【正文】 臺(tái)發(fā)電機(jī)的相電動(dòng)勢(shì)中約有 2%～ 10%的三次諧波分量。發(fā)電 機(jī)機(jī)端接地時(shí) 3 3 3 0NSU E U? ??? ?；當(dāng) ? = 時(shí) 33SNUU? 二．反應(yīng)基波零序電壓的定子接地保護(hù) 根據(jù)發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)定子回路出現(xiàn)零序電壓，且零序電壓的大小與接地點(diǎn)的位置有關(guān)的特點(diǎn) ，利用機(jī)端電壓互感器開口三角繞組的輸出電壓構(gòu)成了反應(yīng)基波零序電壓的零序電壓的定子接地保護(hù)。這對(duì)于大、中型發(fā)電機(jī)是布允許的。 （ 1）三次諧波電壓保護(hù)： 設(shè)正常運(yùn)行時(shí)，三次諧波電壓比值為 3K （實(shí)測(cè)最大值），則取3 , 3( )se tKK?? （ 2）基波零序電壓保護(hù) 0 0.3 3 3.3 / setS N setUUU U K? ?發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 28 該保護(hù)的動(dòng)作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)側(cè)但想電壓互感器或機(jī)端電壓互感器開口三角形繞組的最大不平衡電壓整定，即： ,0 ,m a xop rel nu bU K U? 式中 ,0opU —— 基波零序電壓保護(hù)整定值 relK —— 可靠系數(shù)，取 ～ ,maxnubU —— 實(shí)測(cè)基波不平衡電壓 當(dāng) ,0opU ﹤ 10V時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)高壓系統(tǒng)接地短路時(shí)傳遞到機(jī)端的基波零序電壓，以避免保護(hù)誤動(dòng)作。其中， 3 1,maxt t t? ?? ， 43t t t? ?? 。 壓器 由于分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)處繞組的絕緣水平最低，所以，對(duì)于此類變壓器接地保護(hù)動(dòng)作行為的要求是，保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)先切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，后切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地運(yùn)行的變壓器以無時(shí)限的間隙零序過電流跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器或高壓側(cè)斷路器；若放電間隙零序過電流保護(hù)未動(dòng)作，則以帶時(shí)限的零序過電壓保護(hù)跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器或高壓側(cè)斷路器；中性點(diǎn)直接接地變壓器仍以較短時(shí)限跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器，以較長時(shí)限跳開直接接地變壓器高壓側(cè)斷路器。 二．轉(zhuǎn)子繞組的過負(fù)荷保護(hù) 轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)的配置與整定原則和定子繞組過負(fù)荷保護(hù)相似。 對(duì)于中小型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層的負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，通常采用兩段式定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。反時(shí)限負(fù)序。為防止 以上事故的發(fā)生，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，即反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。 對(duì)于直接冷卻的大中型發(fā)電機(jī)，定子繞組的過負(fù)荷保護(hù)，由定時(shí)限電流保護(hù)和反時(shí)限電流保護(hù)兩部分組成。解列后若故障仍存在，對(duì)于中性點(diǎn)不接地變壓器可由零序過電壓經(jīng)一動(dòng)作時(shí)限先跳閘切除故障；對(duì)于中性點(diǎn)接地變壓器，由于仍有零序電流而閉鎖零序過電壓保護(hù)，只能以零序過電流保護(hù)的長動(dòng)作時(shí)限跳閘，最終切除故障。零序過電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓整定值按躲過系統(tǒng)失去中性點(diǎn)且發(fā)生單相接地故障時(shí)所接 TV 二次繞組可能出現(xiàn)的最低電壓整定時(shí)，一般取 180V。變壓器零序電流Ⅰ段保護(hù) 的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限，分別與相鄰線路零序過電流保護(hù)第Ⅰ段或第Ⅱ段的動(dòng)作電流及動(dòng)作時(shí)限配合進(jìn)行整定；其中10t t t? ?? ， 21t t t? ?? 。 零序電壓判據(jù)和三次諧波判據(jù)各有獨(dú)立的出口回路，以滿需不同配置的要求。顯然，保護(hù)在中性點(diǎn) 附近有 5%～ 10%的死區(qū)。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生金屬性單相接地時(shí)，不論發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)有無消弧線圈恒有331SNUU ??? ? 。任何一臺(tái)發(fā)電機(jī)的相電動(dòng)勢(shì)中都含有諧波分量，在設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)時(shí)利用發(fā)電機(jī)繞組的分布和短節(jié)距來消除 5次、 7 次諧波，以消除對(duì)電壓波形的影響。發(fā)電機(jī)額定電壓越高，其安全電流越小，反之亦然。 當(dāng)設(shè) S1 閉合， S2 斷開時(shí)，在 1R 上測(cè)得電壓 1U ；當(dāng) S2 閉合， S1斷開時(shí)，在 1R 上測(cè)得電壓 2U 。 阻抗保護(hù)邏輯框圖 第三章 反映接地故障的保護(hù) 第一節(jié) 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù) 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路對(duì)地之間有一定的絕緣電容和分布電阻。 變壓器阻抗保護(hù)通常作為 330KV及以上大型變壓器相間短 路的后備保護(hù)，由起動(dòng)元件、相間阻抗測(cè)量元件、時(shí)間元件、 TV斷線檢測(cè)元件等組成。 （ 1） .對(duì)反應(yīng)負(fù)序過負(fù)荷的靈敏元件 動(dòng)作電流應(yīng)躲過發(fā)電機(jī)在最大可能過負(fù)荷情況下，計(jì)及系統(tǒng)頻率可能降低和負(fù)序電流濾過器的誤差等原因而引起的不平衡電流，動(dòng)作電流可取為： , 2 , Z op lII? 式中 ,oplI —— 發(fā)電機(jī)額定電流 負(fù)序或負(fù)荷的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于后備保護(hù)的最大時(shí)限，一般取 5～9s。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。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)。為此發(fā)電機(jī)裝設(shè)了反映外部故障的過電流保護(hù)。 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： 保護(hù)的動(dòng)作電壓 0,opU 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： 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 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 15 01 ,m ax0 , 03 ,m ax,3op relrelopglU k UkUUk?? 式中 01,maxU —— 最大基波零序電壓，一般取 ～ 03,maxU —— 最大三次諧波零序電壓，一般取 40V relk —— 可靠系數(shù)，取 ,3glk —— 基波對(duì)三次諧波濾過比，微機(jī)型保護(hù)的 ,3glk 取值均大于 100。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 03U 而構(gòu)成。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。0I 和 0I 。 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)。如圖 14 所示雙繞組變壓器縱差保護(hù)單相原理接線圖。 U2 ≥ 1 TA斷線 (1) 動(dòng)作電流和制動(dòng)電流的定義 為確保比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)正確動(dòng)作，動(dòng)作電流和制動(dòng)電流分別為： 動(dòng)作電流 制動(dòng)電流 不完全縱差動(dòng)保護(hù)原理接線圖 （ a）中性點(diǎn)側(cè)引出 6個(gè)端子 （ b）中性點(diǎn)側(cè)引出 4個(gè)端子 TA1 TA1 TA2 TA2 12op bI I K I? －1212res bI I K I??發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 6 12,1bbIKKI??式中 opI— 動(dòng)作電流 resI — 制動(dòng)電流 1I — 機(jī)端側(cè)定子相電流 2I — 中性點(diǎn)側(cè)定子全相電流或分支繞組電流 K—— 平衡系數(shù)， ，當(dāng) 時(shí)為完全縱差保護(hù)接線方式 時(shí)為不完全縱差保護(hù)接線方式。 2. 發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù) 發(fā)電機(jī)不完全縱差保護(hù)是一種能同時(shí)反應(yīng)發(fā)電機(jī)相間短路、匝間短路和分支繞組開焊故障的新型發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)。 故障保護(hù)用以反映保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生的各種相間短路、匝間短路及接地短路等各種類型的短路故障。 原因有 (1:導(dǎo)體之間點(diǎn)氣接觸不良或鐵芯故障，在變壓器油中可能產(chǎn)生間歇性電弧 （ 2：冷卻媒介不足將使變壓器油溫升高，如油位過低或油路阻塞，容易在繞組上產(chǎn)生局部熱點(diǎn) （ 3：分接開關(guān)故障，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流和負(fù)荷分配不合理，造成變壓器的繞組過熱 變壓器最常見的是外部故障，是油箱外部絕緣套管及引出線上的故障，可能導(dǎo)致出線的相間 短路或單相接地短路。因此，同步發(fā)電機(jī)子運(yùn)行中定子繞組和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路都有可能發(fā)生危險(xiǎn)的故障和不正常的運(yùn)行情況。 fourth of 300MW generator transformer unit relay configure the main wiring diagram of the introduction and notes. In this paper, the 300MW turbogenerator transformer design group at the same time to protect a close connection with reality, and userfriendly. Keywords: generator transformer unit relay 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 目錄 摘要 前言 第一篇 概述 ??????????????????? .1 第一章 發(fā)變組可能出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài) ??? ..1 第二章 發(fā)變組保護(hù)配置原則及要求 ???????? ..3 第二篇 發(fā)變組保護(hù)配置 ?????????????? 4 第一章 反映短路故障的主保護(hù) ?????????? ..4 第一節(jié) 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù) ???????????? ..4 第二節(jié) 變壓器縱差保護(hù) ???????????? ..8 第三節(jié) 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù) ?????????? ..9 第四節(jié) 轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù) ????????? ?? 15 第二章 反映短路故障的后備保護(hù) ????????? 16 第一節(jié) 過電流保護(hù) ?????????????? 16 第二節(jié) 阻抗保護(hù) ??????????????? 22 第三章 反映接地故障的保護(hù) ??????????? 23 第一節(jié) 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù) ??????????? 23 第二節(jié) 定子接地保護(hù) ????????????? 24 第三節(jié) 主變壓器接地保護(hù) ?????????? ..28 第四章 反映異常運(yùn)行的保護(hù) ??????????? 31 第一節(jié) 發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷保護(hù) ????????? ....31 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 一． 發(fā)電機(jī)定子繞組過負(fù)荷保護(hù) ?????????? .32 二． 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組 過負(fù)荷保護(hù) ?????????? .32 三． 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù) ?????????? .33 四． 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù) ?????????? .33 第二節(jié) 過勵(lì)磁保護(hù) ?????????????? ...34 第三節(jié) 失磁保護(hù) ??????????????? ...35 第四節(jié) 失布保護(hù) ??????????????? ...36 第五節(jié) 逆功率保護(hù) ?????????????? ...38 第六節(jié) 非全相運(yùn)行保護(hù) ???????????? ...39 第七節(jié) 斷路器失靈保護(hù) ???????????? ...40 第八節(jié) 發(fā)電機(jī)啟停機(jī)保護(hù) ??????????? ...41 第五章 非電量 保護(hù) ??????????????? ..42 第一節(jié) 主變壓器瓦斯保護(hù) ??????????? ..42 第二節(jié) 高壓廠用變壓器瓦斯保護(hù) ???????? ..44 第三篇 發(fā)變組微機(jī)保護(hù)組屏方案 ????????? ...44 第四篇 發(fā)變組系統(tǒng)主接線及其保護(hù)配置說明 ???? ...47 結(jié)束語 ????????????????????? .49 參考文獻(xiàn) ???????????????????? .50 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì) 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)校學(xué)習(xí)生活中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，通過本次設(shè)計(jì)使我系統(tǒng)的掌握了三年來所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)，提高綜合應(yīng)用 能力，初步了解實(shí)際工程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們用運(yùn)所學(xué)知識(shí)全面地、獨(dú)立地分析問題的能力。 本文系統(tǒng)的闡述了 300MW 汽輪發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)配置方案的優(yōu)化，還應(yīng)充分考慮到大型發(fā)電廠的特點(diǎn)。 third of 300MW generator transformer unit of the microprocessorbased pro