【正文】 時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。2. 變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作將故障切除。 三．變壓器縱差保護(hù)邏輯框圖第三節(jié) 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)由于大容量發(fā)電機(jī)的額定電流很大，其每相定子繞組都有兩個(gè)并聯(lián)的分支繞組構(gòu)成。每個(gè)分支的匝間或分支之間的短路，就稱為發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路故障。當(dāng)定子繞組匝間短路時(shí)，被短接的部分繞組內(nèi)將產(chǎn)生大的環(huán)流，引起故障出溫度升高，絕緣損壞，并轉(zhuǎn)換為單相接地故障或相間短路故障，損壞發(fā)電機(jī)。因此在發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)定子匝間短路的匝間保護(hù)。根據(jù)發(fā)電機(jī)匝間短路時(shí)的特點(diǎn)，可以提出各種不同原理的匝間短路保護(hù)方案。一．單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行情況下，每相定子繞組的兩個(gè)分支上電勢相等，各供出一半的負(fù)荷電流；當(dāng)任一相繞組中發(fā)生匝間短路時(shí)，兩個(gè)繞組中的電勢不相等，因而在兩個(gè)分支繞組中產(chǎn)生環(huán)流。根據(jù)這一特點(diǎn)，構(gòu)成了發(fā)電機(jī)的匝間短路保護(hù)—單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。UVW橫差TA縱差TA縱差TA縱差TA如下圖所示，單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)采用一只電流互感器，裝于兩分支繞組中性點(diǎn)的連線上，利用分支繞組中性點(diǎn)之間連線上流過的零序電流來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。且該保護(hù)由于只采用一只電流互感器，不存在又電流互感器特性不同二引起的不平衡電流，所以，保護(hù)接線簡單，靈敏度高。通常又稱該保護(hù)為高靈敏的單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 UVW橫差TA縱差TA 縱差TA縱差TA機(jī)殼機(jī)殼因此該保護(hù)只適合于：1）定子繞組中性點(diǎn)側(cè)引出6個(gè)或4個(gè)端子的發(fā)電機(jī)2）中性點(diǎn)側(cè)引出端子較多的水輪發(fā)電機(jī)2 單元件式橫聯(lián)差保護(hù)原理接線圖1三次諧波濾過器；2－帶有延時(shí)的保護(hù)裝置 該保護(hù)原理接線如下圖：該保護(hù)實(shí)質(zhì)上是把定子三相繞組的一般繞組中的三相電流之和與三相繞組的另一半繞組中的三相電流之和進(jìn)行比較，利用發(fā)生各種匝間短路時(shí)中性點(diǎn)連線上的環(huán)流而實(shí)現(xiàn)的。(1) 正常運(yùn)行或外部故障時(shí)保護(hù)裝置中裝設(shè)了三次諧波濾過器1，以消除三次諧波電流的影響，提高靈敏度。所以，正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，三次諧波濾過器1濾除了三次諧波產(chǎn)生的不平衡電流，通過帶有延遲的保護(hù)裝置2的電流小于其整定值，即＜，保護(hù)不動(dòng)作。（2）當(dāng)定子繞組的同分支匝間短路時(shí)當(dāng)同分支匝間短路時(shí)，由于故障支路和非故障支路的電動(dòng)勢不等，有環(huán)流產(chǎn)生，中性點(diǎn)連線上的電流互感器有故障電流流過當(dāng)電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。（3）定子繞組同相不同分支之間發(fā)生短路時(shí)當(dāng)同相的兩個(gè)分支繞組間發(fā)生匝間短路，且時(shí)，由于兩個(gè)支路的電動(dòng)勢差，分別產(chǎn)生兩個(gè)環(huán)流和。此時(shí)中性點(diǎn)連線上流過的電流=，當(dāng)電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流整定值時(shí)，橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作與跳閘。（4）保護(hù)存在死區(qū)有上述分析可知，單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)又一定的死去。當(dāng)定子繞組同分支短路且短路匝數(shù)a很小時(shí)或者同相不同分支間的短路匝數(shù)相同及差別較小時(shí)，保護(hù)不能動(dòng)作。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，單元件式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流為 式中——發(fā)電機(jī)定子繞組的額定電流當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)，由于轉(zhuǎn)子回路的磁通勢平衡被破壞，而定子同一相的兩個(gè)分支繞組并不是完全位于相同的定子槽中，因而其感應(yīng)的電動(dòng)勢不同，定子繞組并聯(lián)分支中性點(diǎn)連線上又較大的電流流過，將造成橫差保護(hù)誤動(dòng)。若此兩點(diǎn)接地故障是永久性的，則這種動(dòng)作時(shí)允許的；但若兩點(diǎn)節(jié)點(diǎn)故障是永久性的，則這種動(dòng)作瞬時(shí)切除發(fā)電機(jī)是不允許的。因此，～1s的延時(shí)，以躲過轉(zhuǎn)子回路的瞬時(shí)兩點(diǎn)接地故障。二．故障分量負(fù)序功率方向匝間短路保護(hù)故障分量負(fù)序功率方向匝間短路保護(hù)是中性點(diǎn)側(cè)沒有6個(gè)或4個(gè)引出端子的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)的一種方案。該保護(hù)裝設(shè)在發(fā)電機(jī)的機(jī)端，利用發(fā)電機(jī)外部故障與定子繞組匝間短路時(shí)產(chǎn)生的負(fù)序分量及其負(fù)序功率的方向不同而實(shí)現(xiàn)的。它不僅可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路故障的主保護(hù)，還可以作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路及定子繞組開焊的保護(hù)。sag1. 故障時(shí)負(fù)序功率方向的分析以上圖所示“Y”接線發(fā)電機(jī)為例。根據(jù)電網(wǎng)中發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，將出現(xiàn)負(fù)序分量，且負(fù)序源在故障點(diǎn)這一特點(diǎn)在不同地點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，產(chǎn)生的負(fù)序功率方向分析如1）發(fā)電機(jī)外部橫向不對(duì)稱短路時(shí)K1點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)，負(fù)序功率的方向由系統(tǒng)指向發(fā)電機(jī)2）發(fā)電機(jī)內(nèi)部兩相短路時(shí)如發(fā)電機(jī)內(nèi)部K2點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)，負(fù)序功率的方向由發(fā)電機(jī)指向系統(tǒng)3）發(fā)電機(jī)定子繞組一相匝間短路時(shí)，如當(dāng)定子繞組K3和K4點(diǎn)之間發(fā)生短路時(shí)，負(fù)序功率方向亦由發(fā)電機(jī)指向系統(tǒng)?？梢?，負(fù)序功率的方向隨故障點(diǎn)的位置而變化，利用這一特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)定子繞組的匝間短路保護(hù)。 設(shè)機(jī)端負(fù)序電壓和負(fù)序電流的故障分量分別為和，負(fù)序功率的故障的分量為，則保護(hù)動(dòng)作的判據(jù)可綜合為 當(dāng)以上三式都成立時(shí)保護(hù)跳閘。1)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通常?。? ， ％左右，可固定選取 2)故障分量負(fù)序功率方向( )保護(hù)，若裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)(電流取中性點(diǎn)TA)，僅反映發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路故障。 三．縱向零序電壓原理的匝間短路保護(hù)零序電壓原理的匝間保護(hù)是中性點(diǎn)側(cè)沒有6個(gè)或4個(gè)引出端子的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)的另一種方案。該保護(hù)利用發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，機(jī)端三相對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)出現(xiàn)的零序電壓而構(gòu)成。 在發(fā)電機(jī)機(jī)端裝設(shè)專用的電壓互感器TV0,且TV0一次繞組的中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連而不直接接地，保護(hù)利用的零序電壓取自TV0的第三繞組（開口三接線）（1） 當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，無零序電壓保護(hù)不動(dòng)作；（2） 當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生單相故障時(shí)，雖然一次系統(tǒng)出現(xiàn)了零序電壓，即一次側(cè)三相對(duì)地電壓不再平衡，中性點(diǎn)電位升高，但由于TV0一次側(cè)中性點(diǎn)不接地，而三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓仍然是對(duì)稱的，第三繞組輸出電壓仍然為零，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。同理當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)外部相間短路或內(nèi)部匝數(shù)相等的匝間短路時(shí)，TV0開口三角形繞組也不會(huì)出現(xiàn)零序電壓，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。（3） 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路或匝數(shù)不相等的匝間短路時(shí)，三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓不在平衡，開口三角形繞組有輸出，即0，使零序電壓匝間短路保護(hù)動(dòng)作。由于發(fā)電機(jī)在制造上的原因，正常運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)三次諧波電動(dòng)勢，使正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，TV0開口三角形繞組上出現(xiàn)較大的零序電壓。因此在構(gòu)成零序電壓匝間短路保護(hù)時(shí)，需設(shè)置三次諧波濾過器，以提高保護(hù)的靈敏度。當(dāng)發(fā)電機(jī)外部短路電流較大時(shí)，采用負(fù)序功率方向閉鎖方式，在外部短路時(shí)使保護(hù)退出工作。為了防止專用TV0斷線在開口三角形繞組輸出側(cè)出現(xiàn)較大的零序電壓使保護(hù)誤動(dòng)作，還需裝設(shè)斷線閉鎖元件。負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間保護(hù)原理框圖如下圖所示： 負(fù)序功率閉鎖的零序電壓匝間保護(hù)原理方框圖l－三次諧波濾過器；2－斷線閉鎖保護(hù)；3－跳閘出口保護(hù)的動(dòng)作電壓按躲過外部嚴(yán)重故障時(shí)的最大不平衡基波零序電壓和三次諧波零序電壓整定即：式中——最大基波零序電壓，～ ——最大三次諧波零序電壓，一般取40V——可靠系數(shù)，——基波對(duì)三次諧波濾過比，微機(jī)型保護(hù)的取值均大于100。第四節(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(duì)于發(fā)電機(jī)很有必要裝設(shè)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。一．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，則以測得的值將變化。當(dāng)其變化值超過整定值時(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)。二．定值整定式中——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%）（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，～。三．轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)邏輯框圖勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)軟連接片勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)硬連接片勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地＆＆tt保護(hù)動(dòng)作第二章 反映短路故障的后備保護(hù)第一節(jié) 過電流保護(hù)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍外發(fā)生故障，而故障設(shè)備的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，將引起發(fā)電機(jī)過電流。為此發(fā)電機(jī)裝設(shè)了反映外部故障的過電流保護(hù)。同時(shí)，該保護(hù)也作為發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)。一． 發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)由過電流元件、復(fù)合電壓元件和TV斷線閉鎖元件組成，對(duì)于自并勵(lì)的發(fā)電機(jī)組還需要增加記憶元件，作為后備保護(hù)。復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)需加延時(shí)動(dòng)作，在動(dòng)作時(shí)限上與相鄰后備保護(hù)相配合。復(fù)合電壓啟動(dòng)起動(dòng)元件由一個(gè)過濾式負(fù)序電壓繼電器FYG和一個(gè)低電壓繼電器組成。低電壓繼電器經(jīng)負(fù)序電壓繼電器的常閉觸點(diǎn)接于相間電壓上，以保證保護(hù)裝置在對(duì)稱三相短路時(shí)可靠地動(dòng)作，并能夠提高低電壓繼電器對(duì)三相短路的靈敏度。因?yàn)樵诎l(fā)生三相短路開始瞬時(shí)將會(huì)短視出現(xiàn)負(fù)序電壓，使負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，待負(fù)序消失后，負(fù)序電壓繼電器返回，低電壓繼電器又接在相間電壓上。若使低電壓繼電器返回，則要求發(fā)電機(jī)母線的殘壓必須大于繼電器的返回電壓。由于三相短路時(shí)三線電壓均降低，故低電壓繼電器仍然處于動(dòng)作狀態(tài)，此時(shí)保護(hù)的工作情況即相當(dāng)于低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。 (1).電流元件的動(dòng)作電流按躲過發(fā)電機(jī)額定電流整定即： 式中 ——可靠系數(shù)， ——返回系數(shù)，(2).負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓，按躲過真反常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通常取 (3).低電壓元件的動(dòng)作電壓按躲過電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的電壓確定，此外還應(yīng)躲過發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)的最低運(yùn)行電壓。一般取： 2．復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)特點(diǎn)(1).由于負(fù)序電壓繼電器的整定值小，在后備保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，電壓元件有較高的靈敏度；(2).在Y/ 接線的變壓器發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，電壓元件的靈敏度與變壓器的接線方式無關(guān)；(3).三相短路時(shí)，由于瞬時(shí)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作后低電壓繼電器由于失壓一定能動(dòng)作。待負(fù)序電壓消失后負(fù)序電壓繼電器返回，低電壓繼電器又接于相間電壓上，這時(shí)只要不返回就可以切除故障。機(jī)端TV三相斷線低電壓起動(dòng)元件投入低電壓起動(dòng)元件動(dòng)作記憶功能投入相電流過電流元件動(dòng)作負(fù)序過電流元件動(dòng)作后備保護(hù)硬連接片投入＆》＆＆》1＆＆＆復(fù)合過流軟連接投入二．發(fā)電機(jī)低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù) 發(fā)電機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行情況下，其電壓不會(huì)顯著下降，而該保護(hù)再低電壓時(shí)才會(huì)啟動(dòng)，為此，此時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。過電流保護(hù)按照躲過發(fā)電機(jī)的額定電流來整定，因?yàn)椴豢紤]可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流，從而降低了保護(hù)的動(dòng)作整定值，提高了保護(hù)的靈敏度。另外電流繼電器接在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器上，電壓繼電器接在相間電壓上，這樣相間短路有較高的靈敏度 （1）過電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過發(fā)電機(jī)的額定電流整定，即： 式中 ——可靠系數(shù)， ——返回系數(shù)， ——發(fā)電機(jī)的額定電流 （2）低電壓起動(dòng)元件的動(dòng)作值按躲過正常運(yùn)行情況下可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定，并當(dāng)發(fā)電機(jī)外部故障切除后，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中低電壓元件應(yīng)可靠返回，即：式中 ——正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最小工作電壓，一般?。榘l(fā)電機(jī)額定電壓） ——可靠系數(shù)，～ ——返回系數(shù)，～ 對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組，低電壓起動(dòng)元件的動(dòng)作電流還應(yīng)躲過發(fā)電機(jī)失磁后出現(xiàn)非同步運(yùn)行方式時(shí)的最低電壓，一般采用： (2) 過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)比發(fā)電機(jī)電壓母線上其他連接元件保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大二至三個(gè)時(shí)限階段，即： 三． 發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流保護(hù)發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流保護(hù)一般為兩段式負(fù)序過電流保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組中沒有負(fù)序電流或由于負(fù)荷不平衡而引起的負(fù)序分量，當(dāng)外部發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)將出現(xiàn)很大的負(fù)序電流。因此，通常采用的定時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)的動(dòng)作電流不必要考慮躲過發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷電流因而提高了該保護(hù)反應(yīng)不對(duì)稱故障的靈敏度。