【正文】 差動繼電器的動作電流 Idz =nIK dzjx1 式中 Kjx — 接線系數(shù) n1 — 電流互感器變比 IIK ? 式中 — 發(fā)電機(jī)出口兩相短路時，流經(jīng)保護(hù)最小周期性短路電流。電流互感器二次側(cè)按照循環(huán)電流接線法接線，即如果兩組電流互感器一次側(cè)極性分別以中性點測和母線側(cè)為正極性，則二次側(cè)同極性相連接。 （ 3） 對于發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，當(dāng)定子繞組星形接線、每相有并聯(lián)分支且中性點側(cè)有分支引出端時，應(yīng)裝設(shè)橫差保護(hù)； 200MW 及以上的發(fā)電機(jī)有條件時可裝設(shè)雙重化橫差保護(hù)。但是，在變壓器外部故障時，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為 ～ 。零序過電流取自變壓器中性點電流互感器的二次側(cè)。由于電壓互感器回路發(fā)生斷線時，低電壓互感器將誤動作，因此在實際裝置中還需配置電壓回路斷線閉鎖功能，具體邏輯此處從略。 通常根據(jù)電流互感器的 10%誤差曲線來選擇電流互感器的型號： m a x 10%10% 10%kI ? ????????????? ??????????????實 際 負(fù) 載 電 阻 小 于 此 數(shù) 值實 際 負(fù) 載 電 阻 大 于 此 數(shù) 值測 得 區(qū) 外 故 障 最 大 短 路 電 流 在 誤 差 曲 線 中 找 出 相 應(yīng) 的 二 次 負(fù) 載 電 阻 的 數(shù) 值二 次 電 流 誤 差 一 定 小 于 電 流 互 感 器 最 大 誤 差 為選 擇 容 量 更 大 的 電 流 互 感 器 1 max kII? ??? （ 218） 1unb stI K I??????? m ax m st kI K I??? （ 219） 引入非周期分量系數(shù) npK ： m a x m a x0 .1un b np st kI K K I??? （ 220） 式（ 219）的 maxunbI ? 只是穩(wěn)態(tài)不平衡電流，在變壓器外部故障時，一次電流 （ a）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 外部短路電流； （ b）縱差動保護(hù)不平衡電流 圖 26 縱差動保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流 中除穩(wěn)態(tài) 分量外還有非周期分量等暫態(tài)分量。圖 23 所示的是 Y， y,d11 接線方式三繞組變壓器縱差動保護(hù)單相示意圖，接入縱 差動繼電器的差電流為 : 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 1 2 3rI I I I? ? ? ?? ? ?? ? ? （ 28） 圖 23 三繞組變壓器縱差動保護(hù)接線單相示意圖 三相變壓器各側(cè)電流互感器的接線方式和變比的選擇也要參照 Y， d11 雙繞組變壓器的方式進(jìn)行調(diào)整，即 d 側(cè)電流互感器用 Y 接線方式；兩個 Y 側(cè)電流互感器則采用 d 接線方式。 構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的基本原則 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 21 雙繞組單相變壓器縱差動保護(hù)的原理接線圖 如圖 21 所示，其中： 1I? 、 2I? —— 分別為變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的一次電流，參考方向為母線指向變壓器； 1I?? 、 2I?? —— 為相應(yīng)的電流互感器二次電流； II? —— 差動繼電器。 上述各項保護(hù)動作后，應(yīng)帶時限動作于跳閘。 容量為 6300kVA 以下并列運行的變壓器以及 10000kVA 以下單獨運行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時限大于 時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的電弧，不僅會損壞鐵芯的絕緣、燒毀貼心，而且由于絕緣材料和變壓器油因 受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，有可能引起變壓器油箱爆炸。 后備保護(hù) —— 主保護(hù)或斷路器拒動時用來切除故障的保護(hù)。 外部短路 —— 如圖 12（ b）所示，如果規(guī) 定電流的正方向是從母線流向線路，那么， AB 兩側(cè)電流的大小相等， 相位相差 ?180 ，兩側(cè)電流的矢量和為零。 ③靠近故障點的部分地區(qū)電壓大幅度下降，使用戶的正常工作遭到破壞或影響產(chǎn)品質(zhì)量。 大峽水電站位于甘肅省白銀市和愉中縣交 界的黃河干流上，為河床式徑流式電站。s structure is quite plex, possibly will break down various in the movement process and exceptionally the running status, to guarantee that will break down in the extent of protection, can have the selective fast excision breakdown, needs to dispose many kinds of relay protection installments, when the necessity will carry on the multidensified disposition, thus in the river water power plant the important equipment39。s harm and the loss will fall to are smallest, will be smallest to electrical power system39。 電站裝機(jī)五臺，總裝機(jī)容量為 。 ④破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使該系統(tǒng)瓦解和崩潰。 內(nèi)部短路 —— 如圖 12（ c）所示，兩側(cè)電源分別向短路點供給短路電流 2dI?? 和2dI??? ，都是由母線流向線路，此時兩個電流一般不相等，在理想條件下（兩側(cè)電勢同相位且全系統(tǒng)的阻抗角相等），兩個電流同相位，兩個電流的矢量和等于短路點的總電流，其值較大。又分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)兩種。對于變壓器發(fā)生的各種故障，保護(hù)裝置應(yīng)盡快的將變壓器切除。 容量為 6300kVA 及以上、廠用工作變壓器和并列運行的變壓器、 10000kVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器、以及 2020kVA 及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 的變壓器外部接地短路時的零序電流保護(hù) 110kV 及以上中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。 流入差動繼電器的差動電流為 12rI I I? ? ????? （ 21） 縱差保護(hù)的動作判據(jù)為 r setII? （ 22） 式中， setI 為縱差動保護(hù)的動作電流；12rI I I?????? 為差動電流的有效值 。設(shè)變壓器的高 低側(cè)（ 13） 和中 低側(cè)（ 23） 的變比為 13Tn 和23Tn ，考慮到正常運行和區(qū)外故障時變壓器各側(cè)電流滿足 13 1 23 2 3 0TTn I n I I? ? ?? ? ?，電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足 3 1313 23233TA TTATA TTAnnnnnn????????? （ 29） 變壓器差動保護(hù)的不平衡電流 產(chǎn)生的不平衡電流 變壓器兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標(biāo)準(zhǔn)變比，其規(guī)格種類是有限的。導(dǎo)致不平衡電流的瞬時值較穩(wěn)態(tài)量大，非周期分量系數(shù)就是考慮這個因素而引入的。 采用低電壓繼電器后，電流繼電器的整定值就可以不再考慮并聯(lián)運行變壓器切除或電動機(jī)自啟動時可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷，而是按大于 變壓器的額定電流整定。由于是雙母線運行，在另一條母線故障時，零序電流保護(hù) 圖 29零序過電流保護(hù)的系統(tǒng)接線和保護(hù)邏輯 應(yīng)斷開母聯(lián)斷路器 QF,使變壓器能夠繼續(xù)運行。因此，為了防止穿越性故障時瓦斯保護(hù)誤動作，可將油流速度整定在 1m/s 左右。 （ 4）對于發(fā)電機(jī)外部短路引起的 過電流，可采用下列保護(hù)方式： 1）負(fù)序過電流及單元件低電壓啟動過電流保護(hù)，一般用于 50MW 及以上的發(fā)電機(jī)； 2）負(fù)荷過電壓啟動的過電流保護(hù)，一般用于 1MW 以上的發(fā)電機(jī)； 3）過電流保護(hù)，用于 1MW 及以下的小型發(fā)電機(jī)； 4）帶電流記憶的低壓過電流保護(hù)，用于自并勵發(fā)電機(jī)。差動互感器與兩側(cè)電流互感器的二次繞組并聯(lián)。 最小靈敏系數(shù)應(yīng)約為 2。 對于水輪發(fā)電機(jī)，由于電抗 dX?? 的數(shù)值比汽輪發(fā)電機(jī)大，其出口處發(fā)生三相西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 短路的最大短路電流約為：max 5d e fII??? 為避免保 護(hù)在電流互感器二次回路斷線時誤動作，保護(hù)動作電流應(yīng)大于發(fā)電機(jī)的最大負(fù)荷電流，即 Idz =Kk I 式中 Kk － 可靠系數(shù)，采用 I－發(fā)電機(jī)額定電流 取述最大的 Idz 作為保護(hù)的動作電流。兩組電流互感器之間為縱差保護(hù)的范圍。 （ 2）對于直接連于母線的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障當(dāng)單相接地故障電流（不考慮消弧線圈的補償作用）大于表的規(guī)定允許值時，應(yīng)裝設(shè)選擇性的接地保護(hù)裝置。 根據(jù)運行經(jīng)驗，管中油流速度整定為 ～ 1m/s 時，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。 圖 29所示是雙繞組變壓器零序過電流保護(hù)的系統(tǒng)接線和保護(hù)邏輯。 過電流保護(hù)按躲開可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流小整定，啟動電流比較大，只有在電流元件和電壓元件同時動作后，才能啟動時間繼電器，經(jīng)過預(yù)定的延時后動作于跳閘。 10%誤差曲線 — 電流互感器誤差達(dá)到 10%時，一次電流與二次負(fù)載電阻之間的關(guān)系曲線。三繞組變壓器的縱差動保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的。 此外，有些單位還研制了高次諧波制動的差動繼電 器。 (4)對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用上述 ⑵ 、 ⑶ 保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護(hù)。 反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)，對其中 性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護(hù)作用。油箱內(nèi)的故障包括繞組間相間短路、接地短路、匝間短路及鐵芯的燒損等。 分 類 通常分為以下幾類： （ 1）按被保護(hù)的對象分類：輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等； （ 2）按保護(hù)原理分類：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等；（ 3）按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類：相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過勵磁保護(hù)等； （ 4） 按構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的繼電器原理分類：機(jī)電型保護(hù)（如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保護(hù)）、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等； （ 5） 按保護(hù)所起的作用分類：主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助 保護(hù)等； 主保護(hù) —— 滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。 在此以圖 11 為例分析一下利用不同電氣量特征分別能構(gòu)成哪種保護(hù)： ldII???????? ???????差 異 構(gòu) 成正 常 時 ： 負(fù) 荷 電 流 短 路 時 電 流 幅 值 增 大 過 電 流 保 護(hù)短 路 時 ： 短 路 電 流 ? ?5 % 1 0 % ? ??????????差 異構(gòu) 成正 常 時 ： 在 額 定 電 壓 附 近 變 化 ～ 短 路 時 電 壓 幅 值 降 低短 路 時 ： 短 路 點 的 相 間 或 對 地 電 壓 降 低 到 零低 電 壓 保 護(hù) （即測量阻抗） 圖 12 220kV及以上多側(cè)電源的輸電網(wǎng)路 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 ??? ????????????差 異構(gòu) 成正 常 時 ： 反 映 該 線 路 與 供 電 負(fù) 荷 的 等 值 阻 抗 及 負(fù) 荷 阻 抗 角 （ 功 率 因 數(shù) 角 ） 短 路 時 測 量 阻 抗 幅 值 降 低 ， 阻 抗 角 增 大短 路 時 ： 反 映 該 測 量 點 到 短 路 點 之 間 線 路 段 的 阻 抗距 離 保 護(hù) （ 低 阻 抗 保 護(hù) ） 如圖 12 所示，其中： 正常運行 —— 如圖 12（ a）所示， 如果規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路，那么， AB 兩側(cè)電流的大小相等，相位相差 ?180 ，兩側(cè)電流的矢量和為零。 ②從電源到短路點間流過的短路電流引起的發(fā)熱和電動力將造成在該路徑中非故障元件的損壞。其中發(fā)電機(jī)采取縱聯(lián)差動保護(hù)、橫聯(lián)差動保護(hù)和定子繞組接地保護(hù)等；變壓器主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)，兩者結(jié)合做到優(yōu)勢互補，后備保護(hù)是復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)；