電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2017屆 專業(yè)題 目發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)設(shè)計(jì) 姓 名學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師職稱站 別年月日頁腳XXXXX學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)審表專業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目指導(dǎo)教師評(píng)語：指導(dǎo)教師簽名：年月日主答教師評(píng)語：主答教師簽名:年月日論文（設(shè)計(jì)）成績答辯組成員簽名答辯成績注：1論文及成績采用五級(jí)分制：“優(yōu).良.中.及格.不及格2. 論文（設(shè)計(jì)）成績僅供評(píng)定答辯成績時(shí)參考；答辯成績記入學(xué)生成績單中的論文及答辯成績欄目3. 此表須與論文（設(shè)計(jì)）一起裝訂，申請(qǐng)學(xué)位者另外復(fù)印1份。頁腳容提要在電力系統(tǒng)中，由于雷擊或鳥獸跨接電氣設(shè)備、設(shè)備制造上的缺 陷、設(shè)計(jì)和安裝的錯(cuò)誤、檢修質(zhì)量不高或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)?shù)仍颍?/p>

2、往往 發(fā)生各種事故。最常見的同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。 其中以單相接地短路最為常見，而三相短路是比較少見的。此外，輸 電線路有時(shí)可能發(fā)生斷線故障或幾種故障同時(shí)發(fā)生的復(fù)合故障。發(fā)生 故障可能引起的后果是：1.故障點(diǎn)通過很大的短路電流和所燃起的電 弧，使故障設(shè)備燒壞。2.系統(tǒng)中設(shè)備，在通過短路電流時(shí)所產(chǎn)生的熱 和電動(dòng)力使設(shè)備縮短使用壽命。3.因電壓降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定 性或影響產(chǎn)品質(zhì)量。4.破壞系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，甚至 使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。最常見的不正常工作狀態(tài)是過負(fù)荷。所謂過負(fù)荷就 是電氣設(shè)備的負(fù)荷電流超過了額定電流。此外，發(fā)電機(jī)有功功率不足 所引起的頻率降低，水輪發(fā)電機(jī)

3、突然甩負(fù)荷所引起的過電壓，系統(tǒng)發(fā) 生振蕩等都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。由于過負(fù)荷，加速了設(shè)備絕緣材料 的老化和損壞，甚至引起事故擴(kuò)大造成嚴(yán)重故障?？傊?，不正常工作 狀態(tài)往往影響電能的質(zhì)量、設(shè)備的壽命、用戶生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量等。關(guān)鍵詞繼電保護(hù)；發(fā)電機(jī)；變壓器組；后備保護(hù)；縱差保護(hù)頁腳1緒論71.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用71. 1. 1電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)及引起的后果71.1.2繼電保護(hù)裝置及任務(wù)71.2繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)裝置的組成81.2. 1繼電保護(hù)的基本原理81.2.2繼電保護(hù)裝置的組成81.3對(duì)繼電保護(hù)的要求91.3. 1選擇性91.3.2速動(dòng)性91.3.3靈敏性101.3.4可靠性

4、101.4繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展史112發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)122. 1概述122. 2相間短路后備保護(hù)132. 2.1發(fā)電機(jī)變壓器部和外部相間短路132.2.2對(duì)廠用變壓器部及低壓側(cè)短路142. 2. 3外部相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)15頁腳2. 2. 4相間短路后備保護(hù)的整定計(jì)算152.2.5相間短路后備保護(hù)方向元件的設(shè)置162. 3單相接地保護(hù)162.3.1接地保護(hù)的特點(diǎn)162. 3. 2單相接地保護(hù)的整定計(jì)算163發(fā)電機(jī)變壓器組的縱差保護(hù)193. 1縱差保護(hù)的特點(diǎn)193.2變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的不同193. 3縱差動(dòng)作保護(hù)的整定計(jì)算204發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的改進(jìn)224.1目前的機(jī)

5、組保護(hù)存在的主要問題224.2改進(jìn)方案225保護(hù)配置及整定計(jì)算245.1 題目簡介245.2保護(hù)配置245. 2. 1 概述245.2.2保護(hù)配置分析245. 2.3幾種保護(hù)配置問題的探討265. 3整定計(jì)算285. 3. 1采用髙靈敏度接線的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)(BCH-2) .285.3.2變壓器差動(dòng)保護(hù)(擬采用BCH-1型繼電器)295. 3. 3發(fā)電機(jī)變壓器組大差動(dòng)保護(hù)(BCH-4)32頁腳5. 3. 4負(fù)序過電流保護(hù)395.3.5失磁保護(hù)405. 3.6低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)435. 3.7過負(fù)荷保護(hù)435. 3.8匝間短路保護(hù)445. 3.9發(fā)電機(jī)定子電壓保護(hù)445.3.10變壓器的接地

6、保護(hù)445.3.11發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)變壓器組的接地保護(hù)456保護(hù)配置圖47頁腳發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)設(shè)計(jì)1緒論1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用1.1.1電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)及引起的后果在電力系統(tǒng)中，山于靂擊或鳥獸跨接電氣設(shè)備、設(shè)備制造上的缺陷、設(shè)計(jì)和 安裝的錯(cuò)誤、檢修質(zhì)量不高或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)?shù)仍颍l(fā)生各種事故。最常見 的同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。其中以單相接地短路最為常見，而 三相短路是比較少見的。此外，輸電線路有時(shí)可能發(fā)生斷線故障或兒種故障同時(shí) 發(fā)生的復(fù)合故障。發(fā)生故障可能引起的后果是：(1) 故障點(diǎn)通過很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設(shè)備燒壞。(2) 系統(tǒng)中設(shè)備，在通

7、過短路電流時(shí)所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力使設(shè)備縮短使用壽 命。(3) 因電壓降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質(zhì)量。(4) 破壞系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，其至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。最常見的不正常工作狀態(tài)是過負(fù)荷。所謂過負(fù)荷就是電氣設(shè)備的負(fù)荷電流超 過了額定電流。此外，發(fā)電機(jī)有功功率不足所引起的頻率降低，水輪發(fā)電機(jī)突然 甩負(fù)荷所引起的過電壓，系統(tǒng)發(fā)生振蕩等都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。山于過負(fù)荷，加速了設(shè)備絕緣材料的老化和損壞，其至引起事故擴(kuò)大造成嚴(yán) 重故障?？傊?，不正常工作狀態(tài)往往影響電能的質(zhì)量、設(shè)備的壽命、用戶生產(chǎn)產(chǎn) 品的質(zhì)量等。1.1.2繼電保護(hù)裝置及任務(wù)為防止電力系統(tǒng)中發(fā)生事故一般釆取如下對(duì)策：(1)

8、改進(jìn)設(shè)計(jì)制造，加強(qiáng)維護(hù)檢修，提高運(yùn)行水平和工作質(zhì)量。采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性。(2) 一旦發(fā)生故障，迅速而有選擇地切除故障元件，保證無故障部分正常頁腳運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置，就是指反映電力系統(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)的一種制動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：（1）發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）從電力系統(tǒng) 中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。（2）對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)，為保證選擇性，一般要求保護(hù)經(jīng)過一定的延時(shí)， 并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)（減負(fù)荷跳閘）, 且能與自動(dòng)重合閘相配合。1.2繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)

9、裝置的組成1.2.1繼電保護(hù)的基本原理繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障詢后某些突變的物理量為信 息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。（1）利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別發(fā)生短路后，利用電流、電壓、線路測量阻抗等的變化，可以構(gòu)成如下保護(hù): a.過電流保護(hù)；b.低電壓保護(hù)；c.距離保護(hù)（或低阻抗保護(hù)）（2）利用部故障和外部故障時(shí)被保護(hù)元件兩側(cè)電流相位（或功率方向）的差 別。（3）對(duì)稱量是否出現(xiàn)電氣元件在正常運(yùn)行（或發(fā)生對(duì)稱短路）時(shí)，負(fù)序分量和零序分量為零；在發(fā) 生不對(duì)稱短路時(shí)，一般負(fù)序和零序都較大。因此，根據(jù)這些分量的是否存在可以 構(gòu)成零序保護(hù)和負(fù)序保護(hù)。此種保

10、護(hù)裝置都具有良好的選擇性和靈敏性。（4）反應(yīng)非電氣量的保護(hù)反應(yīng)變壓器油箱部故障時(shí)所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成瓦斯保護(hù)；反應(yīng)于電動(dòng)機(jī)繞組 的溫度升高而構(gòu)成過負(fù)荷保護(hù)等。1.2.2繼電保護(hù)裝置的組成繼電保護(hù)的種類雖然很多，但是在一般1W況下，都是由三個(gè)部分組成的，即頁腳測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1(1) 測量部分測量部分是測量被保護(hù)元件工作狀態(tài)(正常工作、非正常工作或故障狀態(tài)) 的一個(gè)或兒個(gè)物理量，并和以給的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動(dòng)。(2) 邏輯部分邏輯部分的作用是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們 的組合，使保護(hù)裝置按一定的邏輯程序丄作，

11、最后傳到執(zhí)行部分。(3) 執(zhí)行部分執(zhí)行部分的作用是根據(jù)邏輯部分送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任 務(wù)。如發(fā)出信號(hào)，跳閘或不動(dòng)作等。1.3對(duì)繼電保護(hù)的要求對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本性能要有選擇性，速動(dòng)性，靈敬性，可靠性。這 些要求之間，有的相互制約，需要針對(duì)不同的使用條件，分別地進(jìn)行協(xié)調(diào)。1.3. 1選擇性選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電圉盡 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。在要求繼電保護(hù)動(dòng)作有 選擇性的同時(shí)，還必須考慮繼電保護(hù)或斷路器有拒絕動(dòng)作的可能性。在復(fù)雜的高 壓電網(wǎng)中，當(dāng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)有困難時(shí)，在每一元件上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的主保護(hù)和后 備保護(hù)。1

12、.3.2速動(dòng)性短路時(shí)快速切除故障，可以縮小故障圍，減輕短路引起的破壞程度，減小對(duì)頁腳 用戶工作的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。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。由于速動(dòng)性與選擇性在一般情況下是矛盾的，為兼顧兩者，一般允許保護(hù)帶 有一定的延時(shí)切除故障。故障切除的總時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間之 和。對(duì)于不同的電壓等級(jí)和不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，故障切除的最小時(shí)間有不同的要求。 一般對(duì)400500KV以上的網(wǎng)絡(luò)，約為0.02O.O-ls,對(duì)220230KV的網(wǎng)絡(luò)為 0. 040. Is；對(duì)110KV的網(wǎng)絡(luò)為0. 10. 7so對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)，切除短路的最小時(shí)間 取決于不允許電壓長時(shí)間降低

13、的用戶，一般為0.5l.Oso有些故障不僅要滿足選擇性的要求，同時(shí)要求快速切除故障，例如：（1）為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，必須快速切除高壓輸電線路上的故障。（2）發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于允許值（一般0.6倍額定電壓）的故障。（3）大容量的發(fā)電機(jī)，變壓器及電動(dòng)機(jī)部發(fā)生故障。（4）110KV線路導(dǎo)線截面過小，不允許延時(shí)切除的故障。1.3.3靈敏性是指對(duì)保護(hù)圍發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足要求的保護(hù)裝置 是在規(guī)定的保護(hù)圍故障時(shí)，無論短路點(diǎn)的位置以及短路的類型如何，都能敬銳感 覺，正確反應(yīng)。保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈墩度系數(shù)來衡量，靈墩度系數(shù)越大, 則保護(hù)的靈敬度就越高，反之就越低。1.3.4

14、可靠性是指在規(guī)定的保護(hù)圍發(fā)生了屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作， 而在其他不屬于它應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。保證繼電保護(hù)裝置能有足夠的可靠性，應(yīng)注意以下兒點(diǎn)：（1）選用質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠的繼電器和元件。（2）設(shè)訃接線時(shí)，力求簡單，使用繼電器和繼電器觸點(diǎn)最少。（3）正確選定繼電保護(hù)的整定值。頁腳（4）對(duì)保護(hù)裝置要提高安裝和調(diào)整實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，加強(qiáng)經(jīng)常的維護(hù)管理。以上四個(gè)基本要分析研究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)，也是貫穿論文的一個(gè)基本線 索。根據(jù)被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來確定具體的保護(hù)方式，以 滿足其相應(yīng)的要求。1.4繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展史繼電保護(hù)的發(fā)展是隨著電力系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)的

15、發(fā)展而發(fā)展的。兒十年 來，隨著我國電力系統(tǒng)想高電壓、大機(jī)組、現(xiàn)代化大電網(wǎng)發(fā)展，繼電保護(hù)技 術(shù)及其裝置應(yīng)用水平獲得很大提高。在20世紀(jì)50年代以前，查不獨(dú)都是用 電磁型的機(jī)械元件構(gòu)成。隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，陸續(xù)推廣了利用整流二極 管構(gòu)成的整流型元件和山半導(dǎo)體分立元件組成的裝置。70年代以后，利用 集成電路構(gòu)成的裝置在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中得到廣泛運(yùn)用。到80年代，微 型機(jī)在安全自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)裝置中逐漸應(yīng)用。隨著新技術(shù)、新工藝的采 用，繼電保護(hù)硬件設(shè)備的可靠性、運(yùn)行維護(hù)方便性也不斷得到提高。繼電保 護(hù)技術(shù)將達(dá)到更高的水平。頁腳2發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)2.1概述按照繼電保護(hù)的配置原則，中、小型發(fā)電

16、機(jī)、變壓器只裝設(shè)一套主保護(hù), 當(dāng)主保護(hù)或有關(guān)斷路器拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)近后備和/或遠(yuǎn)后備保護(hù)，為被保護(hù) 設(shè)備或相鄰元件提供后備保護(hù)作用。對(duì)于200300MW及以上的發(fā)電機(jī)或發(fā)一變組，現(xiàn)在一般釆用微機(jī)保護(hù), 其主保護(hù)將包含完全或不完全縱差、完全或不完全裂相橫差，一組或二組零 序電流型橫差，對(duì)于任一部鼓掌具有兩套或以上的主保護(hù)靈敬動(dòng)作，即雙重 化主保護(hù)配置，因此從近后備保護(hù)來說，大型發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)一變壓器組 已經(jīng)沒有必要再裝設(shè)。特別是比較復(fù)雜的、容易誤動(dòng)的后備阻抗保護(hù)，更是 弊多利少，因?yàn)榘l(fā)一變組部任一點(diǎn)發(fā)生短路，已有多重高速、靈敬、選擇性 好的差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)實(shí)在用不上；相反，在發(fā)一變組外部短路時(shí)，

17、由于 后備保護(hù)在選擇性上不及縱差保護(hù)，易于造成誤動(dòng)，其結(jié)果是發(fā)一變組上裝 設(shè)的后備保護(hù)（特別是后備阻抗保護(hù)），誤動(dòng)作率極高，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行 不利。再者，通常裝設(shè)的后備保護(hù)，其保護(hù)區(qū)比主保護(hù)大、靈敬度比主保護(hù) 高，動(dòng)作速度較慢，但是結(jié)合發(fā)電機(jī)和變壓器的保護(hù)，其主保護(hù)為各種差動(dòng) 保護(hù)，后備保護(hù)（包括后備阻抗保護(hù)）在靈敬度和選擇性上遠(yuǎn)不及主保護(hù)， 可以說現(xiàn)有的各種后備保護(hù)在技術(shù)性能上“沒有資格”充當(dāng)后備作用。根本 原因是發(fā)電機(jī)和變壓器部短路時(shí)，端口三相電流可能不大，三相電壓可能不 低，相應(yīng)的測量阻抗就可能較大，這明顯表現(xiàn)出主設(shè)備保護(hù)和線路保護(hù)的不頁腳同。作為大容量發(fā)一變組的高壓輸電線路，電壓在22

18、0KV及以上，均裝有雙 重高頻主保護(hù)，多段相間距離和接地距離保護(hù)，還有多段零序電流保護(hù)和斷 路器失靈保護(hù)，因此超高壓輸電線路沒有要求發(fā)一變組提供遠(yuǎn)后備保護(hù)。220KV及以上的母線不一定總有兩套母線保護(hù)，因此發(fā)一變組有必要為 這種超高壓母線提供后備保護(hù)，這使大型發(fā)一變組裝設(shè)后備保護(hù)的唯一必 要，為此裝設(shè)的后備阻抗保護(hù)應(yīng)該使最簡單的一段距離元件，動(dòng)作圓很小， 無需振蕩閉鎖環(huán)節(jié)。2. 2相間短路后備保護(hù)2. 2. 1發(fā)電機(jī)變壓器部和外部相間短路(1) 對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器部相間短路的后備保護(hù)：(a) 發(fā)電機(jī)、變壓器各自單設(shè)差動(dòng)保護(hù)，再加后備總差動(dòng)保護(hù)，使差動(dòng)保護(hù) 完全雙重化，這樣可以保證快速切除故障并防

19、止相鄰元件保護(hù)無選擇性動(dòng)作，保 護(hù)裝置較復(fù)雜。(b) 用反時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)和定子過負(fù)荷保護(hù)作為發(fā)電機(jī)和變壓器的后備 保護(hù)。并利用這兩種反時(shí)限保護(hù)裝置兼作相間短路的后備保護(hù)，因充分發(fā)揮了反 時(shí)限電流保護(hù)的作用，從而簡化了保護(hù)裝置。存在不足之處，即在靠近發(fā)電機(jī)一 變壓器的相鄰區(qū)域中發(fā)生短路故障時(shí)，延長了切除故障的時(shí)間而三相短路的動(dòng)作 時(shí)限較兩相短路動(dòng)作時(shí)限長的多。為此可增加一套負(fù)序電流及相電流速斷保護(hù)， 按躲過高壓母線相間短路來整定，以便在發(fā)電機(jī)一變壓器組及廠用變壓器引出線 和主變壓器低圧側(cè)短路時(shí)，快速切除故障。這一保護(hù)可與已有反時(shí)限負(fù)序電流和 相電流保護(hù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)比較簡單。(c) 裝設(shè)有電

20、流、電壓元件構(gòu)成反應(yīng)三相短路的后備保護(hù)裝置，對(duì)不對(duì)稱短 路故障，仍有反時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)裝置作為后備保護(hù)。反應(yīng)對(duì)稱故障的電流， 電壓保護(hù)分為兩段，I段反應(yīng)高壓母線以的故障，按躲過高壓母線三相短路的條 件整定，延時(shí)取0.5s, % = (0.45 0.5)5 , 1業(yè)=(1415兒，II段反應(yīng)相鄰頁腳 元件上的三相短路，電壓元件按躲過最低工作電壓整定，取=0.7,動(dòng)作 電流按躲過最大負(fù)荷電流整定，取Idz=(1.4-1.5)Ic,其延時(shí)與相鄰元件后備保 護(hù)相配合。如后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間超過允許值時(shí)，可采用后備接線，在相鄰元件 斷路器拒動(dòng)時(shí)，以較短延時(shí)斷開發(fā)電機(jī)，變壓器。(2) 對(duì)于220千伏母線及

21、相鄰線路的相間短路故障時(shí)，如采用反時(shí)限負(fù)序過 電流保護(hù)及相電流保護(hù)作為后備保護(hù)，當(dāng)延時(shí)過長時(shí)，為加速切除故障可采用如 下方案：(a) 釆用低阻抗保護(hù)設(shè)置，作為相鄰元件的后備。(b) 采用帶時(shí)賢的電流速段保護(hù)裝置，作為相鄰元件的后備。(c) 當(dāng)主變?yōu)?20/110千伏的二繞組變壓器或自藕變壓器時(shí)，220千伏側(cè)可 采用低阻抗保護(hù)或帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，但保護(hù)用不宜延伸到110千伏母線， 否則要加裝方向元件，而110千伏側(cè)可采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，并與相 鄰線路的后備段相配合。2. 2. 2對(duì)廠用變壓器部及低壓側(cè)短路廠用變壓器后備保護(hù)決定于發(fā)電機(jī)、變圧器組保護(hù)的配置，特別與總后備的 差動(dòng)保護(hù)圍

22、有關(guān)?？偤髠洳顒?dòng)保護(hù)有如下兩種方案：(1) 當(dāng)總差動(dòng)保護(hù)用不包括廠用變壓器時(shí)，即總差動(dòng)保護(hù)接于廠用變壓 器低壓側(cè)的電流互感器上，此時(shí)廠用變壓器有雙重差動(dòng)保護(hù)。(2) 當(dāng)總差動(dòng)保護(hù)圍不包括廠用變壓器時(shí)，總差動(dòng)保護(hù)接于廠用變壓器 高圧側(cè)的電流互感器上，此時(shí)廠用變壓器高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，作為廠用 變壓器部及其低壓側(cè)短路的后備保護(hù)。為了有選擇性地切除低壓側(cè)各分支的故 障，每個(gè)分支還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)過電流保護(hù)。對(duì)以上保護(hù)方案，要求保護(hù)裝置簡單、可靠，盡量縮短后備動(dòng)作時(shí)限。由 差動(dòng)保護(hù)裝置和阻抗保護(hù)裝置構(gòu)成的后備保護(hù)方案比較完善，但后備差動(dòng)保護(hù) 方案較復(fù)雜。為了簡化保護(hù)起見，可在反時(shí)限電流保護(hù)的基礎(chǔ)上，增設(shè)

23、負(fù)序電 流速段和相電流速段保護(hù)作為部故障后備；低阻抗保護(hù)或帶時(shí)限的電流速段保頁腳護(hù)作為相鄰元件故障的后備保護(hù)。2. 2. 3外部相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)發(fā)電機(jī)變壓器組有廠用分支時(shí)，在廠用分支上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)，在低 壓側(cè)下不另設(shè)保護(hù)，而是利用發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù)作為后備保護(hù)。該保護(hù)應(yīng)帶 兩段時(shí)限，以便在外部短路時(shí)，仍能保證常用負(fù)荷的供電。對(duì)于200MW及以上的發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)裝有雙重快速保護(hù)，且在發(fā)電機(jī)側(cè) 沒有帶時(shí)限的后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)在變圧器高壓側(cè)裝設(shè)后備保護(hù)，作為相鄰元件保護(hù) 的后備。2. 2. 4相間短路后備保護(hù)的整定計(jì)算發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)，也作為相鄰元件的后備保護(hù)，但在不同情況下

24、, 后備保護(hù)的整定方法是不同的。（1）發(fā)電機(jī)對(duì)于發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組，可利用發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)作為整組的 后備保護(hù)，在變壓器低壓側(cè)不再裝設(shè)后備保護(hù)。如果發(fā)電機(jī)電壓母線上有廠用分 支時(shí)，廠用分支線上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)，而發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)則應(yīng)有兩個(gè)不 同的時(shí)限，以較小的時(shí)限跳開變壓器高壓側(cè)的斷路器，以較大的時(shí)限跳開所有的 斷路器和發(fā)電機(jī)的滅磁開關(guān)。動(dòng)作參數(shù)的整定計(jì)算按有關(guān)保護(hù)的整定公式計(jì)算。動(dòng)作時(shí)間的整定應(yīng)與所有出線的保護(hù)中動(dòng)作時(shí)限最大者相配合，即比出線保 護(hù)的最大時(shí)限還大一個(gè)A/。（2）發(fā)電機(jī)三繞組變壓器組后備保護(hù)的配置原則及整定訃算方法，與三繞組變 壓器的后備保護(hù)相同。（3）對(duì)于大型發(fā)電機(jī)變壓

25、器組，為了防止發(fā)電機(jī)出口發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn) 較大的負(fù)序電流而使轉(zhuǎn)子表面過熱，多數(shù)都采用反時(shí)限特性的負(fù)序過電流保護(hù)， 動(dòng)作特性應(yīng)滿足I?.t Ubp這里的Ubp為基波不平衡電壓，其值較小。通常取56V頁腳對(duì)于沒有專用匝間短路保護(hù)的大容量發(fā)電機(jī)，要求及時(shí)將接地的發(fā)電機(jī)切除，可以另外加一個(gè)繼電器2V,經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于跳閘。圖2-2電機(jī)變圧器組帶三次諧波濾過器的接地保護(hù)接線圖頁腳3發(fā)電機(jī)變壓器組的縱差保護(hù)3. 1縱差保護(hù)的特點(diǎn)在發(fā)電機(jī)和變壓器上可能發(fā)生的故障和異常運(yùn)行情況，在發(fā)電機(jī)變壓器組上 都可能出現(xiàn)。因此，發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)發(fā)電機(jī)和變壓器的故障和異 常運(yùn)行情況。即發(fā)電機(jī)變壓器組裝設(shè)的保護(hù)

26、應(yīng)與發(fā)電機(jī)和變壓器分別裝設(shè)山保護(hù) 相似，但有下面所述的特點(diǎn)。(1) 當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時(shí)，對(duì)100MW及以下的發(fā)電機(jī)變壓器組， 為了簡化保護(hù)，可只裝設(shè)整組共用的縱差動(dòng)保護(hù)；對(duì)100MW以上的發(fā)電機(jī)變壓器 組，除裝設(shè)整組共用助縱差動(dòng)保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的差動(dòng)保護(hù)；對(duì)200MW 及以上的汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組，在變壓器上也宜裝設(shè)單獨(dú)的縱差動(dòng)保護(hù)，即實(shí)現(xiàn) 雙重快速保護(hù)方式。(2) 當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，不管機(jī)組容量大小，發(fā)電機(jī)和變壓器均 應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱差動(dòng)保護(hù)，發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)與變壓器之間的斷 路器跳閘，使變壓器繼續(xù)運(yùn)行，供給廠用電(圖3-1 (a)。當(dāng)廠用分支

27、接在發(fā)電 機(jī)與斷路器之間時(shí)。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于變壓器高、低壓側(cè)斷路器跳閘， 使發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，供給廠用電(圖3-1 (b)。3.2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)和部短路靈敬動(dòng)作的U的。但是變壓器縱差保護(hù)在以 下方面顯著不同于發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)：(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(hào)一 定不同，而且各側(cè)三相接線方式不盡相同，所以各側(cè)相電流的相位也可能不一致， 這將使外部短路使不平衡電流增大，所以變壓器縱差保護(hù)的最大制動(dòng)系數(shù)比發(fā)電 機(jī)大，靈墩度相對(duì)較低。(2) 變壓器高

28、壓繞組常有調(diào)壓分接頭，有的還要求帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，使變壓器縱差頁腳(b)廠用分支接在發(fā)電機(jī)側(cè)(a)廠用分支接在變壓器側(cè)圖3-1發(fā)電機(jī)變壓器組接線圖保護(hù)已調(diào)整平衡的二次電流乂被破壞，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(duì)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，通過變壓器鐵心磁路的耦合，改變了各側(cè)電流的大小和相位，使 變壓器縱差保護(hù)對(duì)匝間短路有作用(匝間短路可視為變壓器的一個(gè)新繞組發(fā)生單 相短路)。(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，但變壓器還可依靠瓦斯保護(hù)或壓力保護(hù)。3

29、. 3縱差動(dòng)作保護(hù)的整定計(jì)算頁腳肖發(fā)電機(jī)變壓器組的縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算與發(fā)電機(jī)和變壓器同類型保護(hù) 的整定計(jì)算相同。當(dāng)發(fā)電機(jī)裝設(shè)有獨(dú)立的縱差保護(hù)并釆用靈敬接線時(shí)，只要能滿 足選擇性的要求，保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)盡可能地圧低。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電 機(jī)變圧器組公用的差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，除了按一般差動(dòng)保護(hù)的整定原則進(jìn)行整 定外，當(dāng)有未接入差動(dòng)回路地廠用電分支時(shí)，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流還應(yīng)按躲過廠 用變壓器或電抗器后面發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流的條件整定，即Idz= Kkldmax o式中Kk一可靠系數(shù)，取1.3； Id-max一一廠用變壓器或電抗器發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流。出采用帶只動(dòng)特性

30、的BCH-1型繼電器時(shí)，制動(dòng)線圈的接入方式要分別不同 情況加以考慮，其U的是保護(hù)部短路時(shí)，保護(hù)具有較大的靈敬度，外部短路時(shí)保 護(hù)具有較大的制動(dòng)作用。當(dāng)發(fā)電機(jī)變壓器組的高圧側(cè)有電源，而發(fā)電機(jī)側(cè)沒有斷路器但有廠用分支線 路時(shí)，通常為保證外部短路是制動(dòng)作用最大，部短路時(shí)乂無制動(dòng)作用，對(duì)發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器組其制動(dòng)線圈應(yīng)接在廠用分支回路的電流互感器上。對(duì)于發(fā)電機(jī)三 繞組變壓器組，為了保證高圧側(cè)或中圧側(cè)外部短路時(shí)都有制動(dòng)作用，有時(shí)可將制 動(dòng)線圈接在發(fā)電機(jī)和廠用分支回路的電流互感器的并聯(lián)回路上。出電機(jī)回路裝有斷路器時(shí)，制動(dòng)線圈應(yīng)接線發(fā)電機(jī)引出線和廠用分支回路的 電流互感器的并聯(lián)回路上。當(dāng)采用BCHJ型差動(dòng)

31、繼電器時(shí)，制動(dòng)線圈匝數(shù)的選擇必須保證在廠用分支 回路上發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)可靠不許動(dòng)作，匝數(shù)按下確定，即W Kk【cd jWyZ _式中：Icd.j在廠用分支線上發(fā)生短路時(shí)，流入差動(dòng)線圈的最大短路電流值（歸 算到基本側(cè)）;Iz-流過制動(dòng)線圈的電流；Wed基本側(cè)的差動(dòng)線圈匝數(shù)；Kk可 幕系數(shù)，取15； tga最小制動(dòng)特性曲線的切線斜率，tga=0.9o頁腳4發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的改進(jìn)4.1目前的機(jī)組保護(hù)存在的主要問題U前機(jī)組主要存在下面兒個(gè)主要問題：(1) 機(jī)組部輕微故障保護(hù)靈敬度低；(2) 匝間保護(hù)誤動(dòng)率高；(3) 差動(dòng)保護(hù)TA特性不一致及飽和問題未能解決；(4) 大機(jī)組部故障保護(hù)方案不盡完善。4.

32、 2改進(jìn)方案針對(duì)發(fā)一變組保護(hù)的實(shí)際運(yùn)行情況及出現(xiàn)的問題，一方面應(yīng)釆取有效的措 施，對(duì)保護(hù)不斷的改進(jìn)和完善，克服繼電器本身存在的不足及保護(hù)交流回路的不 合理狀況，使保護(hù)能真實(shí)的反映一次設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)二次為一次服務(wù)的U 的。另一方面，隨著微機(jī)保護(hù)的推廣應(yīng)用，在成本核算許可的條件下，盡量將原 備品成本高、機(jī)械故障概率高、電磁特性差的電磁型繼電器保護(hù)更換成微機(jī)保護(hù)。 在微機(jī)保護(hù)中，可采用標(biāo)積制動(dòng)或三段折線式比率制動(dòng)特性的基波向量算法或故 障分量算法來實(shí)現(xiàn)變壓器的差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)差動(dòng)電流大于可能出現(xiàn)的勵(lì)磁涌流時(shí)， 通過差動(dòng)速斷或低電壓加速判據(jù)使得差動(dòng)保護(hù)立即動(dòng)作于跳閘。微機(jī)保護(hù)中電壓平衡保護(hù)的靈敬度根

33、據(jù)保護(hù)要求可以設(shè)定的很高，而且III于 TV二次電壓回路三相負(fù)載平衡，當(dāng)發(fā)生TV二次斷線時(shí)斷線相電壓為額定電壓 的0.5倍，電壓平衡保護(hù)可靠動(dòng)作，閉鎖與TV斷線有關(guān)的保護(hù)，同時(shí)對(duì)于TV 二次斷線造成回路過電壓的現(xiàn)象也可迎刃而解。另外，利用危急保護(hù)裝置計(jì)算功 能，直接算出發(fā)電機(jī)3Uo和三次諧波電壓大小，無須再接星型開口三角形輔助 TV,避免了接地后備繼電器和三次諧波繼電器負(fù)載對(duì)電壓回路的影響。微機(jī)保護(hù)有許多傳統(tǒng)保護(hù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但在抗干擾方面存在許多問題。 干擾對(duì)微機(jī)保護(hù)的影響主要表現(xiàn)在運(yùn)算或邏輯出錯(cuò)、運(yùn)行程序出軌和損壞微機(jī)芯 片，直接后果是導(dǎo)致危機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或功能障礙及保護(hù)誤動(dòng)。盡管微機(jī)保

34、護(hù)的頁腳研究和使用是發(fā)展方向，具體選用時(shí)應(yīng)充分考慮生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，盡可能提高設(shè)備運(yùn)行的可黑性，避免干擾對(duì)裝置產(chǎn)生的不良影響。頁腳5保護(hù)配置及整定計(jì)算5. 1題目簡介某發(fā)電廠要擴(kuò)建一個(gè)新廠，安裝兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變圧器組，主接線如圖5-1 (a) 所示。已知參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) Pe=200MW, cos0=O. 85, Ue=15. 75, xd=195%, xd=24%, xd=14. 5%； 變壓器Se=240MVA, Ud=0. 105接線Y/A-ll,分接頭 1212X2. 5%/15. 75KV, 分級(jí)絕緣。相間短路后備保護(hù)圉末端兩相短路時(shí)，流經(jīng)發(fā)電機(jī)的最小短路電流為 1490

35、0Ao110KV母線上出線后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為6S。出線的零序后備保護(hù)最大動(dòng)作電 流為3250A,最大動(dòng)作時(shí)間為5S。在最大運(yùn)行方式下，出線的零序后備保護(hù)圍 末端接地短路時(shí)流經(jīng)變壓器的零序電流為620A,故障線路上的零序電流為903Ao 在最小運(yùn)行方式下，出線末端金屬接地短路時(shí)，流經(jīng)變壓器的最小零序電流為 llOOAo保護(hù)設(shè)計(jì)所需的最大三相短路電流的計(jì)算結(jié)果如圖5-1 (b) (c)所示。它 們是歸算到115KY的安數(shù)(括號(hào)為最小三相短路電流值)。試選擇發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)方式，并訃算各種保護(hù)的整定值。5.2保護(hù)配置5. 2. 1概述根據(jù)規(guī)程規(guī)定，該發(fā)電機(jī)變圧器組應(yīng)裝設(shè)下列兒種保護(hù)：發(fā)電機(jī)差動(dòng)保

36、護(hù)， 變壓器差動(dòng)保護(hù)，發(fā)電機(jī)變壓器組公用差動(dòng)保護(hù)(大差動(dòng)保護(hù))；發(fā)電機(jī)還裝設(shè) 定時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)和反時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)，負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，失磁保護(hù)， 低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，過電壓保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，定子接地保護(hù)，匝間短路 保護(hù)；變壓器還裝設(shè)有瓦斯保護(hù)，零療;過電流保護(hù)。5. 2. 2保護(hù)配置分析(1) 保護(hù)配置滿足國家現(xiàn)行規(guī)，并在很多地方超過了標(biāo)準(zhǔn)的要求，如定子單頁腳相接地保護(hù)已達(dá)到100%定子單相接地保護(hù)。(2) 發(fā)電機(jī)保護(hù)除了本身一套縱聯(lián)差動(dòng)主保護(hù)外，還裝設(shè)有發(fā)電機(jī)-變壓器組(9910)20253I (5147)15490110kv110KV4763(4460)6880110KV(a)15

37、.75KV廠用電15.75KV(b)(c)圖5-1發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)汁圖(a)主接線圖：(b) 110KV母線短路時(shí).短路電流分布圖：(c) 15. 75KV 線短路時(shí)，短路電流分布圖大差保護(hù)，構(gòu)成雙重主保護(hù)，裝設(shè)帶電流記憶的低電圧過電流保護(hù)作為發(fā)電機(jī)- 變壓器組的后備保護(hù)，保護(hù)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開變壓器高壓側(cè)斷路器, 以較大時(shí)限停機(jī),能保證變壓器故障時(shí)，確保廠用供電。(3) 變壓器保護(hù)山瓦斯、壓力和變壓器大差動(dòng)構(gòu)成主保護(hù)，III發(fā)電機(jī)后備保護(hù)作 為變壓器的后備保護(hù)，變圧器復(fù)合電壓過電流保護(hù)配置在高壓側(cè)作為母線保護(hù)的 后備保護(hù),使整體保護(hù)相互配置，完整可靠。頁腳 （4）將主保護(hù)和后備

38、保護(hù)分開配置于兩個(gè)模塊，并在兩個(gè)模塊中都配置發(fā)電機(jī)過 電壓保護(hù)，這樣能在單個(gè)模塊故障的情況下，發(fā)電機(jī)不至失去應(yīng)有的保護(hù)。5. 2. 3幾種保護(hù)配置問題的探討（1）發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)失磁是常見的故障形式。特別是大型機(jī)組勵(lì)磁 系統(tǒng)的環(huán)節(jié)多，增加了發(fā)生低勵(lì)磁或失磁的機(jī)會(huì)。發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，將過度 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（原為過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)）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。所有這些電氣量的變化，都伴有一定程度的 擺動(dòng)，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)本身安全。從故障特性分析，構(gòu)成

39、失磁保護(hù)的主判據(jù)：系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)為高壓母線三相同 時(shí)低電壓，以防止機(jī)組失磁時(shí)引發(fā)無功儲(chǔ)備不足的系統(tǒng)電壓崩潰；發(fā)電機(jī)側(cè)主判 據(jù)為異步邊界阻抗（靜穩(wěn)極限阻抗）。輔助判據(jù)：負(fù)序電壓（電流）元件，當(dāng)機(jī) 組發(fā)生失磁時(shí)，不存在負(fù)序電壓（電流），只有發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，負(fù)序電壓（電 流）元件動(dòng)作，閉鎖失磁保護(hù)；無功功率方向，當(dāng)機(jī)組失磁時(shí)，無功反向，朝向 機(jī)組，II前作為無功調(diào)節(jié)手段要求機(jī)組能無功進(jìn)相運(yùn)行，因此該判據(jù)已不適用。 轉(zhuǎn)子低電壓元件（包括定勵(lì)磁低電壓判據(jù)和變勵(lì)磁電壓判據(jù)），該元件是比較好 的判據(jù)，除自保護(hù)裝設(shè)點(diǎn)到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組這一區(qū)域開路引起的失磁外，該元件 都能夠正確動(dòng)作。隨著系統(tǒng)容量的不斷增大及網(wǎng)架

40、結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)，系統(tǒng)的無功儲(chǔ)備也增強(qiáng)了很 多，而且快速微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器也在系統(tǒng)量使用。這樣，對(duì)于兒個(gè)并聯(lián)連接的發(fā)電 機(jī)，當(dāng)某臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁期間，系統(tǒng)電壓變化較小，系統(tǒng)側(cè)三相低電壓可能拒動(dòng)； 但是一機(jī)失磁故障可能使故障機(jī)組的機(jī)端電壓過低，危及廠用輔機(jī)的正常工作， 為此失磁保護(hù)的三相現(xiàn)時(shí)低電壓可以接在機(jī)端。（2）發(fā)電機(jī)定子匝間短路條件允許的情況下優(yōu)先采用橫差保護(hù)，一般采用縱向零序電壓繼電器（三次 諧波電壓濾過比大于80）+負(fù)序方向繼電器+PT斷線閉鎖。保護(hù)宜延時(shí)50100ms頁腳 動(dòng)作于全停?？v向零序電壓型匝間保護(hù)的主判據(jù)是縱向零序電壓取自專用電壓互感器的 三角開口電壓回路，電圧互感器一次側(cè)的中性點(diǎn)與發(fā)電

41、機(jī)中性點(diǎn)直接連接（通過 高壓電纜）而不能直接接地。、發(fā)電機(jī)部或外部發(fā)生單相接地故障時(shí)，即使發(fā)電 機(jī)的中性點(diǎn)電位升高，三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓仍然完全對(duì)稱，開口三角輸出電壓仍 等于Oo只有當(dāng)發(fā)電機(jī)部發(fā)生匝間短路或者發(fā)生對(duì)中性點(diǎn)不對(duì)稱的各種相間短路 時(shí)，電壓互感器三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓不再平衡，開口三角才有電壓輸出。對(duì)于單元接線的發(fā)一變組，主變的接線多為Y/型，即發(fā)電機(jī)側(cè)為小電流 系統(tǒng)。用對(duì)稱分量法分析，在變壓器高壓側(cè)發(fā)生各種故障時(shí)均不會(huì)出現(xiàn)縱向零序 電壓。實(shí)際上當(dāng)主變高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)，發(fā)電機(jī)只有兩相中流過故障電 流。但是發(fā)電機(jī)三相參數(shù)不可能完全對(duì)稱，在短路時(shí)的暫態(tài)過程中，電樞反應(yīng)及 漏磁通的影響，

42、使得三相電壓對(duì)中性點(diǎn)的不對(duì)稱增大，產(chǎn)生較大的縱向零序電壓。 為提高零序電壓型匝間保護(hù)的動(dòng)作可靠性，應(yīng)有負(fù)序功率方向元件，且適當(dāng)提高 零序電壓動(dòng)作值。負(fù)序功率方向元件P2的動(dòng)作方向有兩種方式。當(dāng)P2動(dòng)作方向指向發(fā)電機(jī)時(shí), 即P2常開接點(diǎn)與縱向零序電壓元件的常開接點(diǎn)組成“與門”出口。發(fā)電機(jī)正常 運(yùn)行時(shí)，山于外部系統(tǒng)的不對(duì)稱，存在流向發(fā)電機(jī)的負(fù)序功率，使發(fā)電機(jī)部輕微 故障時(shí)負(fù)序功率方向保護(hù)拒動(dòng)，因此這種保護(hù)方案的靈敬度不高。當(dāng)P2動(dòng)作方 向指向系統(tǒng)時(shí)，即P2常閉接點(diǎn)與縱向零序電壓元件的常開接點(diǎn)組成與門”出 口。這種方式能在發(fā)電機(jī)部故障時(shí)，匝間保護(hù)可鼎動(dòng)作。而在外部故障時(shí)，P2 元件常閉接點(diǎn)立刻斷開，

43、斷開的速度應(yīng)比零序電壓元件接點(diǎn)閉合快，同時(shí)P2返 回應(yīng)慢于零序電壓元件。外部三相對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)的縱向不平衡電壓可能使零序電圧元件動(dòng)作，一 旦采用P2元件采用常閉常閉接點(diǎn)時(shí)它將保持閉合，保護(hù)誤動(dòng)作。因此整流型、 集成電路型保護(hù)采用的時(shí)第一種方案。釆用微機(jī)保護(hù)后，它可以將三相短路開始 瞬間不對(duì)稱負(fù)序分量記憶住，保證P2正確斷開常閉接點(diǎn)，因此采用上述的笫二頁腳 種方案。(3) 變壓器零序保護(hù)分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝放電間隙的升壓雙圈變壓器中性 點(diǎn)裝放點(diǎn)間隙的分級(jí)絕緣變壓器，裝設(shè)兩段式零序電流保護(hù)和反映零序電壓、間 隙放電電流的零序電流電壓保護(hù)。零序電流接到中性點(diǎn)引出線的電流互感器上。 放電間隙零序電流接

44、到放電間隙的電流互感器上。零序電流I、II段：以較短時(shí)限動(dòng)作于斷開220KV母聯(lián)斷路器，以較長時(shí)限 解列滅磁。零序電流(在中性點(diǎn)接地閘刀斷開時(shí)投入)電壓保護(hù)：經(jīng)0.30.5s時(shí)賢解 列滅磁。對(duì)于大型發(fā)一變組單元接線，為防止機(jī)組過電壓，發(fā)電機(jī)制造商會(huì)要求主變 中性點(diǎn)接地運(yùn)行。b.升壓三圈變壓器 全絕緣變壓器，裝設(shè)兩段零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)。系 統(tǒng)接地故障，先切除中性點(diǎn)接地的變壓器，后切除中性點(diǎn)不接地的變壓器。零序 電流接到中性點(diǎn)引出線的電流互感器上。中性點(diǎn)裝放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器，裝設(shè)兩段式零序電流保護(hù)和反映零療; 電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護(hù)。零序電流接到中性點(diǎn)引出線的電流互 感

45、器上，放電間隙零序電流接到放電間隙的電流互感器上。零序電流I段：以較短時(shí)限動(dòng)作斷開220KV母聯(lián)斷路器，以較長時(shí)限動(dòng)作斷 開本側(cè)斷路器；零序電流【I段：以較短時(shí)限動(dòng)作斷開本側(cè)斷路器，以較長時(shí)限動(dòng) 作斷開變壓器各側(cè)斷路器并滅磁。零序電壓保護(hù)經(jīng)0. 30. 5s時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器各側(cè)斷路器并滅磁；零序電 流(在中性點(diǎn)接地閘刀斷開時(shí)投入)電壓保護(hù)經(jīng)0. 30. 5s時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器 各側(cè)斷路器并滅磁。5. 3整定計(jì)算5.3.1采用高靈敏度接線的發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)(BCH-2)(1) 確定電流互感器和電壓互感器的變比頁腳、行 U“f 末 cos。200 xl(?15.75x0.85= 8625AnL=1

46、0000/5=2000y 二 15.75/0. 1=157. 5計(jì)算發(fā)電機(jī)的二次額定電流Is = “二竺仝=浮 =4.31An nI 2000(3) Wp平衡線圈匝數(shù)WpWpjS =AW0601.1x4.31=12.66 匝iq可幕系數(shù)AW。一繼電器的動(dòng)作安匝，一般取60匝Wp取12匝(4) 求差動(dòng)線圈匝數(shù)WedAWn,.Wcdj3= 2- + Wp = 12. 66+12二24. 66 匝Kk】2cWed取20匝(因BCH-2型繼電器差動(dòng)線圈的最大匝數(shù)為20匝)(5) 保護(hù)的動(dòng)作電流1業(yè)町G.jWcd = AW()(6) 靈敬度校驗(yàn)考慮110KV側(cè)斷路器斷開時(shí)，靈敏度最小。石 T115 V3

47、 XI(.2). 可【dmin x775s823x7-3Klm =亠= 2M =上=8.98 2,滿足要求?；?均2000x36000接于中性線上的CJJ的動(dòng)作電流1業(yè)=o.212.e =0.2x4.31 =0.8625. 3. 2變壓器差動(dòng)保護(hù)(擬采用BCH-1型繼電器)各側(cè)電流互感器變比及額定電流計(jì)算頁腳名稱各側(cè)數(shù)值額定電壓(KV)12115. 75額定電流(A)2警 0=114573x121皆 X10 =8800V3x 15.75電流互感器的接線方式AY電流互感器的計(jì)算變比1145、你19835588005選用電流互感器變比2000 = 40051000 “c5循環(huán)臂電流(A)1983=

48、4.964008800才= 4.42000選121KV側(cè)為基本側(cè)(2) 制動(dòng)線圈的接入方式根據(jù)已知的短路電流分布悄況，制動(dòng)線圈應(yīng)接在110KV側(cè)，以使部短路時(shí)制 動(dòng)作用小些。(3) 確定保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流(a) 躲過變圧器的勵(lì)磁涌流Idz.j = Kk xIc = 1.5x4.96 = 7.44A(b) 躲過15. 75KV側(cè)外部短路時(shí)的最大不平衡電流Idz.j =丄心(1/3x5147x AW/d = x2 = 3&6 安匝zd400負(fù)荷電流產(chǎn)生的制動(dòng)安匝AWzf =4.96x2 = 9.92 安匝總的制動(dòng)安匝AWZ =38.6 + 9.92 =48.5安匝利用BCH-1型繼電器的制動(dòng)特性曲線(圖5-2),可求得動(dòng)作安匝AWdz =62 安匝AW靈敏度Kf：=5. 3. 3發(fā)電機(jī)變壓器組大差動(dòng)保護(hù)(BCH-4)接線如圖5-3所示。確定各側(cè)電流互感器的變比及二次額定電流值，選擇基本側(cè)的起動(dòng)電流計(jì)算方法與(二)相同。(2) 求制動(dòng)線圈與差動(dòng)線圈之比mm_ Wz _ 2Kkbp +Ibp +Ibp)，B=