第八章 火電廠的繼電保護

1、 保定熱保定熱電廠電廠報告人報告人：胡志光胡志光單位：華北電力大學(xué) 電氣設(shè)備及運行電氣設(shè)備及運行講稿講稿第八章第八章 火電廠的繼電保護火電廠的繼電保護第八章第八章 目目 錄錄 第一節(jié)第一節(jié) 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機的繼電保護發(fā)電機的繼電保護 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的繼電保護變壓器的繼電保護 第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)變組輔助性保護發(fā)變組輔助性保護 第五節(jié)第五節(jié) 電動機的繼電保護電動機的繼電保護 第六節(jié)第六節(jié) 輸電線路的高頻保護輸電線路的高頻保護 復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題一、一、 繼電保護裝置的作用繼電保護裝置的作用 （1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，能自動地、迅速地、有）當(dāng)電力系統(tǒng)

2、發(fā)生故障時，能自動地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，以保護證系統(tǒng)選擇性地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，以保護證系統(tǒng)其余部分迅速恢復(fù)正常運行，并使故障設(shè)備不再繼續(xù)遭其余部分迅速恢復(fù)正常運行，并使故障設(shè)備不再繼續(xù)遭受損壞。受損壞。 （2）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不正常工作情況時，能自動地、及時）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不正常工作情況時，能自動地、及時地、有選擇性地發(fā)出信號通知運行人員進行處理，或者地、有選擇性地發(fā)出信號通知運行人員進行處理，或者切除那些繼續(xù)運行會引起故障的電氣設(shè)備。切除那些繼續(xù)運行會引起故障的電氣設(shè)備。第一節(jié)第一節(jié) 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 二、繼電保護的組成二、繼電保護的組成 繼電

3、保護裝置一般由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行繼電保護裝置一般由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分、信號部分及操作電源等組成，其方框圖如部分、信號部分及操作電源等組成，其方框圖如圖所示。圖所示。 三、繼電保護的基本原理三、繼電保護的基本原理當(dāng)線路的當(dāng)線路的K處發(fā)生短路時，由處發(fā)生短路時，由TA傳感，傳感，KA啟動，使啟動，使KA的常開的常開觸點閉合，接通了斷路器觸點閉合，接通了斷路器QF的跳的跳閘線圈閘線圈YR，鐵心被吸上，撞開鎖，鐵心被吸上，撞開鎖扣機構(gòu)（扣機構(gòu)（LO），斷路器跳閘，斷），斷路器跳閘，斷開電源，故障即被切除。同時，斷開電源，故障即被切除。同時，斷路器路器QF的輔助觸點斷開，又使的輔助觸點斷

4、開，又使QF的跳閘線圈的跳閘線圈YR失電，防止失電，防止YR長期長期過流燒毀。短路電流消失后，過流燒毀。短路電流消失后，KA線圈中的電流也隨即消失，繼電器線圈中的電流也隨即消失，繼電器的觸點在彈簧力的作用下返回斷開的觸點在彈簧力的作用下返回斷開位置。位置。 四、四、對繼電保護的基本要求對繼電保護的基本要求 1選擇性選擇性：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護僅將：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護僅將故障部分切除，保障其它無故障部分繼續(xù)運行，以盡量縮小停故障部分切除，保障其它無故障部分繼續(xù)運行，以盡量縮小停電范圍。電范圍。 2快速性快速性：為了保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和對用戶可靠供：為了

5、保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和對用戶可靠供電，以及避免和減輕電氣設(shè)備在事故時所遭受的損害，要求繼電，以及避免和減輕電氣設(shè)備在事故時所遭受的損害，要求繼電保護裝置盡快地動作，盡快地切除故障部分。電保護裝置盡快地動作，盡快地切除故障部分。 3靈敏性靈敏性：靈敏性是繼電保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故：靈敏性是繼電保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力，一般以靈敏系數(shù)障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力，一般以靈敏系數(shù)Ks表示。表示。 4可靠性可靠性：可靠性是指當(dāng)保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作：可靠性是指當(dāng)保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時，保護裝置能夠可靠動作而不致拒絕動作；而在電氣設(shè)狀態(tài)

6、時，保護裝置能夠可靠動作而不致拒絕動作；而在電氣設(shè)備無故障或在保護范圍以外發(fā)生故障時，保護裝置不發(fā)生誤動。備無故障或在保護范圍以外發(fā)生故障時，保護裝置不發(fā)生誤動。 五、繼電器分類五、繼電器分類1按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類，繼電器主要有機電型、整流型、晶體管型、按結(jié)構(gòu)型式分類，繼電器主要有機電型、整流型、晶體管型、集成電路型、微機型等五大類。集成電路型、微機型等五大類。2按反應(yīng)的物理量分類按反應(yīng)的物理量分類按反應(yīng)的物理量分類，繼電器主要有電量和非電量兩大類。按反應(yīng)的物理量分類，繼電器主要有電量和非電量兩大類。(1) 反應(yīng)電量的繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電反應(yīng)電量的繼電

7、器有電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、阻抗繼電器等。器、阻抗繼電器等。(2) 反應(yīng)非電量的繼電器有瓦斯繼電器、溫度繼電器、壓力繼反應(yīng)非電量的繼電器有瓦斯繼電器、溫度繼電器、壓力繼電器等。電器等。3按在保護中的作用分類按在保護中的作用分類按在保護中的作用分類，繼電器可分為測量繼電器和輔助繼電按在保護中的作用分類，繼電器可分為測量繼電器和輔助繼電器兩大類。器兩大類。(1) 測量繼電器直接反應(yīng)電氣量的變化，按所反應(yīng)電量的不同，測量繼電器直接反應(yīng)電氣量的變化，按所反應(yīng)電量的不同，可分為電流繼電器、電壓繼電器、頻率繼電器、功率方向繼電器、可分為電流繼電器、電壓繼電器、頻率繼電器、功率方向繼電器、差動繼

8、電器等。差動繼電器等。(2) 輔助繼電器用來改進和完善繼電保護的功能，一般作為保輔助繼電器用來改進和完善繼電保護的功能，一般作為保護中的邏輯、執(zhí)行元件。按其作用不同可分為中間繼電器、時間護中的邏輯、執(zhí)行元件。按其作用不同可分為中間繼電器、時間繼電器、信號繼電器和出口繼電器等。繼電器、信號繼電器和出口繼電器等。 六、繼電保護分類六、繼電保護分類 1按保護對象分類按保護對象分類 繼電保護按保護對象不同可分為：元件保護和線路保護。元件保繼電保護按保護對象不同可分為：元件保護和線路保護。元件保護又分為：發(fā)電機保護、變壓器保護、電動機保護、母線保護等。護又分為：發(fā)電機保護、變壓器保護、電動機保護、母線保

9、護等。線路保護又分為：高壓和超高壓輸電線路保護、高壓和低壓配電線線路保護又分為：高壓和超高壓輸電線路保護、高壓和低壓配電線路保護等。路保護等。 2按繼電器結(jié)構(gòu)形式分類按繼電器結(jié)構(gòu)形式分類 繼電保護按采用的繼電器結(jié)構(gòu)形式不同可分為：機電式繼電保護、繼電保護按采用的繼電器結(jié)構(gòu)形式不同可分為：機電式繼電保護、晶體管式繼電保護、大規(guī)模集成電路式繼電保護和微機數(shù)字式繼電晶體管式繼電保護、大規(guī)模集成電路式繼電保護和微機數(shù)字式繼電保護等。保護等。 3按所反應(yīng)的物理量分類按所反應(yīng)的物理量分類 繼電保護按所反應(yīng)的物理量不同可分為：電流保護、電壓保護、繼電保護按所反應(yīng)的物理量不同可分為：電流保護、電壓保護、方向保

10、護、距離保護、差動保護和縱聯(lián)保護等。方向保護、距離保護、差動保護和縱聯(lián)保護等。 4按采集的信號方式分類按采集的信號方式分類 繼電保護按采集的信號方式不同可分為：反應(yīng)單端電氣量的保護繼電保護按采集的信號方式不同可分為：反應(yīng)單端電氣量的保護和反應(yīng)兩端電氣量的保護。和反應(yīng)兩端電氣量的保護。 5按信號的通訊方式分類按信號的通訊方式分類 對于反應(yīng)兩端電氣量的縱聯(lián)保護，按信號的通訊方對于反應(yīng)兩端電氣量的縱聯(lián)保護，按信號的通訊方式不同可分為：高頻保護、光纖保護和微波保護等。式不同可分為：高頻保護、光纖保護和微波保護等。 6按保護的作用分類按保護的作用分類 當(dāng)某一電氣設(shè)備配置兩種及以上的保護時，按保護當(dāng)某一電

11、氣設(shè)備配置兩種及以上的保護時，按保護的作用不同可分為：主保護（反應(yīng)被保護元件自身的的作用不同可分為：主保護（反應(yīng)被保護元件自身的故障并以盡可能短的延時，有選擇性地切除故障的保故障并以盡可能短的延時，有選擇性地切除故障的保護）、后備保護（當(dāng)主保護拒動時起作用，從而動作護）、后備保護（當(dāng)主保護拒動時起作用，從而動作于相應(yīng)斷路器以切除故障元件，后備保護分近后備和于相應(yīng)斷路器以切除故障元件，后備保護分近后備和遠(yuǎn)后備兩種）和輔助保護（為補充主保護和后備保護遠(yuǎn)后備兩種）和輔助保護（為補充主保護和后備保護的不足，而增設(shè)的較簡單的保護）。的不足，而增設(shè)的較簡單的保護）。 7. 縱聯(lián)保護的分類縱聯(lián)保護的分類 （

12、1）電力線載波縱聯(lián)保護，也就是常說的高頻保護；（）電力線載波縱聯(lián)保護，也就是常說的高頻保護；（2）微）微波縱聯(lián)保護，簡稱微波保護；（波縱聯(lián)保護，簡稱微波保護；（3）光纖縱聯(lián)保護，簡稱光纖保）光纖縱聯(lián)保護，簡稱光纖保護；（護；（4）導(dǎo)引線縱聯(lián)保護，簡稱導(dǎo)引線保護。）導(dǎo)引線縱聯(lián)保護，簡稱導(dǎo)引線保護。 8. 母線差動保護母線差動保護 因為母線上只有進出線路，正常運行情況，進出電流的大因為母線上只有進出線路，正常運行情況，進出電流的大小相等，相位相同。如果母線發(fā)生故障，這一平衡就會破壞。小相等，相位相同。如果母線發(fā)生故障，這一平衡就會破壞。有的保護采用比較電流是否平衡，有的保護采用比較電流相位有的保護

13、采用比較電流是否平衡，有的保護采用比較電流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判別出母線故障，立即啟動保是否一致，有的二者兼有，一旦判別出母線故障，立即啟動保護動作元件，跳開母線上的所有斷路器。如果是雙母線并列運護動作元件，跳開母線上的所有斷路器。如果是雙母線并列運行，有的保護會有選擇地跳開母聯(lián)開關(guān)和有故障母線的所有進行，有的保護會有選擇地跳開母聯(lián)開關(guān)和有故障母線的所有進出線路斷路器，以縮小停電范圍。出線路斷路器，以縮小停電范圍。 八、大型發(fā)電機八、大型發(fā)電機-變壓器組保護出口的動作方式變壓器組保護出口的動作方式 1. 全停：停汽輪機、停鍋爐、斷開發(fā)電機出口斷路器、斷開發(fā)全停：停汽輪機、停鍋爐、斷

14、開發(fā)電機出口斷路器、斷開發(fā)電機滅磁開關(guān)、跳主變壓器高壓側(cè)斷路器、跳高壓廠用變壓器低電機滅磁開關(guān)、跳主變壓器高壓側(cè)斷路器、跳高壓廠用變壓器低壓側(cè)斷路器、使機爐及其輔機停止工作。壓側(cè)斷路器、使機爐及其輔機停止工作。 2. 解列滅磁：跳主變壓器高壓側(cè)斷路器、跳滅磁開關(guān)、跳高壓解列滅磁：跳主變壓器高壓側(cè)斷路器、跳滅磁開關(guān)、跳高壓廠用變壓器低壓側(cè)斷路器。廠用變壓器低壓側(cè)斷路器。 3. 解列：跳主變壓器高壓側(cè)斷路器。解列：跳主變壓器高壓側(cè)斷路器。 4. 減出力、減勵磁：減少原動機的輸出功率，降低發(fā)電機勵磁減出力、減勵磁：減少原動機的輸出功率，降低發(fā)電機勵磁電流。電流。 5. 程序跳閘：先關(guān)閉汽機主汽門，閉

15、鎖熱工保護。程序跳閘：先關(guān)閉汽機主汽門，閉鎖熱工保護。 6. 發(fā)信號：發(fā)出聲光信號或光信號。發(fā)信號：發(fā)出聲光信號或光信號。 7. 母線解列：對母線系統(tǒng)，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器，縮小故障波母線解列：對母線系統(tǒng)，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器，縮小故障波及范圍。及范圍。 8. 分支斷路器跳閘：高壓廠變分支斷路器跳閘：高壓廠變6kV 分支斷路器跳閘，發(fā)閉鎖廠分支斷路器跳閘，發(fā)閉鎖廠用切換信號。用切換信號。 9. 起、停機保護：跳發(fā)電機滅磁開關(guān)。起、停機保護：跳發(fā)電機滅磁開關(guān)。 10. 程序逆功率保護：由發(fā)電機程序跳閘起動，其保護除關(guān)閉程序逆功率保護：由發(fā)電機程序跳閘起動，其保護除關(guān)閉主汽門外，其余同全停。主汽門外，

16、其余同全停。九、微機保護概述九、微機保護概述 1微機保護裝置的特點微機保護裝置的特點（1）維護調(diào)試方便：除了輸入和修改定值及檢查外部接線外幾乎）維護調(diào)試方便：除了輸入和修改定值及檢查外部接線外幾乎不用調(diào)試，從而大大減輕了運行維護的工作量。不用調(diào)試，從而大大減輕了運行維護的工作量。 （2）可靠性高：能自動識別和排除干擾，防止由于采樣信號受到）可靠性高：能自動識別和排除干擾，防止由于采樣信號受到干擾而造成保護錯誤動作。干擾而造成保護錯誤動作。 （3）易于獲得附加功能：能記錄保護各部分的動作順序、動作時）易于獲得附加功能：能記錄保護各部分的動作順序、動作時間、故障類型和相別，能實習(xí)故障前后電壓和電流

17、的錄波數(shù)據(jù)等間、故障類型和相別，能實習(xí)故障前后電壓和電流的錄波數(shù)據(jù)等 。（4）靈活性大：只要改變軟件就可以改變保護的特性和功能，從）靈活性大：只要改變軟件就可以改變保護的特性和功能，從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展對保護要求的變化，也減少了現(xiàn)場的而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展對保護要求的變化，也減少了現(xiàn)場的維護工作量。維護工作量。（5）保護性能得到很好改善：如接地距離保護承受過渡電阻能力）保護性能得到很好改善：如接地距離保護承受過渡電阻能力的改善、距離保護如何區(qū)分振蕩和短路、變壓器差動保護如何識別的改善、距離保護如何區(qū)分振蕩和短路、變壓器差動保護如何識別勵磁涌流和內(nèi)部故障、母線保護如何檢測電流互感器飽

18、和等。勵磁涌流和內(nèi)部故障、母線保護如何檢測電流互感器飽和等。 （6）經(jīng)濟性好：微處理器和集成電路芯片的性能不斷提高而價格）經(jīng)濟性好：微處理器和集成電路芯片的性能不斷提高而價格一直在下降，而電磁型繼電器的價格在同一時期內(nèi)卻不斷上升。而一直在下降，而電磁型繼電器的價格在同一時期內(nèi)卻不斷上升。而且，微機保護裝置是一個可編程序的裝置，它可基于通用硬件實現(xiàn)且，微機保護裝置是一個可編程序的裝置，它可基于通用硬件實現(xiàn)多種保護功能，使硬件種類大大減少。多種保護功能，使硬件種類大大減少。 2. 微機保微機保護裝置的護裝置的硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成：由由數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集單元單元 、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理單元處理單元 、開關(guān)量輸入

19、開關(guān)量輸入輸出接口輸出接口 、通信接口通信接口 和和電源電源 組成，組成，如圖所示。如圖所示。3、微機保護裝置的軟件構(gòu)成、微機保護裝置的軟件構(gòu)成 微機保護主程序框圖微機保護主程序框圖 微機保護裝置的微機保護裝置的軟件通常可分為監(jiān)軟件通?？煞譃楸O(jiān)控程序和運行程序控程序和運行程序兩部分。所謂監(jiān)控兩部分。所謂監(jiān)控程序包括人機對話程序包括人機對話接口鍵盤命令處理接口鍵盤命令處理程序以及為插件調(diào)程序以及為插件調(diào)試、定值整定、報試、定值整定、報告顯示等所配置的告顯示等所配置的程序。所謂運行程程序。所謂運行程序就是指保護裝置序就是指保護裝置在運行狀態(tài)下所需在運行狀態(tài)下所需執(zhí)行的程序。執(zhí)行的程序。 1發(fā)電機的

20、故障類型和保護配置發(fā)電機的故障類型和保護配置（1）定子繞組相間短路故障。會引起巨大的短路電流，嚴(yán)重）定子繞組相間短路故障。會引起巨大的短路電流，嚴(yán)重?zé)龘p發(fā)電機。需要裝設(shè)瞬時動作的縱聯(lián)差動保護。燒損發(fā)電機。需要裝設(shè)瞬時動作的縱聯(lián)差動保護。（2）定子繞組匝間短路故障。又可分為一分支匝間短路和同）定子繞組匝間短路故障。又可分為一分支匝間短路和同相異分支間短路，故障時同樣會引起巨大短路電流而燒毀發(fā)電相異分支間短路，故障時同樣會引起巨大短路電流而燒毀發(fā)電機。要求裝設(shè)瞬時動作的匝間短路保護。機。要求裝設(shè)瞬時動作的匝間短路保護。（3）定子繞組單相接地故障。這是發(fā)電機最常見的故障之一，）定子繞組單相接地故障。

21、這是發(fā)電機最常見的故障之一，通常因絕緣破壞使得繞組對鐵心短路而引起，故障時的接地電通常因絕緣破壞使得繞組對鐵心短路而引起，故障時的接地電流引起的電弧一方面灼傷鐵心，另一方面會進一步破壞絕緣，流引起的電弧一方面灼傷鐵心，另一方面會進一步破壞絕緣，導(dǎo)致嚴(yán)重的定子繞組兩點接地，造成匝間或相間短路。因此對導(dǎo)致嚴(yán)重的定子繞組兩點接地，造成匝間或相間短路。因此對于大型發(fā)電機，規(guī)定裝設(shè)能靈敏地反應(yīng)全部繞組接地故障的于大型發(fā)電機，規(guī)定裝設(shè)能靈敏地反應(yīng)全部繞組接地故障的100定子繞組接地保護。定子繞組接地保護。 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電機的繼電保護發(fā)電機的繼電保護一、發(fā)電機的故障、異常類型和保護配置一、發(fā)電機的故障、

22、異常類型和保護配置（4）發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組接地故障。又分一點接地和兩點接）發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組接地故障。又分一點接地和兩點接地。轉(zhuǎn)子一點接地后可能誘發(fā)轉(zhuǎn)子繞組兩點接地，而兩點接地地。轉(zhuǎn)子一點接地后可能誘發(fā)轉(zhuǎn)子繞組兩點接地，而兩點接地會因磁場不平衡而引起機組劇烈震動，造成災(zāi)難性后果。因此會因磁場不平衡而引起機組劇烈震動，造成災(zāi)難性后果。因此大型汽輪發(fā)電機要求同時裝設(shè)轉(zhuǎn)子回路一點接地和兩點接地保大型汽輪發(fā)電機要求同時裝設(shè)轉(zhuǎn)子回路一點接地和兩點接地保護。護。（5）發(fā)電機失磁故障。發(fā)電機失磁或部分失磁是發(fā)電機常見）發(fā)電機失磁故障。發(fā)電機失磁或部分失磁是發(fā)電機常見故障之一，要求及時檢測到失磁故障，并根據(jù)失

23、磁過程的發(fā)展，故障之一，要求及時檢測到失磁故障，并根據(jù)失磁過程的發(fā)展，采取不同的措施，來保證系統(tǒng)和發(fā)電機的安全，這就需要裝設(shè)采取不同的措施，來保證系統(tǒng)和發(fā)電機的安全，這就需要裝設(shè)失磁保護。失磁保護。 除此之外，各種系統(tǒng)異常工況或調(diào)節(jié)裝置故障也可能使發(fā)電除此之外，各種系統(tǒng)異常工況或調(diào)節(jié)裝置故障也可能使發(fā)電機處在異常運行狀態(tài)，從而危及發(fā)電機安全，因此也需要裝設(shè)機處在異常運行狀態(tài)，從而危及發(fā)電機安全，因此也需要裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置。相應(yīng)的保護裝置。 2發(fā)電機的異常類型和保護配置發(fā)電機的異常類型和保護配置（1）負(fù)荷不對稱出現(xiàn)的負(fù)序電流可能引起發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層過）負(fù)荷不對稱出現(xiàn)的負(fù)序電流可能引起發(fā)電機轉(zhuǎn)子表

24、層過熱。需裝設(shè)反時限不對稱過負(fù)荷保護。熱。需裝設(shè)反時限不對稱過負(fù)荷保護。（2）對于對稱過負(fù)荷，需裝設(shè)反時限對稱過負(fù)荷保護。）對于對稱過負(fù)荷，需裝設(shè)反時限對稱過負(fù)荷保護。（3）對于勵磁回路過負(fù)荷，要求裝設(shè)反時限轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護。）對于勵磁回路過負(fù)荷，要求裝設(shè)反時限轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護。（4）與系統(tǒng)并列運行的發(fā)電機可能因機、爐保護動作等原因?qū)ⅲ┡c系統(tǒng)并列運行的發(fā)電機可能因機、爐保護動作等原因?qū)⑵T關(guān)閉而引起逆功率運行，為防止汽輪機葉片與殘留尾汽劇烈汽門關(guān)閉而引起逆功率運行，為防止汽輪機葉片與殘留尾汽劇烈摩擦過熱而損壞汽輪機，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護。摩擦過熱而損壞汽輪機，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護。（5）為了防止過勵磁而損

25、壞鐵心，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。）為了防止過勵磁而損壞鐵心，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。（6）其它異常運行狀態(tài)還有：定子繞組過電壓，低頻運行、非）其它異常運行狀態(tài)還有：定子繞組過電壓，低頻運行、非全相運行、失步運行等，也應(yīng)按規(guī)程要求裝設(shè)相應(yīng)的保護。另外全相運行、失步運行等，也應(yīng)按規(guī)程要求裝設(shè)相應(yīng)的保護。另外還需裝設(shè)阻抗后備保護作為發(fā)變組的后備保護。還需裝設(shè)阻抗后備保護作為發(fā)變組的后備保護。（7）當(dāng)電壓互感器或電流互感器回路發(fā)生短路故障時，會引起）當(dāng)電壓互感器或電流互感器回路發(fā)生短路故障時，會引起某些保護或拒動，因此需要裝設(shè)相應(yīng)的電壓互感器或電流互感器某些保護或拒動，因此需要裝設(shè)相應(yīng)的電壓互感器或電流互感器斷線

26、檢測和閉鎖裝置。斷線檢測和閉鎖裝置。（8）與發(fā)電機運行直接有關(guān)的熱力，機械，冷卻系統(tǒng)也裝設(shè)了）與發(fā)電機運行直接有關(guān)的熱力，機械，冷卻系統(tǒng)也裝設(shè)了各種保護，如熱工保護，發(fā)電機斷水保護等。各種保護，如熱工保護，發(fā)電機斷水保護等。 發(fā)電機縱差動保護的原理接線圖發(fā)電機縱差動保護的原理接線圖 二、發(fā)電機的縱差動保護二、發(fā)電機的縱差動保護 發(fā)電機的差動保護配置發(fā)電機的差動保護配置兩套。保護能在區(qū)外發(fā)生兩套。保護能在區(qū)外發(fā)生相間短路故障時可靠地躲相間短路故障時可靠地躲過兩側(cè)過兩側(cè)CT 特性不一致所產(chǎn)特性不一致所產(chǎn)生的不平衡電流。在區(qū)內(nèi)生的不平衡電流。在區(qū)內(nèi)發(fā)生相間短路故障時保護發(fā)生相間短路故障時保護能靈敏動

27、作，保護采用三能靈敏動作，保護采用三相式接線，由兩側(cè)差動繼相式接線，由兩側(cè)差動繼電器構(gòu)成，瞬時動作于全電器構(gòu)成，瞬時動作于全停。另配有電流互感器斷停。另配有電流互感器斷線檢測功能，在線檢測功能，在TA 斷線時斷線時瞬時閉鎖差動保護，且延瞬時閉鎖差動保護，且延時發(fā)出時發(fā)出TA 斷線。斷線。 1.發(fā)電機縱差動保護的工作原理發(fā)電機縱差動保護的工作原理 （1）在正常運行時，每相差動回路兩臂電流基本相等，流入差）在正常運行時，每相差動回路兩臂電流基本相等，流入差動繼電器動繼電器13的電流近擬等于零，小于差動繼電器的動作電流，差的電流近擬等于零，小于差動繼電器的動作電流，差動繼電器不動作。差動回路三相電流

28、之和流入斷線監(jiān)視繼電器動繼電器不動作。差動回路三相電流之和流入斷線監(jiān)視繼電器4的的電流亦近似于零，小于斷線監(jiān)視繼電器電流亦近似于零，小于斷線監(jiān)視繼電器4的動作電流，斷線監(jiān)視繼的動作電流，斷線監(jiān)視繼電器也不動作。電器也不動作。 （2）當(dāng)發(fā)電機定子繞組及引出線發(fā)生相間短路時，則短路相）當(dāng)發(fā)電機定子繞組及引出線發(fā)生相間短路時，則短路相的差動繼電器中流過短路電流使之啟動，其觸點閉合啟動信號繼電的差動繼電器中流過短路電流使之啟動，其觸點閉合啟動信號繼電器器6發(fā)信號，同時啟動差動保護出口繼電器發(fā)信號，同時啟動差動保護出口繼電器7，上面一對觸點作用于，上面一對觸點作用于跳開發(fā)電機出口斷路器，下面一對觸點作用

29、于跳開發(fā)電機的滅磁開跳開發(fā)電機出口斷路器，下面一對觸點作用于跳開發(fā)電機的滅磁開關(guān)，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子滅磁。關(guān)，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子滅磁。 （3）當(dāng)發(fā)電機的外部相間短路時，差動回路的三相電流之和）當(dāng)發(fā)電機的外部相間短路時，差動回路的三相電流之和仍然接近于零，因此差動繼電器仍然接近于零，因此差動繼電器13均不會動作。均不會動作。 （4）當(dāng)電流互感器的任何一相回路斷線時，只要差動電流?。┊?dāng)電流互感器的任何一相回路斷線時，只要差動電流小于差動繼電器的動作電流，則差動繼電器就不會動作。此時差動回于差動繼電器的動作電流，則差動繼電器就不會動作。此時差動回路三相電流之和流入斷線監(jiān)視繼電器路三相電流之和流入斷線監(jiān)視繼電器4

30、的電流大于它的動作電流，的電流大于它的動作電流，所以斷線監(jiān)視繼電器所以斷線監(jiān)視繼電器4動作，啟動時間繼電器動作，啟動時間繼電器5延時發(fā)出斷線信號。延時發(fā)出斷線信號。2. 機電式發(fā)電機的縱差動保護機電式發(fā)電機的縱差動保護 機電式發(fā)電機縱差動保護的原理接線圖機電式發(fā)電機縱差動保護的原理接線圖 3. 發(fā)電機縱差動微機保護工作原理發(fā)電機縱差動微機保護工作原理 （1）差動速斷保護：當(dāng)任一相差動電流大于差動速斷整）差動速斷保護：當(dāng)任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作于出口繼電器。定值時瞬時動作于出口繼電器。 （ 2）差流異常報警與）差流異常報警與TA 斷線閉鎖：裝置設(shè)有帶比率制斷線閉鎖：裝置設(shè)有帶比

31、率制動的差流報警功能，開放式瞬時動的差流報警功能，開放式瞬時TA 斷線、短路閉鎖功能。斷線、短路閉鎖功能。通過通過TA 斷線閉鎖差動控制字?jǐn)嗑€閉鎖差動控制字整定選擇，瞬時整定選擇，瞬時TA 斷線和斷線和短路判別動作后可只發(fā)報警信號或閉鎖全部差動保護。當(dāng)短路判別動作后可只發(fā)報警信號或閉鎖全部差動保護。當(dāng)TA 斷線閉鎖比率差動斷線閉鎖比率差動控制字控制字整定為整定為1時，閉鎖比率時，閉鎖比率差差動保護。動保護。 發(fā)電機縱差動微機保護的邏輯框圖發(fā)電機縱差動微機保護的邏輯框圖反應(yīng)零序電壓的匝間短路保護接線圖反應(yīng)零序電壓的匝間短路保護接線圖 三、發(fā)電機的匝間短路保護三、發(fā)電機的匝間短路保護 1.1.反應(yīng)

32、零序電壓的反應(yīng)零序電壓的匝間短路保護匝間短路保護 當(dāng)發(fā)電機定子繞組當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生匝間短路時，機發(fā)生匝間短路時，機端對中性點的三相電端對中性點的三相電壓將不對稱，由電壓壓將不對稱，由電壓互感器的開口三角形互感器的開口三角形可測出可測出3U0，經(jīng)三次諧，經(jīng)三次諧波過濾器濾除三次諧波過濾器濾除三次諧波電壓，然后啟動過波電壓，然后啟動過電壓保護動作于跳閘。電壓保護動作于跳閘。三次諧波過濾器三次諧波過濾器 2. 單繼電器式橫差動保護的工作原理單繼電器式橫差動保護的工作原理 正常運行或外部短路時，每一分支繞組流出該相電流的一半，正常運行或外部短路時，每一分支繞組流出該相電流的一半，因此流過中性點連線

33、的電流只是不平衡電流，故保護不動作。因此流過中性點連線的電流只是不平衡電流，故保護不動作。 若發(fā)生定子繞組匝間短路，則故障相繞組的兩個分支的電勢將若發(fā)生定子繞組匝間短路，則故障相繞組的兩個分支的電勢將不相等，因而在定子繞組中出現(xiàn)環(huán)流。通過中性點連線，該電流不相等，因而在定子繞組中出現(xiàn)環(huán)流。通過中性點連線，該電流大于電流繼電器大于電流繼電器3的啟動電流時，電流繼電器動作，啟動信號繼的啟動電流時，電流繼電器動作，啟動信號繼電器電器5發(fā)信號，同時啟動繼電保護出口繼電器發(fā)信號，同時啟動繼電保護出口繼電器6，跳開發(fā)電機斷路，跳開發(fā)電機斷路器，并跳滅磁開關(guān)器，并跳滅磁開關(guān)MK。 在圖中兩個星形中性點之間的

34、連接線上接入電流互感器在圖中兩個星形中性點之間的連接線上接入電流互感器TA，其二次側(cè)經(jīng)三次諧波過濾器其二次側(cè)經(jīng)三次諧波過濾器2與電流繼電器與電流繼電器3相連。切換片相連。切換片XB有兩有兩個位置，正常投入到保護不帶延時位置。當(dāng)勵磁回路發(fā)生一點接個位置，正常投入到保護不帶延時位置。當(dāng)勵磁回路發(fā)生一點接地后，在投入勵磁回路兩點接地保護的同時，將橫差動保護切換地后，在投入勵磁回路兩點接地保護的同時，將橫差動保護切換至?xí)r間繼電器至?xí)r間繼電器4，帶，帶0.51s延時動作，防止轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生偶然性的延時動作，防止轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生偶然性的瞬間兩點接地時，造成保護誤動作。瞬間兩點接地時，造成保護誤動作。 單繼電器式

35、橫差動保護的原理接線圖單繼電器式橫差動保護的原理接線圖 1電流互感器，電流互感器，2三次諧波過濾器，三次諧波過濾器，3電流繼電器電流繼電器4時間繼電器，時間繼電器，5信號繼電器，信號繼電器，6繼電保護出口繼電器繼電保護出口繼電器456四、發(fā)電機定子繞組單相接地保護四、發(fā)電機定子繞組單相接地保護 發(fā)電機定子繞組接地保護配置兩套。構(gòu)成發(fā)電機發(fā)電機定子繞組接地保護配置兩套。構(gòu)成發(fā)電機100%保護區(qū)保護區(qū)的定子接地保護，保護裝置帶時限的定子接地保護，保護裝置帶時限t1 動作于發(fā)信號，動作于發(fā)信號，t2 動作于動作于全停。設(shè)全停。設(shè)TV 斷線閉鎖。區(qū)外故障時不誤動。斷線閉鎖。區(qū)外故障時不誤動。 發(fā)電機定

36、子繞組接地保護用于保護發(fā)電機定子繞組的單相接地發(fā)電機定子繞組接地保護用于保護發(fā)電機定子繞組的單相接地故障，雙套配置的保護裝置中，一套采用零序電壓構(gòu)成的接地保故障，雙套配置的保護裝置中，一套采用零序電壓構(gòu)成的接地保護，另一套采用三次諧波電壓構(gòu)成的接地保護。保護裝置具有以護，另一套采用三次諧波電壓構(gòu)成的接地保護。保護裝置具有以下主要功能和技術(shù)要求：下主要功能和技術(shù)要求：保護范圍為定子繞組的保護范圍為定子繞組的100；保保護具有護具有TV 斷線閉鎖功能；斷線閉鎖功能；保護包括報警段和跳閘段；保護包括報警段和跳閘段；固有延時不大于固有延時不大于70ms。 1利用零序電壓構(gòu)利用零序電壓構(gòu)成的定子接地保護

37、成的定子接地保護 當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生單相接地短路時，機端對單相接地短路時，機端對地的三相電壓將不對稱，地的三相電壓將不對稱，由電壓互感器的開口三角由電壓互感器的開口三角形可測出形可測出3U0，經(jīng)三次諧，經(jīng)三次諧波過濾器濾除三次諧波電波過濾器濾除三次諧波電壓，然后啟動過電壓保護壓，然后啟動過電壓保護動作于跳閘。動作于跳閘。 利用零序電壓構(gòu)成的接地保利用零序電壓構(gòu)成的接地保 護原理圖護原理圖 過濾器過濾器 2. 利用利用3U0 構(gòu)成的發(fā)電機定子接地微機保護構(gòu)成的發(fā)電機定子接地微機保護 基波零序電壓能保護發(fā)電機基波零序電壓能保護發(fā)電機85%95的定子繞組單相接地。的定子繞組單相

38、接地?；阈螂妷罕Ｗo反應(yīng)發(fā)電機零序電壓大小。由于保護采用了頻基波零序電壓保護反應(yīng)發(fā)電機零序電壓大小。由于保護采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法, 使得零序電壓對三次諧波的濾使得零序電壓對三次諧波的濾除達(dá)除達(dá)100 %, 保護只反應(yīng)基波分量。保護只反應(yīng)基波分量。 基波零序電壓保護設(shè)兩段定值，一段為靈敏段，另一段為高定基波零序電壓保護設(shè)兩段定值，一段為靈敏段，另一段為高定值段。值段。 1. 靈敏段基波零序電壓保護，動作于信號時，其動作方程為：靈敏段基波零序電壓保護，動作于信號時，其動作方程為：U0 Uzd。式中。式中U0 為發(fā)電機的零序電壓，為發(fā)電機的零序電壓，

39、Uzd 為零序電壓整定值。為零序電壓整定值。靈敏段動作于跳閘時，還需主變高、中壓側(cè)零序電壓閉鎖，以防靈敏段動作于跳閘時，還需主變高、中壓側(cè)零序電壓閉鎖，以防止區(qū)外故障時定子接地基波零序電壓靈敏段誤動。止區(qū)外故障時定子接地基波零序電壓靈敏段誤動。 2. 高整定值段基波零序電壓保護，動作方程為：高整定值段基波零序電壓保護，動作方程為：U0 Uhzd 。式中式中U0 為發(fā)電機中性點零序電壓，為發(fā)電機中性點零序電壓，Uhzd 為零序電壓高整定值。保為零序電壓高整定值。保護動作于信號或跳閘均不需經(jīng)主變高、中壓側(cè)零序電壓輔助判據(jù)護動作于信號或跳閘均不需經(jīng)主變高、中壓側(cè)零序電壓輔助判據(jù)閉鎖。閉鎖。 利用基波

40、零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機定子接地微機保護邏輯框圖利用基波零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機定子接地微機保護邏輯框圖3利用三次諧波電壓構(gòu)成的利用三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護工作原理定子接地保護工作原理 正常運行時三次諧波電勢和對地電容的等值電路圖正常運行時三次諧波電勢和對地電容的等值電路圖（a）交流電壓回路；（）交流電壓回路；（b）等值電路）等值電路)CC(2C2CEU)CC(2CEUSGSG33NSGG33SSGG3N3SC2CCUU單相接地時三次諧波電勢分布等值電路和單相接地時三次諧波電勢分布等值電路和US3、UN3隨隨 的變化曲線的變化曲線（a）三次諧波電勢分布等值電路；（）三次諧波電勢分布等值電

41、路；（b）US3、UN3隨隨 的變化曲線的變化曲線1UUEUE)1(U3N3S33N33S當(dāng)定子繞組距中性點當(dāng)定子繞組距中性點 處單相接地時，三次諧波的等值電路如下：處單相接地時，三次諧波的等值電路如下： 此時發(fā)電機首端和末此時發(fā)電機首端和末端的三次諧波電壓為：端的三次諧波電壓為： 雙頻式雙頻式100%定子接地保護原理接線圖定子接地保護原理接線圖 綜上所述，若以綜上所述，若以US3作為動作量，以作為動作量，以UN3作為制動量，則此套保護作為制動量，則此套保護在在 0.5時可以動作。時可以動作。 如下圖所示為如下圖所示為雙頻式雙頻式100%定子接地保護原理接線圖，定子接地保護原理接線圖，三次諧波

42、三次諧波電壓部分用于反應(yīng)電壓部分用于反應(yīng) 15%范圍范圍內(nèi)的接地故障，故障點越接近機端，該部分保護的靈敏性越高。這內(nèi)的接地故障，故障點越接近機端，該部分保護的靈敏性越高。這樣就構(gòu)成了雙頻式樣就構(gòu)成了雙頻式100%保護區(qū)的定子繞組單相接地保護。保護區(qū)的定子繞組單相接地保護。 4. 利用三次諧波電壓比率構(gòu)成的定子接地微機保護利用三次諧波電壓比率構(gòu)成的定子接地微機保護 三次諧波電壓比率判據(jù)只保護發(fā)電機中性點三次諧波電壓比率判據(jù)只保護發(fā)電機中性點25左右的定子左右的定子接地，機端三次諧波電壓取自機端開口三角零序電壓，中性點接地，機端三次諧波電壓取自機端開口三角零序電壓，中性點側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機中

43、性點側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點TV。 三次諧波保護動作方程：三次諧波保護動作方程：S3N33zd 。式中：。式中：US3、UN3 為機端和中性點三次諧波電壓值，為機端和中性點三次諧波電壓值，K3zd 為三次諧波電壓比值整為三次諧波電壓比值整定值。機組并網(wǎng)前后，機端等值容抗有較大的變化，因此三次定值。機組并網(wǎng)前后，機端等值容抗有較大的變化，因此三次諧波電壓比率關(guān)系也隨之變化，裝置在機組并網(wǎng)前后各設(shè)一段諧波電壓比率關(guān)系也隨之變化，裝置在機組并網(wǎng)前后各設(shè)一段定值，隨機組出口斷路器位置接點變化自動切換。定值，隨機組出口斷路器位置接點變化自動切換。 另外，發(fā)電機中性點、機端開口三角形另外，發(fā)電機中性

44、點、機端開口三角形TV設(shè)有設(shè)有 斷線報警。由斷線報警。由于基波零序電壓定子接地保護取自發(fā)電機中性點電壓、機端開于基波零序電壓定子接地保護取自發(fā)電機中性點電壓、機端開口三角形零序電壓，口三角形零序電壓，TV斷線時會導(dǎo)致保護拒動。因此在發(fā)電機斷線時會導(dǎo)致保護拒動。因此在發(fā)電機中性點、機端開口三角形中性點、機端開口三角形TV 斷線時需發(fā)報警信號。斷線時需發(fā)報警信號。利用三次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機定子接地微機保護邏輯框圖利用三次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機定子接地微機保護邏輯框圖 發(fā)電機在長期運行過程中，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部受潮、冷卻介質(zhì)泄發(fā)電機在長期運行過程中，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部受潮、冷卻介質(zhì)泄漏、絕緣老化以及機械振動等諸

45、多方面的原因，容易造成轉(zhuǎn)子漏、絕緣老化以及機械振動等諸多方面的原因，容易造成轉(zhuǎn)子對地絕緣水平的降低進而引發(fā)轉(zhuǎn)子接地故障，轉(zhuǎn)子一點接地故對地絕緣水平的降低進而引發(fā)轉(zhuǎn)子接地故障，轉(zhuǎn)子一點接地故障是發(fā)電機常見的故障形式之一。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生一點接地故障時，障是發(fā)電機常見的故障形式之一。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生一點接地故障時，勵磁繞組與地之間尚未形成電氣回路，轉(zhuǎn)子的勵磁電壓和流過勵磁繞組與地之間尚未形成電氣回路，轉(zhuǎn)子的勵磁電壓和流過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子電流受到的影響很小，雖然不會對發(fā)電機本身造成轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子電流受到的影響很小，雖然不會對發(fā)電機本身造成直接的危害，但若再相繼發(fā)生兩點接地，則將嚴(yán)重威脅發(fā)電機直接的危害，但若再相繼發(fā)生兩點

46、接地，則將嚴(yán)重威脅發(fā)電機的安全。發(fā)電機正常運行時投入一點接地保護，發(fā)生一點接地的安全。發(fā)電機正常運行時投入一點接地保護，發(fā)生一點接地故障時經(jīng)延時自動投入兩點接地保護。故障時經(jīng)延時自動投入兩點接地保護。五、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護五、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護 1. 電橋式發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護電橋式發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護 發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路一點發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路一點接地保護的工作原理可參接地保護的工作原理可參見直流絕緣監(jiān)察裝置的有見直流絕緣監(jiān)察裝置的有關(guān)內(nèi)容。關(guān)內(nèi)容。 發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路兩點發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路兩點接地保護的原理接線如圖接地保護的原理接線如圖所示。轉(zhuǎn)子繞組直流電阻所示。轉(zhuǎn)子繞組直流電阻RL（RL=R L+R L）和電

47、）和電阻阻Rf（Rf=R f+R f）構(gòu)成）構(gòu)成直流電橋的四個臂。毫伏直流電橋的四個臂。毫伏表表mV和電流繼電器和電流繼電器KA接接于滑動觸頭和地（發(fā)電機于滑動觸頭和地（發(fā)電機大軸）之間，即在電橋的大軸）之間，即在電橋的對角線上。對角線上。發(fā)電機勵磁回路兩點接地保護原理接線圖發(fā)電機勵磁回路兩點接地保護原理接線圖S1. 電橋式發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護電橋式發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護 當(dāng)利用絕緣檢查裝置發(fā)現(xiàn)當(dāng)利用絕緣檢查裝置發(fā)現(xiàn)k1點接地后，合上刀開關(guān)點接地后，合上刀開關(guān)K1，并按，并按下按鈕下按鈕S，調(diào)節(jié)電阻，調(diào)節(jié)電阻Rf的滑動觸頭，使毫伏表的滑動觸頭，使毫伏表mV的指示為零。此的指示為零。此時由時由k1點分

48、開的兩部分繞組直流電阻點分開的兩部分繞組直流電阻R L、R L與由與由Rf滑動頭分開滑動頭分開的兩部分附加電阻的兩部分附加電阻R f 、R f組成的四臂直流電橋處于平衡狀態(tài)。組成的四臂直流電橋處于平衡狀態(tài)。各臂電阻的關(guān)系為：各臂電阻的關(guān)系為：R L R f= R f R L 然后合上刀開關(guān)然后合上刀開關(guān)K2，接入電流繼電器，接入電流繼電器KA，使勵磁回路兩點，使勵磁回路兩點接地保護投入工作。但此時，由于電橋已經(jīng)平衡，處于對角線上接地保護投入工作。但此時，由于電橋已經(jīng)平衡，處于對角線上的電流繼電器無電流通過，保護不會動作。的電流繼電器無電流通過，保護不會動作。 當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)生第二點（當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)

49、生第二點（k2點）接地時，點）接地時，R L的部分電阻被的部分電阻被短接，電橋平衡遭到破壞，電流繼電器中將有電流通過。如果該短接，電橋平衡遭到破壞，電流繼電器中將有電流通過。如果該電流大于繼電器的動作電流，繼電器將啟動，使發(fā)電機的電流大于繼電器的動作電流，繼電器將啟動，使發(fā)電機的QF跳閘。跳閘。K2點離點離k1點越遠(yuǎn)，保護的動作越靈敏。點越遠(yuǎn)，保護的動作越靈敏。 發(fā)電機裝設(shè)的一點接地保護通常為乒乓式轉(zhuǎn)子一點接地保發(fā)電機裝設(shè)的一點接地保護通常為乒乓式轉(zhuǎn)子一點接地保護，其工作原理如圖所示。圖中護，其工作原理如圖所示。圖中S1、S2是兩個電子開關(guān)，由是兩個電子開關(guān)，由時鐘脈沖控制其工作狀態(tài)。時鐘脈沖

50、控制其工作狀態(tài)。S1閉合時閉合時S2打開，打開，S2閉合時閉合時S1打打開，兩者像打乒乓球一樣循環(huán)交替地閉合又打開。圖中開，兩者像打乒乓球一樣循環(huán)交替地閉合又打開。圖中E為發(fā)為發(fā)電機勵磁電勢，電機勵磁電勢，為接地點位置，為接地點位置， =01。電阻。電阻Rg為勵磁繞為勵磁繞組在組在點接地時的接地電阻，此時勵磁電勢等效為點接地時的接地電阻，此時勵磁電勢等效為 E和（和（1- ）E，限流電阻，限流電阻R為高電阻，取樣電阻為高電阻，取樣電阻R1為低電阻。為低電阻。2. 乒乓式發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護乒乓式發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護 在發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組沒有接地故障時，上圖中的在發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組沒有接地故障時，上

51、圖中的Rg不存在，取不存在，取樣電阻樣電阻R1上電壓為零，保護裝置檢測轉(zhuǎn)子回路絕緣良好。當(dāng)轉(zhuǎn)上電壓為零，保護裝置檢測轉(zhuǎn)子回路絕緣良好。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組在子繞組在點發(fā)生一點接地時，保護裝置通過控制電子開關(guān)的導(dǎo)點發(fā)生一點接地時，保護裝置通過控制電子開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷改變電路結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后測量轉(zhuǎn)子勵磁電壓和取樣電通和關(guān)斷改變電路結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后測量轉(zhuǎn)子勵磁電壓和取樣電阻阻R1上的電壓。當(dāng)上的電壓。當(dāng)S1導(dǎo)通，導(dǎo)通，S2關(guān)斷時，通過關(guān)斷時，通過R1的電流：的電流：I1=E/（Rg+R1+R），取樣電阻），取樣電阻R1上的電壓為：上的電壓為：U1=I1R1。 當(dāng)當(dāng)S2導(dǎo)通，導(dǎo)通，S1關(guān)斷時關(guān)斷時, 通過通過R1的

52、電流：的電流：I2 =（1-）E/（R+R1+Rg），），取樣電阻取樣電阻R1上的電壓為：上的電壓為：U1=I2R1。 只要只要0.5，則，則I1 I2， I=I1-I2 0 ，并且，并且U1 U1， U=U1-U1 0 。顯然，當(dāng)接地點。顯然，當(dāng)接地點越靠近勵磁繞組的首端或越靠近勵磁繞組的首端或末端時，末端時， I越大，越大， U越大，勵磁繞組的接地的絕緣電阻越小，越大，勵磁繞組的接地的絕緣電阻越小，轉(zhuǎn)子一點接地保護動作越靈敏。轉(zhuǎn)子一點接地保護動作越靈敏。 3. 發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地微機保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地微機保護 發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子對地絕緣電阻的下降。一點接地發(fā)電機轉(zhuǎn)子一

53、點接地保護反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子對地絕緣電阻的下降。一點接地設(shè)有兩段動作值，靈敏段動作于報警，普通段可動作于信號也可動作于跳閘，設(shè)有兩段動作值，靈敏段動作于報警，普通段可動作于信號也可動作于跳閘，其邏輯框圖如下圖所示。其邏輯框圖如下圖所示。發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地微機保護邏輯框圖發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地微機保護邏輯框圖發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地微機保護邏輯框圖發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地微機保護邏輯框圖4. 發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地微機保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地微機保護 若轉(zhuǎn)子一點接地保護動作于報警方式，當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻若轉(zhuǎn)子一點接地保護動作于報警方式，當(dāng)轉(zhuǎn)子接地電阻Rg 小于普通段整定值，轉(zhuǎn)子一點接地保護動作后，經(jīng)延時自動小于普通段整定值，

54、轉(zhuǎn)子一點接地保護動作后，經(jīng)延時自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護，當(dāng)接地位置投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護，當(dāng)接地位置改變達(dá)一定值時判為轉(zhuǎn)改變達(dá)一定值時判為轉(zhuǎn)子兩點接地，動作于跳閘，其邏輯框圖如下圖所示。子兩點接地，動作于跳閘，其邏輯框圖如下圖所示。 1. 發(fā)電機失磁的定義發(fā)電機失磁的定義 發(fā)電機失磁通常是指發(fā)電機勵磁異常下降或勵磁完全消失的發(fā)電機失磁通常是指發(fā)電機勵磁異常下降或勵磁完全消失的故障，一般將前者稱為部分失磁或低勵故障，后者則稱為完全故障，一般將前者稱為部分失磁或低勵故障，后者則稱為完全失磁故障。失磁故障。 （1）勵磁異常下降勵磁異常下降是指運行中發(fā)電機勵磁電流的降低超過了是指運行中發(fā)電機勵磁電流的降

55、低超過了靜態(tài)穩(wěn)定極限所允許的程度，使發(fā)電機穩(wěn)定運行遭到破壞。造靜態(tài)穩(wěn)定極限所允許的程度，使發(fā)電機穩(wěn)定運行遭到破壞。造成勵磁異常下降的原因通常是由于主勵磁機或副勵磁機故障；成勵磁異常下降的原因通常是由于主勵磁機或副勵磁機故障；勵磁系統(tǒng)中硅整流元件部分損壞或自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作以勵磁系統(tǒng)中硅整流元件部分損壞或自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作以及操作上的錯誤等等，這時勵磁電壓很低，但仍能維持一定的及操作上的錯誤等等，這時勵磁電壓很低，但仍能維持一定的勵磁電流。勵磁電流。 （2）完全失磁完全失磁是指發(fā)電機失去勵磁電源，通常表現(xiàn)為勵磁回是指發(fā)電機失去勵磁電源，通常表現(xiàn)為勵磁回路開路，其原因包括自動滅磁開關(guān)誤跳閘

56、、勵磁調(diào)節(jié)器整流裝路開路，其原因包括自動滅磁開關(guān)誤跳閘、勵磁調(diào)節(jié)器整流裝置中自動開關(guān)誤跳閘。勵磁繞組斷線或端口短路以及副勵磁機置中自動開關(guān)誤跳閘。勵磁繞組斷線或端口短路以及副勵磁機勵磁電源消失等等，亦可引起完全失磁。勵磁電源消失等等，亦可引起完全失磁。 六、發(fā)電機的失磁保護六、發(fā)電機的失磁保護 2. 發(fā)電機失磁對電力系統(tǒng)的危害發(fā)電機失磁對電力系統(tǒng)的危害（1）失磁發(fā)電機由失磁前向系統(tǒng)送出無功功率轉(zhuǎn)為從系統(tǒng)吸）失磁發(fā)電機由失磁前向系統(tǒng)送出無功功率轉(zhuǎn)為從系統(tǒng)吸收無功功率，尤其是滿負(fù)荷運行的大型機組會引起系統(tǒng)無功功收無功功率，尤其是滿負(fù)荷運行的大型機組會引起系統(tǒng)無功功率大量缺額，若系統(tǒng)無功功率容量儲備

57、不足，將會引起系統(tǒng)電率大量缺額，若系統(tǒng)無功功率容量儲備不足，將會引起系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰。壓嚴(yán)重下降，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰。（2）失磁引起的系統(tǒng)電壓下降會使相鄰發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器動）失磁引起的系統(tǒng)電壓下降會使相鄰發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器動作，增加其無功輸出，引起有關(guān)發(fā)電機、變壓器或線路過流，作，增加其無功輸出，引起有關(guān)發(fā)電機、變壓器或線路過流，甚至使后備保護因過流而動作，擴大故障范圍。甚至使后備保護因過流而動作，擴大故障范圍。（3）失磁引起有功功率擺動和勵磁電壓下降，可能導(dǎo)致電力）失磁引起有功功率擺動和勵磁電壓下降，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)某些部分之間失步，使系統(tǒng)發(fā)生振蕩，甩掉大量負(fù)荷。系統(tǒng)某

58、些部分之間失步，使系統(tǒng)發(fā)生振蕩，甩掉大量負(fù)荷。失磁發(fā)電機單機容量與電力系統(tǒng)容量之比越大，對系統(tǒng)不利影失磁發(fā)電機單機容量與電力系統(tǒng)容量之比越大，對系統(tǒng)不利影響就越嚴(yán)重。響就越嚴(yán)重。 3. 失磁對發(fā)電機本身的危害失磁對發(fā)電機本身的危害（1）由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在轉(zhuǎn)子回路出現(xiàn)差頻電流，在轉(zhuǎn)子回路里）由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在轉(zhuǎn)子回路出現(xiàn)差頻電流，在轉(zhuǎn)子回路里產(chǎn)生附加損耗，可能使轉(zhuǎn)子過熱而損壞。產(chǎn)生附加損耗，可能使轉(zhuǎn)子過熱而損壞。（2）失磁發(fā)電機進入異步運行后，等效電抗降低，定子電流增）失磁發(fā)電機進入異步運行后，等效電抗降低，定子電流增大。失磁前發(fā)電機輸出有功功率越大，失磁失步后轉(zhuǎn)差越大，大。失磁前發(fā)電機輸出有功功率

59、越大，失磁失步后轉(zhuǎn)差越大，等效電抗越小，過電流越嚴(yán)重，定子因之過熱。等效電抗越小，過電流越嚴(yán)重，定子因之過熱。（3）失磁失步后發(fā)電機有功功率發(fā)生劇烈的周期擺動，變化的）失磁失步后發(fā)電機有功功率發(fā)生劇烈的周期擺動，變化的電磁轉(zhuǎn)矩（可能超過額定值）周期性地作用到軸系上，并通過電磁轉(zhuǎn)矩（可能超過額定值）周期性地作用到軸系上，并通過定子傳給機座，引起劇烈振動，同時轉(zhuǎn)差也作周期性變化，使定子傳給機座，引起劇烈振動，同時轉(zhuǎn)差也作周期性變化，使發(fā)電機周期性地嚴(yán)重超速。這些都直接威脅機組安全。發(fā)電機周期性地嚴(yán)重超速。這些都直接威脅機組安全。（4）失磁運行時，發(fā)電機定子端部漏磁增加，將使端部的部件）失磁運行時，

60、發(fā)電機定子端部漏磁增加，將使端部的部件和邊段鐵心過熱。鑒于低勵和失磁故障引起的上述危害，大型和邊段鐵心過熱。鑒于低勵和失磁故障引起的上述危害，大型發(fā)電機必須裝設(shè)完善的低勵失磁保護，以便及時發(fā)現(xiàn)失磁故障發(fā)電機必須裝設(shè)完善的低勵失磁保護，以便及時發(fā)現(xiàn)失磁故障并及時采取必要的措施。失磁保護構(gòu)成原理及動作處理方式均并及時采取必要的措施。失磁保護構(gòu)成原理及動作處理方式均與失磁發(fā)展過程中各電量變化緊密相關(guān)。與失磁發(fā)展過程中各電量變化緊密相關(guān)。 4. 發(fā)電機失磁保護的構(gòu)成發(fā)電機失磁保護的構(gòu)成 發(fā)電機的失磁微機保護由發(fā)電機端測量阻抗判據(jù)、變壓器高壓發(fā)電機的失磁微機保護由發(fā)電機端測量阻抗判據(jù)、變壓器高壓側(cè)低電壓