第7章發(fā)電機保護

1、第7章 發(fā)電機保護電力系統(tǒng)繼電保護電力系統(tǒng)繼電保護 發(fā)電機是電力系統(tǒng)中最主要的設備，發(fā)電機單機發(fā)電機是電力系統(tǒng)中最主要的設備，發(fā)電機單機容量不斷增大，可以降低單位造價和發(fā)電成本，提高容量不斷增大，可以降低單位造價和發(fā)電成本，提高勞動生產(chǎn)力。但機組容量過大，發(fā)電機的事故停機率勞動生產(chǎn)力。但機組容量過大，發(fā)電機的事故停機率增高，可用率隨之降低。增高，可用率隨之降低。發(fā)電機安裝繼電保護的必要性：發(fā)電機安裝繼電保護的必要性：600MW= 60600MW= 60萬萬kWkW平均可用率為平均可用率為77.5%77.5% 由于像由于像600MW600MW這樣的大機組越來越多地在電力系這樣的大機組越來越多地在

2、電力系統(tǒng)中應用，如何保障發(fā)電機在電力系統(tǒng)中的安全運統(tǒng)中應用，如何保障發(fā)電機在電力系統(tǒng)中的安全運行，就顯得更加重要。行，就顯得更加重要。事故停機率為事故停機率為9.7%9.7%據(jù)統(tǒng)計：據(jù)統(tǒng)計：40406060萬萬kWkW機組機組8080萬萬kWkW以上機組以上機組平均可用率為平均可用率為72.5%72.5%事故停機率為事故停機率為16.2%16.2%一、發(fā)電機故障類型一、發(fā)電機故障類型、定子繞組相間短路、定子繞組相間短路、定子繞組一相的匝間短路、定子繞組一相的匝間短路、定子繞組單相接地、定子繞組單相接地定定子子繞繞組組轉轉子子繞繞組組、轉子繞組一點接地或兩點接地短路、轉子繞組一點接地或兩點接地短

3、路、轉子勵磁回路勵磁電流消失、轉子勵磁回路勵磁電流消失 定子繞組故障定子繞組故障時，故障點出現(xiàn)的電弧將燒損時，故障點出現(xiàn)的電弧將燒損定子繞組的絕緣，嚴重時，電弧使定子鐵芯大量熔定子繞組的絕緣，嚴重時，電弧使定子鐵芯大量熔化或引起火災。化或引起火災。 轉子繞組轉子繞組兩點接地時，除可能使轉子繞組和兩點接地時，除可能使轉子繞組和鐵芯損壞外，還因轉子磁場不對稱，使機組產(chǎn)生劇鐵芯損壞外，還因轉子磁場不對稱，使機組產(chǎn)生劇烈的機械振動。烈的機械振動。二、發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)二、發(fā)電機的不正常運行狀態(tài)、由于、由于外部短路外部短路引起的定子繞組引起的定子繞組過電流過電流；、由于、由于負荷超過發(fā)電機額定容量負

4、荷超過發(fā)電機額定容量而引起的三相而引起的三相對稱過負荷對稱過負荷；、由、由外部不對稱短路或不對稱負荷外部不對稱短路或不對稱負荷（如單相負（如單相負荷，非全相運行等）而引起的發(fā)電機荷，非全相運行等）而引起的發(fā)電機負序過電流負序過電流和過負荷和過負荷；、由于突然、由于突然甩負荷甩負荷而引起的而引起的定子繞組過電壓定子繞組過電壓；、由于、由于勵磁回路故障勵磁回路故障或或強勵時間過長強勵時間過長而引起的而引起的轉子繞組過負荷轉子繞組過負荷；、由于汽輪機、由于汽輪機主汽門突然關閉主汽門突然關閉而引起的發(fā)電機而引起的發(fā)電機逆功率逆功率等。等。三、保護方式三、保護方式對以上發(fā)電機的定子繞組及其引出線對以上發(fā)

5、電機的定子繞組及其引出線的的相間短路相間短路，應裝設，應裝設縱差保護縱差保護對直接聯(lián)于母線的發(fā)電機定子繞組對直接聯(lián)于母線的發(fā)電機定子繞組單相接地故單相接地故障，障，當發(fā)電機電壓網(wǎng)絡的接地電容電流大于或等當發(fā)電機電壓網(wǎng)絡的接地電容電流大于或等于時（不考慮消弧線圈的補償作用），應裝于時（不考慮消弧線圈的補償作用），應裝設動作于跳閘的設動作于跳閘的零序電流保護，零序電流保護，小于時，則小于時，則裝設作用于信號的裝設作用于信號的接地保護接地保護對定子繞組的對定子繞組的匝間短路匝間短路，當繞組接成星形且每，當繞組接成星形且每相中有引出的并聯(lián)支路時，應裝設相中有引出的并聯(lián)支路時，應裝設單元件式橫聯(lián)單元件式

6、橫聯(lián)差動保護差動保護對對發(fā)電機外部短路而引起的過電流發(fā)電機外部短路而引起的過電流，可采用下列，可采用下列保護：保護：負序過電流負序過電流及及單相式低電壓起動過電流保護，單相式低電壓起動過電流保護，一一般用于般用于50MW50MW及以上的發(fā)電機；及以上的發(fā)電機；復合電壓起動的過電流保護復合電壓起動的過電流保護（負序電壓及線電壓）（負序電壓及線電壓）過電流保護，過電流保護，用于用于1MW1MW以下的小發(fā)電機以下的小發(fā)電機對對由不對稱負荷或外部不對稱短路而引起的負由不對稱負荷或外部不對稱短路而引起的負序過電流，序過電流，一般在一般在50MW50MW及以上的發(fā)電機上裝設及以上的發(fā)電機上裝設負負序電流保

7、護序電流保護對對由對稱負荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，由對稱負荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，應裝設應裝設接于一相電流的過負荷保護接于一相電流的過負荷保護對對水輪發(fā)電機定子繞組過電壓，水輪發(fā)電機定子繞組過電壓，應裝設應裝設帶延時帶延時的過電壓保護的過電壓保護對于對于發(fā)電機勵磁回路的接地故障發(fā)電機勵磁回路的接地故障水輪發(fā)電機裝設一點接地保護，小容量機組可采用水輪發(fā)電機裝設一點接地保護，小容量機組可采用定期檢測裝置。定期檢測裝置。對汽輪機勵磁回路的一點接地，一般采用定期檢測對汽輪機勵磁回路的一點接地，一般采用定期檢測裝置，對大容量機組則可裝設一點接地保護，對兩裝置，對大容量機組則可裝設一點接地保護，

8、對兩點接地故障，應裝設兩點接地保護在勵磁回路發(fā)生點接地故障，應裝設兩點接地保護在勵磁回路發(fā)生一點接地后投入。一點接地后投入。對對發(fā)電機勵磁消失的故障，發(fā)電機勵磁消失的故障，在發(fā)電機不允許失磁在發(fā)電機不允許失磁運行時，應在自動滅磁開關斷開時連鎖斷開發(fā)電機運行時，應在自動滅磁開關斷開時連鎖斷開發(fā)電機的斷路器，對采用半導體勵磁以及的斷路器，對采用半導體勵磁以及100MW100MW以上采用電以上采用電機勵磁的發(fā)電機，應增設反應發(fā)電機失磁時電氣參機勵磁的發(fā)電機，應增設反應發(fā)電機失磁時電氣參數(shù)變化的數(shù)變化的專用失磁保護專用失磁保護 勵磁方式：半導體勵磁（勵磁方式：半導體勵磁（ABBABB、GEGE）、電機

9、勵磁）、電機勵磁對對轉子回路過負荷轉子回路過負荷，在，在100MW100MW及以上并采用半導及以上并采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上應裝設體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上應裝設轉子過負荷保護轉子過負荷保護對對汽輪機主汽門突然關閉汽輪機主汽門突然關閉，為防止汽輪機遭到，為防止汽輪機遭到破壞，對大容量機組可考慮裝設破壞，對大容量機組可考慮裝設逆功率保護逆功率保護當電力系統(tǒng)振蕩影響機組安全運行時，在當電力系統(tǒng)振蕩影響機組安全運行時，在300MW300MW機機組上，應裝設組上，應裝設失步保護；失步保護；當汽輪機低頻運行造成機械振動，葉片損傷等可裝當汽輪機低頻運行造成機械振動，葉片損傷等可裝設設低頻保護；低頻保護；當水

10、冷卻發(fā)電機斷水時，可裝設當水冷卻發(fā)電機斷水時，可裝設斷水保護。斷水保護。為了快速消除發(fā)電機內(nèi)部的故障，在保護動為了快速消除發(fā)電機內(nèi)部的故障，在保護動作于發(fā)電機斷路器跳閘的同時，必須動作于自動作于發(fā)電機斷路器跳閘的同時，必須動作于自動滅磁開關，斷開發(fā)電機勵磁回路，以使轉子回路滅磁開關，斷開發(fā)電機勵磁回路，以使轉子回路電流不會在定子繞組中再感應電勢，繼續(xù)供給短電流不會在定子繞組中再感應電勢，繼續(xù)供給短路電流。路電流。7.2.1 7.2.1 發(fā)電機縱差保護的整定計算和原理接線發(fā)電機縱差保護的整定計算和原理接線縱差保護是發(fā)電機內(nèi)部縱差保護是發(fā)電機內(nèi)部相間短路的主保護相間短路的主保護，因此它能快速而靈敏

11、地切除內(nèi)部所發(fā)生故障，同因此它能快速而靈敏地切除內(nèi)部所發(fā)生故障，同時，在正常運行及外部故障時，又應保證動作的時，在正常運行及外部故障時，又應保證動作的選擇性和工作的可靠性。選擇性和工作的可靠性。發(fā)電機縱差保護起動電流有兩個不同選取原發(fā)電機縱差保護起動電流有兩個不同選取原則，與其對應的接線也有些差別。則，與其對應的接線也有些差別。1 1）在正常情況下，電流互感器二次回路斷線時）在正常情況下，電流互感器二次回路斷線時保護不應誤動保護不應誤動12rIIII-II-I1I2I2I2I10I TATA2 2TATA1 1二次回路斷線時的電流分布二次回路斷線時的電流分布TATA2 2的二次引出線斷線的二次

12、引出線斷線, ,則則 差動繼電器中將流過電流差動繼電器中將流過電流10I 正常運行時：2rII 為防止差動保護誤動作，為防止差動保護誤動作，應整定保護裝置的起動電流大應整定保護裝置的起動電流大于發(fā)電機的額定電流，引入可于發(fā)電機的額定電流，引入可靠系數(shù)靠系數(shù) ( (一般取一般取1.3)1.3)當發(fā)電機在額定容量運行時當發(fā)電機在額定容量運行時2/gnTAIInrelK則保護裝置和繼電器的起動電流分別為：則保護裝置和繼電器的起動電流分別為：這樣整定，在正常運行時任一相電流互感這樣整定，在正常運行時任一相電流互感器二次側斷線時，保護均不會誤動。器二次側斷線時，保護均不會誤動。若在若在斷線后又發(fā)生了外部

13、短路斷線后又發(fā)生了外部短路，則繼電器回路中，則繼電器回路中要流過短路電流，要流過短路電流，保護仍要誤動保護仍要誤動，因此一般在差動保，因此一般在差動保護中裝設斷線監(jiān)視裝置，當斷線后它動作于發(fā)出信號，護中裝設斷線監(jiān)視裝置，當斷線后它動作于發(fā)出信號，運行人員接此信號后即應將差保退出工作。運行人員接此信號后即應將差保退出工作。1.3relKsetrelgnIK I/setrelgnTAIK In斷線監(jiān)視繼電器的起動電流按躲開正常運行時斷線監(jiān)視繼電器的起動電流按躲開正常運行時的不平衡電流整定，原則上越靈敏越好，通常選擇：的不平衡電流整定，原則上越靈敏越好，通常選擇：0.2setgnII為防止斷線監(jiān)視裝

14、置在外部故障時由于不平為防止斷線監(jiān)視裝置在外部故障時由于不平衡電流的影響而發(fā)信號，其動作時限應大于發(fā)電衡電流的影響而發(fā)信號，其動作時限應大于發(fā)電機后備保護的時限。機后備保護的時限。2 2）保護裝置的起動電流按躲開外部故障時的最大不）保護裝置的起動電流按躲開外部故障時的最大不平衡電流整定平衡電流整定這時，繼電器的起動電流應為：這時，繼電器的起動電流應為：maxsetrelunbIKI.max.max0.1unbnpstkIK K I對于汽輪發(fā)電機，對于汽輪發(fā)電機，其出口處發(fā)生三相短路最大短路其出口處發(fā)生三相短路最大短路電流約為電流約為 則差動繼電器的起動電流為：則差動繼電器的起動電流為：0.50

15、.6setgnIImax8kgnII當采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器時當采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器時K Knpnp=1=1；當電流互感器型號相同時，當電流互感器型號相同時，K Kstst=0.5=0.5；可靠系數(shù)一般取可靠系數(shù)一般取K Krelrel=1.3=1.3對水輪發(fā)電機對水輪發(fā)電機 則則max5kgnII0.30.4setgnII總結：方式總結：方式2 2） 靈敏性高（整定值?。混`敏性高（整定值?。?； 可靠性低，當可靠性低，當TATA二次側斷線時，可能誤動。二次側斷線時，可能誤動。7.2.2 7.2.2 比率制動式縱差動保護比率制動式縱差動保護 按照按照傳統(tǒng)的縱差動保護傳統(tǒng)的縱差

16、動保護整定方法，為防止縱整定方法，為防止縱差動保護在外部短路時誤動，其動作電流應躲開差動保護在外部短路時誤動，其動作電流應躲開最大不平衡電流，因此，縱差動保護的最大不平衡電流，因此，縱差動保護的動作電流動作電流比較大，降低了保護的靈敏度比較大，降低了保護的靈敏度，考慮到不平衡電，考慮到不平衡電流隨著流過流隨著流過TATA電流（即穿越電流）的增加而增加，電流（即穿越電流）的增加而增加，從而從而采用具有比率制動的縱差動保護，使保護的采用具有比率制動的縱差動保護，使保護的動作值隨著外部短路電流的增大而自動增大。動作值隨著外部短路電流的增大而自動增大。I-II-I1I2I12II2I1ITATA2 2

17、TATA1 1設縱差動保護的動作電流為：設縱差動保護的動作電流為：.12dIII縱差動保護的制動電流為：縱差動保護的制動電流為：.122resIII則比率制動式差動保護的動作方程為：則比率制動式差動保護的動作方程為：.min.min.min(),dresresdresresIK IIIII.min.min,ddresresIIIIdI.mindI.minresIresIABCId 差動電流Ires 制動電流Ires.min拐點電流Id.min 啟動電流K 制動線的斜率 動作方程中引入了啟動電流和拐點電流，制動部分動作方程中引入了啟動電流和拐點電流，制動部分曲線已不再經(jīng)過原點，從而更加能夠擬合曲

18、線已不再經(jīng)過原點，從而更加能夠擬合TATA的誤差特性，的誤差特性，進一步提高差動保護的靈敏度。進一步提高差動保護的靈敏度。 .min.min()resresdK III.min.min.min(),dresresdresresIK IIIII.min.min,ddresresIIII7.2.3 7.2.3 標積制動式縱差動保護標積制動式縱差動保護 標積制動原理也是一種比率制動原理。只不過標積制動原理也是一種比率制動原理。只不過是制動量變成了兩個量的內(nèi)積，并且反應的是臂電是制動量變成了兩個量的內(nèi)積，并且反應的是臂電流的大小，同時避免了可能帶來的復數(shù)運算。它同流的大小，同時避免了可能帶來的復數(shù)運算

19、。它同樣具有二部分組成：無制動部分和比率制動部分組樣具有二部分組成：無制動部分和比率制動部分組成。成。 它具有比比率制動特性高的靈敏度，同時又具它具有比比率制動特性高的靈敏度，同時又具有和比率制動特性相同的躲區(qū)外故障不平衡電流和有和比率制動特性相同的躲區(qū)外故障不平衡電流和抗抗TATA穩(wěn)態(tài)飽和的能力。穩(wěn)態(tài)飽和的能力。 令：令：.12dIII則標積制動式縱差動保護的動作判據(jù)為：則標積制動式縱差動保護的動作判據(jù)為：.min()()dsresddIK IIIK Ks s標積制動系數(shù)標積制動系數(shù)是是 與與 的夾角的夾角1I2I001 20cos(180) ,cos(180)00 ,cos(180)0re

20、sI II 7.2.4 7.2.4 縱差動保護接線方式縱差動保護接線方式 1. 1. 發(fā)電機縱差動保護的動作邏輯發(fā)電機縱差動保護的動作邏輯 當有二相或三相差動繼電器動作時，可判斷為發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生短路故障； 僅有一相差動繼電器動作時，則可判為TA斷線； 當有一相差動繼電器動作且同時有負序電壓時也出口跳閘。 這樣就可使單相這樣就可使單相TATA斷線時保護不會誤動，省去斷線時保護不會誤動，省去專用的專用的TATA斷線閉鎖環(huán)節(jié)，且保護安全可靠。斷線閉鎖環(huán)節(jié)，且保護安全可靠。 U U2 2 &t/0+TATA斷線斷線TVTV斷線斷線跳閘出口跳閘出口A A相差動相差動B B相差動相差動C C相差動

21、相差動A A相差動相差動B B相差動相差動C C相差動相差動一相差動動作一相差動動作至少兩相差動動作至少兩相差動動作僅一相差動動作而無負序電壓時即認為僅一相差動動作而無負序電壓時即認為TA斷線。斷線。負序電壓長時間存在而同時無差電流時，為負序電壓長時間存在而同時無差電流時，為TV斷線。斷線。當負序電壓達到定值，允許一相差動動作出口跳閘。當負序電壓達到定值，允許一相差動動作出口跳閘。 2. 2. 發(fā)電機不完全縱差動保護發(fā)電機不完全縱差動保護 不完全差動保護是一種新的保護連接方式不完全差動保護是一種新的保護連接方式。傳統(tǒng)傳統(tǒng)的差動保護連接方式稱之為完全差動保護的差動保護連接方式稱之為完全差動保護。

22、 不完全差動保護和完全差動保護的不完全差動保護和完全差動保護的差別差別在于引入在于引入到保護裝置的電流量不一樣。到保護裝置的電流量不一樣。 完全差動保護，發(fā)電機中性點電流的引入量完全差動保護，發(fā)電機中性點電流的引入量 為相電流。為相電流。 不完全差動保護，發(fā)電機中性點電流的引入不完全差動保護，發(fā)電機中性點電流的引入 量為量為單個分支或其組合的單個分支或其組合的電流量。電流量。 C CB BA A.1I.2I.dI 發(fā)電機中性點不再引發(fā)電機中性點不再引入全相電流，那么引入什入全相電流，那么引入什么樣的電流，即各分支的么樣的電流，即各分支的電流如何組合成了運用不電流如何組合成了運用不完全縱差的最大

23、障礙。顯完全縱差的最大障礙。顯然組合的方式不同，得到然組合的方式不同，得到的故障電流也不同。的故障電流也不同。 通?？砂聪铝性瓌t選擇中性點通?？砂聪铝性瓌t選擇中性點TATA的個數(shù)：的個數(shù)：a/2 N a/2+1N:N:中性點側每相接入的分支數(shù)中性點側每相接入的分支數(shù) a:a:發(fā)電機每相的并聯(lián)的分支總數(shù)發(fā)電機每相的并聯(lián)的分支總數(shù) 不同的不同的TATA安裝方式，差動保護的靈敏度也不完全一樣，有安裝方式，差動保護的靈敏度也不完全一樣，有時還相差較大。因此，選擇正確合理的時還相差較大。因此，選擇正確合理的TATA安裝位置，顯得非常安裝位置，顯得非常重要。重要。上式是簡單地取分支總數(shù)的一半，如果分支上式

24、是簡單地取分支總數(shù)的一半，如果分支總數(shù)是奇數(shù)，則取一半多總數(shù)是奇數(shù)，則取一半多1 1。當當N N選多時選多時，反應相間短路的靈敏性高，但，反應相間短路的靈敏性高，但反應匝間短路的靈敏度下降。反應匝間短路的靈敏度下降。當當N N選少時選少時，反應匝間短路的靈敏性提高而，反應匝間短路的靈敏性提高而反應相間短路的靈敏度下降。反應相間短路的靈敏度下降。a/2 N a/2+1 不完全差動保護只引入了中性點的部分電流，因此，不完全差動保護只引入了中性點的部分電流，因此，在整定不完全差動保護時，在整定不完全差動保護時，可參考整定發(fā)電機差動或變可參考整定發(fā)電機差動或變壓器差動的整定原則進行，且要注意更多的問題

25、壓器差動的整定原則進行，且要注意更多的問題。1 TA1 TA的誤差的誤差 由于發(fā)電機機端和中性點由于發(fā)電機機端和中性點TATA的變比不再相等，不的變比不再相等，不可能再使用同一型號的可能再使用同一型號的TATA，因此，因此TATA的誤差增加了。的誤差增加了。2 2 誤差源增加誤差源增加 除了常規(guī)的誤差外，不完全差動會增加一些誤差除了常規(guī)的誤差外，不完全差動會增加一些誤差源，例如，如果源，例如，如果各分支之間的參數(shù)有一些微小差異，各分支之間的參數(shù)有一些微小差異，那么在區(qū)外發(fā)生短路時，就會引起額外的不平衡那么在區(qū)外發(fā)生短路時，就會引起額外的不平衡。3 3 整定值整定值 由于誤差的增加，不完全差動保

26、護的啟動電流應由于誤差的增加，不完全差動保護的啟動電流應該比完全差動保護的啟動電流要大。該比完全差動保護的啟動電流要大。 4 4 靈敏度靈敏度 不完全差動保護的靈敏度和發(fā)電機中性點分支上不完全差動保護的靈敏度和發(fā)電機中性點分支上TATA的布置位置和的布置位置和TATA的多少有密切的關系的多少有密切的關系。最好應經(jīng)過。最好應經(jīng)過兩套以上不同原理的發(fā)電機內(nèi)部故障分析軟件分別進兩套以上不同原理的發(fā)電機內(nèi)部故障分析軟件分別進行計算。行計算。7.2.5 7.2.5 縱差動保護整定與靈敏度縱差動保護整定與靈敏度1. 1. 縱差動保護靈敏度系數(shù)的定義與校驗縱差動保護靈敏度系數(shù)的定義與校驗發(fā)電機縱差動保護的靈

27、敏度是在發(fā)電機縱差動保護的靈敏度是在發(fā)電機機端發(fā)生發(fā)電機機端發(fā)生兩相金屬性短路情況下兩相金屬性短路情況下差動電流與動作電流的比差動電流與動作電流的比值，要求值，要求K Ksensen1.51.5。隨著對發(fā)電機內(nèi)部短路分析的深入，對發(fā)電機內(nèi)隨著對發(fā)電機內(nèi)部短路分析的深入，對發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生輕微故障的分析成為可能，可以更多的分部發(fā)生輕微故障的分析成為可能，可以更多的分析內(nèi)部發(fā)生故障時的保護動作行為，從而選擇更析內(nèi)部發(fā)生故障時的保護動作行為，從而選擇更好的保護原理及保護方案。好的保護原理及保護方案。具有比率制動特性的差動保護具有比率制動特性的差動保護的動作特性，可由的動作特性，可由A A、B B、C

28、C三點三點決定。決定。A A點或點或B B點的縱坐標電流點的縱坐標電流I Id.mind.min為差動保護的啟動電流。為差動保護的啟動電流。B B點的橫坐標電流點的橫坐標電流I Ires.minres.min稱之為稱之為拐點電流，它等于差動保護開拐點電流，它等于差動保護開始出現(xiàn)制動作用的最小電流。始出現(xiàn)制動作用的最小電流。直線直線BCBC與橫坐標夾角與橫坐標夾角的正切的正切（即（即tgtg）稱之為動作特性曲）稱之為動作特性曲線的斜率，近似稱之為線的斜率，近似稱之為比率制比率制動系數(shù)動系數(shù)K K。 2. 2. 縱差動保護的整定縱差動保護的整定dI.mindI.minresIresIA AB BC

29、 CI Id.mind.min、I Ires.minres.min及及K K為具有比率制動特性差動保護的三要素。為具有比率制動特性差動保護的三要素。對該型差動保護的整定計算，實質(zhì)上就是對對該型差動保護的整定計算，實質(zhì)上就是對I Id.mind.min、I Ires.minres.min及及K K的的整定計算。整定計算。 啟動電流啟動電流拐點電流拐點電流比率制動系數(shù)比率制動系數(shù)Ktg 啟動電流啟動電流I Id.mind.min的整定的整定 啟動電流啟動電流I Id.mind.min的整定原則的整定原則是躲過發(fā)電機額定工況是躲過發(fā)電機額定工況下差動回路中的最大不平衡電流。下差動回路中的最大不平衡電

30、流。 在發(fā)電機額定工況下，在差動回路中產(chǎn)生不平衡在發(fā)電機額定工況下，在差動回路中產(chǎn)生不平衡電流的原因，主要由電流的原因，主要由差動保護兩側差動保護兩側TATA的變比誤差、兩的變比誤差、兩側二次回路的參數(shù)及測量誤差等組成側二次回路的參數(shù)及測量誤差等組成。因此啟動電流。因此啟動電流為：為：.min12drelererIKIIK Krelrel可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.51.52 2；I I er1er1兩側兩側TATA變比不同產(chǎn)生的差流，取變比不同產(chǎn)生的差流，取0.06I0.06Igngn；I I er2er2保護兩側的二次誤差產(chǎn)生的差流，取保護兩側的二次誤差產(chǎn)生的差流，取0.1I0.1Igng

31、n。代入上式得：代入上式得：I Id.mind.min（0.240.240.320.32）I Ign gn 通常取通常取0.3I0.3Igngn。對于不完全縱差保護，尚需考慮發(fā)電機每相各分支電流的差異，對于不完全縱差保護，尚需考慮發(fā)電機每相各分支電流的差異，應適當提高應適當提高I Id.mind.min的整定值。的整定值。 拐點電流拐點電流I Ires.minres.min 拐點電流拐點電流I Ires.minres.min的大小，決定保護開始產(chǎn)生制動作用的電的大小，決定保護開始產(chǎn)生制動作用的電流的大小。在初始動作電流流的大小。在初始動作電流I Id.mind.min及動作特性曲線的斜率及動作

32、特性曲線的斜率K K相同相同的情況下，的情況下，I Ires.minres.min越小，差動保護的動作區(qū)越小，而制動區(qū)增越小，差動保護的動作區(qū)越小，而制動區(qū)增大；反之亦然。因此，拐點電流的大小，直接影響差動保護的大；反之亦然。因此，拐點電流的大小，直接影響差動保護的動作靈敏度。動作靈敏度。 dI.mindI.minresIresIA AB BC C啟動電流啟動電流拐點電流拐點電流比率制動系數(shù)比率制動系數(shù)Ktg.min(0.5 1)resgnII 比率制動系數(shù)比率制動系數(shù)K Kresres與制動線斜率與制動線斜率K K 發(fā)電機差動保護的比率制動系數(shù)，決定于夾角發(fā)電機差動保護的比率制動系數(shù)，決定于

33、夾角?？梢钥闯?，當拐點電流確定后，夾角可以看出，當拐點電流確定后，夾角決定于決定于C C點。點。而特性曲線上的而特性曲線上的C C點近似決定于發(fā)電機外部故障時最點近似決定于發(fā)電機外部故障時最大短路電流大短路電流I Ik.maxk.max與差動回路中的最大不平衡電流與差動回路中的最大不平衡電流I Iunb.maxunb.max的比值的比值。即。即 .max.maxunbreskIKI而制動線斜率而制動線斜率K K則可表示為：則可表示為：.max.min.max.minunbdkresIIKII差動回路中的最大不平衡電流，除與差動兩側差動回路中的最大不平衡電流，除與差動兩側TATA的的1010誤差

34、及調(diào)整誤差有關外，尚與差動兩側誤差及調(diào)整誤差有關外，尚與差動兩側TATA暫態(tài)特性暫態(tài)特性有關?？紤]到上述情況，外部故障時，為躲過差動回有關?？紤]到上述情況，外部故障時，為躲過差動回路中的最大不平衡電流，路中的最大不平衡電流，C C點的縱坐標電流應為：點的縱坐標電流應為：.max.max0.10.1drelfkIKKIK Krel rel 可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.31.31.51.5；K Kf f 暫態(tài)特性系數(shù)，當兩側暫態(tài)特性系數(shù)，當兩側TATA變比、型號完全相同且二次變比、型號完全相同且二次回路參數(shù)相同時，回路參數(shù)相同時，K Kf f00。而當兩側而當兩側TATA變比、型號不相同時，變比、

35、型號不相同時，K Kf f可取可取0.050.050.10.1；I Id.maxd.max最大動作電流。最大動作電流。 TATA的的1010誤差誤差調(diào)整誤差調(diào)整誤差TATA暫態(tài)特性暫態(tài)特性將以上數(shù)據(jù)代入公式得：將以上數(shù)據(jù)代入公式得：I Id.maxd.max （0.260.260.450.45）I Ik.max k.max 將將I Id.maxd.max代入制動斜率計算公式，可得：代入制動斜率計算公式，可得：K Kresres（0.260.260.450.45）因此因此: :對于發(fā)電機完全縱差保護，對于發(fā)電機完全縱差保護，K Kresres可取可取0.30.3；對于不完全縱差保護，對于不完全縱

36、差保護，K Kresres可取可取0.30.30.40.4。A A） 匝間短路問題匝間短路問題完全差動保護從原理上來看，不能反映匝間短路。完全差動保護從原理上來看，不能反映匝間短路。這是傳統(tǒng)差動保護的不足之處。而不完全的差動保這是傳統(tǒng)差動保護的不足之處。而不完全的差動保護能夠反應匝間短路故障。護能夠反應匝間短路故障。B B）簡化匝間短路保護）簡化匝間短路保護如果能保證在匝間短路時，不完全差動保護能具有如果能保證在匝間短路時，不完全差動保護能具有了足夠的靈敏度，那么了足夠的靈敏度，那么傳統(tǒng)的匝間短路保護傳統(tǒng)的匝間短路保護就可以就可以簡化或取消，使發(fā)電機的運行更趨安全。簡化或取消，使發(fā)電機的運行更趨安全。7.2.6 7.2.6 發(fā)電機橫差動保護發(fā)電機橫差動保護1. 1. 基本原理基本原理在大容量發(fā)電機中，由于額定電流很在大容量發(fā)電機中，由于額定電流很大，其每相都是由兩個或兩個以上并聯(lián)的大，其每相都是由兩個或兩個以上并聯(lián)的分支繞組組成的，在分支繞組組成的，在正常情況下，各個繞正常情況下，各個繞組中的電勢相等，流過相等的負荷電流組中的電勢相等，流過相等的負荷電流，