【正文】 鎖元件組成，阻抗元件用于失磁故障，母線低電壓元件用于監(jiān)視母線電壓，以保證系統(tǒng)安全，閉鎖元件用于保護(hù)裝置在外部短路，系統(tǒng)震蕩。自同步及電壓回路斷線等情況下不誤動(dòng)作，當(dāng)失磁后母線電壓低于允許值時(shí)，失磁保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于斷路器跳閘，當(dāng)母線電壓未低于允許值時(shí)，保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，同時(shí)動(dòng)作于切換勵(lì)磁回路和自動(dòng)減出力。失磁保護(hù)的判據(jù)有：統(tǒng)側(cè)主判據(jù)——高壓母線三相同時(shí)低電壓繼電器。本判據(jù)主要用于防止由發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁故障引發(fā)無(wú)功儲(chǔ)備不足的系統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電，其動(dòng)作判據(jù)為式中 ——三相同時(shí)低電壓繼電器動(dòng)作電壓(此值應(yīng)經(jīng)調(diào)度部門(mén)確定)；——系統(tǒng)二次側(cè)額定電壓。經(jīng)輔助判據(jù)“與門(mén)”輸出，短延時(shí)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)解列。發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)：(1)異步邊界阻抗繼電器；(2)靜穩(wěn)極限阻抗繼電器；(3)靜穩(wěn)極限勵(lì)磁低電壓繼電器。低勵(lì)失磁保護(hù)的輔助判據(jù)有：(1)負(fù)序電壓元件；(2)勵(lì)磁低電壓元件；(3)延時(shí)元件。(1)按異步邊界圓征整定:式中——發(fā)電機(jī)額定容量； ——發(fā)電機(jī)額定電壓； ——發(fā)電機(jī)電流互感器之比； ——發(fā)電機(jī)電壓互感器之比； ——可靠系數(shù)，； ——發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗,； ——發(fā)電機(jī)同步電抗。(2) 按靜穩(wěn)邊界圓整定：∴——為系統(tǒng)聯(lián)系阻抗，為2電壓元件整定.保護(hù)動(dòng)作電壓式中 ——為高壓側(cè)母線額定電壓 ——為高壓側(cè)母線電壓互感器之比為525/∴ 3 .勵(lì)磁低電壓閉鎖元件的整定式中 ——?jiǎng)?lì)磁低電壓的整定值 ——給定有功功率，——為綜合阻抗為，為發(fā)電機(jī)同步電抗，為系統(tǒng)阻抗——空載勵(lì)磁電壓∴ ：按靜穩(wěn)邊界整定（或電壓）閉鎖元件的整定負(fù)序電流元件動(dòng)作電流：負(fù)序電壓元件動(dòng)作電壓：式中（）——負(fù)序電流（負(fù)序電壓）的動(dòng)作值： （）——發(fā)電機(jī)的額定電流（額定電壓）∴ 延時(shí)元件：延時(shí)返回時(shí)間為8～10S。由于送電網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大，大機(jī)組一般與變壓器成單元接線，使發(fā)電機(jī)和變壓器的阻抗值相對(duì)增大，而系統(tǒng)的等效阻抗值相對(duì)下降，因此振蕩中心常落在發(fā)電機(jī)端或升壓變壓器的范圍內(nèi)，使振蕩過(guò)程對(duì)機(jī)組的影響趨于嚴(yán)重。機(jī)端電壓周期性的嚴(yán)重下降，對(duì)發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行極為不利，有可能造成機(jī)組損壞。特別對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)軸可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)振蕩，使大軸遭受機(jī)械損傷，甚至造成嚴(yán)重事故。鑒于上述原因，對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，需要裝設(shè)失步保護(hù)，用以及時(shí)檢測(cè)出失步故障，迅速采取措施，以保障機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。300MW及以上發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)失步保護(hù)，在短路故障、系統(tǒng)同步振蕩、電壓回路斷線等情況下，保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作。通常保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)振蕩中心在發(fā)電機(jī)變壓器組內(nèi)部，失步運(yùn)行時(shí)間超過(guò)整定值或短路振蕩次數(shù)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，保護(hù)還動(dòng)作于解列，并保證斷路器斷開(kāi)時(shí)的電流不超過(guò)斷路器允許開(kāi)斷電流。各種原理的失步保護(hù)均應(yīng)滿足：正確分系統(tǒng)電流與振蕩；正確判定失步振蕩與穩(wěn)定振蕩（同步搖擺）。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)，有系統(tǒng)調(diào)度部門(mén)根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況采取解列、快關(guān)、電氣制動(dòng)等技術(shù)措施，只有在振蕩中心位于發(fā)電機(jī)變壓器組內(nèi)部或失步振蕩持續(xù)時(shí)間過(guò)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)相位差小于的條件下使斷路器斷開(kāi)，以免斷路器的斷開(kāi)容量過(guò)大。(1) 雙阻抗元件失步保護(hù)圖314為雙透鏡原理失步保護(hù)的動(dòng)作特性，如果測(cè)量阻抗的軌跡只進(jìn)入就返回，說(shuō)明電力系統(tǒng)發(fā)生了穩(wěn)定振蕩，保護(hù)不動(dòng)作；如果測(cè)量阻抗的軌跡先后穿越過(guò)及，說(shuō)明電力系統(tǒng)發(fā)生了非穩(wěn)定性振蕩，保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)；如果測(cè)量阻抗的軌跡進(jìn)入及的時(shí)間差小于某一定值，說(shuō)明電力系統(tǒng)發(fā)生了短路故障，保護(hù)應(yīng)予閉鎖。因此，失步保護(hù)是通過(guò)整定動(dòng)作區(qū)和時(shí)限的相互配合來(lái)區(qū)分短路故障及系統(tǒng)振蕩的。圖314 雙透鏡原理失步保護(hù)的動(dòng)作特性(2)帶阻抗圓的遮擋器原理失步保護(hù)所謂“遮擋器”原理，實(shí)際是具有平行直線特性的阻抗保護(hù)，如圖315所示，直線BB2均平行于系統(tǒng)合成阻抗，B1的動(dòng)作區(qū)在直線左側(cè)，B2的動(dòng)作區(qū)在直線右側(cè)。該失步保護(hù)除直線特性阻抗元件外，還有一個(gè)圓特性阻抗元件。圖315中，和分別為發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗和升壓變壓器短路電抗；為發(fā)電機(jī)變壓器組以外的總阻抗。當(dāng)振蕩阻抗軌跡僅進(jìn)入阻抗圓動(dòng)作區(qū)而未達(dá)遮擋器的直線動(dòng)作區(qū)時(shí)，失步保護(hù)不動(dòng)作。與雙阻抗元件失步保護(hù)相同，也是利用阻抗整定（動(dòng)作區(qū)）和動(dòng)作時(shí)限的相互配合來(lái)區(qū)分短路與振蕩。圖315 阻抗圓與遮擋器原理失步保護(hù)動(dòng)作特性(3)RCS985/WFB800三元件式失步保護(hù)三元件式失步保護(hù)特性由以下三部分組成（見(jiàn)圖315）：第一部分時(shí)透鏡特性，圖316中1，它吧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316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。兩種特性的結(jié)合，把阻抗平面分為四個(gè)區(qū)，根據(jù)其測(cè)量阻抗在四個(gè)區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間作為是否發(fā)生失步的判據(jù)。第三部分特性是電抗線，圖316中3，它把動(dòng)作區(qū)一分為二，電抗線以下為Ⅰ段(U)，電抗線以上為Ⅱ段(O)。圖316 三元件式失步保護(hù)特性本整定計(jì)算采用RCS985/WFB800三元件式失步保護(hù)。（結(jié)合圖316）透鏡兩個(gè)半圓以內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，被、線分為左半部和右半部，動(dòng)作區(qū)電抗線以上為Ⅱ段，電抗線以下為Ⅰ段，動(dòng)作判據(jù)：(1) 遮擋器由參數(shù)、確定。(2) 角的整定決定了給定條件下透鏡在負(fù)數(shù)平面橫軸方向的寬度，即透鏡的形狀。(3) 發(fā)電機(jī)加速失步從右端進(jìn)阻抗透鏡。從右向左移動(dòng)，在透鏡內(nèi)停留時(shí)間大于給定時(shí)間（約50ms或模式另有約定）。(4) 發(fā)電機(jī)減速失步，從左端進(jìn)入阻抗透鏡從左至右移動(dòng)，在透鏡內(nèi)停留時(shí)間大于給定時(shí)間。(1)遮擋器特性整定。決定遮擋器特性的參數(shù)是、如果失步保護(hù)裝在機(jī)端，按圖316得出歸算為發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)電抗為，取上五式中 ——正向阻抗定值，；——負(fù)向阻抗定值，；——基準(zhǔn)電壓，以發(fā)電機(jī)的額定電壓為基準(zhǔn)，kV；——基準(zhǔn)容量，以發(fā)電機(jī)的額定容量為基準(zhǔn)，MVA；——以發(fā)電機(jī)的額定值為基準(zhǔn)，歸算至二次的基準(zhǔn)阻抗；——保護(hù)用的電流互感器變比；——保護(hù)用的電壓互感器變比；——?dú)w算至發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)電抗——發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗；——系統(tǒng)聯(lián)系電抗()；——系統(tǒng)阻抗角。(2)角的整定及透鏡結(jié)構(gòu)的確定。對(duì)于某一給定的，透鏡內(nèi)角（即兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)擺開(kāi)角）決定了透鏡在復(fù)平面上橫軸方向的寬度。確定透鏡結(jié)構(gòu)的步驟如下：式中 ——最小視在負(fù)荷阻抗（一般可取發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷阻抗）； ——最小負(fù)荷阻抗時(shí)的功率因數(shù)（一般可取發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)）；——發(fā)電機(jī)最小負(fù)荷阻抗。由上式可確定發(fā)電機(jī)最小負(fù)荷阻抗并確定：一是，確定發(fā)電機(jī)最小負(fù)荷阻抗（設(shè)為額定負(fù)荷時(shí)）二是，確定為三是，確定內(nèi)角。但為了可靠取使之為圓或扁透鏡圓，現(xiàn)取。(3)電抗線的整定，一般選定為變壓器阻抗的90%，即。在圖316中過(guò)作的垂線，即為失步保護(hù)的電抗線。電抗線是Ⅰ段和Ⅱ段的分界線，失步振蕩在Ⅰ段還是在Ⅱ段取決于阻抗軌跡與遮擋器相交的位置，在透鏡內(nèi)且低于電抗線Ⅰ段，高于電抗線為Ⅱ段，即（20kV,1000MVA 為基準(zhǔn)值）失步保護(hù)可測(cè)的最大滑差頻率與角存在如下關(guān)系式中 ——可檢測(cè)的最大滑差頻率，Hz。即可檢測(cè)到的最小振蕩周期。(4)跳閘允許電流整定裝置自動(dòng)選擇在電流變小時(shí)作用于跳閘，跳閘允許電流定值為輔助判據(jù)，現(xiàn)取斷路器開(kāi)斷容量的1/4（歸算至發(fā)電機(jī)電壓側(cè)）為跳閘電流閉鎖定值，即式中 ——斷路器跳閘電流閉鎖二次定值；——可靠系數(shù)，；——變壓器變比；——保護(hù)用發(fā)電機(jī)側(cè)的電流互感器變比；——發(fā)電機(jī)變壓器組斷路器允許的開(kāi)斷電流。按躲過(guò)振蕩中心落在發(fā)電機(jī)變壓器內(nèi)部的最大振蕩電流計(jì)算一般不超過(guò)發(fā)電機(jī)額定電流的6倍。當(dāng)按功角或允許斷開(kāi)，則上兩式中 ——發(fā)電機(jī)次暫電抗態(tài)標(biāo)幺值；——以發(fā)電機(jī)為基準(zhǔn)的變壓器阻抗標(biāo)幺值；——以發(fā)電機(jī)為基準(zhǔn)的系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值；——保護(hù)用發(fā)電機(jī)側(cè)的電流互感器變比；——發(fā)電機(jī)的額定電流。實(shí)用時(shí)可取45倍發(fā)電機(jī)的二次整定電流，有的裝置則把允許電流計(jì)算在軟件中，使斷路器在回路電流較小時(shí)才被斷開(kāi)，這樣對(duì)斷路器的運(yùn)行更有利。(5) 失步保護(hù)滑極定值整定振蕩中心在區(qū)外時(shí)，失步保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，振蕩中心在區(qū)內(nèi)時(shí)滑極13次動(dòng)作于跳閘。振蕩中心在區(qū)內(nèi)Ⅰ段時(shí)，滑極一般整定2次動(dòng)作于跳閘。Ⅱ段次數(shù)可整定較大，如整定5次發(fā)信號(hào)，也有的將其退出。并且應(yīng)當(dāng)注意接在同一母線上的兩臺(tái)機(jī)宜整定為不同時(shí)限，以免兩臺(tái)機(jī)并列運(yùn)行失步時(shí)引起全廠停電。逆功率保護(hù)常用于保護(hù)燃?xì)廨啓C(jī)或汽輪機(jī)。對(duì)于汽輪機(jī)，當(dāng)由于各種原因使主汽門(mén)突然關(guān)閉時(shí)，如果出口斷路器沒(méi)有跳閘，則發(fā)電機(jī)將逐漸過(guò)渡到電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，即由向系統(tǒng)發(fā)出有功功率轉(zhuǎn)為從系統(tǒng)吸收有功功率。逆功率運(yùn)行對(duì)汽輪機(jī)最主要的危害是汽輪機(jī)尾部長(zhǎng)葉片的過(guò)熱。長(zhǎng)時(shí)間逆功率運(yùn)轉(zhuǎn)，殘留在汽輪機(jī)尾部的蒸汽與葉片摩擦，使葉片溫度達(dá)到材料所部允許的程度。對(duì)于燃汽輪機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)也有裝設(shè)逆功率保護(hù)的需要，目的在于防止未燃盡物質(zhì)有爆炸和著火的危險(xiǎn)。一般規(guī)定逆功率運(yùn)行不得超過(guò)13min。對(duì)于發(fā)電機(jī)變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異常運(yùn)行方式，200MW及以上的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。對(duì)燃?xì)馄啺l(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)裝置由靈敏的功率繼電器構(gòu)成，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，經(jīng)汽輪機(jī)允許的逆功率時(shí)間延時(shí)動(dòng)作于解列。，發(fā)電機(jī)還沒(méi)有變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。但主汽門(mén)的關(guān)閉連鎖觸點(diǎn)使斷路器跳閘，或者發(fā)出“主汽門(mén)關(guān)閉”的信號(hào)，使值班人員誤將斷路器跳閘，此時(shí)，進(jìn)汽雖然不多，但斷路器已跳閘，故可能造成發(fā)電機(jī)超速，甚至有飛車危險(xiǎn)。裝設(shè)逆功率保護(hù)可防止這種故障的發(fā)生，即在逆功率達(dá)不到預(yù)定值的條件下，斷路器一定不跳閘。，值班人員在處理汽門(mén)誤關(guān)閉的過(guò)程中，不必?fù)?dān)心由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而損壞汽輪機(jī)。為可靠一般設(shè)逆功率和程序跳閘逆功率，前者不受主汽門(mén)觸點(diǎn)的控制，見(jiàn)圖317。程序跳閘逆功率必須受主汽門(mén)接點(diǎn)控制，見(jiàn)圖318。前者可起到后備作用，一般整定時(shí)間較長(zhǎng)。圖317和圖318中P為保護(hù)裝置測(cè)得的功率，發(fā)電機(jī)輸出的功率規(guī)定為正，反之為負(fù)。圖317 發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)出口邏輯示意圖圖318 發(fā)電機(jī)程序跳閘逆功率保護(hù)出口邏輯示意圖式中 ——可靠系數(shù)，；——汽機(jī)逆功率最小機(jī)械損耗；——發(fā)電機(jī)空負(fù)荷損耗。歸算至二次為(1)經(jīng)主汽門(mén)閉鎖的程序跳閘逆功率，則 啟動(dòng)并發(fā)信； 動(dòng)作于全停（時(shí)間元件）。(2)不經(jīng)主汽門(mén)閉鎖的逆功率，則 啟動(dòng)并發(fā)信； （時(shí)間元件）全停。結(jié) 束 語(yǔ)本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)600MW發(fā)電機(jī)組的繼電保護(hù)參數(shù)的計(jì)算，闡述了發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的配置和各整定值的計(jì)算方法，得出一套保護(hù)動(dòng)作整定值，經(jīng)校驗(yàn)后滿足保護(hù)要求的可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我掌握了發(fā)電機(jī)組保護(hù)的基本原理、短路電流的計(jì)算和保護(hù)的整定計(jì)算等，更加認(rèn)識(shí)到繼電保護(hù)的重要性，發(fā)電機(jī)發(fā)生故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)十分嚴(yán)重的后果。因此，無(wú)論是從保護(hù)設(shè)備的角度還是從保護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行的角度,都應(yīng)積極重視變壓器的保護(hù)配置。目前，隨著微機(jī)保護(hù)的廣泛運(yùn)用，使得傳統(tǒng)保護(hù)理論有了新的發(fā)展，在不斷研制和開(kāi)發(fā)新型原理的基礎(chǔ)上，整個(gè)保護(hù)裝置的性能和功能也將得到提高。微機(jī)保護(hù)作為現(xiàn)今大型發(fā)電機(jī)變壓器組的主流保護(hù),現(xiàn)已得到了一致認(rèn)可并廣泛應(yīng)用,由于它強(qiáng)大的記憶性，將保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、故障錄波等多種功能集中在一起；并隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，將保護(hù)數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、保護(hù)事件通過(guò)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到上位機(jī)，通過(guò)調(diào)度遠(yuǎn)傳系統(tǒng)發(fā)送到調(diào)度中心。隨著新技術(shù)、新原理的不斷應(yīng)用，主設(shè)備保護(hù)的功能將越來(lái)越完善，保護(hù)裝置將向一體化、信息網(wǎng)絡(luò)化，智能化，自適應(yīng)方向發(fā)展。在這次設(shè)計(jì)中，我發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)中的很多問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行了鞏固和糾正。對(duì)自己所學(xué)專業(yè)有了更深的認(rèn)識(shí)，總結(jié)了一些解決綜合問(wèn)題方法，這些對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)是有很大的幫助的。致 謝值此設(shè)計(jì)完成之際，我首先要衷心感謝我的指導(dǎo)老師王利娟，在這些日子里，導(dǎo)師的耐心指導(dǎo)和及時(shí)幫助，是我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，做好大學(xué)最后一次作業(yè)所離不開(kāi)的。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)和以后工作有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并使已有知識(shí)有了進(jìn)一步的鞏固。設(shè)計(jì)中王利娟老師對(duì)我們的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議，對(duì)我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，并且給我們提供了大量的相關(guān)資料和文獻(xiàn)，使我的設(shè)計(jì)能夠順利完成。她平易近人、關(guān)心學(xué)生、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè)知識(shí)淵博，是一個(gè)值得我們敬愛(ài)的老師。在這里再一次地感謝王老師對(duì)我的教育、關(guān)心和幫助！我還要感謝教研室所有的老師，四年來(lái)，是你們的教誨和指導(dǎo)，才使我掌握了專業(yè)知識(shí)，完成了大學(xué)的學(xué)業(yè)。我們的每一點(diǎn)進(jìn)步都是和您們的教誨分不開(kāi)的。畢業(yè)之際，請(qǐng)?jiān)试S我表達(dá)我最崇高的敬意和謝意！同時(shí)我還要向關(guān)心和幫助我的同學(xué)表示深深的謝意！四年來(lái)，我們互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，從他們那里我學(xué)到了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。最后，向關(guān)心我的師長(zhǎng)和同學(xué)，向我的母校農(nóng)大表達(dá)我最深切的敬意和謝意，并送上我的衷心的祝福！參 考 文 獻(xiàn)[1] 霍利民主編，電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 北京：中國(guó)電力出版社，2008；[2] 李金英主編，繼電保護(hù) 北京：中國(guó)電力出版社，2008；[3] 李佑光、林東主編，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及新技術(shù)（第二版） 北京：科學(xué)出版社，2009；[4] 高有權(quán)、高華、魏燕、高艷主編，發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)及整定計(jì)算 北京：中國(guó)電力出版社，2011[5] 房俊龍、黃麗華、紀(jì)建偉、孫國(guó)凱主編，電力系統(tǒng)分析 北京：中國(guó)