畢業(yè)設(shè)計（論文）-200MW火力發(fā)電廠主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計

200MW火力發(fā)電1#主變繼電保護(hù)設(shè)計-PAGEVI--PAGEV-200MW火力發(fā)電1#主變繼電保護(hù)設(shè)計-PAGEI-摘要全套圖紙加V信153893706或扣3346389411繼電保護(hù)技術(shù)是與電力系統(tǒng)同步發(fā)展的。建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個時期。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。本次任務(wù)是200MW火力發(fā)電廠1#主變繼電保護(hù)的設(shè)計。通過本次設(shè)計可使我們的基本知識、基本理論、基本技能和運用知識能力、文獻(xiàn)檢索能力、外語能力、制圖能力得到提高。綜合運用所學(xué)基本理論、基礎(chǔ)知識、基本技能和專業(yè)知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際完成該課題。培養(yǎng)我們獨立分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、求實的治學(xué)方法和刻苦鉆研、勇于探索的精神。在撰寫論文過程中，深化有關(guān)理論知識，擴(kuò)大知識面，獲得閱讀文獻(xiàn)、調(diào)查研究、以及使用工具書和寫作等方面的綜合訓(xùn)練。同時,本次設(shè)計為我們走上工作崗位提供了良好的實踐條件,成為今后更好工作的奠基石。本設(shè)計主要針對發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)，保護(hù)配置、短路計算、整定計算、繪制相關(guān)圖紙。從主接線的選擇入手，以繼電保護(hù)和自動裝置安全規(guī)程為根據(jù)，對6×200MW全廠繼電保護(hù)裝置進(jìn)行全面的闡述。主要介紹發(fā)電機(jī)，變壓器，發(fā)電機(jī)—變壓器組，線路保護(hù)的保護(hù)原理。常見故障現(xiàn)象，以及相應(yīng)保護(hù)繼電器動作情況。最后還詳細(xì)說明了繼電器的動作條件，靈敏度等一系列相關(guān)問題。關(guān)鍵詞電力系統(tǒng)，繼電保護(hù)，發(fā)電機(jī)，變壓器AbstractWiththeprotectivetechnologyisthedevelopmentoftheelectricitysystemdeveloped.SincethefoundingofNewChina,China'spowersystemhasexperiencedfourtimesprotectivetechnology.Withtherapiddevelopmentoftheelectricitysystemandcomputertechnology,communicationstechnology,protectivetechnologytrendsfacingfurtherdevelopment.Andprotectivetechnologytrendsare:computerized,networked,protection,control,surveying,datacommunicationsintegrationandartificialintelligencetechnologytorelayworkersmadearduoustask,butalsoopenedupthevastactivities.Thistaskis200MWpowertransformerprotectivedesign.Throughthisdesignallowsourbasicknowledge,basictheory,basicskillsandabilitytoapplyknowledge,literaturesearchcapabilities,foreignlanguageability,mappingcapabilitieshavebeenenhanced.Integrateduseofthelearningbasictheory,basicknowledge,basicskillsandprofessionalknowledge,theactualcompletionoftheassociatedproductionissues.Nurtureourindependentanalysis,problem-solvingability.Rigoroustraining,realisticinhisscholarlyworkmethodsandassiduouslystudied,ofthespiritofboldexploration.Atthetimeofwritingpaperprocess,thedeepeningoftheoreticalknowledge,andexpandknowledge,toreadtheliterature,research,writingandtheuseoftoolssuchasbooksandthecomprehensivetraining.Atthesametime,thisdesignworkforustoprovideagoodpracticeconditionsasthecornerstoneofabetterfuture.Thedesignmainlygeneratorsrelayprotectionconfiguration,shortcircuitcalculation,thewholesetcomputing,mappingrelateddrawings.Fromthemainwiringoptionswithtorelayandautomaticsafetydevicesbasedonthestatuteof6x200MWplantprotectivedevicesthroughoutacomprehensiveexposition.Onthemaingenerators,transformers,generator-transformerGroup,theprotectioncircuitprotectionprinciples.Frequentfailurephenomenon,andthecorrespondingprotectionrelaysmoves.Furtherdetailsofthefinalrelaysmovesconditions,sensitivity,andaseriesofrelatedissues.Keywordspowersystems,protective,generators,transformers目錄摘要 IAbstract II引言 V第一章 運行方式分析 1第二章保護(hù)的配置 22.1概述 22.2發(fā)電機(jī)保護(hù)配置 22.3變壓器保護(hù)配置 32.4發(fā)變組保護(hù)配置相關(guān)問題 32.4.1發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的特點： 32.4.2一般配置要求 32.4.3雙重快速保護(hù)設(shè)置 42.4.4保護(hù)配置一覽表 52.4.5保護(hù)出口方式 6第三章所配發(fā)電機(jī)保護(hù)工作原理 73.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù) 73.1.1比率制動的原理 73.1.2繼電器的原理接線圖 93.2發(fā)電機(jī)單相匝間短路保護(hù) 93.3定子繞組100％接地保護(hù) 103.4發(fā)電機(jī)勵磁回路接地保護(hù) 123.4.1勵磁回路一點接地保護(hù) 133.4.2勵磁回路兩點接地保護(hù) 143.5失磁保護(hù) 153.6過負(fù)荷保護(hù) 163.6.1定子繞組對稱過負(fù)荷 163.6.2轉(zhuǎn)子繞組不對稱過負(fù)荷 173.7發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù) 173.8發(fā)電機(jī)的啟停機(jī)保護(hù) 17第四章電力變壓器保護(hù)工作原理 194.1瓦斯保護(hù) 194.2三繞組變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)裝置 204.3主變高壓側(cè)零序保護(hù) 224.4變壓器的電流保護(hù) 234.5過負(fù)荷保護(hù) 234.6過激磁保護(hù) 24第五章線路微機(jī)保護(hù) 255.1高頻保護(hù) 255.2距離保護(hù) 255.3零序保護(hù) 255.4綜合重合閘 25第六章各元件參數(shù)及相關(guān)短路電流計算結(jié)果 276.1各元件參數(shù) 276.2短路計算結(jié)果 27第七章保護(hù)定值清單 287.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的整定 287.2繼電器選型及互感器變比 28第八章短路計算 298.1相關(guān)參數(shù)計算 298.2最大運行方式 308.3最小運行方式 35第九章主變差動整定計算 40結(jié)論 44致謝 45參考文獻(xiàn) 46附錄1一次主接線 47附錄2保護(hù)配置圖 48附錄3主變交、直流展開圖 49引言本設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求所編寫的。本設(shè)計著重介紹運行方式分析、繼電保護(hù)的基本原理、自動裝置、全廠保護(hù)配置、短路計算、整定計算等。

發(fā)電機(jī)，變壓器是電力系統(tǒng)運行的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，起著發(fā)電和變電的重要作用。電氣主接線是發(fā)電廠的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，起著決定性因素。

本次設(shè)計為200MW火力發(fā)電廠1#主變繼電保護(hù)設(shè)計，全設(shè)計在內(nèi)容上力求概念清楚，層次分明，理論聯(lián)系實際，并反映近年來新型的保護(hù)配置。全設(shè)計書共分九章：王麗君老師審閱了全稿，并提出了詳細(xì)的修改意見。本文在王老師指導(dǎo)下完成，在撰寫的過程中，得到發(fā)電教研室許多老師大力支持和幫助，并提供大量的資料和建議，對此表示衷心的感謝。由于本人水平有限，編寫時間倉促，所以在設(shè)計中不免有很多不妥之處，還懇請老師斧正。-PAGE1-運行方式分析本系統(tǒng)是一個一期工程為2×200MW裝機(jī)容量的區(qū)域火力發(fā)電廠，其一次電氣主接線類型的特點：發(fā)電機(jī)變壓器單元接線：接線簡單清晰，操作簡便。對限制低壓側(cè)短路電流效果顯著，開關(guān)設(shè)備投資減少，并簡化繼電保護(hù)，但是當(dāng)單元接線中的主要元件損壞或檢修時將整個單元停止運行。雙母線接線的主要特點：（1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致供電中斷一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一條回路母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線。（2）調(diào)度靈活。各電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上去，能靈活的適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。通過倒閘操作可以組成各種運行方式。（3）擴(kuò)建方便。向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不會影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由分配，在施工中也不會造成原有回路停電。運行方式分析：參考《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》運行方式分析，選定本系統(tǒng)的運行方式，分析系統(tǒng)的最大，最小運行方式及正常運行方式，確定保護(hù)的最大負(fù)荷電流，確定變壓器的中性點接地情況。對零序電流分量進(jìn)行定量的研究以確定接地保護(hù)的配置安排。在選擇保護(hù)方式及對其進(jìn)行整定計算時，都必須考慮運行方式變化帶來的影響，所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在各種系統(tǒng)運行方式下，都能滿足選擇性和靈敏性的要求，對過量保護(hù)，根據(jù)最大運行方式來確定保護(hù)的整定值。靈敏度的校驗應(yīng)根據(jù)最小運行方式來進(jìn)行，某些保護(hù)還要按正常運行方式來決定動作值和靈敏度。最大運行方式：根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)設(shè)備都投入運行以及選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。對繼電保護(hù)來說，是短路時通過保護(hù)短路電流最大時的運行方式。最小運行方式：發(fā)變組停機(jī)維修全廠投入運行的發(fā)電機(jī)容量為最小，整個系統(tǒng)的等值電抗最大，短路時通過保護(hù)的短路電流最小的運行方式。正常運行方式：根據(jù)負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機(jī)，變壓器和線路的運行方式。第二章保護(hù)的配置2.1概述隨著電力系統(tǒng)的增大，大容量發(fā)電機(jī)組不斷增多，在電力設(shè)備上裝設(shè)完善的繼電保護(hù)裝置，不僅對電力系統(tǒng)的可靠運行有重大意義，而且對重要而昂貴的設(shè)備減少在各種短路和異常運行時造成的損壞，在經(jīng)濟(jì)效益上也有顯著的效果。因此，在主設(shè)備保護(hù)設(shè)計中，應(yīng)要求保護(hù)在配置，原理接線和設(shè)備選型等方面，根據(jù)主設(shè)備的運行工況及結(jié)構(gòu)特點，達(dá)到可靠，靈敏，快速且有選擇性的要求。2.2發(fā)電機(jī)保護(hù)配置為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，并將故障或不正常運行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，發(fā)電機(jī)裝設(shè)以下保護(hù)裝置。（1）縱差保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對于發(fā)電機(jī)—變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護(hù)，對于200~300MW的發(fā)電機(jī)—變壓器組可在變壓器上增設(shè)單獨的縱差保護(hù)，即采用雙重快速保護(hù)。（2）定子繞組匝間短路保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對于定子繞組為雙星形接線，每相有并聯(lián)分支且中性點有分支引出端子的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)單繼電器式橫差保護(hù)。（3）定子繞組接地保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)為100%的定子接地保護(hù)。（4）定子繞組異常過電壓保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對于200MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)過電壓保護(hù)。（5）定子繞組、勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：在定子繞組、勵磁繞組上裝設(shè)定時限和反時限過負(fù)荷保護(hù)。（6）負(fù)序電流保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：100MW及以上A＜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)。（7）勵磁回路一點接地和兩點接地保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對于100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)勵磁回路一點接地保護(hù)裝置，并可裝設(shè)兩點接地保護(hù)裝置，一點接地保護(hù)帶時限動作于信號；兩點接地保護(hù)應(yīng)帶時限動作于停機(jī)。（8）失磁保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對于100MW以上發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)失磁保護(hù)。（9）逆功率保護(hù)根據(jù)規(guī)程第2.2.14條規(guī)定：對于容量在200MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。2.3變壓器保護(hù)配置為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，并將故障或不正常運行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)設(shè)以下保護(hù)：（1）氣體保護(hù)根據(jù)規(guī)程第2.2.3條規(guī)定：對于0.8MVA及以上油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。（2）縱差保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：對于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，變壓器應(yīng)設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護(hù)。（3）復(fù)合電壓起動的過流保護(hù)根據(jù)規(guī)程第條規(guī)定：該保護(hù)宜用于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護(hù)不符合要求的降壓變壓器。（4）中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護(hù)根據(jù)規(guī)程第2.3.8條規(guī)定：110KV及以上中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)，并作為相鄰元件的后備保護(hù)。（5）過負(fù)荷保護(hù)根據(jù)規(guī)程第2.3.11條規(guī)定：對于400KVA及以上的變壓器，當(dāng)單獨運行并作為其它負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。2.4發(fā)變組保護(hù)配置相關(guān)問題2.4.1發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的特點：（1）某些同類型保護(hù)可合并。如：裝設(shè)公共的縱差保護(hù)、后備保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)等，可使保護(hù)裝置簡單，可靠和經(jīng)濟(jì)。（2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間無直接的聯(lián)系，因此發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)可簡化。（3）發(fā)電機(jī)變壓器組后備保護(hù)，必須注意經(jīng)過變壓器Y，d接線后，對低壓元件和阻抗的影響。2.4.2一般配置要求根據(jù)大型發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線的特點及對保護(hù)的要求，在設(shè)計它們的繼電保護(hù)總體配置時，應(yīng)該比較強(qiáng)調(diào)最大限度地保證機(jī)組安全，強(qiáng)調(diào)最大限度地縮小故障破壞范圍，強(qiáng)調(diào)避免不必要的突然停機(jī)；強(qiáng)調(diào)某些異常工況的自動化處理。也即是說，要求有完善的總體配置。這些機(jī)組的保護(hù)裝置可分為短路保護(hù)和異常運行保護(hù)兩類。短路保護(hù)是用以反映被保護(hù)區(qū)域內(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，這類保護(hù)很重要。為防止保護(hù)拒動，設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)。異常運行用以反應(yīng)各種可能給機(jī)組造成危害的各種異常工況，這些工況不能很快、直接構(gòu)成機(jī)組的直接破壞。這類保護(hù)一般都是各裝一套專用繼電器，不設(shè)后備保護(hù)。2.4.3雙重快速保護(hù)設(shè)置為滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定方面要求，為了保證正確快速切除故障，要求對發(fā)電機(jī)變壓器組設(shè)置雙重快速保護(hù)。目前較普遍采用方案如下：1、裝設(shè)發(fā)電機(jī)差動保護(hù)、升壓變壓器差動保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器組差動保護(hù)，構(gòu)成雙重快速保護(hù)，保護(hù)區(qū)只伸至高壓母線側(cè)電流互感器。為消除變壓器高壓側(cè)電流互感器與斷路器間死區(qū)和作為母線后備保護(hù)。圖1—12、裝設(shè)發(fā)電機(jī)差動保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器差動保護(hù)，再在發(fā)電機(jī)中性點側(cè)裝設(shè)一套復(fù)合電流速斷保護(hù)，對發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)到變壓器的引線及變壓器的一部分裝設(shè)雙重快速保護(hù)。圖1—22.4.4保護(hù)配置一覽表序號保護(hù)裝置名稱處理方式繼電器型號Ⅰ短路保護(hù)1發(fā)電機(jī)差動保護(hù)全停LCD—122主變壓器差動保護(hù)全停LCD—113發(fā)電機(jī)—主變壓器差動保護(hù)全停LCD—114高壓廠用變差動保護(hù)全停LCD—115廠用備用差動保護(hù)停機(jī)LCD—116主變壓器瓦斯保護(hù)全停QJ—807復(fù)合電壓保護(hù)解列滅磁FY8高壓側(cè)零序保護(hù)解列滅磁LLY—39定子匝間短路保護(hù)全停LCD—1310發(fā)電機(jī)勵磁回路兩點接地保護(hù)全停LD——911發(fā)電機(jī)100%定子繞組接地保護(hù)發(fā)信號LD—7LD—812發(fā)電機(jī)勵磁回路一點接地保護(hù)發(fā)信號LD—7Ⅱ異常運行保護(hù)13定子過負(fù)荷保護(hù)Ⅰ定時限Ⅱ反時限發(fā)信號解列滅磁LL—5DLL—3414勵磁回路過負(fù)荷保護(hù)Ⅰ定時限Ⅱ反時限發(fā)信號解列滅磁LL—5DLL—3415失磁保護(hù)發(fā)信號LDC—216定子過電壓保護(hù)解列滅磁LY—2017逆功率保護(hù)發(fā)信號解列滅磁LNG—12.4.5保護(hù)出口方式為了減少機(jī)組全停次數(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)和選擇要求，保護(hù)出口一般有以下幾種：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。解列滅磁：斷開出口斷路器，滅磁，斷開高壓廠用電源斷路器，汽機(jī)甩負(fù)荷，鍋爐甩負(fù)荷。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)保護(hù)只斷開本側(cè)斷路器。母線解列：對雙母線系統(tǒng)，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器。減出力：減少汽機(jī)的輸出功率。（6）信號：發(fā)出音響和光信號。第三章所配發(fā)電機(jī)保護(hù)工作原理對于100MW及以上大容量發(fā)電機(jī)推薦采用新型帶比率制動特性的差動繼電器。3.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)3.1.1比率制動的原理如圖1—3（a）所示，繼電器的工作線圖接入電流差動回路，制動線圈分別接入兩個差動臂中，外部故障時，兩個制動線圈中同級性地分別流過和，工作線圈中流過的電流=-。這樣連接的繼電器，可在外部故障時獲得全制動作用。圖1—3（a）而在內(nèi)部故障時，如圖1—3（b）所示，由于兩側(cè)制動電流僅極性通入制動線圈，使其制動作用為最小，因而保證了繼電器可靠的動作，并提高了保護(hù)的靈敏度。圖1—3（b）繼電器的比率制動特性如圖1—3（c）所示，當(dāng)制動線圈中設(shè)有電流或電流小于一定值時，制動線圈不產(chǎn)生制動作用，此時能使繼電器動作的最小電流稱為繼電器的固有動作電流。當(dāng)制動線圈中有電流通過時，繼電器的動作電流將隨著制動安匝的增大而增大。由實驗得出的繼電器動作電流與制動電流的關(guān)系，既=，稱為比率制動繼電器的制動特性。在平面坐標(biāo)上，如將制動特性曲線調(diào)整在不平衡電流=的上面時則在任何大小的外部故障穿越電流作用下，繼電器的實際動作電流均大于相應(yīng)的不平衡電流，故繼電器不會誤動。圖1—3（c）3.1.2繼電器的原理接線圖如圖1—4所示為用環(huán)流比較法的比率制動式差動繼電器原理接線圖。繼電器主要由差動回路，制動回路和比較回路組成。圖1—4電抗互感器1DKB的一次繞組接入差動回路，其中流過差動電流=-。電抗互感器1DKB將一次電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的二次電壓，經(jīng)整流橋1BZ整流后，輸出直流電壓∣∣，∣∣作為繼電器的一個動作量。電抗互感器2DKB的一次繞組帶中心抽頭，兩半個一次繞組分別接入差動保護(hù)的兩側(cè)電流回路，各回路通過的電流分別為I′和I″。其二次繞組接到整流2BZ的輸入端，整流后，輸出直流電壓∣∣，∣∣作為繼電器的制動量。比較回路主要由整流橋1BZ，2BZ，電阻，和靈敏執(zhí)行元件J組成。為了提高按環(huán)流法工作的整流比較電路的輸出電壓，可在兩臂中串入適當(dāng)大小的電阻，。按絕對值比較原理工作的比較回路的輸出電壓為=∣∣-∣∣當(dāng)∣∣＞∣∣時，為正值，執(zhí)行元件動作；∣∣＜∣∣時，為負(fù)值，執(zhí)行元件處于制動狀態(tài)。3.2發(fā)電機(jī)單相匝間短路保護(hù)對于定子繞組為星形接線，每相有并聯(lián)分支且中性點有分支引出端子的發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)單繼電器橫差保護(hù)。橫差保護(hù)原理接線圖1—5所示。圖1—5在兩個中性點連線裝一只電流互感器LH,其二次側(cè)通過高次諧波濾過器XLG接到電流繼電器。正常運行及外部短路時，兩中性點連線上存在由于點勢不對稱產(chǎn)生的基撥零序電流和發(fā)電機(jī)電勢中3次諧波所產(chǎn)生的不平橫電流。為消除不平橫電流中的高次諧波的應(yīng)響，降低動作電流，以便提高保護(hù)靈敏度，在繼電器中設(shè)有高次諧撥濾過器XLG。橫聯(lián)差動繼電器的動作電流按躲過不平橫電流整定時，則保護(hù)裝置在正常運行以及外部短路時不會動作；當(dāng)發(fā)生匝間短路時由于電勢不平橫，此時中性點連線上有電流流過繼電器。若該電流大于繼電器的動作電流時，保護(hù)動作。3.3定子繞組100％接地保護(hù)發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)中，對于100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100％的定子接地保護(hù)。保護(hù)裝置帶時限動作于信號，必要說也可動作與停機(jī)。根據(jù)3次諧波電壓特點，不論發(fā)電機(jī)中心點有無消弧線圈，在正常運行時，而再距離中性點50％范圍以內(nèi)接地時＜若利用作為動作電壓作為制動電壓，并以＝作為動作邊界條件時，則利用3次寫諧波構(gòu)成的接地保護(hù)就可以保護(hù)由中性點起定子繞組50％范圍以內(nèi)的故障。且當(dāng)故障越接近中性點時，保護(hù)靈敏度越高；而基波零序電壓構(gòu)成的接地保護(hù)，則可以反映。與中性點距離大于15％以上范圍的單相接地故障，當(dāng)故障點越接近發(fā)電機(jī)出口時，保護(hù)靈敏度越高，所以大型機(jī)組通常用反應(yīng)基波零序電壓和3次諧波電壓構(gòu)成的定子100％接地保護(hù)。在200MW以上機(jī)組中，常采用整流型反應(yīng)基波零序LD—7定子接地繼電器和正流型反應(yīng)3次諧波的LD—8型定子接地繼電器配合構(gòu)成100％接地保護(hù)。圖1—6（a）LD—8型定子接地繼電原理接線如圖1—6（a）所示，它是由兩臺電抗變壓器DKB1,DKB2,一臺自耦變壓器BY,兩組橋式正流器組BZ1,BZ2和一只中間繼電器、極化繼電器以及阻波器等組成。DKB2的一次線圈，通過電容C2接于機(jī)端三相五柱式電壓互感器的二次側(cè)開口三角形上，使C2與DKB2的一次線圈對3次諧波構(gòu)成串聯(lián)諧振，從DKB2二次取得機(jī)端3次諧波電壓。DKB1的一次線圈通過電容C1接于中性點處電壓互感器二次繞組，或接與消弧線圈二次側(cè)。使C1與DKB1一次線圈對3次諧波構(gòu)成串聯(lián)諧振，從DKB1中的一個二次繞組上取得電壓，與從DKB2二次側(cè)取得的電壓串聯(lián)后，經(jīng)由和DK構(gòu)成的基波阻抗器，再接到動作量整流橋BZ2的輸入端從其輸出端取得動作電壓|-|,再經(jīng)C5濾波接入極化繼電器的動作線圈從DKB1的另一個二次線圈取得電壓,在經(jīng)BZ1整流和C4濾波后，取得一制動電壓||，接入極化繼電器的制動線圈。此時繼電器的動作方程為|-|≥||+ΔU式中Δ為極化繼電器JJ的動作電壓。正常時調(diào)整|-|為零，并加以適當(dāng)?shù)闹苿恿縷|，保證繼電器不動作。該繼電器再投入運行前，必須在發(fā)電機(jī)上進(jìn)行實際調(diào)試。LD-7型定子接地繼電器原理接線，如圖1—6(b)所示。如圖1—6(b)它包括：由一臺整定變壓器YB1，一臺制動變壓器YB2，兩組整流橋BZ1、BZ2及C1和DK1組成的150HZ阻波器；C2和DK2組成的150HZ串聯(lián)諧振濾波器；穩(wěn)壓管WY和極化繼電器。當(dāng)基波零序電壓取自機(jī)端電壓互感器開口三角側(cè)或發(fā)電機(jī)中性點側(cè)電壓互感器時，首先經(jīng)過C1和DK1組成的150HZ阻波器，阻止開口三角輸出電壓中的3次諧波進(jìn)入YB1一次線圈。在YB1二次側(cè)接入一由C2和DK2組成的150HZ串聯(lián)諧振濾波器，將YB1二次側(cè)輸出的3次諧波濾掉，時BZ1輸入端的電壓只有零序電壓，經(jīng)BZ1整流后再經(jīng)C3濾波接入極化繼電器JJ的動作線圈1-2。為避免發(fā)電機(jī)變壓器組，高壓側(cè)單相接地時，對發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)的影響。將高壓側(cè)的基波零序電壓接到制動變壓器YB2端子10和20，并經(jīng)過BZ2、C4、C5濾波后，接入極化繼電器JJ制動線圈3-4，以防止高壓側(cè)發(fā)生但相接地時，引起誤動作。R1、R2用于調(diào)整極化繼電器JJ的動作值。WY1是用來提高極化繼電器JJ的返回系數(shù)。3.4發(fā)電機(jī)勵磁回路接地保護(hù)發(fā)電機(jī)一點接地時對發(fā)電機(jī)無直接危害，可繼續(xù)運行。一旦發(fā)生第二點接地，勵磁線圈短路，使轉(zhuǎn)子磁場畸變，引起機(jī)體強(qiáng)烈震蕩嚴(yán)重危害發(fā)電機(jī)安全，故障點電弧將燒傷勵磁繞組和轉(zhuǎn)子本體，并可使氣輪機(jī)汽缸磁化。3.4.1勵磁回路一點接地保護(hù)圖1—7（a）測量勵磁繞組對地導(dǎo)納的一點接地保護(hù)的基本原理時在勵磁回路中疊加一個交流電壓U，用于檢測勵磁繞組對地導(dǎo)納的變化。該保護(hù)的基本接線如圖1—7（a）所示，電抗變壓器DKB1和DKB2與整流器1ZL和2ZL構(gòu)成比較兩個電氣量絕對值的電壓形成回路。電阻和為整定電阻。L和C組成50HZ通帶濾波器。勵磁回路的對地分布電導(dǎo)分布電容在圖中以集中參數(shù)表示，并在測量回路內(nèi)串聯(lián)附加電阻。交流電壓U經(jīng)附加電阻、濾波器L-C和DKB1的原邊繞組W1加到勵磁回路與地之間構(gòu)成測量回路。同一交流電壓U還加到整定電阻和及DKB1的原邊繞組W2、DKB2的原邊繞組W3、W4之間，構(gòu)成整定回路。保護(hù)裝置的動作量由IW1-IzdW2決定，其制動量由I∞W4-IzdW3決定。設(shè)DKB1、DKB2原邊各繞組對副邊的變比均為n，并將其漏抗略去不記；W2、W3、W4的有效電阻歸入和中。并以和分別表示動作電流和制動電流，由圖可知：=(U/n)(Y-)，=(U/n)(-)式中由圖G、E端看到的測量導(dǎo)鈉，且=1/將上式除以U/n則可以得到動作導(dǎo)和制動導(dǎo)納=-，=-保護(hù)裝置在比較回路中，比較與||和||成比例的兩個電壓，保護(hù)裝置的動作條件為：|-|≤|-|圖1—7（b）動作邊界條件為：|-|＝|-|由上式可知，動作邊界方程表示的是測量導(dǎo)納的終端軌跡圓，其圓心在g軸上離圓點距離為，半徑為，即：＝，＝-其中和稱為整定導(dǎo)納，由和確定的圓，稱為整定圓，如圖1—7（b）示，圓內(nèi)為動作區(qū)。在正常情況下，測量導(dǎo)納的末端在圓外，保護(hù)裝置不動作。發(fā)生勵磁繞組一點接地故障時，對地電導(dǎo)增大，若測量導(dǎo)納Y的末端進(jìn)入圓內(nèi)，保護(hù)裝置就動作。3.4.2勵磁回路兩點接地保護(hù)圖1—8勵磁回路兩點接地是發(fā)電機(jī)的嚴(yán)重故障，200MW機(jī)組要求加裝勵磁回路兩點接地保護(hù)。目前利用直流電橋原理構(gòu)成的轉(zhuǎn)子兩點接地保護(hù)較為流行，由于它不常發(fā)生，所以可多臺發(fā)電機(jī)共用一套保護(hù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一臺發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)一點接地后，將保護(hù)投入該發(fā)電機(jī)，以便運行中出現(xiàn)第二點接地時，將此發(fā)電機(jī)斷開，也可每太發(fā)電機(jī)單獨裝設(shè)一套轉(zhuǎn)子兩點接地保護(hù)。保護(hù)裝置的原理接線如圖1—8所示。轉(zhuǎn)子繞組直流電阻（=+）和電阻構(gòu)成直流電橋的四臂。毫伏表MV和電流繼電器KA接于滑動觸頭和地之間，即在電橋的對角線上。當(dāng)利用絕緣監(jiān)察裝置發(fā)現(xiàn)K1點接地后，合上隔離開關(guān)QS1，并按下按鈕SB，調(diào)節(jié)電阻的滑動觸頭使毫伏表mV的指示為零。此時由K1點分開的兩部分繞組直流電阻、與由滑動頭分開的兩部分附加電阻、組成的四臂直流電橋處于平衡狀態(tài)。各臂電阻的關(guān)系為：=然后合上刀開關(guān)S2，接入電流繼電器KA，使保護(hù)投入工作。但此時，由于電橋已經(jīng)平衡，處于對腳線上的電流繼電器的啟動電流，繼電器將動作，斷開發(fā)電機(jī)，K2點離K1點越遠(yuǎn)，保護(hù)的動作越靈敏。3.5失磁保護(hù)圖1—9失磁保護(hù)原理接線圖如圖1—9所示：它由失磁保護(hù)、失磁減負(fù)荷和失磁切換廠用變壓器、三部分組成。失磁保護(hù)由失磁繼電器SCJ、轉(zhuǎn)子電壓繼電器LYJ、中間繼電器1ZJ系統(tǒng)電壓繼電器SYJ、閉鎖中間繼電器BZJ，時間繼電器1SJ、信號繼電器1XJ和出口中間繼電器CKJ所組成。由功率繼電器WJ、時間繼電器2SJ、信號繼電器2XJ、中間繼電器2ZJ組成失磁減負(fù)荷裝置。由電壓繼電器YJ、信號繼電器3XJ、切換中間繼電器QZJ組成失磁低壓切換廠用變壓器裝置。發(fā)電機(jī)失磁后，機(jī)端測量阻抗由第Ⅰ象限進(jìn)入第Ⅳ象限，落入失磁阻抗繼電器SCJ的動作特性圓內(nèi)（例如位于第Ⅲ、Ⅳ象限且通過原點的圓），作為失磁時的主要判據(jù)。但在振蕩或進(jìn)相運行時，機(jī)端測量阻抗有可能落在阻抗繼電器的動作特性圓內(nèi)，造成失磁保護(hù)誤動作。為此，采用反應(yīng)轉(zhuǎn)子電壓降低的勵磁電壓繼電器LYJ，作為失次磁時的輔助盤據(jù)。將轉(zhuǎn)子電壓繼電器LYJ和阻抗繼電器SCJ組成“與”門去起動失磁保護(hù)。在發(fā)電機(jī)運行中，由于可控硅自動調(diào)整勵磁裝置的故障，造成發(fā)電機(jī)部分失磁或完全失磁，使發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動作跳閘，占失磁保護(hù)動作的70%以上。這樣頻繁的跳閘，對系統(tǒng)和機(jī)組本身是不安全的。又根據(jù)發(fā)電機(jī)失磁實驗和現(xiàn)場失磁后處理說明：當(dāng)系統(tǒng)有足夠的無功儲備時，發(fā)電機(jī)失磁后系統(tǒng)電壓降低不嚴(yán)重，若將此發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷減到額定功率的40%時，發(fā)電機(jī)能夠異步運行15min，在這斷時間內(nèi)運行人員如能排除勵磁故障，恢復(fù)正常勵磁電壓，則不一定切機(jī)。為此，在圖中考慮了采用系統(tǒng)電壓閉鎖措施，在系統(tǒng)電壓未降低到失去靜穩(wěn)定的情況下，首先采用自動減負(fù)荷到（40%～50%），然后經(jīng)運行人員處理恢復(fù)勵磁，可避免不必要的切機(jī)。由于轉(zhuǎn)子開路或短路等原因造成的失磁，在轉(zhuǎn)子勵磁線圈中，產(chǎn)生自感反電勢，由于勵磁回路時間常數(shù)大，第一個負(fù)向半波的持續(xù)時間不小于1.5s。故在LYJ返回的1.5s時間內(nèi)，足以使失磁保護(hù)可靠跳閘。但在1.5s時間內(nèi)卻不能保證將負(fù)荷減到所要求的（40%～50%），為此，在減負(fù)荷回路中采用瞬時測量自保持回路。自動減負(fù)荷回路中的功率繼電器WJ，在有功功率減到整定值時，其觸點斷開停止減負(fù)荷。3.6過負(fù)荷保護(hù)3.6.1定子繞組對稱過負(fù)荷對于大容量機(jī)組需要裝設(shè)定子繞組對稱過負(fù)荷保護(hù)，發(fā)電機(jī)允許過負(fù)荷的時間與過負(fù)荷大小有關(guān)，通常呈反時限特性，為了使保護(hù)動作特性與發(fā)電機(jī)的溫升特性相配合，以確保機(jī)組安全運行和充分發(fā)揮過負(fù)荷能力，對于大型發(fā)電機(jī)的對稱過負(fù)荷保護(hù)，一般由定時限和反時限兩部分組成。定時限部分的動作電流按發(fā)電機(jī)長期允的負(fù)荷電流下，能可靠返回的條件整定，經(jīng)延時動作于信號，并可動作于減出力；反時限部分是發(fā)電機(jī)定子繞組在發(fā)熱方面的安全保護(hù)，其動作特性按發(fā)電機(jī)定子繞組的過負(fù)荷能力確定，動作于解列。保護(hù)應(yīng)能反映電流變化時，發(fā)電機(jī)定子繞組的熱積累過程。不考慮在靈敏系數(shù)和時限方面與其他間短路保護(hù)相配合。定時限過負(fù)荷作用于信號，同時由于這部分的動作電流小，用他作為反時限定子過負(fù)荷保護(hù)的閉鎖元件，當(dāng)保護(hù)裝置中個別元件損壞，引起反時限過負(fù)荷延時回路誤動作時，只要定時限啟動回路不同時誤動作，就可避免反時限部分的誤跳閘。3.6.2轉(zhuǎn)子繞組不對稱過負(fù)荷由于不對稱負(fù)荷，非全相運行以及外部不對稱短路引起的負(fù)序電流，應(yīng)裝設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)，對100MW以上A<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非對稱過負(fù)荷保護(hù)。定時限部分動作電流應(yīng)躲過發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流值和按躲過最大負(fù)荷時負(fù)序電流濾過器的不平衡電流值整定，帶時限動作于信號，反時限部分動作特性按發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力確定，動作于解列。保護(hù)裝置應(yīng)可以反映電流變化時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱積累過程，且不考慮在靈敏系數(shù)和時限方面與其他相間短路相配合。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I2的大小有關(guān)。在實際測定發(fā)電機(jī)短時承受負(fù)序能力的允許值A(chǔ)時，首先應(yīng)規(guī)定各部件的短時極限溫度，在一定大小的負(fù)序電流I2下，觀察轉(zhuǎn)子各部件達(dá)到極限溫度所經(jīng)歷的時間，則I2*I2*T的數(shù)值就是這臺發(fā)電機(jī)所能承受負(fù)序過電流能力的A。3.7發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)對于汽輪發(fā)電機(jī)當(dāng)主汽門誤關(guān)閉或機(jī)爐保護(hù)動作關(guān)閉主汽門而出口斷路器未跳閘時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動機(jī)運行，由輸出有功功率變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收功率，即稱為逆功率。逆功率運行，對發(fā)電機(jī)并無危害，但汽輪機(jī)尾部長葉片與殘流蒸汽摩擦，會導(dǎo)致葉片過熱,造成汽機(jī)事故。因此在大型汽論發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)逆功率保護(hù)。逆功率保護(hù)裝置由逆功率組件P、比較回路、時間回路等組成。動作功率按下式整定：=(+)可靠系數(shù)，取0.5～0.8逆功率運行時汽輪機(jī)的最小損耗，可取0.2～0.4％逆功率運行是發(fā)電機(jī)的最小損耗，實用上可取P2≈(1—η)η為發(fā)電機(jī)的效率動作時限t1按躲過系統(tǒng)振蕩整定?？扇?～10s用于發(fā)信號；動作時限t2根據(jù)發(fā)電機(jī)允許的最大逆功率運行時間整定，用于跳閘。3.8發(fā)電機(jī)的啟停機(jī)保護(hù)作為發(fā)變組啟停過程的保護(hù)可以裝設(shè)相間短路保護(hù)和定子接地保護(hù)各一套，即：(1)對發(fā)電機(jī)、變壓器和接于機(jī)端的廠用變，各裝設(shè)一組接在差動回路中的電磁式電流繼電器，其整定值應(yīng)大于額定頻率下滿負(fù)荷時的差動不衡電流(額定頻率下外部短路時該繼電器將誤動)。(2)接納在發(fā)電機(jī)機(jī)端或中性點的電磁式零序過電壓繼電器，不要求三次諧波濾過，整定值一般可取為10KV以下(額定頻率下外部短路時該繼電器將誤動)。以上兩種啟停機(jī)保護(hù)只作為低頻率工況下輔助保護(hù)，在正常工頻運行時應(yīng)退出，以避免發(fā)生誤動作，為此這些輔助保護(hù)的出口電路應(yīng)受斷路器的常閉觸點或低頻繼電器的觸點控制。第四章電力變壓器保護(hù)工作原理變壓器的典型故障和不正常運行狀況：繞組內(nèi)及其引出線上的短路繞組內(nèi)的匝間短路在中性點直接接地系統(tǒng)中的接地短路由外部短路引起的過電流由過負(fù)荷引起的過流油面降低為此變壓器應(yīng)裝設(shè)必要的主保護(hù)和后備保護(hù)如下：4.1瓦斯保護(hù)圖1—10當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，故障點局部高溫將使得變壓器油溫升高。體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，油內(nèi)氣體排出形成上升氣泡，若故障點產(chǎn)生電弧，則變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體這些氣體自油箱流向油枕上部，故障程度越重，產(chǎn)生的氣體越多，利用上訴氣體來實現(xiàn)的保護(hù)，稱為瓦斯保護(hù)。復(fù)合式氣體繼電器是由開口杯和擋板復(fù)合構(gòu)成。正常運行時，繼電器及開口杯都充滿了油，開口杯向上傾，干簧觸點斷開。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生少量氣體聚集在繼電器的上方，使氣體繼電器中油面下降，上開口杯露出油面。這時開口杯及附件在空氣中重力加上杯中油的重量產(chǎn)生的力矩大于油中平衡所產(chǎn)生力矩。所以上開口杯沿順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動永久磁鐵靠近干簧觸點閉合，發(fā)生氣體保護(hù)動作信號。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時，產(chǎn)生的大量氣體形成以變壓器沖向油枕的強(qiáng)烈氣流，帶油的氣體直接沖擊檔板，使檔板偏轉(zhuǎn)，干簧觸點閉合，重氣體保護(hù)動作發(fā)出跳閘脈沖。當(dāng)輕微漏油時，油面高度下降，上開口杯轉(zhuǎn)動，輕氣體保護(hù)動作也發(fā)出信號。4.2三繞組變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)裝置該保護(hù)主要作為變壓器內(nèi)部及其引出線短路故障的主保護(hù)。保護(hù)原理的三相電流回路原理接線如圖所示。圖1—11（a）將被保護(hù)變壓器側(cè)電流互感器二次電流經(jīng)中間變流器TAM1和TAM4（FL-8型）相位補(bǔ)償和電流大小補(bǔ)償之后，引入差動繼電器KD4、KD5、KD6（型號為LCD—11）用于變壓器的LCD—11型差動繼電器與用于發(fā)電機(jī)的LCD—12型的結(jié)構(gòu)、原理基本相同，所不同的是，變壓器在空載投入或外部故障切除后的電壓恢復(fù)過程中，其勵磁涌流很大，有時可達(dá)4~8倍的變壓器額定電流，遠(yuǎn)大于繼電器的額定電流。又因涌流僅出現(xiàn)在時間軸的一側(cè)，對差動繼電器來說相當(dāng)于差電流，如不采取措施將引起誤動。勵磁涌流含有很大的二次諧波分量，本差動繼電器就利用差電流中的二次諧波起制動作用，有效地防止了繼電器因出現(xiàn)涌流而誤動作。在變壓器引出線故障時，短路電流很大，各側(cè)電流互感器可能嚴(yán)重飽和，其二次電流中可能出現(xiàn)很大的各次諧波分量。為防止差動繼電器在這種狀態(tài)下誤動或緩動，并為加快切除故障，在繼電器中設(shè)有不帶制動的差動電流速動部分，其動作電流按躲過變壓器最大勵磁涌流整定。LCD—11型差動繼電器單線原理接線如圖所示。比例制動部分比例制動部分接在“和電流”回路中?！昂碗娏鳌比鐖D1—11（a）所示由四側(cè)差動用電流互感器二次電流經(jīng)中間變流器（TAM1~TAM4）匹配之后進(jìn)入電抗變壓器TX4、TX5的一次繞組，流過這些繞組的電流正比于流如的流出變壓器的電流，這些電流在電抗變壓器的二次側(cè)經(jīng)整流和穩(wěn)壓后形成比例制動電壓，經(jīng)R7~R9后加到執(zhí)行元件上起制動作用。2、差電流回路如圖1—11（b）所示差電流回路共有三只電抗變壓器TX1、TX2、TX3，并有它們組成三個部分。（1）差動制動部分：由TX1，C1整流橋UB1及電阻R1組成。TX1的二次繞組與C1組成50HZ諧振電路，其輸出電壓主要是基波電壓U1，經(jīng)出流并通過R1后作為動作電壓加在執(zhí)行元件極化繼電器KP及附加電阻R3~R6上。（2）諧波制動部分：由TX2，C2，C3，XL，UB2及電阻R2組成，XL與C3組成50HZ諧振回路，阻止50HZ電流通過。TX2的二次繞組與C2組成100HZ諧振電路，取得正比于二次諧波分量100HZ電壓與比例制動電壓并聯(lián)后再通過R2加到執(zhí)行元件上起制動作用。圖1—11（b）（3）差動電流速斷部分：由TX3，5，UB3及中間繼電器KM組成。．電阻上，當(dāng)差電流達(dá)到電流速斷整定值時，KM動作跳閘。用整定插頭改變TX3二次繞組抽頭來調(diào)整整定值。用電位器RP2來調(diào)整最小差動速斷電流。主回路電流的調(diào)節(jié)由差動動作，諧波制動和比例制動組成動作主回路，極化繼電器KP為執(zhí)行跳閘元件。在主回路中，動作電壓Uact與制動電壓Ubrk1，Ubrk2通過R1，R2合成后，其代數(shù)和經(jīng)C4濾波后加到執(zhí)行元件極化繼電器動作跳閘。反之，制動電壓大于動作電壓時，和電壓為負(fù)，極化繼電器制動。電阻R6與電位器KP1用來調(diào)整繼電器的最小動作電流。其他動作電流的整定是用插頭改變與極化繼電器KP線圈的并聯(lián)電阻R3~R5來達(dá)到。4.3主變高壓側(cè)零序保護(hù)圖1—12當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，在零序電流和零序電壓的作用下，電流繼電器動其常閉接點斷開，從而將本變壓器保護(hù)的電壓繼電器解除動作。電流繼電器常開接點閉合后啟動的時間繼電器，它的瞬時接點閉合，于是小母線帶電，并經(jīng)中性點不接地變壓器保護(hù)的電壓繼電器已經(jīng)閉合的常開接點和電流繼電器的常閉接點，直接加在時間繼電器上，該繼電器動作時將中性點不接地變壓器首先切除，由于時間繼電器的動作時限比時間繼電器的動作時限大，因此中性點接地運行變壓器晚一步才被切除。為了防止由于繼電器偶然動作而誤切除變壓器，應(yīng)利用中性點接地的變壓器的零序電流保護(hù)來啟動中性點不接地變壓器的保護(hù)。因此設(shè)有公用小母線，當(dāng)全廠任一臺中性點接地的變壓器的零序電流保護(hù)動作時．即可通過小母線的正電源，從而使電壓繼電器獲得正電源。零序電流保護(hù)作為變壓器中性點接地運行時的接地保護(hù)，零序電流從接地中性點回路的電流互感器TA二次側(cè)取得。為提高動作的可靠性，保護(hù)設(shè)I，II兩段，每段設(shè)有兩個時限。保護(hù)動作后，以較小的時限、斷開母聯(lián)斷路器QF：以較長的時限、斷開高壓側(cè)斷路器1QF。零序電壓保護(hù)由零序電壓元件3Uo和時間元件T組成，3Uo用來反應(yīng)高壓側(cè)的接地短路故障，零序電流元件3Io用來反應(yīng)放電間隙擊穿情況。當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時，中性點接地運行變壓器的零序電流保護(hù)動作，將中性點接地運行的變壓器切除。如果故障點依然存在，在放電擊穿時，3Io元件會立即動作，無時限的切除變壓器。若放電間隙未擊穿，則3Uo元件動作，經(jīng)延時t將變壓器切除。4.4變壓器的電流保護(hù)復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)原理接線圖，如圖1—13，它由一個接于負(fù)序電壓濾過器上的過電壓繼電器，一個接線電壓的低電壓繼電器和三個電流繼電器組成。圖1—13各種不對稱短路時，由于出現(xiàn)負(fù)序電壓，過電壓繼電器動作，常閉觸點打開，切斷加于低電壓繼電器上的電壓，其常閉觸點閉合，起動中間繼電器，它的常開觸點閉合。這時，因電流繼電器也動作，時間繼電器起動，經(jīng)預(yù)定延時，動作跳閘。對稱性三相短路時，由于短路初瞬間也會出現(xiàn)短時的負(fù)序電壓，使繼電器的常閉觸點打開，切斷加于繼電器的線電壓，其觸點閉合。當(dāng)負(fù)序電壓消失后繼電器返回，繼電器又接于線電壓上。由于低電壓繼電器的返回電壓較高三相短路后，電壓已經(jīng)降低，若它低于繼電器的返回電壓，則低電壓繼電器8仍處于動作狀態(tài)不返回。復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，不但靈敏系數(shù)比較高，而且接線比較。4.5過負(fù)荷保護(hù)變壓器過負(fù)荷在大多數(shù)情況下都是三相對稱的，故保護(hù)裝置只采用一個電流繼電器接于一相上，并經(jīng)一定延時作用于信號，來反應(yīng)對稱過負(fù)荷。過負(fù)荷保護(hù)的配置原則，應(yīng)能反應(yīng)變壓器各側(cè)繞組的過負(fù)荷情況。對于三繞組變壓器單側(cè)電源三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，過負(fù)荷裝在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不相同，則只有電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無電源側(cè)；當(dāng)三側(cè)都有電源時，各側(cè)均裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。4.6過激磁保護(hù)因變壓器低壓側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓，所以過激勵保護(hù)的動作值按發(fā)電機(jī)的磁密整定，能保證發(fā)電機(jī)和變壓器的安全報警降勵磁動作于跳閘。圖1—14當(dāng)Uc的整流值大于整定電壓Uset時，執(zhí)行元件動作，發(fā)出過勵磁信號或作用于跳閘。第五章線路微機(jī)保護(hù)WXB—11微機(jī)保護(hù)的構(gòu)成由高頻保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)、綜合重合閘組成。5.1高頻保護(hù)本保護(hù)的相間故障時為高頻距離保護(hù)，在單相接地故障時為高頻零序方向保護(hù)。但它同裝置中的距離或零序保護(hù)無依賴關(guān)系。它本身帶有阻抗和零序方向判別元件，正常零序電壓用產(chǎn)生3U0，電壓互感器二次回路斷線時自動改用開口三角形來的3U0，同時高頻保護(hù)自動推出工作，而高頻零序方向保護(hù)仍工作，此時高頻保護(hù)不發(fā)警告信號，由距離保護(hù)告警。5.2距離保護(hù)距離保護(hù)包括三段相間距離和三段接地保護(hù)，正常運行時各段距離保護(hù)的測量元件都不投入工作，只有在相電流差突變量元件才短時投入測量。如故障不在本保護(hù)區(qū)內(nèi)則程序轉(zhuǎn)至震蕩閉鎖狀態(tài)，震蕩停息后整組復(fù)歸。若故障發(fā)生在本保護(hù)區(qū)內(nèi)則程序轉(zhuǎn)至故障處理。5.3零序保護(hù)本裝置設(shè)置了四段全相運行時的零序保護(hù)，兩段非全相運行時的不靈敏段零序保護(hù)。各段零序保護(hù)的方向元件均由控制字整定是否投入。重合閘后是否加速全相運行零序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段保護(hù)也由控制字確定。后加速動作時間固定為0.1秒延時投入，目的是躲開線路兩側(cè)先后重合時先合側(cè)電容充電電流的暫態(tài)分量。本裝置零序保護(hù)的起動元件是按照反映或3突變量原理而構(gòu)成的，為防止電流互感器二次斷線引起保護(hù)誤動作，設(shè)置了反映3突變量閉鎖元件，它動作值為2V。此功能由控制字整定投入或退出。本保護(hù)零序方向元件所引起的3，正常情況下取用自產(chǎn)3，即軟件根據(jù)++=3而獲得，若故障前發(fā)現(xiàn)上述等式不成立（可能是電壓互感器二次斷線），而此時，++=0仍成立，則故障時優(yōu)先取用自產(chǎn)3，若++≠0則取由電壓互感器開三角所接入的3?？梢姳颈Ｗo(hù)沒有考慮電壓二次側(cè)與開三角側(cè)同時斷線的情況。5.4綜合重合閘本裝置的綜合重合閘軟件包括重合閘部分和外部不能選相的保護(hù)經(jīng)本綜合重合閘選跳出口部分。本裝置也設(shè)有突變量起動元件，只有在突變量元件動作后才投入全部功能。起動元件沒動作時僅投入了輕載下斷路器偷跳的重合回路，如果斷路器偷跳時由于負(fù)荷電流小于不足以使起動元件動作的話，則由斷路器位置不對應(yīng)起動重合閘，此時不檢查同期。第六章各元件參數(shù)及相關(guān)短路電流計算結(jié)果6.1各元件參數(shù)名稱符號電抗編號阻抗電壓和電抗值標(biāo)么值系統(tǒng)S1S2120.1240(大)0.2005(小)0.0412(大)0.1020(小)0.1240(大)0.2005(小)0.0412(大)0.1020(小)主變1#主變2#主變3#4#5#6#主變7、3、48、5、6UD(1-2)=27.80%UD(1-3)=17.03%UD(2-3)=9.26%4.260(高)-0.321(中)7.558(低)廠高變1#廠高變2#廠高變11、1312、14XG-D1=XG-D2=18%；Ff=3.5XG-(D1∥D2)=18%/(1+3.5/4)=9.6%=0.0960.048(高)0.672(低)發(fā)電機(jī)1F～6F9、10X”D%=14.13%0.0616.2短路計算結(jié)果運行方式最大運行方式最小運行方式短路點D1D2D3D4D1D2D3D4基準(zhǔn)量100MVA三相（KA）6.47.62．766.65.0兩相（KA）5.56.5587.54.12．3584.3第七章保護(hù)定值清單7.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的整定型號整定值制動系數(shù)Ie=5AIe=1ALCD—111.50.3+0.47.2繼電器選型及互感器變比1發(fā)電機(jī)差動保護(hù)LCD—122變壓器差動保護(hù)LCD—113廠用變壓器差動保護(hù)LCD—114發(fā)變組差動保護(hù)LCD—116主變零序保護(hù)LLY—37發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)LCD—138發(fā)電機(jī)100%接地保護(hù)LD—7LD—89發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)LD—610發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)定時限LL—5D反時限LL—3411發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)定時限LL—5D反時限LL—3412發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)LDC—214發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)LNG—115發(fā)電機(jī)啟停機(jī)保護(hù)LD—7LLY—116變壓器瓦斯保護(hù)QL—8017主變高壓側(cè)電流互感器變比1200/5A18主變低壓側(cè)電流互感器變比8000/5A19發(fā)電機(jī)出口電流互感器變比12000/5A第八章短路計算8.1相關(guān)參數(shù)計算SB=1000MVA；UI=VAV發(fā)電機(jī)XG=X9=X10===0.6005251#2#主變UD1%=(UD(1-2)%+UD(3-1)%+UD(2-3)%)=(27.8+17.03-9.26)=17.785UD2%=(UD(1-2)%+UD(2-3)%+UD(3-1)%)=(27.8+9.26-17.03)=10.015UD3%=(UD(2-3)%+UD(3-1)%+UD(1-2)%)=(9.26+17.03-2708)=-0.755X4=X6===0.7410417X7=X8===0.4172917X3=X5==-=-0.00314583#4#5#6#主變X=14%×1000/240=0.58331#2#廠高變XG-D1=XG-D2=18%；Ff=3.5XG-(D1∥D2)=18%/(1+)=9.6%=0.096X11=X12=(1-)×0.096×=0.48X13=X14=×3.5×0.096×=6.728.2最大運行方式D1點短路D2點短路D3點短路D4點短路8.3最小運行方式D1點短路D2點短路D3點短路D4點短路第九章主變差動整定計算(一)自耦變流器變比及抽頭選擇按平均電壓及變壓器最大容量計算各側(cè)哦定電流，自耦變壓器分別裝于110KV及220KV側(cè)，求的自耦變壓器變比見表1—1變壓器容量（MVA）240額定電壓（KV）22011015.75一次額定電流（A）60212058.798電流互感器變比nTA800/51500/510000/5電流互感器接線角接角接星接二次額定電流(A)6.716.967.62自耦變流器變比0.8810.931相對誤差fph0.010.004自耦變流器初級端子號1—81—4自耦變流器次級端子號1—21—7由表1—1可知自耦變流器變比對于220KV側(cè)的自耦變流器抽頭位置為:4.41根據(jù)FL—3參數(shù),選初級抽頭為1—8,次級為1—2,得相應(yīng)的初級電流為4.46,相對誤差fph=(4.46-4.41)/4.41=0.01同理可求的110KV側(cè)自耦變壓器抽頭位置為4.57,根據(jù)FL—3參數(shù),選初級抽頭為1—4次級為1—7,得相應(yīng)初級電流為4.55A,fph=(4.57-4.55)/4.55=0.004.(二)最小動作電流的選擇:按躲過最大負(fù)荷電流條件下流入保護(hù)的不平衡電流整定.即＞一般由實測決定,通常取(0.2—0.4)Ie/nTA.此處取=0.3Ie/nTA==1.5(A)(3)起始制動電流的選擇:一般取=(1—2)Ie/nTA;整定時常取=5(A)(4)制動系數(shù)選擇比率制動的縱差繼電器有兩只和差變流器,兩組制動線圈接法如下圖,對于兩組和差變流器的制動系數(shù)K2h可以根據(jù)各側(cè)短路時流過兩組和差變流器的電流大小不同選取制動量大的一組.根據(jù)此圖給出的制動線圈的接法,當(dāng)變壓器各側(cè)外部短路時,流過和差變流器A和B中的電流如表1—2.表1—2.短短路點制動量和差變流器AI1+2I3I1+2I2I1-I3BI1I12I1+I2+I3差回路電流IbpIbpIbp從表1—2.中可得出:變壓器220KV、110KV側(cè)外部短路時起制動作用的是A;而廠高變高壓側(cè)短路時起制動作用的的是B.當(dāng)最大運行方式D1點短路時,流過220KV側(cè)TA短路電流=1.434KA其中發(fā)電機(jī)側(cè)提供1.205KA;110KV側(cè)提供0.229KA;此時=++++=+++=220.32(A)=I1+2I3=1205+=1663==1.3=0.17式中、—變壓高、中壓側(cè)調(diào)壓誤差,取調(diào)壓范圍的一半,即(式子)—外部故障時最大短路電流、—確定的某點外部短路