【正文】 負序電壓元件和反映相間電壓的低電壓元件，兩者構(gòu)成或門關(guān)系。為了防止外部短路所引起的過電流和作為發(fā)電機的后備保護，在發(fā)電機上可裝設(shè)過電流保護或帶低電壓起動的過電流保護，如內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 這種保護的靈敏度不夠或為了簡化接線，也可裝設(shè)負序過電流保護或復合電壓起動的過電流保護。 一是三次諧變比率保護。 圖 35 中性點不接地發(fā)電機正常運行 時的 3次諧波等值電路 若發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地，其 3 次諧波等值電路如圖 36 所示。 依據(jù)上述原則， 600MW 發(fā)電機組應(yīng)裝設(shè) 100%的定子接地保護。其動作電流按躲過不平衡電流和外部單相接地時發(fā)生電機穩(wěn)態(tài)電容電流整定。這種接線方式?jīng)]有由于互感器誤差所引起的不平衡電流，其起動電流比較小，靈敏度高，且接線非常簡單。在雙星型中性點 N.， Nˊ間加裝電流互感器作為橫差電流繼電器 I的電流源，為橫差保護。 及以上發(fā)電機，當定子繞組為星形接線，中性點只有 3 個引出端子時，根據(jù)用戶和制造廠的要求，也可裝設(shè)專用的匝間短路保護。最大制動系數(shù) .maxresK按下式計算 . m a x . m a x . m a x/ 0 .2r e s op r e s r e l ap c c e rK I I K K K K? ? ? 經(jīng)驗值一般取 ~,現(xiàn)取 。 當發(fā)電機發(fā)生內(nèi)部相間短路（ k2） 時，若發(fā)電機與系統(tǒng)相連，則系統(tǒng)將向故障點內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 送短路電流 2IⅠ ，發(fā)電機向故障點送短路電流 I1Ⅰ ，此時 111()dkT A T AI I I Inn ?? ? ?Ⅰ 2Ⅰ 111 ()2res TAI I In? ? ?Ⅰ 2Ⅰ 式中 kI? —— 總的短路電流。 TAM1 和 TAM2 的二次匝數(shù)相同， N1=N2=N3/2，設(shè)電 流互感器變比等于nTA時，則有 111 1 1( ) ( )22r e s TAI I I I In? ? ? ? ?Ⅱ 2 Ⅱ Ⅰ 2 Ⅰ 111 ()d TAI I I I In? ? ? ?Ⅱ 2 Ⅱ Ⅰ 2 Ⅰ 式中 resI —— 制動電流； dI —— 差動電流； I2Ⅰ 、 I2Ⅱ —— 流過機端電流互感器的一次和二次電流； 600MW發(fā)電機組繼電保護 14 1IⅠ 、 1IⅡ —— 流過中性點側(cè)的電流互感器的一次和二次電流； TAn —— 電流互感器變比。 實現(xiàn)這種特性的縱差繼電器以差動電流作為動作電流，引入一側(cè)或多側(cè)短路電流作為制動電流。 3. 1MW 以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。 最大運行方式下的短路電流計算 最大運行方式為 G G2兩臺發(fā)電機同時投入運行，如圖 22。在電力系統(tǒng)中不對稱故障占系統(tǒng)故障中的大部分，通常分析不對稱故障的常用方法是對稱分量法，根據(jù)對稱分量法，一組不對稱的三相向量可以分解為正序、負序和零序三組對稱的三相向量。 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 短路計算的目的 在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計和運行中，短路計算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計算，主要有以下幾方面： 1． 為了合理地配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進行計算和分析。 系統(tǒng)電抗 計算 ： 系統(tǒng) 1最大運行方式下短路功率： m ax 1 5000dS MVA? ； 系統(tǒng) 1最小運行方式下短路功率： m in 1 4000dS MVA? ； 系統(tǒng) 2最大運行方式下短路功率： m ax 2 4000dS MVA? ； 系統(tǒng) 2最小運行方式下短路功率： m in 2 3000dS MVA? ； 系統(tǒng) 3最大運行方式下短路功率： m ax 3 2500dS MVA? ； 系統(tǒng) 3最小運行方式下短路功率： m in 3 2021dS MVA? ； 計算公式： BS dSX S?； 系統(tǒng) 1： *m a x 1 m a x 1 1000 0 .25000BS dS M V AX S M V A? ? ?； *m in 1 m in 1 1000 0 .2 54000BS dS M V AX S M V A? ? ?； 系統(tǒng) 2： *m a x 2 m a x 2 1000 0 . 2 54000BS dS M V AX S M V A? ? ?； *m i n 2 m i n 2 1000 0 . 3 33000BS dS M V AX S M V A? ? ?； 系統(tǒng) 3： *m a x 3 m a x 3 1000 0 .42500BS dS M V AX S M V A? ? ?； *m i n 3 m i n 3 1000 0 .52021BS dS M V AX S M V A? ? ?。 輸電線路主要參數(shù)： 線路名稱 導線型號 線路長度 (km) 線路形式 1X(Ω/km) 1X(Ω) 線路 1 LGJ400/50 單回線 線路 2 LGJ500/45 雙回線 線路 3 LGJ630/55 600 單回線 電壓互感器與電流互感器： 電流互感器變比：TA 25000n = 5 0 0 05 ?； 電壓互感器變比：TV 2 0 0 .1n = / 2 0 033?。 雖然現(xiàn)在微機保護占主導地位，但它的基礎(chǔ)仍然是常規(guī)保護，都是基于常規(guī)保護原理發(fā)展起來的。 600MW發(fā)電機組繼電保護 4 （ 3）執(zhí)行部分。電力系統(tǒng)自動化程度也越來越 高 ,光纖等的投入使用使自動化的可靠性也越來越高 ,但繼電保護遠程管理在這方面還沒有得到很好地應(yīng)用。 （ 3） 注重數(shù)據(jù)備份 ,縮短故障處理時間。繼電保護的技術(shù)已經(jīng)很成熟 ,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 而近幾年發(fā)展起來的綜合自動化技術(shù) ,對我們是一個全新的領(lǐng)域。②端子排銹蝕或電纜絕緣下降引起跳閘回路接通 。繼電保護裝置歷經(jīng)電磁型 、整流型 ,發(fā)展到 80 年代的晶體管、集成電路型 ,直到現(xiàn)在的微機型。第 1次飛躍是由電磁型到晶體管型，主要體現(xiàn)在保護由電磁式向靜態(tài)式轉(zhuǎn)變，保護裝置弱電化、無觸點化、小型化和低功耗。 （ 2）當發(fā)生不正常工作情況時，能自動、及時地選擇信號上傳給運行人員進行處理，或 者切除那些繼續(xù)運行會引起故障的電氣設(shè)備。其中故障一般可分為兩類：橫向不對稱故障和縱向不對稱故障。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 600MW發(fā)電機組繼電保護 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)電氣化及自動化 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 設(shè)計完成日期： 摘 要 此說明書為 600MW 發(fā)電機繼電保護的設(shè)計說明。橫向不對稱故障包括兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路三種，縱向?qū)ΨQ故障包括單相斷相和兩相斷相，又稱非全相運行。 可見繼電保護是任何電力系統(tǒng)必不可少的組成部分，對保證系統(tǒng)安全運行、保證電能質(zhì)量、防止故障的擴大和事故的發(fā)生，都有極其重要的作用。第 2次飛躍是由集成電路型到微機型，主要體現(xiàn)在保護由模擬式向數(shù)字式轉(zhuǎn)變，保護裝置智能化和信息化。微機保護也經(jīng)歷了從簡單發(fā)展到現(xiàn)在的智能型 ,保護裝置越來越人性化、智能化。③所使用的 CT 性能不滿足保護要求 ,區(qū)外故障時越級跳閘 。由于其技術(shù)新 ,硬件成本低 ,利潤高 ,其發(fā)展速度非常之快 ,這對維護工作是一個很大的挑戰(zhàn)。監(jiān)控系統(tǒng)問題 ,出現(xiàn)最多的是硬件問題 ,而硬盤 損壞是僅次于通訊問題的一個難題 ,此時硬盤上所有的數(shù)據(jù)都丟失。設(shè)想 ,如果定值的更改、檢查 ,保護運行情況監(jiān)控、信號的采取 ,加上前面提到的繼電保護狀態(tài)檢修 ,都能進行遠程管理 ,出人為事故的機率也將大大降低。執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的對外操作的任務(wù)的部件。只有掌握了常規(guī)保護的基本原理，才能更好地用于微機保護 。 系統(tǒng)參數(shù)： 系統(tǒng) 1 在最大運行方式下短路功率為 5000MVA，在最小運行方式下短路功率為4000MVA； 系統(tǒng) 2 在最大運行方式下短路功率為 4000MVA，在最小運行方式下短路功率為3000MVA； 系統(tǒng) 3 在最大運行方式下短路功率為 2500MVA，在最小運行方式下短路功率為2021MVA； 電抗計算 基準電壓： 525B av TU U U kV? ? ?； 基準容量： 1000BS MVA? ； 基準電流： 3 BB avSI U??。 系統(tǒng)與線路總電抗計算： 600MW發(fā)電機組繼電保護 8 最大運行方式時： * * * * * * *m a x m a x 1 1 m a x 2 2 m a x 3 3/ / / /0 .2 0 .2 8 / / 5 0 .6 6 / / 0 .5 90 .1 5 9S L S L S LX X X X X X X? ? ? ? ?? ? ? ?? 最小運行方式時： * * * * * * *m in m in 1 1 m in 2 2 m in 3 3/ / / /0 .2 5 0 .2 8 / / 3 0 .6 6 / / 0 .5 90 .1 8 8S L S L S LX X X X X X X? ? ? ? ?? ? ? ?? 表 21 電抗計算表（標幺值） 基準容量： 1000BS MVA? 電 抗 名 稱 發(fā)電機電抗**12GGXX? 變壓器電抗**12TTXX? 線路 1電抗 *1LX 線路 2電抗 *2LX 線路 3電抗 *3LX 系統(tǒng) 1最打運行方式電抗* max1SX 系統(tǒng) 1最小運行方式電抗* min1SX 電 抗 值 電 抗 名 稱 系統(tǒng) 2最大運行方式電抗* max2SX 系統(tǒng) 2最小運行方式電抗* min2SX 系統(tǒng) 3最大運行方式電抗* max3SX 系統(tǒng) 3最小運行方式電抗* min3SX 系統(tǒng)與線路最大運行方式總電抗* maxX? 系統(tǒng)與線路最小運行方式總電抗* minX? 電 抗 值 電流 計算 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對地絕緣被破壞。 2． 在設(shè)計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否要采取限制短路電流的措施等，都要進行必要的短路電 流計算。因此，在計算當中首先必需做出電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)。 流入 G1的短路電流歸算到 20kV 側(cè)： * 11 *11 3 .3 30 .3KGGEI X? ? ?； 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 11 * 1000 2 8 . 8 6 83 3 2 0BBBSI U? ? ??； 三相短路電流： ? ?3 **1 1 m a x 1 1 G B K GI I I k A? ? ?； 兩相短路電流： ? ? ? ?231 1 m a x 1 1 m a x3 8 3 . 2 52K G K GI I k A? ? ?。 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 4．對 100MW 及以下的發(fā)電 — 變壓器組，當發(fā)電機與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機與變壓器宜分別裝設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護功能。圖 31與 32 示出了傳統(tǒng)的比率制動式差動繼電器的接線原理圖和制動特性 。 31差動保護原理接線圖 32差動保護制動特性曲線 當外部（ k 點）短路時，由于 1 kI I I??Ⅱ 2Ⅱ ，所以 1res kTAIIn?， 0dI ? 。 當 1II?Ⅰ 2Ⅰ 時，121dkTA TAI I Inn??Ⅰ， 0resI ? ，繼電器動作十分靈敏。 按照上述原則整定的比率之特性，當發(fā)電機機端兩相金屬性短路時，差動保護的靈敏系數(shù)一定滿足要求，不必進行靈敏度校驗。 發(fā)電機是否裝設(shè)匝間保護，國內(nèi)曾經(jīng)有兩種不同的意見，一種認為發(fā)電機定子繞組的結(jié)構(gòu)不會引起匝間短路，有 100%定子接地保護，可不裝設(shè)（國外許多都不裝設(shè)）；另一種意見認為，發(fā)電機定子繞組有發(fā)生匝間短路的可能，如引線部分，希望裝設(shè)匝間保護。發(fā)電機正常運行或外部短路時， N， Nˊ間無電流過，橫差保護不動作。轉(zhuǎn)子回路兩點接地時，衡差動保護可能誤動作，但不必在轉(zhuǎn)子回路兩 點接地時閉鎖橫差保護在投入兩點接地保護的同時，橫差保護硬切換至帶 ～ 1S的延時動作于跳閘，可防止轉(zhuǎn)子回輪偶然性的兩點接地時引起的橫差保護誤動作。接地保護帶時限動作信號 ，但當消弧線圈退出運行或由于其他原因使殘余電流大于接地電流允許值時，應(yīng)切換為動作停機。 100%保護區(qū)