【正文】 2〉 雙阻抗元件失步保護(hù) (1)整定雙透鏡 參見(jiàn)圖形 (2)判據(jù)： 3〉 三阻抗元件失步保護(hù) (1)整定三元件 參見(jiàn)圖形 (2)透鏡特性 : 系統(tǒng)振蕩的最短振蕩周期為 ,從進(jìn)入透鏡開(kāi)始 (135度 )到到達(dá)阻擋器直線 (180度 )需 25ms，則失步穿越整個(gè)透鏡時(shí)間大于 50ms。 (3)阻擋器特性 :功角 180度的臨界線 (4)電抗線特性：電抗線以下為 I段，以上為 II段。 4〉 失步預(yù)測(cè)保護(hù) (1)兩機(jī)系統(tǒng)示意圖 ； Ug Uh采樣波形 (2)算法： )90s i n (,s i n 03 ??? ? wtUUwtUU ggnggn)90s i n (),s i n ( 03 ????? ? ?? wtUUwtUU hhnhhn3333???????hngnhngnhngnhngnn UUUUUUUUa r c t g?第七節(jié)轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)（負(fù)序電流保護(hù)） 1〉 必要性： 2發(fā)電機(jī)短期承受負(fù)序電流的能力 : 對(duì)于特定的發(fā)電機(jī)，它的承受轉(zhuǎn)子溫升的能力是一定的，用發(fā)熱常數(shù) A來(lái)表示 。 對(duì)間接冷卻汽輪發(fā)電機(jī) ,A=30 對(duì)間接冷卻水輪發(fā)電機(jī) ,A=40 而直接冷卻發(fā)電機(jī) A小得多 3〉 保護(hù)的整定： (1)定時(shí)限保護(hù)，一般用于 A很大的空冷機(jī)組 ,特別是水輪發(fā)電機(jī) 參見(jiàn)圖形 (2)反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù) 參見(jiàn)圖形 (3)判據(jù)的運(yùn)行實(shí)踐和修正 1. 但是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子已經(jīng)燒損 : 2. 但是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子沒(méi)有損壞 AtI ?22AtI ?22第八節(jié) 主設(shè)備異常運(yùn)行的其他保護(hù) 1〉 過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 必要性分析 2〉 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 大型發(fā)電機(jī)都要裝設(shè)反映定子和轉(zhuǎn)子繞組平均發(fā)熱狀況的過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置。 3〉 過(guò)電壓保護(hù) 大型汽輪發(fā)電機(jī)：對(duì)定子繞組的絕緣帶來(lái)威脅 變壓器：勵(lì)磁電流劇增，引起過(guò)勵(lì)磁和過(guò)磁通。 過(guò)勵(lì)磁：絕緣因發(fā)熱而降級(jí) 過(guò)磁通：變壓器鐵芯飽和并在鐵芯相鄰的導(dǎo)磁體中產(chǎn)生巨大渦流損失，嚴(yán)重時(shí)可因渦流發(fā)熱使絕緣材料永久性破壞。 對(duì) 200MW以及以上的汽輪發(fā)電機(jī)則都裝設(shè)電壓保護(hù) 。 4〉 逆功率保護(hù) 定義： 汽輪機(jī)：殘留在汽輪機(jī)尾部蒸汽與長(zhǎng)葉片摩擦使過(guò)熱 。燃?xì)廨啓C(jī)：齒輪損壞的問(wèn)題 柴油發(fā)電機(jī)：未燃盡燃油可引發(fā)爆炸或者著火的危險(xiǎn)。因以上的發(fā)電機(jī)組都應(yīng)該裝設(shè)逆功率保護(hù)。 5〉 發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù) (1)必要性： 對(duì)水輪發(fā)電機(jī)：一般來(lái)說(shuō)沒(méi)有限制 汽輪機(jī)：若運(yùn)行頻率接近或者等于葉片自然頻率時(shí)，將導(dǎo)致共振，使材料疲勞，達(dá)到不允許的程度時(shí)，葉片就有可能斷裂 。 (2)保護(hù)措施： ，說(shuō)明系統(tǒng)中有功功率過(guò)剩，將降低原動(dòng)機(jī)的出力，必要時(shí)將從系統(tǒng)中切除部分機(jī)組。 ：投入備用機(jī)組，根據(jù)頻率自動(dòng)減載。 6〉 非全相運(yùn)行保護(hù) (1)成因 : (2)必要性： 對(duì)于大型發(fā)電機(jī) 變壓器組，在 220KV以及以上的電壓側(cè)為分相操作的斷路器時(shí)，要求裝設(shè)非全相運(yùn)行保護(hù)。 (3)判據(jù)：非全相運(yùn)行保護(hù)，一般由靈敏的負(fù)序電流元件和非全相判別回路組成。 7〉 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)和停機(jī)保護(hù) 對(duì)于在低轉(zhuǎn)速啟動(dòng)過(guò)程中可能加勵(lì)磁電壓的發(fā)電機(jī)，如果原有保護(hù)在這種方式下不能正確工作時(shí)，需加裝發(fā)電機(jī)起停機(jī)保護(hù)，該保護(hù)應(yīng)能在低頻情況下正確工作。 8〉 發(fā)電機(jī)意外加電壓保護(hù) (1)必要性：發(fā)電機(jī)在盤(pán)車過(guò)程中，由于出口斷路器誤合閘，突然加電壓，使得發(fā)電機(jī)異步啟動(dòng)，在國(guó)外多次出現(xiàn)過(guò)，它能夠給機(jī)組造成損傷。因此需要有相應(yīng)的保護(hù)，迅速切除電源。 (2)判據(jù)：延時(shí)返回的低頻元件和過(guò)電流保護(hù)共同存在為判據(jù)。 9〉 斷路器斷口閃絡(luò)保護(hù) (1)起因： (2)判據(jù)：斷路器三相斷開(kāi)位置時(shí)有負(fù)序電流出現(xiàn)。 (3)措施：斷路器三相斷開(kāi)位置時(shí)有負(fù)序電流出現(xiàn)。斷口閃絡(luò)保護(hù)首先動(dòng)作于滅磁，以降低斷口電壓 ,失效時(shí)再啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。 10〉 電流互感器二次斷線保護(hù) (1)嚴(yán)重性： 1. 二次側(cè)要產(chǎn)生很高的電壓。 ，發(fā)電機(jī)電壓回路內(nèi)的電流互感器均裝在封閉母線中，一旦遭受破壞，更換困難，要招致很大的停電損失。 (2)保護(hù)配置： 2. 二次側(cè)并接非線性電阻 第七章 變壓器保護(hù) 第一節(jié) 概述 內(nèi)部故障：相間短路； 匝間短路； 單相接地短路等。 外部故障：變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上故障 絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地 (通過(guò)外殼 )短路 ,引出線之間的相間故障等 變壓器的不正常工況： 由外部短路或過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流； 油箱漏油造成的油面降低 變壓器中性點(diǎn)電壓升高 由于外加電壓過(guò)高或頻率降低而引起的過(guò)勵(lì)磁等。 第二節(jié) 變壓器差動(dòng)保護(hù) 1〉 勵(lì)磁涌流分析 (1)理論分析： 空載單相變壓器突然投入無(wú)窮大電源時(shí) ,若忽略變壓器漏抗 ,并考慮一次繞組匝數(shù)為 1,則 勵(lì)磁涌流的波形圖 (2)波形特點(diǎn)： ,往往使得涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè) ,并且以二次諧波為主 Udtd ??CwtwU m ????? )c o s ( ? symwUC ??? ?c o s2〉 縱差保護(hù)的技術(shù)要求： (1) 勵(lì)磁涌流時(shí) ,縱差保護(hù)不應(yīng)該誤動(dòng)作 (2)過(guò)勵(lì)磁時(shí)，縱差保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作 (3)具有比率制動(dòng)或標(biāo)積制動(dòng)特性 (4)在最小運(yùn)行方式下，縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)各側(cè)引出線上兩相金屬性短路時(shí)，靈敏系數(shù)不應(yīng)小于 2 (5)裝設(shè)差電流速斷輔助保護(hù) 3〉 整定計(jì)算 (1)比率制動(dòng)特性同發(fā)電機(jī)保護(hù) (2)差電流速斷：躲變壓器初始勵(lì)磁涌流或外部短路最大不平衡電流整定 K:倍數(shù) ,視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小 ,推薦如下 : 6300KVA 及以下 7~12。 6300~31500KVA ~ 40000~120220KVA ~ 120220KVA 及以上 ~ (3)二次諧波制動(dòng)比輔助判據(jù)：可整定為 15％一 20％ (4)涌流間斷角輔助判據(jù)：閉鎖角可取為 60度 ~70度 aNop nKII /? m a n bre lopIKI ? 4〉 誤差分析 (1)穩(wěn)態(tài)不平衡電流 CT變比和計(jì)算變比不同引起的 (2)暫態(tài)情況下的不平衡電流 ,誤差增大 2. 出現(xiàn)的勵(lì)磁涌流 5〉 減小誤差的方法 (1)減小穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流 (2)減小暫態(tài)情況下的不平衡電流 間斷角為 60度 ~65度； 利用二次諧波制動(dòng) ,制動(dòng)比為 15%~20%； 利用波形對(duì)稱原理的差動(dòng)繼電器； 采用變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù) 第三節(jié)變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù) 1〉 基本原理 2〉 優(yōu)點(diǎn)： (1)原理簡(jiǎn)單，裝置可靠，整定調(diào)試方便 (2) 保護(hù)動(dòng)作電流小，靈敏度高 (3)CT二次側(cè)三相可以結(jié)成星形 , 對(duì)于單相接地故障(大接地電流系統(tǒng) )有較高的靈敏度 3〉 缺點(diǎn)： (1)只能夠用于每一繞組有兩個(gè)引出端子的單相變壓器 , 保護(hù)繼電器數(shù)目幾乎增加一倍 . (2)不能保護(hù)變壓器常見(jiàn)的匝間短路 , 4〉 整定原則完全與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)相同 第四節(jié)變壓器零序差動(dòng)保護(hù) 1〉 必要性： 2〉 構(gòu)成：零序差動(dòng)回路由變壓器中性點(diǎn)側(cè)零序電流互感器和變壓器星形側(cè)電流互感器的零序回路組成。 第五節(jié)考慮勵(lì)磁特性的變壓器內(nèi)部短路微機(jī)保護(hù) 1〉 原理：對(duì)一臺(tái)兩繞組單相變壓器 ,原副方電路瞬時(shí)值電壓電流必然有如下的關(guān)系 ,無(wú)論變壓器鐵芯是否飽和 ,也不管電壓電流波形是否畸變 : 令 僅當(dāng) 判為無(wú)故障 2〉 問(wèn)題 :公共磁通，繞組漏感，三角繞組相電流不易獲得；采樣頻率要求高。因此，提出了改進(jìn)算法 111111 // uiRdtdiLdtdW m ????222222 // uiRdtdiLdtdW m ??????? ? ??? ? ???? iii i TttTttTttTttm dtudtiRdiLdWt 1111111 )( ????? ? ??? ? ???? iii i TttTttTttTttm dtudtiRdiLdWt 2222222 )( ????? ?? )(。)( 21 ta n dat3〉 改進(jìn)算法： 圖形 變形處理，消去不易獲得的變量，得到 以上各量均可直接測(cè)量，唯獨(dú)變壓器內(nèi)部故障時(shí)不再成立 dtdiirdtiidlu Aapaapaaa /)(/)( ??????dtdiirdtiidlu Bbpbbpbbb /)(/)( ??????dtdiirdtiidlu Ccpccpccc /)(/)( ??????0)()(/)( ?????????? bBaABALaBALa uuuuiiirdtiiild0)()(/)( ?????????? cCbBCBLbCBLb uuuuiiirdtiiild0)()(/)( ?????????? aAcCACLcACLc uuuuiiirdtiiild第六節(jié)變壓器瓦斯保護(hù) 1基本原理： 2〉 重要性： 其他內(nèi)部短路保護(hù)如何改進(jìn)提高性能 ,都不能夠代替瓦斯保護(hù) 3〉 整定： 輕瓦：按照產(chǎn)生氣體的容量整定 容量 10MVA以上的 ,整定容積為 250~300ml 重瓦：按照通過(guò)氣體繼電器的油流流速整定 第七節(jié)變壓器后備保護(hù) 1〉 變壓器相間短路后備保護(hù) (1)過(guò)電流保護(hù)： 主要用于降壓變壓器 ，按躲過(guò)可能流過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流整定 (2)低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 對(duì)升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不夠時(shí) ,可采用 電流：躲過(guò)變壓器的額定電流整定 低電壓：躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)最低電壓和電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)電壓 (3)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 用于升壓變壓器 ,系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器 ,當(dāng)降壓變壓器的過(guò)流保護(hù)靈敏度不夠時(shí)也可采用 負(fù)序電壓繼電器； 接在線電壓上的低電壓繼電器 過(guò)電流繼電器也動(dòng)作 (4)負(fù)序過(guò)電流和單相式低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 通常用于 63MVA及以上升壓變壓器 負(fù)序過(guò)電流繼電器 單相式低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 2〉 變壓器接地短路后備保護(hù) (1)中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器接地保護(hù) ： 兩段式零序過(guò)電流保護(hù) 接在變壓器接地中性點(diǎn)回路 CT二次側(cè) 或 三相套管式電流 CT。 (2)中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行變壓器 ： 額外增設(shè)零序過(guò)電壓保護(hù) 零序過(guò)電流保護(hù)； 反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電壓電流保護(hù) 零序過(guò)流：裝在中性點(diǎn)直接接地回路 裝在放電間隙回路的零序過(guò)電流保護(hù)： 難以準(zhǔn)確計(jì)算 ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn) , 一次動(dòng)作電流為 100A。 其與零序電壓繼電器采用并聯(lián)方式 , 可取 0． 3 秒延時(shí)斷開(kāi)變壓器斷路器 第八節(jié) 異常運(yùn)行保護(hù) 變壓器的不正常工作情況包括過(guò)負(fù)荷 ,過(guò)勵(lì)磁等 1〉 過(guò)勵(lì)磁保護(hù) (1)重要性： 反復(fù)過(guò)勵(lì)磁 ,將因過(guò)熱而使絕緣老化 ,降低設(shè)備使用壽命 (2)過(guò)勵(lì)磁的起因和后果 鐵損增加 鐵芯溫度升高 漏磁場(chǎng)增強(qiáng) ,金屬構(gòu)件產(chǎn)生渦流損耗 ,發(fā)熱 ,引起高溫 ,嚴(yán)重時(shí)要造成局部變形和損傷周圍的絕緣介質(zhì) fUKfUSB ?? *1?(3)變壓器發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)磁能力 允許過(guò)勵(lì)磁曲線 (4)定時(shí)限變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 第一段信號(hào)段 ,第二段跳閘段 ， 動(dòng)作特性 (5)反時(shí)限變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 動(dòng)作特性 第八章 母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù) 第一節(jié) 母線保護(hù) 1〉 概述 2〉 單母線完全差動(dòng) 動(dòng)作電流取下述較大值： (1)躲開(kāi)外部短路的不平衡電流 (2)躲開(kāi)母線連接元件中，最大負(fù)荷支路的最大負(fù)荷電流，以防止 CT二次回路斷線時(shí)誤動(dòng)作 也可采用制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，以提高靈敏度和可靠性 3〉 雙母線固定連接方式完全差動(dòng)保護(hù) (1)概念： (2)原理： (3)缺點(diǎn)： 4〉 電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù) (1)問(wèn)題的提出： 現(xiàn)有原理下靈敏度可能不滿足要求 (2)原理： 5〉 斷路器失靈保護(hù) (1)危害： (2)原理： 謝謝！