100MW發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)

編號0814219課程設(shè)計(jì)（2008級本科）題目：100MW發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì)院（系）：物理與機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化作者姓名：李義河指導(dǎo)教師：趙玲霞職稱：講師完成日期：2011年12月16日二0——年十二月目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3\o"CurrentDocument"第一章短路計(jì)算5\o"CurrentDocument"第一節(jié)運(yùn)行方式選擇5第二節(jié)線路參數(shù)計(jì)算62.1基準(zhǔn)值選擇62.2線路等值電抗計(jì)算62.3變壓器等值電抗計(jì)算6\o"CurrentDocument"第三節(jié)短路計(jì)算點(diǎn)的選擇7\o"CurrentDocument"3.1電網(wǎng)等效電路圖73.2系統(tǒng)阻抗計(jì)算7d6點(diǎn)短路計(jì)算7d3點(diǎn)短路計(jì)算7\o"CurrentDocument"3.4整定電流選擇8\o"CurrentDocument"第三章發(fā)變組保護(hù)配置8\o"CurrentDocument"第一節(jié)發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置8\o"CurrentDocument"1.1發(fā)電機(jī)變壓器電流互感器的選擇：8\o"CurrentDocument"1.2發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)（主保護(hù)）8\o"CurrentDocument"1.3發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)原理10\o"CurrentDocument"第二節(jié)變壓器主保護(hù)配置11\o"CurrentDocument"2.1不完全縱差保護(hù)11\o"CurrentDocument"2.2變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的不同12\o"CurrentDocument"2.3變壓器縱差保護(hù)整定與靈敏度13\o"CurrentDocument"第四章發(fā)變組單元后備保護(hù)13\o"CurrentDocument"第一節(jié)阻抗保護(hù)131.1起動(dòng)元件131.2阻抗元件141.3TV斷線檢測元件14\o"CurrentDocument"第二節(jié)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)14\o"CurrentDocument"2.1保護(hù)原理：15\o"CurrentDocument"2.2保護(hù)的整定計(jì)算：15\o"CurrentDocument"第三節(jié)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)163.1原理分析163.2定值整定16\o"CurrentDocument"第五章發(fā)變組單元異常運(yùn)行保護(hù)配置16\o"CurrentDocument"第一節(jié)反時(shí)限定子繞組過負(fù)荷保護(hù)16\o"CurrentDocument"第二節(jié)轉(zhuǎn)子繞組的過負(fù)荷保護(hù)17\o"CurrentDocument"第三節(jié)轉(zhuǎn)子表層的過負(fù)荷保護(hù)17\o"CurrentDocument"第四節(jié)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)18\o"CurrentDocument"第五節(jié)失磁保護(hù)18\o"CurrentDocument"5.1保護(hù)原理19\o"CurrentDocument"5.2保護(hù)的邏輯框圖20\o"CurrentDocument"第六節(jié)失步保護(hù)20\o"CurrentDocument"6.1失步保護(hù)的基本原理20\o"CurrentDocument"6.2失步保護(hù)邏輯框圖22學(xué)生姓名學(xué)號TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第七節(jié)發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)22\o"CurrentDocument"7.1保護(hù)原理22\o"CurrentDocument"7.2保護(hù)的邏輯框圖22\o"CurrentDocument"第八節(jié)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)原理238.1保護(hù)原理23\o"CurrentDocument"8.2保護(hù)邏輯圖見圖23\o"CurrentDocument"第九節(jié)發(fā)電機(jī)起停機(jī)保護(hù)原理23\o"CurrentDocument"9.1構(gòu)成原理及邏輯框圖24\o"CurrentDocument"9.2保護(hù)的邏輯框圖24\o"CurrentDocument"第十節(jié)發(fā)電機(jī)意外突加電壓保護(hù)原理2410.1保護(hù)原理2510.2保護(hù)邏輯框圖25\o"CurrentDocument"第十一節(jié)非全相保護(hù)25\o"CurrentDocument"第六章發(fā)變組非電量保護(hù)26\o"CurrentDocument"第一節(jié)主變輕瓦斯保護(hù)27\o"CurrentDocument"1.1變壓器瓦斯保護(hù)的作用27\o"CurrentDocument"1.2變壓器輕瓦斯保護(hù)的原理27\o"CurrentDocument"1.3輕瓦斯保護(hù)的整定27\o"CurrentDocument"第二節(jié)主變重瓦斯保護(hù)28\o"CurrentDocument"2.1變壓器重瓦斯保護(hù)的原理28\o"CurrentDocument"2.2重瓦斯保護(hù)的整定28第七章發(fā)變組微機(jī)保護(hù)28\o"CurrentDocument"1.1發(fā)電機(jī)一變壓器組微機(jī)保護(hù)裝置的選擇28\o"CurrentDocument"第八章發(fā)變組配置說明291.1100MW汽輪發(fā)電機(jī)一變壓器組保護(hù)動(dòng)作行為表29\o"CurrentDocument"小結(jié)31\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)32課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)方向題目名稱電氣工程及其自動(dòng)化08（1）班100MW發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì)班級一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)要求：對電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行分析，選擇所有電壓互感器和電流互感器的變比，根據(jù)發(fā)電機(jī)、變壓器的型號和容量以及出線電壓等級確定發(fā)電機(jī)、變壓器組的保護(hù)方案，并進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)的整定計(jì)算；設(shè)計(jì)出變壓器保護(hù)的展開式原理圖（包括設(shè)備表）。二、課程設(shè)計(jì)說明書撰寫要求：說明書要求書寫規(guī)范，條理分明，表達(dá)準(zhǔn)確；計(jì)算書內(nèi)容包括：技術(shù)方案的論證、相關(guān)量的定量計(jì)算、最終成果；計(jì)算書要求：分析論證簡單明了，計(jì)算準(zhǔn)確無誤；繪圖要求：用標(biāo)準(zhǔn)電氣符號繪圖、比例合適、清晰美觀；所用器件型號、總結(jié)體會(huì)、參考文獻(xiàn)等）。完成設(shè)計(jì)說明書（包括封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)思路、繼電保護(hù)回路展開式原理圖（含設(shè)備表）、三、設(shè)計(jì)進(jìn)度第一周熟悉論文題目、設(shè)計(jì)任務(wù)及背景資料查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料分析資料，確定發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置配置方案星期一上午星期一下午星期二至星期五第二周完成設(shè)計(jì)說明書繪出發(fā)電機(jī)變壓器組回路展開式原理圖答辯星期一至星期二星期三至星期四星期五四、參考文獻(xiàn)指導(dǎo)老師簽字:所用器件型號、總結(jié)體會(huì)、參考文獻(xiàn)等）。熟悉論文題目、設(shè)計(jì)任務(wù)及背景資料查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料分析資料，確定發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置配置方案完成設(shè)計(jì)說明書繪出發(fā)電機(jī)變壓器組回路展開式原理圖答辯1原始資料1.1發(fā)電廠及110kv電網(wǎng)接線圖

L3*0kinLI560kmICHpfh.max=3OMW0.8T4T520MVAT820MVAT6T731.5MVAL3*0kinLI560km發(fā)電廠最大發(fā)電容量2X25+50=100MW，最小發(fā)電容量為50MW，正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，即100MW；線路X「0.4。/km,X0=0.4。/km；變壓器均為Y『D11,110±2.5%/10.5KV,Uj10.5%；△t=0.5S，負(fù)荷側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tdz=1.5S,允許的最大故障切除時(shí)間為0.85S，變壓器和母線均配置有差動(dòng)保護(hù)；發(fā)電廠升壓變中性點(diǎn)直接接地，其他變壓器不接地；⑺110KV斷路器跳閘時(shí)間為0.07S，(8)線路AC、BC、AB、CD的最大負(fù)荷電流分別為：230、150、230、140A，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)Kss=1.5；第一章短路計(jì)算第一節(jié)運(yùn)行方式選擇電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，直接影響保護(hù)的性能。因此，在對繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)弊之前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。這里要著重說明繼電保護(hù)的最大運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護(hù)的電流值最大，繼電保護(hù)的最小運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護(hù)的電流值最小。因此，系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式不一定就是保護(hù)的最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式也不一定就是保護(hù)的最小運(yùn)行方式。由原始資料得發(fā)電廠最大發(fā)電容量2X25+50=100MW，最小發(fā)電容量為50MW，正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，即G1G2G3同時(shí)并列運(yùn)行；所以該發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式為最大運(yùn)行方式，短路計(jì)算以此為依據(jù)。第二節(jié)線路參數(shù)計(jì)算2.1基準(zhǔn)值選擇基準(zhǔn)功率：Sb=100MV4,基準(zhǔn)電壓:Vb=115V?；鶞?zhǔn)電流:IB=SB/1.732VB=100X103/1.732X115=0.502KA；基準(zhǔn)電抗：Zb=Vb/1.732Ib=115X103/1.732X502=132.25。；電壓標(biāo)幺值:e=e(2)t.052.2線路等值電抗計(jì)算線路L1等值電抗計(jì)算正序以及負(fù)序電抗：Xl1=X1L1=0.4X60=24QXl1*=Xl1/Zb=24/132.25=0.1814零序電抗：Xl10=X0L1=3X1L1=3X0.4X60=72。Xli0廣Xli。/Zb=72/132.25=0.5444線路L3等值電抗計(jì)算正序以及負(fù)序電抗：XL3=X1L3=0.4X90=36。Xl3廣XL3/Zb=36/132.25=0.2722零序電抗：Xl30=X0L3=aXhTX0.4X90=108。Xl30廣Xl30/Zb=108/132.25=0.81662.3變壓器等值電抗計(jì)算變壓器Tl、T2等值電抗計(jì)算Xt1=XT2=(Uk%/100)X(Vn2X103/Sn)^40.333。Xt1廣Xt2廣Xt1/Zb=40.333/132.25=0.3050變壓器T3等值電抗計(jì)算XT3=(Uk%/100)X(Vn2X103/Sn)^21.175。Xt3廣XT3/Zb=21.175/132.25=0.1601第三節(jié)短路計(jì)算點(diǎn)的選擇3.1電網(wǎng)等效電路圖由于短路電流計(jì)算是電網(wǎng)繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此分別考慮最大運(yùn)行方式（三臺發(fā)電機(jī)全部投入，系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)取開網(wǎng)運(yùn)行）時(shí)各線路未端短路的情況，最小運(yùn)行方下（三臺中最小的一臺投入，系統(tǒng)按環(huán)網(wǎng)計(jì)算）時(shí)各線路未端短路的情況。電網(wǎng)等效電路圖如圖3.1所示圖3-1電網(wǎng)等效電路圖由于本設(shè)計(jì)只考慮E母線和F母線之前的部分，所以短路計(jì)算只選擇d6和d3,這樣能保證流過母線A的電流為最大短路電流3.2系統(tǒng)阻抗計(jì)算Zs.max=(G1+T1)ll(G2+T2)11(G3+T3)=(0.4224+0.3050)11(0.4224+0.3050)ll(0.2064+0.1601)=0.18253.3d6點(diǎn)短路計(jì)算正序短路電流其中：Xff6=Zs.max+XL3=0.1825+0.2722=0.4547Id6m*=E/Xff7=1.05/0.4547^2.3092、m=、m*IB=2.3092X0.502Q1.1592KA3.4d3點(diǎn)短路計(jì)算最大運(yùn)行方式正序短路電流Xff3=Zs.max+XL1=0.1825+0.1814=0.3639、m*=E/Xff3=1.05/0.3639^2.8463Id3m=Id3m*IB=2.8463X0.502Q1.4288KA

3.4整定電流選擇由3.3和3.4分別算出各路短路電流，由于I<I所以最大短路電流取Ikmax=Id3>max=1.4288KA，因此之后的整定都依據(jù)此短路電流進(jìn)右計(jì)算順，第三章發(fā)變組保護(hù)配置第一節(jié)發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置1.1發(fā)電機(jī)變壓器電流互感器的選擇：G1G2發(fā)電機(jī)一次側(cè)額定電流：IN=Sn/Un=25000/10.5=2380.9（A）；電流互感器計(jì)算變比：NL=2380.9X1.1/5=2618/5；選用標(biāo)準(zhǔn)變比：2500/5=300；G3發(fā)電機(jī)一次側(cè)額定電流：IN=Sn/Un=50000/10.5=4761.9（A）電流互感器計(jì)算變比為：NL=4761.9/5；選用標(biāo)準(zhǔn)變比：5000/5；電流互感器的型號選擇為：LMZJ1-0.5繼電器選用BHC-2型差動(dòng)型繼電器1.2發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)（主保護(hù)）發(fā)電機(jī)相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（簡稱發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)）是用于發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線相間短路故障的主保護(hù)，其基本原理與變壓器縱差保護(hù)的原理相似，按照比較發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)與中性點(diǎn)側(cè)電流大小和相位的原理構(gòu)成。而由于發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的特殊性，發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)根據(jù)獲取電流方式不同，其接線方式有完全縱差保護(hù)和不完全縱差保護(hù)兩種。（一）發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)（比率制動(dòng)式）比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路故障的主保護(hù)。（1）保護(hù)原理差動(dòng)動(dòng)作方程如下：resres.min'resres.min'd.minIresIres.min式中：拐點(diǎn)電流，I式中：拐點(diǎn)電流，res.minId為差動(dòng)電流，Id.min為啟動(dòng)電流，Ires為制動(dòng)電流，Ires.min為K為比率制動(dòng)特性的斜率。各側(cè)電流的方向都以指向發(fā)電機(jī)為正方向，差動(dòng)電流：［尸「+i221TOC\o"1-5"\h\zClk乙……,12-12,制動(dòng)電流：I=|1c2Ires2式中：12,i2分別為機(jī)端、中性點(diǎn)電流互感器(TA)二次側(cè)的電流，TA的極12性見下圖所示：電流極性接線示意圖(根據(jù)工程需要，也可將TA極性端均定義為靠近發(fā)電機(jī)側(cè))J:+?ILjf—?LTA斷線判別"當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于0.15倍的額定電流時(shí)啟動(dòng)TA斷線判別程序，滿足下列條件認(rèn)為TA斷線：本側(cè)三相電流中至少一相電流為零本側(cè)三相電流中至少一相電流不變；最大相電流小于1.2倍的額定電流。(二)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)整定與靈敏度起動(dòng)電流的整定Id.min二Krel(Ierl+Ier2)通常取0.3Ign拐點(diǎn)電流的整定。Ires.min=(0.5~1.0)Ign比率制動(dòng)特性的制動(dòng)系數(shù)Kres和制動(dòng)斜率K的整定Kres=Iunb.max/Ik.max而制動(dòng)斜率可表示為K=Iunb.max-Id.min/Ik.max-Ires.minKres一般取0.26~0.451.3發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)原理發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)原理，主要有發(fā)電機(jī)縱向零序過電壓及故障分量負(fù)序方向型匝間保護(hù)，不僅作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護(hù)；故障分量負(fù)序方向(AP2)保護(hù)應(yīng)裝在發(fā)電機(jī)端，不僅可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護(hù)；高靈敏零序電流型橫差保護(hù)，作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間、相間短路及定子繞組開焊的主保護(hù)。發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)，是發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路(同分支匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路)、線棒開焊的主保護(hù)，也能保護(hù)定子繞組相間短路。單元件橫差保護(hù)，適用于每相定子繞組為多分支，且有兩個(gè)或兩個(gè)以上中性點(diǎn)引出的發(fā)電機(jī)。構(gòu)成原理發(fā)電機(jī)單元件橫差保護(hù)的輸入電流，為發(fā)電機(jī)兩個(gè)中性點(diǎn)連線上的TA二次電流。以定子繞組每相兩分支的發(fā)電機(jī)為例，其交流輸入回路示意圖如下所示：發(fā)電機(jī)定子繞蛆定子同向而不同分支的繞組參數(shù)不完全相同，致使兩端的電動(dòng)勢及支路電流有差異。發(fā)電機(jī)定子氣息磁場不完全均勻，在不同定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢不同。轉(zhuǎn)自偏心，在不同的定子繞組中產(chǎn)生不同電動(dòng)勢。存在三次諧波。因此單原件縱差保護(hù)動(dòng)作電流必須克服這些不平衡，整定式為：I=(0.25-0.31)InIun1額定工況下，同相不同分支繞組由于繞組之間參數(shù)的差異產(chǎn)生的不平衡電流，由于是三相之和，一般可取5%IgNy磁場氣隙不平衡產(chǎn)生的不平衡電流，一般可取io%IgN'unb轉(zhuǎn)自偏心產(chǎn)生的不平衡電流，一般取10%IgNKrel可靠系數(shù)，取1.2—1.5把各系數(shù)代入得/廣(0.25-0.31)In第二節(jié)變壓器主保護(hù)配置2.1不完全縱差保護(hù)不完全縱差保護(hù)是變壓器(或發(fā)電機(jī))內(nèi)部故障的主保護(hù)，既能反映發(fā)電機(jī)(或發(fā)變組)內(nèi)部各種相間短路，也能反映匝間短路和分支繞組的開焊故障。不完全縱差保護(hù)可作為變壓器縱差保護(hù)，當(dāng)用于發(fā)變組不完全縱差保護(hù)時(shí)，應(yīng)增設(shè)防涌流誤動(dòng)的二次諧波閉鎖判據(jù)。(1)保護(hù)原理差動(dòng)動(dòng)作方程如下：Iop-Iop.0(Ires-Ires.0時(shí))I>I+S(I-1)(I>I時(shí))opop.0resres.0'resres.07式中：Iop為差動(dòng)電流，Iop.0為差動(dòng)最小動(dòng)作電流整定值，Ires為制動(dòng)電流，Ires.0為最小制動(dòng)電流整定值，S為比率制動(dòng)特性的斜率。各側(cè)電流的方向都以指向發(fā)電機(jī)為正方向。差動(dòng)電流：I=|IT+KFZ.II制動(dòng)電流：ITiT'村Iop2式中：IT,IN分別為機(jī)端，中性點(diǎn)電流，Kfz為分支平衡系數(shù)。（2）TA斷線判別當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于0.15倍的額定電流時(shí)啟動(dòng)TA斷線判別程序，滿足下列條件認(rèn)為TA斷線：本側(cè)三相電流中至少一相電流為零本側(cè)三相電流中至少一相電流不變；最大相電流小于1.2倍的額定電流。（3）發(fā)電機(jī)全縱差保護(hù)原理接線圖如下所示（a）中性點(diǎn)側(cè)引出6個(gè)端子（b）中性點(diǎn)側(cè)引出4個(gè)端子2.2變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的不同變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)一樣，也可采用比率制動(dòng)方式或標(biāo)積制動(dòng)方式達(dá)到外部短路不誤動(dòng)和內(nèi)部短路靈敏動(dòng)作的目的。但是變壓器縱差保護(hù)的最大制動(dòng)系數(shù)比發(fā)電機(jī)的大，靈敏度相對較低。1）變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流各不相等，因此各側(cè)電流互感器的型號一定不同，而且各側(cè)三相連接方式不盡相同，所以各側(cè)相電流的相位也可能不一致，這將使外部短路時(shí)不平衡電流增大，所以變壓器縱差保護(hù)的最大側(cè)制動(dòng)系數(shù)比發(fā)電機(jī)的大，靈敏度相對較低。2）變壓器高壓繞組常有調(diào)壓分接頭，有的還要求帶負(fù)荷調(diào)節(jié)使變壓器縱差保護(hù)已調(diào)整平衡的二次電流又被破壞，不平衡電流增大，這將使變壓器縱差保護(hù)的最小動(dòng)作電流和制動(dòng)系數(shù)都要相應(yīng)加大。3）對于定子繞組的匝間短路。發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)完全沒有作用。變壓器各側(cè)繞組的匝間短路，通過變壓器鐵芯磁路的耦合，改變了各側(cè)電流大小和相位，使變壓器縱差保護(hù)對匝間短路有作用（匝間短路可視為變壓器的一個(gè)新繞組）。4）無論變壓器繞組還是發(fā)電機(jī)定子繞組的開焊故障，它們的完全縱差保護(hù)均不能動(dòng)作，但變壓器可依靠瓦斯保護(hù)或壓力保護(hù)。5）變壓器縱差保護(hù)范圍除包括各側(cè)繞組外，還包含變壓器的鐵芯，即變壓器縱差保護(hù)不僅有電路還有磁路，這就違反了縱差保護(hù)的理論基礎(chǔ)——基爾霍夫電流定律。2.3變壓器縱差保護(hù)整定與靈敏度1.1縱差保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則（1）躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流，整定式為：Iset二Krellunb.max（2）躲過變壓器最大勵(lì)磁涌流，整定式為：Iset二KrelKuIn（3）躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流Iset二Krel*I1.max1.2縱差保護(hù)動(dòng)作靈敏度校驗(yàn)縱差保護(hù)靈敏系數(shù)校驗(yàn)式為：Ksen=Ik.min.r/Iset第四章發(fā)變組單元后備保護(hù)第一節(jié)阻抗保護(hù)對于升壓變壓器或系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)和負(fù)序電流及單項(xiàng)式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)時(shí)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。變壓器阻抗保護(hù)通常作為330KV及以上大型變壓器相間短路的后備保護(hù)，由起動(dòng)元件、相間阻抗測量元件、時(shí)間元件、TV斷線檢測元件等組成。當(dāng)阻抗保護(hù)的起動(dòng)元件和阻抗元件均動(dòng)作、阻抗保護(hù)的壓板投入、TV斷線檢測元件不動(dòng)作，且經(jīng)過預(yù)定的延時(shí)后，保護(hù)動(dòng)作與跳閘。1.1起動(dòng)元件起動(dòng)元件由由相電流差突變量起動(dòng)元件和負(fù)序電流起動(dòng)元件兩部分組成，相電流差突變量起動(dòng)反應(yīng)對稱短路故障，負(fù)序電流起動(dòng)元件反應(yīng)不對稱短路故障。起動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)為：△i_qNI_set或I_2>I_(set,2)式中：△[_?為相電流突變量；I_2為負(fù)序電流；I_set、I_(set,2)分別為相電流突變量起動(dòng)元件和負(fù)序電流起動(dòng)元件的動(dòng)作整定值，通常均取電流互感器二次額定電流的0.2倍。1.2阻抗元件阻抗元件時(shí)變壓器阻抗保護(hù)的測量元件，用于測量相間短路阻抗值，構(gòu)成變壓器相間短路的后備保護(hù)。阻抗元件采用0”0接線方式，其動(dòng)作特性可根據(jù)需要整定為全阻抗圓特性或偏移阻抗圓特性，動(dòng)作的正方向可以指向變壓器，也可以指向母線，由保護(hù)的控制字控制。1.3TV斷線檢測元件TV斷線檢測元件的作用是防止TV斷線時(shí)，變壓器阻抗保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)該元件檢測到TV二次回路斷線時(shí)，將阻抗保護(hù)閉鎖，并發(fā)出告警信息。圖4-1保護(hù)邏輯圖第二節(jié)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路對地之間有一定的絕緣電容和分布電阻。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，由于沒有形成電流回路，對發(fā)電機(jī)運(yùn)行沒有直接影響；一旦發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地后，勵(lì)磁繞組將形成短路，使轉(zhuǎn)子磁場畸變，引起機(jī)體強(qiáng)烈震動(dòng)，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)。因此，有關(guān)規(guī)程要求發(fā)電機(jī)必須裝有轉(zhuǎn)子

回路一點(diǎn)接地保護(hù)，動(dòng)作于信號；裝設(shè)轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。2.1保護(hù)原理：切換采樣式轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)采用開關(guān)切換采樣原理，通過求解兩個(gè)不同的接地回路方程，實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子接地電阻和接地位置。當(dāng)設(shè)S1閉合，S2斷開時(shí)，在R上測得電壓U1；當(dāng)，2閉合，S1斷開時(shí)，在R上測得電壓U2。AU=U1-U2，則：1U

a=—+1—33-AUR=a"1-R1――R

f3AU3正常運(yùn)行時(shí):4個(gè)電阻R對稱，U1=U2，AU=0，Rf=x；轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地時(shí)，正常運(yùn)行時(shí):U.U2,當(dāng)接地電阻小于Rf或等于接地電阻整定值Rfset（R：Rfset）時(shí)，經(jīng)延時(shí)發(fā)信號。2.2保護(hù)的整定計(jì)算：保護(hù)的接地電阻整定值取決于正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子回路的絕緣水平。當(dāng)接地電阻的高整定值整定為10K。時(shí)，延時(shí)（4?10s）東方工作于發(fā)信號；當(dāng)接地電阻低整定值整定為10K。時(shí)，延時(shí)（1?4s）動(dòng)作與跳閘。3.保護(hù)邏輯框圖:3.保護(hù)邏輯框圖:第三節(jié)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生勵(lì)磁繞組兩點(diǎn)接地時(shí)，故障電流過的短路電流數(shù)值很大，會(huì)燒壞轉(zhuǎn)子；當(dāng)部分轉(zhuǎn)子被短接，勵(lì)磁繞組電流增加，轉(zhuǎn)子有可能因過熱而損壞；部分繞組被短接時(shí)氣隙磁通失去平衡，會(huì)引起機(jī)組劇烈振動(dòng)，可能因此造成災(zāi)難性破壞；轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地短路時(shí)還會(huì)使軸系和汽機(jī)磁化。因此對于發(fā)電機(jī)很有必要裝設(shè)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。3.1原理分析轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)共享轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地時(shí)測得接地位置a的數(shù)據(jù)。所以，在一點(diǎn)接地故障后，保護(hù)裝置繼續(xù)測量接地電阻的位置，若再發(fā)生轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障，則以測得的a值將變化。當(dāng)其變化值A(chǔ)a超過整定值時(shí)，保護(hù)裝置就認(rèn)為已發(fā)生轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障，發(fā)電機(jī)應(yīng)立即停機(jī)。3.2定值整定□AaD>aset式中aset——轉(zhuǎn)子連點(diǎn)接地時(shí)位置變化的整定值接地位置變化動(dòng)作值一般可以整定為（5%?10%）U（U為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓）；動(dòng)作時(shí)限避開瞬時(shí)出現(xiàn)的兩點(diǎn)接地故障整定，一般為0.5?1.0s。第五章發(fā)變組單元異常運(yùn)行保護(hù)配置第一節(jié)反時(shí)限定子繞組過負(fù)荷保護(hù)對于非直吹冷卻方式的中小型發(fā)電機(jī)定子繞組的過負(fù)荷保護(hù)，采用單相式定時(shí)限電流保護(hù)，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作與信號。保護(hù)的電流按在發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定，即：式中1gn——發(fā)電機(jī)額定電流K…——可靠系數(shù)，取1.5K能——返回系數(shù)，取0.85保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與發(fā)電機(jī)在Iopi過負(fù)荷條件下允許的時(shí)間相配合，并大于相間短路后備保護(hù)最大延時(shí)△'。對于直接冷卻的大中型發(fā)電機(jī)，定子繞組的過負(fù)荷保護(hù)，由定時(shí)限電流保護(hù)和反時(shí)限電流保護(hù)兩部分組成。定時(shí)限部分，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作與信號，有條件時(shí)可動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷；反時(shí)限部分按反時(shí)限特性動(dòng)作與跳閘。第二節(jié)轉(zhuǎn)子繞組的過負(fù)荷保護(hù)轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)的配置與整定原則和定子繞組過負(fù)荷保護(hù)相似。對于30MW及以上的發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)由定時(shí)限電流保護(hù)和反時(shí)限電流保護(hù)兩部分組成，定時(shí)限部分經(jīng)延時(shí)動(dòng)作與信號，反時(shí)限部分動(dòng)作于解列滅磁。定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流，按發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行最大勵(lì)磁電流下能可靠返回的條件整定計(jì)算公式與定子繞組過負(fù)荷保護(hù)計(jì)算公式相同。反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)按：t〈亍土進(jìn)行整12-a定。第三節(jié)轉(zhuǎn)子表層的過負(fù)荷保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷不對稱或系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，定子繞組中的負(fù)序電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場旋轉(zhuǎn)的方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向相反，以兩倍同步速度切割轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100HZ交變電流，該電流使轉(zhuǎn)子本體、端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等處因電流密度過大而過熱灼傷，甚至引起護(hù)環(huán)松脫導(dǎo)致發(fā)生重大事故。另外，在定子轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的100HZ交變電磁力矩的作用下，機(jī)組會(huì)發(fā)生振動(dòng)。為防止以上事故的發(fā)生，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，即反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。同時(shí)，該保護(hù)還可以兼作系統(tǒng)不對稱故障的后備保護(hù)。對于中小型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層的負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，通常采用兩段式定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。I段動(dòng)作電流按與相鄰元件后備保護(hù)配合的條件整定，一般取I、=(0.5?0.6)七〃，經(jīng)3?5s延時(shí)后動(dòng)作于跳閘。II段動(dòng)作電流按躲過發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流，一般取1七廣0.1Ig疽經(jīng)5?10s延時(shí)后動(dòng)作于信號。大型發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，一般由定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)兩部分組成。定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作與信號，反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘。定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作電流，按在發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定。反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)與發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力相配合。第四節(jié)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)與定子繞組過負(fù)荷保護(hù)類似，也由定時(shí)限電流保護(hù)和反時(shí)限電流保護(hù)兩部分組成。定時(shí)限部分的動(dòng)作電流按在正常勵(lì)磁電流下能夠可靠A返回的條件整定。反時(shí)限部分的動(dòng)作特性按：，J——進(jìn)行整定，動(dòng)作于解列滅12-a磁。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)，有的用交流勵(lì)磁電源經(jīng)可控或不可控整流裝置組成。對于這種勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)可以配置在直流側(cè)，也可以配置在交流側(cè)。當(dāng)由備用勵(lì)磁機(jī)時(shí)，保護(hù)裝置配置在直流側(cè)可以在使用備用勵(lì)磁機(jī)時(shí)勵(lì)磁繞組不失去保護(hù)，但此時(shí)需要裝設(shè)比較昂貴的直流變換設(shè)備。為了使勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)能兼作勵(lì)磁機(jī)、整流裝置及其引出線的短路保護(hù)，長裝設(shè)在中性點(diǎn)側(cè)，當(dāng)中性點(diǎn)沒有引出端子時(shí)，則配置在勵(lì)磁機(jī)的機(jī)端。此時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流要計(jì)及整流系數(shù)換算到交流側(cè)。第五節(jié)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁通常是指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁異常下降或勵(lì)磁完全消失的故障。勵(lì)磁異常下降指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的降低超過了靜態(tài)穩(wěn)定極限所允許的程度，使發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞。造成勵(lì)磁異常下降的原因通常是由于主勵(lì)磁機(jī)故障；誤操作的過量調(diào)整等。完全勵(lì)磁消失就是發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁電源，通常由于自動(dòng)滅磁開關(guān)誤跳閘、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器整流裝置中自動(dòng)開關(guān)誤跳閘、勵(lì)磁繞組斷線或端口短路等原因引起。對于不允許失磁后繼續(xù)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，失磁保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。當(dāng)發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行時(shí)保護(hù)可動(dòng)作于信號，并要求失磁保護(hù)與切換勵(lì)磁、自動(dòng)減負(fù)荷等自動(dòng)控制相結(jié)合，以取得發(fā)電機(jī)失磁后的最好處理效果。發(fā)電機(jī)失磁對發(fā)電機(jī)本身的影響主要有：1、由于發(fā)動(dòng)機(jī)失磁后出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流，差頻電流在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生損耗，如果超出允許值，將使轉(zhuǎn)子過熱。特別是直接冷卻的高力率大型機(jī)組，其熱容量裕度相對降低，轉(zhuǎn)子更容易過熱。而轉(zhuǎn)子表層的差頻電流，還可能使轉(zhuǎn)子本體槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴(yán)重的局部過熱甚至灼傷；2、失磁發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行之后，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低,從電力系統(tǒng)中吸收無功功率，失磁前帶的有功功率越大，轉(zhuǎn)差就越大，等效電抗就越小，所吸收的無功功率就越大。在重負(fù)荷下失磁后，由于過電流,將使發(fā)電機(jī)定子過熱；3、對于直接冷卻高力率的大型汽輪發(fā)電機(jī),其平均異步轉(zhuǎn)矩的最大值較小，慣性常數(shù)也相對降低，轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面，也呈較明顯的不對稱。由于這些原因，在重負(fù)荷下失磁后，這種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動(dòng)，將有很大甚至超過額定值的電機(jī)轉(zhuǎn)矩周期性地作用到發(fā)電機(jī)的軸系上，并通過定子傳遞到機(jī)座上。此時(shí)，轉(zhuǎn)差也作周期性變化，其最大值可能達(dá)到4%?5%,發(fā)電機(jī)周期性地嚴(yán)重超速。這些情況，都直接威脅著機(jī)組的安全；4、失磁運(yùn)行時(shí)，定子端部漏磁增強(qiáng),將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。5.1保護(hù)原理對于大型發(fā)電機(jī)通常裝設(shè)專門的失磁保護(hù)，動(dòng)作于信號、減負(fù)荷或停機(jī)。大型機(jī)組突然跳閘會(huì)給機(jī)組本身造成大的沖擊，對系統(tǒng)也會(huì)加重?cái)_動(dòng)，因此一般汽輪發(fā)電機(jī)的詩詞保護(hù)僅動(dòng)作于減負(fù)荷，轉(zhuǎn)入低負(fù)荷異步運(yùn)行。若不能在允許的異步時(shí)間內(nèi)消除失磁因素，保護(hù)在動(dòng)作于跳閘。若大型機(jī)組失磁而危及電力系統(tǒng)安全時(shí)，保護(hù)應(yīng)盡快斷開失磁的發(fā)電機(jī)。以靜穩(wěn)態(tài)邊界為動(dòng)作判據(jù)，采用變勵(lì)磁電壓u旭（P）原理，即U招得動(dòng)作電壓隨P變化，對于隱極機(jī)，動(dòng)作判據(jù)為UfdV脂式中，Kset一整定系數(shù)，單位“伏/瓦”，L即為Ufd-P平面上動(dòng)作特性直線的斜率；P一發(fā)電機(jī)有功功率，單位“瓦”；Pn一發(fā)電機(jī)額定功率，單位“瓦”；Ufd一發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓，單位“伏”；5.2保護(hù)的邏輯框圖第六節(jié)失步保護(hù)隨著電力系統(tǒng)容量不斷增加，大型發(fā)電廠高壓母線的系統(tǒng)阻抗較小，一旦發(fā)生系統(tǒng)非穩(wěn)定性振蕩，其振蕩中心很容易進(jìn)入失步發(fā)電機(jī)變壓器組內(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。所以發(fā)電機(jī)組均加裝有失步保護(hù)，并有多種不同類型判據(jù)的失步保護(hù)。6.1失步保護(hù)的基本原理失步保護(hù)的基本原理主要是通過測量阻抗的軌跡變化情況來檢測是否失步。其主要指標(biāo)有三點(diǎn):一是測量阻抗軌跡為自左向右或自右向左依次穿越整定阻抗區(qū)域，穿越一次則記錄為滑極次數(shù)加一；二是每穿越一個(gè)區(qū)域都大于一定延時(shí)，以區(qū)別于故障以及區(qū)分失步振蕩和穩(wěn)定振蕩；三是滑極次數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，則動(dòng)作出口。失步保護(hù)要求在短路故障、系統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線等情況下，保護(hù)不誤動(dòng)作。失步保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)失步振蕩引起的異步運(yùn)行，失步保護(hù)阻抗元件計(jì)算采用發(fā)電機(jī)正序電壓、正序電流，阻抗軌跡在各種故障下均能正確反映。國內(nèi)失步保護(hù)主要采用三阻抗元件失步保護(hù)動(dòng)作特性或雙遮擋器失步保護(hù)動(dòng)作特性。保護(hù)采用三阻抗元件失步繼電器動(dòng)作特性，如下圖第一部分是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內(nèi)的部分I和透鏡外的部分O。第二部分是遮擋器特性，圖中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。兩種特性的結(jié)合，把阻抗平面分成四個(gè)區(qū)OL、IL、IR、OR，阻抗軌跡順序穿過四個(gè)區(qū)(OL-IL—IR-OR或OR-IR—IL-OL)，并在每個(gè)區(qū)停留時(shí)間大于一時(shí)限，則保護(hù)判為發(fā)電機(jī)失步振蕩。每順序穿過一次，保護(hù)的滑極計(jì)數(shù)加1，到達(dá)整定次數(shù)，保護(hù)動(dòng)作。第三部分特性是電抗線，圖中③，它把動(dòng)作區(qū)一分為二，電抗線以上為I段(U)，電抗線以下為II段(D)。阻抗軌跡順序穿過四個(gè)區(qū)時(shí)位于電抗線以下，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)，位于電抗線以上，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)變組外，兩種情況下滑極次數(shù)可分別整定，保護(hù)可動(dòng)作于報(bào)警信號，也可動(dòng)作于跳閘。6.2失步保護(hù)邏輯框圖第七節(jié)發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)7.1保護(hù)原理大型汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中允許其頻率變化的范圍為48.5?50.5Hz，低于48.5Hz時(shí)，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和每次持續(xù)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到定值，保護(hù)動(dòng)作于信號或跳閘。汽輪機(jī)葉片有自己的自振頻率。并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)頻率異常時(shí)，汽輪機(jī)葉片可能產(chǎn)生共振，從而使葉片發(fā)生疲勞，長久下去可能損壞汽輪機(jī)的葉片。發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)，是保護(hù)汽輪機(jī)安全的。7.2保護(hù)的邏輯框圖圖7-2-1保護(hù)的邏輯框圖第八節(jié)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)原理發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)用于保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)組，當(dāng)主汽門誤關(guān)閉，或機(jī)組保護(hù)動(dòng)作于關(guān)閉主汽門而出口斷路器未跳閘時(shí)等原因，發(fā)電機(jī)將變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，從系統(tǒng)吸收有功功率。此時(shí)由于鼓風(fēng)損失等，汽輪機(jī)尾部葉片可能過熱，造成汽輪機(jī)損壞。一般汽輪發(fā)電機(jī)組不允許這種情況長期存在，而發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)可以很好的起到這種保護(hù)作用。發(fā)電機(jī)的功率計(jì)算采用三相電壓和三相電流得到。8.1保護(hù)原理逆功率保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有功功率的大小。電壓取自發(fā)電機(jī)機(jī)端TV，電流取自發(fā)電機(jī)機(jī)端(或中性點(diǎn))TA。保護(hù)按三相接線，有功功率為：P=U.I.cos8+U.I.cos8+U.I.cos8aaabbbccc8為電壓超前電流的角度，動(dòng)作判據(jù)為：IPl>PsetPE為逆功率保護(hù)動(dòng)作整定值。保護(hù)設(shè)有2段延時(shí)，短延時(shí)t1(1s?5s)用于發(fā)信號，延時(shí)12(10s~600s)可用于跳閘。8.2保護(hù)邏輯圖見圖圖8-2-1保護(hù)邏輯圖見圖第九節(jié)發(fā)電機(jī)起停機(jī)保護(hù)原理發(fā)電機(jī)啟動(dòng)或停機(jī)過程中，頻率低，轉(zhuǎn)速也低。若在啟停機(jī)過程中發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，反映工頻的主設(shè)備保護(hù)可能不能正確動(dòng)作，因此應(yīng)設(shè)置能反映在啟停機(jī)過程中發(fā)生定子接地故障和相間短路故障的啟停機(jī)保護(hù)，即：反映發(fā)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的定子接地故障的零序電壓式啟停機(jī)保護(hù)，及反映發(fā)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的相間故障的低頻過電流保護(hù)。9.1構(gòu)成原理及邏輯框圖保護(hù)的輸入電壓為取自機(jī)端TV開口三角形繞組的零序電壓或中性點(diǎn)TV（或消孤線圈或配電變壓器）二次電壓，采用專用的測量回路，其工作頻率范圍：5HZ?55HZ,誤差不大于±5%。該保護(hù)只作為發(fā)電機(jī)啟停機(jī)過程中的輔助保護(hù)，它由斷路器輔助接點(diǎn)控制，待發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后可自動(dòng)退出運(yùn)行。動(dòng)作方程3U03U0式中：3U0——機(jī)端TV開口三角電壓或中性點(diǎn)TV（配電變壓器或消孤線圈）二次電壓；3U0&——?jiǎng)幼麟妷赫ㄖ怠?.2保護(hù)的邏輯框圖第十節(jié)發(fā)電機(jī)意外突加電壓保護(hù)原理突加電壓保護(hù)作為發(fā)電機(jī)盤車狀態(tài)下，主斷路器誤合閘時(shí)的保護(hù)。10.1保護(hù)原理發(fā)電機(jī)在盤車或靜止時(shí)，發(fā)生出口斷路器誤合閘，系統(tǒng)三相工頻電壓突然加在機(jī)端，使同步發(fā)電機(jī)處于異步啟動(dòng)工況，由系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)定子繞組倒送的電流（正序電流）在氣隙中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子本體中感應(yīng)工頻或接近工頻的電流，從而引起轉(zhuǎn)子過熱而損傷，還可能由于潤滑油油壓不足使旋轉(zhuǎn)軸承磨損。當(dāng)停機(jī)、盤車或起動(dòng)升速但磁場開關(guān)未閉合時(shí)誤合閘，過流元件快速動(dòng)作于跳閘，同時(shí)，由于發(fā)電機(jī)處于同步電機(jī)的異步起動(dòng)過程，阻抗元件延時(shí)動(dòng)作于跳閘，構(gòu)成雙重化保護(hù)；當(dāng)并網(wǎng)前，機(jī)組啟動(dòng)，斷路器斷開，而磁場開關(guān)閉合時(shí)，過流元件退出工作，此時(shí)，若正常并網(wǎng)，阻抗元件不動(dòng)作，誤合閘保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，若發(fā)生誤合閘，阻抗元件動(dòng)作于跳閘。10.2保護(hù)邏輯框圖*跳閘圖12-2-1保護(hù)邏輯框圖第十一節(jié)非全相保護(hù)10.2保護(hù)邏輯框圖*跳閘發(fā)電機(jī)一變壓器組的非全相運(yùn)行故障，大多數(shù)發(fā)生在機(jī)組解列、并列的操作過程中，正確地進(jìn)行機(jī)組解列或并列的操作是大幅度地減少因負(fù)序電流燒損發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速、減少機(jī)組出力、控制定子電流的原則，嚴(yán)格按照合理順序進(jìn)行操作和調(diào)整，完全可以把負(fù)序電流控制在允許的范圍之內(nèi)。變壓器220KV及以上高壓側(cè)的斷路器，多為分相操作的斷路器，常由于誤操作或機(jī)械方面的原因，使三相不能同時(shí)合閘或跳閘，或在正常運(yùn)行中突然一相跳閘。當(dāng)發(fā)變組裝有轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)時(shí)，該保護(hù)有較長的延時(shí)有可能使相鄰線路對側(cè)后備保護(hù)搶先動(dòng)作，導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大，甚至造成系統(tǒng)瓦解。因此，對于在系統(tǒng)中占有重要地位的電力變壓器，220KV及以上電壓側(cè)分相操作的斷路器，當(dāng)非全相運(yùn)行可能引起電力系統(tǒng)中其它保護(hù)越級跳閘，造成嚴(yán)重故障時(shí)，要求裝設(shè)非全相運(yùn)行保護(hù)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：220KV電壓等級的分相操作斷路器，發(fā)生非全相運(yùn)行的情況是多見的，并在某些聯(lián)系薄弱的電力系統(tǒng)中造成穩(wěn)定破壞事故。因此，非全相運(yùn)行保護(hù)得到普遍應(yīng)用。非全相運(yùn)行保護(hù)，一般有靈敏的負(fù)序電流元件和非全相判別回路組成。經(jīng)短延時(shí)（如t=0.2?0.5s）動(dòng)作于斷開其他健全相。如果是操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，不能斷開其他健全相，則應(yīng)動(dòng)作于母線失靈保護(hù)，切斷與本回路有關(guān)的母線段上的其他有源電路。但是失靈保護(hù)不允許采用斷路器輔助觸點(diǎn)作判別元件。非全相運(yùn)行故障時(shí)，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行工況的主要變化：1、由于主斷路器一相或兩相在合閘狀態(tài)，致使發(fā)電機(jī)定子電流嚴(yán)重不對稱。（1）在主斷路器一相未斷開時(shí)（一相運(yùn)行）電流幅值的變化規(guī)律是：比故障相滯后的一相電流為零，其它兩相電流基本相等；（2）在主斷路器兩相未斷開時(shí)，電流幅值的變化規(guī)律是：比故障相滯后一相電流最大，其它兩相電流基本相等。2、汽輪機(jī)打閘后，由于發(fā)變組處于非全相及失磁狀態(tài)下與系統(tǒng)連著，處于穩(wěn)定的異步電動(dòng)機(jī)不對稱運(yùn)行狀態(tài)（空載），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降不明顯。3、發(fā)電機(jī)出口電壓明顯下降，由于發(fā)電機(jī)失磁、主斷路器非全相斷開的狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)變成了一個(gè)感性負(fù)載，處于穩(wěn)定的異步電動(dòng)機(jī)的不對稱運(yùn)行狀態(tài)，從系統(tǒng)吸取大量無功功率，使發(fā)電機(jī)出口電壓明顯下降。4、由于汽輪機(jī)打閘，發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)斷開，發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有、無功功率，使發(fā)電機(jī)有功功率表、無功功率表指示反向。5、非全相運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電流產(chǎn)生的負(fù)序磁場在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生兩倍頻率的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生100周/秒的振動(dòng)。6、非全相運(yùn)行時(shí)間過久，轉(zhuǎn)子線槽端頭鋁槽楔會(huì)過熱熔化，護(hù)環(huán)嵌裝面緊力消失，轉(zhuǎn)子失去平衡，引起機(jī)組的強(qiáng)烈振動(dòng)。非全相運(yùn)行保護(hù)邏輯框圖:第六章發(fā)變組非電量保護(hù)發(fā)電機(jī)-變壓器組非電量保護(hù)，主要有變壓器的瓦斯保護(hù)、壓力釋放保護(hù)、繞組溫度保護(hù)、油溫和油位保護(hù)，發(fā)電機(jī)的斷水保護(hù)等，而每一種非電量保護(hù)對于發(fā)電機(jī)-變壓器組都是缺一不可的，若不重視非電量故障，讓它發(fā)展的話，那么對于發(fā)電機(jī)和變壓器將是致命的危害，甚至危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以，要做好非電量的保護(hù)工作，下面主要介紹的變壓器的瓦斯保護(hù)。第一節(jié)主變輕瓦斯保護(hù)1.1變壓器瓦斯保護(hù)的作用變壓器的瓦斯保護(hù)可用來反應(yīng)油浸式變壓器油箱內(nèi)的各種故障。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)，瓦斯保護(hù)有著獨(dú)特的、其他保護(hù)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。如變壓器發(fā)生嚴(yán)重漏油、繞組斷線故障或繞組匝間短路產(chǎn)生的短路電流值不足以使其他保護(hù)動(dòng)作時(shí)，只有瓦斯保護(hù)能夠靈敏的動(dòng)作發(fā)出信號或跳閘。所以變壓器的瓦斯保護(hù)是大型變壓器內(nèi)部故障的重要保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，在故障點(diǎn)電流和電弧的作用下，變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，這些氣體將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，變壓器油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時(shí)將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。根據(jù)油箱內(nèi)部故障的這一特點(diǎn)，構(gòu)成變壓器的瓦斯保護(hù)。由于變壓器的瓦斯保護(hù)是反應(yīng)上述氣流、油流而動(dòng)作的，所以它是變壓器的非電量保護(hù)。變壓器的瓦斯保護(hù)分為重瓦斯保護(hù)和輕瓦斯保護(hù)兩部分。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)輕微故障或嚴(yán)重漏油時(shí)，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作延時(shí)作用于信號；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)動(dòng)作跳開變壓器的各側(cè)斷路器。氣體繼電器變壓器瓦斯保護(hù)的主要元件。它安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道上。為使氣體能順利進(jìn)入氣體繼電器和油枕，變壓器安裝時(shí)，應(yīng)使頂蓋與水平面之間有1%~1.5%的坡度，連接管有2%~4%的升高坡度。1.2變壓器輕瓦斯保護(hù)的原理當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，變壓器油分解產(chǎn)生的氣體匯集在氣體繼電器上部迫使繼電器內(nèi)的油面下降，開口杯露出油面，因其受到的浮力減小失去平衡而下沉，帶動(dòng)永久磁鐵4下降，當(dāng)永久磁鐵4靠近干簧觸點(diǎn)15時(shí)，干簧觸點(diǎn)15接通，發(fā)出輕瓦斯動(dòng)作信號。當(dāng)變壓器漏油嚴(yán)重時(shí)，同樣由于油面下降而發(fā)出輕瓦斯信號。1.3輕瓦斯保護(hù)的整定氣體繼電器使用時(shí)，通過移動(dòng)重錘6的位置，可調(diào)整輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值。其動(dòng)作值采用氣體容積的大小表示，整定范圍通常為250?300C】】】'。氣體繼電器安裝完畢，從排氣口17打進(jìn)空氣，檢查輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的可靠性。第