發(fā)電機(jī)保護(hù)整定計(jì)算

1、發(fā)電機(jī)保護(hù),一、發(fā)電機(jī)故障及其保護(hù)配置 （一）發(fā)電機(jī)的故障和異常運(yùn)行狀態(tài) 1發(fā)電機(jī)的故障： 定子繞組及引出線相間短路 定子繞組單相匝間短路和分支開焊 定子繞組單相接地 轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地 勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流消失,2發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行狀態(tài) 外部相間短路引起的定子繞組過電流 外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷引起的負(fù)序過 電流和負(fù)序過負(fù)荷 定子繞組三相對(duì)稱過負(fù)荷 突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過電壓 勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間太長(zhǎng)引起的轉(zhuǎn)子繞 組過負(fù)荷 汽輪機(jī)主氣門突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功率,（二）發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置（與容量相關(guān)） 1.定子繞組及其引出線相間短路保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)的主保護(hù) 1mw以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝

2、設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 發(fā)變組 當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，設(shè)單獨(dú) 的縱差保護(hù) 當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時(shí) 100mw以下的發(fā)電機(jī)，設(shè)發(fā)變組共用縱差 100mw以上的發(fā)電機(jī)設(shè)單獨(dú)的縱差保護(hù)，與發(fā)變組共用縱差構(gòu)成雙重主保護(hù),定子繞組單相接地短路保護(hù) 接地電容電流 5a , 動(dòng)作于跳閘 接地電容電流 5a , 動(dòng)作于信號(hào) 100mw及以上發(fā)電機(jī)，設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的單相接地短路保護(hù) 定子繞組單相匝間短路 對(duì)有六個(gè)引出端的雙繞組發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)單、靈敏的單元件橫差保護(hù),4. 發(fā)電機(jī)外部故障引起的定子過流 (1)過流保護(hù) 用于1wm以下的小容量發(fā)電機(jī)保護(hù) (2)復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過流保護(hù) 用于過流保護(hù)靈敏度

3、不足的發(fā)電機(jī)保護(hù) (3)負(fù)序過電流及單相低電壓起動(dòng)的過流保護(hù) 用于用于50wm及以上的發(fā)電機(jī)保護(hù) 5. 發(fā)電機(jī)的其它保護(hù) 定子繞組過負(fù)荷/過電壓 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)失步保護(hù),二、發(fā)電機(jī)縱差/橫差保護(hù) （一）不帶制動(dòng)的縱差保護(hù) 1.保護(hù)動(dòng)作值整定 (1).正常運(yùn)行時(shí),lh二次回路斷線時(shí)保護(hù)不誤動(dòng) iop= krelign/nl ign ：發(fā)電機(jī)額定電流 krel：可靠系數(shù)，取 krel =1.3 為防止在lh二次回路斷線、同時(shí)區(qū)外故障導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，另需設(shè)置lh二次回路斷線監(jiān)視裝置發(fā)出告警信號(hào),由運(yùn)行人員退出保護(hù) iop= 0.2ign (躲開正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流),(2).躲開外部短路時(shí)的

4、最大不平衡電流 iop= kreliunb.max = kkelkerkapkccid.max krel：可靠系數(shù)，取 krel =1.3 kap：非周期分量影響系數(shù)。 使用blh時(shí)， kap =1，否則 kap =1.31.5 kcc:lh同型系數(shù)。發(fā)電機(jī)差動(dòng)采用同型lh， kcc= 0.5(相對(duì)誤差5%) ker= 0.1:滿足10%誤差曲線要求時(shí)lh最大誤差 id.max:取外部短路k(3)，zs.min時(shí)計(jì)算,按條件(2）整定，有： iop= （0.40.6)ign 動(dòng)作更靈敏；但lh二次回路斷線、同時(shí)區(qū)外故障將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng) iop ign (如上) 不使用1)中的lh二次回路斷線閉鎖

5、: 保護(hù)定值不能躲過 斷線故障機(jī)率很小,且加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù),可大大降低斷線的可能性:傾向于條件(2）整定保護(hù)定值 微機(jī)保護(hù)具有更強(qiáng)的裝置故障監(jiān)測(cè)手段,可按條件2）整定保護(hù)定值,輔以下述條件區(qū)分故障或斷線: 任意一相電壓工頻變化量元件起動(dòng) 任意一相正、負(fù)、零序電壓元件起動(dòng) 起動(dòng)后任意一相電流大于1.1ign 滿足任一條件為故障,2.靈敏度校驗(yàn) ksen=id.min/iop 2 id.min為內(nèi)部故障時(shí)流過保護(hù)的最小短路電流 校驗(yàn)條件 （1）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行前，機(jī)端兩相短路 故障： 發(fā)電機(jī)單獨(dú)供給的短路電流 （2）發(fā)電機(jī)無(wú)勵(lì)磁、與最小運(yùn)行方式的系統(tǒng)自 同期并列時(shí)機(jī)端兩相短路故障： 系統(tǒng)單獨(dú)供給的

6、短路電流,（二）帶制動(dòng)的縱差保護(hù) 一定滿足靈敏度要求，無(wú)需校驗(yàn) (1)最小動(dòng)作電流大于正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡電流 iop.0= （0.10.2)ign (2)制動(dòng)特性拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流 ires.0= ign (3)制動(dòng)系數(shù) iop.max= kkelkerkapkccid.max ires.max= iunb.max kres = iop.max / ires.max = kkelkerkapkcc (推薦取0.3) (4)斜率 s= (iop.max iop.0)/ (ires.max - ires.0),（三）定子繞組匝間短路的保護(hù) 1.橫差保護(hù) 大容量發(fā)電機(jī)額定電流很大，各相以兩個(gè)繞組(

7、或更多繞組)并聯(lián)工作 同相同繞組或同相不同繞組匝間短路時(shí)，兩繞組的電勢(shì)不再相等 繞組電勢(shì)差將在繞組內(nèi)產(chǎn)生很大環(huán)流而不被縱差保護(hù)反應(yīng) 對(duì)有六個(gè)引出端的雙繞組發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)單、靈敏的單元件橫差保護(hù),(1)利用兩繞組電流之差即可構(gòu)成三元件橫差保護(hù),三元件橫差保護(hù)接線復(fù)雜，可靠性低,(2)單元件橫差保護(hù) 將一半繞組與另一半繞組的三相電流和比較 各種單相匝間短路 時(shí)，通過兩組繞組 的中性點(diǎn)連接線構(gòu) 成短路環(huán)流通路 也可反應(yīng)定子繞組 相間不對(duì)稱短路： 相間短路時(shí)，一般 兩組繞組三相不對(duì) 稱，可形成環(huán)流,發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，有較大三次諧波不平衡電流通過中性點(diǎn)連接線，需濾波處理 轉(zhuǎn)子永久性兩點(diǎn)接地時(shí)

8、氣隙磁通畸變，也有較大不平衡電流通過中性點(diǎn)連接線，可使橫差誤動(dòng) 畸變氣隙磁通導(dǎo)致發(fā)電機(jī)異常震動(dòng)，需轉(zhuǎn)子永久性兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作跳閘，因此不閉鎖橫差保護(hù) 為防止轉(zhuǎn)子瞬時(shí)兩點(diǎn)接地時(shí)橫差誤動(dòng)，在轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后，橫差切換至0.51s延時(shí)跳閘回路,整定計(jì)算 當(dāng)單元件橫差保護(hù)使用的三次諧波濾過器濾除三次諧波的濾過比大于或等于15時(shí)，動(dòng)作電流初設(shè)可選為 iop.0=(0.20.3)ign 對(duì)使用lmz型lh且三次諧波濾過器濾除三次諧波的濾過比大于或等于80的高靈敏單元件橫差保護(hù)，動(dòng)作電流初設(shè)可選為 iop.0=0.05ign 實(shí)際整定按躲過外部故障最大三相短路電流時(shí)的基波和三次諧波不平衡電流計(jì)算：,轉(zhuǎn)子二次諧

9、波電流保護(hù)(負(fù)序功率方向閉鎖) 用于有三個(gè)引出端的單繞組發(fā)電機(jī)：橫差無(wú)效 定子繞組部分繞組匝間(或相間)短路出現(xiàn)負(fù)序電流分量，氣隙必有負(fù)序(逆轉(zhuǎn))磁場(chǎng), 在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出二次諧波電流，以此起動(dòng)保護(hù)跳閘 增設(shè)負(fù)序功率方向閉鎖，防止外部故障誤動(dòng) 當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部不對(duì)稱短路時(shí)，故障點(diǎn)負(fù)序電壓最大，負(fù)序功率由發(fā)電機(jī)流出 當(dāng)外部不對(duì)稱運(yùn)行或短路時(shí)，負(fù)序功率流入發(fā)電機(jī)，將保護(hù)閉鎖 整定：動(dòng)作電流大于正常運(yùn)行允許的定子繞組最大負(fù)序電流(58%)ign對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子二次諧波電流,三、發(fā)電機(jī)定子繞組 單相接地短路的保護(hù) 根據(jù)安全要求，發(fā)電機(jī)的外殼接地 定子繞組因絕緣破壞而引起的單相接地故障比較普遍，且接地電流為電容電

10、流 接地電流能在故障點(diǎn)引起電弧時(shí)，將使繞組的絕緣和定子鐵心損壞，也容易發(fā)展成相間短路，造成更大的危害 當(dāng)接地電容電流等于或大于允許值時(shí)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的接地保護(hù) 當(dāng)接地電流小于允許值時(shí)，般裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù),（一）定子繞組單相接地短路的特點(diǎn) 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，單相接地短路電流為三相對(duì)地電容電流之和 接地點(diǎn)對(duì)地零序電壓與接地點(diǎn)位置有關(guān) 設(shè)：a相繞組中性點(diǎn)到接地點(diǎn)間的短路匝數(shù)與a相繞組匝數(shù)比為，接地點(diǎn)各相電壓為： uad= eaea=0 ubd= ebea ucd= ecea ud0= （uad+ ubd + ubd) / 3 = ea,考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)部對(duì)地電容為c

11、0f，外部對(duì)地電容為c0l，則電流分布如圖所示,作出零序等效網(wǎng)絡(luò),求得 3i0f = j3c0fud0 3i0l = j3c0lud0 id0 = j3(c0f+c0l)ud0 發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障 流過lh0的電流為3i0l 發(fā)電機(jī)外部故障 流過lh0的電流為3i0f,接地電流比較大、超過允許值時(shí)，應(yīng)使發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 電感電流補(bǔ)償使id0降低 id0 = j (1/l) 3(c0l+c0l) ud0,根據(jù)發(fā)電機(jī)工作方式選擇保護(hù)方式 發(fā)電機(jī)直接連接在電壓母線上 與發(fā)電機(jī)直接聯(lián)系的元件較多，c0l較大 3i0l較大，可用零序電流保護(hù)跳閘 發(fā)電機(jī)變壓器單元接線 無(wú)其它與發(fā)電機(jī)直接聯(lián)系的元件，

12、c0l較小 3i0l較小，可用零序電壓保護(hù)動(dòng)作于信號(hào),（二）零序電流保護(hù) c0l c0f ，內(nèi)部故障時(shí)，3i0l 3i0f ，動(dòng)作靈敏 正常運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)電流很大，lh0不平衡電流很大，應(yīng)使用特別設(shè)計(jì)的lh0 整定： (1)躲過外部單相接地時(shí)，發(fā)電機(jī)本身的電容電流以及由于零序電流互感器一次側(cè)三相導(dǎo)線排列不對(duì)稱在二次側(cè)引起的不平衡電流 (2)為防止外部相間短路產(chǎn)生的不平衡電流引起接地 保護(hù)誤動(dòng)作，在相間保護(hù)動(dòng)作時(shí)保護(hù)閉鎖 (3)保護(hù)裝置帶有l(wèi)2s的時(shí)限，以躲開外部單相接地瞬間發(fā)電機(jī)暫態(tài)(大于穩(wěn)態(tài))電容電流的影響,（三）零序電壓保護(hù) 當(dāng)接地電流小于允許值時(shí)，般裝設(shè)作用于信號(hào)的零序電壓接地保護(hù) 整定

13、： (1)躲過正常運(yùn)行時(shí)pt開口三次諧波不平衡電壓 (2)躲過外部接地短路時(shí)產(chǎn)生的零序電壓經(jīng)變壓器繞組分布電容藕合到發(fā)電機(jī)側(cè)的零序電壓 提高動(dòng)作靈敏度措施 采用三次諧波濾波器 延時(shí)躲開外部接地短路故障時(shí)的零序電壓,（四）無(wú)死區(qū)100%定子繞組接地短路的保護(hù) 零序分量構(gòu)成的定子繞組接地保護(hù)存在動(dòng)作死區(qū)：較小時(shí)零序分量保護(hù)不能動(dòng)作（保護(hù)范圍小于85%） 死區(qū)內(nèi)故障可使接地故障發(fā)展為匝間、相間故障，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī) 需使用無(wú)死區(qū)100%定子繞組接地短路的保護(hù) 類型 附加信號(hào)電源（需附加信號(hào)電源，略） 增加三次諧波電壓保護(hù),三次諧波電壓保護(hù) 正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)含三次諧波電壓 以等效電路分析三次諧波電壓分

14、布情況 正常運(yùn)行時(shí)三次諧波電壓 分布（不帶消弧線圈）,類似分析帶消弧線圈時(shí)三次諧波電壓分布情況 當(dāng)單相接地、短路匝數(shù)與繞組匝數(shù)比為時(shí)，無(wú)論有無(wú)消弧線圈，都有 un3 = e3 ul3 = (1)e3 ul3 / un3 = (1) / ,當(dāng) 0 為 0 選擇適當(dāng) kp，正常運(yùn)行時(shí)使（un3 kpul3） 0 選擇 0 , 保護(hù)靈敏動(dòng)作,100%定子繞組接地短路的保護(hù),四、定子、轉(zhuǎn)子繞組的電流保護(hù) 包括： 定子、轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù) 發(fā)電機(jī)的負(fù)序過電流保護(hù) 對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)，由于熱容量降低，過負(fù)荷 能力下降，需考慮反時(shí)限動(dòng)作特性： 動(dòng)作時(shí)間與故障電流成反比,（一）定子、轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù) （1）中

15、小機(jī)組：?jiǎn)蜗喽〞r(shí)限過電流保護(hù) （2）大型機(jī)組： 發(fā)電機(jī)的熱容量顯著下降，過負(fù)荷能力隨之下降 發(fā)電機(jī)過電流倍數(shù)越大，允許運(yùn)行時(shí)間越短：過負(fù)荷能力具有反時(shí)限特性 應(yīng)使用具有反時(shí)限特性的過負(fù)荷保護(hù) t = k/(i/ign)2(1+) k:與發(fā)電機(jī)熱容量相關(guān)的常數(shù) =0.010.02,修正系數(shù),（二） 發(fā)電機(jī)的負(fù)序過電流保護(hù) 不對(duì)稱負(fù)荷或短路時(shí)，在定子繞組中出現(xiàn)負(fù)序電流 對(duì)應(yīng)的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子為2倍同步轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)子繞組、鐵芯感應(yīng)倍頻電流 鐵芯電流密度大的轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)等部位局部灼傷，使轉(zhuǎn)子表層過熱 倍頻電磁轉(zhuǎn)矩同時(shí)引起100hz的機(jī)械震動(dòng) 負(fù)序過電流保護(hù)實(shí)際是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過熱保護(hù),（1）發(fā)電機(jī)

16、的過熱時(shí)間常數(shù) 負(fù)序過電流時(shí)，發(fā)電機(jī)允許的發(fā)熱量正比與過熱時(shí)間常數(shù)a (i2*)2 t =(i2/ign)2 t = a 發(fā)電機(jī)的過熱時(shí)間常數(shù)與發(fā)電機(jī)類型和冷卻方式相關(guān) 過熱時(shí)間常數(shù)參考值 凸極發(fā)電機(jī)： a=40 氣冷隱極發(fā)電機(jī)：a=30 直冷汽輪發(fā)電機(jī)：a=615 （100300mw) a=4 (600mw),(2)負(fù)序過電流保護(hù) 作轉(zhuǎn)子表層過熱主保護(hù) 如果復(fù)壓過流保護(hù)在作相鄰元件后備時(shí)靈敏度不滿足要求，也以負(fù)序過電流保護(hù)作相鄰元件后備 動(dòng)作時(shí)間不能與相鄰元件保護(hù)配合，直接采用 以過熱時(shí)間常數(shù)表達(dá)的反時(shí)間特性 t = a / (i2*)2(0.8i2*) i2* = i2/ ign 為發(fā)電機(jī)

17、長(zhǎng)期允許的負(fù)序電流標(biāo)么值，一般為 0.050.08,五、發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù) 失磁：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁部分或全部消失 大中型發(fā)電機(jī)發(fā)生部分或全部失磁的異常運(yùn)行 狀態(tài)超過總事故次數(shù)的50% 故障原因 轉(zhuǎn)子繞組故障 勵(lì)磁機(jī)故障 滅磁開關(guān)誤跳閘 運(yùn)行人員誤操作,（一）發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及其后果 圖示系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的功角特性為：,轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為 pt、p、pac分別為原動(dòng)機(jī)功率、發(fā)電機(jī)電磁功率及發(fā)電機(jī)異步功率 正常運(yùn)行時(shí) 發(fā)電機(jī)電勢(shì)為ed1 , 發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)電勢(shì)差為1 pt = p , 1 900 pac=0 , 發(fā)電機(jī) 處于穩(wěn)定同步運(yùn)行狀態(tài),失磁開始，失步前（ 900） 勵(lì)磁電流逐步減??； ed ，pt還來(lái)不及減少

18、； 為維持功率平衡， ed1 ed2 , 1 2 , q由正變負(fù)， = 900 時(shí)， 由系統(tǒng)吸收無(wú)功； 系統(tǒng)q充足時(shí)，us不變； 否則us降低,失步運(yùn)行（ 900） 發(fā)電機(jī)失去同步，轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)， ff 轉(zhuǎn)差率s=(fsff)/fs較大時(shí)，轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)出較大差頻電流 差頻電流產(chǎn)生異步功率pac ; pt= pac 時(shí)，穩(wěn)定異步運(yùn)行； 部分失磁時(shí)，pt= pac+p 900 后， 由系統(tǒng)吸收更多無(wú)功,發(fā)電機(jī)失步運(yùn)行的影響 失步運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)的影響 如果正常運(yùn)行時(shí)向系統(tǒng)輸出無(wú)功為q1，失步運(yùn)行后由系統(tǒng)吸收無(wú)功為q2，則系統(tǒng)出現(xiàn)（q1+ q2）的無(wú)功缺額 如果系統(tǒng)無(wú)功不足，將引起系統(tǒng)電壓下降，負(fù)載端電容

19、無(wú)功出力降低，出現(xiàn)更大無(wú)功缺額，甚至造成電壓崩潰、系統(tǒng)瓦解,失步運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響 失步運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)出較大差頻電流，產(chǎn)生附加溫升和機(jī)振，從而危害轉(zhuǎn)子的安全 由于由系統(tǒng)吸收大量無(wú)功，引起定子過電流；轉(zhuǎn)差率越大，發(fā)電機(jī)的等值電抗越小，定子過電流也就越大，使定子溫升過高 汽輪發(fā)電機(jī)在較小轉(zhuǎn)差率時(shí)就可輸出較大異步有功，允許短時(shí)失步運(yùn)行（視系統(tǒng)無(wú)功儲(chǔ)備定） 水輪發(fā)電機(jī)較大轉(zhuǎn)差率時(shí)才輸出較大異步有功，且轉(zhuǎn)子溫升、定子過流嚴(yán)重，不允許失步運(yùn)行,（二）發(fā)電機(jī)失磁后的機(jī)端測(cè)量阻抗 失磁保護(hù)中廣泛采用 阻抗繼電器作為檢測(cè) 元件 失磁過程中機(jī)端視在 阻抗的變化軌跡常用 等有功圓、等無(wú)功圓、 等電壓阻抗圓描述

20、 單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)為分 析基礎(chǔ),1、失步前的等有功過程(等有功阻抗圓) 900時(shí)近似為等有功過程 機(jī)端視在阻抗為,考慮以下關(guān)系： 機(jī)端視在阻抗為 zf具有阻抗圓特性： 圓心 半徑,對(duì)應(yīng)不同的有功，有不同的特性圓；p越大，圓半徑越小 由于 ，當(dāng)q由正值變?yōu)樨?fù)值時(shí)， 也由正值變?yōu)樨?fù) 值， zj由i象限進(jìn)入 iv象限 由1變?yōu)?， 機(jī)端視在阻抗由 zj1變?yōu)閦j2 時(shí)， 其變化軌跡如圖,2、靜穩(wěn)極限(等無(wú)功阻抗圓) = 900時(shí)發(fā)電機(jī)到達(dá)靜穩(wěn)極限，且 機(jī)端視在阻抗為,即 帶入 zf也具有阻抗圓特性： 圓心 半徑,系統(tǒng)阻抗不同時(shí)， = 900、發(fā)電機(jī)到達(dá)靜穩(wěn)極限時(shí)所吸收的無(wú)功不同，有不同的特性圓；xs越

21、大，圓半徑越大 zj由阻抗圓特性外 進(jìn)入阻抗圓特性內(nèi) 時(shí)，可判別為發(fā)電 機(jī)失磁 采用靜穩(wěn)極限為 失磁判據(jù)的阻抗 繼電器，等無(wú)功 圓內(nèi)為其動(dòng)作區(qū),3、發(fā)電機(jī)失步并進(jìn)入穩(wěn)定異步運(yùn)行時(shí)的測(cè)量阻抗 異步運(yùn)行的發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)具有相似的等效電路，可求其機(jī)端視在阻抗 （x1、 x2分別為定、 轉(zhuǎn)子繞組漏抗；xad 為定、轉(zhuǎn)子繞組間互 感抗；r2(1-s)/s為反 應(yīng)發(fā)電機(jī)功率的等效 電阻）,發(fā)電機(jī)空載失磁時(shí)，s 0 zf = j(x1+xad) = jxd 為發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電抗 其它情況下失磁時(shí)， zf將隨s的增大而降低 考慮極限情況 s = zf = j(x1+ x2/ xad) = jxd 為發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗

22、 其它情況下 jxd zf jxd,4、發(fā)電機(jī)失磁后機(jī)端測(cè)量阻抗的變化規(guī)律 失磁后、失步前，zf 隨q的減少，由i象限 進(jìn)入iv象限 在 = 900 的臨界失步 點(diǎn)，等有功圓與等無(wú) 功圓相交 越過臨界失步點(diǎn)后， zf進(jìn)入失步運(yùn)行區(qū)并最 終穩(wěn)定于 jxd 與 jxd 之間,5、其它情況下發(fā)電機(jī)的機(jī)端測(cè)量阻抗 正常運(yùn)行 可用等有功圓分析: = arctg(q/p) 發(fā)出有功和無(wú)功： 0 只發(fā)出有功： = 0 欠勵(lì)磁： 0 機(jī)端測(cè)量阻抗在等有功圓上變化 發(fā)電機(jī)外部故障: zf =zd ，測(cè)量阻抗在i象限,系統(tǒng)振蕩 對(duì)無(wú)窮大系統(tǒng)，xs = 0 失步振蕩時(shí)，考慮轉(zhuǎn)差率 s 很大，極限情況發(fā)電機(jī)側(cè)電抗為發(fā)

23、電機(jī)暫態(tài)電抗 xd 振蕩中心為 z / 2 = j xd/ 2，振蕩軌跡將經(jīng)過等無(wú)功圓 發(fā)電機(jī)自同步并列 s 0 ，在不加勵(lì)磁合閘瞬間，與空載失磁情況完全相同 合閘后立即加上勵(lì)磁，自同步并列的失磁運(yùn)行時(shí)間極短，應(yīng)防止失磁保護(hù)誤動(dòng),（三）發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)失磁后對(duì)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)無(wú)嚴(yán)重威脅時(shí)，及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)；否則切除失磁發(fā)電機(jī) 水輪發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，無(wú)論系統(tǒng)無(wú)功是否充足，均瞬時(shí)發(fā)信；臨近失步時(shí)及時(shí)切機(jī) 汽輪發(fā)電機(jī)失磁且系統(tǒng)無(wú)功充足時(shí)，瞬時(shí)發(fā)信并自動(dòng)減負(fù)荷；以發(fā)電機(jī)允許無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)限動(dòng)作切機(jī) 汽輪發(fā)電機(jī)失磁且系統(tǒng)無(wú)功不足、電壓下降嚴(yán)重時(shí)，瞬時(shí)發(fā)信；臨近失步時(shí)及時(shí)切機(jī),失磁保護(hù)方式 自動(dòng)滅磁開關(guān)跳閘時(shí)

24、聯(lián)鎖跳開發(fā)電機(jī) 用于帶直流勵(lì)磁機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)及不允許失磁運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī) 對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障無(wú)保護(hù)作用 反應(yīng)定子參數(shù)變化的失磁保護(hù)（多種保護(hù)方案） zj沿等有功圓進(jìn)入等無(wú)功圓 無(wú)功功率改變方向 機(jī)端電壓下降，功角增大 一般均以等無(wú)功圓為失磁判據(jù),失磁保護(hù)邏輯框圖(保護(hù)方案舉例),整定 z： 低阻抗。按等無(wú)功圓整定 uf：三相低電壓。按系統(tǒng)允許最低電壓整定 ufd：躲開空載時(shí)最小勵(lì)磁電壓整定，防止出口短路故障或pt斷線時(shí)z/ uf保護(hù)誤動(dòng) t1：躲開振蕩過程中的短時(shí)低電壓或自同步并列的影響，取 t1=0.51s t2：躲開振蕩過程中的短時(shí)低電壓或自同步并列的影響，取 t1=11.5s,（四）發(fā)電機(jī)失

25、磁保護(hù)整定計(jì)算 發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁保護(hù)的動(dòng)作主判據(jù)包括系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)和發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)。 1.系統(tǒng)側(cè)主判據(jù) 系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)為高壓母線三相同時(shí)低電壓，防止由發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁故障引起無(wú)功儲(chǔ)備不足而導(dǎo)致的系統(tǒng)電壓崩潰： 式中，uop.3ph為低電壓繼電器的動(dòng)作電壓; uh.min為高壓母線最低正常運(yùn)行電壓。,該元件接在升壓變壓器高壓母線的電壓互感器三相線電壓上。系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，三相同時(shí)低電壓，失磁保護(hù)系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)將誤動(dòng)。 此時(shí)勵(lì)磁回路正常工作，依靠輔助判據(jù)中的勵(lì)磁低電壓閉鎖元件可防止系統(tǒng)側(cè)故障時(shí)失磁保護(hù)系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)誤動(dòng)作。 系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)經(jīng)輔助判據(jù)“與”邏輯輸出，帶短延時(shí)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)解列。,2.發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù) 發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)包括：異步邊界阻抗繼電器、靜穩(wěn)極限阻抗繼電器和靜穩(wěn)極限低電壓繼電器。 發(fā)電機(jī)側(cè)輔助判據(jù)包括負(fù)序電壓元件、負(fù)序電流元件、勵(lì)磁低電壓元件。 （1）異步邊界阻抗繼電器整定(園特性1),（2）靜穩(wěn)極限阻抗繼電器整定 1）汽輪發(fā)電機(jī) (園特性2) 式中xcon為發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的