【正文】 (5) 與 10s的低電壓保護(hù)的動作電壓應(yīng)分別整定。 (3)當(dāng)電壓互感器一次側(cè)隔離開關(guān)或隔離觸頭因誤操作被斷開時(shí)，低電壓保護(hù)不應(yīng)動作，并應(yīng)該發(fā)出信號。 (2)當(dāng)電壓互感器一次側(cè)發(fā)生一相和兩相斷線或二次側(cè)發(fā)生各種斷線時(shí)，保護(hù)裝置均應(yīng)不動作，并應(yīng)發(fā)出斷線信號。 、低電壓保護(hù)裝置的接線 對于 3– KV 高壓廠用電動機(jī)的 低電壓保護(hù)裝置的接線，一般要滿足以下四點(diǎn)基本要求： （ 1）能反映對稱的和不對稱的電壓下降。 （ 2）當(dāng)電源短時(shí)消失或降低時(shí)，為了保證 I 類電動機(jī)的自啟動，在 II、 III類電動機(jī)上應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)，動作于跳閘。 、低電壓保護(hù)的裝設(shè)原則 （ 1）對于能自啟動的 I類電動機(jī)，不裝設(shè)低電壓保護(hù)。為了防止電動機(jī)自起動時(shí)使電源電壓長時(shí)間嚴(yán)重降低，通常在次要電動機(jī)上裝設(shè)低電壓保護(hù)，當(dāng)供電母線電壓降低到一定值時(shí)，延時(shí)將次要電動機(jī)切除，使供電母線有足夠的電壓，以保證重要電動機(jī)自啟動。 4）接線中應(yīng)采用能長期耐受電壓的時(shí)間繼電器如選用 DS110 型時(shí)間繼電器。 3） 和 10s的地電壓保護(hù)動作電壓應(yīng)分別整定。 要求： 1）當(dāng)電壓互感器一次側(cè)或兩次側(cè)發(fā)生各種斷線時(shí)，保護(hù)裝置均不應(yīng)誤動作，并應(yīng)發(fā)出斷路信號。 3）當(dāng)電源電壓下降到 60%~70%UN 時(shí)， KV KV2 及 KV3釋放，接通時(shí)間繼電器KT1，經(jīng) 延時(shí)后，使出口中間繼電器 KM 得電，其接點(diǎn)接通跳閘小母線，將不重要電動機(jī)切除。 電動機(jī)的低電壓保護(hù)工作原理 1）在正常運(yùn)行的各低電壓繼電器處于帶電狀態(tài)，低電壓保護(hù)不動作。 2）根據(jù)工藝要求和安全技術(shù)要求，當(dāng)電源電壓長期降低或消失后不允許自起動的電動機(jī)，應(yīng)裝設(shè)帶 9 ～ 10s時(shí)限的地電壓保護(hù)，作用于跳閘。 、電動機(jī)的低電壓保護(hù) 38 1。 當(dāng)單相接地電流大于 5A時(shí)裝設(shè)。 保護(hù)裝置動作于斷路器跳閘。 、電動機(jī)的保護(hù) 、電動機(jī)的縱差保護(hù) 容量在 2020kw 及以上的電動機(jī)或雖容量在 2020kw 以下但具有 6 個(gè)引出線端子的重要電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 37 第 6章 電動機(jī)的繼電保護(hù) 、電動機(jī)的故障類型和不正常工作狀態(tài) 電動機(jī)的故障最常見也是最嚴(yán)重的故障是過負(fù)荷，產(chǎn)生的原因是： 機(jī)械負(fù)荷的過載； 供電網(wǎng)絡(luò)電壓和頻率的降低而使電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降； 電動機(jī)起動或自動時(shí)間過長； 高壓電動機(jī)由于斷路器接觸不良或低壓電動機(jī)熔斷器形成斷相運(yùn)行等。因而提高了保護(hù)的安全性和可靠性； （ 3）這種保護(hù)原理不要求所有回路的電流互感器二次電纜引到一塊母線保護(hù)屏上，也不要求將其并聯(lián)以形成差回路，也不要求各電流互感器具有相同的變比，或加裝輔助電流互感器，大大簡化了電流互感器二次回路接線，因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置可下放到室外 變電站因而節(jié)約了二次電纜； （ 4）能夠自適應(yīng)于母線的各種運(yùn)行方式，根據(jù)所在的母線段號自動地切換到相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)； （ 5）母線保護(hù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可與站內(nèi)主計(jì)算機(jī)聯(lián)接，并與全系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，使得母線保護(hù)能分享全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息，從而提高整體保護(hù)的自適應(yīng)性能。拒跳回路可由后備保護(hù)或 36 對端保護(hù)二段延時(shí)跳閘。這樣在因干擾或其他原因造成某個(gè)保護(hù)單元誤動時(shí)，不至于使整個(gè)母線停電。對于將來光電流互感器和光電壓互感器的應(yīng)用也創(chuàng)造了有利條件； （ 2）這種分散分布式母線保護(hù)將保護(hù)分成若干個(gè)保護(hù)單元，母線上的每個(gè)回路作為一個(gè)單元，該保護(hù)單元可與該回路的保護(hù)合并或單獨(dú)設(shè)置。另外這種情況可通過與其他單元的判斷結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，如果判斷為誤動，立即用自動重合閘糾正。如果故障發(fā)生在被保護(hù)的母線段上，則在此段母線上的每個(gè)回路的保護(hù)單元都將動作跳閘，清除故障。也接收其他保護(hù)單元傳來的同樣信息。 、分布式微機(jī)母線保護(hù)的構(gòu)成原理 分布式微機(jī)母線保護(hù)的構(gòu)成原理和應(yīng)解決的主要問題如下： 如圖所示，將整個(gè)母線保護(hù)系統(tǒng)按照母線上回路數(shù)分成相同數(shù)目的保護(hù)單元，圖中示有六個(gè)回路的情況，另設(shè)一個(gè)監(jiān)控單元。 變電站主計(jì)算機(jī)也同樣接受來自其他保護(hù)裝置的同類信息。母線保護(hù)通過母線監(jiān)控計(jì)算機(jī)接受變電站主計(jì)算機(jī)或通過變電站主機(jī)接受系統(tǒng)調(diào)度發(fā)來的各種命令如：有關(guān)斷路器的切斷或投入；保護(hù)的投入或退出；保護(hù)定值的修改；被保護(hù)元件正常和故障時(shí)電流電壓值的查看等。 、分布式微機(jī)母線保護(hù)在電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)中的位置 圖所示變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。此外，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和變電站綜合自動化的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)功能的不斷擴(kuò)大，繼電保護(hù)將不再是、也不應(yīng)該是一些孤立的、任務(wù)單一的、“消極待命”的裝置，而應(yīng)“積極融入”電力系統(tǒng)的自動監(jiān)測控制系統(tǒng)，共同擔(dān)負(fù)起維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定，保證安全可 靠供電的任務(wù)。如果將保護(hù)裝置分散下放到開關(guān)站，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分布式母線保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信的一體化，網(wǎng)絡(luò)化，成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的組成部分，則將大大顯示其優(yōu)越性，這是任何常規(guī)母線保護(hù)所做不到的， 這也是母線保護(hù)的發(fā)展方向。 微機(jī)母線保護(hù)雖然有一系列優(yōu)點(diǎn)，但如果是照搬常規(guī)的集中式保護(hù)的構(gòu)成模式，不能徹底解決母線保護(hù)的接線復(fù)雜和可靠性低的問題。 、微機(jī)母線保護(hù) 當(dāng)微機(jī)線路保護(hù)取得巨大成功后，人們開始探討微機(jī)保護(hù)能否應(yīng)用于電力系統(tǒng)中最重要的元件 — 母線。這種原理只比較各回路電流的相位，與其幅值無關(guān)，因此基本上不受電流互感器飽的影響。將電流波形變成方波比相時(shí) ，各電流波形之間基本上無間隙。 （ 3）電流相位比較式母線保護(hù)原理。單母線運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)開關(guān)斷開，此保護(hù)應(yīng)退出。的母線組為非故障母線組。 （ 2）母聯(lián)電流相位比較原理。簡單可靠，應(yīng)用最廣，但要采取措施解決外部故障時(shí)的不平衡電流問題。只有這樣 ,才能確保倒閘操作過程中及其操作完成后母線及其保護(hù)的安全合理運(yùn)行。運(yùn)行人員在進(jìn)行倒閘操作時(shí) ,要十分明確 :操作是否破壞了固定連接的要求、是否會使保護(hù)失去選擇性 。 (2) 母線元件設(shè)備做一次回路短路試驗(yàn) ,如電流互感器 TA 的一次通電試驗(yàn) ,工作前應(yīng)將母線差動保護(hù)停用 ,或?qū)⑴c試驗(yàn)回路有關(guān)的母線差動保護(hù)的電流互感器 TA 從運(yùn)行的母線差動保護(hù)電流回路上甩開 ,短接好。雖然停電母線元件的隔離開關(guān)拉開了 ,但因母線差動保護(hù)的所有電流互感器二次回路是并在一起的 ,即使一次設(shè)備已停電 ,其二次回路也要按運(yùn)行設(shè)備對待 ,不得將母線差動電流回路隨便接地、短路或誤引入外接電源。 32 做相關(guān)試驗(yàn)時(shí) ,是否只要母線元件的隔離開關(guān)拉開了 ,就不會影響母線差動保護(hù)的正常工作 。無論哪種原理的母線差動保護(hù) ,均要操作母聯(lián)斷路器的母線差動保護(hù)電流試驗(yàn)盒 (或連片 ),同時(shí)使被代線路本身的母線差動保護(hù)電流互感器 TA 從運(yùn)行的母線差動保護(hù)電流回路上甩開 ,短接好。顯然這種代路方式母線保護(hù)動作是不必要的 ,也是不合理的。線路上發(fā)生故障理應(yīng)由線路斷路器跳閘切除 ,而此時(shí)母聯(lián)斷路器代路實(shí)際上就只能起到線路斷路器的作用。 母聯(lián)斷路器代路時(shí) ,是否母線差動保護(hù)可不作任何切換操作 一些運(yùn)行人員錯(cuò)誤地認(rèn)為母聯(lián)斷路器自然是母差保護(hù)的范圍 ,母差保護(hù)動作母聯(lián)斷路器也該跳開。②單母線改為雙母線運(yùn)行后 ,先投入母聯(lián)斷路器直流控制回路熔斷器 ,后拉母線差動保護(hù)非選擇性開關(guān)。 如果片面地認(rèn)為倒閘操作就使保護(hù)失去選擇性 ,并沒有適時(shí)地合入或拉開保護(hù)的非選擇性開關(guān) ,相反地會使母線差動保護(hù)不能按設(shè)計(jì)的工作原 理工作 ,從而真正失去選擇性。 這種保護(hù)只反應(yīng)電流間的相位 ,具有較高的靈敏度。這種保護(hù)存在的缺點(diǎn)是 2 組母線分列運(yùn)行時(shí) ,母線將失去選擇故障母線組的能力。只要母差保護(hù)的跳閘壓板位置與元件母線隔離 31 開關(guān)所接母線位置相對應(yīng)就可以了。 (2) 母聯(lián)電流相位比較原理的母線差動保護(hù)。因此 ,倒換前合入母線差動保護(hù)非選擇性開關(guān) ,倒完后也不拉開。 這種母線差動保護(hù)要 求母線上的電源元件 ,必須按照事先規(guī)定好的固定連接方式運(yùn)行 ,母線故障時(shí) ,母線差動保護(hù)的動作才有選擇性。 這里僅就固定連接的母線差動保護(hù)和母聯(lián)電流相位比較原理差動保護(hù)以及電流相位比較式母線保護(hù)作一簡單說明。某些類型的母線保護(hù)由于其工作原理本身存在缺陷 , 在進(jìn)行母線倒閘操作時(shí)會使裝置失去對故障母線的選擇性。產(chǎn)生這一認(rèn)識誤區(qū)的根源在于他們不明白母線差動保護(hù)裝置中設(shè)置這一非選擇性開關(guān)的目的。 事實(shí)上 ,與其說母線倒閘操作容易引起母線差動保護(hù)誤動 ,倒不如說 ,母線倒閘操作常常會使母線差動保護(hù)失去選擇性而誤切非故障母線。這就使在母線倒閘操作時(shí) ,保持母線差動保護(hù)投入有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)資料看 ,因誤操作引起母線短路事故 ,幾率還很高。母線倒閘操作如嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行 ,即并、解列時(shí)的等電位操作 ,盡量減少操作隔離開關(guān)時(shí)的電位差 ,嚴(yán)禁母線電壓互感器二次側(cè)反充電 ,充分考慮母線差動保護(hù)非選擇性開 關(guān)的拉、合及低電壓閉鎖母線差動保護(hù)壓板的切換等等 ,是不會引起母線差動保護(hù)誤動的。忽視了這一點(diǎn) ,在進(jìn)行母線倒閘操作時(shí) ,對母線差動保護(hù)的一些必要的切換投退操作肯定就認(rèn)識模糊、甚至趨于盲目了。 但也應(yīng)該十分清楚 ,母線差動保護(hù)與變壓器差動保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動保護(hù)又有很大的不同 :即母線的主結(jié)線方式會隨母線的倒閘操作而改變運(yùn)行方式 ,如雙母線改為單母線運(yùn)行 ,雙母線并列運(yùn)行改為雙母線分段并列運(yùn)行 ,母線元件 (如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等 )可以從這一段母線倒換到另一段母線等等。 、保護(hù)范圍 通常講的差動保護(hù)包含了母線差動保護(hù)、變壓器差動保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動保護(hù)和線路差動保護(hù)。目前已能作到在故障后 3~5ms 內(nèi)動作的保護(hù)裝置； （ 2）由于母線在電力系統(tǒng)中的地位極為重要，對其保護(hù)裝置的安全性和可靠性，都要提出極高的要求； （ 3）母線保護(hù)聯(lián)系的電路數(shù)目很多，比較的電氣量很多，各電路的工作狀態(tài)不同（有電源或無電源，有負(fù)載或空載），各被比較電氣量的變化范圍可能相差很大； （ 4）母線的運(yùn)行方式變化較多，倒閘操作頻繁，母線保護(hù)必須能適應(yīng)母線的各種運(yùn)行方式，同時(shí)頻繁的斷路器和隔離開 關(guān)的操作將對母線保護(hù)產(chǎn)生過電壓和干擾，影響保護(hù)工作或使保護(hù)裝置損壞； （ 5）由于母線保護(hù)所連接的電路數(shù)目多，外部故障時(shí)，故障電流倍數(shù)很大，超高壓母線接近電源，直流分量衰減的時(shí)間常數(shù)大，因而電流互感器可能出現(xiàn)嚴(yán) 29 重的飽和現(xiàn)象。 斷路器失靈保護(hù)，當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時(shí)，相應(yīng)的繼電保護(hù)動作發(fā)出跳閘脈沖后，斷路器拒絕動作時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)其它有關(guān)的斷路器，以使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)。 28 什么情況下應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)？ 在 110kV 及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組母線上所發(fā)生的故障，而另一組無故障母線仍能繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)專用 的母線保護(hù)。 2)在正常運(yùn)行以及母線范 圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為 I總 =0； 3）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體地說，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。為滿足速動性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動原理構(gòu)成的。當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線分段單母線時(shí)，供電元件的保護(hù)裝置則不能保證有選擇性地切除故障母線，因此應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù) ,具體項(xiàng)目如下： 在 110KV 及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）無故 障的母線仍能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。目前對容量在 100MW 及以上的發(fā)電機(jī)和采用半導(dǎo)體勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，普遍增設(shè)了這種方式的保護(hù)。因此這種保護(hù)方式一般用于容量在 10MW 及以上的發(fā)電機(jī)和采 用半導(dǎo)體勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，普遍增設(shè)了這種方式的保護(hù)。利用自動滅磁開關(guān)連鎖跳開發(fā)電機(jī)斷路器 過去發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)都是采用這種方式。 、失磁保護(hù)的構(gòu)成方式 失磁保護(hù)應(yīng)能正確反應(yīng)發(fā)電機(jī)的失磁故障，而在發(fā)電機(jī)外部故障、電力系統(tǒng)震蕩、發(fā)電機(jī)自同步并列以及發(fā)電機(jī)低勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)不誤動作。另一種結(jié)果就是轉(zhuǎn)子的電磁振動。對于失磁的原因有：轉(zhuǎn)子繞組故障、勵(lì)磁機(jī)故障、自動滅磁開關(guān)誤跳閘、及回路發(fā)生故障等。發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)是用來保護(hù)繞組為雙星型連接的大型發(fā)電機(jī)定子線圈同相兩繞組匝間短路的，也就是說縱差保護(hù)是所有發(fā)電機(jī)必須安裝的保護(hù)，而發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)只有在發(fā)電機(jī)繞組為雙星形或多星形接線時(shí)才會采用。 51s的延時(shí)動作于跳閘?；谏鲜隹紤]，目前已不采用勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)動作時(shí)閉鎖橫差動保護(hù)的措施。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生永久性的兩點(diǎn)接地時(shí)，由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁勢的畸變而引起空氣隙磁通發(fā)生較大的畸變，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生異常的振動，此時(shí)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。由于只使用了一個(gè)互感器，也就不存在由于互感器的誤差所產(chǎn)生的不平衡電流，因此，