【文章內容簡介】 當發(fā)電機端短路時，次暫態(tài)電流的一般計算式為 （31）但是也可以近似計算為： （32）給定額定電壓, 次暫態(tài)短路電流得出,沖擊電流的計算式為： （33）當巨型發(fā)電機直接供電的母線上短路時，一般計代入得 ，穩(wěn)態(tài)短路電流其一般計算式為： （34）為穩(wěn)態(tài)直軸（同步）電抗；根據(jù)汽輪發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電動勢的曲線 , 查得 。所以因而穩(wěn)態(tài)短路電流的標幺值穩(wěn)態(tài)短路電流的實際值 發(fā)電機的縱差保護發(fā)電機定子繞組相間短路是發(fā)電機內部最嚴重的故障，因此，要求裝設快速動作的保護裝置，當發(fā)電機中性點側每相有引出線時，可裝設縱聯(lián)差動（簡稱縱差）保護作為發(fā)電機定子繞組相間短路的主保護。 發(fā)電機縱差保護的構成發(fā)電機縱差保護的工作原理，是根據(jù)比較被保護元件始端和末端電流相位和幅值的原理而構成的。為了實現(xiàn)此種保護，在發(fā)電機中性點側與靠近出口端斷路器處應裝設同一型號和變化的兩組電流互感器1LH和2LH，兩組電流互感器之間，即為縱差保護的保護區(qū)。電流互感器二次側按循環(huán)電流法接線，設兩端電流互感器的同極性端子朝向同一方向，則兩個互感器的二次側異極性相連，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電流互感器二次電流I2與I2＇之差，故稱它為差動回路，該繼電器是反映兩側（同一相）電流互感器二次電流之差而動作的，故稱它為差動繼電器（CJ）。由于縱差保護不反應負荷電流與外部短路電流，只反應兩側電流互感器之間故障時的電流，故保護不必與其它保護作時限上的配合，可瞬時動作[8]。 采用差動繼電器構成縱差保護采用差動繼電器構成的縱差保護單相原理接線如圖。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)電機的差動保護中。在實際應用中可把差動線圈和平衡線圈串聯(lián)起來作為一個線圈使用，以增加匝數(shù)的調整范圍。圖31　發(fā)電機縱差保護單相原理接線圖縱差動保護的作用，主要是保護發(fā)電機內部及引出線端各種類型的相見故障。保護動作后，瞬時跳開發(fā)電機出口斷路器和滅磁開關，并發(fā)出差動保護動作的信號[6]。 縱差動保護的整定計算 最小動作電流的整定為了避免保護在電流互感器二次回路斷線時誤動作，保護的動作電流應大于發(fā)電機的額定電流。 式中為可靠系數(shù)，為發(fā)電機的額定電流。躲過外部故障時的最大不平衡電流。式中為可靠系數(shù)。 （35）式中為外部故障時的最大不平衡電流，一般可按下式計算 （36）式中 為考慮非周期分量影響的系數(shù)。當保護采用BCH2A型差動繼電器時取1；式中為電流互感器的同型系數(shù)。，不同時取1；式中電流互感器的最大相對誤差，當按10%；式中在發(fā)電機外部三相短路時，流經(jīng)保護的最大周期性短路電流?？傻贸?選取較大數(shù)值作為保護的動作電流的整定值。 差動繼電器的動作電流式中為接線系數(shù) 取1 靈敏度檢驗按發(fā)電機獨立運行是兩相短路時校驗 低電壓啟動的過電流保護發(fā)電機的過流保護，用來作發(fā)電機外部短路故障的后被保護，并作為定子繞組相間短路主保護（差動保護）的后備保護。如圖32所示為發(fā)電機低電壓啟動過電流保護的接線圖，該保護的電流繼電器接在中性點側的電流互感器上，采用三相星形連接，地電壓繼電器則接在發(fā)電機出口端電壓互感器二次側的相間電壓上，這樣在發(fā)電機投入前發(fā)生故障時，保護裝置也能動作[9]。從圖中可知，該保護時受低電壓繼電器控制的中間繼電器BZJ來實現(xiàn)閉鎖的。該保護的接線有下述特點：第一，當外部短路時，可以采用電流繼電器的接點去閉鎖接地保護；第二，當電壓互感器二次回路斷線二低電壓繼電器單獨動作時，整套保護不誤動，并可通過BZJ發(fā)生斷線信號；第三，該斷線信號時通過發(fā)電機斷路器的輔助接點接至延時信號，以便在發(fā)電機斷開時把信號推出。保護裝置動作后，通過出口中間繼電器BCJ將發(fā)電機的主斷路器和自動滅磁開關跳開。當發(fā)電機電壓母線有分段斷路器時，保護裝置應有兩個時限，如圖，以較小的時限跳開主變壓器斷路器和分段斷路器，如故障仍未消除，則以較大的時限跳開發(fā)電機主斷路器和自動滅磁開關。當相鄰發(fā)電機電壓母線段或高壓母線發(fā)生故障且相應的保護拒絕動作時，本段發(fā)電機低電壓起動的過流保護先將主變斷路器、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，隨后保護裝置返回，以保證本段母線可靠供電。（a）（b）圖32　發(fā)電機低電壓起動過電流保護接線圖 發(fā)電機保護接線圖為了便于分析事故，在每套保護裝置接至出口中間繼電器BCJ的回路中，都串接有信號繼電器，當保護裝置動作后，相應的信號繼電器一方面指出該保護已動作，另一方面發(fā)出“掉牌未復歸”信號。出口中間繼電器BCJ動作后接點閉合，作用于發(fā)電機斷路器和滅磁開關跳閘，并關閉汽輪機的主汽門。當發(fā)電機電壓母線保護動作時，也可惜出口中間繼電器BCJ將發(fā)電機切除。在出口中間繼電器線圈上并聯(lián)附加電阻的作用是當幾套保護同時動作時，保證它們的信號繼電器都能可靠動作。每套保護的出口處都裝有聯(lián)接片（1LP——4LP），在過電流保護動作于母聯(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），以便在運行中有可能將上述回路解除工作。為了便于維護人員在現(xiàn)場作實驗，在差動保護回路中裝有實驗盒SH。展開圖見附錄B發(fā)電機保護接線全圖。第四章 主變壓器保護 變壓器的故障、異常運行方式和應裝設的保護裝置變壓器是電力系統(tǒng)中重要設備，數(shù)量很多，由于它是靜止設備，結構上較可靠，故障機會比較少。但在實際運行中仍有可能發(fā)生故障，它的故障將給系統(tǒng)的正常供電和安全運行帶來嚴重的影響。為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，必須根據(jù)變壓器的容量及重要性裝設性能良好的、動作可靠的保護裝置。 變壓器的故障可分為油箱內部故障和外部故障：（1）油箱內部故障主要有：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、變壓器油的強烈氣話，而導致油箱爆炸等嚴重后果。（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。變壓器異常運行方式主要有：（1）由于外部短路引起的過電流。（2）由于電動機的自啟動過并聯(lián)運行的變壓器被斷開以后，處于高峰負荷等原因引起的過負荷。（3）油箱內部的油面降低。 根據(jù)變壓器的故障種類及異常運行方式應裝設如下保護裝置：（1）防御變壓器油箱內部短路和油面降低的瓦斯保護。（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)側繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路的縱差保護或電流速斷保護。（3）防御外部相間短路并作瓦斯保護和縱差保護后備的過電流保護。（4）防御大接地電流電