【正文】 母線保護采取的是母聯(lián)比相式差動保護，簡單可靠。s bus bar, the generator and transformer39。s influence. The power plant and the transformer substation bus bar is in an electrical power system39。其中四臺機組單臺額定功率為75WM，最大功率為 86 WM；一臺自籌機組單機功率為 WM。 所謂不正常運行狀態(tài)是指系統(tǒng)的正常工作受到干擾，使運行參數(shù)偏離正常值，如一些設(shè)備過負荷、系統(tǒng)頻率或某些地區(qū)電壓異常、系統(tǒng)振蕩等。 其他類型的保護有： —— 利用某種通信通道同時比較被保護元件兩側(cè)正常運行與故障時電氣量差異的保護。 ①遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。實踐表明，變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式；而油箱內(nèi)發(fā)生短路的情況比較少。 對高壓側(cè)電壓為 330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護。作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。 設(shè)變壓器的變比為 12TUn U? ，式（ 21）可進一步表示為 21rTA TAIII nn??? ?? 變形為 1 2 1 12 2 11T T A TrT A T A T An I I n n II n n n? ? ?? ???? ? ????? （ 23） 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 式中， 1TAn 、 2TAn 分別為兩側(cè)電流互感器的變比。變壓器的變比也是有標準的，三者的關(guān)系很難完全滿足式（ 24），令變比差系數(shù)為 121 TA TzaTAnnf n? ? ? （ 210） 根據(jù)式（ 23）可得 11221zaTunbT A T AfIn I II nn ??? ???? （ 211） 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 穿越電流 —— 如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)，并忽略 zaf? 不為零的影響，則區(qū)外故障 時變壓器兩側(cè)電流大小相等，即 21TI I n I?? ，但方向相反， I 為區(qū)外故障時變壓器的穿越電流。 電流互感器的暫態(tài)誤差 —— 非周期分量的存在大大增加了電流互感器的飽和程度，由此產(chǎn)生的誤差稱為電流互感器的暫態(tài)誤差。 對于降壓變壓器，負荷在低壓側(cè)電動機自啟動時高壓側(cè)電壓比低壓側(cè)高了一個變壓器壓降（標幺值）。所以零序電流保護Ⅰ段和Ⅱ西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 段均采用兩個時限， 短時限 1t 、 3t 跳開母聯(lián)斷路器 QF，長時限 2t 、 4t 跳開變壓兩側(cè)段 路器。 本設(shè)計所選瓦斯繼電器氣體的容積整定范圍為 250 3cm ；而重瓦斯保護油流速度整定在 1m/s 左右。 （ 5）對于由不對稱負荷或外部不對稱短路而引起的負序過電流，一般在 50MW及以上的發(fā)電機上裝設(shè)負序過電流保護。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 發(fā)電機故障時，如圖 00001 中的 k1 點短路，兩側(cè)電流互感器的一、二次電流如圖所示，差動繼電器中的電流為 Id =I39。 綜上可見，按躲開不平衡電流條件整定的差動保護，其起動值都遠較按躲開電流互感器二次回路斷線的條件為小，因此，保護的靈敏性就高。當采用 BCH－ 2 繼電器時 Kfzq =1； Ktx — 電流互感器同形系數(shù)，采用 ； I — 在發(fā)電及外部三相短路時，流經(jīng)保護的最大周期性短路電流。 該保護是利用比較發(fā)電機中性點側(cè)和引出線側(cè)電流幅值和相位的原理構(gòu)成，因此在發(fā)電機中性點測和引出線側(cè)裝設(shè)特性和變比完全相同的電流 互感器來實現(xiàn)縱差保護。 機保護的配置原則 針對上述故障類型及不正常運行狀態(tài)，發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)以下繼電保護裝置： （ 1）針對 1MW 及以上的發(fā)電機的定子繞組及其引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)差動保護。 ⑵ 重瓦 斯保護油流速度的整定 重瓦斯保護動作的油流速度整定范圍為 ～ ，在整定流速時均以導(dǎo)油管中的流速為準，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)需要，每段零序電流可設(shè)兩個時限，并以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，以較長時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。 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自啟動時可能出現(xiàn)的最大負荷，而是按大于變壓器的額定電流整定。由于磁滯回線的‘磁滯’現(xiàn)象，鐵芯中將長期存在殘留磁通，稱為剩磁。 電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。目前，國內(nèi)廣泛應(yīng)用有以下幾種類型繼電器構(gòu)成差動保護： ⑴ 帶短路線匝的 BCH2 型差動繼電器； ⑵ 帶磁制動特性的 BCH1 型差動繼電器； ⑶ 多側(cè)磁制動特性的 BCH4 型差動繼電器； ⑷ 鑒別涌流間斷角的差動繼電器； ⑸ 二次諧波制動的差動繼電器?？捎糜?63000kVA 及以上的升壓變壓器。 對于容量為 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。油箱外的故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路及接地短路。如：故障時→跳閘；不正常運行時→發(fā)信號；正常運行時→不動作。 （ a）正常運行情況 （ b）三相短路情況 圖 11 我國常用的 110kV及以下單側(cè)電源的供電網(wǎng)絡(luò) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 發(fā)現(xiàn)并正確 利用能可靠區(qū)分三種運行狀態(tài)的可測參量或參量的新差異，就可以形成新的繼電保護原理。 ①故障造成的很大的短路電流產(chǎn)生的電弧使設(shè)備損壞。文章內(nèi)容包括原理分析、保護整定計算和靈敏性校驗。 關(guān)鍵詞 ：水電站、繼電保護、發(fā)電機、變壓器、母線、二次回路 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract As a result of large hydroelectric station39。s important building block, generator39。電站保證出力 ，多年平均發(fā)電量為 億 kW 故障和不正常運行情況常常是難以避免的，但事故卻可以防止。 ①電流差動保護 —— 利用內(nèi)部與外部短路時兩側(cè)電流矢量的差別構(gòu)成。 ②近后備保護：當主保護拒動時，由本設(shè)備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)近后備保護。 （ 2）變壓器不正常工作狀態(tài) 變壓器的不正常工作狀態(tài)主要有：油箱外部短路引起的過電流，負荷長時間超過額定容量引起的過負荷，風扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等。 對于發(fā)電機變壓器組，當發(fā)電機與變壓器之間有 斷路器時，變壓器應(yīng)裝設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護。 對于 400kVA 及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。 若選擇電流互感器的變比，使之滿足 21TA TTAn nn ? （ 24） 這樣式（ 23）變?yōu)? 122TrTAn I II n??? ?? （ 25） 忽略變壓器的損耗，正常運行和區(qū)外故障時一次電流的關(guān)系為 210TI n I????。 由式（ 211）知，電流互感器和變壓器變比不一致產(chǎn)生的最大不平衡電流為 max maxunb za kI f I???? （ 212） maxkI? — 區(qū)外故障時最大的穿越電流。差動保護是瞬時動作的，必須 考慮非周期分量引起 的暫態(tài)不平衡電流。所以高壓側(cè)取值比較高。 零序電流保護 Ⅰ段的動作電流按下式整定 set rel b lx setI K K I ??Ⅰ Ⅰ 式中 relK — 可靠系數(shù)，取 ； bK — 零序電流分支系數(shù)； lxsetI?Ⅰ — 相鄰元件零序電流Ⅰ段的動作電流。 變壓器縱差 保護正定計算 T4 變壓器總差保護整定計算 當外部發(fā)生短路時，已知 ?x*G uk =10% 取 ?UB SB =100WVA 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 則將發(fā)電機和變壓器的電抗標幺值折算到變壓器故障點的值為： XT 41*? = ?? = XG 41*? = 75100? = XD 41*? =XT 41*? +XT 41*? =+= XT0* =? = XG0* = 100 ? XD0* =XT0* +XT0* =+= ??XD XD 41*? // XD 41*? //XD 41*? //XD0* +=0. 25 Ikmax. = USBB3 XD??1 = ?? = kA 躲過電流互感器二次回路斷線時引起的差動電 I = USBB3 = 103?? = Iset =Krel I = = 躲過保護范圍外部短路時的最大不平衡電流 I =（ Kst 10%＋ ? U +? f ） KITA 則 I =（ 1 ++） kA = (3) 躲過變壓器的最大勵磁涌流 IKKI Nurelset? = 1 = 取上述三個之中最大者作為縱差保護的動作電流，則 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 Idz = 靈敏系數(shù)校驗 Ksen = IIdz = IIdz3= ? =2 2. T0 變壓器總差保 護整定計算 同理得發(fā)電機 T0 ： Ikmax. = (1) 躲過電流互感器二次回路斷線時引起的差動電流 =US BB3= 103??= Iset =Krel = = (2)躲過保護范圍外部短路時的最大不平衡電流 I =（ Kst 10%＋ ? U +? f ）KI 根據(jù)前面計算可知 = I =（ 1 ++） = (3) 躲過變壓器的最大勵磁涌流 IKKI Nurelset? = 1 = 取上述三個之中最大者作為縱差保護的動作電流，則 Idz == 靈敏系數(shù)校驗 Ksen = IIdz = IIdz3= 3?= 2 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 過電流保護整定計算 保護的啟動電流按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定，即 = 1?nn IN = 144? IN =34 ? = 式中 n—— 并聯(lián)變壓器的最少臺數(shù) IN —— 每臺變壓器的額定電流 Iset =KKrerel= =90251.. ?= 式中 Krel —— 可靠系數(shù)。 （ 6）對于不對稱負荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)接于一相電流的過負荷保護。2 +I39。但是這樣整定后，在正常運行條件下發(fā)生電流互感器二次回路斷線時，在負荷電流的作用下，差動保護就可 能誤動作，就這點來看其可靠性是較差的。 發(fā)電機縱差保護整定 縱差保護的整定原則如下： BCH2型繼電器構(gòu)成的差動保護 保護動作電流應(yīng)躲開外部短路時最大不平衡電流，即 m a xdz K bp js K fz q tx i dI K I K K K f I??? ? ? ? ? ? 式中 Kk — 可靠系數(shù)，采用 ； I — 計算不平衡電流； Kfzq — 考慮非周期分量影響的系數(shù)。因為該保護可以無延時的切除保護范圍內(nèi)的各種故障，同時又不反應(yīng)發(fā)電機的過負荷和系統(tǒng)振蕩，且靈敏系數(shù)一般較高，所以縱差動保護毫無例外的用作容量在 1MW 以上發(fā)電機的主保護。 對于發(fā)電機 — 變壓器組，對容量在 100MW 以下的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)不小于繞組串聯(lián)匝數(shù) 90%的定子接地保護對容量在 100MW 以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)為 100%的定子接地保護，保護帶時限動作于信號，必要時也可以動作于切。 變壓器保護的整定計算 瓦斯保護的整定 ⑴ 一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為 250～ 300 3cm ，變壓器容量在 10000kVA以上時，一般正常整定值為 250 3cm ，氣體容量整定值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變的。零 序電流保護在配置 上要