電網(wǎng)繼電保護(hù)中的發(fā)電機(jī)保護(hù)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u17545電網(wǎng)繼電保護(hù)中的發(fā)電機(jī)保護(hù)計(jì)算案例 1193791.1發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式 1148231.2發(fā)電機(jī)的短路計(jì)算 299591.3發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù) 3125431.1.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的構(gòu)成 3306211.1.2采用差動(dòng)繼電器構(gòu)成縱差保護(hù) 3113911.4低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 334181.5發(fā)電機(jī)保護(hù)接線圖 4243761.6中低壓保護(hù)的優(yōu)化配置 4295661.6.1當(dāng)前配置方式與存在問(wèn)題 490841.6.2保護(hù)的優(yōu)化配置研究 41.1發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式（1）縱差保護(hù)：發(fā)電機(jī)定子繞組及其導(dǎo)線在1MW以上的相間短路。（2）單相接地保護(hù)：發(fā)電機(jī)定子繞組直接接地。當(dāng)單相接地保護(hù)沒(méi)有時(shí)，接地故障信號(hào)應(yīng)由絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出。（3）橫向差動(dòng)保護(hù)：用于無(wú)功發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路，當(dāng)定子繞組為星形布線時(shí)，各相具有并聯(lián)支路，中性側(cè)具有支路。（4）過(guò)電流保護(hù)：用于消除發(fā)電機(jī)外部短路引起的過(guò)電流，在發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障后進(jìn)行保護(hù)。（5）負(fù)序過(guò)流保護(hù)：對(duì)于由不對(duì)稱(chēng)負(fù)載引起的負(fù)序電流，應(yīng)該安裝在50MW及以上發(fā)電機(jī)上。（6）過(guò)載保護(hù)：對(duì)于對(duì)稱(chēng)過(guò)載引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)流，應(yīng)設(shè)置與單相電流連接的過(guò)載保護(hù)。（7）過(guò)電壓保護(hù)：水輪發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電壓保護(hù)。（8）勵(lì)磁回路接地保護(hù)：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一端發(fā)生接地故障，1MW以下的小發(fā)電機(jī)可設(shè)置定時(shí)校驗(yàn)裝置，1MW以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)置勵(lì)磁回路專(zhuān)用單點(diǎn)接地保護(hù)。（9）失磁保護(hù)：發(fā)電機(jī)失磁故障，發(fā)電機(jī)不允許失磁時(shí)，自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，發(fā)電機(jī)斷路器應(yīng)聯(lián)鎖；對(duì)于半導(dǎo)體和超過(guò)100M的發(fā)電機(jī)電機(jī)W型發(fā)電機(jī)、直接反應(yīng)發(fā)電機(jī)失磁發(fā)電機(jī)，采用數(shù)字變頻方式。特殊失磁保護(hù)。（10）轉(zhuǎn)子過(guò)載保護(hù)：針對(duì)轉(zhuǎn)子回路的過(guò)載，對(duì)100MW電機(jī)的發(fā)電機(jī)和半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。（11）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：300MW以上發(fā)電機(jī)應(yīng)安裝。（12）其他保護(hù)：例如，當(dāng)電力系統(tǒng)振蕩影響機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)，建議在300MW機(jī)組上安裝失步保護(hù)；當(dāng)汽輪機(jī)的低頻運(yùn)行會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)和葉片損壞，并對(duì)汽輪機(jī)造成重大損壞時(shí)，可裝設(shè)低頻保護(hù)。當(dāng)水冷發(fā)電機(jī)被切斷時(shí)，可以安裝防水保護(hù)裝置。為了快速排除發(fā)電機(jī)故障，除發(fā)電機(jī)斷路器的保護(hù)動(dòng)作和跳閘外，還必須操作自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路，使定子回路不再產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，繼續(xù)供電。ly短路電流[7]。1.2發(fā)電機(jī)的短路計(jì)算當(dāng)發(fā)電機(jī)端短路時(shí)，次暫態(tài)電流的一般計(jì)算式為（1.1）但是也可以近似計(jì)算為：（1.2）給定額定電壓,次暫態(tài)短路電流得出,沖擊電流的計(jì)算式為：（1.3）當(dāng)巨型發(fā)電機(jī)直接供電的母線上短路時(shí)，一般應(yīng)取沖擊系數(shù)為1.9則一般計(jì)代入得，穩(wěn)態(tài)短路電流其一般計(jì)算式為：（1.4）為穩(wěn)態(tài)直軸（同步）電抗；1.3發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)最嚴(yán)重的故障的發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生相間短路。所以有必要安裝速動(dòng)保護(hù)裝置。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)每相有出線時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組間短路可裝設(shè)縱向差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。1.1.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的構(gòu)成發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的工作原理是基于比較被保護(hù)元件開(kāi)始和結(jié)束處的電流相位和幅度的原理。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)，兩臺(tái)電流互感器之間的保護(hù)區(qū)為縱差保護(hù)區(qū)。電流互感器二次側(cè)按循環(huán)電流法連接。兩個(gè)端子之間并聯(lián)一個(gè)電流繼電器。流過(guò)繼電器線圈的電流是二次電流I2和I2'的差，所以稱(chēng)為差分電路，是因?yàn)樗从沉穗娏骰ジ衅鲀蓚?cè)（同相）的二次電流之差，所以稱(chēng)為差分繼電器（CJ）。1.1.2采用差動(dòng)繼電器構(gòu)成縱差保護(hù)采用差動(dòng)繼電器構(gòu)成的縱差保護(hù)單相原理接線如圖。由于它能較好地躲過(guò)暫態(tài)不平衡電流的影響，因此，被廣泛地用在發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)中。在實(shí)際應(yīng)用中可把差動(dòng)線圈和平衡線圈串聯(lián)起來(lái)作為一個(gè)線圈使用，以增加匝數(shù)的調(diào)整范圍。圖1.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)單相原理接線圖1.4低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)發(fā)電機(jī)的過(guò)流保護(hù)，用來(lái)作發(fā)電機(jī)外部短路故障的后被保護(hù)，并作為定子繞組相間短路主保護(hù)（差動(dòng)保護(hù)）的后備保護(hù)。從圖中可知，該保護(hù)時(shí)受低電壓繼電器控制的中間繼電器BZJ來(lái)實(shí)現(xiàn)閉鎖的。該保護(hù)的接線有下述特點(diǎn)：第一，當(dāng)外部短路時(shí)，可以采用電流繼電器的接點(diǎn)去閉鎖接地保護(hù)；第二，當(dāng)電壓互感器二次回路斷線二低電壓繼電器單獨(dú)動(dòng)作時(shí)，整套保護(hù)不誤動(dòng)，并可通過(guò)BZJ發(fā)生斷線信號(hào)；第三，該斷線信號(hào)時(shí)通過(guò)發(fā)電機(jī)斷路器的輔助接點(diǎn)接至延時(shí)信號(hào)，以便在發(fā)電機(jī)斷開(kāi)時(shí)把信號(hào)推出。保護(hù)裝置運(yùn)行后，主斷路器和發(fā)電機(jī)的自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)由出口中間繼電器BCJ跳出。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線具有分段斷路器時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有兩個(gè)時(shí)限。如圖所示，主變壓器斷路器和分段斷路器應(yīng)在較小的時(shí)限內(nèi)斷開(kāi)。如果故障沒(méi)有消除，則主斷路器和電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)去勵(lì)磁開(kāi)關(guān)應(yīng)在較大的時(shí)間限制下開(kāi)發(fā)。斷路器將母線與故障部分分開(kāi)，然后保護(hù)裝置返回，以確保本節(jié)中的母線能夠使用。這取決于電源。1.5發(fā)電機(jī)保護(hù)接線圖為了便于分析事故，在每套保護(hù)裝置接至出口中間繼電器BCJ的回路中，都串接有信號(hào)繼電器，當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作后，相應(yīng)的信號(hào)繼電器一方面指出該保護(hù)已動(dòng)作，另一方面發(fā)出“掉牌未復(fù)歸”信號(hào)。出口中間繼電器BCJ動(dòng)作后接點(diǎn)閉合，作用于發(fā)電機(jī)斷路器和滅磁開(kāi)關(guān)跳閘，并關(guān)閉汽輪機(jī)的主汽門(mén)。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)，也可惜出口中間繼電器BCJ將發(fā)電機(jī)切除。在出口中間繼電器線圈上并聯(lián)附加電阻的作用是當(dāng)幾套保護(hù)同時(shí)動(dòng)作時(shí)，保證它們的信號(hào)繼電器都能可靠動(dòng)作。每套保護(hù)的出口處都裝有聯(lián)接片（1LP——4LP），在過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作于母聯(lián)斷路器和分段斷路器的跳閘回路中，也裝有聯(lián)接片（5LP——7LP），以便在運(yùn)行中有可能將上述回路解除工作。為了便于維護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)作實(shí)驗(yàn)，在差動(dòng)保護(hù)回路中裝有實(shí)驗(yàn)盒SH。1.6中低壓保護(hù)的優(yōu)化配置1.6.1當(dāng)前配置方式與存在問(wèn)題（1）設(shè)備總數(shù)比較多，過(guò)程層合并單元、智能終端比較多，尤其是在和雙套配冒：的保護(hù)配合時(shí)，過(guò)程層設(shè)備會(huì)更多。（2）設(shè)備接口較多，設(shè)備數(shù)量的增多帶來(lái)接口數(shù)量較多，同一間隔的GOOSE接口分再不同的設(shè)備上，接口數(shù)量很難減少。（3）電子式互感器在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，受環(huán)境等因素的影響，穩(wěn)定性、可靠性還有待進(jìn)一步的提升。（4）對(duì)于就地安裝的設(shè)備，二次電纜較短，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性?xún)煞矫妫瑳](méi)有必要增加合并單元和智能終端。（5）雙重化保護(hù)的智能終端有的是單套配置，與傳統(tǒng)的操作回路相比，可靠性會(huì)有所降低。1.6.2保護(hù)的優(yōu)化配置研究（1）設(shè)備優(yōu)化，采用合并車(chē)元與智能終端合一的裝置，減少設(shè)備的數(shù)量