【正文】 規(guī)定轉子各部件的短時極限溫度，在一定大小的負序電流下，觀察轉子各部件達到極限溫度所經(jīng)歷的時間，則的數(shù)值就是這臺發(fā)電機所能承受負序過電流的能力A。發(fā)電機轉子表層過負荷可用發(fā)電機定子繞組的負序過負荷保護進行保護，負電荷負序過負荷保護邏輯框圖如圖312所示，其負序反時限保護就是根據(jù)的動作特性構成的。整定時必須保證保護曲線在下面，發(fā)電機轉子允許的曲線在上面。保護通過數(shù)字電路濾過出發(fā)電機動作繞組的負序電流，從而反映定子的過熱程度。下面部分為反時限過流部分，反時限曲線特性由兩個部分組成：反時限、下限定時限。表33 國內(nèi)部分發(fā)電機參考A值型號A值制造廠/國家標準說明QFN1002哈爾濱電機廠QFS1252上海電機廠QFQS2002東方電機廠QFQS2002哈爾濱電機廠QFS3002上海電機廠QFSN3002上海電機廠東方電機廠哈爾濱電機廠間接冷卻轉子繞組15GB7552000《旋轉電機定額和性能》圓柱形轉子，空冷（隱極）間接冷卻轉子繞組10GB7552000《旋轉電機定額和性能》圓柱形轉子，氫冷（隱極）（350）式中：為視在功率（MVA）GB7552000《旋轉電機定額和性能》圓柱形轉子，直接冷卻5GB7552000《旋轉電機定額和性能》圓柱形轉子，直接冷卻5GB7552000《旋轉電機定額和性能》圓柱形轉子，直接冷卻圖311 發(fā)電機負序過負荷保護邏輯框圖表34 發(fā)電機技術協(xié)議允許的過負荷特性過負荷倍數(shù)允許時間（s）103060120(1)定時限過負荷動作電流式中 ——可靠系數(shù)，； ——保護返回系數(shù)，；——發(fā)電機的額定電流；——保護用的電流互感器變比。(1)上限動作電流式中 ——可靠系數(shù)，；——由發(fā)電機提供給高壓側母線的最大短路電流；——變壓器的變比；——保護用的電流互感器變比。，可求得為可靠保護發(fā)電機，即為各點分別校驗如下經(jīng)驗證，發(fā)電機的過負荷保護曲線校驗結果如表35所示。(1)下限動作電流式中 ——與定時限的電流配合系數(shù)，；——可靠系數(shù)，；——保護返回系數(shù)，；——二次側的發(fā)電機額定電流。(2)動作延時 （發(fā)信號）(1)動作判據(jù) （繼電器動作方程）式中 ——轉子表層承受負序電流的時間常數(shù)，本機為10；——發(fā)電機負序電流的標幺值；——發(fā)電機長期允許負序電流的標幺值；——安全系數(shù)，從動作方程分析宜等于或小于1。(3)上限時限按可靠躲過線路速動保護最大。 （滿足）(5)下限動作電流。此時可再反求反時限下限電流的標幺值為式中 ——散熱系數(shù)，為保證設備安全可取不大于1的數(shù)值。300MW以下采用半導體勵磁的發(fā)電機，可裝設定時限勵磁繞組過負荷保護，保護帶時限動作于信號和降低勵磁電流。(1)定時限部分：動作電流按正常運行最大勵磁電流下可靠返回的條件整定，帶時限動作于信號和降低勵磁電流。勵磁繞組的過負荷保護由定時限和反時限兩部分組成，其中定時限部分的動作電流按正常最大勵磁電流下能夠可靠返回的條件整定。保護裝置應能反應電流變化時勵磁繞組的熱積累過程。對這種勵磁系統(tǒng)，發(fā)電機勵磁繞組過負荷保護可以配置在直流側，也可以配置在交流側。為了使勵磁繞組過負荷保護能兼作勵磁機、整流裝置及其引出線的短路保護，一般保護配置在勵磁機中性點的電流互感器上。此時，保護裝置的動作電流要計及整流系數(shù)，并換算到交流側。從保護功能方面看，保護可看作勵磁限制環(huán)節(jié)的后備措施。因此，兩者實現(xiàn)跳閘特性的保護回路也大同小異。當轉子絕緣損壞時，就可能引起勵磁回路接地故障，常見的是一點接地故障，如不及時處理，還可能接著發(fā)生兩點接地故障。發(fā)電機勵磁回路發(fā)生兩點接地故障的危害表現(xiàn)為：(1)轉子繞組的一部分被短路，另一部分繞組的電流增加，這就破壞了發(fā)電機氣隙磁場的對稱性，引起發(fā)電機的劇烈振動，同時無功出力降低。(3)由于轉子本體局部通過轉子電流，引起局部過熱，使轉子發(fā)生緩慢變形而形成偏心，進一步加劇振動。但要抬高轉子某些點的電壓，若處理得不及時，長期運行抬高電壓點的絕緣會被破壞，易形成亮點接地，此時，轉子磁通的對稱性被破壞，使發(fā)電機產(chǎn)生強烈的機械振動。(1)報警電流二次定值計算。表36 K值計算表過電壓時間（s）103060120額定勵磁電流（%）208146125112對應K值（s）取平均值K值=。下限動作時限式中 ——以額定勵磁電流為基準的下限動作電流的標幺值。將一直流電壓,經(jīng)一繼電器KA順向加到勵磁繞組的負端與地之間，構成了疊加直流電壓式一點接地保護?？蛰d勵磁電壓為；將外加電壓在勵磁繞組中產(chǎn)生的壓降略去不計。發(fā)電機強行勵磁但勵磁繞組并不接地時，流過繼電器KA的電流為：式中——發(fā)電機強勵時的轉子電壓； ——為可靠系數(shù)。發(fā)電機空載運行，勵磁繞組負端經(jīng)過渡電阻Ry接地條件下，流過繼電器KA的電流為式中 ——發(fā)電機空載勵磁電壓；——接地點的過渡電阻。式中 ——可靠系數(shù)。當系統(tǒng)缺少無功功率，嚴重時可能使電壓低到不允許的數(shù)值，以致破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。發(fā)電機失磁后不但不發(fā)出無功功率還要從系統(tǒng)吸收無功功率。發(fā)電機失磁后,由于發(fā)電機吸收無功量的增大及定子電壓的降低,定子電流就會增大。發(fā)電機從失磁到功角增大到90176。發(fā)電機失步運行時發(fā)電機的異步功率維持著輸入、輸出功率平衡。失步后發(fā)電機的無功功率按照滑差周期有規(guī)律的擺動。發(fā)電機從失磁開始到穩(wěn)定異步運行其機端測量阻抗沿著等有功阻抗圓由第1 象限向第4 象限變化。，絕緣老化或損壞引起短路。，失磁保護應能即時動作，切除失磁發(fā)電機。失磁保護由阻抗元件，母線低電壓元件和閉鎖元件組成，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，閉鎖元件用于保護裝置在外部短路，系統(tǒng)震蕩。失磁保護的判據(jù)有：統(tǒng)側主判據(jù)——高壓母線三相同時低電壓繼電器。經(jīng)輔助判據(jù)“與門”輸出，短延時動作于發(fā)電機解列。低勵失磁保護的輔助判據(jù)有：(1)負序電壓元件；(2)勵磁低電壓元件；(3)延時元件。(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.保護動作電壓式中 ——為高壓側母線額定電壓 ——為高壓側母線電壓互感器之比為525/∴ 3 .勵磁低電壓閉鎖元件的整定式中 ——勵磁低電壓的整定值 ——給定有功功率，——為綜合阻抗為，為發(fā)電機同步電抗，為系統(tǒng)阻抗——空載勵磁電壓∴ ：按靜穩(wěn)邊界整定（或電壓）閉鎖元件的整定負序電流元件動作電流：負序電壓元件動作電壓：式中（）——負序電流（負序電壓）的動作值： （）——發(fā)電機的額定電流（額定電壓）∴ 延時元件：延時返回時間為8～10S。機端電壓周期性的嚴重下降，對發(fā)電機組的安全運行極為不利，有可能造成機組損壞。鑒于上述原因，對于大型發(fā)電機，需要裝設失步保護，用以及時檢測出失步故障，迅速采取措施，以保障機組和電力系統(tǒng)的安全運行。通常保護動作于信號，當振蕩中心在發(fā)電機變壓器組內(nèi)部，失步運行時間超過整定值或短路振蕩次數(shù)超過規(guī)定值時，保護還動作于解列，并保證斷路器斷開時的電流不超過斷路器允許開斷電流。失步保護應只在失步振蕩情況下動作。(1) 雙阻抗元件失步保護圖314為雙透鏡原理失步保護的動作特性，如果測量阻抗的軌跡只進入就返回，說明電力系統(tǒng)發(fā)生了穩(wěn)定振蕩，保護不動作；如果測量阻抗的軌跡先后穿越過及，說明電力系統(tǒng)發(fā)生了非穩(wěn)定性振蕩，保護動作于信號；如果測量阻抗的軌跡進入及的時間差小于某一定值，說明電力系統(tǒng)發(fā)生了短路故障，保護應予閉鎖。圖314 雙透鏡原理失步保護的動作特性(2)帶阻抗圓的遮擋器原理失步保護所謂“遮擋器”原理，實際是具有平行直線特性的阻抗保護，如圖315所示，直線BB2均平行于系統(tǒng)合成阻抗，B1的動作區(qū)在直線左側，B2的動作區(qū)在直線右側。圖315中，和分別為發(fā)電機暫態(tài)電抗和升壓變壓器短路電抗；為發(fā)電機變壓器組以外的總阻抗。與雙阻抗元件失步保護相同，也是利用阻抗整定（動作區(qū)）和動作時限的相互配合來區(qū)分短路與振蕩。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。第三部分特性是電抗線，圖316中3，它把動作區(qū)一分為二，電抗線以下為Ⅰ段(U)，電抗線以上為Ⅱ段(O)。（結合圖316）透鏡兩個半圓以內(nèi)為動作區(qū)，被、線分為左半部和右半部，動作區(qū)電抗線以上為Ⅱ段，電抗線以下為Ⅰ段，動作判據(jù)：(1) 遮擋器由參數(shù)、確定。(3) 發(fā)電機加速失步從右端進阻抗透鏡。(4) 發(fā)電機減速失步，從左端進入阻抗透鏡從左至右移動，在透鏡內(nèi)停留時間大于給定時間。決定遮擋器特性的參數(shù)是、如果失步保護裝在機端，按圖316得出歸算為發(fā)電機的基準電抗為，取上五式中 ——正向阻抗定值，；——負向阻抗定值，；——基準電壓，以發(fā)電機的額定電壓為基準，kV；——基準容量，以發(fā)電機的額定容量為基準，MVA；——以發(fā)電機的額定值為基準，歸算至二次的基準阻抗；——保護用的電流互感器變比；——保護用的電壓互感器變比；——歸算至發(fā)電機的基準電抗——發(fā)電機暫態(tài)電抗；——系統(tǒng)聯(lián)系電抗()；——系統(tǒng)阻抗角。對于某一給定的，透鏡內(nèi)角（即兩側電動勢擺開角）決定了透鏡在復平面上橫軸方向的寬度。由上式可確定發(fā)電機最小負荷阻抗并確定：一是，確定發(fā)電機最小負荷阻抗（設為額定負荷時）二是，確定為三是，確定內(nèi)角。(3)電抗線的整定，一般選定為變壓器阻抗的90%，即。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 為基準值）失步保護可測的最大滑差頻率與角存在如下關系式中 ——可檢測的最大滑差頻率，Hz。(4)跳閘允許電流整定裝置自動選擇在電流變小時作用于跳閘，跳閘允許電流定值為輔助判據(jù)，現(xiàn)取斷路器開斷容量的1/4（歸算至發(fā)電機電壓側）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；——保護用發(fā)電機側的電流互感器變比；——發(fā)電機變壓器組斷路器允許的開斷電流。當按功角或允許斷開，則上兩式中 ——發(fā)電機次暫電抗態(tài)標幺值；——以發(fā)電機為基準的變壓器阻抗標幺值；——以發(fā)電機為基準的系統(tǒng)阻抗標幺值；——保護用發(fā)電機側的電流互感器變比；——發(fā)電機的額定電流。(5) 失步保護滑極定值整定振蕩中心在區(qū)外時，失步保護動作于信號，振蕩中心在區(qū)內(nèi)時滑極13次動作于跳閘。Ⅱ段次數(shù)可整定較大，如整定5次發(fā)信號，也有的將其退出。逆功率保護常用于保護燃氣輪機或汽輪機。逆功率運行對汽輪機最主要的危害是汽輪機尾部長葉片的過熱。對于燃汽輪機、柴油發(fā)電機也有裝設逆功率保護的需要，目的在于防止未燃盡物質有爆炸和著火的危險。對于發(fā)電機變電動機運行的異常運行方式，200MW及以上的汽輪機發(fā)電機，宜裝設逆功率保護。保護裝置由靈敏的功率繼電器構成，帶時限動作于信號，經(jīng)汽輪機允許的逆功率時間延時動作于解列。但主汽門的關閉連鎖觸點使斷路器跳閘，或者發(fā)出“主汽門關閉”的信號，使值班人員誤將斷路器跳閘，此時，進汽雖然不多，但斷路器已跳閘，故可能造成發(fā)電機超速，甚至有飛車危險。，值班人員在處理汽門誤關閉的過程中，不必擔心由于時間過長而損壞汽輪機。程序跳閘逆功率必須受主汽門接點控制，見圖318。圖317和圖318中P為保護裝置測得的功率，發(fā)電機輸出的功率規(guī)定為正，反之為負。歸算至二次為(1)經(jīng)主汽門閉鎖的程序跳閘逆功率，則 啟動并發(fā)信； 動作于全停（時間元件）。結 束 語本設計通過對600MW發(fā)電機組的繼電保護參數(shù)的計算，闡述了發(fā)電機組繼電保護的配置和各整定值的計算方法，得出一套保護動作整定值，經(jīng)校驗后滿足保護要求的可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。因此，無論是從保護設備的角度還是從保護電網(wǎng)安全運行的角度,都應積極重視變壓器的保護配置。微機保護作為現(xiàn)今大型發(fā)電機變壓器組的主流保護,現(xiàn)已得到了一致認可并廣泛應用,由于它強大的記憶性，將保護、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)絡技術的發(fā)展，將保護數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、保護事件通過保護的網(wǎng)絡接口發(fā)送到上位機，通過調度遠傳系統(tǒng)發(fā)送到調度中心。在這次設計中，我發(fā)現(xiàn)了學習中的很多問題，并對其進行了鞏固和糾正。致 謝值此設計完成之際，我首先要衷心感謝我的指導老師王利娟，在這些日子里，導師的耐心指導和及時幫助，是我能夠順利完成畢業(yè)設計，做好大學最后一次作業(yè)所離不開的。設計中王利娟老師對我們的設計給予了細致的指導和建議，對我的輔導耐心認真，并且給我們提供了大量的相關資料和文獻，使我的設計能夠順利完成。在這里再一次地感謝王老師對我的教育、關心和幫助！我還要感謝教研室所有的老師，四年來，是你們的教誨和指導，才使我掌握了專業(yè)知識，完成了大學的學業(yè)。畢業(yè)之際，請允許我表達我最崇高的敬意和謝意！同時我還要向關心和幫助我的同學表示深深的謝意！四年來，我們互相學習，共同進步，從他們那里我學到了許多寶貴