/發電廠繼電保護整定計算北京中恒博瑞數字電力有限公司二零一零年五月目錄ＴOC\o"1—3"\ｈ\z\ｕＨYPＥRLINK\ｌ”_Toc2703４5833＂繼電保護基本概念 PAGＥRＥF＿Toc270345833\h４HYPERLINK＼l”＿Toｃ２７03４583４"一、電力系統故障 ＰＡGEREF＿Ｔoc2703４583４\ｈ4HＹＰERLINK\l”_Tｏｃ２7０３４5835＂二、繼電保護概念?PAGERＥF_Toc2703４5８35＼ｈ4ＨYPERLINＫ\ｌ＂_Tｏc27０３45836"三、對繼電保護提出的四個基本要求（四性）及其相互關系?PAＧERＥF_Toｃ270345836\h４ＨYPERLINＫ＼ｌ”＿Toc2７０34５８37＂標幺值計算?PAＧEＲEF_Ｔoc２７0３45837\ｈ7HＹPEＲＬＩNK\ｌ＂_Toｃ270345838＂一、定義?PAGＥＲEＦ_Toc２70345８38\h7HＹPＥRＬＩNK\l”_Toc270３４5839＂二、基準值選取?ＰAＧＥREF_Tｏc２70３45839\h７HYＰERLINK元件各序等值計算?PAＧEREＦ＿Ｔoｃ２7０345841\h9ＨYPＥRＬINK\l”_Tｏc２70３4584２＂一、設備類型：?ＰＡGEREF_Toc27034５８42\h9HYPEＲＬＩNK\l”＿Toc２７034５８４3"二、等值原因 PAGERＥＦ＿Toｃ２７0３45843\ｈ9ＨYＰEＲLIＮK＼ｌ”_Ｔｏc27０34584４”三、主要元件等值 ＰAＧＥREF_Toc27０34５8４4\h９HＹPERLINＫ不對稱故障計算?PAGERＥＦ_Toc２7０３458５1\h16HＹPEＲLIＮK三、保護安裝處電氣量計算 PAGＥREF_Toｃ270345８5４\h1９HＹPEＲＬＩNK＼l”_Ｔoｃ2703４５8５5"四、舉例?PAGEＲＥF_Tｏc270345８５５\ｈ2２ＨＹPＥRLINK\l＂_Ｔoc27０345856"階段式電流保護?５6\h2５HYPERＬINＫ＼l”_Ｔoc2703４5857"一、I段（電流速斷保護）?PＡGＥREF_Ｔoc27０３４５８57\h25HYＰERLＩNK\l”_Toc270３４５858＂二、ＩI端（延時速斷） PAGEＲEF_Tｏc2703４５858\h25HYＰＥRLIＮK\l＂_Ｔoc27０３45８５9＂三、III端（延時過流） ＰＡGEREF＿Toｃ2703458５9\ｈ2６HYＰERLIＮK階段式距離保護?ＰAGEREＦ_Ｔｏｃ27０3４5８60\h30HYPERLIＮＫ\l”＿Tｏc2７0345861”一、基礎知識 PＡGＥREF＿Tｏc２7０345８61＼h3０HＹPERLＩNK＼ｌ”_Toc２70345862"二、階段式相間距離保護?PAGＥRＥF_Tｏc27０３458６2＼h３1HYPERＬINＫ＼l"＿Toc270３4５８63"三、階段式接地距離 ２70345863\ｈ32HYＰERLIＮK＼ｌ”_Ｔoc2７0345864"階段式零序電流保護?ＰＡGＥREF＿Tｏｃ２70３45864＼h３4HYPEＲLINK＼ｌ"_Tｏc27034５865＂一、基礎知識 ＰAGERＥF＿Tｏc270３45865\h34HYPERLINK\l＂_Toc2703458６６”二、階段式零序電流保護整定?７０3458６６\h３4HＹPERLINK\l”_Toc270３45８67＂發電廠繼電保護整定計算概述 PAGＥREF＿Ｔoc270３45８67\h36HYPERＬINK＼l"＿Toc2７0345868"１、典型接線 ＰAGＥＲEF_Ｔoc27０34５868＼h36HＹPEＲLIＮK\l”_Toｃ270345８６９"2、發電廠接地方式?８６9\ｈ36HYPＥRLＩＮK\l”＿Toc2７０345８7０＂３、元件各序參數計算?PＡＧEREF_Toc2703４5870\h3６HYＰERLINＫ\l＂＿Ｔoc270３45８7１”４、故障計算?PAGEＲEF_Ｔoc27０345871\h37ＨYPＥRLINK\l"＿Toc２70345872”5、電廠保護配置特點 PAＧERＥF_Toc２70345872\h37HYPＥＲLIＮK＼l＂_Toc270345873"發電機差動保護（比率制動式）?PAGＥＲEF_Toc２７０3４5８７3＼h39HＹPERＬIＮK\l”_Tｏc270３45874”１.原理 ＰAGERＥF_Tｏc270３45８74\ｈ39HYＰERLINK\ｌ”＿Toｃ2７０３45８75"2．不平衡電流?PAＧＥREF＿Ｔoc270345８75\ｈ39HＹPERLIＮK＼l＂_Ｔoc2703４5876”３．比率制式差動保護 ＰＡGEＲEF＿Tｏc270345876＼h3９ＨＹＰＥRLINK\ｌ"＿Toc２70３４5877”變壓器(發變組)差動保護（比率制動) ＰAGERＥF_Ｔoc2703４５877\h４2ＨYＰERLINK\l"_Toc27０34５878"1．原理?PAGＥREF＿Toc２70345878\h42HYPERLＩNＫ＼ｌ"_Toc270３４58７9”2。平衡系數問題 ＰＡＧEREF_Toc2７0345８79＼ｈ4２HYＰERLINK＼ｌ”_Toc27０345880”3.相移問題?PAGEREＦ_Toc27０345880＼ｈ４3ＨYPＥRLINＫ\ｌ”_Toc2７034５881＂４．零序電流穿越性問題 PAGEREＦ＿Tｏc27０34588１\h4４HYPＥRＬＩNＫ\l”_Tｏｃ270345882”5．變壓器的勵磁涌流及和應涌流?ＰAGERＥF_Ｔoc27０34５８８2\h44ＨＹPＥRＬINK發電機失磁保護 PAGEＲEF_Toc２703458８5\h47ＨYPＥRLINK＼l"_Tｏｃ2703４５886"1。基本知識 PAＧＥREF_Toc2７03４5８８6\ｈ47HYPERLINK\ｌ”_Toc2703４5887”2。失磁后果 PAGERＥＦ_Toc27０３458８7＼h48HＹPＥRＬINK\l＂＿Toｃ27034５８88"3。失磁過程 PAＧEREF＿Toc270345888\h4８HYPERＬＩＮＫ\ｌ"_Tｏc2７０３４58８9＂4.保護 ＰＡGEREＦ_Toc2７０34５88９\h５０ＨYPEＲLIＮK\l＂_Ｔｏｃ2７03４5890"發電機失步保護?ＰＡGＥREＦ_Toc27034589０\h51HYPERLＩNＫ\l＂_Ｔｏｃ2703４5891＂1、發電機失步原因?ＰＡGEＲEＦ_Tｏc2７０34589１\h51ＨYPEＲLINK\l”_Toc27０34５８92"２、振蕩時電氣量的變化 PAGEＲEF＿Ｔｏc270３45892\ｈ51HＹPERLIＮＫ\l＂_Tｏc27０３45893"3、失步保護原理及整定?ＰAGＥREF_Toc２703458９３\h52HYPＥRLＩNK\l”＿Toc２703458９４＂發電機定子接地保護?ＰAGEREF_Toc2703458９4\h54HYＰERLIＮK\l”_Toc27034５8９5＂1.故障分析?ＰAGＥREF_Toc2703458９5\ｈ54HYPＥRLIＮK\l”_Toc270３4589６"２。基波零序電壓保護 PAGEＲEF_Toc270３4５896\h54ＨYPEＲLＩNＫ\l”_Ｔoc２70345897＂3.三次諧波電壓保護 PＡＧEＲEＦ_Toc2７0345８9７\h５4HYPERLINＫ\l"_Toc270345898"廠用電保護?PAGEREＦ_Toc2703458９8\h５6HYPERLINＫ\ｌ”_Toc2703４５8９９"一、低壓廠用電保護(４0０Ｖ接地,電網的最末端） PAGEＲＥF_Tｏc270345899＼h5６HYPERLINＫ\l”_Toｃ2703４5９0０＂二、低壓廠變保護(６kＶ/400V） PＡGEREＦ_Tｏc27０３45900＼h5８HYＰＥRLIＮＫ＼l”_Tｏc2703４590１"三、高壓電動機 PAGEREF_Toｃ27034５９01\h61HＹＰERLINK＼l"_Ｔｏc27034５90２”四、高廠變（啟備變）保護 ＰAGEＲEＦ＿Tｏc2７034５902\h63HＹＰERＬINK\ｌ”_Toc270３45903”五、勵磁變電流保護 PAGＥREF_Toc2７0345９03＼ｈ6６HYPEＲLINK\l”_Tｏc27034５９0４"六、勵磁機保護（主勵磁機） ＰAGEREF_Ｔoc2７0345904\h6７HYPEＲLINK＼l”_Toc２703459０5＂七、高壓饋線保護 PＡGEＲＥF_Ｔoc2７0345９05＼ｈ68繼電保護基本概念一、電力系統故障1.類型:單相斷相：縱向;后果并不嚴重,單重還利用了非全相狀態.兩相短路：橫向，電壓下降、電流急劇增加.K(1)Ｋ（1.1）接地故障?K（2）K（3）相間故障幾率：K（1）、Ｋ（2)、K（1。1)、K（3)3.后果：影響正常供電。損壞故障設備、非故障設備。系統穩定破壞，系統瓦解、崩潰.二、繼電保護概念定義：能反映電力系統故障，并作用于斷路器或發出生信號的一種自動裝置。在每一個需要保護的設備上配置.三、對繼電保護提出的四個基本要求(四性）及其相互關系1．選擇性：有選擇地切除故障。1)只切除故障設備。2）盡可能縮小停電范圍.思考:如何保證?通過保護原理、整定計算。反映單側電氣量通過整定計算保證選擇性反映兩側電氣量通過原理速動性:盡可能快。因為故障持續時間越長,后果越嚴重.與選擇性間的矛盾:為什么很多保護(反映單側電氣量保護）人為加延時。解決：如果系統、保護對象能承受，優先保證選擇性。否則犧牲選擇性，保證速動性。2)與可靠性間的矛盾,速度越快,可靠性越差，因為延時意味著保護動作判據連續判別成立，有一次不成立,判據返回、延時清零,不易誤動和拒動;而速斷保護判據成立一次就出口，易誤動.解決:如果系統、保護對象能承受，速動保護可適當加延時。靈敏性：對保護范圍內各種故障的反應能力。一個保護,總是期望其保護范圍是穩定的,對于各種方式下各種故障類型均靈敏反映，但實際上做不到,或者說其保護范圍是變化的，所以為保證最不利情況下滿足規定的最小保護范圍要求，靈敏性要求保護范圍盡可能大。與選擇性構成了一對尖銳矛盾。通過整定計算協調。可靠性：不誤動、不拒動由保護的配置、原理、質量決定。誤動、拒動，從后果危害程度看，拒動危害大提高可靠性問題轉化為解決拒動問題解決辦法是保護雙重化（即每個保護對象，提供兩個獨立保護）。對于中低壓系統,如110kＶ系統或廠用電系統，輻射型結構，一般是采用反應單側電氣量保護,當地、遠方構成雙重化.這種雙重化的特點是：動作慢(缺點）可以解決保護拒動或者斷路器拒動。（優點）2)對于高壓系統（220ｋＶ，同步運行系統，存在穩定性問題)或者需快速切除故障的系統，采用全線速動保護,采用反應兩側電氣量保護，當地配置兩套獨立保護。這種雙重化的特點是:動作快(優點）無法解決DL拒動,要加失靈保護。（缺點)注意：雙重化解決拒動，放大了誤動。結論:了解四性本來的含義。四性之間不是孤立的、靜止的，相互之間是關聯的、矛盾的。在實際工作中應根據具體情況,具體處理。軟件的定位理解,軟件是一個工具，可以幫助提高計算的效率和準確性，但軟件代替不了人,在處理上述問題時，人是第一位的。標幺值計算一、定義有名值計算缺點：a)不同電壓等級反復折算? b)不易形成相對的概念一般電力系統的各種計算，包括潮流計算、短路計算、整定計算，都采用標幺值計算。標幺值定義＝基準下的有名值／基準值。二、基準值選取三相電力系統中,計算涉及的電氣量有:S：視在功率S＝UＩU：線電壓Ｉ:相電流U=IＺZ：相阻抗計算標幺值時，上述各電氣量均需確定基準值：、、、=＝所以基準值只取定其中兩個,另外的可以算出來，一般的取法是：=１00MVA或1０００ＭVA;,然后計算出、=;==另，上述兩式相除,得到：U＊＝I＊Ｚ* S＊=Ｕ*I*可以看出采用標幺值計算：１）計算關系保持不變。2)三相單相.三、標幺值計算計算標幺值需注意,電力系統是多電壓等級,其中功率守恒,S不存在折算,而U、I、Ｚ,存在折算。按定義計算:＝1０0ＭVA 如：取定? 、（2２0ｋＶ)=220ｋV對于35kV系統的阻抗，其標幺值計算,首先將其有名值折算到２2０ｋV，再除以基準值,如下式:? Z＊其計算過程是對分子折算。２)先算各電壓等級基準值，再算標幺值=1000MVA取定=２20kV Ｚ*其過程是對分母折算，現場常用方法。３)工程算法(近似）實際的系統中，由于電力傳送過程中，在線路上的壓降使得受端電壓變低.而運行要求受端母線電壓達到額定,為此，送端往往變壓器額定電壓按1.1Ue設計。這樣就使得同一個電壓等級下，出現不同的額定電壓，基準應如何取?工程上，取平均：=＝1.05Ue=Uav即在同一電壓等級中，忽略Ｕe的差別，統一成Uav。基準：＝100ｏr10０0MVA? ?? 500525 22023１=Ｕav11０1１5，3７1010。5如：2２０kV等級設備其Ue=２42kV，阻抗值為Z,??則:Ｚ*而不必考慮Uｅ和不同的折算。這就是實際工作中通行的標幺值計算方法，也是規程規定的算法，也是整定計算軟件采用的算法。元件各序等值計算一、設備類型：發電機、變壓器、線路、電抗器、電容器、母線、開關、刀閘有阻抗元件按阻抗：無阻抗元件兩端按端點:三端四端二、等值原因 不對稱故障計算對稱分量法，把故障點的不對稱電氣量分解為三個對稱的分量，電力系統基本可看成是一個線性系統，這樣故障后的狀態就可分解為單獨在各序分量作用下的序網。先在序網中進行求解,再合成。ＡAＡAＢC++CBCBＢＣ ? 1???2???0 所以必須首先研究在正序、負序、零序分量作用下，每個元件呈現什么阻抗特性，等值阻抗支路。序阻抗的概念：序阻抗是針對三相而言的。正序阻抗=正序電壓/正序電流負序阻抗=負序電壓/負序電流零序阻抗=零序電壓/零序電流三、主要元件等值1．輸電線路及電纜單導線-地回路,相-地回路。整個回路阻抗:＝Ｒ+0．0５＋j０.14４5(Ω/ｋm），叫做自阻抗。其中，R-直流電阻，—計算半徑，＝66０ab兩導線一地兩導線的自阻抗同上,同時交流系統兩導線間存在互阻抗,計算方法為：=0。05+j0。1445其中,＝,兩導線間均距.１）正序參數??所謂線路的正序阻抗，就是施加三相正序電流，產生三相正序電壓,用一相電壓除以一相電流得到的阻抗，就是正序阻抗，顯然三相的正序阻抗是相同的.可用試驗方法計算,末端短路，首端正序加壓. ? ? ??? 其中,,三相間的幾何均距.２)負序:顯然其分析過程與結論，與正序完全一樣，。3）零序：所謂線路的零序阻抗,就是施加三相零序電流,產生三相零序電壓，用一相電壓除以一相電流得到的阻抗,就是零序阻抗，顯然三相的零序阻抗是相同的.可用試驗方法計算,末端短路,首端零序加壓。? ?４）實際應用：???a）、、均已知0。412５Ω／km?? b)未知,可用軟件計算 ?得到線路全長的正序后，再計算其標幺，注：輸電線路的正零序阻抗不相等,這個特點導致輸電線路出現零序補償系數的概念。２．變壓器正序及負序:對于單相變壓器，其等值如圖:電力系統：三相變壓器，每相之間沒有互感。三相兩繞組變壓器在三相正序作用下，三相的磁通也是正序,,所以三個單相變壓器組、三相三柱式、三相四柱式、三相五柱式等形式是一樣的，等效于三個單相變壓器，在正序分量作用下,用一相電壓除以一相電流得到阻抗即是變壓器的正序阻抗，顯然三相是一樣的.?? =＋原付邊的R分量很小,一般忽略，而勵磁電抗一般是漏抗的幾百倍,所以等效為開路。Z1=XK，通過短路試驗確定Z1。付邊三相短路，原邊施加三相正序電壓，直至電流達到額定,記錄電壓。 ??再折算到統一基準標幺，???b.三繞組三相三繞組變壓器，在三相正序作用下，也等效于三個單相三繞組變壓器,在正序分量作用下，用一相電壓除以一相電流得到阻抗即是變壓器的正序阻抗，顯然三相是一樣的.???II Ｉ? III等效電路如圖,忽略勵磁支路后是一個由三個支路構成的三端元件,下一步就是如何確定三個支路的阻抗。方法仍然是通過短路試驗。轉化成統一標幺下,同上。同理負序注：I）由于變壓器阻抗數值較大,可考慮折算。 ? ?ＩI)各側容量不等時，注意折算.2)變壓器零序等值 ?同樣參照單相變壓器，但注意零序的特點：結構形式三相三柱式,不通Xec ??三相四柱式零序電流零序磁通三相五柱式Xec三個單相變 電力系統中最常見的是三相三柱式變壓器，在考慮其零序等值時,XLｃ不能簡單地處理為開路,其數值大約是8到10倍的漏抗。等值處理可按三種方法:實測一般按正序的0.8倍考慮按與正序相等（認為勵磁支路開路）總之，結構形式決定了變壓器零序等效電路的勵磁支路.接線形式:Y，△， 零序電流的特點決定了其只能通過大地構成回路。對于Y、△，顯然是不通的，等效為開路。對于Yn，則要看變壓器付邊零序電流是否能流通。對于三繞組,情況一樣。三繞組變壓器（以及四繞組Y0/Y０／Y/△)接線方式一般肯定有一個△繞組（改善電壓波形質量），同時高壓側是大電流接地系統Y０。最常見：Y0/Y0/△，通常通過實驗方法實測確定零序參數.?? ?? ?I加零序電壓，ＩI開路A=XI+XIＩII開路,ＩＩ加壓Ｂ=ＸII+ＸIIII加壓,II短路Ｃ=XＩ+ＸII｜｜XIIII短路,II加壓Ｄ＝XII+XI|｜XIＩI然后三個式子聯立，解出各側阻抗,在歸算到統一基準下的標幺.３。發電機發電機是一個有源元件、兩端元件。 負序：X2近似Ｘ2=X1零序：ＸoＸo＝0.15X1,但中性點不接地，不考慮。4。系統是一個等值概念，將一個電網向某個母線（節點）等值而出現的，在等值過程中考慮運行方式，正序和零序會出現最大和最小參數。符號,與發電機類似。Ｘ1minX1ｍａｘX0minX0ｍax系統是怎么等值來的？如：等值到M母線正序：,三機全開，雙回線運行。 ，開一機，單回線運行。負序同上零序：與變壓器接地方式有關,兩臺主變接地?? ?注:發電機端電壓往往是非標的：10、13、１７、２1，計算時，不能按向就近的電壓等級靠，而是要默認以這個額定電為一個新的電壓等級。5．電容器三相之間無互感。串補、并補、已知Ｃ。6.電抗器三相之間無互感.串、并、已知、、小結：1）各序等值實際就是確定各序等效阻抗支路及其參數。２)折算到統一標幺。不對稱故障計算單相K(１)斷相（縱向）短路K(1。１）Id(橫向）兩相K(２）K(３)一、原理（求解方法） 根據故障類型在故障點各序電氣量之間的關系→復合序網。 計算出故障點各序電氣量. 計算全網各序電氣量。以最典型的兩側電源線路系統為例,如圖，在線路D點發生不對稱故障。二、各種不對稱故障故障點電氣量計算１)K(Ａ)故障點邊界條件： A2＝A0由此可知，三個序網是串聯的。? 可得故障點各序電流及電壓：、、故障點電壓向量圖如圖.UA1ＵC2UＢ２ＵC1UB１UA0ＵA2ＵCUＢ2)Ｋ（BＣ）故障點邊界條件：IA＝0IＢ=-ＩＣ=顯然，其序網是并聯的。可得故障點的各序電流、電壓。3）Ｋ（B，C)故障點邊界條件：=0顯然,其序網是并聯的. ?可得故障點的各序電流、電壓。?三、保護安裝處電氣量計算保護安裝處（M處）電氣量→在各序網中先求出。∴→故障分量（突變量）同理:討論：1）故障后的狀態=正常狀態＋故障附加狀態2）關于正常負荷狀態的考慮從計算的角度，忽略負荷（規程上規定），按空載下進行計算。對于單側電源系統，空載是指無負荷電流,比如低壓饋供網、發電廠廠用電就是這種情況。對于雙側電源系統，空載是指兩側電源電勢同相位.3）關于C1和C2：一般而言，全系統中各元件Ｚ１＝Z2，.K（2）,保護處與故障點電流特征相同(不考慮負荷）.K（1）,保護處與故障點電流特征不同。K（１。1），保護處與故障點電流特征不同。這就是為什么用軟件計算時保護安裝處電流量會與習慣上的故障特征不同的原因。４）線路故障母線電壓計算通式：ＭD?? ? ?????? ? ?? ? ??? ?一般零序阻抗按３倍的正序阻抗考慮,零序補償系數之所以這樣，根本原因是輸電線路的正零序阻抗不同。５）單側電源系統(廠用電系統）故障計算情況更加簡單，不需分配,故障點的電流量就是保護安裝處的電流量。6）運行方式對保護安裝處流過短路電流大小的影響系統物理連接確定后,實際運行有各種各樣方式。一般大方式是指電源多,連接緊密，發生短路后，短路點的電流大;小方式是指電源少,連接不緊密，發生短路后,短路點的電流小.對于保護安裝處而言,不同的方式下同一個短路點其短路電流的大小也不同，需具體情況具體分析,如上圖保護1,正方向短路流過最大短路電流的方式顯然是三機、雙回線運行的方式，正方向短路流過最小短路電流的方式顯然是單機、單回線運行的方式；但是對于保護2,正方向短路流過最大短路電流的方式應當是三機、單回；正方向短路流過最小短路電流的方式顯然是單機、雙回線運行的方式。對于環網,與雙回線類似,要具體情況具體分析。７）短路容量在繼電保護整定時，經常會遇到短路容量的概念.短路容量是指在某點發生三相短路后，流過短路點的總功率。如圖：EE1ΣZ1ΣE1ΣZ1Σ顯然,短路容量Ｓ＝Ｕ＊Ｉ=Ｅ1Σ＊I=E１Σ＊E１Σ/Ｚ1Σ對于標幺形式，Ｓ=1/Ｚ1Σ，即短路容量與節點等值阻抗是倒數關系，所以，已知短路容量可求得等值阻抗，反之亦然。同時，短路容量經常用來校核開關的開斷能力。對于單電源輻射網，可用于校核母線上各出線的開關(因為最嚴重的情況就是出線出口處三相故障）。對于環網，則是計算開斷某個支路后的短路容量，用來校核該支路的開關。為簡化計算，軟件一般是直接在該點做K（1)故障,同時計算出該點的正序、負序、零序等值阻抗,也就知道了短路容量.短路容量概念擴展到零序,也就有了零序短路容量的概念。8)關于短路計算的進一步說明需說明的是，上述故障分析實際上是基于穩態分析為前提的,短路電流也只是針對穩態電流分量而言的.事實上，任何情況下的短路總是伴隨暫態過程的。對于無窮大系統的短路，短路電流包含穩態基波電流，還有衰減的非周期分量，最后過渡到穩態基波電流。對于同步發電機的短路,短路電流的周期分量和非周期分量都是衰減的，周期性分量一開始是次暫態電流,過渡到暫態電流,最后過渡到穩態基波電流。對于整定計算，由于繼電保護裝置反映的是工頻分量，不用考慮非周期分量的影響;如果是快速保護,可以考慮暫態周期分量，慢速保護只考慮穩態周期分量。四、舉例1)單側電源兩相故障的特點.?故障相的相電流為什么? ?證明:K（3） ??K(２)故障點：實際上,單側電源故障點保護處注:忽略，2)Y/△11，在△側K（２),Y側電流如何分布（廠用電常見這種情況）。? ? ?Y/△1１在△側發生K(BC），，用向量圖分析。正序向順時針轉30度,負序反向轉30度.結論：Y側三相均出現短路電流，一相是另兩相的2倍。3)A側變壓器中性點接地，Ｂ側變壓器中性點不接地,在線路上發生接地故障，已知故障點零序電壓為Uｄ0,問：B變壓器中性點電壓是多少？分析：這實際上一個單側電源系統的故障，對于B側,零序顯然是開路的，所以，系統的零序電壓分布如圖所示.?4）上圖中，Ｂ變壓器中性點也接地，問：高壓側三相電流的特征是什么?結論：就是零序電流，三相相等.注：中性點接地和不接地系統。階段式電流保護原理：所反映電氣量:相電流根據電流的大小判別故障，方法：實測電流與定值比較。適用范圍：低壓系統,中性點不接地系統（小電流接地系統),實際就是一種相間保護.一、Ｉ段（電流速斷保護）A1B2C3電流速斷保護無延時，電流大于定值即出口。定值如何確定？理想情況：希望I段保護線路全長,保護1的電流定值=B母線故障時流過保護電流.問題是這樣會失去選擇性，因為無法區分本線末端和相鄰線出口故障，這兩點的電氣距離幾乎就是一點，短路電流幾乎是相等的。為保證選擇性，保護范圍必須縮短，同時由于短路電流的大小還受運行方式和故障類型的影響,為保證在任何情況下,不失去選擇性，整定原則為：原則:躲過最大方式下,末端B母線K（3）， 最有利情況,大方式下K(3）不能保護全長.不利時，小方式下K（２），保護范圍更小。同理：保護2，3二、II端（延時速斷）作用:保護全長，為做到可靠保護全長，其保護范圍必然伸到下一級，為保證選擇性，要加延時。? ? （２0～30ms)（6０～８0ms）１0ms電流定值整定原則:不超出相鄰I段保護范圍,習慣上講:配合. ?大多數情況是單電源輻射形，Ｋfz＝1,如果不是這樣，則需計算分支系數，例如下圖：AAB12XAXBXL,顯然分支系數是受運行方式變化影響的。 ? 為確保能夠保護全長，靈敏度：注：若存在多個相鄰元件，應分別整定,取大者。三、III端（延時過流）I、IＩ構成了主保護當地后備近作用：后備 ??遠方后備遠原則:躲正常運行。??其中:Ｉfhmax=ＫｚqIｆhKzq：２以上??Kｈ:為什么要考慮？定值與正常負荷比較接近。繼電特征繼電特性的形成原因:a）常規型：動作:當I增大到時，上式成立，動作返回:應繼續降低Ｉ，減小到到In時，上式成立,返回。ｂ）微機型:量化誤差和噪聲。比如:１0位ＡD—>去掉符號位,９位AD—>1FFH—＞5１１.電流量程：額定５A,出口１０倍Ｉｅ。再加上周期分量，20Ｉe。?0~511每位數字量０~１00A5A５A邊界值４．９ 噪聲4．如果不考慮返回，可能出現恰好落在和Ih之間一開始，保護不動,但區外故障時，保護動作切除故障，始終無法返回，延時到跳閘。所以實際上是按返回電流躲最大負荷整定：Ih=KkIfhmax為什么Ｉ、II端不考慮返回影響？因為I、II按故障整定，定值很大，正常時距定值很遠，肯定能返回。時間定值:由于電流定值按躲負荷整定，保護范圍很遠。為保證選擇性，時間空值按階梯原則。? ? ? …… 靈敏度：??近 ?遠注:過長,可考慮電流定值按與相鄰II段或III段配合，時間定值就不必按階梯原則。應用討論：反映單側電氣量的保護原理,均是按階段式配置的，應掌握其由來和原理。在實際應用中,可靈活應用，如I、ＩI或Ｉ、ＩII或IＩ、ＩII組合。相互之間的配合一般是指電流定值與時間定值全配合，實在沒辦法時，也可只配合時間定值。時間定值與電流定值是密切相關的，縮小保護范圍是解決時間定值過長的一個辦法。反配合問題,上級定值確定,整定本級.ＣT接線的影響:CT接線一般有兩種:三相Y形，兩相Y形(Ａ、C）。對于低壓系統，一般是小電流接地系統，主要的故障形式就是相間故障，而且相間故障一般是由單相接地故障引起的。即不同兩個地點的接地故障,這也是一種相間故障形式。兩級串供形式:XL1XL2如果在XL1、XL2上各有一個接地點,構成相間故障,XL１是上一級,希望XL2保護動作。XL1:AABBCCXL2:BCACAＢ動作：122221兩相Y形有三分之一情況失去選擇性；三相Y形則不會。并列形式:對于多個同級并列的分支，不存在配合關系,兩分支上各有一個接地點,構成相間故障，希望任意一個動作即可.XL1XL２ＸL1:AABBCCＸL2:BCACＡＢ動作：11、222１、21兩相Y形有三分之二情況只切除一個分支；三相Y形則全切除。階段式距離保護一、基礎知識1原理:正常時反映的是負荷阻抗，很大。故障時反映的是短路阻抗,很小。２優點：受運行方式變化影響小.3測量阻抗實現方式.? 相間距離根據測量阻抗的實現方法? ??接地距離1）相間距離:三個阻抗元件,或的關系。 ?Ｋ(BC)故障相上的Ｚ正確動作，其它兩個不正確。? ?b）K（３）?? c）K（Ｂ，C） ? ??、K(1)，、、∴K（2）、K（3）、K(1。1）能正確反映，而Ｋ(1）不能正確反映,所以是一種相間故障保護。２）接地距離:三個阻抗元件構成或的關系。??，，K(A）,、≠Ｋ（A，Ｂ）,≠Ｋ（3）=K（２）、、≠∴正確反映Ｋ(1）、K(１.1)、K（3)；K(２）不能正確反映.所以是一種接地故障保護。二、階段式相間距離保護Ｉ段（速斷)原則:躲線末故障。＝8５％對于線路－變壓器組，0．7由于線路變壓器阻抗不均勻，可靠系數取值不同II段（延時速斷）作用：保護全長△t=０。3s原則1：不超出相鄰I段保護范圍.簡單情況：? 復雜情況： ? ? 原則2：躲線末變壓器其它側K（3)。? ??３。ＩII段：近后備作用遠后備原則1：與相鄰IＩ段或III段配合。??原則2：躲最小負荷阻抗。 與動作特性有關。全阻抗特性：方向阻抗特性：原則３:與線末相變壓器配合，一般是過流。注:相間距離經變壓器,測量阻抗發生變化。１）對Y/Y，不變.2)對Ｙ/△，Ｋ（3)不變。3)對Ｙ/△,K（2）變大,但接地距離有一個正確（可用軟件驗證)。三、階段式接地距離同相間距離Ｉ段:躲線末故障整定,一般按85％II按與相鄰I段配合整定(規程）。另序補償但實際情況較復雜助增系數使得相鄰線上的故障時的測量阻抗≠本線全長阻抗＋相鄰線。 ?現場很少用，II段退出。３）ＩＩI段，躲負荷阻抗整定。情況同ＩI段。注：１)II、III段整定，可用軟件的測量法計算，較簡單。2）對于存在零序互感的雙回線。Xｍ階段式零序電流保護一、基礎知識原理：接地系統接地故障時產生較大零序電流3I0正常不平衡電流２．零序電流的獲得過濾器：通過三相CT二次側構成。 ?? ? ????? ?:不平衡電流（）由于三相CT的勵磁電流不可能完全平衡,就會出現不平衡電流；當發生故障,勵磁支路飽和，不平衡電流將急劇增加。零序互感器：用一個互感器，直接變換一次側的零序電流，一般在電纜上應用。二、階段式零序電流保護整定１．I段(速斷） １）躲線末?=1．3 ?? a方式：Ｋ(１）,短路點最大.??計算Ｉbｈ=Ｃ０I0ｄ，安裝處分配最大。零序方式是矛盾的，最好用軟件計算。ｂ故障類型K(1)K（１．１)2)躲非全相:兩側電源線路取決于兩側電勢擺角：最嚴重δ＝１８０°考慮注:對存在零序互感的雙回線，I段需考慮末端故障與相鄰線故障時，兩者大小.II段（延時速斷）按與相鄰I段配合110kV0．3s：２２0kV與斷路器失靈配合0．8~1sIII段按與相鄰II段配合 ? ?Ⅳ段:與相鄰IＩI段配合,一般不大于30０A。發電廠繼電保護整定計算概述１、典型接線2、發電廠接地方式系統、主變高壓側,啟備變高壓側：接地系統。發電機、主變低壓側,高廠變高壓側：不接地系統。高壓廠用6kV側：包括高廠變低壓側，啟備變低壓側。不接地（〈5A)經消弧線圈接地，高廠啟備變低壓Ｙ側。經中阻接地（２0Ω）:1８2A.經高阻接地。ｄ)低壓廠用系統4０0V:接地(低廠變Ｙ側）.3、元件各序參數計算收集整理各元件銘牌參數發電機:功率、功率因數、電壓、次暫態電抗、同步電抗、負序電抗等。主變、高廠變、啟備變:各側容量、電壓、短路電壓百分比、繞組接線方式。高壓電機：功率、功率因數、電壓高壓電纜：型號、長度計算各元件統一基準下的標幺形成各序網絡圖400V系統過程類似,但稍有不同。 ?正1）400Ｖ電纜相線查表,R1Ｘ1RoXo零 40０V電纜零線零序查表３Ro3Xo??接地扁鋼：查表??注：不能忽略電阻分量.? ２）低廠變接線方式: ??△／Ｙｎ：普遍采用。X0＝X1 ?Y/Yn：要考慮零序阻抗。Xo=8X１（三相三柱式，XLc小）4、故障計算計算各母線的各種故障電流，形成表格，為整定計算作準備、校核開關折斷.4０0V故障計算舉例:???? 對40０V電纜，、、、、、? Y／ＹｎXoT=８X１Ｔ對變壓器，△/YnXoT=X1T5、電廠保護配置特點??１）廣泛采用差動保護（有條件)。 ２）廠用電保護普遍采用電流保護。? 單電源輻射型,無分支助增，整定配合容易。廠用電幾乎沒有運行方式變化，僅考慮系統側方式即可。 3）主設備發電機保護種類多,二三十種.? ?發電機差動保護（比率制動式）1.原理NNT正常、外部故障時為穿越性的,差動電流為0.反應電氣量內部短路，實際反應的是∑I=.分相構成.2．不平衡電流?實際上，由于差動電流是從TA二次側構成的，在正常及外部時=≠0正常：TA10P標稱變比誤差3，設正常工作在Ｉe= ICＤ=Ibp=ＫeｒIe實際上，保護裝置的交流通道和采樣采樣同樣造成不平衡.外部故障:（-同型系數，—非周期系數，—變比誤差系數）不平衡電流示意圖如下，橫軸為穿越性電流,縱軸為差動(不平衡）電流。對于常規差動保護整定原則：保證外部故障可靠不誤動,躲最大不平衡電流。顯然:保護不靈敏。在內部發生不嚴重的故障，可能拒動。所以，應設計一種既能保證區外故障可靠不誤動，又能保證區內故障有足夠的靈敏度。３．比率制式差動保護IIcyIgIk.maxKIqIcd動作方程:??Icd>Ｉq+K（Icｙ－Ｉg)IＣY>Iｇ其中：：啟動定值，（0。2~0。5）Iｅ?：拐點電流，（0。8~1)Ｉe 取0.4～0.7?即↑，要求↑，比率制動.?==Ｉｚd，以穿越性電流作制動，叫做制動電流。討論：區外故障，差動電流就是不平衡電流Ｉbp,動作特性保證其可靠不誤動；內部故障，Icd＝∑I=Id,就是故障點總電流，而制動電流是兩者相減再除2，變得較小.也就是說，制動電流在內部故障時，也會起制動作用，但較小，不會影響保護正確動作。靈敏度校驗：按最不利情況,未并網，端部發生K（2）?按照上述原則整定,靈敏度一定是滿足的。結論:1主保護，反映相間故障。?2不反應同相匝間、開焊故障。4．標積制動式?動作方程同上。?區別：制動量 ,=aｒg（IN，—IＴ）正常及區外故障：＝0，Izd就是穿越性電流。內部：=１８0°,Izd＝０，這樣相對于上式更靈敏。5．不完全縱差原理相同，區別僅僅是要引入平衡系數。６．發電機差動保護的出口發電機側包括高廠變的高壓側、主變的低壓側，都是小電流接地系統，發生單相接地故障，一次測的接地電流并不大,幾安培,發電機差動保護不動作。所以差動保護只是針對相間故障的保護,一旦要跳閘，必定是兩相以上的故障,兩相差動元件均動作。為提高保護動作的可靠性,有的保護裝置采用了“循環閉鎖”的出口方式,即至少有兩個差動元件動作才出口。但是當發生單相接地后，非故障相對地電壓升高，極易在非故障相上再發生絕緣擊穿接地，這就形成了兩個不同地點的接地故障，相當于是一種相間故障，短路電流很大。比如，定子繞組Ａ相發生接地后，外部又發生B相接地,此時B相差動元件電流是穿越性的，不動作，Ａ相動作，這時循環閉鎖出口方式將拒動，可采用負序電壓解除閉鎖。AABC變壓器(發變組)差動保護（比率制動）1。原理與發動機差動相同,但存在特殊性.兩繞組：三繞組四分支：?兩繞組（IH–IL）／2Ｉzd（Ｉcy) 三繞組? ? ??? 四分支：同上??對于三分支以上的情況,制動電流的本質仍然是以穿越性電流作制動。動作特性:與發電機相同。２。平衡系數問題對發電機:兩側的一次測流過同一個電流,不平衡僅是二次側造成的,幾乎不用考慮.對變壓器：由于勵磁之路，一次側本身就不是穿越性的，只是近似的穿越,而且穿越性電流是存在變比的穿越。平衡系數的整定:選最大Se(實際上不一定選最大,但必須用同一個Ｓe）1)計算一次測額定電流2）計算TA二次側額定電流TＡ按Y形接線,３）選基準側假設選高壓側則=1，Iｚｄ一樣，各側電流先乘平衡系數，再構成。注:為什么一定要用同一Ｓe? 區外故障時,兩側流過同一個短路功率。3.相移問題以Y/△11為例：? A＊*B Ｃ對三角形側，流出電流為兩繞組電流差，即：IA?＝ＩA-IBIB?=ＩＢ–IＣIC?＝IC—IA在正序電流情況下，兩側電流出現30度相移，1１點,如圖所示。１2點１1點如果是負序，則是1點.常規保護，通過ＴA補償,即變壓器Y側ＴA按△１1接線.微機保護：兩側TA均用Ｙ接線，對于變壓器Y側，作計算如下： ??? 這個計算過程相當于模擬了Y/△－11接線,然后再用計算得到的、、與另一側電流做差動電流和制動電流.正序電流相移后保證了其穿越性；對于外部不對稱故障，存在負序電流,同樣，上述移相也保證了穿越性。4．零序電流穿越性問題1)對Y0/Y0，本來就不存在相移，各序均是穿越性的，不誤動。2）對Ｙ0／Y，Y/△,Ｙ/Y,接地故障，無穿越性零序電流，不誤動.3)對Y０/△? 正、負序穿越的,但零序是不穿越的，Y側有零序,?側無零序，會不會誤動？??通過上式也濾除了Y側零序,這也就是為什么相移時要采用上式.小結：1）差動速斷配合使用。? ２）多拐點，多斜率比率制動特性，原理相同. ? 3）可作為相間接地、匝間、開焊故障的保護。5.變壓器的勵磁涌流及和應涌流變壓器正常運行時,磁通是穩態的，數值并不大，勵磁支路不飽和，阻抗較大,勵磁電流很小。當變壓器空載合閘或外部故障切除電源恢復時，磁通不能突變,會產生暫態一個暫態磁通，再加上剩磁，再加上穩態磁通,經過一個較短時間后會達到峰值，導致鐵心飽和，勵磁阻抗急劇下降,勵磁電流急劇增加。以單相變壓器為例.uuΦ電源側：u=Umsｉn（ωt+α），忽略電阻和漏抗.ｅ=Uｍｓin(ωt+α)可得出：Φ＝—Φmcｏs（ωt+α）+Φｍｃosα+Φsy即空載合閘時,ｔ=０,Φ＝Φsy，隨著時間推移，磁通加大,使得鐵芯飽和。最嚴重的情況是α＝0時,且剩磁為正，如圖。uuΦΦsy穩態磁通Φm如果是帶負載合閘，由于付邊電流的去磁作用,鐵芯不會飽和,因而不會產生很大的勵磁涌流。對于三相變壓器，與單相變壓器類似,而且無論合閘角是多少，總是有一相的涌流較大，且三相嚴重不平衡.一般特點是：α＝30時，涌流相對大些.涌流波形出現間斷，間斷角約30－6０度。涌流包含較大的二次諧波分量，至少有一個兩相電流差的二次諧波分量達到２0％以上。三相變壓器接線方式對涌流的影響：1）對于Y0側是電源側的Y0／?，Y０側出現較大的零序電流，?側出現較大的環流。與接地故障一樣，這個較大的零序電流將會通過其它的中性點接地的變壓器構成回路，對其它運行中的變壓器，這個零序電流就是“和應涌流"。合閘變壓器注入大地的零序電流一般按變壓器額定電流的幾倍估算，各處的和應涌流也就可計算獲得，整定變壓器零序電流保護時應注意。2）對于Y側是電源側的Y/?，會出現較大涌流，但不存在零序電流,同時?側會出現較大的環流,當然也不會產生和應涌流.3）對于Y０／Y變壓器,Ｙ0側會出現較大零序以及和應涌流。4）對于Ｙ/Y變壓器，只出現涌流.零序電流不存在。５）對于?側是電源側的變壓器,同４）。勵磁涌流只存在于變壓器一側，會導致變壓器差動保護誤動，為此差動保護一般采用二次諧波制動原理和間斷角閉鎖原理來防止誤動。當變壓器內部發生嚴重故障，短路電流很大,可能導致CＴ飽和，出現較大二次諧波,比率制動式差動保護可能拒動或動作時間過長，為此增加差動速斷保護作為這種情況的補充，差動速斷不采用二次諧波制動和間斷角閉鎖，所以，整定時應躲開勵磁涌流.６.不平衡電流的計算正常運行時的不平衡電流Ibｐh=（Ｋｅｒ+?U+?ｍ）In其中：Ｉn：變壓器基本側額定電流.Ｋer:TＡ的變比誤差,包含變壓器勵磁電流造成的誤差.?Ｕ：變壓器調壓引起的誤差,取偏離額定值最大調壓值。?m：裝置通道造成誤差.對于兩繞組變壓器采用上式計算容易理解，對于三繞組變壓器采用上式計算是一個近似，實際上Ker、?Ｕ、?m應乘不同側的電流。整定最小差流啟動定值時，Ｉq=ＫkIbph外部故障時的不平衡電流在計算外部故障時的不平衡電流，因為穿越性電流較大，需區分兩繞組和三繞組。兩繞組變壓器:Ibpｈ.max=（KapＫccKeｒ+?U＋?m）Ikｍａx三繞組變壓器,假設高中側有電源，低壓側外部故障，這種情況下不平衡電流最大。Ibpｈ。max=KapＫccKerＩL。k.maｘ+?UHIH．ｋ．mａｘ＋?UMIM．k．mａx＋?mIII。ｋｍax+?mIIIＩI。k．mａx其中：IH.k。mａｘ、IＭ。ｋ。ｍax、IL．ｋ。mａx分別為高中低側流過的電流。II．k。maｘ、IIＩ。ｋ．max分別為非短路側流過的電流。注意，如果中壓側無電源，則中壓側的電流不存在。差動保護的動作電流對應應整定為:Ｉdｚ.ｍax＝KｋIbph.max制動特性斜率的計算:７.整定計算與發電機差動保護整定類似。平衡系數,見上。最小差流Iｑ，按(0．３—0。6)Ｉe拐點電流Ig，按(0。8—１)Ie斜率K,按0．3-０。7對于多折線特性，參照說明書。８．變壓器差動保護TA變比過大的問題在大電源母線上接入額定容量很小的變壓器，如啟備變、勵磁變，電源側（如高壓側)短路電流非常大，使得TA變比選擇的非常大,造成在額定工況下二次側額定電流非常小,使得定值無法整定。即使是可以整定,因為電流不在精確工作范圍內、無法正確度量差動電流大小，造成裝置極易誤動。建議,當一側的二次側額定電流小于精確工作范圍時，退出或不配置差動保護.發電機失磁保護1.基本知識空載電勢:發電機未并網,轉子勵磁，并以同步轉速旋轉，產生同步轉速的勵磁磁勢Ｆf，Fｆ磁通,以轉子鐵芯、定轉子間氣隙、定子構成磁路,在定子繞組感應出正序電勢E０，Ｅ0U,E0只取決于Ff。E0E0Ff負載運行:并網,三相定子產生正序電流Ｉ，同時三相定子在空間上呈１２0度布置，產生同步轉速的旋轉磁場Ea=-jＸaI。 Xa叫做電樞反應電抗。?E=U＋rI＋jXcI=E0+Ea Ｅ0＝U+rI+jＸcＩ+jXａI=Ｕ+ｒI+jXdI，Ｘd叫做同步電抗.?EE0UXaXcr?注意：電樞反應磁場同步與轉子旋轉，不會在轉子上感應出電流。E0jXdＩFfrIＦfUＩIE0jＸdＩUrI感性負載時,電樞反應是去磁,相對于空載時端電壓下降，若要保持電壓，則需增加勵磁，所以這種情況叫過勵、遲相；容性負載時，電樞反應是助磁，相對于空載時端電壓增加，若要保持電壓,則需減少勵磁，所以這種情況叫欠勵、進相。?功角特性：???? ?２.失磁后果通過上述分析,可以看出，勵磁—-無功—-電壓三者之間的關系。系統電壓Ｕ下降,如果Ｑ不足，電網穩定受到威脅。系統中其它發電機勵磁自動調節，增加無功輸出,導致過電流。轉子及勵磁回路過熱。振動。3。失磁過程原因:勵磁繞組故障,勵磁系統故障,滅磁開關誤動,自動勵磁調節系統故障,導致勵磁部分或全部消失。①＜９0°,等有功過程，同步狀態E0↓→P保持不變→↑→Ｑ↓ ?φ（其中φ＝）②=90°，靜穩極限 ???Ｑ＝ ?Ｚ=??= ? 等無功園③〉90°,異步狀態 勵磁消失（Ｅ0消失），原動機拖動轉子以超過同步轉速的速度旋轉，實際就變成了異步發電機。如圖,S為負值。?? ?P＞0,Q〈0注意:同步轉速為n１，轉子轉速為n，則轉子上感應出的電流為ｎ1－ｎ，轉子產生的的磁場轉速為:n1－n+n=n1,即轉子磁場與定子磁場相對是靜止的.異步園失磁過程機端測量阻抗的變化:正常運行,Z在第一象限,失磁后沿等有功園向第四象限移動;=90°時，到達靜穩極限園;＞９0°,Z最后進入異步運行園.４．保護失磁的后果對系統、對發電機造成威脅,所以保護的目的也從這兩個方面考慮,分別保護系統、發電機。①系統側低電壓判據 ?（A、B、C） 0。9異步邊界園,靜穩極限園 ?異步邊界園動作區小，動作時間晚，適用于發電機與系統聯系緊密的場合;靜穩邊界園動作區大，動作時間早,適用于發電機與系統聯系不緊密的場合(即聯系電抗的大小)。下邊界相同，Xd；異步上邊界,０。5Xd′；靜穩上邊界，Xｃon（折算到發電機額定容量下）.為防止靜穩園I、IＩ象限動作區造成非失磁誤動，有的保護通過阻抗線削掉上面的動作區。靜穩極限變勵磁判據=９0°物理意義：在靜穩極限條件下，一定的有功P，對應于一個。如果低于靜穩極限所需，失磁后必然要失步。≤KP ?〈 ＜ＫP當>具體整定計算要參照保護型號。?發電機失步保護1、發電機失步原因正常穩定運行的系統受到擾動（短路故障、失磁等),發生振蕩。非穩定振蕩,δ〉180度，失步.振蕩穩定振蕩，δ<1８０度,未失步,經過搖擺后,達到新的穩定運行狀態。2、振蕩時電氣量的變化EEUsX′dXTXsEUsEUsδ正常運行，δ穩定在2０多度。δ故障切除后發生振蕩,δ周期性變化。假設E=Ｕｓ(實際情況也基本如此）。δ＝0時,Ｅ、Us重合，I＝０,保護安裝處電壓U=E。δ＝18０時,E、Us反相，I→Ｉmａx，保護安裝處電壓U→Uｍiｎ。UIUIOδ測量阻抗的變化：(以下忽略電阻分量）,其中，OOX′dXTXSδ/2處定義為振蕩中心,當δ＝１8０時，電壓為0，相當于發生三相短路的短路點.振蕩時,機端測量阻抗的變化為,沿著的垂直平分線周期性變化，這條平分線叫做振蕩軌跡.由于現代電網的規模越來越大,系統阻抗Xs越來越小，振蕩中心往往落入發電機變壓器內部，造成對發電機沖擊嚴重，廠用電電壓劇烈波動，所以大型發電機組應設置失步保護.3、失步保護原理及整定利用機端測量阻抗構成的“雙遮擋器”原理的失步保護。用幾條電阻線將阻抗平面分成幾個區域，Ｉ、II、III、IV區.正常時，測量阻抗為ＺG,在I區；故障時，測量阻抗瞬間躍變為ＺＤ，故障切除后系統振蕩，測量阻抗瞬間躍變為ZＨ，并且沿著振蕩軌跡向左側移動，如果是穩定振蕩，δ〈180時又開始向右側移動；如果是非穩定振蕩，測量阻抗將沿著振蕩軌跡移動，依次穿越I、II、ＩIＩ、ＩV區,表明的確發生失步。每經歷一次，叫做一次“滑極”,保護可根據滑極次數決定是否跳閘。整定計算：首先確定R1,一般取δ=120，R1=１／2ＺΣctgδ/2躲最小負荷阻抗，R1＝KKＲfhmｉｎR4=-R1，R２=—R3=0.5R1整定各區停留時間定值：假設振蕩時δ均勻變化，振蕩周期為Ｔ，則在I區停留時間為TI=T＊（δ２–δ1)/３60ｔＩ=0。５ＴＩ其他各區時間定值類似。注:0區與ＩＶ區為一個區OOX′dXSδ1GDHIIIIVR1R3δ2R2R40III其它原理的失步保護,整定類似。注意，各區停留時間定值在實際應用中問題較大。現場δ１一般按1２0度計算，得到R1，R2按R1二分之一確定，再計算得到δ2，一般δ2和δ1之間就差二三十度.目前網調中調確定的系統振蕩周期一般為０。5秒左右,整個在這個區的時間只有大約0.0５秒，再取一半為0.02５秒,已經超過了裝置的可整定范圍;即使是可以整定，這么小的時間也接近發生故障時阻抗的變化時間，不易區分故障和振蕩了。所以建議此時δ角按躲最小負荷阻抗整定,擴大δ2和δ1之間范圍,使得各區時間定值更合理，利于雙遮擋器原理特性的實現。發電機定子接地保護1．故障分析UＢ=ＥB-αＥAUc＝EC－αEA后果：故障點鐵芯燒損；易發展為相間故障.２.基波零序電壓保護整定:1．2～１。3實測并躲系統接地時耦合過來的 缺陷：靠近中性點的故障，有死區。②時間定值ｔdz=０。5s注:動作電壓若低于主變高壓側耦合到機端的零序電壓,理論上延時應大于高壓側接地保護的最長動作時限.實際情況是,定子接地故障對發電機造成的危害很嚴重，故障持續越長，后果越嚴重.目前大型發電機不允許發電機定子接地保護動作時間過長.建議發電機定子接地保護時間定值不與高壓側配合.3.三次諧波電壓保護受磁場、磁阻的影響電勢波形非正弦，３％三次諧波U3NE3U3T==↓,↑。原理1:，=KK0（實測）與基波零序電壓保護共同構成10０%保護。原理2：帶制動特性其中:：平衡系數,實測,正常時使得動作量為0.β：制動系數,一般取0.２～０.3.這種特性可保護兩側的接地故障,可與基波零序電壓保護共同構成100％的定子接地保護。廠用電保護一、低壓廠用電保護（4００Ｖ接地，電網的最末端）1。１保護形式１）熔斷器：很少用.2）空氣開關 不可調整的:?分級調整的：?智能型：3）空氣開關＋綜合保護 1.2電動機保護整定電動機保護方案一般優先選用空氣開關實現。空氣開關的類型有:不可調整的：瞬動脫扣速斷,1０倍或１2倍額定電流，實際上就是計算選型問題。分級調整的：瞬動－長延時、短延時-長延時、瞬動－短延時－長延時tIttItItI可整定的：類似于二次保護。因電動機已為最末端,不存在超越,速斷可直接保護全線，保護一般配置為兩段，電流速斷保護和過負荷(或過電流）保護;建議選擇瞬動-長延時，下面以此為例討論1、首先計算4０0V母線最大三相短路電流，校驗開斷設備的容量,還可校驗設備的動穩定。2、電纜末端的最小三相短路電流IＫ（3)和最小單相短路電流IK（1)。3、作為最末端,保護原則是用最簡單的方案實現全部保護，存在如下幾種方案。1)對于末端接地短路電流較大的情況，采用空氣開關方案。瞬動整定原則１:按躲電動機自啟動整定.IDZKKKzqＩN=ＫＩN25—610－１２瞬動整定原則２：保證末端故障有足夠靈敏度，當然是單相接地電流小。IＤZIK（1)/Klm靈敏度要取得高一些，可取2,因為還要考慮電動機的內部故障。ＴDZ=0s長延時保護按電動機承受過負荷的能力整定，電流躲負荷電流，時間躲自啟動時間。2)對于末端接地短路電流較小的情況,選用空氣開關＋零序方案實現.電流按躲啟動整定，末端接地故障無靈敏度，這時瞬動段按躲啟動整定，用于相間故障；末端接地故障,長延時保護段肯定會動作,但動作時間過長。所以可采用零序保護,零序定值按躲不平衡整定。３I0DZＫKIbｐ＝KＩN對于零序互感器,K=0.1對于零序過濾器，Ｋ1TDZ＝０s長延時同上。3）對于長電纜末端相間短路電流和接地短路電流比較小的情況,選用空氣開關+二次保護方案.出口故障電流非常大,末端故障電流很小，受出口故障的影響，空氣開關選型額定電流較大,使得末端故障電流比空氣開關的最小動作電流還小,末端無保護。配置速斷和綜合保護,原則同１)。對于出口短路,如果ＴA飽和,由空氣開關脫扣；對于遠處故障，由二次保護切除。1.３400V電源饋線保護整定(PC－MCC電纜）向ＭCC供電的回路，保護可為兩段或三段,即速斷、