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第5章 元件保护 5.1 变压器保护 5.1.6 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护 变压器相间短路的后备保护既是变压器主保护的后备又是相邻母线或线路的后备保护。保护形式可采用过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流保护和低阻抗保护等。 变压器耐受过负荷能力较差,应装过负荷保护动作于告警信号。 过电流保护 保护原理与线路电流Ⅲ段保护相同 低电压起动过电流保护 保护原理 5.3 母线保护简介 发电机正常运行时的三次谐波电压 和 发电机电势中有固有的三次谐波电势E3 - + L N T - + - + L N T 正常运行时 补偿系数 内部单相接地时 正常运行时 可以将 作为定子绕组单相接地故障 的判据,这样保护区为0α0.5 ∵0α0.5时有(1- α) α即 N T 反应三次谐波电压 反应基波零序电压 基波零序电压保护 三次谐波电压保护 或 为了提高反应三次谐波电势定子绕组单相接地保护的灵敏度,可以采用以下带制动特性判据: 中小型机组 大型机组 P1 使 PUN0≈UT0 1.3 5.2.5 发电机相间短路后备保护与负序电流保护 ——外部相间故障远后备及发电机主保护近后备 ~ 近后备 线路主保护 采用主保护双重化方案,则可简化近后备保护 远后备 相间短路后备保护可采用: 过电流保护、 低电压起动的过电流保护 复合电压起动的过电流保护 负序电流保护和低阻抗保护等 IA IB IC UCA ≥1 ≥1 0/t内 t1/0 U2 t2/0 (当有记忆时) 发电机复合电压过电流保护出口逻辑框图 发信或跳闸 如出口全停 ZAB ≥1 ZBC ZCA I TA断线 闭锁 t1/0 t2/0 跳闸或 发信 低阻抗保护动作逻辑框图 2 同步发电机的负序电流保护和过负荷保护 定子绕组负序电流 转子绕组倍频电流 附加涡流损耗,转子表层发热、机械振动 发电机承受I2能力:长期 (6~8)%IN.G或 12%IN.G 短时 标幺值 允许过热时间常数 跟发电机类型与冷却方式有关 ——相间短路后备保护兼 转子表层过负荷保护 负序电流保护(两部分): 定时限过负荷; 反时限过流 反时限过流保护特性曲线(三个部分): 上限定时限; 反时限; 下限定时限 a-b发热越限 I段动作值 b-c未充分 利用散热 Ⅱ段动作值 d-e未提供保护 如采用定时限负序电流保护 I段 Ⅱ段 ※发热曲线不能与定时限电流曲线很好配合; 且对热积累的过程不能反应。 措施:采用反时限负序电流保护。 负序反时限过流保护 修正系数 热容量曲线 反时限负序电流曲线 1 2 曲线2保守,一般不选用 曲线1利用发电机散热, 一般采用此特性 发电机负序保护逻辑 IIup IIdow tup t1 t5 ≥1 跳闸或发信 发信 IIact 高定值 低定值 过负荷定值 反时限 完全差动保护接线 无故障时 相间故障时 假设每相有n个分支 无故障时 相间故障或匝间短路时 不完全差动保护接线 要点:基本原理同线路差动保护和变压器差动保护 接线简单、不平衡电流较小 中性点附近有死区 关键问题是如何降低动作电流、提高灵敏度、减小死区 完全差动保护动作值整定 (1)保护起动电流整定 1)躲过外部故障产生的最大不平衡电流 TA10%误差 可靠系数1.3 非周期分量系数1~1.3;如采取了措施去掉非周期分量影响时取1。 同型系数0.5 外部短路时的最大短路电流 若汽轮发电机 发电机额定电流 则 发电机正常运行时若TA二次回路断线会误动。 2)防止TA二次回路断线导致误动 a.设TA二次回路断线监视装置 b. 若水轮发电机 则 (2)发电机差动保护灵敏度校验 发电机内部故障时流过保护装置的最小短路电流。实际上应考虑下面两种情况: ①发电机与系统并列运行以前,在其出线端发生两相短路,此时,差动回路串只有由发电机供给的短路电流。 ②发电机采用自同期并列时(此时发电机先不加励磁,因此,发电机的电势E≈0),在系统最小运行方下,发电机出线端发生两相短路,此时,差动回路中只有由系统供给的短路电流。 为提高灵敏度,一般采用具有制动特性的差动继电器。 发电机比率制动式差动保护 原理同变压器差动保护,不平衡电流较小。 动作方程 速断动作区 动作区 制动区 不完全差动接线时 K为分支系数 动作特性 保护动作逻辑框图 两种出口方式:单相出口方式及循环闭锁出口方式 特点:需设置专门的TA断线闭锁,当差电流较大时解除TA断线闭锁,适于不完全纵差接线。 单相出口方式 特点:三取二,适于完全纵差接线。 循环闭锁出口方式 内外部不同相同时接地故障 比率制动式发电机纵差保护定值整定 1.比率
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