護(hù)來解決，使得繼電保護(hù)復(fù)雜而且脆弱；機(jī)組容量級(jí)別多，電壓等級(jí)多，主接線類型多更使主設(shè)備保護(hù)復(fù)雜化，而且對(duì)于同樣的一次設(shè)備和一次系統(tǒng)，由于

33、保護(hù)人員和設(shè)計(jì)人員對(duì)保護(hù)理解的差異，保護(hù)配置的內(nèi)容相差也較大。另一方面，國內(nèi)電力建設(shè)的快速發(fā)展需要開發(fā)新的保護(hù)裝置，以滿足其結(jié)構(gòu)簡潔明晰，性能可靠完備、硬軟件模塊化、配置更靈活要求。</p><p>　　1.4數(shù)字式發(fā)變組保護(hù)的熱點(diǎn)問題探討</p><p>　　一般認(rèn)為加快保護(hù)的動(dòng)作速度可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但也應(yīng)考慮到，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定影響不大的主設(shè)備，將保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間略微延長一點(diǎn)使得保護(hù)裝置

34、能確保判據(jù)的準(zhǔn)確性，則可以大大增強(qiáng)保護(hù)裝置的可靠性。因此，主設(shè)備對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的敏感程度分析對(duì)合理處理保護(hù)可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的問題有很重要的作用。</p><p>　　在比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)中，制動(dòng)系數(shù)和制動(dòng)曲線的斜率是兩回事，但是在現(xiàn)場(chǎng)中往往將之混淆，不同的制動(dòng)特性曲線套用同一個(gè)斜率。將發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)整定導(dǎo)則和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相結(jié)合的實(shí)用化整定軟件的開發(fā)和推廣使用也將是一個(gè)熱點(diǎn)。</p><p&

35、gt;　　上個(gè)世紀(jì)90年代以來，開展了自適應(yīng)保護(hù)及人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，對(duì)于后者盡管迄今不太成熟，但在繼電保護(hù)智能化方面開辟了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。其主要研究方向包括：模糊數(shù)學(xué)和模糊集理論；專家系統(tǒng)應(yīng)用研究；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究。網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)的作用將不只限于切除故障元件和限制故障影響范圍，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。各個(gè)保護(hù)單元都能通過網(wǎng)絡(luò)共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，保護(hù)裝置得到的系統(tǒng)故障信息越多，對(duì)故障元件故障性質(zhì)

36、，故障位置的判斷就越準(zhǔn)確。</p><p>　　目前，對(duì)自適應(yīng)原理的研究已經(jīng)取得了一些成果，主要是利用就地電量和非電量信息來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)保護(hù)；進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)化自適應(yīng)保護(hù)則基于全網(wǎng)信息的自適應(yīng)保護(hù)，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)變化。</p><p>　　微機(jī)保護(hù)通常使用的信號(hào)分析工具是傅立葉算法，它是純頻域的分析方法，在時(shí)域沒有分析能力，不適合對(duì)突變信號(hào)進(jìn)行時(shí)一頻分析。

37、而小波分析則通過把信號(hào)分解為不同位置和尺度的小波函數(shù)，使其在時(shí)域和頻域都具有良好的局部化性能。小波分析在主設(shè)備保護(hù)的應(yīng)用著眼于用小波分析捕捉和處理微弱突變信號(hào)的能力進(jìn)行有效的狀態(tài)檢測(cè)和利用小波尋找新的故障特征。</p><p>　　1.5本課題的主要任務(wù)</p><p>　　本文的通過充分利用資料，了解目前國內(nèi)外大型發(fā)變組保護(hù)的主要配置，并結(jié)合國內(nèi)外大型機(jī)組，尤其是蘭溪某電廠4臺(tái)機(jī)組的發(fā)變

38、組保護(hù)運(yùn)行過程中存在的問題，對(duì)現(xiàn)代的發(fā)變組保護(hù)的原理、存在問題、改進(jìn)措施等作一闡述。提出大型火力發(fā)電機(jī)組更加完善的保護(hù)配置，并分析勵(lì)磁變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因分析，提出了勵(lì)磁變不能設(shè)差動(dòng)這一觀點(diǎn)。本文以蘭溪某電廠匝間保護(hù)邏輯分析為例來闡明本人對(duì)負(fù)序功率方向宜采取允許式和閉鎖式的看法；通過對(duì)蘭溪電廠及幾個(gè)省內(nèi)電廠轉(zhuǎn)子接地保護(hù)誤動(dòng)或誤報(bào)警的事例來分析幾種不同原理的轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)；通過逆功率保護(hù)、匝間保護(hù)等幾個(gè)在整定過程中存在的問題來說明保護(hù)

39、配置的必要性。</p><p>　　分析得出發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置完全縱差保護(hù)，裂相保護(hù)和中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)是合理的，定子分支結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選擇中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)；分析了主保護(hù)的雙重化配置，無縱差保護(hù)，但發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)能很好的保護(hù)內(nèi)部相間短路故障或內(nèi)部匝間短路故障，只是不能很好地檢測(cè)發(fā)電機(jī)三相同時(shí)短路故障，保護(hù)可靠性略有降低；針對(duì)大型發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，討論了大機(jī)組后備主保護(hù)配置的合理性。</p>

40、<p>　　通過發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)在某電廠的應(yīng)用，進(jìn)行大型機(jī)組逆功率保護(hù)運(yùn)行分析研究，通過機(jī)組逆功率保護(hù)動(dòng)作過程，論證大型發(fā)變機(jī)組加裝逆功率保護(hù)是非常必要的，根據(jù)發(fā)電機(jī)及調(diào)速器的特點(diǎn)提出了逆功率保護(hù)動(dòng)作不需要加閉鎖條件，定值分兩端整定，經(jīng)短延時(shí)出口的改進(jìn)方案。研究機(jī)組保護(hù)中性點(diǎn)電流互感器TA的配置對(duì)保護(hù)的影響，借助機(jī)組中性點(diǎn)TA故障致使保護(hù)誤動(dòng)作事件來分析說明：對(duì)于定子多分支發(fā)電機(jī)，配置保護(hù)時(shí)，除了考慮保護(hù)的完備可靠之外更應(yīng)該慎

41、重考慮TA的安裝位置，應(yīng)考慮TA散熱效果及使用環(huán)境。最后對(duì)發(fā)電機(jī)組軸電流保護(hù)及相關(guān)非電量保護(hù)進(jìn)行分析，論證加裝軸電流保護(hù)對(duì)發(fā)變機(jī)組的軸瓦免受電腐蝕是非常必要的，通過目前軸電流保護(hù)應(yīng)用情況，提出在大軸加裝TA測(cè)軸電流方案，論證了機(jī)組相關(guān)非電量保護(hù)如機(jī)組過速保護(hù)．水內(nèi)冷機(jī)組純水系統(tǒng)保護(hù)對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行的重要性。對(duì)大型發(fā)電機(jī)組保護(hù)配置的完備性進(jìn)行分析。</p><p><b>　　2發(fā)電機(jī)保護(hù)配置</b&

42、gt;</p><p>　　2.1發(fā)電機(jī)故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)</p><p>　　故障類型有定子繞組相間短路；定子繞組匝間短路，可能發(fā)展為單相接地短路和相間短路；定子繞組單相接地，較常見，可造成鐵芯燒傷或局部融化；轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地和兩點(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?qū)⑥D(zhuǎn)子繞組燒損。</p><p>　　

43、不正常運(yùn)行狀態(tài)有由于外部短路引起的定子繞組過電流；由于負(fù)荷等超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起的三相對(duì)稱過負(fù)荷，溫度升高，絕緣老化；由于外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流和過負(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，而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)重大事故。此外，引起發(fā)電機(jī)的100hz的振動(dòng)；由于突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過電壓，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)過電壓，造成發(fā)電機(jī)繞組絕緣擊穿；由于勵(lì)磁回

44、路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；由于汽輪機(jī)主氣門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率，當(dāng)機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作或調(diào)速控制回路故障以及某些人為因素造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)吸收有功功率，即逆功率；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。</p><p>　　2.2發(fā)電機(jī)保護(hù)類型</p><p>　　發(fā)電機(jī)保護(hù)類型有發(fā)

45、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)；發(fā)電機(jī)橫差動(dòng)保護(hù)，定子繞組一相匝間短路的保護(hù)；發(fā)電機(jī)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)；發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)，反應(yīng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失；發(fā)電機(jī)過電流保護(hù)，反應(yīng)外部短路引起的過電流，同時(shí)兼作縱差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)；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；過負(fù)荷保護(hù)，發(fā)電機(jī)長時(shí)間超過額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)作用于信號(hào)的保護(hù)；過電壓保護(hù)，反應(yīng)突

46、然甩負(fù)荷而出現(xiàn)的過電壓；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)；轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)，逆功率保護(hù)。</p><p>　　2.3各保護(hù)的基本原理與配置原則</p><p>　　2.3.1 發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　保護(hù)基本原理：比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流的大小和相位，它是反映發(fā)電機(jī)及其引出線的相間故障。發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成的兩側(cè)電流互感器同變比，同

47、型號(hào)。</p><p>　　縱差保護(hù)作用：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路，是發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)。</p><p>　　縱差動(dòng)保護(hù)整定方法按照以下兩個(gè)原則來整定：在正常情況下，電流互感器二次回路斷線時(shí)保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)。 </p><p>　　繼電器的起動(dòng)電流為 </p><p><b>　　(2-2)</b></p

48、><p>　　保護(hù)裝置的起動(dòng)電流，按躲開外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定。</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　再根據(jù)前面對(duì)不平衡電流的分析，有 </p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　2.3.2 發(fā)電機(jī)匝間短路的橫差動(dòng)

49、保護(hù)</p><p>　　橫差動(dòng)保護(hù)原理：在大容量發(fā)電機(jī)中，由于額定電流很大，其每相都是由兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的繞組組成。在正常運(yùn)行的時(shí)候，各繞組中的電動(dòng)勢(shì)相等，流過相等的負(fù)荷電流。而當(dāng)任一繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，繞組中的電動(dòng)勢(shì)就不再相等，因而會(huì)出現(xiàn)因電動(dòng)勢(shì)差而在各繞組間產(chǎn)生均衡電流。利用這個(gè)環(huán)流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)。</p><p>　　橫差動(dòng)保護(hù)有兩種接線方式：一種是每相裝設(shè)

50、兩個(gè)電流互感器和一個(gè)繼電器構(gòu)成單獨(dú)的保護(hù)，三相共需要六個(gè)互感器和三個(gè)繼電器。由于這種方式接線復(fù)雜，保護(hù)中的不平衡電流較大，在實(shí)際中已經(jīng)很少采用。</p><p>　　目前廣泛應(yīng)用的接線方式是只用一個(gè)互感器裝于發(fā)電機(jī)兩組星形中點(diǎn)的連線上，其本質(zhì)是把一半繞組的三相電流之和去與另一半繞組三相電流之和進(jìn)行比較。這種接線方式?jīng)]有由于互感器誤差所引起的不平衡電流，其起動(dòng)電流比較小，靈敏度高，且接線非常簡單。</p>

51、;<p>　　保護(hù)動(dòng)作電流：應(yīng)按躲過系統(tǒng)內(nèi)不對(duì)稱短路或發(fā)電機(jī)失磁失步時(shí)轉(zhuǎn)子偏心產(chǎn)生的最大不平衡電流來整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)一般可采用下式計(jì)算，即 </p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：與轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作延時(shí)相配合。一般取 </p><p><b>　　(2-6)</b>

52、;</p><p>　　2.3.3發(fā)電機(jī)100%定子繞組單相接地保護(hù)</p><p>　　發(fā)電機(jī)100%定子繞組接地保護(hù)種類很多，廣泛使用的是利用三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子繞組接地保護(hù)。該保護(hù)保護(hù)一般由兩部分組成：一部分是零序電壓保護(hù)，保護(hù)定子繞組的85%以上；另一部分利用發(fā)電機(jī)三次諧波電壓構(gòu)成，它用來消除零序電壓保護(hù)的死區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)100%定子繞組的接地保護(hù)。為可靠起見，兩部分保

53、護(hù)區(qū)有一段重疊。利用發(fā)電機(jī)三次諧波電壓構(gòu)成的部分</p><p>　　保護(hù)原理：是利用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和出線端的三次諧波電壓在正常運(yùn)行和接地故障時(shí)變化相反的特點(diǎn)構(gòu)成。正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的三次諧波電壓比發(fā)電機(jī)出線端的三次諧波電壓大；而在發(fā)電機(jī)內(nèi)部定子接地時(shí)，出線端的三次諧波卻比中性點(diǎn)的大。利用這個(gè)特點(diǎn)，使發(fā)電機(jī)出口的三次諧波電壓成為動(dòng)作分量，而使中性點(diǎn)的三次諧波分量成為制動(dòng)分量，從而使發(fā)電機(jī)出口三次諧波電壓大于中

54、性點(diǎn)三次諧波電壓時(shí)讓繼電器動(dòng)作。這樣，保護(hù)就會(huì)在正常時(shí)制動(dòng)，而在定子繞組接地時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。</p><p>　　2.3.4 發(fā)電機(jī)的負(fù)序過流保護(hù)</p><p>　　負(fù)序過電流產(chǎn)生原因及其的危害：當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路或在正常運(yùn)行情況下三相負(fù)荷不平衡時(shí)，在發(fā)電機(jī)定于繞組中將出現(xiàn)負(fù)序電流。此電流在發(fā)電機(jī)空氣隙中建立的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子為兩倍的同步轉(zhuǎn)速，因此將在轉(zhuǎn)子繞組、阻尼繞組以及

55、轉(zhuǎn)子鐵心等部件上感應(yīng)100Hz的倍頻電流，該電流使得轉(zhuǎn)子上電流密度很大的某些部位(如轉(zhuǎn)子端部、擴(kuò)環(huán)內(nèi)表面等)，可能出現(xiàn)局部的灼傷，甚至可能使擴(kuò)環(huán)受熱松脫，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的重大事故。此外，負(fù)序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流之間，以及正序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生的100Hz交變電磁轉(zhuǎn)矩，將同時(shí)作用在轉(zhuǎn)子大軸和定于機(jī)座上，從而引起100Hz的振動(dòng)。</p><p>　　負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子中所引起的發(fā)熱量，正比于負(fù)序電流

56、的平方及所持續(xù)時(shí)間的乘積。不使轉(zhuǎn)子過熱所允許的負(fù)序電流和時(shí)間的關(guān)系</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　式中：i2——流經(jīng)發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流值；</p><p>　　t——i2所持續(xù)的時(shí)間；</p><p>　　——在時(shí)間t內(nèi)的平均值，使用中應(yīng)采用以發(fā)電機(jī)額定電流為基準(zhǔn)的標(biāo)么值；</p

57、><p>　　A——與發(fā)電機(jī)型式和冷卻方式有關(guān)的常數(shù)。</p><p>　　同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流保護(hù)原理：保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的電流大小, 保護(hù)一般由兩部分組成，即定時(shí)限過負(fù)荷與反時(shí)限過流。反時(shí)限過流。反時(shí)限特性曲線由三個(gè)部分組成： 上限定時(shí)限；反時(shí)限；下限定時(shí)限。</p><p>　　當(dāng)發(fā)電機(jī)電流大于上限整定值時(shí)，則按上限定時(shí)限動(dòng)作；如果電流超過下限整定值，但不足以

58、使反時(shí)限部分動(dòng)作時(shí)，則按下時(shí)限動(dòng)作；電流在此間則按反時(shí)限規(guī)律。</p><p>　　為了使轉(zhuǎn)子不致過熱，則</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　圖2-1發(fā)電機(jī)允許負(fù)序電流與持續(xù)時(shí)間的關(guān)系圖</p><p>　　曲線表明：發(fā)電機(jī)允許負(fù)序電流的時(shí)間是隨I2大小而變化,針對(duì)此情況，裝設(shè)發(fā)電機(jī)負(fù)序過流保護(hù)

59、。</p><p>　　負(fù)序定時(shí)限過流保護(hù)由兩段式構(gòu)成：I段經(jīng)t1延時(shí)動(dòng)作于跳閘；Ⅱ段 段經(jīng)t2延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。</p><p>　　1、在ab段內(nèi)：t1大于允許時(shí)間, 對(duì)發(fā)電機(jī)不安全；</p><p>　　2、在bc段內(nèi)：t1小于允許時(shí)間,未充分利用發(fā)電機(jī)的承受負(fù)序電流的能力；</p><p>　

60、　3、在cd段內(nèi)：發(fā)信號(hào)，而靠近d點(diǎn)時(shí)，由于運(yùn)行人員處理的時(shí)間已大于允許時(shí)間,對(duì)發(fā)電機(jī)安全來講不利；</p><p>　　4、在de段內(nèi)，保護(hù)根本不反應(yīng)。</p><p>　　負(fù)序反時(shí)限過流保護(hù)保護(hù)用于防止發(fā)電機(jī)因過負(fù)荷而引起發(fā)電機(jī)定子繞組過熱，上圖反應(yīng)了反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作特性與允許負(fù)序電流反時(shí)限之間的配合關(guān)系，由于動(dòng)作特性曲線在允許曲線之下,對(duì)發(fā)電機(jī)的安全來講是絕對(duì)有利的。但是由長期

61、運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明≦在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)是偏于保守，實(shí)際持續(xù)允許的負(fù)序電流比所確定的值要大。因此負(fù)序反時(shí)限過流保護(hù)的動(dòng)作特性通?？梢栽谠试S的負(fù)序電流曲線之上，此時(shí)保護(hù)裝置的動(dòng)作特性可表示為</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　α——修正常數(shù)（考慮到轉(zhuǎn)子的散熱條件）</p><p>　　圖2-2 負(fù)序保護(hù)電流時(shí)間圖<

62、/p><p>　　2.3.5發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù) </p><p>　　失磁的原因：勵(lì)磁回路開路，勵(lì)磁繞組斷線，滅磁開關(guān)誤動(dòng)作，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的自動(dòng)開關(guān)誤動(dòng)，可控硅勵(lì)磁裝置中部分元件損壞；勵(lì)磁繞組由于長期發(fā)熱，絕緣老化或損壞引起短路；運(yùn)行人員誤調(diào)整等。</p><p>　　失磁后的物理過程δ<90°發(fā)電機(jī)未失步——同步振蕩階段；δ=90°靜穩(wěn)定極限角

63、——臨界失步狀態(tài)；δ>90°轉(zhuǎn)子加速劇烈——異步運(yùn)行階段。</p><p>　　失磁的危害有轉(zhuǎn)子中fG-fS的差頻電流過熱。失磁后，若不失步，無直接危害。失步后，對(duì)發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)有不利影響，故應(yīng)裝設(shè)專門的失磁保護(hù) 。</p><p>　　裝設(shè)原則： 100MW以下失磁對(duì)電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機(jī)和100MW以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。對(duì)600MW的發(fā)電機(jī)可裝設(shè)雙重化的

64、失磁保護(hù)。</p><p>　　失磁后，功角 δ 逐漸增大，當(dāng)功角 δ=0 時(shí)，其機(jī)端測(cè)量阻抗沿等有功阻抗圓向第四象限變化；</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　失磁后，失步前機(jī)端阻抗的特點(diǎn)有：圓的大小與P有關(guān)，P增大則圓的半徑減小。 </p><p>　　失磁前，發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)送無功，Q為

65、正，ZK位于第Ⅰ象限。 </p><p>　　失磁后，隨Q的變化，Q由正變成負(fù)，ZK從Ⅰ到Ⅳ象限，圓越小，從Ⅰ到Ⅳ越快。 </p><p>　　圓的位置與jXs有關(guān)。</p><p><b>　　臨界失步點(diǎn)</b></p><p>　　等無功阻抗圓(δ=90°)</p><p><

66、b>　　(2-10)</b></p><p>　　圖2-3 臨界失步(或靜穩(wěn)極限)阻抗圓</p><p>　　失步后的阻抗軌跡，最終將穩(wěn)定在第四象限內(nèi)的異步邊界阻抗圓內(nèi)。</p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其機(jī)端測(cè)量阻抗位于阻抗復(fù)平面第一象限的ａ

67、點(diǎn)，</p><p>　?。?）失磁后，其機(jī)端測(cè)量阻抗沿等有功阻抗圓向第四象限變化；</p><p>　?。?）臨界失步時(shí)達(dá)到等有功阻抗圓與等無功阻抗圓的交點(diǎn)——ｂ點(diǎn)。</p><p>　?。?）進(jìn)入等無功阻抗圓內(nèi)，并最終穩(wěn)定運(yùn)行在ｃ點(diǎn)附近。</p><p><b>　　主要判據(jù)：</b></p><

68、p>　?。?）阻抗整定邊界：常為靜穩(wěn)邊界圓或異步邊界圓，或逆無功判據(jù)；</p><p>　?。?）高壓側(cè)母線低電壓判據(jù)：以防止母線電壓降到不能維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的水平；</p><p>　?。?）定子過電流判據(jù)：用以判斷失此后機(jī)組運(yùn)行是否安全。</p><p>　　輔助判據(jù)和閉鎖措施：</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)：可以較早的

69、發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)是否失磁；</p><p>　?。?）不出現(xiàn)負(fù)序分量</p><p>　　（3）振蕩閉鎖措施：用延時(shí)躲過振蕩</p><p>　?。?）電壓回路斷線閉鎖元件：當(dāng)電壓回路發(fā)生斷線時(shí)將保護(hù)裝置解除工作 </p><p>　　逆無功原理發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)保護(hù)構(gòu)成原理：逆無功原理的失磁保護(hù)主判據(jù)是逆無功和定子過電流。失磁的危害判據(jù)有系統(tǒng)低電壓和

70、機(jī)端低電壓，用來判別發(fā)電機(jī)失磁對(duì)系統(tǒng)及對(duì)廠用電的影響 為減少發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)的危害程度，采用發(fā)電機(jī)有功功率判據(jù)。</p><p>　　阻抗原理的失磁保護(hù)保護(hù)構(gòu)成原理：主判據(jù)是機(jī)端測(cè)量阻抗判據(jù)。失磁的危害判據(jù)有系統(tǒng)低電壓、定子過電流和機(jī)端低電壓，用來判別發(fā)電機(jī)失磁對(duì)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及對(duì)廠用電的影響。延時(shí)躲振蕩，通常整定為1~1.5s，同時(shí)也可避開外部短路可能引起的誤動(dòng)作。</p><p>　　圖

71、2-4 失磁保護(hù)邏輯框圖 </p><p>　　2.3.6勵(lì)磁回路接地保護(hù) </p><p>　　勵(lì)磁回路故障的原因及危害有破壞了氣隙磁通的對(duì)稱性，引起發(fā)電機(jī)劇烈振動(dòng)； 部分繞組中將由于過電流而過熱，燒壞轉(zhuǎn)子，也可能使轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)的汽缸等部件磁化；高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子由于其勵(lì)磁電流分布不均，從而和定子三相電流形成不對(duì)稱電磁力，使轉(zhuǎn)子發(fā)生機(jī)械損壞。</p><p>

72、　　保護(hù)的裝設(shè)原則為水輪發(fā)電機(jī)裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)，一般不裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)。汽輪發(fā)電機(jī)裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)及兩點(diǎn)接地保護(hù)當(dāng)一點(diǎn)接地時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，若又發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于停機(jī)。大型機(jī)組可不裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)。常用的保護(hù)：勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地檢查裝置。適用范圍：1MW以下的水輪發(fā)電機(jī)和容量在100MW以下的汽輪發(fā)電機(jī)。</p><p>　　基本原理：定期檢測(cè)勵(lì)磁回路正、負(fù)極對(duì)地電壓的大小 </p&g

73、t;<p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　若則表示勵(lì)磁回路正常； </p><p>　　若則表示勵(lì)磁回路發(fā)生了</p><p>　　特點(diǎn)：當(dāng)接地發(fā)生在繞組中部，檢測(cè)裝置不能發(fā)現(xiàn)故障，存在“死區(qū)”。 </p><p>　　圖2-6 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子保護(hù)的邏輯圖</p

74、><p><b>　　保護(hù)的特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）轉(zhuǎn)子分布電容對(duì)測(cè)量無影響。</p><p>　　（2）發(fā)電機(jī)起動(dòng)，轉(zhuǎn)子無電壓時(shí)，保護(hù)不失去作用。</p><p>　　發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)：</p><p>　　1、電橋原理轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù) </p><p

75、>　　圖2-7 電橋原理轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)原理框圖</p><p><b>　　保護(hù)原理：</b></p><p>　?。?）正常運(yùn)行時(shí)，電橋平衡，電流繼電器中無電流流過</p><p>　　（2）在勵(lì)磁繞組發(fā)生一點(diǎn)接地后，電橋的平衡被破壞，毫安表中有輸出，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使電橋達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，兩點(diǎn)接地保護(hù)被投入。 </p

76、><p>　?。?）當(dāng)勵(lì)磁繞組第二點(diǎn)接地時(shí)，電橋的平衡破壞，電流繼電器中有電流流過。如果流過繼電器中的電流大于其整定電流時(shí)，則保護(hù)動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　2、反映定子電壓二次諧波的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù) </p><p><b>　　保護(hù)的原理：</b></p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地時(shí)，其氣隙磁場(chǎng)將發(fā)

77、生畸變，定子繞組中將產(chǎn)生2次諧波負(fù)序分量。</p><p>　　（2）在轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后，自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)在轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后，自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p>　　為轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作條件。</p><p>　　2.3.7 發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)</p

78、><p>　　1、復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)</p><p>　　適用范圍：1MW以下的發(fā)電機(jī)和升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求的降壓變壓器 </p><p><b>　　構(gòu)成：</b></p><p><b>　　A．電壓元件：</b></p><p>　　

79、（1）負(fù)序電壓元件和反映相間電壓的低電壓元件，兩者構(gòu)成或門關(guān)系</p><p>　?。?）負(fù)序電壓元件主要針對(duì)于不對(duì)稱故障，提高了反應(yīng)不對(duì)稱故障的保護(hù)的靈敏度；</p><p>　?。?） 低電壓元件主要反映對(duì)稱故障，靈敏度較高。</p><p><b>　　B．記憶元件</b></p><p>　　采用加記憶元件或利用

80、低電壓自保持，以防止保護(hù)裝置中途返回。</p><p>　　2、負(fù)序電流和單相式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)</p><p>　　適用范圍：50MW以上發(fā)電機(jī)和63MVA及以上升壓變壓器 </p><p><b>　　構(gòu)成：</b></p><p>　?。?）負(fù)序電流元件和單相式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù) </p>

81、<p>　?。?）負(fù)序電流元件用來反應(yīng)不對(duì)稱故障；</p><p>　?。?）單相式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)主要反映對(duì)稱故障。</p><p><b>　　3、低阻抗保護(hù)</b></p><p>　　適用范圍：330~500kV大型升壓及降壓變壓器。</p><p>　　作用：作為變壓器引線、母線、相鄰線路相間故

82、障后備保護(hù)</p><p>　　2.3.8同步發(fā)電機(jī)失步保護(hù)、逆功率保護(hù)、低頻保護(hù) </p><p><b>　　1、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)</b></p><p>　　失步：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生諸如負(fù)荷突變、短路等破壞能量平衡的事故時(shí)，引起不穩(wěn)定振蕩，使一臺(tái)或多臺(tái)同步電機(jī)失去同步，進(jìn)而使電網(wǎng)中兩個(gè)或更多的部分不再運(yùn)行于同步狀態(tài)。</p>&l

83、t;p><b>　　發(fā)電機(jī)失步的危害：</b></p><p>　?。?）使發(fā)電機(jī)組遭受力和熱的損傷，</p><p>　?。?）周期性作用在旋轉(zhuǎn)軸系上的振蕩扭矩，可能使大軸扭傷或縮短運(yùn)行壽命。</p><p><b>　　保護(hù)的配置：</b></p><p>　?。?）中小型發(fā)電機(jī)組的失步故

84、障一般由運(yùn)行值班人員處理，不裝失步保護(hù)。</p><p>　?。?）對(duì)大型發(fā)電機(jī)(特別是汽輪發(fā)電機(jī))，必須有相應(yīng)的失步保護(hù)。</p><p>　　對(duì)失步保護(hù)的基本技術(shù)要求：</p><p>　?。?） 能正確區(qū)分短路與振蕩、穩(wěn)定振蕩和失步振蕩，失步保護(hù)只在失步振蕩時(shí)動(dòng)作。</p><p>　?。?） 失步保護(hù)動(dòng)作后的行為應(yīng)由系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的

85、要求決定，不應(yīng)立即動(dòng)作于跳閘；而應(yīng)在振蕩次數(shù)或持續(xù)時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)動(dòng)作。</p><p>　?。?）應(yīng)能選擇切斷電流較小的時(shí)刻使發(fā)電機(jī)跳閘。 </p><p>　　2、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)</p><p>　　逆功率的危害：逆功率運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)并無直接危害，但殘留在汽輪機(jī)尾部的蒸汽與長葉片摩擦，會(huì)使葉片過熱。</p><p>　　作用：防止發(fā)電機(jī)處于

86、逆功率運(yùn)行。</p><p>　　我國目前要求在200MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)組上裝設(shè)逆功率保護(hù)。</p><p>　　延時(shí)分兩段，短延時(shí)1.0~1.5s動(dòng)作于信號(hào)，長延時(shí)2～3min動(dòng)作于跳閘。 </p><p><b>　　3、發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)</b></p><p>　　低頻的危害：接近葉片自振頻率時(shí)，將導(dǎo)致共振，使材料

87、疲勞，材料的疲勞是一個(gè)不可逆的積累過程，若達(dá)到材料所不允許的限度時(shí)，葉片就有可能斷裂，造成嚴(yán)重事故 </p><p><b>　　對(duì)低頻保護(hù)的要求</b></p><p>　?。?）能監(jiān)視當(dāng)前頻率狀況，</p><p>　?。?） 能在發(fā)生低頻工況時(shí)，根據(jù)預(yù)先劃分的頻率段自動(dòng)累計(jì)各段異常運(yùn)行的時(shí)間，達(dá)到任一頻率段相應(yīng)的規(guī)定累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，保護(hù)均動(dòng)

88、作于聲光信號(hào)告警。 </p><p>　?。?）在并網(wǎng)前及解列后低頻保護(hù)應(yīng)退出，并網(wǎng)后自動(dòng)投入。</p><p>　　機(jī)組允許的運(yùn)行頻率及相應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間</p><p>　　2.3.9同步發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù) </p><p>　　1、發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù)</p><p>　　我國繼電保護(hù)規(guī)程規(guī)定，對(duì)頻率降低和電壓升高引起的

89、鐵心工作磁密過高，300MW及以上發(fā)電機(jī)和500kV變壓器應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。 </p><p><b>　　產(chǎn)生過勵(lì)磁的原因：</b></p><p>　　（1）產(chǎn)生過勵(lì)磁的原因主要有電壓的升高或頻率的降低。</p><p>　　（2）通過測(cè)量電壓U和頻率f就能確定勵(lì)磁情況。</p><p>　　兩段式定時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)&

90、lt;/p><p>　?。?）第一段：過勵(lì)磁倍數(shù)整定值1.18～1.20，延時(shí)2～6s； </p><p>　　（2）第二段：過勵(lì)磁倍數(shù)整定值1.10，延時(shí)45～60s。</p><p>　　圖2-9 異常工況保護(hù)邏輯圖</p><p>　　2、發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)</p><p>　　若發(fā)電機(jī)在滿負(fù)荷下突然甩去全部負(fù)荷，

91、由于調(diào)速系統(tǒng)和自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置有一定慣性，轉(zhuǎn)速將上升，勵(lì)磁電流不能突變，發(fā)電機(jī)電壓在較短時(shí)間內(nèi)升高，其值可能達(dá)到1.3～1.5倍額定電壓，持續(xù)時(shí)間可能達(dá)到幾秒。</p><p>　　我國通常采用簡單的一段式或兩段式定時(shí)限過電壓保護(hù)，一般第Ⅰ段時(shí)間發(fā)信，第Ⅱ段時(shí)間跳閘。 </p><p><b>　　誤上電保護(hù)原則：</b></p><p>　　

92、（1）容量在600MW及以上的發(fā)電機(jī)組，要求裝設(shè)誤上電保護(hù)。</p><p>　?。?） 第一階段：開機(jī)→合磁場(chǎng)開關(guān)，在這期間，由于無勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)不可能進(jìn)行并網(wǎng)操作，因此只要發(fā)電機(jī)斷路器合閘和定子有電流，則必然為誤上電，瞬時(shí)跳閘。</p><p>　?。?） 第二階段：合磁場(chǎng)開關(guān)→并網(wǎng)，在這期間，用阻抗元件來區(qū)分并網(wǎng)和誤上電，并且誤上電情況越嚴(yán)重，跳閘也越快。</p><

93、;p>　　（4）誤上電保護(hù)在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后自動(dòng)退出運(yùn)行，解列后自動(dòng)投入運(yùn)行。</p><p><b>　　3、斷路器閃絡(luò)保護(hù)</b></p><p>　　產(chǎn)生的原因:大型發(fā)-變組在與系統(tǒng)進(jìn)行并列的過程中，斷路器主觸頭兩斷口之間可能承受兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)絕對(duì)值之和（δ=1800）的高電壓，有時(shí)會(huì)造成斷路器斷口閃絡(luò)事故。</p><p><b&g

94、t;　　危害：</b></p><p>　?。?）造成斷路器損壞</p><p>　?。?）對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩和負(fù)序電流，對(duì)機(jī)組安全不利</p><p>　?。?）可能引發(fā)事故擴(kuò)大，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行</p><p><b>　　原理</b></p><p>　?。?）在大機(jī)組上裝設(shè)

95、斷口閃絡(luò)保護(hù)如果斷路器未合閘而發(fā)電機(jī)定子有電流，則認(rèn)為斷路器發(fā)生閃絡(luò)</p><p>　　（2）斷路器閃絡(luò)保護(hù)在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后自動(dòng)退出運(yùn)行，解列后自動(dòng)投入運(yùn)行</p><p>　　4、發(fā)電機(jī)啟停機(jī)保護(hù)</p><p>　?。?）通常配置基波零序電壓式定子接地保護(hù)</p><p>　　（2）啟停機(jī)保護(hù)在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后自動(dòng)退出運(yùn)行，解列后自動(dòng)投入運(yùn)行

96、</p><p><b>　　3變壓器保護(hù)配置</b></p><p>　　3.1變壓器的故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)</p><p>　　1、變壓器的故障類型</p><p>　　各相繞組之間的相間短路</p><p>　　油箱內(nèi)部故障 單相繞組部分線匝之間的匝間短路</p>&l

97、t;p>　　單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障</p><p><b>　　引出線的相間短路</b></p><p>　　油箱外部故障 絕緣套管閃爍或破壞引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路</p><p>　　2、變壓器不正常工作狀態(tài)：</p><p>　?。?）外部短路或過負(fù)荷導(dǎo)致過電流</p&g

98、t;<p>　　（2）油箱漏油造成油面降低</p><p>　?。?）外加電壓過高或頻率降低導(dǎo)致過勵(lì)磁等</p><p>　　3、裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置 </p><p>　?。?）瓦斯保護(hù)：防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低，重瓦斯導(dǎo)致跳閘，輕瓦斯觸發(fā)信號(hào)</p&

99、gt;<p>　?。?）縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù) ：防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路</p><p>　?。?）相間短路的后備保護(hù)</p><p><b>　　（4）過電流保護(hù)</b></p><p>　?。?）瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體量的多少和油流速度而動(dòng)作的保護(hù)

100、，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。并且是變壓器鐵芯燒損的唯一保護(hù)方式。由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)</p><p>　　3.2各保護(hù)的基本原理與配置原則</p><p>　　3.2.1 瓦斯保護(hù)</p><p>　　反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體量

101、的多少和油流速度而動(dòng)作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。并且是變壓器鐵芯燒損的唯一保護(hù)方式。由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)</p><p>　　800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯保護(hù)

102、動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。</p><p>　　3.2.2電力變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理：與線路縱差保護(hù)的原理相同，都是比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小。</p><p>　　變壓器差動(dòng)保護(hù)與線路差動(dòng)保護(hù)的區(qū)別：由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不相等再加上變壓器各側(cè)電流的相位往往不相同。因此，為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的正確工作，須適

103、當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，及各側(cè)電流相位的補(bǔ)償使得正常運(yùn)行和區(qū)外短路故障時(shí)，兩側(cè)二次電流相等。</p><p>　　裝設(shè)原則：6300KVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，10000KVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中6300KVA及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。</p><p>　　對(duì)于2000KVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)縱差保

104、護(hù)。</p><p>　　構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原則：</p><p>　　正常運(yùn)行或外部故障時(shí)</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　所以兩側(cè)的CT變比應(yīng)不同，且應(yīng)使</p><p><b>　　(3-2)</b></p>&

105、lt;p><b>　　即：</b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　即按相實(shí)現(xiàn)的縱差動(dòng)保護(hù)，其電流互感器變比的選擇原則是兩側(cè)C

106、T變比的比值等于變壓器的變比。</p><p>　　不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法：理論上，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，Ij=I1"- I2"=0 。實(shí)際上，很多因素使Ij= Ibp≠0 。（Ibp為不平衡電流）</p><p>　　變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則：</p><p>　　1. 縱差動(dòng)保護(hù)起動(dòng)電流的整定原則</p><

107、p>　　（1）躲開變壓器的最大負(fù)荷電流.</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　——可靠系數(shù)取1.3</p><p><b>　　——最大負(fù)荷電流</b></p><p>　　（2）躲開變壓器保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大不平衡電流.</p><p&

108、gt;<b>　　(3-6)</b></p><p>　　——可靠系數(shù)取1.3 </p><p>　　——最大負(fù)荷電流，其計(jì)算公式為： </p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　——變比，扎數(shù)引起的相對(duì)誤差 </p><p>　　——帶

109、負(fù)荷調(diào)壓引起的相對(duì)誤差</p><p>　　——電流互感器容許的最大相對(duì)誤差</p><p><b>　　——非周期分量系數(shù)</b></p><p>　　——電流互感器的同流系數(shù)，取為1</p><p>　　3.2.3 負(fù)序電流及單相式低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)</p><p>　　對(duì)于大容量的發(fā)電機(jī)變

110、壓器組，由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠(yuǎn)后備靈敏度的要求，可采用負(fù)序電流保護(hù)。負(fù)序電流元件和反應(yīng)對(duì)稱短路故障的單相式低壓過電流保護(hù)組成。</p><p>　　負(fù)序電流保護(hù)靈敏度較高，且在星、三角接線的變壓器另一側(cè)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，靈敏度不受影響，接線也較簡單。</p><p>　　保護(hù)的基本原理：當(dāng)過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)可采用低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。只有電壓測(cè)量元件和電流測(cè)

111、量元件同時(shí)動(dòng)作后才能起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)預(yù)定的延時(shí)發(fā)出跳閘脈沖。 </p><p>　　Udz=0.7 Ue.T</p><p>　　圖3-1 低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)原理接線圖 </p><p>　　3.2.4 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)</p><p>　?。?）保護(hù)的基本原理：</p><p>　　由負(fù)序電

112、壓濾過器、過電壓繼電器及低電壓繼電器組成復(fù)合電壓起動(dòng)回路。當(dāng)發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電壓，過壓繼電器動(dòng)作其常閉接點(diǎn)斷開低電壓繼電器失電其常閉接點(diǎn)閉合起動(dòng)中間繼電器，低壓閉鎖開放。若電流繼電器也動(dòng)作，則起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)預(yù)定延時(shí)發(fā)出跳閘脈沖。 </p><p>　　圖3-2 保護(hù)原理接線圖</p><p>　　（2）保護(hù)的整定計(jì)算</p><p><

113、;b>　　電流元件：</b></p><p><b>　　(3-8)</b></p><p><b>　　低電壓元件：</b></p><p><b>　　(3-9)</b></p><p><b>　　火電廠升壓變壓器：</b><

114、/p><p><b>　　(3-10)</b></p><p><b>　　負(fù)序電壓元件：</b></p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　3.2.5變壓器的過負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　變壓器的過負(fù)荷保護(hù)原理：過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)

115、變壓器對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流。保護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。 過負(fù)荷保護(hù)的安裝側(cè)，應(yīng)根據(jù)保護(hù)能反應(yīng)變壓器各側(cè)繞組可能過負(fù)荷情況來選擇，對(duì)雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)。</p><p>　　圖3-3 原理接線圖</p><p>　　過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算：</p><p>　　過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器的額定電流進(jìn)行整定：</

116、p><p>　　過負(fù)荷保護(hù)的延時(shí)應(yīng)比變壓器過電流保護(hù)時(shí)限長一個(gè)時(shí)限階段，一般取10s.</p><p>　　3.2.6變壓器接地保護(hù)</p><p>　　電力系統(tǒng)中，接地故障常常是故障的主要形式，因此，大電流接地系統(tǒng)中的變壓器，一般要求在變壓器上裝設(shè)接地（零序）保護(hù)。作為變壓器本身主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。</p><p>　

117、　而變壓器零序保護(hù)的方式與變壓器的中性點(diǎn)的絕緣水平和接地方式有關(guān)，應(yīng)予分別對(duì)待。</p><p>　?。?）中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序保護(hù)</p><p>　　保護(hù)原理：中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器僅裝設(shè)零序電流保護(hù),其原理如圖所示。保護(hù)用電流互感器裝在中性點(diǎn)的引出線上,通常配置兩段式零序電流保護(hù),每段帶兩級(jí)時(shí)限,以較短的時(shí)限斷開母聯(lián)斷路器或分段斷路器,以縮小故障影響的范圍,以較長的時(shí)限動(dòng)作