電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)大型發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)整定計(jì)算

。1.2保護(hù)依據(jù)依據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》1.對(duì)300MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù)，即裝設(shè)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電機(jī)、變壓器共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。2.發(fā)電機(jī)－變壓器組：對(duì)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)。3.200MW及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)負(fù)序過電流保護(hù)和單元件低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。4.對(duì)于200MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)過電壓保護(hù)。5.對(duì)過負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)定子繞組過負(fù)荷保護(hù)。6.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流的能力，以I2tA為判據(jù)，其中I為以額定電流為基準(zhǔn)的負(fù)序電流標(biāo)么值；t為時(shí)間(s)，A為常數(shù)。對(duì)不對(duì)稱負(fù)荷，非全相運(yùn)行及外部不對(duì)稱短路引起的負(fù)序電流，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)。7.100MW及以上A<10的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)由定時(shí)時(shí)限和反時(shí)時(shí)限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)。8.對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障或強(qiáng)勵(lì)磁時(shí)間過長(zhǎng)引起的勵(lì)磁繞組過負(fù)荷，在100MW及以上，采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上，應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁加回路過負(fù)荷保護(hù)，對(duì)300MW及上發(fā)電機(jī)，保護(hù)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。9.轉(zhuǎn)子水冷汽輪發(fā)電機(jī)和100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)，并可裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置。10.失磁對(duì)電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機(jī)及100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。11.對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的異常方式，200MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。12.0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA13.110KV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中，如變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，對(duì)外部單相接地引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。發(fā)電機(jī)－變壓器組的保護(hù)，宜起動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。1.3保護(hù)說明發(fā)電機(jī)最常見的故障之一是定子繞組的單相接地（定子繞組與鐵芯間絕緣破壞）。由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)是不接地或經(jīng)高阻接地，所以定子單相接地故障并不引起大的故障電流。但由于大型發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)中的重要地位，造價(jià)昂貴，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修困難，所以對(duì)大型發(fā)電機(jī)的定子接地電流大小和保護(hù)性能提出了嚴(yán)格的要求，特裝設(shè)發(fā)電機(jī)定子一點(diǎn)接地保護(hù)，根據(jù)接地電流的大小，分別動(dòng)作于信號(hào)或停機(jī)。發(fā)電機(jī)在突然甩負(fù)荷時(shí)，容易產(chǎn)生不允許的過電壓。特別是對(duì)大機(jī)組出現(xiàn)危及絕緣安全的過電壓是比較常見的現(xiàn)象，為此須裝設(shè)過電壓保護(hù)。300MW及以上的大型發(fā)電機(jī)組，由于勵(lì)磁系統(tǒng)環(huán)節(jié)較多，發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁成為常見的故障形式。發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，將過渡到異步運(yùn)行，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子電流增大，定子電壓下降，有功功率下降，無功功率反向并且增大；在轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流；電力系統(tǒng)的電壓下降及某些電源支路過電流，這些變化，在一定條件下，將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，威脅發(fā)電機(jī)本身的安全。為保證電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的安全，必須裝設(shè)失磁保護(hù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)低勵(lì)和失磁故障并及時(shí)采取必要的措施。逆功率保護(hù)，用于保護(hù)汽輪機(jī)。當(dāng)主汽門誤關(guān)閉，或機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉主汽門而出口斷路器未跳閘時(shí)，發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，要從電力系統(tǒng)吸收有功功率，使汽輪機(jī)尾部葉片過熱，因而造成汽輪機(jī)事故。大機(jī)組均不允許在此狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行，一般只允許運(yùn)行幾分鐘。為保護(hù)汽輪機(jī)，必須裝設(shè)逆功率保護(hù)。按照遠(yuǎn)后備的原則，升壓變壓器高壓側(cè)斷路器拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)由相鄰元件的后備保護(hù)切除故障，切除故障的時(shí)間長(zhǎng)，而且可能把全部電源元件切除。因此，大機(jī)組都應(yīng)當(dāng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)，用以在斷路器失靈時(shí)切除故障。每一母線的全部連接元件裝設(shè)一套公用的斷路器失靈保護(hù)。300MW發(fā)電機(jī)大部分采用水冷方式。為防止發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水中斷時(shí)，造成發(fā)電機(jī)定子線圈過熱甚至燒毀定子繞組，必須裝設(shè)反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水中斷的保護(hù)。1.4保護(hù)配置根據(jù)保護(hù)配置依據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，綜合考慮保護(hù)動(dòng)作的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性，滿足繼電保護(hù)在總體配置上盡量做到完善、合理，避免繁瑣、復(fù)雜的要求，根據(jù)短路保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)、發(fā)電機(jī)接地保護(hù)及其他保護(hù)的具體要求，初步確定配置下列保護(hù):表1.1保護(hù)配置方案反應(yīng)的故障類型保護(hù)配置反映故障類型發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)定子繞組及相間短路發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)定子匝間短路或開焊故障變壓器縱差保護(hù)繞組及引出線的短路故障發(fā)電機(jī)－變壓器組縱差保護(hù)定子繞組、相間短路及引出線的短路故障變壓器瓦斯保護(hù)油箱內(nèi)部故障及油面降低變壓器零序保護(hù)高壓繞組、引出線及相鄰元件接地阻抗保護(hù)相間短路、瓦斯和縱差保護(hù)的后備保護(hù)對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)定子繞組過電流不對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)轉(zhuǎn)子繞組過電流勵(lì)磁回路過負(fù)荷保護(hù)勵(lì)磁繞組過電流失磁保護(hù)勵(lì)磁回路的失磁逆功率保護(hù)反應(yīng)逆功率頻率保護(hù)頻率異常故障過電壓保護(hù)定子繞組過電壓主變壓器冷卻器全停保護(hù)變壓器冷卻器故障表1.2保護(hù)配置作用結(jié)果保護(hù)配置作用結(jié)果發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)停機(jī)發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)停機(jī)變壓器縱差保護(hù)停機(jī)發(fā)電機(jī)－變壓器組縱差保護(hù)停機(jī)變壓器瓦斯保護(hù)輕瓦斯發(fā)出信號(hào)，重瓦斯停機(jī)變壓器零序保護(hù)一段與母線解列，二段與母線解列、滅磁阻抗保護(hù)一段與母線解列，二段與母線解列、滅磁對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)定時(shí)限：發(fā)信號(hào)；反時(shí)限：解列、滅磁不對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)定時(shí)限：發(fā)信號(hào)；反時(shí)限：解列、滅磁勵(lì)磁回路過負(fù)荷保護(hù)定時(shí)限：發(fā)信號(hào)；反時(shí)限：解列、滅磁失磁保護(hù)解列、跳閘；發(fā)信號(hào)，切換廠用電源頻率保護(hù)發(fā)信號(hào)逆功率保護(hù)發(fā)信號(hào)、解列、滅磁過電壓保護(hù)解列、滅磁主變壓器冷卻器全停保護(hù)發(fā)信號(hào)、解列、滅磁4.發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)整定計(jì)算動(dòng)作量取自發(fā)電機(jī)雙星形兩中性點(diǎn)之間連接的零序短路互感器TA0二次側(cè)短路，構(gòu)成零序橫差動(dòng)保護(hù)，反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組同一分支的匝間短路、同相不同分支間短路、不同相分支相間短路以及分支開焊保護(hù)。4.1發(fā)電機(jī)橫差動(dòng)保護(hù)4.1.1.動(dòng)作判據(jù)當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，橫差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)零序差動(dòng)電流，當(dāng)滿足下式時(shí)橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作式(4.1)式中——發(fā)電機(jī)橫差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)電流；——發(fā)電機(jī)橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流整定值。4.1.2整定計(jì)算①橫差動(dòng)保護(hù)電流互感器TA0變比的計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)公式為0.25/=0.2511322/5=566式(4.2)選用6005/5，即3000/5。式中——橫差動(dòng)保護(hù)用電流互感器變比；——發(fā)電機(jī)額定電流；——橫差動(dòng)保護(hù)用電流互感器額定二次電流，一般為5A。②橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算按躲過區(qū)外短路時(shí)最大不平衡電流，一般用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算為=（0.2~0.3）/=(0.2~0.3)11322/600=3.77~5.66(A)式(4.3)取=5A。③橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間計(jì)算正常運(yùn)行整定值取=0s。4.2發(fā)電機(jī)縱向基波零序過電壓保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)無法分別引出雙星形的中性點(diǎn)時(shí)，就無法采用原理比較成熟的單元件高靈敏橫差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組同分支匝間、同相不同分支間短路或分支開焊以及不同相分支間相間短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)縱向零序電壓，目前采用較多的是動(dòng)作量取自機(jī)端專用電壓互感器（該電壓互感器的中性點(diǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)相連，單不接地）開口三角繞組縱向零序電壓，當(dāng)其值大于整定值時(shí)保護(hù)就動(dòng)作。4.2.1動(dòng)作判據(jù)靈敏段動(dòng)作判據(jù)①三次諧波電壓比率制動(dòng)型保護(hù)。區(qū)外短路出現(xiàn)較大三次諧波電壓時(shí)，利用三次諧波電壓比率制動(dòng)基波零序過電壓保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)，即當(dāng)33時(shí)33=3當(dāng)33時(shí)33=3+(3-3)式(4.4)式中3——縱向3倍基波零序電壓；3——縱向3倍基波零序動(dòng)作電壓；3——靈敏段縱向3倍基波零序動(dòng)作電壓整定值；——三次諧波電壓制動(dòng)系數(shù)斜率，一般取0.3~0.5；3——3倍三次諧波電壓整定值；3——區(qū)外短路時(shí)縱向零序電壓中的3倍三次諧波分量。②次靈敏段或高定值動(dòng)作判據(jù)動(dòng)作判據(jù)為33式(4.5)式中3——次靈敏段3倍基波零序動(dòng)作電壓（高定值）整定值。③負(fù)序功率方向閉鎖縱向基波零序過電壓保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為防止縱向基波零序過電壓保護(hù)在區(qū)外短路誤動(dòng)作，裝置內(nèi)設(shè)置負(fù)序方向閉鎖元件、，當(dāng)區(qū)外不對(duì)稱短路時(shí)，負(fù)序功率流向發(fā)電機(jī)，負(fù)序功率方向閉鎖元件動(dòng)作閉鎖縱向基波零序過電壓保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，負(fù)序功率流向系統(tǒng)，負(fù)序功率方向閉鎖元件動(dòng)作后開發(fā)（解除閉鎖）縱向基波零序過電壓保護(hù)，有縱向基波零序過電壓保護(hù)出口動(dòng)作。④專用電壓互感器TV一次斷線閉鎖判據(jù)比較專用TV和測(cè)量TV相間電壓差組成的電壓不平衡保護(hù)，當(dāng)專用TV一次側(cè)斷線時(shí)，TV一次斷線不平衡保護(hù)動(dòng)作，閉鎖縱向基波零序過電壓保護(hù)，并發(fā)報(bào)警信號(hào)。4.2.2整定計(jì)算DGT-801A型保護(hù)①靈敏段動(dòng)作電壓整定值3計(jì)算按躲過正常運(yùn)行時(shí)最大縱向基波不平衡電壓計(jì)算。3=3=20.95=1.9(A)式(4.6)取3=2V式中——可靠系數(shù)，取1.5~2；3——正常運(yùn)行時(shí)最大縱向3倍基波零序不平衡電壓的實(shí)測(cè)值。三次諧波電壓制動(dòng)系數(shù)斜率為=0.5三次諧波電壓整定值為=(0.8~1)3取=3=2V②次靈敏段3倍基波零序動(dòng)作電壓整定值3，按躲過區(qū)外短路時(shí)的最大縱向不平衡基波零序電壓計(jì)算，即3=3由于一般難于實(shí)測(cè)區(qū)外短路時(shí)的最大縱向不平衡基波零序電壓3，一般只能取33=5~10V式(4.7)取3=6V式中——可靠系數(shù)，可取2~2.5；3——區(qū)外短路時(shí)出現(xiàn)的最大3倍縱向不平衡基波零序電壓。③動(dòng)作時(shí)間整定為=0.2s。④專用TV斷線閉鎖整定計(jì)算應(yīng)按躲過正常運(yùn)行時(shí)專用TV和測(cè)量TV之間的電壓差計(jì)算，兩組TV正常電壓差(不平衡電壓）一般不超過5V，于是有==5~8V式(4.8)式中——TV不平衡動(dòng)作電壓整定值；——可靠系數(shù)，可取1.5~2；——正常運(yùn)行時(shí)兩組TV最大不平衡電壓值。⑤負(fù)序逆功率指向整定當(dāng)區(qū)外不對(duì)稱短路時(shí)，負(fù)序逆功率流向發(fā)動(dòng)機(jī)，負(fù)序逆功率繼電器K2動(dòng)作閉鎖指向基波零序過電壓保護(hù)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)定子繞組之間短路時(shí)，負(fù)序功率流向系統(tǒng)，負(fù)序逆功率繼電器動(dòng)作后開放（解除閉鎖）指向基波零序過電壓保護(hù)，由縱向基波零序過電壓保護(hù)出口動(dòng)作。6.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)整定計(jì)算6.1動(dòng)作判據(jù)6.1.1動(dòng)作判據(jù)①轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組疊加直流電壓，經(jīng)先后兩次測(cè)量不同附加電阻式轉(zhuǎn)子對(duì)地電流值，通過內(nèi)部軟件計(jì)算轉(zhuǎn)子回路接地電阻原理的動(dòng)作判據(jù)為當(dāng)、持續(xù)時(shí)間t時(shí)動(dòng)作發(fā)信號(hào)當(dāng)、持續(xù)時(shí)間t時(shí)動(dòng)作發(fā)信號(hào)或跳閘式(6.1)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地絕緣電阻；——轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅰ段動(dòng)作電阻整定值；——轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作電阻整定值；——轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅰ段動(dòng)作時(shí)間整定值；——轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間整定值。②轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地保護(hù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地保護(hù)。動(dòng)作判據(jù)為<轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作整定值>>式(6.2)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地絕緣電阻；、——發(fā)電機(jī)定子電壓二次側(cè)正序分量和負(fù)序分量；——二次諧波電壓動(dòng)作整定值。6.2整定計(jì)算6.2.1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)整定計(jì)算①轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅰ段動(dòng)作電阻整定值為=8~10取=10。轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅰ段動(dòng)作時(shí)間整定值為=2~6s取=5s,動(dòng)作于信號(hào)。②轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作電阻整定值為=0.5~1取=1。轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間整定值為=2~6s取=5s,動(dòng)作于信號(hào)。6.2.2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地保護(hù)整定計(jì)算①發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地保護(hù)此保護(hù)接于發(fā)電機(jī)出口TV相電壓，二次諧波電壓動(dòng)作整定值按躲過發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和區(qū)外各種類型的短路計(jì)算，因短路情況下實(shí)測(cè)最大二次諧波負(fù)序電壓有困難，所以按躲過發(fā)電機(jī)額定工況時(shí)機(jī)端測(cè)得的最大二次諧波負(fù)序電壓計(jì)算。二次諧波電壓動(dòng)作整定值為=式(6.3)可取=1V式中——可靠系數(shù)，取1.5~2；——發(fā)電機(jī)正常額定工況時(shí)機(jī)端測(cè)得的最大二次諧波負(fù)序電壓。②動(dòng)作時(shí)間轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定值為=0.5~1s取=1s,動(dòng)作于信號(hào)。7.發(fā)電機(jī)定子繞組過電流保護(hù)整定對(duì)于發(fā)電機(jī)因定子繞組過負(fù)荷或區(qū)外短路引起定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)定子繞組三相過電流保護(hù)，由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。7.1動(dòng)作判據(jù)發(fā)電機(jī)定子繞組過電流保護(hù)的動(dòng)作特性曲線如圖所示，動(dòng)作特性曲線由三部分組成，圖中曲線1的ABF為定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作特性，曲線2的CD為反時(shí)限過電流動(dòng)作特性，DEH為反時(shí)限上限（高定值）動(dòng)作區(qū)。對(duì)應(yīng)的動(dòng)作判據(jù)由如下三部分組成。圖7.1發(fā)電機(jī)定子繞組過電流保護(hù)的動(dòng)作特性曲線圖7.1.1定時(shí)限過電流保護(hù)如圖中曲線1的ABF段所示，若滿足下式則動(dòng)作后發(fā)信號(hào)式(7.1)式中——發(fā)電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)側(cè)TA二次電流；——定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定值；——發(fā)電機(jī)定子電流滿足動(dòng)作條件作用持續(xù)時(shí)間；——定時(shí)限過電流動(dòng)作時(shí)間整定值。7.1.2反時(shí)限過電流保護(hù)①反時(shí)限動(dòng)作判據(jù)。圖中曲線2的CD段為反時(shí)限部分，當(dāng)時(shí)，若滿足下式則動(dòng)作后跳閘（-）式中——發(fā)電機(jī)定子最大相電流相對(duì)值（以發(fā)電機(jī)定子額定二次電流為基準(zhǔn)）；——發(fā)電機(jī)允許發(fā)熱時(shí)間常數(shù)；——反時(shí)限過電流保護(hù)下限動(dòng)作電流（最小動(dòng)作電流）；——散熱時(shí)間常數(shù)，數(shù)值上等于發(fā)電機(jī)額定電流相對(duì)值。②反時(shí)限上限動(dòng)作判據(jù)。如圖曲線2的DEH段所示，此時(shí)有式(7.2)式中——電流超過上限動(dòng)作電流的作用時(shí)間；——上限動(dòng)作時(shí)間整定值。反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘。7.2整定計(jì)算整定的保護(hù)裝置的基準(zhǔn)電流為發(fā)電機(jī)額定電流。7.2.1定時(shí)限過電流（過負(fù)荷）保護(hù)①動(dòng)作電流整定值為=/=1.053.4/0.95=3.8(A)式(7.3)式中——可靠系數(shù)，一般取1.05~1.1；——返回系數(shù)，微機(jī)保護(hù)取0.95；②動(dòng)作時(shí)間整定值為=+t=4.5+0.5=5s式中——線路后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間最大整定值；t——時(shí)間級(jí)差，一般取0.5s。定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。7.2.2反時(shí)限過電流保護(hù)①下限動(dòng)作電流整定值計(jì)算按與定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流配合計(jì)算，即==1.053.8=4(A)式(7.4)②下限動(dòng)作時(shí)間整定值計(jì)算=/(-)=41.5/(1.16-1)=120s式(7.5)發(fā)電機(jī)定子反時(shí)限過電流保護(hù)下限動(dòng)作電流相對(duì)值為=4/3.4=1.16發(fā)電機(jī)散熱時(shí)間常數(shù)=1，發(fā)熱時(shí)間常數(shù)整定值==41.5s③反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作計(jì)算=/(-)式(7.6)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間由保護(hù)自動(dòng)計(jì)算，即=/(-)=41.5/(-1)s④上限動(dòng)作電流整定值計(jì)算上限動(dòng)作電流按躲過高母線最大短路電流計(jì)算，=/=1.311.53=15(A)式(7.7)⑤上限的時(shí)間整定值計(jì)算上限動(dòng)作時(shí)間與線路保護(hù)第一段時(shí)間（快速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間）配合計(jì)算，取=0.4s9.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁過電流保護(hù)整定計(jì)算現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和繼電保護(hù)裝置中同時(shí)設(shè)置發(fā)電機(jī)裝置繞組過電流保護(hù)，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有轉(zhuǎn)子繞組過電流限制和保護(hù)兩種功能。接地保護(hù)裝置設(shè)置發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過電流保護(hù)，動(dòng)作后作用于跳閘停機(jī)。9.1動(dòng)作判據(jù)根據(jù)不同方式的勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁過電流保護(hù)有四種不同方式的動(dòng)作量。直接反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流并取自轉(zhuǎn)子繞組電流分流器輸出電壓(mV)的動(dòng)作量。間接反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流并取自主勵(lì)磁電流分流器輸出電壓(mV)的動(dòng)作量。由于和轉(zhuǎn)子繞組電流基本上是線性關(guān)系，因此旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁系統(tǒng)只能取主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組電流分流器的輸出電壓為動(dòng)作量。間接反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流并取自主勵(lì)磁機(jī)交流側(cè)TA二次電流有效值的動(dòng)作量。由于和轉(zhuǎn)子繞組電流具有線性關(guān)系，即=/(式中為三相橋式整流系數(shù)的倒數(shù)，理論值為0.816，實(shí)際就是時(shí)應(yīng)以發(fā)動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)進(jìn)行修正，為TA的變比)。間接反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流并取自AVR交流側(cè)TA二次電流瞬時(shí)值的動(dòng)作量。AVR交流側(cè)TA二次電流瞬時(shí)值經(jīng)微機(jī)軟件就是能準(zhǔn)確反映發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流的動(dòng)作量。以上四種不同方式的動(dòng)作量，第一種方式的動(dòng)作量最為直接、簡(jiǎn)單，但在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)應(yīng)對(duì)分流器至保護(hù)裝置測(cè)量電纜電壓降進(jìn)行補(bǔ)償。而其他三種方式的動(dòng)作量都是間接反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流，在整定計(jì)算時(shí)都應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正計(jì)算。以上四種不同方式的動(dòng)作量的勵(lì)磁過電流保護(hù)的動(dòng)作特性和動(dòng)作判據(jù)基本相同，以下僅敘述取自轉(zhuǎn)子繞組電流分流器輸出電壓為動(dòng)作量的勵(lì)磁過電流保護(hù)動(dòng)作特性和動(dòng)作判據(jù)。圖中動(dòng)作特性曲線由三部分組成，圖中曲線1的ABF為定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作特性，曲線2的CD為反時(shí)限過電流的動(dòng)作特性，DEH為過電流上限（高值）動(dòng)作區(qū)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過電流保護(hù)動(dòng)作特性曲線對(duì)應(yīng)的動(dòng)作判據(jù)由如下三部分組成。圖9.1勵(lì)磁過電流保護(hù)的動(dòng)作特性曲線9.1.1定時(shí)限過電流保護(hù)曲線1的ABF為定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作區(qū)，動(dòng)作判據(jù)為t式(9.1)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流為時(shí)分流器的電壓(mV)；——定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流分流器的電壓(mV)；——反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作后發(fā)信號(hào)。9.1.2反時(shí)限過電流保護(hù)曲線2的CD為反時(shí)限過電流的動(dòng)作特性曲線，動(dòng)作判據(jù)為(-)t式(9.2)=/式中——反時(shí)限過電流保護(hù)下限動(dòng)作時(shí)分流器輸出電壓(mV)；——反時(shí)限過電流保護(hù)上限（最大）動(dòng)作時(shí)分流器電壓(mV)；——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流分流器的輸出電壓相對(duì)值；——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定電流時(shí)分流器的輸出電壓(mV)；——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組額定電流為基準(zhǔn)時(shí)的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)整定值(s)；——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組額定電流為基準(zhǔn)時(shí)的散熱時(shí)間常數(shù)整定值(s)；t——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組電流分流器的輸出電壓大于動(dòng)作值的持續(xù)時(shí)間(s)。9.1.3反時(shí)限過電流上限動(dòng)作判據(jù)圖中曲線2的DEH為反時(shí)限上限動(dòng)作特性曲線，動(dòng)作判據(jù)為t式(9.3)式中——反時(shí)限過電流保護(hù)上限（最大）動(dòng)作時(shí)分流器電壓(mV)；——反時(shí)限過電流保護(hù)上限（最?。﹦?dòng)作時(shí)間(s)。反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘。9.2整定計(jì)算靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，可在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁過電流保護(hù)。其制定原則應(yīng)與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組允許的發(fā)熱特性配合，同時(shí)亦應(yīng)與自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）的勵(lì)磁過電流保護(hù)、勵(lì)磁過電流限制器的特性配合。9.2.1定時(shí)限過電流保護(hù)對(duì)DGT-801A型保護(hù)裝置，內(nèi)部設(shè)基準(zhǔn)值為75mV（分流器額定電流時(shí)的輸出電壓）。①定時(shí)限過電流動(dòng)作時(shí)分流器電壓計(jì)算。定時(shí)限過電流動(dòng)作時(shí)分流器電壓為=（/）（/）75=（1.05/0.95）（1980/3000)75=54.7(mV)式(9.4)式中——轉(zhuǎn)子電流分流器額定電流為3000A;——轉(zhuǎn)子額定電流（對(duì)QFS-300-2發(fā)電機(jī)，=1980(A)。②動(dòng)作時(shí)間整定值計(jì)算。按躲過正常強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)間計(jì)算，可取5s（最大強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)間可至8~10s），即=5s定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作后發(fā)信號(hào)。9.2.2反時(shí)限過電流保護(hù)①下限動(dòng)作時(shí)分流器電壓整定值計(jì)算。按與定時(shí)限勵(lì)磁過電流保護(hù)動(dòng)作電流配合計(jì)算，即=1.05=1.0554.7=57.4(mV)=1.05=1.050.73=0.766式(9.5)②發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱時(shí)間常數(shù)整定值計(jì)算。DGT-801A型保護(hù)裝置是以風(fēng)的季節(jié)轉(zhuǎn)子電流分流器額定電流或分流器額定輸出75mV為基準(zhǔn)，應(yīng)歸算至分流器的額定電流時(shí)的整定值，即==30=13.07(s)式(9.6)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，取30s。③發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的散熱時(shí)間常數(shù)整定值計(jì)算。歸算至分流器額定電流時(shí)的整定值，即==1=0.4356式(9.7)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組散熱時(shí)間常數(shù)。④下限動(dòng)作時(shí)間整定值計(jì)算。以分流器額定電流為基準(zhǔn)（或以75mV力基準(zhǔn)），=/（-）=13.07/（0.766-0.4356）=86.7(s)式(9.8)式中——?jiǎng)?lì)磁過電流保護(hù)下限動(dòng)作時(shí)分流器電壓的相對(duì)值（以75mV基準(zhǔn)）。以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定電流為基準(zhǔn)（或以=49.5mV為基準(zhǔn)），得=/（-）=/（-）=30/(1.16-1)=86.7(s)式(9.9)⑤反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間計(jì)算以分流器額定電流為基準(zhǔn)。裝置自動(dòng)計(jì)算動(dòng)作時(shí)間，即=/（-）=13.07/（-0.4356）式(9.10)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流分流器輸出電壓75mV為基準(zhǔn)時(shí)的相對(duì)值。、、、均以分流器的額定電流為基準(zhǔn)時(shí)的值。以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定電流為基準(zhǔn)，裝置自動(dòng)計(jì)算動(dòng)作時(shí)間，即=/（-）=30/（-1）式(9.11)10.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)整定計(jì)算10.1動(dòng)作判據(jù)發(fā)電機(jī)低勵(lì)及失磁保護(hù)動(dòng)作判據(jù)可分為：10.1.1系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)由于發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁故障，無功儲(chǔ)備不足，引起系統(tǒng)側(cè)高壓母線三相相間電壓同時(shí)下降至低于最低允許電壓值，可能造成系統(tǒng)電壓崩潰，引起系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電的重大事故。其低電壓元件動(dòng)作判據(jù)為式中——高壓母線三相相間電壓測(cè)量值；——高壓母線相間低電壓動(dòng)作整定值。10.1.2發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)①異步邊界阻抗圓判據(jù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗軌跡進(jìn)入異步邊界阻抗圓（作為發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)的判據(jù)）內(nèi)，此時(shí)保護(hù)動(dòng)作。發(fā)電機(jī)失磁異步邊界阻抗圓為圖中圓1，阻抗圓1內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓1的圓心在jX軸上，圓心坐標(biāo)為(O，)，半徑為，圓1和jX軸的交點(diǎn)A、B由下式?jīng)Q定=-0.5=-=(/)·(/)=/式(10.1)式中——異步邊界圓（下拋圓）和jX軸的第一交點(diǎn)的縱坐標(biāo)整定值(）；——異步邊界圓(下拋圓)和jX軸的第二交點(diǎn)的縱坐標(biāo)整定值()；——發(fā)電機(jī)同步電抗和暫態(tài)電抗的相對(duì)值（不飽和值）；——發(fā)電機(jī)額定基準(zhǔn)二次阻抗有名值()；、——發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)、額定視在功率(MVA)；、——發(fā)電機(jī)電流互感器TA、電壓互感器TV變比；——發(fā)電機(jī)額定二次電壓；——發(fā)電機(jī)額定二次電流。圖10.1發(fā)電機(jī)失磁異步邊界阻抗圓和靜穩(wěn)邊界阻抗圓l-異步邊界阻抗圓；2-靜穩(wěn)邊界阻抗圓②靜穩(wěn)極限邊界阻抗圓判據(jù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)低勵(lì)磁或失磁時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗進(jìn)入靜穩(wěn)邊界阻抗圓內(nèi)，判發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)破壞，此時(shí)保護(hù)動(dòng)作。汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗，在邊界圓周上發(fā)電機(jī)功角=90，在圓內(nèi)功角>90，在圓外功角<90。圖中圓2為靜穩(wěn)極限邊界阻抗圓，圓2的圓心在jX軸上，圓心坐標(biāo)為（0，），半徑為，直線OC、OD和R軸夾角=10~15，將圓2劃分為兩區(qū)，直線OC、OD和圓2圍成保護(hù)動(dòng)作區(qū)，即CODBC的內(nèi)部為動(dòng)作區(qū)，外部為不動(dòng)作區(qū)。圓2與jX軸的交點(diǎn)S、B由下式?jīng)Q定==-=(/)·(/)=+式(10.2)式中——靜穩(wěn)邊界圓和jX軸的第一交點(diǎn)(jX軸正向交點(diǎn))的縱坐標(biāo)整定值()；——靜穩(wěn)邊界圓和jX軸的第二交點(diǎn)(jX軸負(fù)向交點(diǎn))的縱坐標(biāo)整定值()；——發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的聯(lián)系電抗相對(duì)值（發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)）；——至高壓母線的系統(tǒng)電抗相對(duì)值（發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)）；——變壓器電抗相對(duì)值（發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)）。10.1.3靜穩(wěn)極限轉(zhuǎn)子繞組變勵(lì)磁低電壓動(dòng)作判據(jù)與系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，對(duì)應(yīng)某一有功功率P輸出時(shí)，相應(yīng)為維持機(jī)組靜穩(wěn)極限所必需的勵(lì)磁電壓為最低勵(lì)磁電壓，當(dāng)P變化時(shí)，在靜穩(wěn)極限條件下，勵(lì)磁電壓對(duì)應(yīng)不同的變勵(lì)磁電壓。本動(dòng)作判據(jù)主要用于防止發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁故障引起相應(yīng)勵(lì)磁電壓太低，使發(fā)電機(jī)超出靜穩(wěn)極限運(yùn)行。即當(dāng)時(shí)按=動(dòng)作當(dāng)>時(shí)，按變勵(lì)磁低電壓動(dòng)作特性動(dòng)作=/（-）=(-)時(shí)動(dòng)作=/===+=+式(10.3)式中——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子低勵(lì)磁最小動(dòng)作電壓；——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子變勵(lì)磁動(dòng)作電壓；——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓；——發(fā)電機(jī)空載額定電壓時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓；——轉(zhuǎn)子變勵(lì)磁動(dòng)作電壓和功率的比例系數(shù)整定值；——比例系數(shù)整定值的修正系數(shù)（隱極機(jī)=0，=1；凸極機(jī)0，>1）；——總電抗相對(duì)值（歸算至發(fā)電機(jī)額定容量）；——發(fā)電機(jī)直軸同步電抗相對(duì)值；——發(fā)電機(jī)機(jī)端與無限大容量系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗相對(duì)值；——變壓器的電抗相對(duì)值；——至變壓器高壓母線系統(tǒng)電抗相對(duì)值；——發(fā)電機(jī)額定視在功率二次值（VA);P——發(fā)電機(jī)運(yùn)行二次功率（W）；——發(fā)電機(jī)的反應(yīng)功率二次幅值（W）（汽輪發(fā)電機(jī)=0）；——發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)極限角（穩(wěn)極機(jī)=0，=90；凸極機(jī)0，=70~80）；——?dú)w算至發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)的系統(tǒng)電壓相對(duì)值；——發(fā)電機(jī)交軸同步電抗相對(duì)值；——發(fā)電機(jī)額定二次電壓；——發(fā)電機(jī)額定二次電流。圖10.2變勵(lì)磁低電壓動(dòng)作特性曲線圖上式的變勵(lì)磁低電壓判據(jù)=f(p)的動(dòng)作特性曲線如圖所示。圖中的曲線1為汽輪發(fā)電機(jī)變勵(lì)磁電壓動(dòng)作特性曲線(ABC)，AB段，當(dāng)時(shí)，為不變的；BC段，當(dāng)時(shí)，與發(fā)電機(jī)測(cè)量二次功率P成正比增加，變勵(lì)磁動(dòng)作低電壓上升的斜率為=tg，曲線下側(cè)為動(dòng)作區(qū)，曲線上側(cè)為不動(dòng)作區(qū)。10.1.4發(fā)電機(jī)低勵(lì)及失磁保護(hù)動(dòng)作輔助判據(jù)①閉鎖失磁保護(hù)的負(fù)序電壓元件。閉鎖的動(dòng)作判據(jù)為式(10.4)式中——發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)序電壓二次值；——負(fù)序動(dòng)作電壓整定值。②閉鎖失磁保護(hù)的負(fù)序電流元件。閉鎖的動(dòng)作判據(jù)為式(10.5)式中——發(fā)電機(jī)負(fù)序電流二次值；——負(fù)序動(dòng)作電流整定值。當(dāng)保護(hù)滿足上式時(shí)瞬時(shí)起動(dòng)閉鎖失磁保護(hù)，經(jīng)8~lOs自動(dòng)解除閉鎖。③TV斷線閉鎖。機(jī)端兩組TV不平衡保護(hù)動(dòng)作時(shí)，閉鎖失磁保護(hù)（或負(fù)序電壓元件動(dòng)作閉鎖失磁保護(hù)）。④延時(shí)元件。當(dāng)滿足以上動(dòng)作判據(jù)并經(jīng)一定延時(shí)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作出口，分別作用于發(fā)信號(hào)或關(guān)閉主汽門停機(jī)。10.2整定計(jì)算10.2.1高壓母線三相低電壓元件按躲過系統(tǒng)母線允許正常最低電壓計(jì)算，即=/=(0.85-0.9)/式(10.6)式中——可靠系數(shù)，取0.85~0.9。——高壓母線三相低電壓相間電壓動(dòng)作整定值；——高壓母線最低正常運(yùn)行電壓，其值由調(diào)度部門確定（對(duì)220kV系統(tǒng)，有的電廠規(guī)定為222kV，而有的規(guī)定為218kV)；——高壓母線電壓互感器變比。當(dāng)系統(tǒng)無功儲(chǔ)備充足，一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，系統(tǒng)高壓母線電壓很少降低，因此有時(shí)可不用此判據(jù)。A廠的=270kV,則=/=(0.85-0.9)/式(10.7)=(0.85-0.9)·207000/2200=80~82（V）取82V。B廠的=218kV,則=/=(0.85-0.9)/式(10.8)=(0.85-0.9)·218000/2200=84~89（V）取85V。10.2.2發(fā)電機(jī)側(cè)的主判據(jù)①異步邊界阻抗圓整定值計(jì)算1)整定值的計(jì)算。發(fā)電機(jī)額定二次基準(zhǔn)阻抗值為=(/)·(/)=·=16.997()式(10.9)整定值為：=-0.5=-0.5·0.229·16.997=-1.95()2)整定值為：=-=-2.2·16.997=-37.4()式(10.10)3)異步邊界阻抗圓的圓心和半徑計(jì)算。由于（+）/2=-（1.95+37.4）=-19.67()式(10.11)所以有：異步邊界圓心坐標(biāo)整定值（O,j（+）/2）為（O,-j19.67）異步邊界圓半徑整定值R==(37.4+1.5)=19.45()②靜穩(wěn)邊界阻抗圓整定值的計(jì)算。=（0.0122+0.0378）·353/100=0.177所以==0.177·16.997=1.5()式(10.12)2)整定值的計(jì)算。=-=-37.4()式(10.13)③靜穩(wěn)邊界阻抗圓的圓心和半徑計(jì)算。由于（+）/2=（1.5-37.4）/2=-17.95()式(10.14)所以有：靜穩(wěn)邊界阻抗圓的圓心坐標(biāo)（O,j（+）/2）為（O,-j17.95）靜穩(wěn)邊界阻抗圓半徑R==1/2·（37.4+1.5）=19.45()④動(dòng)作時(shí)間整定值計(jì)算A廠QFS-300-2型機(jī)組：(l)用系統(tǒng)低電壓判據(jù)和異步邊界圓判據(jù)及靜穩(wěn)極限變勵(lì)磁低電壓判據(jù)組成與門，以較短動(dòng)作時(shí)間=0.5s作用于停機(jī)。(2)單獨(dú)用異步邊界圓判據(jù)，以較長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間如=1.5s作用于停機(jī)。(3)靜穩(wěn)極限變勵(lì)磁低電壓保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，并以O(shè).ls延時(shí)作用于合50Hz手動(dòng)勵(lì)磁。A廠QFSN2-300-2型機(jī)組：(1)用系統(tǒng)低電壓判據(jù)和異步邊界圓判據(jù)組成與門，以較短動(dòng)作時(shí)間=l.Os作用于停機(jī)。(2)單獨(dú)用異步邊界圓判據(jù)，以較長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間=1.5s作用于停機(jī)。(3)靜穩(wěn)邊界圓動(dòng)作于信號(hào)，并以O(shè).ls延時(shí)作用于合50Hz手動(dòng)勵(lì)磁。B廠QFSN2-300-2型機(jī)組：(1)用系統(tǒng)低電壓判據(jù)和異步邊界圓判據(jù)組成與門，以較短動(dòng)作時(shí)間=l.Os作用于停機(jī)。11.發(fā)電機(jī)失步保護(hù)整定計(jì)算隨著電力系統(tǒng)容量不斷增加，大型發(fā)電廠高壓母線的系統(tǒng)阻抗j比較小，一旦發(fā)生系統(tǒng)非穩(wěn)定性振蕩，其振蕩中心很容易進(jìn)入失步發(fā)電機(jī)變壓器組的內(nèi)部，這將嚴(yán)重威脅失步的發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的安全運(yùn)行，所以自20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)大型發(fā)電機(jī)組均加裝發(fā)電機(jī)失步保護(hù)11.1動(dòng)作判據(jù)11.1.1發(fā)電機(jī)三阻抗元件失步保護(hù)三阻抗元件失步保護(hù)動(dòng)作判據(jù)特性如圖所示，由以下三部分組成：圖11.1三阻抗元件失步保護(hù)動(dòng)作判據(jù)特性圖①透鏡特性的阻抗元件。透鏡特性的阻抗元件把阻抗平面分成透鏡內(nèi)部分in和透鏡外部分out。如果發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗進(jìn)入透鏡圓內(nèi)，則發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)和系統(tǒng)等效電動(dòng)勢(shì)間的功角已大于動(dòng)穩(wěn)極限角。②遮擋器直線阻抗元件。遮擋器直線阻抗元件即透鏡主軸，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。如果發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗落在此直線上，則功角=180；若出現(xiàn)不穩(wěn)定振蕩，機(jī)端測(cè)量阻抗越過該直線，功角>180，判發(fā)電機(jī)已失步。以上兩阻抗元件將阻抗平面分成四個(gè)區(qū)OL、IL、IR、OR（OL、OR為透鏡區(qū)外，IL、IR為透鏡區(qū)內(nèi)）。若出現(xiàn)不穩(wěn)定振蕩，機(jī)端測(cè)量阻抗軌跡順序穿過四個(gè)區(qū)(OLILIROR或ORIRILOL)并在每區(qū)停留時(shí)間大于一時(shí)限，則保護(hù)判斷為發(fā)電機(jī)已失步振蕩。每順序穿過一次，保護(hù)滑極計(jì)數(shù)加1，達(dá)滑極整定次數(shù)時(shí)失步保護(hù)動(dòng)作。③電抗線阻抗元件。電抗線阻抗元件垂直于透鏡主軸，它將動(dòng)作區(qū)一分為二，電抗線以上為I段(up)，電抗線以下為II段(dow)。機(jī)端測(cè)量阻抗軌跡在電抗線以下順序穿過四個(gè)區(qū)(OLILIROR或ORIRILOL)，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)電機(jī)變壓器組內(nèi)；反之機(jī)端測(cè)量阻抗Zm軌跡在電抗線以上順序穿過四個(gè)區(qū)(OLILIROR或ORIRILOL)，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)電機(jī)變壓器組外。兩種情況的滑極次數(shù)可以分別整定，前者保護(hù)動(dòng)作時(shí)作用于跳閘，而后者保護(hù)動(dòng)作時(shí)作用于信號(hào)。11.2整定計(jì)算11.2.1發(fā)電機(jī)三阻抗元件失步保護(hù)整定計(jì)算①透鏡特性阻抗元件和遮擋器直線阻抗元件及電抗線阻抗元件的整定計(jì)算為：第1象限最遠(yuǎn)點(diǎn)整定阻抗=（+）=(0.146+0.035)203000/(353200)式(11.1)第Ⅲ象限最遠(yuǎn)點(diǎn)整定阻抗==-=-(/)·(/)=-0.225·203000/(353200)=-j3.82436()式(11.2)=(/)·(/)式中——發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗相對(duì)值（發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)值；——主變壓器電抗相對(duì)值（發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)值）；——最小方式時(shí)系統(tǒng)電抗相對(duì)值（發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)值）；——系統(tǒng)阻抗角，取90；——發(fā)電機(jī)額定二次阻抗有名值()；——發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)；——發(fā)電機(jī)額定視在功率(MVA)；——發(fā)電機(jī)電流互感器變比；——發(fā)電機(jī)電壓互感器變比；——發(fā)電機(jī)額定二次電壓(V);——發(fā)電機(jī)額定二次電流(A)。②電抗線的動(dòng)作阻抗整定值計(jì)算。=(/)·(/)=0.9·0.146·16.997=j2.233()式(11.3)③透鏡內(nèi)角整定值計(jì)算。透鏡內(nèi)角越小，透鏡越大，保護(hù)計(jì)時(shí)越準(zhǔn)確，但必須保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行耐的最小負(fù)荷阻抗位于透鏡之外，以保證保護(hù)動(dòng)作選擇性要求。為此選擇透鏡寬度，透鏡內(nèi)角整定值為=-=-=-=34.46式(11.4)=式中——最小負(fù)荷阻抗相對(duì)值；——發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)。取=90，所以失磁保護(hù)透鏡實(shí)際是圓心在jX軸上的圓。④最小負(fù)荷阻抗的有名值為==0.85·16.997=14.447()式(11.5)透鏡圓和R軸的交點(diǎn)電阻值為==3.448()式(11.6)由于?，所以發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)遠(yuǎn)離透鏡圓。⑤跳閘允許電流計(jì)算。按斷路器允許遮斷電流計(jì)算，當(dāng)兩側(cè)系統(tǒng)電動(dòng)勢(shì)相角差達(dá)180時(shí)，斷路器允許遮斷電流僅為斷路器額定遮斷電流的70%，即=0.7，所以跳閘允許電流應(yīng)盡可能按有足夠的余度考慮，即<，有的裝置自動(dòng)選