【正文】 最后，向關(guān)心我的師長和同學(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：中國電力出版社，2008；[2] 李金英主編，繼電保護(hù) 北京：中國電力出版社，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)計及整定計算 北京：中國電力出版社，2011[5] 房俊龍、黃麗華、紀(jì)建偉、孫國凱主編，電力系統(tǒng)分析 北京：中國水利水。我們的每一點進(jìn)步都是和您們的教誨分不開的。她平易近人、關(guān)心學(xué)生、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè)知識淵博，是一個值得我們敬愛的老師。通過這次畢業(yè)設(shè)計我對以前學(xué)習(xí)的知識和以后工作有了更深刻的認(rèn)識，并使已有知識有了進(jìn)一步的鞏固。對自己所學(xué)專業(yè)有了更深的認(rèn)識，總結(jié)了一些解決綜合問題方法，這些對我以后的工作和學(xué)習(xí)是有很大的幫助的。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。目前，隨著微機(jī)保護(hù)的廣泛運用，使得傳統(tǒng)保護(hù)理論有了新的發(fā)展，在不斷研制和開發(fā)新型原理的基礎(chǔ)上，整個保護(hù)裝置的性能和功能也將得到提高。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我掌握了發(fā)電機(jī)組保護(hù)的基本原理、短路電流的計算和保護(hù)的整定計算等，更加認(rèn)識到繼電保護(hù)的重要性，發(fā)電機(jī)發(fā)生故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來十分嚴(yán)重的后果。(2)不經(jīng)主汽門閉鎖的逆功率，則 啟動并發(fā)信； （時間元件）全停。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。前者可起到后備作用，一般整定時間較長。為可靠一般設(shè)逆功率和程序跳閘逆功率，前者不受主汽門觸點的控制，見圖317。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。，發(fā)電機(jī)還沒有變電動機(jī)運行。對燃?xì)馄啺l(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護(hù)。一般規(guī)定逆功率運行不得超過13min。長時間逆功率運轉(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。對于汽輪機(jī)，當(dāng)由于各種原因使主汽門突然關(guān)閉時，如果出口斷路器沒有跳閘，則發(fā)電機(jī)將逐漸過渡到電動機(jī)運行狀態(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。并且應(yīng)當(dāng)注意接在同一母線上的兩臺機(jī)宜整定為不同時限，以免兩臺機(jī)并列運行失步時引起全廠停電。振蕩中心在區(qū)內(nèi)Ⅰ段時，滑極一般整定2次動作于跳閘。實用時可取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算在軟件中，使斷路器在回路電流較小時才被斷開，這樣對斷路器的運行更有利。按躲過振蕩中心落在發(fā)電機(jī)變壓器內(nèi)部的最大振蕩電流計算一般不超過發(fā)電機(jī)額定電流的6倍。即可檢測到的最小振蕩周期。在圖316中過作的垂線，即為失步保護(hù)的電抗線。但為了可靠取使之為圓或扁透鏡圓，現(xiàn)取。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。(2)角的整定及透鏡結(jié)構(gòu)的確定。(1)遮擋器特性整定。從右向左移動，在透鏡內(nèi)停留時間大于給定時間（約50ms或模式另有約定）。(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。圖316 三元件式失步保護(hù)特性本整定計算采用RCS985/WFB800三元件式失步保護(hù)。兩種特性的結(jié)合，把阻抗平面分為四個區(qū)，根據(jù)其測量阻抗在四個區(qū)內(nèi)的停留時間作為是否發(fā)生失步的判據(jù)。圖315 阻抗圓與遮擋器原理失步保護(hù)動作特性(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（見圖315）：第一部分時透鏡特性，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。當(dāng)振蕩阻抗軌跡僅進(jìn)入阻抗圓動作區(qū)而未達(dá)遮擋器的直線動作區(qū)時，失步保護(hù)不動作。該失步保護(hù)除直線特性阻抗元件外，還有一個圓特性阻抗元件。因此，失步保護(hù)是通過整定動作區(qū)和時限的相互配合來區(qū)分短路故障及系統(tǒng)振蕩的。失步保護(hù)動作后，一般只發(fā)信號，有系統(tǒng)調(diào)度部門根據(jù)當(dāng)時實際情況采取解列、快關(guān)、電氣制動等技術(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)時間過長、對發(fā)電機(jī)安全構(gòu)成威脅時，才作用于跳閘，而且應(yīng)在兩側(cè)電動勢相位差小于的條件下使斷路器斷開，以免斷路器的斷開容量過大。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）。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)誤動作。特別對汽輪發(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。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增大，而系統(tǒng)的等效阻抗值相對下降，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)，使振蕩過程對機(jī)組的影響趨于嚴(yán)重。(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。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)極限勵磁低電壓繼電器。本判據(jù)主要用于防止由發(fā)電機(jī)低勵失磁故障引發(fā)無功儲備不足的系統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電，其動作判據(jù)為式中 ——三相同時低電壓繼電器動作電壓(此值應(yīng)經(jīng)調(diào)度部門確定)；——系統(tǒng)二次側(cè)額定電壓。自同步及電壓回路斷線等情況下不誤動作，當(dāng)失磁后母線電壓低于允許值時，失磁保護(hù)帶時限動作于斷路器跳閘，當(dāng)母線電壓未低于允許值時，保護(hù)帶時限動作于信號，同時動作于切換勵磁回路和自動減出力。，電力系統(tǒng)震蕩，發(fā)電機(jī)自同期并列等非正常運行狀態(tài)下，失磁保護(hù)不應(yīng)誤動作。失磁保護(hù)有三點：，但對失磁發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)尚未形成危害時，應(yīng)能即時發(fā)出信號。圖313 失磁阻抗動作特性1 異步邊界圓；2汽輪發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)邊界圓；3準(zhǔn)靜穩(wěn)極限阻抗特性（蘋果圓）失磁原因主要有三種：1. 勵磁回路開路，勵磁繞組斷線，滅磁開關(guān)誤動作，勵磁調(diào)節(jié)裝置的自動開關(guān)勿動，可控硅勵磁裝置中部分元件損壞。失磁發(fā)電機(jī)維持的有功功率越大及滑差越大,發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收的無功越大。發(fā)電機(jī)失磁后無功很快減小到零,然后向負(fù)變化到較大值。的過程中,發(fā)電機(jī)的電磁功率先減小,但原動機(jī)的機(jī)械功率來不及減小,造成轉(zhuǎn)子加速使功角不斷增大,當(dāng)功角大于90176。有功功率越大,定子電流就會越大。當(dāng)系統(tǒng)無功功率儲備不足時將導(dǎo)致發(fā)電廠母線電壓、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓下降。發(fā)電機(jī)失磁后，對電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身會產(chǎn)生諸多不利影響，如需要從電力系統(tǒng)中吸收很大的無功功率以建立發(fā)電機(jī)的磁場,由于從電力系統(tǒng)中吸收無功功率將引起電力系統(tǒng)電壓下降，如果電力系統(tǒng)的容量較小或無功功率儲備不足，則可能使失磁發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓、升壓變壓器高壓側(cè)的母線電壓或其他鄰近的電壓低于允許值，從而破壞了負(fù)荷與各電源間的穩(wěn)定運行，甚至可能因電壓崩潰而使系統(tǒng)瓦解。解出表示最小靈敏度的過渡電阻為當(dāng)時， ∴繼電器的動作條件：發(fā)電機(jī)正常運行，向系統(tǒng)送出無功功率，失磁后將從系統(tǒng)吸取大量無功功率，使機(jī)端電壓下降。按負(fù)端經(jīng)過渡電阻接地時流過繼電器KA的電流大于發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵而勵磁繞組并不接地時流過繼電器KA的電流整定。對于空冷及氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，要求在勵磁繞組負(fù)端經(jīng)過渡電阻接地時繼電器KA動作。在勵磁繞組負(fù)端和大地之間經(jīng)一電流繼電器KA疊加直流電壓構(gòu)成的轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)，由可知正常運行時流過繼電器KA的電流：式中——疊加直流電壓為60V； ——發(fā)電機(jī)勵磁電壓450V；——繼電器KA的內(nèi)阻；——勵磁繞組對地等效絕緣電阻。設(shè)勵磁電壓為，勵磁繞組對地絕緣電阻為并集中于勵磁繞組的中點。(4)反時限上限定值（10s強(qiáng)勵時間）式中 ——可靠系數(shù)，；——強(qiáng)行勵磁電流倍數(shù)，取2；——額定勵磁二次電流。(3)反時限下限定值下限動作電流值式中 ——與定時限報警的配合系數(shù)，；——定時限報警電流二次定值，A。(2)報警延時 （躲過強(qiáng)勵時間）(1)反時限定值判據(jù)式中 ——轉(zhuǎn)子繞組允許的發(fā)熱時間常數(shù)，s；——以額定勵磁電流為基準(zhǔn)的勵磁繞組電流標(biāo)幺值(2)根據(jù)動作判據(jù)和實際發(fā)電機(jī)資料求取K值，見表36。圖312 利用導(dǎo)納原理的勵磁回路一點接地保護(hù)原理圖式中 ——三相橋式整流直流換算為交流的系數(shù)；——發(fā)電機(jī)額定勵磁電流（直流）；——勵磁變壓器的電壓變比；——保護(hù)所接的電流互感器變比。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生一點接地時，由于沒有構(gòu)成接地電流的通路，故對發(fā)電機(jī)沒有直接危害。(2)轉(zhuǎn)子電流通過轉(zhuǎn)子本體，如果轉(zhuǎn)子電流比較大（通常以1500A為界限），就可能燒損轉(zhuǎn)子，有時還造成轉(zhuǎn)子和汽輪機(jī)葉片等部件被磁化。勵磁回路的一點接地故障，由于構(gòu)不成電流通路，對發(fā)電機(jī)不會構(gòu)成直接的危害，那么對于勵磁回路的一點接地故障的危害，主要是擔(dān)心再發(fā)生第二點接地故障，因為在一點接地故障后，勵磁回路對地電壓將有所增高，就有可能再發(fā)生第二個接地故障點。發(fā)電機(jī)正常運行時，勵磁回路對地之間有一定的絕緣電阻和分布電容，它們的大小與發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、冷卻方式等因素有關(guān)。勵磁回路過負(fù)荷保護(hù)的跳閘特性與定子繞組過負(fù)荷的跳閘特性基本相似，只不過各項參數(shù)的變化范圍有所不同而已。為防止勵磁繞組過電流，現(xiàn)代自動調(diào)整勵磁裝置都有過勵磁限制環(huán)節(jié)，它與勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)有類似的功能。當(dāng)中性點沒有引出線時，則配置在勵磁機(jī)的機(jī)端。當(dāng)有備用勵磁機(jī)時，保護(hù)裝置配置在直流側(cè)的好處是用備用勵磁機(jī)時，勵磁繞組不失去保護(hù)，但此時需要裝設(shè)比較昂貴的直流變換設(shè)備（直流互感器或大型分流器）。大型發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)通常由交流勵磁電源經(jīng)可控或不可控整流裝置組成。、帶時限動作于信號和動作于降低勵磁電流；反時限部分的動作特性按發(fā)電機(jī)勵磁繞組的過負(fù)荷能力確定，反時限部分動作于解列滅磁。(2)反時限部分：動作特性按發(fā)電機(jī)勵磁繞組的過負(fù)荷能力確定，并動作于解列滅磁或程序跳閘，保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)電流變化時勵磁繞組的熱積累過程。300MW及以上的發(fā)電機(jī)其勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)可由定時限和反時限兩部分組成。然后乘以發(fā)電機(jī)實際在TA二次的額定電流即可求出其保護(hù)整定值，即(6)長期允許電流對勵磁系統(tǒng)故障或強(qiáng)勵時間過長的勵磁繞組過負(fù)荷，100MW及以上采用半導(dǎo)體勵磁的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)。負(fù)序反時限動作特性的下限動作電流和時限整定：通常下限動作時限計算值大于1000s，可取。(4)保護(hù)靈敏性校驗。(2)上限電流按躲過高壓側(cè)兩相短路計算式中 ——可靠系數(shù)，；——由發(fā)電機(jī)提供給高壓側(cè)母線的最大兩相短路電流；——保護(hù)用的電流互感器變比；——基準(zhǔn)容量下發(fā)電機(jī)電壓的基準(zhǔn)電流。(2)動作時間(1)動作電流式中 ——可靠系數(shù)，；——保護(hù)返回系數(shù)，；——發(fā)電機(jī)長期運行允許的負(fù)序電流；——二次側(cè)的發(fā)電機(jī)額定電流。表35發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)曲線校驗結(jié)果過負(fù)荷倍數(shù)允許時間（s）103060120保護(hù)動作時間（s）可見，過負(fù)荷保護(hù)曲線能夠滿足發(fā)電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)要求。保護(hù)動作判據(jù)式中 ——發(fā)電機(jī)允許過負(fù)荷的發(fā)熱時間常數(shù)，s；——以發(fā)電機(jī)額定電流為基準(zhǔn)的過負(fù)荷倍數(shù)。(2)動作時限，應(yīng)可靠躲過變壓器外部故障，取。(2)動作延時，一般取9s以下，現(xiàn)取。其中，當(dāng)達(dá)到上限負(fù)序電流給定值時則按上限定時限動作于全停，當(dāng)負(fù)序電流值落在反時限范圍是則按反時限對應(yīng)時間動作于全停，若正好等于下限電流動作值，則按下限負(fù)序電流整定時間動作于全停。圖312的上面部分為定時限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)動作于信號。負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)電流時取自發(fā)電機(jī)中性點（或機(jī)端）TA的電流。定時限過負(fù)荷作用于信號，反時限過負(fù)荷保護(hù)按發(fā)電機(jī)及制造廠保證的負(fù)荷能力（電流與時間特性曲線）要求正定。國內(nèi)部分發(fā)電機(jī)參考A值見表33。發(fā)電機(jī)A值與轉(zhuǎn)子楔條材料、線負(fù)荷、幾何尺寸等因素有關(guān)，還間接與的大小有關(guān)（影響轉(zhuǎn)子鋼的透入深度）。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流能力的判據(jù)可以化簡為式中 ——以發(fā)電機(jī)額定電流為基準(zhǔn)的負(fù)序電流標(biāo)幺值；——時間，s。不考慮在靈敏系數(shù)和時限方面與其他相間短路保護(hù)相配合發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層允許負(fù)序過負(fù)荷特性可以表達(dá)為式中 ——假定的轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù)；——發(fā)電機(jī)負(fù)序電流標(biāo)幺值；——發(fā)電機(jī)長期允許負(fù)序電流的標(biāo)幺值；——散熱系數(shù)。2)反時限部分：動作特性按發(fā)電機(jī)承受短時負(fù)序電流的能力確定，動作于停機(jī)。(2)100MW及以上A值小于10的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)由定時限和反時限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)。對不對稱負(fù)荷、非全相運行及外部不對稱短路引起的負(fù)序電流，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)：(1)50MW及以上A值（轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù)）大于10的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)。另外100Hz的振動對發(fā)電機(jī)也可能造成危害。因此在轉(zhuǎn)子繞組及部件中會出現(xiàn)倍頻電流，使得轉(zhuǎn)子繞組或轉(zhuǎn)子某些電流密度很大的部件局部的灼傷。上式中，為考慮到熱散效應(yīng)，又考慮要保證保護(hù)曲線落在制造廠保證曲線以下的綜合系數(shù)，以確保機(jī)組安全。反時限特性應(yīng)能較真實地模擬定子的熱積累過程，并能模擬撒熱，即發(fā)電機(jī)發(fā)熱后若電流恢復(fù)正常時，熱積累并不立即消