發(fā)電廠及電力系統(tǒng)畢業(yè)專業(yè)論文

1、畢業(yè)綜合作業(yè)淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)選題類型： 畢業(yè)論文 學(xué)生姓名： xxxxx 學(xué) 號(hào)： 0903110126 系 部： 機(jī)電系 專 業(yè)： 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級(jí)： 電力0901 指導(dǎo)老師： xx 浙江·杭州提交時(shí)間：2012年6月摘要 被譽(yù)為電力系統(tǒng)“靜靜哨兵”的繼電保護(hù)，一年365天，每天24小時(shí)站崗放哨，是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的鋼鐵長(zhǎng)城。建國(guó)以來常抓不懈的繼電保護(hù)正確動(dòng)作率成績(jī)顯著，經(jīng)過科研制造、設(shè)計(jì)、運(yùn)行單位幾代繼電保護(hù)人的共同努力，220kv以上超高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作率達(dá)到98%以上，對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生的各種故障動(dòng)迅速、正確地隔離，全國(guó)沒有發(fā)生過類似美國(guó)、法國(guó)、

2、印度等國(guó)的大面積、長(zhǎng)時(shí)間的大停電事故，保證我國(guó)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，繼電保護(hù)功不可沒，同時(shí)造就了一支工作責(zé)任心強(qiáng)，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、特別能戰(zhàn)斗的繼電保護(hù)隊(duì)伍。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，繼電保護(hù)裝置發(fā)生了新飛躍，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高薪技術(shù)在繼電保護(hù)應(yīng)用技術(shù)中得到廣泛采用。但繼電保護(hù)的運(yùn)行幻境基本未變，隨著裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不斷擴(kuò)大，電壓等級(jí)的不斷升高，大功率、遠(yuǎn)距離輸送電能的超高壓變、直流現(xiàn)代化大電網(wǎng)，對(duì)繼電保護(hù)全方位的功能要求越來越高，發(fā)展高新技術(shù)并逐步時(shí)限科技創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新。目前，全國(guó)還有2%左右的不正確動(dòng)作，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行危害很大，尤其是超高壓

3、系統(tǒng)的繼電保護(hù)不正確動(dòng)作，旺旺使事故擴(kuò)大、造成電網(wǎng)穩(wěn)定破壞、大面積停電、設(shè)備損壞等， ，教訓(xùn)是沉痛的，有些不正確動(dòng)作，多少年來雖然多次反事故措施，仍不斷重復(fù)發(fā)生，如tv二次回路需在繼電保護(hù)小室一點(diǎn)接地，至今仍因tv二次在生壓站、繼電保護(hù)小室多點(diǎn)接地，造成繼電保護(hù)不正確動(dòng)作的事故時(shí)有發(fā)生，屢禁不止。還有元器件質(zhì)量、二次回路設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)纫彩抢^電保護(hù)不正確動(dòng)作的多發(fā)病，提高繼電保護(hù)正確動(dòng)作率需要科研制造、設(shè)計(jì)、運(yùn)行單位的共同努力。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)51目 錄摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 第1章 繼

4、電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61.1繼電保護(hù)的概念及作用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61.2、對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61.3、主保護(hù)和后背保護(hù)的概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7第2章 動(dòng)重合閘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92.1 、自動(dòng)重

5、合閘在電力系統(tǒng)中的作用. . . . . . . . . . . . . . . . .92.1.1、電力系統(tǒng)中采用重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果. . . . . . . . . . . . .92.1.2、裝設(shè)重合閘的規(guī)定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.1.3、使用重合閘的不離影響. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.2、對(duì)自動(dòng)成河閘裝置的基本要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112.2.1、重合閘不應(yīng)動(dòng)作的情況. . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . .112.2.2、重合閘的啟動(dòng)方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112.2.3、自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122.2.4、自動(dòng)重合閘的復(fù)歸方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122.2.5、重合閘與繼電保護(hù)的配合. . . . . . . . . . . . . . . . . .122.2.6、對(duì)雙側(cè)電源線路上重合閘的要求. . . . . . . . . . . .

7、. . . .122.2.7、閉鎖重合閘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132.3、重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132.3.1、單側(cè)電源線路的三相重合閘. . . . . . . . . . . . . . . . .132.3.2、雙側(cè)電源線路的三相重合閘. . . . . . . . . . . . . . . . . .142.4、重合閘與繼電保護(hù)的配合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14第3章 力變壓器

8、的繼電保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163.1、電力變壓器的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)方式. . . .163.2、變壓器的瓦斯保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18第4章 發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.1、發(fā)電機(jī)的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)方式. . . . . . .204.2、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù). . . . . . . . . . .

9、. . . . . .214.2.1、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214.2.2、發(fā)電機(jī)的橫差動(dòng)保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224.3、發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21第4章 母線保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254.1、概述. . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . .254.2、保護(hù)范圍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274.3、母線保護(hù)的分類. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304.4、微機(jī)母線保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314.5、分布式母線保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324.5.1、分布式微機(jī)母線保護(hù)在電力

11、系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的位置. . . . . .324.5.2、分布式微機(jī)母線保護(hù)的構(gòu)成原理. . . . . . . . . . . . . . .334.5.3、分布式微機(jī)母線保護(hù)的特點(diǎn). . . . . . . . . . . . . . . . .34第5章 電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355.1、電動(dòng)機(jī)的故障類型和不正常工作狀態(tài). . . . . . . . . . . . . . . .355.2、電動(dòng)機(jī)的保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

12、55.2.1、電動(dòng)機(jī)的縱差保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355.2.2、單相接地保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355.2.3、電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355.3、電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375.3.1、低電壓保護(hù)的裝設(shè)原則. . . . . . . . . . . . . . . . . . .375.3.2、低電壓保護(hù)裝

13、置的接線. . . . . . . . . . . . . . . . . . .385.3.3、異步電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)的整定原則. . . . . . . . . . . . . . . .385.3.4、同步電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)的整定. . . . . . . . . . . . . . . . .395.3.5、低電壓保護(hù)實(shí)現(xiàn)的注意事項(xiàng). . . . . . . . . . . . . . . . .39第6章 微機(jī)繼電保護(hù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .406.1、微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展史. . . . . . . . . . .

14、 . . . . . . . . . . .406.2、微機(jī)繼電保護(hù)的主要特點(diǎn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .416.3、微處理器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .426.4.微機(jī)保護(hù)軟件構(gòu)成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .426.4.1、微機(jī)保護(hù)的軟件系統(tǒng)配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . .426.4.2、中斷的作用. . . . . . . . . . . . . .

15、 . . . . . . . . . . .436.4.3、保護(hù)的中斷服務(wù)配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .436.5、提高微機(jī)繼電保護(hù)可靠性的措施. . . . . . . . . . . . . . . . .436.5.1、干擾源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44第7章 展望與總結(jié). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47致謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16、 . . . . . . . . . . . . . .48參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49第1章 繼電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)1.1繼電保護(hù)的概念及作用在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采用各次積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生必須有效地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，時(shí)間證明只有在每個(gè)電氣元件上裝設(shè)保護(hù)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。這種保護(hù)裝置知道目前為止，大多是有單個(gè)繼電器或繼電器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。

17、在電子式靜態(tài)保護(hù)裝置和微機(jī)保護(hù)裝置出現(xiàn)以后，雖然繼電器已被電子元件或計(jì)算機(jī)所代替，但仍沿用此名稱。在電力部門常用“繼電保護(hù)”一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)或由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置一詞指各種具體的裝置。繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：（1）當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少電力元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求（如保持電力

18、系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等）。（2）反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同（如有無經(jīng)常值班人員）發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行而會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置容許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。1.2、對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。（1）選擇性繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，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(yùn)行。（2）速動(dòng)性快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)

19、行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時(shí)間，以及縮小故障元件的損壞程度。因此，在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作切除故障。 （3）靈敏性繼電保護(hù)的靈敏性，是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力，保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，它主要決定于被保護(hù)元件和電力系統(tǒng)的參數(shù)和運(yùn)行方式。（4）可靠性保護(hù)裝置的可靠性是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。1.3、主保護(hù)和后背保護(hù)的概念 1、主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)。2、后備

20、保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來切除故障的保護(hù)，又分為遠(yuǎn)后備和近后備。3、遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)住保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。4、近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。5、輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)住保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。第2章自動(dòng)重合閘2.1 、自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用在電力系統(tǒng)的故障中，大多數(shù)是送電線路的故障。故障可分為瞬時(shí)性故障和永久性故障。瞬時(shí)性故障：由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風(fēng)引起的碰線，通過鳥類以及樹枝等物品掉落在導(dǎo)線上引起的短路等，在線路被

21、繼電保護(hù)迅速斷開以后，電弧即行熄滅，故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，外界物體（如樹枝、鳥類等）也被電弧燒掉而消失。此時(shí)，稱這類故障是“瞬時(shí)性故障”。架空線路故障大都是瞬時(shí)性故障。永久性故障：由于線路倒桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在線路被斷開之后，它們?nèi)匀皇谴嬖诘?。這時(shí)，即使再合上電源，由于故障依然存在，線路還要被繼電保護(hù)再次斷開，因而就不能回復(fù)正常的供電。由于送點(diǎn)線路上的故障具有以上的性質(zhì)，因此，在線路被斷開以后再進(jìn)行一次合閘，就有可能大大提高供電的可靠性。由運(yùn)行人員手動(dòng)進(jìn)行合閘，固然也能夠?qū)崿F(xiàn)上述作用，但由于停電時(shí)間過長(zhǎng)，用戶電動(dòng)機(jī)多數(shù)已經(jīng)停轉(zhuǎn)，因此，其效果就不顯著。為此在電力系統(tǒng)中采

22、用了自動(dòng)重合閘（ar），即當(dāng)斷路器跳閘之后，能夠自動(dòng)地將斷路器重新合閘的裝置。在線路上裝設(shè)重合閘裝置以后，由于它并不能夠判斷是瞬時(shí)性故障還是永久性故障，因此，在重合以后可能成功，也可能不成功。用重合成功的次數(shù)與總動(dòng)作次數(shù)之比來表示重合閘的成功率，根據(jù)運(yùn)行資料的統(tǒng)計(jì)，成功率一般在60%90%之間。在微機(jī)保護(hù)中重合閘裝置應(yīng)用自適應(yīng)原理可在重合之前先判斷是瞬時(shí)性故障還是永久性故障，可以大大提高重合閘的成功率。2.1.1、電力系統(tǒng)中采用重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 （1）大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)，特別是對(duì)單側(cè)電源的單回線路有為顯著； （2）在高壓輸電線路上采用重合閘，還可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行

23、的穩(wěn)定性。 （3）在電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，有些情況下由于考慮重合閘的作用，即可以暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)約投資； （4）對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，也能起糾正的作用。 對(duì)1kv及以上的架空線路和電纜與架空的混合線路，當(dāng)某上有斷路器時(shí)，就應(yīng)該設(shè)自動(dòng)重合閘裝置；在用高壓熔斷器保護(hù)的線路上，一般采用自動(dòng)自動(dòng)重合熔斷器；此外，在供電給地區(qū)負(fù)荷的電力變壓器上，以及發(fā)電廠和變電站的母線上，必要時(shí)也可以裝設(shè)自動(dòng)重合裝置。2.1.2、裝設(shè)重合閘的規(guī)定（1）3kv及以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設(shè)備允許且無備用電源自動(dòng)投入時(shí)，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（

24、2）旁路斷路器和兼作旁路的母線聯(lián)絡(luò)斷路器或分?jǐn)鄶嗦菲?，?yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（3）低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自用重合閘裝置。（4）必要時(shí)，母線故障可采用母線自動(dòng)重合閘裝置。2.1.3、使用重合閘的不離影響 在采用重合閘以后，當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)，它也將帶來一些不利的影響，如： （1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊，并可能降低系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 （2）使斷路器的工作條件變得更加嚴(yán)重，因?yàn)樗诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)，連續(xù)切斷兩次短路電流。這種情況對(duì)于油斷路器必須加以考慮，因?yàn)樵诘谝淮翁l時(shí)，由于電弧的作用，已使油的絕緣強(qiáng)度降低，在重合后第二次跳閘時(shí)，是在絕緣已經(jīng)降低的不利條件下進(jìn)行的，因此，

25、油斷路器在采用了重合閘以后，其遮斷容量也要有不同程度的降低。 在短路容量比較大的電力系統(tǒng)中，上述不利條件往往限制了重合閘的使用。因此，能夠判斷是瞬時(shí)性故障或永久性故障，以及檢測(cè)消弧情況的自適應(yīng)重合閘的研究具有重要意義。目前這一技術(shù)已趨于成熟已開始在電力系統(tǒng)中試運(yùn)行。例如在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈絕地的電網(wǎng)中，用危機(jī)自適應(yīng)重合閘即可根據(jù)消弧線圈中電流的大小判斷弧光熄滅的情況，從而自動(dòng)調(diào)整重合閘時(shí)間。2.2、對(duì)自動(dòng)成河閘裝置的基本要求2.2.1、重合閘不應(yīng)動(dòng)作的情況（1）有值班人員手動(dòng)操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時(shí)。（2）手動(dòng)投入斷路器，由于線路上有故障，而隨即被繼電保護(hù)將其斷開時(shí)。因?yàn)樵谶@種情況下，故

26、障是屬于永久性的，它可能是由于檢修質(zhì)量不合格、隱患未消除或者接地線忘記拆除等原因所產(chǎn)生，因此再重合一次也不可能成功。（3）除上述條件外，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因而跳閘后，重合閘均應(yīng)動(dòng)作，使斷路器重新合閘。2.2.2、重合閘的啟動(dòng)方式 為了能夠滿足第1項(xiàng)所提出的要求，應(yīng)優(yōu)先采用由控制開關(guān)的位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的原則來啟動(dòng)重合閘，即當(dāng)控制開關(guān)在合閘位置而斷路器實(shí)際上在斷開位置的情況下，使重合閘起動(dòng)，這樣就可以保證不論是任何原因使斷路器跳閘以后，都可以進(jìn)行一次重合重合。當(dāng)用手動(dòng)操作控制開關(guān)使斷路器跳閘以后，控制開關(guān)與斷路器的位置仍然是對(duì)應(yīng)的。因此，重合閘就不會(huì)啟動(dòng)。在某些情況下，當(dāng)利用保護(hù)

27、裝置來起動(dòng)重合閘時(shí)，由于保護(hù)裝置動(dòng)作快，可能使重合閘來不及啟動(dòng)，因此，必須采取措施（如用自保持回路、記憶回路等），來保證重合閘的可靠動(dòng)作。2.2.3、自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù)自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次式重合閘就應(yīng)該只動(dòng)作一次，當(dāng)重合于永久性故障而再次跳閘以后，就不應(yīng)該再動(dòng)作；對(duì)二次式重合閘就應(yīng)該能夠動(dòng)作兩次，當(dāng)?shù)诙沃睾嫌谟谰眯怨收隙l以后，它不應(yīng)該再動(dòng)作。在任何情況下，例如裝置本身的元件損壞，繼電器觸電黏住或拒動(dòng)等，重合閘均不應(yīng)該使斷路器多次地重合到永久故障上去。2.2.4、自動(dòng)重合閘的復(fù)歸方式自動(dòng)重合閘在動(dòng)作以后，應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作。但對(duì)10kv及以下電壓

28、的線路，如當(dāng)?shù)赜兄蛋嗳藛T時(shí)，為簡(jiǎn)化重合閘的實(shí)現(xiàn)，也可以采用手動(dòng)復(fù)歸的方式。采用手動(dòng)復(fù)歸的缺點(diǎn)是，當(dāng)重合閘動(dòng)作后，在值班人員未及時(shí)復(fù)歸以前，而又一次發(fā)生故障時(shí)，重合閘將拒絕動(dòng)作，這雷雨季節(jié)，雷害活動(dòng)較多的地方尤其可能發(fā)生。2.2.5、重合閘與繼電保護(hù)的配合自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便更好地和繼電保護(hù)相配合，加速故障的切除。如用控制開關(guān)手動(dòng)合閘并合于永久性故障上時(shí)，也宜于采用加速繼電保護(hù)動(dòng)作的措施，因?yàn)檫@種情況與實(shí)現(xiàn)重合閘后加速的要求是完全一樣的。當(dāng)采用重合閘后加速保護(hù)時(shí)，如果合閘瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流或斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘所產(chǎn)生的零序電流有可能引起繼電

29、保護(hù)誤動(dòng)作時(shí)，則應(yīng)采取措施（如適當(dāng)增加延遲）予以防止。2.2.6、對(duì)雙側(cè)電源線路上重合閘的要求 在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)兩側(cè)電源間的同步問題，并滿足所提出的要求。2.2.7、閉鎖重合閘 （1）自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)具有接收外來閉鎖信號(hào)的功能。 （2）當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)（例如操作機(jī)構(gòu)中使用的氣壓、降低液態(tài)等）而不允許實(shí)現(xiàn)合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。2.3、重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則2.3.1、單側(cè)電源線路的三相重合閘 為了盡可能縮短電源中斷的時(shí)間，重合閘的動(dòng)作時(shí)限原則上應(yīng)越短越好。因?yàn)殡娫粗袛嗪螅妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇下降，電動(dòng)機(jī)被其負(fù)荷所制動(dòng)，當(dāng)重合閘成功回復(fù)供電以后，很多電動(dòng)機(jī)要自起動(dòng)。此時(shí)

30、由于自起動(dòng)電流很大，往往會(huì)引起電網(wǎng)內(nèi)電壓的降低，因而又造成自起動(dòng)的困難或拖延其恢復(fù)正常工作的時(shí)間。電源中斷的時(shí)間越長(zhǎng)則影響就越嚴(yán)重。 重合閘帶有時(shí)限的原因： （1）在斷路器跳閘后，要使故障點(diǎn)的電弧熄滅并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，是需要一定時(shí)間的，必須在這個(gè)時(shí)間以后進(jìn)行合閘才有可能成功。在考慮上述時(shí)間內(nèi)，還必須計(jì)及符合電動(dòng)機(jī)向故障點(diǎn)反饋電流所產(chǎn)生的影響，因?yàn)樗鞘菇^緣強(qiáng)度恢復(fù)最慢的因素。（2）在斷路器動(dòng)作跳閘以后，其觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)以及消弧室重新充滿油需要一定的時(shí)間。同時(shí)其操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀準(zhǔn)備好再次動(dòng)作也需要一定的時(shí)間。重合閘必須在這個(gè)時(shí)間以后才能向斷路器發(fā)出合閘脈沖，否則，如重合在永久性故

31、障上，就可能發(fā)生斷路器爆炸的嚴(yán)重事故。因此，重合閘的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)在滿足以上兩個(gè)要求的前提下，力求縮短。如果重合閘是利用繼電保護(hù)來起動(dòng)，則其動(dòng)作時(shí)限還應(yīng)該加上斷路器跳閘時(shí)間。根據(jù)我國(guó)一些電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，整定時(shí)間為1s為宜。2.3.2、雙側(cè)電源線路的三相重合閘其時(shí)限除滿足以上要求我外，還應(yīng)考慮線路兩側(cè)繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性。從最不利的情況出發(fā)，每一側(cè)的重合閘都應(yīng)該以本側(cè)先跳閘而對(duì)側(cè)后跳閘來作為考慮整定時(shí)間的依據(jù)。2.4、重合閘與繼電保護(hù)的配合為了能盡量利用重合閘所提供的條件以加速切除故障，繼電保護(hù)與之配合時(shí)，一般采用如下兩種方式1、 重合閘前加速保護(hù)重合閘前加速保護(hù)一般又簡(jiǎn)稱為“前加

32、速”。 重合閘前加速保護(hù)方式一般用于具有幾段串聯(lián)的輻射形線路中,重合閘裝置僅裝在靠近電源的一段線路上。當(dāng)線路上(包括相鄰線路及以后的線路)發(fā)生故障時(shí),靠近電源側(cè)的保護(hù)首先無選擇性地瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘,而后再靠重合閘來糾正這種非選擇性動(dòng)作。采用前加速的優(yōu)點(diǎn)：（1） 能夠快速地切除瞬時(shí)性故障；（2） 可能使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；（3） 能保證發(fā)電廠和重要變電站的母線電壓在0。60。7倍額定電壓以上，從而保證電廠和重要用戶的電能質(zhì)量；（4） 使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。前加速的缺點(diǎn)：（1） 斷路器工作條件惡劣，動(dòng)作次數(shù)較多：（2） 重合于永久性故障

33、時(shí)，故障切除的時(shí)間可能較長(zhǎng)：（3）如果重合閘拒絕合閘，則將擴(kuò)大停電范圍。甚至?xí)?dǎo)致在最末一級(jí)上的用戶在切除故障前全部停電。前加速保護(hù)主要用于35kv以下由發(fā)電廠或重要變電站引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓。在這些線路上一般只裝設(shè)簡(jiǎn)單的線路保護(hù)。2、重合閘后加速保護(hù) 重合閘后加速保護(hù)一般又稱為“后加速”。 當(dāng)線路發(fā)生故障后,保護(hù)有選擇性的動(dòng)作切除故障,重合閘進(jìn)行一次重合以恢復(fù)供電。若重合于永久性故障時(shí),保護(hù)裝置即不帶時(shí)限無選擇性的動(dòng)作斷開斷路器,這種方式稱為重合閘后加速。后加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）第一次是有選擇性的切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍，特別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保

34、護(hù)無選擇性的動(dòng)作而后以重合閘來糾正。（2）保證了永久性故障能瞬時(shí)切除，并仍然是有選擇性的。（3）和前加速相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制，一般說來是有利而無害的。后加速的缺點(diǎn)：（1） 每個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比較為復(fù)雜； （2） 第一次切除故障可能帶有延遲?！昂蠹铀佟钡呐浜戏绞綇V泛應(yīng)用于35kv以上的網(wǎng)絡(luò)及對(duì)重要負(fù)荷供電線路上。在這些線路上一般都裝有性能比較完善的保護(hù)裝置。第3章 電力變壓器的繼電保護(hù)3.1、電力變壓器的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)方式 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。同時(shí)大容

35、量的電力變壓器也是十分重要的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要成都考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器的內(nèi)部故障可以分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路，匝間短路以及貼心的燒損等，對(duì)變壓器來講，這些故障都是十分危險(xiǎn)的，因?yàn)橛拖鋬?nèi)故障時(shí)產(chǎn)生的電弧，將引起絕緣物質(zhì)的劇烈汽化，從而可能引起爆炸，因此，這些故障應(yīng)該盡快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓：由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油引起的油面降低。此外，

36、對(duì)大容量變壓器，由于其額定工作時(shí)的磁通密度相當(dāng)接近于鐵心的飽和磁通密度，因此在過電壓或低頻率等差異常運(yùn)行狀態(tài)下，還會(huì)發(fā)生變壓器的過勵(lì)磁故障。根據(jù)上述故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)。1、瓦斯保護(hù)對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)的變壓器容量界限是：800kva及以上的油浸式變壓器和400kva及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。同樣對(duì)帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。2、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)對(duì)變壓器繞組、套管及引出線上的

37、故障，應(yīng)根據(jù)容量的不同，裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)?？v差動(dòng)保護(hù)適用于：并列運(yùn)行的變壓器，容量為6300kva以上時(shí)；單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，容量為10000kva以上時(shí)；發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300kva以上時(shí)。電流速斷保護(hù)用于10000kva以下的變壓器，且其過電流保護(hù)的時(shí)限大于0。5s時(shí)。對(duì)2000kva以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)的靈敏性不能滿足要求時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。對(duì)高壓側(cè)電壓為330kv及以上的變壓器，可裝設(shè)雙差動(dòng)保護(hù)。上述各保護(hù)動(dòng)作后，均應(yīng)跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。3、外部相同短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)對(duì)于外部相間相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)采用下列

38、保護(hù)作為后備保護(hù)。（1）過電流保護(hù)，一般用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流；（2）復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，一般用于容量為63mva及以上的升壓變壓器；（3）負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，一般用于容量為63kva及以上的升壓變壓器；（4）阻抗保護(hù)，對(duì)于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用第（2）、（3）的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。對(duì)500kv系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器高、中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)阻抗保護(hù)。保護(hù)可帶兩段時(shí)限，以較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍；較長(zhǎng)的時(shí)限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。4、外部接地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)對(duì)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由

39、外部接地短路引起電流時(shí)，如變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。零序電流保護(hù)可由兩段組成，每段可各帶兩個(gè)時(shí)限，并均以較短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，或動(dòng)作與本側(cè)斷路器，以較長(zhǎng)的時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。對(duì)自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序方向元件。當(dāng)電力網(wǎng)中部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，為防止發(fā)生接地短路時(shí)，中性點(diǎn)接地的變壓器跳開后，中性點(diǎn)不接地的變壓器（低壓側(cè)有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專用的保護(hù)裝置，如零序過電壓保護(hù)，中性點(diǎn)裝放電間隙加零序電流保護(hù)等。5、過負(fù)荷保護(hù)對(duì)400kva以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行，或單

40、獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)接于一相電流上，并延時(shí)作用于信號(hào)。對(duì)無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷或跳閘。6、過勵(lì)磁保護(hù)高壓側(cè)電壓為500kv及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。在變壓器允許的過勵(lì)磁范圍內(nèi)，保護(hù)作用于信號(hào)，當(dāng)過勵(lì)磁超過允許值時(shí)，可動(dòng)作于跳閘。過勵(lì)磁保護(hù)反應(yīng)于實(shí)際工作磁密和額定工作磁密之比（稱為勵(lì)磁倍數(shù)）而動(dòng)作。7、其他保護(hù)對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。3.2、變壓器的瓦斯保護(hù)當(dāng)

41、在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們將從油箱向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時(shí)將有劇烈的氣味夾雜著油流向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部故障時(shí)的這一特點(diǎn)，可以構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動(dòng)作的保護(hù)裝置，成為瓦斯保護(hù)。氣體繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件，它安裝在油箱與熱枕之間的連接管道上，油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體必須通過氣體繼電器才能流向熱枕。為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿氣體繼電器的方向與水平具有1%1。5%的升高坡度，通往繼電器的連接管具有2%4%的升高坡度。瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅

42、速、靈敏度高、安裝接線簡(jiǎn)單、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。其缺點(diǎn)則是不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。因此瓦斯保護(hù)可作為變壓器的主保護(hù)之一，與縱差動(dòng)保護(hù)相互配合、相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)外及引出線上發(fā)生的各種故障。第4章 發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)4.1、發(fā)電機(jī)的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)方式發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時(shí)發(fā)電機(jī)本身也是一個(gè)十分貴重的電氣元件。因此，應(yīng)該針對(duì)各種不同的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置。發(fā)電機(jī)的故障類型主要有：定子繞組相間短路；定子繞組一相匝間短路；定子繞組單相接地；轉(zhuǎn)子

43、繞組一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流異常下降或完全消失。發(fā)電機(jī)的不正常運(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)荷超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起的三相對(duì)稱過負(fù)荷；由于外部短路不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流或過負(fù)荷；由于突然甩負(fù)荷而引起的定子繞組過電壓；由于勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；由于汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率等。針對(duì)上述故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)，按規(guī)程規(guī)定，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)以下繼電保護(hù)裝置：（1）對(duì)1mw以上發(fā)電機(jī)的定子繞組及其引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（2）對(duì)直接連于母線的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)的接

44、地電容大于或等于5a時(shí)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的零序電流保護(hù)；當(dāng)接地電容電流大于5a時(shí)，則裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組，一般在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接地電容電流大于5a時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。容量在100mw及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子接地保護(hù)。（3）對(duì)于發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，當(dāng)繞組接成星形且每相中有引出的并聯(lián)支路時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單繼電器式的橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（4）對(duì)于發(fā)電機(jī)外部短路引起的過電流，可采用下列保護(hù)方式：1）負(fù)序過電流及單相式低起動(dòng)過電流保護(hù)，一般用于50mw及以上的發(fā)電機(jī)上裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。2）負(fù)荷電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)；3）過電流保護(hù)

45、，用于1mw以下的小發(fā)電機(jī)。（5）對(duì)于由不對(duì)稱負(fù)荷或外部短路而引起的負(fù)序過電流，一般在50mw及以上的發(fā)電機(jī)上裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。（6）對(duì)于由對(duì)稱負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)接于一相電流的過負(fù)荷保護(hù)。（7）對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)定子繞組過電壓，應(yīng)裝設(shè)帶延時(shí)的過電壓保護(hù)。（8）對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的接線故障： 1）水輪發(fā)電機(jī)一般裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)，小容量機(jī)組可采用定期檢測(cè)裝置； 2）對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的一點(diǎn)接地，一般采用定期檢測(cè)裝置，對(duì)大容量機(jī)組則可以裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)。對(duì)兩點(diǎn)接地故障，應(yīng)裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)，在勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地后投入。（9）對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消失的故障，在發(fā)電機(jī)不允許失磁運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在自

46、動(dòng)滅磁開關(guān)斷開時(shí)連鎖反應(yīng)斷開發(fā)電機(jī)的斷路器；對(duì)采用半導(dǎo)體勵(lì)磁以及100mw及以上采用電機(jī)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，應(yīng)增設(shè)直接反應(yīng)發(fā)電機(jī)失磁時(shí)電氣參數(shù)變化的專用失磁保護(hù)。（10）對(duì)于轉(zhuǎn)子回路的過負(fù)荷，在100mw及以上并采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)。（11）其他：如當(dāng)電力系統(tǒng)震蕩影響機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)，在300mw機(jī)組上，宜裝設(shè)失步保護(hù)。為了快速消除發(fā)電機(jī)內(nèi)部的故障，在保護(hù)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)斷路器跳閘的同時(shí)，還必須動(dòng)作于自動(dòng)滅磁開關(guān)，斷開發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路，以使轉(zhuǎn)子回路電流不會(huì)在定子繞組中再感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，繼續(xù)供給短路電流。4.2、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù)4.2.1、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)對(duì)發(fā)電機(jī)相間

47、短路的主保護(hù)，不但要求能正確區(qū)別發(fā)電機(jī)內(nèi)、外故障，而且還要求無延時(shí)地切除內(nèi)部故障由變壓器差動(dòng)保護(hù)的討論可知，差動(dòng)保護(hù)可以滿足作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的基本要求。發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)： 由于被保護(hù)的對(duì)象是定子繞組，因此，當(dāng)定子一相繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，繞組兩端的電流仍同方向，流人差動(dòng)繼電器的只有不平衡電流，差動(dòng)繼電器不會(huì)動(dòng)作，故它不能反應(yīng)匝間短路。在定子繞組不同地點(diǎn)相簡(jiǎn)短路時(shí)，由于定子繞組各點(diǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路電流的大小不一樣經(jīng)分析得出如下結(jié)論： 1)當(dāng)過渡電阻不為零時(shí)，在中性點(diǎn)附近短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)可能不動(dòng)作，即在中性點(diǎn)附近經(jīng)電弧電阻短路時(shí)，可能出現(xiàn)死區(qū)因此，要求發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)

48、保護(hù)靈敏度盡可能高，盡可能減少它的死區(qū)。2)由于發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)的中性點(diǎn)一般不接地的或經(jīng)大阻抗接地，單相接地時(shí)的短路電流較小，差動(dòng)保護(hù)不能動(dòng)作故必須設(shè)置獨(dú)立的接地保護(hù)。4.2.2、發(fā)電機(jī)的橫差動(dòng)保護(hù)利用反應(yīng)兩個(gè)支路電流之差的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)即為橫差動(dòng)保護(hù)。它有兩種接線方式： 1、每相裝設(shè)兩個(gè)電流互感器和一個(gè)繼電器做成單獨(dú)的保護(hù)。這樣三相總共需要六個(gè)互感器和三個(gè)繼電器。由于接線復(fù)雜，保護(hù)中的不平衡電流也大，因此實(shí)際上已經(jīng)很少采用。2、目前廣泛應(yīng)用的接線方式實(shí)質(zhì)上是把一半繞組的三相電之和去與另一半繞組三相電流之和進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)生前述各種匝間短路時(shí)，此中性點(diǎn)聯(lián)線上照樣有環(huán)流通過

49、，因此，繼電器3可以動(dòng)作，。由于只使用了一個(gè)互感器，也就不存在由于互感器的誤差所產(chǎn)生的不平衡電流，因此，起動(dòng)電流較小，靈敏度較高。此外，這種接線方式也比第一種接線方式簡(jiǎn)單。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生永久性的兩點(diǎn)接地時(shí)，由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁勢(shì)的畸變而引起空氣隙磁通發(fā)生較大的畸變，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生異常的振動(dòng)，此時(shí)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。在這種情況下，雖然按照橫差動(dòng)保護(hù)的工作原理來看它不應(yīng)該動(dòng)作，但由于發(fā)電機(jī)已有切除的必要，因此橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘也是允許的。基于上述考慮，目前已不采用勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)閉鎖橫差動(dòng)保護(hù)的措施。為了防止在勵(lì)磁回路中發(fā)生偶然性的瞬間兩點(diǎn)接地時(shí)引起的誤動(dòng)作，因

50、此，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地后，在投入兩點(diǎn)接地保護(hù)的同時(shí)，也應(yīng)將橫差動(dòng)保護(hù)切換至0。5-1s的延時(shí)動(dòng)作于跳閘。發(fā)電機(jī)縱連差動(dòng)保護(hù)的范圍是發(fā)電機(jī)定子線圈相間短路的主保護(hù)，所有發(fā)電機(jī)都必須安裝此保護(hù)。發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)是用來保護(hù)繞組為雙星型連接的大型發(fā)電機(jī)定子線圈同相兩繞組匝間短路的，也就是說縱差保護(hù)是所有發(fā)電機(jī)必須安裝的保護(hù)，而發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)只有在發(fā)電機(jī)繞組為雙星形或多星形接線時(shí)才會(huì)采用。4.3、發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁故障是指發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁突然消失或部分消失。對(duì)于失磁的原因有：轉(zhuǎn)子繞組故障、勵(lì)磁機(jī)故障、自動(dòng)滅磁開關(guān)誤跳閘、及回路發(fā)生故障等。發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩種結(jié)果：一是從系統(tǒng)倒吸無功，根據(jù)理

51、論計(jì)算，發(fā)電機(jī)帶45%55%左右的有功負(fù)荷時(shí)，從系統(tǒng)吸收的無功相當(dāng)于額定有功負(fù)荷，看見定子電流是猛增的，將使發(fā)電機(jī)定子繞組過熱；另一方面，失磁后發(fā)電機(jī)由同步狀態(tài)轉(zhuǎn)入異步狀態(tài)，將在轉(zhuǎn)子表面感生出另一個(gè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，維持發(fā)電機(jī)在穩(wěn)定異步狀態(tài)，同時(shí)由于轉(zhuǎn)差產(chǎn)生的磁場(chǎng)消耗的能量又使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過熱。另一種結(jié)果就是轉(zhuǎn)子的電磁振動(dòng)。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)子是凸極式的，散熱效果較好而抗振動(dòng)性能差，失磁跳機(jī)與否取決于振動(dòng)限制；對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子是隱極式的，散熱效果差而抗振動(dòng)效果較佳，所以失磁是否跳機(jī)取決于其發(fā)熱容量限制。4.3.1、失磁保護(hù)的構(gòu)成方式失磁保護(hù)應(yīng)能正確反應(yīng)發(fā)電機(jī)的失磁故障，而在發(fā)電機(jī)外部故

52、障、電力系統(tǒng)震蕩、發(fā)電機(jī)自同步并列以及發(fā)電機(jī)低勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)作。1。利用自動(dòng)滅磁開關(guān)連鎖跳開發(fā)電機(jī)斷路器過去發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)都是采用這種方式。但實(shí)際上發(fā)電機(jī)失磁并不都是由于自動(dòng)滅磁開關(guān)跳開而引起的，特別是當(dāng)采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)，由于半導(dǎo)體元件或回路的故障而引起發(fā)電機(jī)失磁是可能的，而在這種情況下保護(hù)將不能動(dòng)作。因此這種保護(hù)方式一般用于容量在10mw及以上的發(fā)電機(jī)和采用半導(dǎo)體勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，普遍增設(shè)了這種方式的保護(hù)。2利用失磁后發(fā)電機(jī)定子各參數(shù)變化的特點(diǎn)構(gòu)成失磁保護(hù)這種方式的保護(hù)所反應(yīng)的發(fā)電機(jī)定子參數(shù)的變化如：機(jī)端測(cè)量阻抗由第一象限進(jìn)入第四象限，無功功率改變方向，機(jī)端電壓下降，功角增大，勵(lì)磁電壓降低

53、等。目前對(duì)容量在100mw及以上的發(fā)電機(jī)和采用半導(dǎo)體勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，普遍增設(shè)了這種方式的保護(hù)。第5章 母線保護(hù)5.1、概述母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組無故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。一般說來，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線分段單母線時(shí)，供電元件的保護(hù)裝置則不能保證有選擇性地切除故障母線，因此應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù),具體項(xiàng)目如下：1、在110kv及以上的雙母線和

54、分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）無故障的母線仍能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)。2、110kv及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kv母線或高壓側(cè)為110kv及以上的重要降壓變電所的35kv母線，按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。所以不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則仍是適用的，即：1）當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與電源連接元件都向故障點(diǎn)供給短路電流，而在供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，因此，i總=id。2)在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)

55、，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為i總=0；3）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體地說，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件中的電流則是同相位的。什么情況下應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)？在110kv及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組母線上所發(fā)生的故障，而另一組無故障母線仍能繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。2110kv及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kv母線或高壓側(cè)為110kv及以上的重要降壓變電所的3

56、5kv母線，按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)。斷路器失靈保護(hù)，當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時(shí)，相應(yīng)的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖后，斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)其它有關(guān)的斷路器，以使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)。在設(shè)計(jì)母線保護(hù)時(shí)還注意以下幾個(gè)問題：（1）母線故障對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定將造成嚴(yán)重威脅，必須以極快的速度切除，同時(shí)為了防止電流互感器（ta）飽和使保護(hù)誤動(dòng)，也要求保護(hù)在故障后幾個(gè)毫秒內(nèi)電流互感器飽和前就能反應(yīng)。目前已能作到在故障后35ms內(nèi)動(dòng)作的保護(hù)裝置；（2）由于母線在電力系統(tǒng)中的地位極為重要，對(duì)其保護(hù)裝置的安全性和可靠性，都要提出極高的要求；（3）母線保護(hù)