【正文】 故障時電流分布 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 9 1．正常運(yùn)行和外部發(fā)生故障時 保護(hù)不動作。 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 8 當(dāng)有一相縱差元件動作且同時有負(fù)序電壓時，縱差保護(hù)出口跳閘。電流參考方向仍然如圖 11所示，中性點側(cè)電流的正方向指向發(fā)電機(jī)。 由此可見發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)和不完全縱差保護(hù)均是比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)同相電流的大小和相位而構(gòu)成；不同的是完全縱差保護(hù)是比較每相定子首末兩端的全相電流，而不完全縱差動保護(hù)是比較機(jī)端每相定子全相電流和中性點側(cè)每相定子的部分相電流而構(gòu)成。因此故障保護(hù)可分為主保護(hù)和后備保護(hù)。 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 3 第二章 發(fā)變組保護(hù)配置原則及要求 大型發(fā)變組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有可能發(fā)生多種類型的故障和異常運(yùn)行工況，因此需要設(shè)置幾十種保護(hù)，并要求這些保護(hù)既有明確的職責(zé)范圍又能相互配合。 二．變壓器可能出現(xiàn)的故障和異常運(yùn)行方式 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。在次，我對楊曉敏老師表示感謝，另外，我也要感謝同學(xué)們對我的幫助。 關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī) — 變壓器組 繼電保護(hù) 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 Abstract With the rapid development of power industry, China39。發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 分類號 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題 目 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)計 英文題目 Design of generatortransformer unit protection 系 部 電力工程系 專業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 姓 名 班級 發(fā)電 0602班 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 論文報告提交日期 2021年 6 月 1 日 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 摘 要 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，我國發(fā)電機(jī)、變壓器單 機(jī)容量不斷增大，電力系統(tǒng)正朝著“大機(jī)組、超高壓、大電網(wǎng)”的方向發(fā)展。s power generators, increasing the capacity of a single transformer, the power system is moving in the big units, ultrahigh pressure, large power grid direction. Today39。 由于我們的水平有限，不妥和和錯誤之處在所難免，敬請老師給予指正。為了防止電力變壓器發(fā)生各類故障和不正常運(yùn) 行對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成不應(yīng)有的損失，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，應(yīng)針對電力變壓器的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)。目前 國內(nèi)已經(jīng)形成各種不同的保護(hù)功能的配置方案，這些都大同小異，但又各具特點。 異常保護(hù)用以反映各種可能對發(fā)變組造成危害的異常運(yùn)行工況，發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 4 包括可能不利于動力機(jī)械設(shè)備的異常工況，不過這些工況可能不會很快或不會直接造成對機(jī)組的破壞，為異常工況配置的保護(hù)通常也歸于后備保護(hù)的范疇。所以，兩者的基本原理相同， 只是在保護(hù)的整定 計算時有所不同 。標(biāo)積制動式縱差保護(hù)的動作電流、制動電流及其動作判據(jù)為 1bK?1bK?? ?o p . m i n r e s . m i no p . m i n r e s . m i n r e s . m i no p r e so p r e s r e s r e sI I I II I K I I I I??? ? ? ?發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 7 跳閘出口 動作電流 制動電流 動作判 據(jù) 式中 ? — 1I 和 2I 之間的相位差 ； S— 標(biāo)積制動系數(shù)，通常取 （ 1） 當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行或保護(hù)區(qū)外短路時 ， 1I = 2I ? =0， 制動量最大，動作量最小，保護(hù)可靠不動 （ 2） 當(dāng) 保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時， 1I = 2I ? = 0180 ，制動量為負(fù)值，呈現(xiàn)動作作用，動作量最大，保護(hù)動作，且靈敏 顯然，采用標(biāo)積制動式縱差保護(hù)可以大大提高反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的靈敏度。 若只有一相縱差元件動作而無負(fù)序電壓時，判為 TA 斷線；若負(fù)序電壓長時間存在而無差電流時，判為 TV 斷線 第二節(jié) 變壓器縱差保護(hù) 一．變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的基本原理 變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)（簡稱縱差保護(hù)）不但可以正確區(qū)分內(nèi)、外的短路，而且能瞬時切除保護(hù)區(qū)域內(nèi)的故障。 2. 變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時 保護(hù)動作將故障切除。 如下圖所示，單元件式橫聯(lián)差動保護(hù)采用一只電流互感器，裝于兩分支繞組中性點的連線上，利用分支繞組中性點之間連線上流過的零序電流來實現(xiàn)保護(hù)。 縱差 TA 縱差 TA 機(jī)殼 (1) 正常運(yùn)行或外部故障時 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。 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗，單元件式橫聯(lián)差動保護(hù)的動作電流為 式中 ,gnI —— 發(fā)電機(jī)定子繞組的額定電流 .( ~ )op g nII?發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 12 當(dāng)轉(zhuǎn)子回路發(fā)生兩點接地故障時，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)的電動勢不同，定子繞組并聯(lián)分支中性點連線上又較大的電流流過，將造成橫差保護(hù)誤動。 sag 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 13 可見，負(fù)序功率的方向隨故障點的位置而變化，利用這一特點可以實現(xiàn)定子繞組的匝間短路保護(hù)。 由于發(fā)電機(jī)在制造上的原因，正常運(yùn)行時會出現(xiàn)三次諧波電動勢，使正常運(yùn)行或外部故障時， TV0 開口三角形繞組上出現(xiàn)較大的零序電壓。所以，在一點接地故障后，保護(hù)裝置繼續(xù)測量接地電阻的位置，若再發(fā)生轉(zhuǎn)子一點接地故障，則以測得的 ? 值將變化。 復(fù)合電壓啟動起動元件由一個過濾式負(fù)序電壓繼電器 FYG和一個低電壓繼電器組成。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 只要不返回就可以切除故障。 兩段式定時限負(fù)序過電流保護(hù)裝置由作為不對稱短路起動元件的兩個負(fù)序電流繼電器、作為對稱短路起動元件的低電壓繼電器、電流互感器等組成。與此同時 ，負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間，正序旋轉(zhuǎn)磁場與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生的 100HZ脈動電磁轉(zhuǎn)矩，將同時作用在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子上，引起發(fā)電機(jī)組的機(jī)械振動。 阻抗元件時變壓器阻抗保護(hù)的測量元件，用于測量相間短路阻抗發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 23 值，構(gòu)成變壓器相間短路的后備保護(hù)。 amp。 第二節(jié) 定子接地保護(hù) 根據(jù)安全要求，發(fā)電機(jī)的 外殼都是接地的。當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端 U相發(fā)生金屬性接地故障時， U相對地電壓 . 0UU? ? ,其他兩相對地電壓升高 3 倍，顯然當(dāng)發(fā)電機(jī)一相金屬性接地時，極端零序電壓的大小等于發(fā)電機(jī)故障前的相電壓。極限情況，當(dāng)發(fā)電機(jī)出線端開路（即 0C?? ）時， 33SNUU? 。 由于正常運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)相電壓中含有三次諧波，因此，在機(jī)端電壓互感器開口三角形繞組一側(cè)也有三次諧波電壓輸出。 三．基波零序電壓和三次諧波電壓構(gòu)成的 100%定子接地保護(hù) 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 27 基波零序電壓和三次諧波構(gòu)成的 100%定子接地保護(hù)由兩部分組成：一部分是極薄電壓保護(hù)，另一部分是三次諧波電壓保護(hù)，即基波零序電壓保護(hù)來反應(yīng)發(fā)電機(jī) 85%～ 95%的定子繞組單相接地，由三次諧波電壓保護(hù)來反應(yīng)發(fā)電機(jī)中性點附近定子繞組的單相接地。電力變壓器的接地保護(hù)通常由主變壓器零序電壓 03U 元件、主變壓器零序電流 03I 元件、主變壓器間隙零序電流 03I 元件及時間元件構(gòu)成，根據(jù)變壓器中性點的接地方式進(jìn)行選擇配置。中性點接地運(yùn)行方式時的接地保護(hù)通常采用兩段式零序過電流保護(hù)，而中性點不接地運(yùn)行方式時的接地保護(hù)通常采用零序過電壓保護(hù)。兩段式零序過電流保護(hù)用于中性點直接接地運(yùn)行方式，零序電流閉鎖的零序電壓保護(hù)用于中性點不接地運(yùn)行方式。對于發(fā)電機(jī)，由于定子和轉(zhuǎn)子的材料利用率很高，其熱容量和銅損的比值較小因而熱容量常數(shù)也較小。 定時限過負(fù)荷保護(hù)的動作電流，按發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行最大勵磁電流下能可靠返回的 條件整定計算公式與定子繞組過負(fù)荷保護(hù)計算公式相同。Ⅱ段動作電流按躲過發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流，一般取, g nII? ? ，經(jīng) 5～ 10s 延時后動作于信號。定時限負(fù)序電流保護(hù)動作與信號，反時限負(fù)序電流保護(hù)動作于跳閘。 三．轉(zhuǎn)子表層的過負(fù)荷保護(hù) 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 33 當(dāng)發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷不對稱或系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，定子繞組中的負(fù)序電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場旋轉(zhuǎn)的方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)動方向相反，以兩倍同步速度切割轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出 100HZ 交變電流，該電流使轉(zhuǎn)子本體、端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等處因電流密度過大而過熱灼傷，甚至引起護(hù)環(huán)松脫導(dǎo)致發(fā)生重大事故。 一．定子繞組的過負(fù)荷保護(hù) 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 32 對于非直吹冷卻方式的中小型發(fā)電機(jī)定子繞組的過負(fù)荷保護(hù)，采用單相式定時限電流保護(hù)，經(jīng)延時動作與信號。這樣保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，中 性點接地運(yùn)行變壓器以零序過電流保護(hù)的短時限跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器，使兩臺變壓器分發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)設(shè)計 31 列運(yùn)行。 對于中性點可能接地也可能不接地運(yùn)行的全絕緣變壓器，當(dāng)有數(shù)臺并列運(yùn)行時，要求其接地保護(hù)的動作行為是，保護(hù)動作后應(yīng)先切除中性點接地運(yùn)行的變 壓器，后切除中性點不接地運(yùn)行的變壓器。保護(hù)每段動作后，都以較短時限跳開母聯(lián)絡(luò)斷路器或三繞組變壓器中壓側(cè)由源斷路器，以減小故障范圍；以較長時限跳開高壓側(cè)斷路器。無論發(fā)電機(jī)中性點有無消弧線圈，正常運(yùn)行時機(jī)端三次諧波電壓 3SU 比中性點側(cè)的三次諧波電壓 3NU ；而在距中性點 50%范圍內(nèi)接地時， 33SNUU? 。發(fā)電機(jī)機(jī)端也產(chǎn)生零序電壓，為