省電力公司發(fā)電機(jī)保護(hù)整定計(jì)算課件

1、精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan第一節(jié)概 述發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時(shí)發(fā)電機(jī)本身也是一個(gè)十分貴重的電器元件，因此，應(yīng)該針對(duì)各種不同的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置。1 故障類(lèi)型及不正常運(yùn)行狀態(tài)：1 1 故障類(lèi)型1) 定子繞組相間短路：危害最大；2) 定子繞組一相的匝間短路：可能發(fā)展為單相接地短路和相間短路；3) 定子繞組單相接地：較常見(jiàn)，可造成鐵芯燒傷或局部融化；4) 轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地：一點(diǎn)接地時(shí)危害不嚴(yán)重；兩點(diǎn)接地時(shí)，因破壞了轉(zhuǎn)子磁通的平衡，可能引起發(fā)電機(jī)的強(qiáng)烈震動(dòng)或?qū)⑥D(zhuǎn)子繞組燒損；5

2、) 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失，即發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁：從電力系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，從而引起系統(tǒng)電壓下降，如果系統(tǒng)中無(wú)功功率儲(chǔ)備不足，將使電力系統(tǒng)中鄰近失磁發(fā)電機(jī)的某些電壓低于允許值，破壞了負(fù)荷與各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至可使系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。6) 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步：會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)的機(jī)械量和電氣量與系統(tǒng)之間的振蕩，這種持續(xù)的振蕩對(duì)發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)產(chǎn)生有破壞力的影響；7) 發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)磁故障：并非每次都造成設(shè)備明顯破壞，但多次反復(fù)過(guò)勵(lì)磁，將因過(guò)熱而使絕緣老化，降低設(shè)備的使用壽命。1 2 不正常運(yùn)行狀態(tài)1） 由于外部短路引起的定子繞組過(guò)電流：溫度升高，絕緣老化；2） 由于負(fù)荷等超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量而

3、引起的三相對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷，溫度升高，絕緣老化；3） 由于外部不對(duì)稱(chēng)短路或不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷：在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100hz的倍頻電流，可使轉(zhuǎn)子局部灼傷或使護(hù)環(huán)受熱松脫，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)重大事故。此外還會(huì)引起發(fā)電機(jī)100Hz的振動(dòng)；4） 由于突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過(guò)電壓：調(diào)速系統(tǒng)慣性較大，在突然甩負(fù)荷時(shí)，可能出現(xiàn)過(guò)電壓，造成發(fā)電機(jī)繞組絕緣擊穿；5） 由于勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷；6）由于汽輪機(jī)主氣門(mén)突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率：當(dāng)機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作或調(diào)速控制回路故障以及某些人為因素造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)吸收有功功率，即逆功率。危害：汽輪機(jī)尾部葉

4、片有可能過(guò)熱而造成事故。2 汽輪發(fā)電機(jī)保護(hù)類(lèi)型1 ）發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)：定子繞組及其引出線的相間短路保護(hù)；2）匝間保護(hù)：定子繞組一相匝間短路或開(kāi)焊故障的保護(hù)；3）單相接地保護(hù)：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地短路的保護(hù)；4）發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)：反應(yīng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失；5）過(guò)電流保護(hù)：反應(yīng)外部短路引起的過(guò)電流，同時(shí)兼作縱差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)；6）阻抗保護(hù)：反應(yīng)外部短路，同時(shí)兼作縱差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)；7）轉(zhuǎn)子表層負(fù)序電流保護(hù)：反應(yīng)不對(duì)稱(chēng)短路或三相負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)時(shí)發(fā)電機(jī)定子繞組中出現(xiàn)的負(fù)序電流；8）過(guò)負(fù)荷保護(hù)：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)作用于信號(hào)的保護(hù)；9）過(guò)電壓保護(hù)：反應(yīng)突然甩負(fù)荷而出現(xiàn)的過(guò)電壓；

5、10）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)：勵(lì)磁回路的接地故障保護(hù)；11）逆功率保護(hù)：當(dāng)汽輪機(jī)主汽門(mén)誤關(guān)閉而發(fā)電機(jī)出口斷路器未跳閘，發(fā)電機(jī)失去原動(dòng)力而變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，從電力系統(tǒng)中吸收有功功率時(shí)保護(hù)；12）規(guī)程規(guī)定，對(duì)頻率降低和電壓升高引起的鐵芯工作磁密過(guò)高，300MW及以上發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)；13）失步保護(hù)：反應(yīng)機(jī)組發(fā)生振蕩失步的保護(hù)，300MW 及以上機(jī)組配置。3 定值計(jì)算中假設(shè)條件“大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則”規(guī)定，為簡(jiǎn)化計(jì)算工作，可按下列假設(shè)條件計(jì)算短路電流：1 ）可不計(jì)發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、變壓器、架空線路、電纜線路等阻抗參數(shù)中的電阻分量；在很多情況下，可假設(shè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序阻抗與正序

6、阻抗相等。2）發(fā)電機(jī)及調(diào)相機(jī)的正序阻抗，可采用次暫態(tài)電抗Xd的飽和值。3）各發(fā)電機(jī)的等值電動(dòng)勢(shì)（標(biāo)么值）可假設(shè)為1 且相位一致。4）只計(jì)算短路暫態(tài)電流中的周期分量，但在縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)縱差保護(hù)）的整定計(jì)算中以非周期分量系數(shù)Kap考慮非周期分量的影響。5）發(fā)電機(jī)電壓應(yīng)采用額定電壓值，系統(tǒng)側(cè)電壓可采用額定電壓值或平均額定電壓值，不考慮變壓器電壓分接頭實(shí)際位置的變動(dòng)。6）不計(jì)故障點(diǎn)的相間和對(duì)地過(guò)渡電阻。4 保護(hù)出口方式根據(jù) GBl4285 的規(guī)定，按照故障和異常運(yùn)行方式性質(zhì)的不同，機(jī)組熱力系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的條件，各項(xiàng)保護(hù)裝置分別動(dòng)作于：a）停機(jī)：斷開(kāi)發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)變壓器組（簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)一變組）斷路

7、器、滅磁，關(guān)閉原動(dòng)機(jī)主汽門(mén)或?qū)~，斷開(kāi)廠用分支斷路器。b） 解列滅磁：斷開(kāi)發(fā)電機(jī)或發(fā)變組斷路器和廠用分支斷路器、滅磁，原動(dòng)機(jī)甩負(fù)荷。c）解列：斷開(kāi)發(fā)電機(jī)或發(fā)一變組斷路器，原動(dòng)機(jī)甩負(fù)荷。d）降低勵(lì)磁e）減出力：將原動(dòng)機(jī)出力減至給定值。f）縮小故障范圍（例如斷開(kāi)母聯(lián)或分段斷路器）。g）程序跳閘：對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，先關(guān)主汽門(mén)，待逆功率繼電器動(dòng)作后再斷開(kāi)發(fā)電機(jī)或發(fā)變組斷路器并滅磁；對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，先將導(dǎo)水葉關(guān)到空載位置，待逆功率繼電器動(dòng)作后再斷開(kāi)發(fā)電機(jī)或發(fā)變組斷路器并滅磁。h）信號(hào)：發(fā)出聲光信號(hào)。5 設(shè)備阻抗圖應(yīng)首先根據(jù)機(jī)組、主變阻抗參數(shù)、系統(tǒng)阻抗，畫(huà)出以 Sb=100MW,Ub= 統(tǒng)平均電壓（如22

8、0kV系統(tǒng)為230V）為基準(zhǔn)值的阻抗圖。第二節(jié) 發(fā)電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算1 發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)1.1 作用原理下圖為發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)的單相原理圖，兩組CT 特性、變比一致，正常 區(qū)外接地時(shí)圖1 比率制動(dòng)式墓動(dòng)保護(hù)原理接線圖差動(dòng)電流 Zd= /工制動(dòng)電流 鼠印=3 25)保護(hù)出口方式一般動(dòng)作于停機(jī)，即跳開(kāi)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)、廠變分支開(kāi)關(guān)、滅磁開(kāi)關(guān)，關(guān) 主汽門(mén)，啟動(dòng)分支快切，并且啟動(dòng)失靈。2發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)大型汽輪發(fā)電機(jī)很多只引出 3個(gè)端子，特別是部分汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組每相只有一個(gè)分支，中性點(diǎn)也只可能有 3個(gè)引出端，對(duì)于定子繞組的匝間 短路無(wú)法配置裂相橫差保護(hù)和零序電流型橫差保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)定子繞組 的匝間短

9、路故障，國(guó)內(nèi)正在使用的有故障分量負(fù)序方向保護(hù)和縱向基波零 序電壓保護(hù)。這里介紹使用較多的縱向基波零序電壓保護(hù)。1.1 作用原理(P57)縱向基波零序電壓保護(hù)用于保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路或開(kāi)焊故 障，實(shí)際上此保護(hù)也反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)相間短路因?yàn)榘l(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不直接接地，所以發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間、匝間短路表現(xiàn)為機(jī)端三相對(duì)中性點(diǎn)的不平衡，即對(duì)中性點(diǎn)而言機(jī)端出現(xiàn)縱向零序電壓3U0;當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生單相接地故障時(shí)，機(jī)端三相對(duì)地出現(xiàn)橫向零序電壓3U0。為了只反應(yīng)相間或匝間短路時(shí)的縱向零序電壓3U0,必須裝設(shè)專(zhuān)用PT。該P(yáng)T一次中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接，且不允許接地。取一極端例子，例如B 相機(jī)端對(duì)中性點(diǎn)N 金

10、屬性短路，則：3U0 =( UAN+0+UCN) /nv=100V為了防止外部短路時(shí)誤動(dòng)作，一般會(huì)增設(shè)故障分量負(fù)序方向元件，當(dāng)外部短路時(shí)負(fù)序方向由系統(tǒng)流入發(fā)電機(jī)，內(nèi)部短路時(shí)負(fù)序方向由發(fā)電機(jī)流入系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，可能有較大的三次諧波電壓，三次諧波電壓與零序電壓有相同的特征，所以要求保護(hù)裝置三次諧波濾過(guò)比應(yīng)大于801.2 整定計(jì)算1 )縱向零序動(dòng)作電壓按躲過(guò)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡電壓整定，設(shè)計(jì)值可初選為U013 (V)發(fā)電機(jī)投運(yùn)后，應(yīng)經(jīng)實(shí)測(cè)，對(duì)Uop 定值進(jìn)行適當(dāng)修正，以提高靈敏度。2)故障分量負(fù)序方向元件可以根據(jù)廠家建議取值，如許繼 WBH-80腺護(hù)&=0.02Ie ,3 0.008U

11、e , p=0.08%Sn3)動(dòng)作時(shí)間為防止外部短路暫態(tài)過(guò)程中保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可取0.1-0.2s。4) 保護(hù)出口方式般動(dòng)作于停機(jī)，即跳開(kāi)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)、廠變分支開(kāi)關(guān)、滅磁開(kāi)關(guān)，關(guān)主汽門(mén)，啟動(dòng)分支快切，并且啟動(dòng)失靈3發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)3.1 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地的特點(diǎn)1）基波零序電壓定子繞組的單相接地（定子繞組與鐵芯間的絕緣破壞）是發(fā)電機(jī)最常 見(jiàn)的一種故障，大中型發(fā)電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地。它 具有一般不接地系統(tǒng)單相接地短路特點(diǎn)Ht1口設(shè)A相距中性點(diǎn)處單相接地發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)將發(fā)生位移，產(chǎn)生零序電.壓。故障點(diǎn)零序電壓為 Udo（）1/3（UdA UdB UdA）Ea當(dāng)故障點(diǎn)在機(jī)

12、端時(shí)， =1, Udo（）=Ea當(dāng)故障點(diǎn)在中性點(diǎn)時(shí)， =0, Udo（ ）=02）三次諧波電壓幾個(gè)結(jié)論：a）汽輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端三次諧波電壓U3T小于中性點(diǎn)三次諧波電壓U3n,兩者雖在大小上不相等，但相位完全一致；b）當(dāng)金屬性接地故障點(diǎn)位于靠近中性點(diǎn)的半個(gè)繞組區(qū)域內(nèi)0.5）時(shí),U3N絕對(duì)值小于U3T絕對(duì)值；當(dāng)金屬性接地故障點(diǎn)靠近機(jī)端時(shí)正好相反， 此 時(shí)和正常狀態(tài)難以區(qū)分；c）接地點(diǎn)越靠近中性點(diǎn)，比較三次諧波絕對(duì)值得接地保護(hù)能動(dòng)作的過(guò)渡電阻越大，表現(xiàn)越靈敏；當(dāng)接地點(diǎn)位于繞組中心（=0.5）時(shí)，保護(hù)能動(dòng)作的過(guò)渡電阻為0;接地點(diǎn)靠近機(jī)端一側(cè)（口 0.5）,則金屬性接地也不能動(dòng)作。由以上簡(jiǎn)單分析

13、可知，基波零序電壓有動(dòng)作死區(qū)。對(duì)于 100MW及以上 發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)無(wú)動(dòng)作死區(qū)（100%動(dòng)作區(qū)）單相接地保護(hù)。常用的保護(hù)方 案時(shí)基波零序過(guò)電壓保護(hù)與三次諧波電壓保護(hù)共同組成100%單相接地保護(hù)。3.2 整定計(jì)算1）基波零序電壓保護(hù)按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)（或機(jī)端）的最大不平衡電壓Uunb.max整定，即：Uop=Krel Uunb.max , Krel 為可靠系數(shù)，取 1.3;Uunb.max為實(shí)測(cè)運(yùn)行中最大不平衡電壓。初設(shè)選取Uop5Vo（死區(qū)范圍為（Uop KU3N |式中：U3T-機(jī)端三次諧波電壓；U3N-中性點(diǎn)三次諧波電壓；K、 K 方案1、2的制動(dòng)系數(shù)。實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中若干個(gè)不同負(fù)

14、載情況下的比值K = 13T I / 13N I及 K =3T+U3N I / 13N I 取它們各自的平均值 KaveK ave和它們的最大值Kma x、K, max.若 KavevK ave,則采用方案 1,取 K =1.Kave;若maverni ave,則采用方案2,取K 1三1K ax動(dòng)作時(shí)間與出線接地短路時(shí)主變零序保護(hù)動(dòng)作延時(shí)配合，動(dòng)作后發(fā)信。4發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)4.1 當(dāng)發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)相鄰元件短路時(shí)， 若主保護(hù)或相應(yīng)斷路器拒動(dòng)，就需 要后備保護(hù)動(dòng)作切除故障。對(duì)于1000kW以上的發(fā)電機(jī)宜裝設(shè)復(fù)合電壓（負(fù) 序電壓和線電壓）啟動(dòng)的過(guò)流保護(hù)。4.2 整定計(jì)算1）過(guò)電流元件動(dòng)作

15、電流Iop按發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷下可靠返回的條件整定Iop=KrelI gn/Krna式中：Krei可靠系數(shù)，取1.31.5;Kr返回系數(shù)，取0.850.95。靈敏系數(shù)按主變壓器高壓側(cè)母線兩相短路的條件校驗(yàn)產(chǎn)k.minKsenna 1 op式中：I*in2主變壓器高壓側(cè)母線金屬性兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小短路電流。要求靈敏系數(shù)Ksen 1.2。2)低電壓元件接線電壓，動(dòng)作電壓Uop可按下式整定。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī) U0D 0 0Pnv式中：Ugn發(fā)電機(jī)額定電壓；nv電壓互感器變比。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)0.7UgnUop L nv靈敏系數(shù)按主變壓器高壓側(cè)母線三相短路的條件校驗(yàn)KU opnvKsen x I (3

16、)一 Xt I k.max式中：I k3max主變高壓側(cè)母線金屬性三相短路時(shí)的最大短路電 .流；Xt主變壓器電抗，取 Xt=Zt。要求靈敏系數(shù)Ksen A 1.2。低電壓元件的靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可在主變壓器高壓側(cè)增設(shè)低電 壓元件。3)負(fù)序元件精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan負(fù)序過(guò)電壓元件的動(dòng)作電壓按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓整定，一般Uop2(0.06 0.08)Ugn5發(fā)電機(jī)的負(fù)序過(guò)流保護(hù)靈敏系數(shù)按主變壓器高壓側(cè)母線兩相短路的條件校驗(yàn)KsenU 2. minU op2nV式中：主變高壓側(cè)母線二相短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電壓。 要求靈敏系數(shù)Ksen 1

17、.5。計(jì)算主變高壓側(cè)母線兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)最小負(fù)序電壓：U2 =U kA1=E X Z2/(Z1+Z2)所以主變高壓側(cè)母線兩相短路時(shí)發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)序電壓為：U2.min =U2 X Xd2/Z2= Xd2/(2Xt+Xd +Xd2)E X4)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，按大于升壓變壓器后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定，動(dòng)作 于解列或停機(jī)。5)自并勵(lì)發(fā)電機(jī)需要注意的問(wèn)題(P61)自并勵(lì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)外部發(fā)生短路 時(shí)，機(jī)端電壓下降，勵(lì)磁電流隨之減小，若機(jī)端三相短路，機(jī)端電壓為零， 短路電流逐漸衰減為零，對(duì)于過(guò)流保護(hù)會(huì)完全失去作用；對(duì)于主變高壓側(cè) 短路，短路電流衰減要慢一些，但也不能

18、認(rèn)為過(guò)流保護(hù)一定不失效。微機(jī) 保護(hù)采取了措施，如增加了電流自保持功能，電流自保持時(shí)間略大于過(guò)電 流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan5. 1負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的影響電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路，或三相負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)時(shí)，將有負(fù)序電流過(guò)發(fā) 電機(jī)的定子繞組，并在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生相對(duì)于轉(zhuǎn)子以兩倍同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁 場(chǎng)，從而在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻電流。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，上述倍頻電流由于集 膚效應(yīng)的作用，主要在轉(zhuǎn)子表面流通，并經(jīng)轉(zhuǎn)子本體、梢楔和阻尼條，在 轉(zhuǎn)子的端部附近約10%-30%勺區(qū)域內(nèi)沿軸向構(gòu)成閉合回路。這一軸向電流有 很大的數(shù)值，在流過(guò)轉(zhuǎn)子表層時(shí)，將在護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)子本體之間和梢

19、楔與梢壁 之間等接觸面上形成過(guò)熱點(diǎn)，將轉(zhuǎn)子燒傷，還將形成局部高溫，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子 表層金屬材料的強(qiáng)度下降，危機(jī)機(jī)組的安全。止匕外，若轉(zhuǎn)子本體與護(hù)環(huán)的 溫差超過(guò)允許限度，將導(dǎo)致護(hù)環(huán)松脫，造成嚴(yán)重的破壞。國(guó)內(nèi)外發(fā)電機(jī)， 特別是汽輪發(fā)電機(jī)因負(fù)序電流燒傷轉(zhuǎn)子的事例屢見(jiàn)不鮮。因此，為防止發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子遭受負(fù)序電流的損壞，大型汽輪發(fā)電機(jī)都 要求裝設(shè)比較完善的負(fù)序電流保護(hù)。發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力是構(gòu)成和 整定負(fù)序電流保護(hù)的依據(jù)。5.2整定計(jì)算針對(duì)發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷、非全相運(yùn)行以及外部不對(duì)稱(chēng)故障引起的 負(fù)序過(guò)電流，其保護(hù)通常由定時(shí)限過(guò)負(fù)荷和反時(shí)限過(guò)電流二部分組成。a)負(fù)序定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作電流按發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期

20、允許的負(fù)序電流 I2“下能可靠返回的條件 整定Q =字(57式也心一可靠系數(shù),瞅12工一返國(guó)系拓取0.85043條件允許應(yīng)取較大值；兒-發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流的標(biāo)么機(jī)保護(hù)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。b）負(fù)序反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。負(fù)序反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作特性，由制 造廠家提供的轉(zhuǎn)子表層允許的負(fù)序過(guò)負(fù)荷能力確定。圖17發(fā)電機(jī)允許的負(fù)序電源特性（即保護(hù)的動(dòng)作特性）黃電機(jī)短時(shí)承受負(fù)序過(guò)電流倍數(shù)與允許持續(xù)時(shí) 間的關(guān)系為=豆，五 （58）式中：it.發(fā)電機(jī)負(fù)序電m標(biāo)么值？八.發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流標(biāo)么值工內(nèi)一轉(zhuǎn)子表層收受負(fù)序電流能力的常數(shù) CA-ft.附錄 D表 D-1）.發(fā)電機(jī)允許的負(fù)序電流特性曲或見(jiàn)圖17.整定計(jì)算

21、時(shí).設(shè)負(fù)序反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作 特性與發(fā)電機(jī)允注的負(fù)序電流特性相同.反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作特性的上限電流，根主變壓器高壓）二相短路的條件計(jì)算中X1+ 2民況式中r雙,X*發(fā)電機(jī)的次菅離電抗（不飽和值）及負(fù)序電抗標(biāo)么值K.飽和系數(shù)，取0.81茗主變壓器電抗，取X加工*標(biāo)么值.當(dāng)負(fù)序電潦小于上限電源附，按反時(shí)限特性動(dòng)作.反時(shí)限勤作特性的下限電流，通常由保護(hù)所能提供的最大延時(shí)捺定，一般最大延時(shí)為100M,據(jù)此決 定保護(hù)下酸動(dòng)作電流的起始值(60)如果保護(hù)上下限動(dòng)作電流倍數(shù)不能滿足要求，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況予以協(xié) 調(diào)，一般是在滿足一定電流倍數(shù)的前提下，保留較小電流下的反時(shí)限特性。在靈敏度和動(dòng)作時(shí)限方面不必與相鄰元

22、件或線路的相間短路保護(hù)配合；保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘。6發(fā)電機(jī)定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)對(duì)于發(fā)電機(jī)因過(guò)負(fù)荷或外部故障引起的定子繞組過(guò)電流，裝設(shè)單相定 子繞組對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，通常由定時(shí)限過(guò)負(fù)荷及反時(shí)限過(guò)電流二部分組成。 a）定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流按發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定% = K刑工（52）式中：K冠一可靠系數(shù)，取1.05心返回系數(shù)，取0”5、O.95,條件允許應(yīng)取較大值;%電瓶互感器變出%發(fā)電機(jī)籟定電流，保護(hù)延時(shí)（躲過(guò)后備保護(hù)的最大延時(shí)，如 9s ）動(dòng)作于信號(hào)或動(dòng)作于自 動(dòng)減負(fù)荷。b）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作特性，即過(guò)電流倍數(shù)與相應(yīng)的允許持續(xù)時(shí)間 的關(guān)系，由制造廠家

23、提供的定子繞組允許的過(guò)負(fù)荷能力確定?！捌啺l(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件”規(guī)定：發(fā)電機(jī)定子繞組承受的短時(shí)過(guò)電流倍數(shù)與允許持續(xù)時(shí)間的關(guān)系為i = 7；;（53）E -1式中，鼠東子妁組執(zhí)褒t管機(jī)鼠=徵5 （當(dāng)有制著發(fā)樹(shù)ft前叁效精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan定子繞組允許過(guò)電流曲線見(jiàn)圖15設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的跳閘特性與定子繞組允許過(guò)電流曲線相同。按此條件進(jìn)行保護(hù)定值的整定計(jì)算。反時(shí)限跳閘特性的上限電流lop.max按機(jī)端三相金屬性短路的條件整定式中；。性動(dòng)作,S(55)圖15定子繞組允許過(guò)電流曲線 （即反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作特性）K皿飽和系數(shù)，聯(lián)0. 8:Xi發(fā)電機(jī)次音態(tài)電

24、抗（非飽和值3標(biāo)么值;丁乂變比./呼皿T = P-vif發(fā)電機(jī)額定電流，A；5010050 1(力lopminKOIoP于上限電流時(shí)，保護(hù)按反時(shí)限動(dòng)作特式中：Kc0配合系數(shù)，取1.05不考慮在靈敏度和動(dòng)作時(shí)限方面與其他相間短路保護(hù)的配合。保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘7發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan7.1 概述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障是發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障形式之一，兩點(diǎn)接地故障也時(shí)有發(fā)生，一點(diǎn)接地故障對(duì)發(fā)電機(jī)并不造成危害，但若再相繼發(fā)生第二點(diǎn)接地故障，則部分轉(zhuǎn)子繞組被短路，可能燒傷轉(zhuǎn)子本體，振動(dòng)加劇，甚至可能發(fā)生軸系和汽輪機(jī)磁化，使機(jī)組修復(fù)困難

25、、延長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間。為了大型發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，無(wú)論水輪發(fā)電機(jī)或汽輪發(fā)電機(jī)，在勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作發(fā)出信號(hào)后，應(yīng)立即轉(zhuǎn)移負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)停機(jī)檢修。對(duì)裝有兩點(diǎn)接地保護(hù)的汽輪發(fā)電機(jī)組，在一點(diǎn)接地故障后繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，后者帶時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。微機(jī)保護(hù)為勵(lì)磁回路一點(diǎn)和兩點(diǎn)接地故障新保護(hù)方案的實(shí)現(xiàn)提供了廣闊的前景。其中一種采用切換采樣原理的保護(hù)使用較為廣泛（ p278） 。 利用微機(jī)的計(jì)算功能，該保護(hù)裝置能測(cè)定接地故障位置和過(guò)渡電阻大小。7.2 整定計(jì)算1 ）勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地電阻整定汽輪發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件規(guī)定：對(duì)于空冷及氫冷的汽輪發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁繞組的冷態(tài)絕緣電阻不小于1M Q ,直接水冷卻的勵(lì)

26、磁繞組，其冷態(tài)絕緣電阻不小于2kQo水輪發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件規(guī)定：繞組的絕緣電阻在任何情況下都不應(yīng)低于0.5MQ。據(jù)此規(guī)定進(jìn)行電阻定值整定。經(jīng)延時(shí)（如 5s）報(bào) 信號(hào)。2）勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，經(jīng)延時(shí)自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)，當(dāng)接地位置 變化大于set時(shí)判為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地，set根據(jù)廠家說(shuō)明書(shū)進(jìn)行整定（如 3% 5%）轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)限按躲過(guò)瞬時(shí)出現(xiàn)的兩點(diǎn)接地故障整定，一般為0.51.0s,動(dòng)作于停機(jī)。8發(fā)電機(jī)定子過(guò)電壓保護(hù)8. 1概述對(duì)于中小型汽輪發(fā)電機(jī)，通常不裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。但是對(duì)于200MW及以上大型汽輪發(fā)電機(jī)，因?yàn)檫\(yùn)行實(shí)踐中，出現(xiàn)危及絕緣安全的過(guò)電壓是比 較常見(jiàn)的現(xiàn)

27、象，所以都裝設(shè)了過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)滿負(fù)荷下突然甩去全部負(fù)荷，即使調(diào)速系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置都正 常運(yùn)行，因電樞反應(yīng)突然消失，而調(diào)速系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置都是有慣 性環(huán)節(jié)組成的，轉(zhuǎn)速仍將上升，勵(lì)磁電流不能突變，使得發(fā)電機(jī)電壓在短 時(shí)間內(nèi)也要上升，其值可能達(dá)到 1.31.5倍額定值，持續(xù)時(shí)間可能達(dá)到幾 秒。8.2定值整定定子過(guò)電壓保護(hù)的整定值，應(yīng)根據(jù)電機(jī)制造廠提供的允許過(guò)電壓能力 或定子繞組的絕緣狀況決定。a）對(duì)于200MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)1.3U gnU op -nv動(dòng)作時(shí)限取0.5s,動(dòng)作于解列滅磁。b）對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)Uop1分nv動(dòng)作時(shí)限取0.5s,動(dòng)作于解列滅磁9定子鐵芯過(guò)勵(lì)磁保護(hù)電壓的升高和

28、頻率的降低均可導(dǎo)致定子鐵芯工作磁密增大，反復(fù)過(guò)勵(lì)磁, 將因過(guò)熱而使絕緣老化、使繞組的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械性能惡化，降低設(shè)備的 使用壽命。規(guī)程規(guī)定300MW位以上發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器之間無(wú)斷路器而共用一套過(guò)勵(lì)磁保護(hù)時(shí)，其整定值 按過(guò)勵(lì)磁能力較低的要求整定。9.1定時(shí)限過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)N為m BU 必 U.義=瓦=7777 = 77式中：u. /運(yùn)行電壓及頻率；心,/1n發(fā)電機(jī)額定電壓及頻率;U. 電壓和頻率的標(biāo)么值工B, 國(guó)磁通量及癡定磁通信.定時(shí)限過(guò)勵(lì)磁保護(hù)的過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)N設(shè)二段定值，低定值部分普=1.1 （或以電機(jī)制造廠數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）高定值溫分M =，= l.3 （或以電機(jī)制造廠數(shù)據(jù)為準(zhǔn)

29、）低定值部分帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)和降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，高定值部分動(dòng) 作于解列滅磁或程序跳閘9.2反時(shí)限反時(shí)限過(guò)勵(lì)磁保護(hù)按發(fā)電機(jī)制造廠家提供的反時(shí)限過(guò)勵(lì)磁特性曲線（參數(shù)）整定。特別注意引進(jìn)設(shè)備時(shí)，一次設(shè)備的過(guò)勵(lì)磁能力與保護(hù)裝置 的過(guò)勵(lì)磁動(dòng)作特性不相適應(yīng)的問(wèn)題。注：過(guò)激磁與過(guò)電壓保護(hù)都反應(yīng)電壓對(duì)機(jī)組的影響，但過(guò)激磁保護(hù)由設(shè)備的過(guò)熱能力確定，而過(guò)電壓是絕緣問(wèn)題，由設(shè)備的過(guò)電壓能力確定。如果額定頻率下，過(guò)激磁保護(hù)較過(guò)電壓保護(hù)靈敏，則可以不裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)。10 發(fā)電機(jī)逆功率和程跳逆功率保護(hù)與電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，由于各種原因而停止供給原動(dòng)機(jī)能量時(shí)，將從系統(tǒng)吸取能量變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)在

30、其主汽門(mén)關(guān)閉后，轉(zhuǎn)子和葉片的旋轉(zhuǎn)會(huì)引起風(fēng)損，風(fēng)損與轉(zhuǎn)子葉輪直徑和葉片長(zhǎng)度有關(guān)，所以在汽輪機(jī)的排氣端風(fēng)損最大；風(fēng)損還與周?chē)羝芏瘸烧?，一旦機(jī)組失去真空，使排除蒸汽的密度增大，風(fēng)損將劇烈增加。因?yàn)槟婀β蔬\(yùn)行時(shí)，沒(méi)有蒸汽流通過(guò)汽輪機(jī)，由風(fēng)損造成的熱量不能被帶走，會(huì)使汽輪機(jī)葉片過(guò)熱以致?lián)p壞。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)逆功率的異常工況，要求200MW 及以上汽輪發(fā)電機(jī)一般都裝設(shè)逆功率保護(hù)。逆功率保護(hù)主要由一個(gè)靈敏的功率繼電器構(gòu)成。10.1 逆功率保護(hù)1 ）動(dòng)作功率圖29逆功率維電器 動(dòng)作特性曲線(80)200MW及以上發(fā)電機(jī)逆功率運(yùn)行時(shí)，在FQ平面上，如圖費(fèi)所示，設(shè) 反向有功功率的最小值為逆功率維電器的動(dòng)作特性用

31、一條平行于 橫軸的直線1表示.其動(dòng)作判據(jù)為式中士 P發(fā)電機(jī)有功功率，輸出有功功率為正，輸入有功功率為負(fù)逆功率繼電器的動(dòng)作功率.a）動(dòng)作功率的計(jì)算公式為式中：Km可靠系數(shù),取6 5口.山R汽輪機(jī)在逆功率運(yùn)行時(shí)的最小損耗，一般取額定功率的2%4%，產(chǎn)廠 發(fā)電機(jī)在逆功率運(yùn)行時(shí)的最小損耗，一般取己化（1-7）Pa 其中* V 發(fā)電機(jī)效率；一般取98. 6%98. 7%分別對(duì)應(yīng)300MW及600MW機(jī)）】 匕發(fā)電機(jī)額定功率.2）動(dòng)作時(shí)限延時(shí)15s動(dòng)作于信號(hào)，跳閘時(shí)間由汽輪機(jī)允許的逆功率時(shí)間決定，一般 取 1 3min。10.2程跳逆功率經(jīng)由主汽門(mén)觸點(diǎn)控制跳閘，動(dòng)作功率同上，動(dòng)作時(shí)限為1.01.5s。11

32、發(fā)電機(jī)起停機(jī)定子接地保護(hù)有些情況下，發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中有勵(lì)磁電流流過(guò)勵(lì)磁繞組， 例如，某些機(jī)組在盤(pán)車(chē)過(guò)程中需要利用勵(lì)磁電流對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行預(yù)熱時(shí)以及在 機(jī)組上發(fā)生操作上的失誤時(shí)，都可能如此。此時(shí)，定子電壓的頻率很低， 而很多保護(hù)的動(dòng)作特性受頻率影響較大，在這樣低的頻率下不能正確工作。 起停機(jī)定子接地保護(hù)用于反應(yīng)發(fā)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的定子接地故障，由裝于 機(jī)端或其中性點(diǎn)的零序過(guò)電壓繼電器構(gòu)成，不要求濾過(guò)三次諧波。起停機(jī) 保護(hù)僅做為發(fā)電機(jī)低頻工況的輔助保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)，由斷路器的動(dòng)斷觸精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan點(diǎn)或低頻繼電器的輸出觸點(diǎn)連鎖退出。零序過(guò)電壓的整定值

33、一般取10V 及以下，低頻繼電器的整定值選取額定頻率的80%90% 。12 發(fā)電機(jī)突加電保護(hù)發(fā)電機(jī)在盤(pán)車(chē)過(guò)程中，由于出口斷路器誤合閘，突然加上三相電壓，而使發(fā)電機(jī)異步啟動(dòng)，從系統(tǒng)中吸收有功功率。此種情況下，發(fā)電機(jī)電抗接近xd，并在啟動(dòng)過(guò)程中基本上不變，計(jì)及主變的電抗和系統(tǒng)聯(lián)接電抗，并且在系統(tǒng)聯(lián)接電抗較小時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)定子繞組的電流可達(dá)34倍額定值。定子電流所建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，將在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生差頻電流（頻率在變），如果不及時(shí)切除電源，流過(guò)電流的持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生產(chǎn)生的熱效應(yīng)將超過(guò)允許值，引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱而遭到破壞。此外，突然加速，還可能因潤(rùn)滑油壓低而使軸瓦遭受損壞。因此，對(duì)于這種突然加電壓的異

34、常運(yùn)行狀況，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)裝置，以迅速切斷電源。由低頻元件和過(guò)流元件構(gòu)成的突加電保護(hù)：1 ）電流元件：等于或小于盤(pán)車(chē)狀態(tài)下誤合閘最小電流的50%；2）低頻元件：應(yīng)低于任何危機(jī)事故的頻率，一般可取額定頻率的80%90% 。13 低勵(lì)、失磁保護(hù)失磁保護(hù)，有時(shí)也稱(chēng)為低勵(lì)保護(hù)。低勵(lì)，表示發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流，與正常欠勵(lì)運(yùn)行和完全失磁不同；失磁，表示發(fā)電機(jī)完全失去勵(lì)磁。發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁是常見(jiàn)的故障形式，特別是大型機(jī)組，勵(lì)磁系統(tǒng)的環(huán)節(jié)比較多，增加了發(fā)生低勵(lì)和失磁的機(jī)會(huì)。13.1 失磁原因精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan1) )勵(lì)磁回路開(kāi)路、勵(lì)磁繞組

35、斷線、滅磁開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作、勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的自動(dòng)開(kāi)關(guān)誤動(dòng)、可控硅勵(lì)磁裝置中部分元件損壞；2) 勵(lì)磁繞組由于長(zhǎng)期發(fā)熱，絕緣老化或損壞引起短路；3) 運(yùn)行人員調(diào)整等。13. 2 低勵(lì)或失磁后所產(chǎn)生的危害1 )對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的危害a) 低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)，從電力系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率，引起電力系統(tǒng)的電壓下降，如果電力系統(tǒng)無(wú)功功率儲(chǔ)備不足，將使電力系統(tǒng)中鄰近失磁發(fā)電機(jī)的某些點(diǎn)電壓低于允許值，破壞了負(fù)荷與各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至使電力系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解；b) 當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生低勵(lì)或失磁后，由于電壓下降，電力系統(tǒng)中的其他發(fā)電機(jī)，在自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的作用下，將增加其無(wú)功功率輸出，從而使某些發(fā)電機(jī)、變壓器或線路過(guò)電流，

36、其后備保護(hù)可能因過(guò)電流而動(dòng)作，使故障范圍擴(kuò)大；c) 一臺(tái)發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，由于該發(fā)電機(jī)有功功率的擺動(dòng)，以及系統(tǒng)電壓的下降，可能導(dǎo)致相鄰的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間、或電力系統(tǒng)個(gè)部分之間失步，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，產(chǎn)生大量甩負(fù)荷。d) 發(fā)電機(jī)的額定容量越大，在低勵(lì)或失磁時(shí)，引起無(wú)功功率缺額越大。電力系統(tǒng)相對(duì)失磁發(fā)電機(jī)的容量倍數(shù)越小，則補(bǔ)償這一無(wú)功功率缺額的能力越小。因此，發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘恐仍酱髸r(shí)，低勵(lì)或失磁故障對(duì)電力系統(tǒng)的不利影響就越嚴(yán)重。2)對(duì)發(fā)電機(jī)本身的不利影響a) 發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，將過(guò)渡到異步運(yùn)行，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差。由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)差頻電流。差頻電流在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生

37、額外損耗，如果超出允許值，將使轉(zhuǎn)子過(guò)熱。而流過(guò)轉(zhuǎn)子表層的差頻電流，還可能使轉(zhuǎn)子本體與槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴(yán)重的局部過(guò)熱甚至灼傷。xdb) 低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行之后，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，由變?yōu)閤d或xd從系統(tǒng)中吸收的無(wú)功功率增加。低勵(lì)或失磁前帶的有功功 率越大，轉(zhuǎn)差就越大，等效電抗就越小，所吸收的無(wú)功功率就越大。在重負(fù)荷下失磁后，由于過(guò)電流，將使發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱。c) 發(fā)電機(jī)受交變異步電磁力矩的沖擊而發(fā)生振動(dòng)，轉(zhuǎn)差率愈大，振動(dòng)也愈厲害。由于發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁對(duì)電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身的危害，必須裝設(shè)低勵(lì)、失磁保護(hù)。我們希望不論什么原因造成的低勵(lì)和失磁故障，保護(hù)裝置都能夠有選擇性和迅速地動(dòng)

38、作，但是對(duì)于大型機(jī)組很難做到這一點(diǎn)，這是因?yàn)榇笮蜋C(jī)組的勵(lì)磁環(huán)節(jié)多，滅磁開(kāi)關(guān)誤動(dòng)、設(shè)備故障、人員過(guò)失等造成低勵(lì)和失磁的原因很復(fù)雜；低勵(lì)和失磁后，發(fā)電機(jī)定子回路的參數(shù)又不會(huì)突然發(fā)生變化；轉(zhuǎn)子回路的參數(shù)可能發(fā)生突然變化，但往往又難于與其他非失磁故障和異常工況相區(qū)別。因此在探索低勵(lì)和失磁保護(hù)判據(jù)的過(guò)程中， 出現(xiàn)了多種原理的保護(hù)裝置。13.2 失磁保護(hù)的主要判據(jù)1 )系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)高壓母線三相同時(shí)低電壓繼電器。本判據(jù)主要用于防止由發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁故障引發(fā)無(wú)功儲(chǔ)備不足的系統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電，其動(dòng)作判據(jù)為Uop3（0.85 0.90）Uh.min.式中：Uop.3Ph三相同時(shí)低電壓繼電器動(dòng)作電壓Uh.m

39、in 高壓系統(tǒng)最低正常運(yùn)行電壓。經(jīng)輔助判據(jù)“與門(mén)”輸出，短延時(shí)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)解列。2）發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)：a）異步邊界阻抗繼電器；b）靜穩(wěn)極限阻抗繼電器；G）靜穩(wěn)極限勵(lì)磁低電壓繼電器。3）低勵(lì)失磁保護(hù)的輔助判據(jù)a）負(fù)序電壓元件；b）勵(lì)磁低電壓元件；13.3整定計(jì)算1）異步邊界阻抗繼電器異步邊界阻抗圓動(dòng)作判據(jù)主要用于與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的發(fā)電機(jī)失磁故障檢測(cè)，它能反應(yīng)失磁發(fā)電機(jī)機(jī)端的最終阻抗，但動(dòng)作可能較晚。失磁發(fā)電機(jī)的機(jī)端阻抗最終軌跡一定進(jìn)入下圖的圓1中，圓l稱(chēng)為異步邊界阻抗圓，其整定為：5 nX一一0. 5XG J即式中：XdD *11、S gji打八力Y發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗和同步電抗標(biāo)么值發(fā)電機(jī)額定電壓和額定

40、視在功率;電流互感器和電壓互感器變比。注意：Xd取 飽和值，導(dǎo)則中取不飽和值是錯(cuò)誤的O（研修班教材 P11）2）靜穩(wěn)極限阻抗繼電器汽輪發(fā)電機(jī)，如圖中圓2,其整定值為：阻抗動(dòng)作特性式中Xcon一發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗，為包括主變阻抗在內(nèi)的標(biāo)么 值（以發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)）Xcon計(jì)算見(jiàn)導(dǎo)則附錄F設(shè)某電廠具有同容量的n臺(tái)機(jī)，均呈發(fā)電機(jī)變壓器組接地，在高壓側(cè)并 聯(lián)運(yùn)行。電力系統(tǒng)歸算至該廠高壓母線的系統(tǒng)等值電抗為Xs,其接線及等值電路如圖Fi。假設(shè)對(duì)1號(hào)機(jī)的K保護(hù)裝置進(jìn)行整定計(jì)算，已知保護(hù)裝于機(jī)端精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan。=Xe + x. 缸架圖F1電廠主接線

41、及其等值電路X 兀 + X,)X.5 - 1)+X. + X,3）低勵(lì)失磁保護(hù)的輔助判據(jù)a）負(fù)序電壓元件（閉鎖失磁保護(hù)）動(dòng)作電壓為= （0. 05 0. 06）qj%（70）b）負(fù)序電流元件（閉鎖失磁保護(hù)）”動(dòng)作電流為% 二 （121.4）4以4（71）式中：一發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許負(fù)序電流（有名值工由負(fù)序電流元件掏成的閉鎖繼電器，在出現(xiàn)負(fù)序電壓或電流大 于U叩或q時(shí)，瞬時(shí)起動(dòng)用鎖失磁保護(hù)，經(jīng)810苫自動(dòng)返回，解除 閉鎖,c）勵(lì)磁低電壓元件。動(dòng)作電壓取 Uop=0.8Ufdo式中Ufdo發(fā)電機(jī)空載額定勵(lì)磁電壓這些輔助判據(jù)與上述主判據(jù)“與門(mén)”輸出，防止非失磁故障狀態(tài)下主判據(jù)繼電器誤出口。對(duì)于13. 4延時(shí)元件精品教學(xué)課件設(shè)計(jì)| Excellent teaching plan動(dòng)作于跳開(kāi)發(fā)電機(jī)的延時(shí)元件，其延時(shí)應(yīng)防止系統(tǒng)振蕩時(shí)保護(hù)的誤動(dòng) 作。振蕩周期由電網(wǎng)