【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)發(fā)電機(jī)端短路時(shí)，次暫態(tài)電流的一般計(jì)算式為 （31）但是也可以近似計(jì)算為： （32）給定額定電壓, 次暫態(tài)短路電流得出,沖擊電流的計(jì)算式為： （33）當(dāng)巨型發(fā)電機(jī)直接供電的母線上短路時(shí)，一般計(jì)代入得 ，穩(wěn)態(tài)短路電流其一般計(jì)算式為： （34）為穩(wěn)態(tài)直軸（同步）電抗；根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電動(dòng)勢(shì)的曲線 , 查得 。所以因而穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值穩(wěn)態(tài)短路電流的實(shí)際值 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路是發(fā)電機(jī)內(nèi)部最嚴(yán)重的故障，因此，要求裝設(shè)快速動(dòng)作的保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)每相有引出線時(shí)，可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)（簡稱縱差）保護(hù)作為發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路的主保護(hù)。 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的構(gòu)成發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的工作原理，是根據(jù)比較被保護(hù)元件始端和末端電流相位和幅值的原理而構(gòu)成的。為了實(shí)現(xiàn)此種保護(hù)，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)與靠近出口端斷路器處應(yīng)裝設(shè)同一型號(hào)和變化的兩組電流互感器1LH和2LH，兩組電流互感器之間，即為縱差保護(hù)的保護(hù)區(qū)。電流互感器二次側(cè)按循環(huán)電流法接線，設(shè)兩端電流互感器的同極性端子朝向同一方向，則兩個(gè)互感器的二次側(cè)異極性相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電器，在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器二次電流I2與I2＇之差，故稱它為差動(dòng)回路，該繼電器是反映兩側(cè)（同一相）電流互感器二次電流之差而動(dòng)作的，故稱它為差動(dòng)繼電器（CJ）。由于縱差保護(hù)不反應(yīng)負(fù)荷電流與外部短路電流，只反應(yīng)兩側(cè)電流互感器之間故障時(shí)的電流，故保護(hù)不必與其它保護(hù)作時(shí)限上的配合，可瞬時(shí)動(dòng)作[8]。 采用差動(dòng)繼電器構(gòu)成縱差保護(hù)采用差動(dòng)繼電器構(gòu)成的縱差保護(hù)單相原理接線如圖。由于它能較好地躲過暫態(tài)不平衡電流的影響，因此，被廣泛地用在發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)中。在實(shí)際應(yīng)用中可把差動(dòng)線圈和平衡線圈串聯(lián)起來作為一個(gè)線圈使用，以增加匝數(shù)的調(diào)整范圍。圖31　發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)單相原理接線圖縱差動(dòng)保護(hù)的作用，主要是保護(hù)發(fā)電機(jī)內(nèi)部及引出線端各種類型的相見故障。保護(hù)動(dòng)作后，瞬時(shí)跳開發(fā)電機(jī)出口斷路器和滅磁開關(guān)，并發(fā)出差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)[6]。 縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 最小動(dòng)作電流的整定為了避免保護(hù)在電流互感器二次回路斷線時(shí)誤動(dòng)作，保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于發(fā)電機(jī)的額定電流。 式中為可靠系數(shù)，為發(fā)電機(jī)的額定電流。躲過外部故障時(shí)的最大不平衡電流。式中為可靠系數(shù)。 （35）式中為外部故障時(shí)的最大不平衡電流，一般可按下式計(jì)算 （36）式中 為考慮非周期分量影響的系數(shù)。當(dāng)保護(hù)采用BCH2A型差動(dòng)繼電器時(shí)取1；式中為電流互感器的同型系數(shù)。，不同時(shí)取1；式中電流互感器的最大相對(duì)誤差，當(dāng)按10%；式中在發(fā)電機(jī)外部三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)的最大周期性短路電流?？傻贸?選取較大數(shù)值作為保護(hù)的動(dòng)作電流的整定值。 差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流式中為接線系數(shù) 取1 靈敏度檢驗(yàn)按發(fā)電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行是兩相短路時(shí)校驗(yàn) 低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)發(fā)電機(jī)的過流保護(hù)，用來作發(fā)電機(jī)外部短路故障的后被保護(hù)，并作為定子繞組相間短路主保護(hù)（差動(dòng)保護(hù)）的后備保護(hù)。如圖32所示為發(fā)電機(jī)低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)的接線圖，該保護(hù)的電流繼電器接在中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器上，采用三相星形連接，地電壓繼電器則接在發(fā)電機(jī)出口端電壓互感器二次側(cè)的相間電壓上，這樣在發(fā)電機(jī)投入前發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置也能動(dòng)作[9]。從圖中可知，該保護(hù)時(shí)受低電壓繼電器控制的中間繼電器BZJ來實(shí)現(xiàn)閉鎖的。該保護(hù)的接線有下述特點(diǎn)：第一，當(dāng)外部短路時(shí)，可以采用電流繼電器的接點(diǎn)去閉鎖接地保護(hù)；第二，當(dāng)電壓互感器二次回路斷線二低電壓繼電器單獨(dú)動(dòng)作時(shí)，整套保護(hù)不誤動(dòng)，并可通過BZJ發(fā)生斷線信號(hào)；第三，該斷線信號(hào)時(shí)通過發(fā)電機(jī)斷路器的輔助接點(diǎn)接至延時(shí)信號(hào)，以便在發(fā)電機(jī)斷開時(shí)把信號(hào)推出。保護(hù)裝置動(dòng)作后，通過出口中間繼電器BCJ將發(fā)電機(jī)的主斷路器和自動(dòng)滅磁開關(guān)跳開。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線有分段斷路器時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)有兩個(gè)時(shí)限，如圖，以較小的時(shí)限跳開主變壓器斷路器和分段斷路器，如故障仍未消除，則以較大的時(shí)限跳開發(fā)電機(jī)主斷路器和自動(dòng)滅磁開關(guān)。當(dāng)相鄰發(fā)電機(jī)電壓母線段或高壓母線發(fā)生故障且相應(yīng)的保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，本段發(fā)電機(jī)低電壓起動(dòng)的過流保護(hù)先將主變斷路器、分段斷路器和母聯(lián)斷路器跳開，使本段母線與故障部分分開u，隨后保護(hù)裝置返回，以保證本段母線可靠供電。（a）（b）圖32　發(fā)電機(jī)低電壓起動(dòng)過電流保護(hù)接線圖 發(fā)電機(jī)保護(hù)接線圖為了便于分析事故，在每套保護(hù)裝置接至出口中間繼電器BCJ的回路中，都串接有信號(hào)繼電器，當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作后，相應(yīng)的信號(hào)繼電器一方面指出該保護(hù)已動(dòng)作，另一方面發(fā)出“掉牌未復(fù)歸”信號(hào)。出口中間繼電器BCJ動(dòng)作后接點(diǎn)閉合，作用于發(fā)電機(jī)斷路器和滅磁開關(guān)跳閘，并關(guān)閉汽輪機(jī)的主汽門。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)，也可惜出口中間繼電器BCJ將發(fā)電機(jī)切除。在出口中間繼電器線圈上并聯(lián)附加電阻的作用是當(dāng)幾套保護(hù)同時(shí)動(dòng)作時(shí)，保證它們的信號(hào)繼電器都能可靠動(dòng)作。每套保護(hù)的出口處都裝有聯(lián)接片（1LP——4LP），在過電流保護(hù)動(dòng)作于母聯(lián)斷路器和分段斷路器的跳閘回路中，也裝有聯(lián)接片（5LP——7LP），以便在運(yùn)行中有可能將上述回路解除工作。為了便于維護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)作實(shí)驗(yàn)，在差動(dòng)保護(hù)回路中裝有實(shí)驗(yàn)盒SH。展開圖見附錄B發(fā)電機(jī)保護(hù)接線全圖。第四章 主變壓器保護(hù) 變壓器的故障、異常運(yùn)行方式和應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)裝置變壓器是電力系統(tǒng)中重要設(shè)備，數(shù)量很多，由于它是靜止設(shè)備，結(jié)構(gòu)上較可靠，故障機(jī)會(huì)比較少。但在實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生故障，它的故障將給系統(tǒng)的正常供電和安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，必須根據(jù)變壓器的容量及重要性裝設(shè)性能良好的、動(dòng)作可靠的保護(hù)裝置。 變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和外部故障：（1）油箱內(nèi)部故障主要有：相相間短路、單相匝間短路、單相接地短路等。上述短路故障電流將產(chǎn)生電弧，會(huì)燒壞線圈的絕緣和變壓器的鐵芯，甚至引起絕緣材料、變壓器油的強(qiáng)烈氣話，而導(dǎo)致油箱爆炸等嚴(yán)重后果。（2）油箱外部的故障：主要是絕緣套管和引出線上的相見短路、單相接地短路等。變壓器異常運(yùn)行方式主要有：（1）由于外部短路引起的過電流。（2）由于電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)過并聯(lián)運(yùn)行的變壓器被斷開以后，處于高峰負(fù)荷等原因引起的過負(fù)荷。（3）油箱內(nèi)部的油面降低。 根據(jù)變壓器的故障種類及異常運(yùn)行方式應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)裝置：（1）防御變壓器油箱內(nèi)部短路和油面降低的瓦斯保護(hù)。（2）賦予變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路的縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。（3）防御外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)后備的過電流保護(hù)。（4）防御大接地電流電