水電站繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)分析

1引言

1.1摘要

由于大型水電站的母線、發(fā)電機(jī)和變壓器的構(gòu)造比較復(fù)雜，在運(yùn)行過程中都也

許會(huì)發(fā)生多種各樣的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)，為了保證在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，都能

有選擇性的迅速切除故障，需要配置多種繼電保護(hù)裝置，必要時(shí)進(jìn)行多重化配置，

從而將水電站中重要設(shè)備的危害和損失降到最小，對電力系統(tǒng)口勺影響最小。

發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中的中口勺一種重要構(gòu)成部件，發(fā)電機(jī)口勺安全運(yùn)行對保證電力

系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用。因此，繼電保護(hù)裝置對大型水電站

的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握和應(yīng)用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、整定計(jì)算、費(fèi)

料整頓查詢和電氣繪圖等使用措施。在此過程中培養(yǎng)學(xué)生對各門專業(yè)課程整體觀口勺

綜合能力，通過較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，為全面提高學(xué)生口勺綜合素質(zhì)及增強(qiáng)

工作適應(yīng)能力打下一定的基礎(chǔ)。本課程重要設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的原理.、配置及整

定計(jì)算，給此后繼電保護(hù)口勺工作打下良好向基礎(chǔ)。

1.2原始資料

某水電站（如下圖1）所示:

圖1水電站系統(tǒng)圖

(1)水電站有3200KW水輪發(fā)電機(jī)2臺(tái)，通過7500KVA變壓器以35KV的

電壓與系統(tǒng)連接，當(dāng)35KV母線短路時(shí)，系統(tǒng)供應(yīng)的最大運(yùn)行方式下的短路容量

為100MVA,最小運(yùn)行方式下的短路容量為80MVAo

(2)廠用電、近區(qū)出線供電由發(fā)電機(jī)母線引出，出線為架空線，長度為5KM,

0.4/KMo

(3)變壓器參數(shù)為：容量7500KVA,變比35/6.3、Ud=7.5%,所用變?nèi)萘繛?/p>

100KVA、變比6.3/0.4、Ud=4.5%。

(4)發(fā)電機(jī)參數(shù)為：容量3200KW、功率原因0.8、X''d=0.2、X2=0.25o

1.3設(shè)計(jì)工作任務(wù)

(1)選擇發(fā)電機(jī)保護(hù)所需的電流互感器變比、計(jì)算短路電流。

(2)設(shè)置發(fā)電機(jī)保護(hù)并對其進(jìn)行整定計(jì)算。

(3)繪制出發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)展開圖。

(4)繪制出發(fā)電機(jī)保護(hù)屏屏面布置圖及設(shè)備表。

(5)寫出闡明書。

(6)選出所需繼電器的規(guī)格、型號(hào)。

2繼電保護(hù)系統(tǒng)概述

2.1繼電保護(hù)概述

繼電保護(hù)重要運(yùn)用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常狀況時(shí)的電氣量(電流、電

壓、功率、頻率等)日勺變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，也有其他日勺物理量，如變

壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度H勺增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多

數(shù)狀況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測量部分(和定值調(diào)整部分)、

邏輯部分、執(zhí)行部分。

繼電保護(hù)及自動(dòng)化是研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行日勺異常工況，以探

討其對策口勺反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾重要用有觸點(diǎn)的繼電器

來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件(發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等)，使之免遭損害,

全規(guī)定的、有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)。

后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，用以將故障切除H勺保護(hù)。后備保

護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備保護(hù)兩種。

遠(yuǎn)后備是指主保護(hù)或斷路器拒絕時(shí)，由相鄰元件的保護(hù)部分實(shí)現(xiàn)的后備；

近后備是指當(dāng)主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，由本元件的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備，當(dāng)斷

路器拒絕動(dòng)作時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。

繼電保護(hù)裝置需有操作電源供應(yīng)保護(hù)回路，斷路器跳、合閘及信號(hào)等二次回路。

按操作電源性質(zhì)的不同樣，可以分為直流操作電源和交流操作電源。一般在發(fā)電廠

和變電所中繼電保護(hù)的操作電源是由蓄電池直流系統(tǒng)供電，因蓄電池是一種獨(dú)立電

源，最大的長處是工作可靠，但缺陷是投資較大、維護(hù)麻煩。交流操作電源日勺長處

是投資少、維護(hù)簡便，但缺陷是可靠性差。

2.3繼電保護(hù)規(guī)定

1）選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只讓離故障點(diǎn)近來的保護(hù)裝置動(dòng)作，切

除故障元件，保證其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，

2）迅速性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切除故障可以減輕短路電流對電氣

設(shè)備日勺破壞程度，盡快答復(fù)供電系統(tǒng)的I正常運(yùn)行。

3）可靠性：保護(hù)裝置必須常常處在準(zhǔn)備狀態(tài)，一旦在本保護(hù)區(qū)發(fā)生短路故障

或不正常工作狀態(tài)時(shí)，它都不該拒絕動(dòng)作或誤動(dòng)作，而必須可靠動(dòng)作。

4）敏捷性：保護(hù)裝置對其在本保護(hù)區(qū)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，無論其位

置怎樣，程度輕重，均有足夠的反應(yīng)能力，保證動(dòng)作。多種保護(hù)裝置日勺敏捷性用“敏

捷度”來衡量。

3短路計(jì)算

3.1短路計(jì)算目的

在發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一種重要環(huán)節(jié)，其目的是：

1在選擇電氣主接線時(shí)，給比較多種接線方案提供根據(jù)，和確定某一接線與否

需要采用措施限制短路電流等。

2為了保證所選擇的載流導(dǎo)體及電器元件在正常運(yùn)行和短路狀況下都能安全，

可靠地工作，同步又節(jié)省資金，這就需對有關(guān)短路電流值進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和開

斷能力的檢查。

3為選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算提供根據(jù)。

4接地裝置日勺設(shè)計(jì)，也需用短路電流。

電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的幾率最大，而發(fā)生三相短路的也許性最小。不過

三相短路導(dǎo)致口勺危害一般來說最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)日勺電氣設(shè)備在最嚴(yán)重口勺短路

狀態(tài)下也能可靠地工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，常以三相短路計(jì)算

為主。

3.2短路計(jì)算環(huán)節(jié)

在工程計(jì)算中短路電流的計(jì)算常采用實(shí)用曲線法，其計(jì)算環(huán)節(jié)如下：

(1)選擇計(jì)算短路點(diǎn)；

(2)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；

A、選用基準(zhǔn)容量品=100MV<4和基準(zhǔn)電壓力=囁。

B、首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支。線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗

用次暫態(tài)電抗X"

C、將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么值電抗。

D、匯出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。

E、化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同樣短路點(diǎn)日勺短路電流值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別

化簡為短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電流與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)

移電抗X,f以及無限大電源對短路點(diǎn)日勺轉(zhuǎn)移電抗X,。

(3)求出計(jì)算電抗,Xw=X/學(xué)(/=1,2,3.....g)

SB

式中.為第i臺(tái)等值發(fā)電機(jī)H勺額定容量。

(4)由運(yùn)算曲線查出個(gè)電源供應(yīng)H勺短路電流周期分量標(biāo)么值(運(yùn)算曲線只作

到X-3.5)。

(5)計(jì)算無限大功率的電源供應(yīng)的短路電流周期分量。

(6)計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。

(7)計(jì)算沖擊電流。

3.3短路計(jì)算過程

3.3.1確定短路計(jì)算日勺基準(zhǔn)值

根據(jù)原始資料，設(shè)功率基準(zhǔn)值SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓UH=38.53.

S_100ME4

則s=1.5M.

B瓜-6x38.5匹

短路電路中電抗標(biāo)幺值計(jì)算

(1)在原始資料中，發(fā)電機(jī)組用的兩臺(tái)容量3200KW、功率原因0.8、X-d

=0.2、Xa=0.25的發(fā)電機(jī),根據(jù)公式:

100

X；=X?=0.25x=6.25

3.2/().8

因此發(fā)電機(jī)標(biāo)幺值XFX2=6.25

(2)系統(tǒng)中，有兩臺(tái)變壓器，變壓器Z容量為100KVA、變比6.3/0.4、Ud

=4.5%o變壓器T2為容量7500KVA、變比35/6.3、Ud=7.5%。

=生心嘰45

因此變壓器7；

100WOkVA

5100M<4

變壓器41x}=0.6

1007500^V<4

(3)廠用電、近區(qū)出線供電由發(fā)電機(jī)母線引出，出線為架空線，長度為5KM,

0.4/KMo

因此架空線路X；=(0.4x5)Qx10QME4=4.16

5(6.93ZrV)2

因此繪短路計(jì)算等效電路如圖3.1所示。

圖3.1等效電路

三相短路電流日勺計(jì)算

由上面計(jì)算各部分的阻抗標(biāo)幺值得到

總電抗標(biāo)幺值X]=X；//X；//X；//X；+X：=1.72+0.6=2.32

再由此得出三相短路電流周期分量有效值

z<3）1B_坐1=0.647M

人=X*=2.32

其他短路電流

/“⑶=/*=/『）=0647M

以=2.55/w=2.55x0.647M=1.65M

/『二1.51/⑶=1.51x0.647姑=0.98人

3.4電流互感器的選擇

3.4.1電流互感器工作原理

電氣一次回路的工作電流一般較高，二次儀表在對一次回路進(jìn)行測量時(shí)，需要

轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一、安全的電流。電流互感器是一種升壓（降流）變壓器，也是一種

傳感器，將電流按比例轉(zhuǎn)換成H勺電流，其一次側(cè)接一次系統(tǒng)，二次側(cè)接二次設(shè)備，

電力系統(tǒng)中的二次設(shè)備如測量儀表、繼電保護(hù)等，可通過電流互感器獲得電氣一次

回路H勺電流信息，它起著變流和電氣隔離H勺作用，防止直接測量線路的危險(xiǎn)。

3.4.2發(fā)電機(jī)電流互感器日勺選擇

q3?no

發(fā)電機(jī)G?一次側(cè)額定電流：IN=-^=——=507.94A

UN6.3

查資料后選用LA-10/600的電流互感器，其原則變比為：600/5=120o

因此電流互感器口勺一次側(cè)電流為。％07.94/120=4.23A。

4發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)是一種尤其重要的電器元件，決定著電力系統(tǒng)的正常工

作與電能質(zhì)量。同步，發(fā)電機(jī)自身價(jià)格昂貨，因此，必須裝設(shè)性能完善向繼電保護(hù)

裝置，用于針對發(fā)電機(jī)多種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。

4.1故障分析

4.1.1故障類型

（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：也許演變?yōu)閱蜗嘟拥囟搪泛拖嚅g短路；

（3）定子繞組單相接地：較常見，燒壞鐵芯或?qū)е戮植咳诨?/p>

（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，也許引起發(fā)電機(jī)日勺強(qiáng)烈震動(dòng)或燒損轉(zhuǎn)子繞

組；

（5）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失：從系統(tǒng)吸取無功功率，導(dǎo)致失

步，從而引起系統(tǒng)電壓下降，甚至可使系統(tǒng)瓦解。

4.1.2不正常運(yùn)行狀態(tài)

（1）外部短路引起日勺定子繞組過電流：溫度升高，絕緣老化；

（2）負(fù)荷等超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起日勺三相對稱過負(fù)荷：溫度升高，絕緣

老化；

（3）外部不對稱短路或不對稱負(fù)荷而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流和過負(fù)荷：在

轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100Hz日勺倍頻電流，可使轉(zhuǎn)子局部灼傷或使護(hù)環(huán)受熱松脫，對發(fā)電機(jī)

導(dǎo)致重大損害。

（4）忽然甩負(fù)荷引起的定子繞組過電壓：調(diào)速系統(tǒng)慣性較大發(fā)電機(jī)，在忽然

甩負(fù)荷時(shí)，也許出現(xiàn)過電壓，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)繞組絕緣擊穿。

（5）勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長而引起日勺轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；

（6）汽輪機(jī)主氣門忽然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率：發(fā)電機(jī)不發(fā)出有功功率

而從系統(tǒng)中吸取有功功率，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，原因調(diào)速控制回路故障、

機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作或某些認(rèn)為原因。

4.1.3保護(hù)類型

1.發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)：定子繞組及其引出線的相間短路保護(hù)；

2.橫差動(dòng)保護(hù)：定子繞組一相匝間短路日勺保護(hù)；

3.單相接地保護(hù)：對發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地短路H勺保護(hù)；

4.發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)：針對轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流急劇下降或消失設(shè)置的保

護(hù)；

5.過電流保護(hù)：反應(yīng)外部短路引起的過電流，同步作為縱差動(dòng)保護(hù)的后備保

護(hù)；

6.負(fù)序電流保護(hù)：反應(yīng)不對稱短路或三相負(fù)荷不對稱時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組中

出現(xiàn)日勺負(fù)序電流；

7.過負(fù)荷保護(hù)：發(fā)電機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，作用于信號(hào)的保護(hù)；

8.過電壓保護(hù)：反應(yīng)忽然甩負(fù)荷而出現(xiàn)日勺過電壓；

9.轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和兩點(diǎn)接地保護(hù)：勵(lì)磁回路時(shí)接地故障保護(hù)；

10.轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)；

11.逆功率保護(hù)：汽輪機(jī)主汽門誤關(guān)閉同步發(fā)電機(jī)出口斷路器未跳閘，發(fā)電機(jī)

失去原動(dòng)力，從發(fā)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從電力系統(tǒng)中吸取有功功率。危害：

汽輪機(jī)尾部葉片有也許過熱而導(dǎo)致事故。

本發(fā)電廠發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置日勺設(shè)置可根據(jù)以上原則并結(jié)合小型水電站狀況進(jìn)行，

對發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式縱差保護(hù)和定子叵間短路保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。

4.2發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式縱差保護(hù)(主保護(hù))原理及其整定計(jì)算

4.2.1比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)原理

比率制動(dòng)式縱差保護(hù)僅反應(yīng)相間短路故障。具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)的二

次接線如圖L2所示。圖中，KVI串接于三相電流互感器日勺中性線上，反應(yīng)中性線

上的電流大小，作為差動(dòng)保護(hù)TA斷線監(jiān)視用，延時(shí)發(fā)信號(hào)。

當(dāng)差動(dòng)線圈匝數(shù)用與制動(dòng)線圈匝數(shù)公s的關(guān)系為卬皿=1/21%時(shí)，

圖1.2具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)日勺二次接線

差動(dòng)電流：/d=(Aa］四公

/M=/tl)/公

制動(dòng)電流：

比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)H勺動(dòng)作方程為:

[d'K('/rs—res.mind.minyres>res.min

1d>d.min?res~res.min

式中：/nl,」已次電流；.7U二次電流;

以一一電流互感器變比。ld一一差動(dòng)電流或稱動(dòng)作電流

J一一制動(dòng)電流/心.喻一一拐點(diǎn)電流

I<Lmin一一啟動(dòng)電流K一一制動(dòng)斜率

差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性如圖1.2.1中時(shí)折線力比所示。圖中，縱坐標(biāo)為差動(dòng)電流

h，橫坐標(biāo)為制動(dòng)電流乙S。

為了對日勺進(jìn)行整定計(jì)算，首先應(yīng)理解縱差保護(hù)日勺不平衡電流與負(fù)荷電流和

外部短路電流間日勺關(guān)系。

發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)用的10P級電流互感器，在額定一次電流和額定二次負(fù)荷條件

下的比誤差為±3%。因此，縱差保護(hù)在正常負(fù)荷狀態(tài)下歐J最大不平衡電流不不不大

于6%o但伴隨外部短路電流的增大和非周期暫態(tài)電流歐I影響，電流互感器飽和，

不平衡電流將急劇增大，實(shí)際的不平衡電流與短路電流的關(guān)系曲線如圖1.2.1中日勺

曲線OED所示。

根據(jù)比率式制動(dòng)特性曲線分析工當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，或區(qū)外較遠(yuǎn)的地方發(fā)生

短路時(shí)，差動(dòng)電流靠近為零，差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，差

動(dòng)電流明顯增大，

圖L4比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性

人和相位靠近相似，減小了制動(dòng)量，從而可敏捷動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生發(fā)電機(jī)內(nèi)部

輕微故障時(shí)，雖然有負(fù)荷電流制動(dòng)，但制動(dòng)電流比較小，保護(hù)一般也能可靠動(dòng)作。

比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算

1、啟動(dòng)電流日勺整定：

'd.min—長如“(/“|+，er2)

式中K”,一一可靠系數(shù)，取1.5~2

g一一保護(hù)兩側(cè)的TA變比誤差產(chǎn)生的差流，取0.06&(&為發(fā)電機(jī)額定電

流)；

/“2一一保擰兩側(cè)的二次電流誤差(包括二次回路引線差異以及縱差動(dòng)保護(hù)輸

入通道變換系數(shù)調(diào)整不一致)產(chǎn)生日勺差流，取0.1/到。

因此：小訪二。24?0.32)&,一般取0.3&。

因此：〃而n=0?3&=0.3*4.23=1.269(A)

2、拐點(diǎn)電流/…*歐)整定：

&.mi"35~1.0)&=(2.115?4.3)A

3、比率制動(dòng)特性/、J制動(dòng)系數(shù)長印和制動(dòng)斜率K『、J整定。

發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)特性日勺制動(dòng)斜率K,決定于夾角a?？梢钥闯觯?dāng)

拐點(diǎn)電流確定后，夾角a決定于C點(diǎn)。而特性曲線上HJC點(diǎn)又可近似由發(fā)電機(jī)外部

故障時(shí)最大短路電流/一『與差動(dòng)回路中的最大不平衡電流/.m”確定。由此制動(dòng)

系數(shù)可以體現(xiàn)為：

k_/〃必max

1A:.max

而制動(dòng)線斜率K則可體現(xiàn)為:

K-,“nb.max'd.min

4.max-，心.min

差動(dòng)回路中日勺最大不平衡電流，除與縱差動(dòng)保護(hù)用兩側(cè)TA日勺10%誤差、二次

回路參數(shù)差異及差動(dòng)保護(hù)測量誤差有關(guān)外，也與縱差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)TA暫態(tài)特性有關(guān)。

因此故障時(shí)，為躲開最大不平衡電流，C點(diǎn)電流應(yīng)取為：

=^（0.1+0.14-K/M「lax

式中K向一一可靠系數(shù)，取1.3~1.5；

K,——暫態(tài)特性系數(shù)，相似時(shí)取0,不同樣步取0.05?0.1；

Jmax——最大動(dòng)作電流。

于是可得。（0.26~0.45）ZA,,nax。令心"二鼠小，可得K心=（0.26~0.45）0

因此，對于發(fā)電機(jī)完全縱差動(dòng)保護(hù)，K心可取0.3；而對不完全縱差動(dòng)保護(hù)，K心

可取0.3%.4o而對制動(dòng)斜率4可以根據(jù)公式K=，wx-〃min求得。

4max-^.min

4.3發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)（橫差保護(hù)）原理及整定計(jì)算

發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)原理，重要有發(fā)電機(jī)縱向零序過電壓及故障分量負(fù)序

方向型匝間保護(hù)，不僅作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相

間短路及定子繞組開焊的保護(hù)；故障分量負(fù)序方向（AP2）保護(hù)應(yīng)裝在發(fā)電機(jī)端，不

僅可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路的主保護(hù)，還可作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路及定子繞組

開焊口勺保護(hù)；高敏捷零序電流型橫差保護(hù)，作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間、相間短路及定子

繞組開焊口勺主保護(hù)。

發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)，是發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及I司相不同樣

分支之間日勺匝間短路）、線棒開焊的主保護(hù)，也能保護(hù)定子繞組相間短路。

單元件橫差保護(hù)，合用于每相定子繞組為多分支，且有兩個(gè)或兩個(gè)以上中性點(diǎn)

引出的發(fā)電機(jī)。

發(fā)電機(jī)單元件橫差保護(hù)的輸入電流，為發(fā)電機(jī)兩個(gè)中性點(diǎn)連線上H勺TA二次電

流。以定子繞組每相兩分支的發(fā)電機(jī)為例，其交流輸入回路示意圖如下所示:

理想發(fā)電機(jī)正常時(shí)中性點(diǎn)連線上不會(huì)有電流產(chǎn)生，實(shí)際上發(fā)電機(jī)不同樣中性點(diǎn)

之間從在不平衡電流，原因如下：

(1)定子同向而不同樣分支口勺繞組參數(shù)不完全相似，致使兩端的電動(dòng)勢及支

路電流有差異。

(2)發(fā)電機(jī)定子氣息磁場不完全均勻，在不同樣定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

勢不同樣。

(3)轉(zhuǎn)自偏心，在不同樣日勺定子繞組中產(chǎn)生不同樣電動(dòng)勢。

(4)存在三次諧波。

因此單原件縱差保護(hù)動(dòng)作電流必須克服這些不平衡，整定式為：

”(0.25-0.31%

/“加額定工況下，同相不同樣分支繞組由于繞組之間參數(shù)H勺差異產(chǎn)生H勺不平

衡電流，由于是三相之和，一般可取5%/

/“汕2磁場氣隙不平衡產(chǎn)生日勺不平衡電流，一般可取10%做

1”冊轉(zhuǎn)自偏心產(chǎn)生日勺不平衡電流，一般取10%/小

K"可靠系數(shù)，取1.2—1.5

把各系數(shù)代入得&=(0.25-0.31)/婢=(1.0575-1.3113)A

4.4勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)

當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)，部分勵(lì)磁線圈將被短路，由此由于氣

隙磁勢的對稱性遭到破壞，也許使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，因此在發(fā)電機(jī)上需要裝設(shè)勵(lì)

磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)，該裝置只設(shè)一套,并僅在勵(lì)磁回路中出現(xiàn)穩(wěn)定性的一點(diǎn)接地

時(shí)才投入工作。

4.5過負(fù)荷保護(hù)整定

過負(fù)荷保護(hù)是動(dòng)作于信號(hào)H勺保護(hù)，考慮到過負(fù)荷對稱性，該保護(hù)只有一相中裝

設(shè)，并與過電流保護(hù)共用一組互感器，保護(hù)由電流繼電器及時(shí)間繼電器構(gòu)成。

電流繼電器動(dòng)作值按照下式計(jì)算: