【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的倒數(shù)，用于將轉(zhuǎn)子回路直流電流折算成交流勵(lì)磁機(jī)或勵(lì)磁變的交流電流，理論值=；Ifdn——發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流（額定轉(zhuǎn)子電流）。2） 動(dòng)作時(shí)間 a) 當(dāng)保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)時(shí)按小于強(qiáng)行勵(lì)磁允許時(shí)間整定 T op＝ 式中： ——發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁允許時(shí)間，由制造廠家提供。b) 當(dāng)保護(hù)動(dòng)作于減勵(lì)磁或切換勵(lì)磁時(shí)按略大于強(qiáng)行勵(lì)磁允許時(shí)間整定 T op＝ 反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù) 1） 發(fā)熱常數(shù)即轉(zhuǎn)子繞組過熱常數(shù)C，由制造廠家提供。2） 散熱系數(shù)一般取 =1 。 3） 反時(shí)限下限動(dòng)作電流 與定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流配合整定 ＝KcoIOP (34)式中：Kco——配合系數(shù)，；Iop——定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流。4） 反時(shí)限下限動(dòng)作時(shí)間Ts （下限動(dòng)作電流）所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間整定。保護(hù)裝置的轉(zhuǎn)子繞組反時(shí)限過流保護(hù)動(dòng)作特性曲線公式為 (35)式中：C——轉(zhuǎn)子繞組過熱常數(shù)，由制造廠家提供；Ifd*——強(qiáng)行勵(lì)磁倍數(shù)，以發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流為基準(zhǔn)的標(biāo)么值；——散熱系數(shù)，取 =1，即保護(hù)動(dòng)作特性與轉(zhuǎn)子繞組允許的過熱特性相同；t——保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間，s。 (36)5） 反時(shí)限上限動(dòng)作時(shí)間Tu 因反時(shí)限過流保護(hù)按上限動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)轉(zhuǎn)子回路已為嚴(yán)重短路故障，應(yīng)盡快切除，一般取Tu＝ s 。 6） 反時(shí)限上限動(dòng)作電流 上限動(dòng)作電流與強(qiáng)勵(lì)頂值倍數(shù)匹配 (37)式中：Kk——可靠系數(shù)，；Kd——發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)頂值倍數(shù)，由制造廠家提供。7） 出口方式保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁。 轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù) 針對(duì)發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱過負(fù)荷、非全相運(yùn)行以及外部不對(duì)稱故障引起的負(fù)序過電流，其保護(hù)通常由定時(shí)限過負(fù)荷和反時(shí)限過電流二部分組成。 定時(shí)限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)1） 動(dòng)作電流按躲過發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)序電流整定 (38)式中：Krel——可靠系數(shù)，；Kr——返回系數(shù)，～；I2∞*——發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流的標(biāo)么值，以發(fā)電機(jī)額定電流為基準(zhǔn)，由制造廠家提供，一般I2∞*≤10%；Ign——發(fā)電機(jī)額定電流；na——電流互感器變比。2） 動(dòng)作時(shí)間按與線路相間及接地保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間配合整定 t＝+Δt (39)式中：——線路相間及接地保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間。3） 出口方式動(dòng)作于信號(hào)。 反時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)1） 發(fā)熱常數(shù)即轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù)A，由制造廠家提供，一般直接冷卻方式的大型汽輪機(jī)A≤10，水輪機(jī)A=40。2） 散熱系數(shù)散熱系數(shù)取發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流標(biāo)么值的平方，即Ksr = I22∞* 。 3） 反時(shí)限下限動(dòng)作電流 與定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流配合整定 ＝ (40)式中：Kco——配合系數(shù)，；——定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流。4） 反時(shí)限下限動(dòng)作時(shí)間T2s （下限動(dòng)作電流）所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間整定。轉(zhuǎn)子表層反時(shí)限負(fù)序過流保護(hù)動(dòng)作特性曲線公式為 (41)式中：A——轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù)，由制造廠家提供，一般直接冷卻方式的大型汽輪機(jī)A≤10，水輪機(jī)A=40。；I2∞*——發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流標(biāo)么值，由制造廠家提供；——散熱系數(shù)，取發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流標(biāo)么值的平方，即Ksr = I2∞*2；I2*——發(fā)電機(jī)負(fù)序電流標(biāo)么值，以發(fā)電機(jī)定子額定電流為基準(zhǔn)；t——保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間，s。 (42)當(dāng)計(jì)算結(jié)果大于1000s時(shí)，取T2S=1000 s 。5） 反時(shí)限上限動(dòng)作時(shí)間T2u 按與線路縱聯(lián)保護(hù)配合整定，取T2u＝ s 。6） 反時(shí)限上限動(dòng)作電流 反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作特性的上限電流，按主變壓器高壓側(cè)兩相短路的條件整定。 (43) 式中：——發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗（飽和值），標(biāo)幺值； ——發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗，標(biāo)幺值； ——主變壓器電抗，標(biāo)幺值。7） 出口方式保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘。 發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁保護(hù) 低電壓判據(jù)一般采用系統(tǒng)低電壓判據(jù)，當(dāng)多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁，系統(tǒng)（高壓母線）電壓降不下來時(shí)，則采用機(jī)端低電壓判據(jù)。1） 系統(tǒng)低電壓判據(jù)取系統(tǒng)側(cè)高壓母線電壓。按躲過高壓系統(tǒng)母線允許最低正常運(yùn)行電壓整定 ＝(～)／nv (44)式中：——三相同時(shí)低電壓繼電器動(dòng)作電壓；——高壓系統(tǒng)母線允許最低正常運(yùn)行電壓，由調(diào)度部門提供。2） 機(jī)端低電壓判據(jù)取發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。按躲過強(qiáng)行勵(lì)磁啟動(dòng)電壓及不破壞廠用電的安全整定 ＝(～)Ugn／nv (45)式中：Ugn——發(fā)電機(jī)額定電壓。 定子阻抗判據(jù)1） 異步邊界阻抗繼電器異步邊界阻抗圓動(dòng)作判據(jù)主要用于與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的發(fā)電機(jī)失磁故障檢測(cè)，它能反應(yīng)失磁發(fā)電機(jī)機(jī)端的最終阻抗，但動(dòng)作可能較晚。圖6的圓1稱為異步邊界阻抗圓，其整定為 (46) (47)式中： X′d 、Xd——發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗和同步電抗標(biāo)么值 (取不飽和值)；Ugn、Sgn——發(fā)電機(jī)額定電壓（kV)和額定視在功率(MVA)； na、nv——電流互感器和電壓互感器變比。2） 靜穩(wěn)極限阻抗繼電器圖6的圓2稱為靜穩(wěn)極限阻抗圓，其整定值為 或 (48) (49)式中：Xcon*——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)標(biāo)么值(以發(fā)電機(jī)額定值為基值)，即最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)歸算至發(fā)電機(jī)母線的等值電抗標(biāo)么值。Xcon——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)有名值(歸算至發(fā)電機(jī)側(cè))，即最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)歸算至發(fā)電機(jī)母線的等值電抗有名值；3） 無功反向定值（與靜穩(wěn)極限阻抗配合）圖6的虛線3按躲過發(fā)電機(jī)額定有功下允許的進(jìn)相運(yùn)行無功整定。 (50)式中：——可靠系數(shù)，～；——發(fā)電機(jī)額定有功下允許的最大進(jìn)相無功功率。若作為防止故障、振蕩誤動(dòng)，一般按整定。式中：——發(fā)電機(jī)二次額定無功功率。 轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)和中小型汽輪發(fā)電機(jī)可只采用1）判據(jù)，對(duì)于大型汽輪發(fā)電機(jī)宜同時(shí)采用以下兩種判據(jù)。1） 勵(lì)磁低電壓 ＝Krel Ufdo (51)式中：Krel——可靠系數(shù)，； Ufdo——發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電壓。2） 變勵(lì)磁電壓判據(jù)變勵(lì)磁電壓判據(jù)系數(shù)根據(jù)保護(hù)裝置廠家說明書整定。 失磁判據(jù)組合及動(dòng)作時(shí)間1） 由低電壓判據(jù)+定子阻抗判據(jù)+轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)組成與邏輯時(shí)按躲過振蕩過程中短時(shí)的電壓降低整定，且為防止系統(tǒng)電壓崩潰，一般取 當(dāng)采用異步邊界阻抗圓時(shí)：top＝ s 當(dāng)采用靜穩(wěn)極限阻抗圓時(shí)：top＝ s2） 由定子阻抗判據(jù)+轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)組成與邏輯時(shí)按躲系統(tǒng)振蕩整定，一般取top＝ s 。3） 單獨(dú)取定子阻抗判據(jù)時(shí)按躲系統(tǒng)振蕩整定，因動(dòng)作邏輯簡(jiǎn)單，故以較長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間出口，一般取top＝ s 。 發(fā)電機(jī)失步保護(hù)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生非穩(wěn)定振蕩時(shí)保護(hù)系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)安全。失步保護(hù)應(yīng)只在失步振蕩情況下動(dòng)作。失步保護(hù)動(dòng)作后，一般只發(fā)信號(hào)，當(dāng)振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)部或失步振蕩持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)、對(duì)發(fā)電機(jī)安全構(gòu)成威脅時(shí)，才作用于跳閘，而且應(yīng)在兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)相位差小于90176。的條件下使斷路器跳開，以免斷路器的斷開容量過大。 三元件失步保護(hù)失步保護(hù)裝在機(jī)端，其特性由三部分組成，見圖7。 圖7 三元件式失步保護(hù)特性 第一部分是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內(nèi)的部分I和透鏡外的部分A。 第二部分是遮擋器特性，圖中②，它平分透鏡并把阻抗平面分為左半部分L和右半部分R。 第三部分特性是電抗線，圖中③，它把動(dòng)作區(qū)一分為二，電抗線以上為Ⅰ段(O) ，電抗線以下為Ⅱ段(U)。1） 遮擋器特性Za、Zb、φ整定決定遮擋器特性的參數(shù)是Za、Zb、φ，見圖8 或 (52) (53) φ＝80176?！?5176。式中：Xcon*——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)標(biāo)么值(以發(fā)電機(jī)額定值為基值)，即最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)歸算至發(fā)電機(jī)母線的等值電抗標(biāo)么值；Xcon——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)有名值(歸算至發(fā)電機(jī)側(cè))，即最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)歸算至發(fā)電機(jī)母線的等值電抗有名值； X′d——發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗(取飽和值)；Ugn、Sgn——發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)和額定視在功率(MVA)； na、nv——電流互感器和電壓互感器變比；φ——系統(tǒng)阻抗角。圖8 三元件失步保護(hù)特性的整定2） 透鏡特性α角的整定 見圖8，α角決定了透鏡的大小，Zr為透鏡的寬度。為保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗位于透鏡外，故Zr按躲發(fā)電機(jī)的最小負(fù)荷阻抗整定，即 (54)式中：——發(fā)電機(jī)最小負(fù)荷阻抗值（歐姆）；據(jù)圖8，因此 若α角小于保護(hù)裝置的建議值，為保證保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)特性，則取保護(hù)裝置的建議值（通常為120176。）。若α角大于保護(hù)裝置的建議值，為保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗位于透鏡外，則取計(jì)算結(jié)果。3） 電抗線Zc (55) 或 (56)式中：XT——變壓器電抗有名值(歸算至發(fā)電機(jī)側(cè))；Xt*——變壓器電抗值標(biāo)么值（以發(fā)電機(jī)額定值為基值）， 。 其中：Ud——變壓器的短路阻抗；Sgn——發(fā)電機(jī)額定視在功率，MVA；STn——變壓器額定容量，MVA。4） Ⅰ段區(qū)外滑極次數(shù)NⅠ 測(cè)量阻抗在Ⅰ段范圍內(nèi)，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)電機(jī)變壓器組外，動(dòng)作于信號(hào)，通常NⅠ＝2～15，一般取NⅠ＝4。5） Ⅱ段區(qū)內(nèi)滑極次數(shù)NⅡ 測(cè)量阻抗在Ⅱ段范圍內(nèi)，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)電機(jī)變壓器組內(nèi)，動(dòng)作于跳閘，通常NⅡ＝1～2，一般取NⅡ＝2。 遮擋器原理失步保護(hù)失步保護(hù)裝在機(jī)端，其特性見圖9。Xc δ1 R1 δ3 δ4 Xb R2 R3 R4 δ2 Xa R jX1區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 2區(qū) 圖9 遮擋器原理失步保護(hù)特性1） 電抗定值 (57) 或 (58) 式中：Krel——可靠系數(shù)，當(dāng)滑極次數(shù)為1時(shí)，取Krel=；當(dāng)滑極次數(shù)≥2時(shí)，取Krel=1； XT——變壓器電抗有名值(歸算至發(fā)電機(jī)側(cè))Xt*——變壓器電抗值標(biāo)么值（以發(fā)電機(jī)額定值為基值），其中：Ud——變壓器的短路阻抗；Sgn——發(fā)電機(jī)額定視在功率，MVA； STn——變壓器額定容量，MVA； 2） 阻抗邊界R1 ① 計(jì)算圖9中的和 或 (59) (60)式中：Xcon*——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)標(biāo)么值(以發(fā)電機(jī)額定值為基值)，即最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)歸算至發(fā)電機(jī)母線的等值電抗標(biāo)么值；Xcon——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)有名值(歸算至發(fā)電機(jī)側(cè))，即最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)歸算至發(fā)電機(jī)母線的等值電抗有名值； X′d——發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗(取不飽和值)；② 據(jù)圖9 (61)式中：δ1——遮擋器原理失步保護(hù)動(dòng)作區(qū)的第1內(nèi)角，保護(hù)裝置通常設(shè)置δ1=120176。；③ 為保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷阻抗位于動(dòng)作區(qū)外，故要求校核 (62)式中：RL——發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行負(fù)荷電阻值(歐姆)，；其中：——發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)；——發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行負(fù)荷阻抗值(歐姆)。3） 阻抗邊界R2 (63)4） 阻抗邊界R3 Ｒ3=－Ｒ2 (64)5） 阻抗邊界R4 Ｒ4=－Ｒ1 (65)6） 1區(qū)停留時(shí)間 按系統(tǒng)最小振蕩周期進(jìn)行整定 (66)據(jù)圖9，式中：Ｔmin——系統(tǒng)最小振蕩周期，一般為Ｔmin =～ s；Krel——可靠系數(shù)，Krel =～。7） 2區(qū)停留時(shí)間 (67)8） 3區(qū)停留時(shí)間 9） 4區(qū)停留時(shí)間 (68)10） 滑極次數(shù)N 通常N＝1～2，一般取N＝2。為防止全部機(jī)組同時(shí)跳閘，建議多臺(tái)機(jī)的滑極次數(shù)整定為不同。 發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行保護(hù) 定子鐵心過勵(lì)磁保護(hù)對(duì)于300MW及以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器之間無斷路器而共用過勵(lì)磁保護(hù)時(shí)，其整定值按發(fā)電機(jī)或變壓器過勵(lì)磁能力較低的要求整定（通常發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁能力較低）。當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器之間有斷路器時(shí)，需同時(shí)配置發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù)和變壓器過勵(lì)磁保護(hù)，其定值按各自允許的不同過勵(lì)磁倍數(shù)分別整定。1）勵(lì)磁倍數(shù)N1按與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁限制倍數(shù)（勵(lì)磁系統(tǒng)廠家提供）配合，并略大于制造廠提供的允許過勵(lì)磁特性曲線(參數(shù))中的長(zhǎng)期允許值。2）動(dòng)作時(shí)間 一般取t1=5 s 定時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)跳閘段1）勵(lì)磁倍數(shù)N2按制造廠提供的允許過勵(lì)磁特性曲線(參數(shù))中的較大過勵(lì)磁倍數(shù)整定，一般取N2=～2）動(dòng)作時(shí)間 t2取反時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作特性曲線上對(duì)應(yīng)于N2點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間。 按制造廠提供的允許過勵(lì)磁特性曲線(參數(shù))通過作圖法確定反時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作特性曲線。反時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)下限定值應(yīng)大于過勵(lì)磁保護(hù)發(fā)信段定值。 發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)300MW及以上的汽輪機(jī)，～。，累計(jì)允許運(yùn)行時(shí)間和每次允許的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間國(guó)內(nèi)尚無正式的統(tǒng)一規(guī)定，應(yīng)綜合考慮發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)的要求，并根據(jù)制造廠家提供的技術(shù)參數(shù)確定。大型汽輪發(fā)電機(jī)組頻率異常保護(hù)的整定建議值見表1。表 1 大型汽輪發(fā)電機(jī)組頻率異常保護(hù)的整定建議值頻率Hz允許運(yùn)行時(shí)間頻率Hz允許運(yùn)行時(shí)間累計(jì)min每次s累計(jì)min每次s～3030～300300～180180～6060～連 續(xù) 運(yùn) 行～