【正文】 電流還應躲過發(fā)電機失磁后出現(xiàn)非同步運行方式時的最低電壓，一般采用： . e FUU? (2) 過電流保護的動作時限，應比發(fā)電機電壓母線上其他連接元件保護的最大動作時限 .maxbht 大二至三個時限階段，即： . m a x ( 2 3 )bht t t? ? ? ? 三． 發(fā)電機負序過電流保護 發(fā)電機負序過電流保護一般為兩段式負序過電流保護。因此，通常采用的定時限負序過電流保護的動作電流不必要考慮躲過發(fā)電機正常運行時的負荷電流因而提高了該保護反應不對稱故障的靈敏度。負序過負荷時，保護動作并經延時作用于信號。 接在負序電流濾過器輸出端的負序電流繼電器具有較小的整定值，稱為靈敏電流元件，動作于延時信號；另一個負序電流繼電器具有較大的整定值，稱為不靈敏電流元件，作用于發(fā)電機跳閘。過負荷保護接于一相電流中的電流繼電器和共用時間繼電器組成，作用后延時發(fā)出信號。 (2） .對于反應負序過電流的不靈敏元件 ： , 2 ,( 0 .2 5 0 .6 )D Z o p lII? ?? B．發(fā)電機的負序電流保護只與升壓變壓器上的負序電流相配合，動作電流為： , 2 2 ,DZ ph jsI K I? 式中 phK —— 配合系數(shù)，取 發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 21 2,jsI —— 計算方式下變壓器高壓側發(fā)生故障且流過升壓變壓器的負序電流正好與變壓器的負序電流保護的動作電流相等時，流過被保護發(fā)電機的負序電流 不靈敏電流元件的動作時限選擇原則與后備保護相同，一般當升壓變壓器高壓側發(fā)生不對稱故障時，應在 2～ 5s內切除故障。該電流引起的附加損耗與電流的平方成正比，并在槽楔與齒壁之間、齒于護環(huán)之間、端部阻尼環(huán)及護環(huán)內表面等局部有高密度的電流產生，可能造成轉子在這些部位的燒傷。因此，反時限負序過電流保護是防止轉子由于負序電流燒傷 的主保護。 發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 22 第二節(jié) 阻抗保護 對于升壓變壓器或系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器，當采用復合電壓起動的過電流保護和負序電流及單項式低電壓起動的過電流保護時不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。當阻抗保護的起動元件和阻抗元件均動作、阻抗保護的壓板投入、 TV斷線檢測元件不動作，且經過預定的延時后，保護動作與跳閘。起動元件動作判據為： △ i_φ≥ I_set或 I_2I_(set,2) 式中：△ i_φ為相電流突變量； I_2 為負序電流； I_set、 I_(set,2)分別為相電流突變量起動元件和負序電流起動元件的動作整定值，通常均取電流互感器二次額定電流的 倍。阻抗元件采用 0^0接線方式，其動作特性可根據需要整定為全阻抗圓特性或偏移阻抗圓特性，動作的正方向可以指向變壓器，也可以指向母線，由保護的控制字控制。當該元件檢測到 TV二次回路斷線時，將阻抗保護閉鎖，并發(fā)出告警信息。當轉子回路發(fā)生一點接地故障時，由于沒有形成電流回路，對發(fā)電機運行沒有直接影響；一旦發(fā)電機發(fā)生轉子兩點接地后，勵磁繞組將形成短路，使轉子磁場畸變，引起機體強烈震動，嚴重損壞發(fā)電機。 一． 轉子回路一點接地保護原理分析 ： 切換采樣式轉子一點接地保護采用開關切換采樣原理，通過求解兩個不同的接地回路方程，實時計算轉子接地電阻和接地位置。 12U U U? ? ? ， 則 ： BC 相間阻抗判據動作 CA 相間阻抗判據動作 相電流突變量啟動元件動作 負序電流突變量啟動元件動作 后備保護應連接片投入 阻抗保護軟連接片投入 機端 TV 斷線 amp。 amp。 ≥1 保護Ⅱ段動作 t1 t2 保護Ⅰ段動作 AB 相間阻抗判據動作 1133UU? ????1 2133f RR a R RU? ? ??發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 24 正常運行時： 4 個電阻 R對稱， 12UU? ， 0U??， fR?? ；轉子一點接地時， 12UU? ,當接地電阻小于 fR 或等于接地電阻整定值 ,()f set f f setR R R? 時，經延時發(fā)信號。當接地電阻的高整定值整定為 10K? 時，延時（ 4～ 10 s）東方工作于發(fā)信號；當接地電阻低整定值整定為 10K? 時，延時（ 1～ 4s）動作與跳閘。因此，發(fā)電機定子繞組與鐵心間的絕緣在某一點上遭到破壞，就有 可能發(fā)生單相接地故障。所以把不產生電弧的單相接地電流稱為安全電流，其大小與發(fā)電機額定電壓有關。發(fā)電機中性點一般不接地或經消弧線圈接地，當發(fā)電機內部單相接地時，流經接地點的電流為發(fā)電機與發(fā)電機有直接電聯(lián)系的個元件的對地電容之和。 一． 發(fā)電機定子 繞組單相接地故障的分析 1. 定子繞組的單相接地故障的零序電壓 正常運行時，發(fā)電機機端三相電壓時對稱的。當發(fā)電機 U相接地發(fā)生定子繞組距中性點? 處，則各相機端對地電壓將隨著故障點的位置不同而改變。 （ 1）正常運行時三次諧波電壓分布。而三次諧波的相序屬零序分量，在線電壓中可以將它消除，但在相電動勢中依然存在。 當發(fā)電機中性點對地接地時，正常運行情況下，發(fā)電機機端的三次諧波電壓 3SU 總是小于中性點側的三次諧波電壓 3NU 。當發(fā)電機中性點經消弧線圈接地時，正常運行情況下，機端三次諧波電壓 3SU 比中性點側的三次諧波電壓 3NU 更小。 （ 2）距中性點 ? 處發(fā)生單相接地時三次諧波分布?？梢姲l(fā)電機中性點接地時 3 3 30NSU U E? ???? ?。該保護的過電壓元件檢測發(fā)電機機端電壓互感器二次側開口三角形的輸出電壓，當檢測的電壓大于保護的動作整定值時，過電壓元件動畫做發(fā)信號。此外，當變壓器高壓側發(fā)生接地故障時，由于變壓器高、低繞組之間由耦合電容發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 26 存在。 根據運行經驗，保護的起動電壓一般整定為 15～ 30KV左右，考慮采用性能良好的三次諧波濾過器后，其動作值可降至 5～ 10KV。若定子繞組經過渡電阻 Rf單相接地時，則死區(qū)更大 。因此，在大、中型發(fā)電機上應裝設能反應 100%定子繞組單相接地保護。為提高可靠性，兩部分的保護區(qū)應重疊。 基波零序電壓和三次諧波構成的 100%定子接地保護的動作判據為： 式中： 03U 為發(fā)電機機端零序電壓； 0,setU 為基波零序電壓整定值； 3SU 和 3NU 分別為機端 TV和中性點 TV開口三角形開口繞組輸出的三次諧波分量； 3,setK 為三次諧波比例整定值。利用三次諧波構成的接地保護，由于反應中性點側附近定子繞組的單相接地故障，在該保護范圍內定子繞組單相接地時，零0 0.3 3 3.3 / setS N setUUU U K? ?發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 27 序電壓較小，該保護動作與信號；由于反應機端零序電壓的接地保護范圍內發(fā)生接地故障時，零序電壓較大，該保護可動作與跳閘或信號。 第三節(jié) 主變壓器接地保護 變壓器的接地保護（又稱變壓器的零序保護）用于 中性點直接接地系統(tǒng)中的電力變壓器，以反應變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護和相領母線、線路接地故障的后備保護。 一 .中性點直接接地的變壓器接地保護 中性點直接接地的變壓器接地保護，通常采用兩段零序電壓保護，零序電流均由變壓器中性點電流互感器的二次側獲得，每 段保護均設置兩個動作時限。 為防止變壓器與系統(tǒng)并列前其高壓側發(fā)生單相接地時，變壓器的接地保護誤動作誤跳母聯(lián)斷路器，將變壓器接地保護動作于母聯(lián)段路器的跳閘回路經其高壓側斷路器的常開觸點 1QF1 閉鎖。變壓器零序電流 Ⅱ段保護的動作電流和動作時限，分別與相鄰線路零序電流保護后備段的動作電流及動作時限配合進行整定。 二 .中性點可能接地也可能不接地運行變壓器的接地保護 1QF II 3I0 I 3I0 t1 t2 t3 t4 跳 QF 跳各側 斷路器 1QF1 發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 29 對于中性點可能接地也可能不接地運行的每臺變壓器，其接地保護需配兩套，一套作為中性點接地運行方式時的接地保護，另一套用于中性點不接地運行方式時的接地保護。重重保護的整定計算、動作時限等與變壓器中性絕緣水平、過電壓保護方式及并聯(lián)運行的變壓器臺數(shù)有關。 當變壓器所連接的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，對中性點接地運行的變壓器利用兩段式零序過電流保護中的較短時限跳開母線聯(lián)絡斷路器，以較長時限跳開高壓側斷路器；對于中性點不接地運行的變壓器 利用零序點過電壓保護經預定延時后跳開中性點不接地變壓器各側的斷路器。其動作時限只需躲過暫態(tài)過電壓的時限考慮，無需與其他保護配合。 為此，對于分級絕緣且中性點不裝設放電間隙的 變壓器，其接地保護的配置為兩段式零序過電流保護和零序電流閉鎖的零序電壓保護。零序過電壓保護的動作時限要求小于零序過電流的長動作時限，大于零序過電流保護的短動作時限。解列后若故障消失，則表明故障不在本變壓器保護范圍內。 根據分級絕緣變壓器接地保護動作行為的要求，對于分級絕緣且中性點裝設放電間隙的變壓器接地保護的配置為：兩段式零序過電流保護用于中性點直接接地運行；放電間隙零序過電流及零序過電壓保護，用于變壓器中性點經放電間隙接地運行方式。 第四章 反應發(fā)電機異常運行的保護 第一節(jié) 發(fā)電機過負荷保護 發(fā)電機的過負荷通常是由于系統(tǒng)中切除了電源；生產過程中出現(xiàn)的短時沖擊性負荷；大型電動機自啟動；發(fā)電機強行勵磁；失磁運行；同期誤操作及振蕩等原因引起的。因此，為了充分利用發(fā)電機的過載 能力而又不導致受過負荷的損害，發(fā)電機上需裝設三套過負荷保護，分別反應定子繞組、轉子繞組和轉子表層的過負荷，且過負荷保護的動作特性應分別與發(fā)電機對應允許過負荷的特性相配合。 保護的電流按在發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定，即： 式中 ,gnI —— 發(fā)電機額定電流 發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 31 relK —— 可靠系數(shù)，取 reK —— 返回系數(shù)，取 保護的動作時限應與發(fā)電機在 ,1opI 過負荷條件下允許的時間相配合，并大于相間短路后備保護最大延時 t? 。定時限部分，經延時動作與信號，有條件時可動作于自動減負荷；反時限部分按反時限特性動作與跳閘。對于 30MW 及以上的發(fā)電機，轉子繞組過負荷保護由定時限電流保護和反時限 電流保護兩部分組成，定時限部分經延時動作與信號，反時限部分動作于解列滅磁。反時限過負荷保護按：2* At I? ??進行整定。另外，在定子轉子之間產生的100HZ 交變電磁力矩的作用下，機組會發(fā)生振動。同時，該保護還可以兼作系統(tǒng)不對稱故障的后備保護。Ⅰ段動作電流按與相鄰元件后備保護配合的發(fā)電機 — 變壓器組保護設計 32 條件整定，一般取 ,( )op g nII? ?? ，經 3～ 5s延時后動作于跳閘。 大型發(fā)電機組轉子表層負序過負荷保護，一般由定時限負序電流保護反時限負序電流保護兩部分組成。定時限負序電流保護的動作電流，按在發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定。 四．勵磁繞組過負荷保護 勵磁繞組過負荷保護與定子繞組過負荷保護類似，也由定時限電流保護和反時限電流保護兩部分組成。反時限部分的動作 特性按：2* At I?