【正文】 各側(cè)斷路器跳閘。保護(hù)構(gòu)成方式同工作變壓器。2. 高壓廠用備用及起動變壓器保護(hù)高壓廠用備用變壓器及起動變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)。保護(hù)由兩相兩繼電器的接線方式構(gòu)成，瞬時動作于本分支兩側(cè)的斷路器跳閘。當(dāng)變壓器高壓側(cè)用硬母線或軟導(dǎo)線接至 10~35kV 主母線上，由于一般距離較短，且硬母線或軟導(dǎo)線發(fā)生單相接地故障的可能性很少，因此即使饋線裝有單相接地保護(hù)，變壓器也不裝設(shè)單相接地保護(hù)。當(dāng)采用低電壓起動的過電流保護(hù)時，其低電壓繼電器可分別由兩段廠用母線的電壓互感器引接。保護(hù)靈敏系數(shù)不低于 。4） 過電流保護(hù)：用于防御變壓器外部及相鄰元件的相間短路所引起的過電流，并作為瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)。3） 瓦斯保護(hù)：容量為 800kVA 以上的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，用于防御變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低。保護(hù)瞬時動作于各側(cè)斷路器跳閘。保護(hù)靈敏系數(shù)不低于 2。當(dāng)變壓器容量為 6300kVA 及以下時，若電流速斷靈敏度不夠，可裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。根據(jù)以往設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，廠用電系統(tǒng)的保護(hù)配置原則可總結(jié)如下。除了這些以外，我們還應(yīng)配備完善的繼電保護(hù)與自動裝置。隨著超臨界參數(shù)大容量機(jī)組、雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)冷卻方式、計算機(jī)實(shí)時控制的采用以及核電廠的出現(xiàn)，對廠用電的可靠性提出了更高的要求 [13]。一般發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)可分為以下幾個部分：1） 發(fā)電廠各車間的全部電動機(jī)；2） 發(fā)電廠的照明；3） 各種電壓等級的廠用電配電裝置；4） 直流裝置；5） 供電給廠用電的電源。22第二章 廠用電系統(tǒng)保護(hù)的配置原則 廠用電系統(tǒng)概述發(fā)電廠在起動、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，有大量由電動機(jī)拖動的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備（如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運(yùn)行。5. 母線保護(hù)的閉鎖措施為防止母線保護(hù)因誤碰或誤通電而引起的誤動作，一般都加設(shè)閉鎖措施。4. 母線保護(hù)的雙重化考慮到母線保護(hù)的接線比較復(fù)雜，對于雙母線等母線方式，一般不采取母線保護(hù)雙重化的措施。在直流回路中應(yīng)接入監(jiān)視電源的繼電器。3） 電流互感器誤差的要求：接至母線保護(hù)的電流互感器的比值誤差，應(yīng)不大于 10%。某些情況下如電流回路中還需接入其他負(fù)載，應(yīng)通過中間變流器接入。從而可使斷路器與電流互感器之間發(fā)生的短路，可由線路兩側(cè)的保護(hù)無時限切除。此外，也增大了電力系統(tǒng)各連接元件的工作時間。保護(hù)屏的接線和布置，要求便于檢查、調(diào)試和更換條件。再次，在短路電流大的電力系統(tǒng)中，母線保護(hù)的快速動作也是一個重要因素。因此在不利條件下。 提高母線保護(hù)可靠性的措施1. 母線保護(hù)方式的選擇母線的接線方式有多種，可以是單母線、雙母線、一臺半斷路器母線和四分段雙母線方式，因此適用的母線保護(hù)方式，首先應(yīng)適應(yīng)母線可靠運(yùn)行的要求。3） 在保證不誤動的前提下，應(yīng)以較短延時、有選擇性地切除有關(guān)斷路器。2. 對斷路器失靈保護(hù)的要求201） 失靈保護(hù)的誤動和母線保護(hù)誤動一樣，影響范圍廣，必須有較高的可靠性（安全性） ，即不應(yīng)發(fā)生誤動作。4） 相鄰元件保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度不夠時應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。因?yàn)樗苤磺谐c故障線路位于同一組（或同一段）母線上的有關(guān)斷路器，將停電范圍限制到最小。裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)的條件是：1） 線路保護(hù)采用近后備方式并當(dāng)線路故障后，斷路器有可能發(fā)生拒動時，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)，因?yàn)榇藭r只有依靠斷路器失靈保護(hù)才能將故障切除。對于重要的 220kV 及以上主干線路，針對保護(hù)拒動通常裝設(shè)兩套獨(dú)立的主保護(hù)（即保護(hù)雙重化） ；針對斷路器拒動即斷路器失靈，則專門裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。產(chǎn)生斷路器失靈故障的原因是多方面的，如斷路器跳閘線圈斷線，斷路器的操作機(jī)構(gòu)失靈等。3） 當(dāng)為單母線或無電源支路的母線等情況時，可由發(fā)電機(jī)、變壓器的后備保護(hù)來實(shí)現(xiàn)對母線的保護(hù)。同樣，當(dāng)母線發(fā)生短路時母線保護(hù)應(yīng)斷開廠用電抗器，使備用廠用電抗器迅速地自動投入，以保證廠用母線的可靠供電 [11]。而當(dāng)母線發(fā)生短路時應(yīng)將廠用變壓器斷開，以使備用變壓器能迅速地自動投入，保證該段廠用母線的連續(xù)供電。因此變壓器高壓側(cè)的斷路器，應(yīng)按能切除高壓側(cè)斷路的條件來選擇。油浸式廠用變壓器一般都布置在屋外，它的高壓側(cè)經(jīng)一段引線和穿墻套管后，接至屋內(nèi)開關(guān)柜。饋電線路的斷路器與電抗器之間的短路，則依靠各供電元件的斷路器來切除。為了減小短路容量，使饋電線路上可采用斷流容量小的輕型開關(guān)設(shè)備，往往在饋電線路的出線端和分段斷路器回路中裝設(shè)電抗器。TA123**圖 14 帶比率制動式電流差動母線保護(hù)原理接線圖 6～10kV 母線保護(hù)配置1. 6～10kV 母線的特點(diǎn)及對保護(hù)的要求目前，發(fā)電廠 6~10kV 母線，一般采用單母線分段接線方式。根據(jù)一臺半斷路器母線短路時的特點(diǎn)和對母線保護(hù)的要求，通常都采用帶比率制動式電流差動母線保護(hù)。若在該范圍內(nèi)的短引線上發(fā)生故障，如 K2 點(diǎn)，將無保護(hù)切除故障。這樣，可以簡化保護(hù)的接線，只需在每組母線上裝設(shè)如前所述的電流差動母線保護(hù)，就能夠有效地切除故障母線。為了提高保護(hù)的可靠性，通常采用保護(hù)雙重化，即采用工作原理不同的兩套母線保護(hù)；每套保護(hù)應(yīng)分別接在電流互感器不同的二次繞組上；應(yīng)有獨(dú)立的直流電源，它們的出口繼電器觸點(diǎn)應(yīng)分別接通斷路器兩個獨(dú)立的跳閘線圈等。但是，如果區(qū)內(nèi)短路時母線保護(hù)拒動，則故障母線將由各連接元件對側(cè)的后備保護(hù)延時切除，這將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因?yàn)檎＿\(yùn)行或外部短路時，如果母線保護(hù)誤動作將造成變電站部分或全部停電。在這種情況下，電流相位比較式母線保護(hù)將不能反應(yīng)母線故障。3） 在一組母線短路時，如圖 13 所示，若母線Ⅰ 上 K1 點(diǎn)發(fā)生短路，斷路器 QF9 處于斷開狀態(tài)，當(dāng)線路 L2 側(cè)無電源容量較小時，流向短路點(diǎn)的電流為 和 ，此時通過 QF4 的電流 自母線流出。所以，對于 500kV 變電站和 220kV 及以上重要發(fā)電廠以及樞紐變電站一般采用此種接線方式的母線。這種接線方式的母線除具有供電高度可靠、運(yùn)行調(diào)度靈活、倒閘操作方便等優(yōu)點(diǎn)外，當(dāng)母線短路時不影響對連接元件的繼續(xù)供電。4） 對于母聯(lián)或分段斷路器與電流互感器之間發(fā)生的短路，應(yīng)利用斷路器失靈保護(hù)來切除。2） 任一連接元件都可能在兩段母線之間進(jìn)行切換。以四分段雙母線為例，適用于四分段雙母線的保護(hù)有：1） 電流差動母線保護(hù)；2） 帶制動特性的電流差動母線保護(hù)；3） 電壓差動母線保護(hù)；4） 相位比較比例差動母線保護(hù)。這樣當(dāng)任一組母線上出現(xiàn)故障時，只需切除故障母線，而另一組母線上的連接元件仍可繼續(xù)運(yùn)行，所以大大提高了供電的可靠性。 高壓主接線的母線保護(hù)配置151. 雙母線保護(hù)配置原則對于雙母線，經(jīng)常是以一組母線運(yùn)行的方式工作，在母線上發(fā)生故障后，將造成全部停電，需要把所連接的元件倒換至另一組母線上才能恢復(fù)供電，這是一個很大的缺點(diǎn)。主要的專用母線保護(hù)有完全電流差動母線保護(hù)，電流比相式母線保護(hù)。因此，就不能像發(fā)電機(jī)的差動保護(hù)那樣，只用簡單的接線加以實(shí)現(xiàn)。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 [10]。而另一組（或段）無故障的母線仍能繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。此外，當(dāng)雙母線同時運(yùn)行或母線為分段單母線時，上述保護(hù)不能保證有選擇性地切除故障母線。 母線保護(hù)的一般配置原則一般說來，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。母線方式及母線保護(hù)方式的選擇和運(yùn)行，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一。 母線保護(hù)的配置母線是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，其連接著許多重要元件，起著匯14集和分配電能的作用。為更好了解大型發(fā)電機(jī)變壓器組的繼電保護(hù)配置情況，這里再列舉了某大型發(fā)電廠的發(fā)變組繼電保護(hù)配置圖以示對比。 5） 減出力：減少汽輪機(jī)的輸出功率。3） 解列：雙繞組變壓器只斷開出口斷路器，三繞組變壓器高、中壓側(cè)的保護(hù)只斷開本側(cè)斷路器。為了減少機(jī)組全停的次數(shù)，縮短恢復(fù)正常供電的時間，各保護(hù)裝置動作后，按所控制的對象、保護(hù)的性質(zhì)和選擇性要求，保護(hù)出口一般有以下現(xiàn)象：1） 全停：斷開出口斷路器、滅磁、斷開高壓廠用電源斷路器、關(guān)閉主汽門、鍋爐甩負(fù)荷。下面以附圖 1 所示的汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組為例來說明大型發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)總體配置的情況。發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)與發(fā)電機(jī)、變壓器單獨(dú)工作時的保護(hù)類型選擇基本相同。異常運(yùn)行保護(hù)，用以反應(yīng)各種可能給機(jī)組造成危害的異常工況，但這些工況不會或不能很快造成機(jī)組的直接破壞。短路保護(hù)，用以反應(yīng)被保護(hù)區(qū)域13內(nèi)發(fā)生的各種類型的短路故障，這些故障將造成機(jī)組的直接破壞。采用這種主保護(hù)配置方案時，可完全舍棄縱向零序電壓保護(hù)和二次諧波轉(zhuǎn)子電流保護(hù)。這種主保護(hù)方案可使發(fā)電機(jī)內(nèi)部各種相間短路、匝間短路和定子繞組開焊故障均得到雙重快速保護(hù)，同時還能使發(fā)電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行時機(jī)端引線的相間短路也有快速保護(hù)。3） 主變壓器高壓側(cè)相間短路后備保護(hù)，以高壓母線兩相金屬性短路的靈敏度大于或等于 為整定條件，首先考慮采用過電流保護(hù)，如靈敏度不夠，改用一段簡易阻抗保護(hù)，不設(shè)振蕩閉鎖環(huán)節(jié)，以 ~ 延時取得選擇性和避越振蕩，但應(yīng)有電壓回路斷線閉鎖和電流起動元件；對自并勵方式的發(fā)電機(jī)，還應(yīng)校核短路電流衰減對過電流或低阻抗保護(hù)的影響，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施，例如低電壓自保持的過電流保護(hù)、電壓控制的過電流保護(hù)或精確工作電流足夠小的低阻抗保護(hù)。過于復(fù)雜的后備保護(hù)配置方案，不僅是不必要的，而且運(yùn)行實(shí)踐證明是有害的。 大型發(fā)電機(jī)變壓器組的繼電保護(hù)配置原則1） 切實(shí)加強(qiáng)大型發(fā)電機(jī)變壓器組主保護(hù)，保證在保護(hù)范圍內(nèi)任一點(diǎn)發(fā)生12各種故障，均有雙重或多重原理不同的主保護(hù)，有選擇性地、快速地、靈敏地切除故障，使機(jī)組受到的損傷最輕、對電力系統(tǒng)的影響最小。這在前面已予以討論過了。這對發(fā)電機(jī)定子鐵心是很不利的 [8]。若無匝間短路保護(hù)，一旦發(fā)生匝間短路，沒有繼電保護(hù)功能，發(fā)電機(jī)就會持續(xù)被匝間短路電流損傷，導(dǎo)致定子鐵心嚴(yán)重?zé)龎?。很多人認(rèn)為大型汽輪發(fā)電機(jī)同相同槽的線棒數(shù)量很少，發(fā)生匝間短路的幾率很低；而目前匝間短路保護(hù)裝置的靈敏性和可靠性均不理想，已裝設(shè)的大多已退出運(yùn)行；從國外引進(jìn)的大型發(fā)電機(jī)組也大多不裝設(shè)匝間短路保護(hù)。近年來，在國內(nèi)，雖然大型水輪發(fā)電機(jī)定子繞組主保護(hù)已廣泛采用單元件高靈敏橫差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)，還有故障分量負(fù)序方向保護(hù)和裂相橫差保護(hù)，對于相間短路、匝間短路和分支開焊故障構(gòu)成雙重或三重主保護(hù)。3. 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù) 所謂匝間短路，就是指由于同相繞組之間的絕緣破壞，導(dǎo)致的同相不同分支之間或相同分支繞組之間的短路。發(fā)生單相接地的接地電容電流（或補(bǔ)償后的接地電流）通常小于表 12 的允許值，故接地保護(hù)可以采用零序電壓保護(hù)，并作用于信號。表 12 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓/kV 發(fā)電機(jī)額定功率/MW 接地電容電流允許值/A ≤50 4汽輪發(fā)電機(jī) 50~水輪發(fā)電機(jī) 10~1003汽輪發(fā)電機(jī) 125~~水輪發(fā)電機(jī) 40~2252①18~20 300~600 111① 對于氫冷發(fā)電機(jī)接地電流允許值為 。這時分支線上電圖 12 發(fā)電機(jī)變壓器組縱差動保護(hù)點(diǎn)相原理圖流互感器的變比應(yīng)與發(fā)電機(jī)回路的相同。3） 當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)和變壓器應(yīng)分別裝設(shè)縱差動保護(hù)，如圖 12（c ）所示。2） 但對大容量的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)應(yīng)補(bǔ)充裝設(shè)單獨(dú)的縱差動保護(hù)，如圖12（b）所示。這樣的結(jié)合，可使發(fā)電機(jī)變壓器組的繼電保護(hù)變得較為簡單和經(jīng)濟(jì)。由于發(fā)電機(jī)和變壓器的成組連接，相當(dāng)于一個工作元件，因此，就能夠把發(fā)電機(jī)和變壓器中某些性能相同的保護(hù)合并成一個對全組公用的保護(hù) [7]。水輪發(fā)電機(jī)的機(jī)內(nèi)空間大，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)的各分支互感器可以安裝在機(jī)殼內(nèi)部或外部，可實(shí)現(xiàn)兩套不完全縱差保護(hù)、裂相橫差和零序電流型高靈敏橫差保護(hù)，國內(nèi)已有很多大型水電廠實(shí)現(xiàn)了這種保護(hù)配置方案。c） 2 個引出端，即兩個星形接線繞組的中性點(diǎn)引出機(jī)外，各相分支繞組9均不引出，發(fā)電機(jī)主保護(hù)裝設(shè)零序電流型高靈敏橫差保護(hù)和故障分量負(fù)序方向保護(hù)（微機(jī)型）或縱向零序電壓保護(hù)等，不能裝設(shè)發(fā)電機(jī)和發(fā)變組的完全或不完全縱差保護(hù)。8圖 11 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)端子引出方式它也可裝設(shè)發(fā)電機(jī)和發(fā)變組的不完全縱差保護(hù)，但兩套保護(hù)的中性點(diǎn)側(cè)電流互感器均在同一個星形接線的三相分支繞組中，其性能略低于中性點(diǎn)側(cè) 6 個引出端的方案。同時裝設(shè)零序電流型高靈敏橫差保護(hù)。6） 汽輪發(fā)電機(jī)三相繞組中性點(diǎn)側(cè)引出方式可為：a） 4 個引出端，如圖 11(b)所示，即定子繞組為雙星形接線，其中一個星形接線繞組的三相端子引出機(jī)外，另外一個星形接線繞組只引出它的中性點(diǎn)。4） 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)一般可經(jīng)消弧線圈（欠補(bǔ)償）或經(jīng)接地變壓器二次電阻（高阻）接地運(yùn)行。2） 發(fā)電機(jī)出口和支接高壓廠用變壓器高壓側(cè)均不裝設(shè)斷路器。所以不僅要求有可靠性高、靈敏性和選擇性強(qiáng)、快速性好的保護(hù)繼電器，還要求在繼電保護(hù)的整體配置上盡量做到完善、合理，并力求避免繁瑣、復(fù)雜 [5]。 大型發(fā)電機(jī)變壓器組的特點(diǎn)及其繼電保護(hù)配置大容量機(jī)組往往按發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線與高壓或超高壓電網(wǎng)直接相連，在電力系統(tǒng)中占有十分重要的地位。2） 短路故障的后備保護(hù)目前，電力變壓器上采用較多的短路故障后備保護(hù)種類主要有：復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，零序過電流或零序方向過電流保護(hù)，負(fù)序過電流或負(fù)序方向過電流保護(hù)，復(fù)合電壓閉鎖功率方向保護(hù)，低阻抗保護(hù)等。1） 短路故障的主保護(hù)變壓器短路故障的主保護(hù)主要有縱差保護(hù)，重瓦斯保護(hù)，壓力釋放保護(hù)。為確保變壓器的安全經(jīng)