第一篇：發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的典型配置方案

發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的典型配置方案

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勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，對電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行有十分重要的影響。由于勵(lì)磁系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，主要包括勵(lì)磁功率單 元和勵(lì)磁控制部分，因而勵(lì)磁故障的發(fā)生率在發(fā)電機(jī)故障中是較高的。加強(qiáng)失磁保護(hù)的研究，找到一個(gè)合理而成熟可靠的失磁保護(hù)配置方案是十分必要的。

由于失磁保護(hù)的判據(jù)較多，閉鎖方式和出口方式也較多，因此失磁保護(hù)的配置目前在所有發(fā)電機(jī)保護(hù)中最復(fù)雜，種類也最多。據(jù)國內(nèi)一發(fā)電機(jī)保護(hù)的大型生產(chǎn)廠家 統(tǒng)計(jì)，2000年中，該廠所供的失磁保護(hù)配置方案就有20多種。如此之多的配置方案對于現(xiàn)場運(yùn)行是十分不利的。不僅業(yè)主和設(shè)計(jì)部門難以作出選擇，而且整 定、調(diào)試、運(yùn)行、培訓(xùn)都變得復(fù)雜。這樣，現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行業(yè)績不易取得，無法形成一個(gè)典型方案以提高設(shè)計(jì)、整定效率和運(yùn)行水平，也不利于保護(hù)的成熟和完 善。從電網(wǎng)運(yùn)行中反映，失磁保護(hù)的誤動(dòng)率較高。

湖北襄樊電廠4臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，首次在300MW發(fā)電機(jī)組上采用國產(chǎn)WFB－100 微機(jī)保護(hù)，經(jīng)過近3年的現(xiàn)場運(yùn)行，其失磁保護(hù)在試運(yùn)行期間發(fā)生過誤動(dòng)作，在采取一定措施后，未再誤動(dòng)。近年來，失磁保護(hù)先后經(jīng)過數(shù)次嚴(yán)重故障的考驗(yàn)和進(jìn)相 運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，都正確動(dòng)作。本文將分析該廠失磁保護(hù)方案的特點(diǎn)，并以此為典型方案，以供同行借鑒參考。失磁保護(hù)的主判據(jù)

目前失磁保護(hù)使用最多的主判據(jù)主要有三種，分別是1）轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)，即通過測量勵(lì)磁電壓Ufd是否小于動(dòng)作值；2）機(jī)端低阻抗判據(jù)Z＜；3）系統(tǒng)低電壓Um＜。三種判據(jù)分別反映轉(zhuǎn)子側(cè)、定子側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的電氣量。2．1 轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)Ufd

早期的整流型和集成電路型保護(hù)，采用定勵(lì)磁電壓判據(jù)，表達(dá)式為：

Ufd＜K·Ufd0，Ufd0為空載勵(lì)磁電壓，K為小于1的常數(shù)。

目前的微機(jī)保護(hù)，多采用變勵(lì)磁電壓判據(jù)Ufd（P），即在發(fā)電機(jī)帶有功P的工況下，根據(jù)靜穩(wěn)極限所需的最低勵(lì)磁電壓，來判別是否已失磁。正常運(yùn)行情況下（包括進(jìn)相），勵(lì)磁電壓不會低于空載勵(lì)磁電壓。Ufd（P）判據(jù)十分靈敏，能反映出低勵(lì)的情況，但整定計(jì)算相對復(fù)雜。因?yàn)閁fd是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的電氣量，多為直流，而功率P是定子系統(tǒng)的電氣量，為交流量，兩者在一個(gè)判據(jù)進(jìn)行比較。如果整定不當(dāng)很容易導(dǎo)致誤動(dòng)作。在襄樊電廠1＃機(jī)試運(yùn)行期間就因?yàn)樵撆袚?jù)整定值偏大而誤動(dòng)2次。經(jīng)檢查并結(jié)合進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，整定值K偏大的主要原因是在整定計(jì)算中，發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電壓Ufd0、同步電抗Xd，均采用的是設(shè)計(jì)值，而設(shè)計(jì)值與實(shí)測值有較大的差別［1］。如襄樊電廠1＃機(jī)的設(shè)計(jì)值Ufd0＝160V，Xd＝1．997（標(biāo)么值），而實(shí)測值Ufd0＝140V，Xd＝1．68（標(biāo)么值）。由此造成發(fā)電機(jī)在無功功率較小或進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，Ufd（P）判據(jù)落入動(dòng)作區(qū)而誤動(dòng)。這種情況，在全國其他地區(qū)也屢有發(fā)生，人們往往因此害怕用此判據(jù)。對于水輪機(jī)組，由于Xd與Xq的不同，整定計(jì)算就更繁瑣一些［2］。

但是勿容置疑的是，該判據(jù)靈敏度最高，動(dòng)作很快。如果掌握好其整定計(jì)算方法，在整定計(jì)算上充分考慮空載勵(lì)磁電壓Ufd0和同步電抗Xd等參數(shù)的影響，或在試運(yùn)行期間加以實(shí)驗(yàn)調(diào)整，不僅可以避免誤動(dòng)作，而且是一個(gè)十分有效的判據(jù)。能防止事故擴(kuò)大而被迫停機(jī)，特別適用于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作不穩(wěn)定的情況。

在機(jī)組的進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)，一臺機(jī)組在進(jìn)相深度較深時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2次突然失穩(wěn)，Ufd（P）判據(jù)迅速動(dòng)作，使勵(lì)磁2次成功恢復(fù)，避免了切機(jī)事故。2次現(xiàn)場記錄如下：

1）動(dòng)作前，發(fā)電機(jī)帶有功P＝200MW，無功Q＝－82Mvar，功角δ＝59．3°。繼續(xù)加大進(jìn)相深度時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器失穩(wěn)，Ufd突然從170V驟減至122V，已低于空載勵(lì)磁電壓。Ufd（P）判據(jù)迅速動(dòng)作，發(fā)信、減出力并切換廠用電，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作恢復(fù)正常。

2）動(dòng)作前，發(fā)電機(jī)帶有功P＝300MW，無功Q＝－50Mvar，功角δ＝61°。這時(shí)，無功Q突然從－50Mvar增至－80Mvar，勵(lì)磁電壓急劇下降。Ufd（P）判據(jù)出口動(dòng)作，勵(lì)磁恢復(fù)正常。

2．2 低阻抗判據(jù)Z＜

反映發(fā)電機(jī)機(jī)端感受阻抗，當(dāng)感受阻抗落入阻抗圓內(nèi)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。失磁保護(hù)的阻抗圓常見有兩種，一是靜穩(wěn)邊界圓Z1；另一個(gè)是異步圓Z2，如圖1所示。還有介于兩者之間的蘋果圓（主要用于凸極機(jī)）。發(fā)電機(jī)發(fā)生低勵(lì)、失磁故障后，總是先通過靜穩(wěn)邊界，然后轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行。因此，靜穩(wěn)邊界圓比異步圓靈敏。由于靜穩(wěn)邊界圓存在第一、二象限的動(dòng)作區(qū)，在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，當(dāng)進(jìn)相較深的時(shí)候，有可能誤動(dòng)。

靜穩(wěn)邊界圓Z1與縱軸交于A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)為系統(tǒng)阻抗XS，B點(diǎn)為Xd（同步電抗）。在整定計(jì)算時(shí)，A點(diǎn)系統(tǒng)阻抗XS有時(shí)取最大方式下的阻抗，有時(shí)取最小方式下的阻抗，B點(diǎn)Xd的取值有時(shí)為保證能可靠動(dòng)作，乘上一個(gè)可靠系數(shù)K（K一般取1．2）［3］。若機(jī)組不將進(jìn)相運(yùn)行作為正常運(yùn)行方式，用以上整定計(jì)算方法保護(hù)都不會誤動(dòng)作。但是若將進(jìn)相運(yùn)行作為正常的運(yùn)行方式，整定計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮進(jìn)相運(yùn)行對保護(hù)的影響，以防止誤動(dòng)作［4］。

以襄樊電廠4＃機(jī)進(jìn)相實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，計(jì)算出在進(jìn)相深度達(dá)到最大時(shí)（δ＝65°）的阻抗值，看是否會落入動(dòng)作區(qū)內(nèi)。如表1.1）若XS取最小系統(tǒng)阻抗（大方式），A點(diǎn)為Xs．min（0，3），B點(diǎn)不乘可靠系數(shù)K，則B點(diǎn)為Xd（0，－34）。圓心（0，－15．5），半徑18．5。上表中三種工況所對應(yīng)的感受阻抗與圓心的距離分別為21．1，20．8，21．8。尚有10％

以上的可靠系數(shù)。

2）若XS仍取最小系統(tǒng)阻抗，B點(diǎn)乘可靠系數(shù)1．2，B點(diǎn)為1．2 Xd（0，－40．8）。圓心（0，－18．9），半徑21．9。表1中三種工況所對應(yīng)的感受阻抗與圓心的距離分別為23，23．3，22．6?？煽肯禂?shù)小于5％，幾乎沒有裕度。

3）若XS取最大系統(tǒng)阻抗（小方式），A點(diǎn)為Xs．max（0，4．7），B點(diǎn)不乘可靠系數(shù)K，B點(diǎn)為Xd（0，－34）。圓心（0，－14．7），半徑19．4。表1中三種工況所對應(yīng)的感受阻抗與圓心的距離分別為20．7，20．6，21．76?？煽肯?/p>

數(shù)小于7％，裕度很小。

4）若XS取最大系統(tǒng)阻抗（小方式），B點(diǎn)又乘可靠系數(shù)1．2。表1中三種

工況必有誤動(dòng)作發(fā)生。

由此可見，對進(jìn)相運(yùn)行的機(jī)組，以上第4種整定計(jì)算方法不可取。第2、3種整定計(jì)算方法，在系統(tǒng)振蕩，進(jìn)相深度過深，三相不平衡以及機(jī)組特性差異等因素 下，也可能造成保護(hù)誤動(dòng)而停機(jī)解列。因此，對把進(jìn)相運(yùn)行作為正常運(yùn)行方式的機(jī)組，宜采用異步圓跳閘，可有效保證進(jìn)相運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)。若采用靜穩(wěn)圓，須用第1 種整定計(jì)算方法，或干脆去掉阻抗圓的第一、二象限部分，取XS＝0，將系統(tǒng)等值為無窮大系統(tǒng)，B點(diǎn)取Xd。這樣不僅整定計(jì)算簡化，而且不會造成進(jìn)

相運(yùn)行時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。2．3 系統(tǒng)低電壓判據(jù)

反映系統(tǒng)（電廠高壓側(cè)母線）三相同時(shí)低電壓。本判據(jù)主要用來防止由發(fā)電機(jī)失磁故障引發(fā)無功儲備不足的系統(tǒng)電壓崩潰。這種判據(jù)在系統(tǒng)容量較小、電廠與系統(tǒng) 聯(lián)系薄弱或系統(tǒng)無功不足時(shí)，能可靠動(dòng)作。這種情況往往出現(xiàn)在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的水電廠或坑口火電廠的建設(shè)初期，或水電廠的枯水期［5］。高壓側(cè)母線的三相電壓嚴(yán)重下降將導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的破壞，因此須快速跳閘。

當(dāng)電廠建成后，一般有多臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，而且電廠能量外送的輸變電工程也竣工投產(chǎn)，此時(shí)，一臺發(fā)電機(jī)失磁不大可能將高壓側(cè)母線電壓Um下降到整定值（0．8～0．85 Un）以下，本判據(jù)往往不能動(dòng)作。因此，在設(shè)計(jì)失磁保護(hù)的邏輯回路時(shí)，不應(yīng)將系統(tǒng)低電壓判據(jù)和其他失磁主判據(jù)“與”來出口，以免閉鎖失磁機(jī)組的停機(jī)出口。宜采用當(dāng)其他失磁主判據(jù)滿足時(shí)，若系統(tǒng)低電壓判據(jù)不滿足，則經(jīng)一較長延時(shí)跳閘；若系統(tǒng)低電壓判據(jù)也滿足，則快速跳閘。

對于與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的電廠和小型機(jī)組，本判據(jù)完全可以取消。失磁保護(hù)典型配置方案

3．1 邏輯回路

典型配置方案采用上節(jié)所敘述的三個(gè)主判據(jù)，并結(jié)合PT斷線閉鎖的輔助判據(jù)，組成完整的低勵(lì)失磁保護(hù)。邏輯圖如圖2：

3．2 本方案的特點(diǎn)

Ufd（P）判據(jù)直接反映勵(lì)磁電壓，最直接地反映了 一切低勵(lì)和失磁故障；變勵(lì)磁低電壓判據(jù)也是最靈敏，動(dòng)作最快的主判據(jù)，是三個(gè)主判據(jù)中唯一能可靠地反映低勵(lì)故障的判據(jù)。因此，典型配置中選用這一判據(jù)，不 僅可通過延時(shí)發(fā)信、減出力等（或切換勵(lì)磁），可能使勵(lì)磁恢復(fù)正常，或值班員采取措施以恢復(fù)勵(lì)磁；同時(shí)也作為跳閘的必要條件。

失磁保護(hù)的三個(gè)主判據(jù)，其靈敏度從高到低依次為轉(zhuǎn)子低電壓、阻抗圓Z＜、系統(tǒng)低電壓。鑒于系統(tǒng)低電壓判據(jù)在較多情況下并不能可靠動(dòng)作，因此不能將它作為跳閘出口的必要條件，而是作為加速跳閘的因素。

本典型方案將轉(zhuǎn)子低電壓“與”阻抗圓Z＜判據(jù)，經(jīng)一較長延時(shí)t3出口跳閘；若系統(tǒng)低電壓判據(jù)又同時(shí)滿足，表示系統(tǒng)無功儲備已不足，則不經(jīng)長延時(shí)t3，而是經(jīng)短延時(shí)t2出口跳閘。本典型方案并不簡化，主要適用于大型機(jī)組和對系統(tǒng)影響很大的機(jī)組。在實(shí)際運(yùn)用中，可盡可能地簡化。對于與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的電廠，可省去系統(tǒng)低電壓判據(jù)。對系統(tǒng)影響較小的中小型機(jī)組，可只用阻抗圓Z＜判據(jù)。3．3 現(xiàn)場運(yùn)行情況

采用本配置方案的失磁保護(hù)在湖北襄樊電廠4臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)組上已投運(yùn)3年，在試運(yùn)行期間，失磁保護(hù)轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)曾幾次誤動(dòng)作［1］，經(jīng)重新計(jì)算和調(diào)整其整定值，保護(hù)不再誤動(dòng)。其后的運(yùn)行中，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作不穩(wěn)定，反復(fù)故障，失磁保護(hù)多次正確動(dòng)作，成功地切除故障。特別是轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)能迅速發(fā)信、減出力等，有時(shí)能使勵(lì)磁恢復(fù)正常，避免停機(jī)事故。

如在2000年3月，3＃機(jī)Ufd（P）判據(jù)動(dòng)作發(fā)信，運(yùn)行人員迅速將勵(lì)磁調(diào)節(jié)改為手動(dòng)方式，使勵(lì)磁恢復(fù)正常。后經(jīng)檢查，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的機(jī)籠插槽接觸不好，使CPU故障，觸發(fā)脈沖丟失兩相。

其后，2000年7月，3＃機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器再次故障，勵(lì)磁變過流保護(hù)動(dòng)作，轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)動(dòng)作，勵(lì)磁仍不能恢復(fù)正常，最后阻抗圓Z＜判據(jù)動(dòng)作停機(jī)。經(jīng)檢查，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的CPU損壞。更換勵(lì)磁柜CPU插件。

2001年4月，4＃機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的CPU損壞，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)故障信號，隨后轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)動(dòng)作，阻抗圓動(dòng)作停機(jī)。退出該勵(lì)磁柜，更換勵(lì)磁柜機(jī)籠、CPU插件、網(wǎng)卡等。

3．4 與其他配置方案的比較

目前失磁保護(hù)配置方案很多，不下20多種。其主判據(jù)也不外乎上節(jié)所說的幾種，主要是邏輯組合與閉鎖方式的差別。除本文所提的配置方案外，目前大機(jī)組上應(yīng) 用較廣泛的方案有：采用靜穩(wěn)邊界圓發(fā)信，異步圓跳閘。這種方案主要是擔(dān)心轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)太靈敏，易誤動(dòng)。靜穩(wěn)圓與異步圓從原理上沒有很大的差別，反映的都 是機(jī)端感受阻抗，只是靜穩(wěn)圓比異步圓靈敏一些，動(dòng)作稍快一些。如果用靜穩(wěn)邊界圓發(fā)信，到減出力或采取措施，恐怕已不能使勵(lì)磁恢復(fù)正常了，停機(jī)事故將在所難 免。另外靜穩(wěn)圓與異步圓都采用定子側(cè)判據(jù)，可靠性顯然不如轉(zhuǎn)子側(cè)和定子側(cè)判據(jù)“與”出口跳閘。而且轉(zhuǎn)子側(cè)判據(jù)是最直接的，任何低勵(lì)失磁故障都首先來自轉(zhuǎn)子 側(cè)，然后影響到定子側(cè)，再波及系統(tǒng)側(cè)。結(jié)論

本文所提出的失磁保護(hù)方案，經(jīng)歷了實(shí)際運(yùn)行

中多種類型低勵(lì)失磁故 障的考驗(yàn)和進(jìn)相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，具有良好的運(yùn)行業(yè)績。我省將它作為典型配置方案，運(yùn)用于近年來新建、改造的大型機(jī)組保護(hù)中。采用典型配置，不僅給設(shè)計(jì)、整定、調(diào) 試、運(yùn)行帶來很大方便，而且便于技術(shù)的成熟和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的提高。

另外需指出的是，失磁保護(hù)對整定計(jì)算的要求較高，如整定不當(dāng)，易造成誤動(dòng)作，尤其是Ufd（P）判據(jù)。本典型方案主要適用于大型機(jī)組和對系統(tǒng)影響很大的機(jī)組。在實(shí)際運(yùn)用中，并非所有的判據(jù)都一定要采用。合理地簡化不僅利于整定和運(yùn)行，也可最終減少誤動(dòng)發(fā)生的可能性。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 殷建剛,彭豐.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的動(dòng)作分析和整定計(jì)算的研究［J］.繼電器，2000,（7）.［2］ 姚晴林，張學(xué)深，張項(xiàng)安．微機(jī)UL－P型轉(zhuǎn)子低電壓失磁繼電器動(dòng)作方程及整定計(jì)算的研究［J］．繼電器，2000，（7）． ［3］ 崔家佩，孟慶炎，等．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算［M］．北京：水利電力出版社，1993． ［4］ 殷建剛，彭豐，等．進(jìn)相運(yùn)行對發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)的影響的討論［J］．湖北電力，2001，（1）

［5］ 王維儉．電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］．北京：中國電力出版社，1996．

第二篇：發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的典型配置方案

發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的典型配置方案 引言

勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，對電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行有十分重要的影響。由 于勵(lì)磁系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，主要包括勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁控制部分，因而勵(lì)磁故障的發(fā)生率在發(fā)電機(jī)故障中是較高的。加強(qiáng)失磁保護(hù)的研究，找到一個(gè)合理而成熟可 靠的失磁保護(hù)配置方案是十分必要的。

由于失磁保護(hù)的判據(jù)較多，閉鎖方式和出口方式也較多，因此失磁保護(hù)的配置目前在所有發(fā)電機(jī)保護(hù)中最復(fù)雜，種類也最多。據(jù)國內(nèi)一發(fā)電機(jī)保護(hù)的大型生產(chǎn)廠 家統(tǒng)計(jì)，2000年中，該廠所供的失磁保護(hù)配置方案就有20多種。如此之多的配置方案對于現(xiàn)場運(yùn)行是十分不利的。不僅業(yè)主和設(shè)計(jì)部門難以作出選擇，而且整 定、調(diào)試、運(yùn)行、培訓(xùn)都變得復(fù)雜。這樣，現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行業(yè)績不易取得，無法形成一個(gè)典型方案以提高設(shè)計(jì)、整定效率和運(yùn)行水平，也不利于保護(hù)的成熟和完 善。從電網(wǎng)運(yùn)行中反映，失磁保護(hù)的誤動(dòng)率較高。

湖北襄樊電廠4臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，首次在300MW發(fā)電機(jī)組上采用國產(chǎn)WFB－100微機(jī)保護(hù)，經(jīng)過近3年的現(xiàn)場運(yùn)行，其失磁保護(hù)在試運(yùn)行期 間發(fā)生過誤動(dòng)作，在采取一定措施后，未再誤動(dòng)。近年來，失磁保護(hù)先后經(jīng)過數(shù)次嚴(yán)重故障的考驗(yàn)和進(jìn)相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，都正確動(dòng)作。本文將分析該廠失磁保護(hù)方案的特 點(diǎn)，并以此為典型方案，以供同行借鑒參考。失磁保護(hù)的主判據(jù)

目前失磁保護(hù)使用最多的主判據(jù)主要有三種，分別是

1）轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)，即通過測量勵(lì)磁電壓Ufd是否小于動(dòng)作值； 2）機(jī)端低阻抗判據(jù)Z＜；

3）系統(tǒng)低電壓Um＜。三種判據(jù)分別反映轉(zhuǎn)子側(cè)、定子側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的電氣量。2．1 轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)Ufd

早期的整流型和集成電路型保護(hù)，采用定勵(lì)磁電壓判據(jù)，表達(dá)式為：

Ufd＜K·Ufd0，Ufd0為空載勵(lì)磁電壓，K為小于1的常數(shù)。

目前的微機(jī)保護(hù)，多采用變勵(lì)磁電壓判據(jù)Ufd（P），即在發(fā)電機(jī)帶有功P的工況下，根據(jù)靜穩(wěn)極限所需的最低勵(lì)磁電壓，來判別是否已失磁。正常運(yùn)行情況下（包括進(jìn)相），勵(lì)磁電壓不會低于空載勵(lì)磁電壓。Ufd（P）判據(jù)十分靈敏，能反映出低勵(lì)的情況，但整定計(jì)算相對復(fù)雜。因?yàn)閁fd是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的電氣量，多為直流，而功率P是定子系統(tǒng)的電氣量，為交流量，兩者在一個(gè)判據(jù)進(jìn)行比較。如果整定不當(dāng)很容易導(dǎo)致誤動(dòng)作。

在襄樊電廠1＃機(jī)試運(yùn)行期間就因?yàn)樵撆袚?jù)整定值偏大而誤動(dòng)2次。經(jīng)檢查并結(jié)合進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，整定值K偏大的主要原因是在整定計(jì)算中，發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電壓Ufd0、同步電抗Xd，均采用的是設(shè)計(jì)值，而設(shè)計(jì)值與實(shí)測值有較大的差別［1］。如襄樊電廠1＃機(jī)的設(shè)計(jì)值Ufd0＝160V，Xd＝1．997（標(biāo)么值），而實(shí)測值Ufd0＝140V，Xd＝1．68（標(biāo)么值）。由此造成發(fā)電機(jī)在無功功率較小或進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，Ufd（P）判據(jù)落入動(dòng)作區(qū)而誤動(dòng)。這種情況，在全國其他地區(qū)也屢有發(fā)生，人們往往因此害怕用此判據(jù)。對于水輪機(jī)組，由于Xd與Xq的不同，整定計(jì)算就更繁瑣一些［2］。

但是勿容置疑的是，該判據(jù)靈敏度最高，動(dòng)作很快。如果掌握好其整定計(jì)算方法，在整定計(jì)算上充分考慮空載勵(lì)磁電壓Ufd0和同步電抗Xd等參數(shù)的影響，或在試運(yùn)行期間加以實(shí)驗(yàn)調(diào)整，不僅可以避免誤動(dòng)作，而且是一個(gè)十分有效的判據(jù)。能防止事故擴(kuò)大而被迫停機(jī)，特別適用于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作不穩(wěn)定的情況。

在機(jī)組的進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)，一臺機(jī)組在進(jìn)相深度較深時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2次突然失穩(wěn)，Ufd（P）判據(jù)迅速動(dòng)作，使勵(lì)磁2次成功恢復(fù)，避免了切機(jī)事故。2次現(xiàn)場記錄如下：

1）動(dòng)作前，發(fā)電機(jī)帶有功P＝200MW，無功Q＝－82Mvar，功角δ＝59．3°。繼續(xù)加大進(jìn)相深度時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器失穩(wěn)，Ufd突然從170V驟減至122V，已低于空載勵(lì)磁電壓。Ufd（P）判據(jù)迅速動(dòng)作，發(fā)信、減出力并切換廠用電，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作恢復(fù)正常。

2）動(dòng)作前，發(fā)電機(jī)帶有功P＝300MW，無功Q＝－50Mvar，功角δ＝61°。這時(shí)，無功Q突然從－50Mvar增至－80Mvar，勵(lì)磁電壓急劇下降。Ufd（P）判據(jù)出口動(dòng)作，勵(lì)磁恢復(fù)正常。

2．2 低阻抗判據(jù)Z＜

反映發(fā)電機(jī)機(jī)端感受阻抗，當(dāng)感受阻抗落入阻抗圓內(nèi)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。失磁保護(hù)的阻抗圓常見有兩種，一是靜穩(wěn)邊界圓Z1；另一個(gè)是異步圓Z2，如圖1所示。還有介于兩者之間的蘋果圓（主要用于凸極機(jī)）。發(fā)電機(jī)發(fā)生低勵(lì)、失磁故障后，總是先通過靜穩(wěn)邊界，然后轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行。因此，靜穩(wěn)邊界圓比異步圓靈敏。由于靜穩(wěn)邊界圓存在第一、二象限的動(dòng)作區(qū)，在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，當(dāng)進(jìn)相較深的時(shí)候，有可能誤動(dòng)。

靜穩(wěn)邊界圓Z1與縱軸交于A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)為系統(tǒng)阻抗XS，B點(diǎn)為Xd（同步電抗）。在整定計(jì)算時(shí)，A點(diǎn)系統(tǒng)阻抗XS有時(shí)取最大方式下的阻抗，有時(shí)取最小方式下的阻抗，B點(diǎn)Xd的取值有時(shí)為保證能可靠動(dòng)作，乘上一個(gè)可靠系數(shù)K（K一般取1．2）［3］。若機(jī)組不將進(jìn)相運(yùn)行作為正常運(yùn)行方式，用以上整定計(jì)算方法保護(hù)都不會誤動(dòng)作。但是若將進(jìn)相運(yùn)行作為正常的運(yùn)行方式，整定計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮進(jìn)相運(yùn)行對保護(hù)的影響，以防止誤動(dòng)作［4］。

以襄樊電廠4＃機(jī)進(jìn)相實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，計(jì)算出在進(jìn)相深度達(dá)到最大時(shí)（δ＝65°）的阻抗值，看是否會落入動(dòng)作區(qū)內(nèi)。如表1.1）若XS取最小系統(tǒng)阻抗（大方式），A點(diǎn)為Xs．min（0，3），B點(diǎn)不乘可靠系數(shù)K，則B點(diǎn)為Xd（0，－34）。圓心（0，－15．5），半徑18．5。上表中三種工況所對應(yīng)的感受阻抗與圓心的距離分別為21．1，20．8，21．8。尚有10％以上的可靠系數(shù)。

2）若XS仍取最小系統(tǒng)阻抗，B點(diǎn)乘可靠系數(shù)1．2，B點(diǎn)為1．2 Xd（0，－40．8）。圓心（0，－18．9），半徑21．9。表1中三種工況所對應(yīng)的感受阻抗與圓心的距離分別為23，23．3，22．6?？煽肯禂?shù)小于5％，幾乎沒有裕度。

3）若XS取最大系統(tǒng)阻抗（小方式），A點(diǎn)為Xs．max（0，4．7），B點(diǎn)不乘可靠系數(shù)K，B點(diǎn)為Xd（0，－34）。圓心（0，－14．7），半徑19．4。表1中三種工況所對應(yīng)的感受阻抗與圓心的距離分別為20．7，20．6，21．76?？煽肯禂?shù)小于7％，裕度很小。

4）若XS取最大系統(tǒng)阻抗（小方式），B點(diǎn)又乘可靠系數(shù)1．2。表1中三種工況必有誤動(dòng)作發(fā)生。

由此可見，對進(jìn)相運(yùn)行的機(jī)組，以上第4種整定計(jì)算方法不可取。第2、3種整定計(jì)算方法，在系統(tǒng)振蕩，進(jìn)相深度過深，三相不平衡以及機(jī)組特性差異等因素 下，也可能造成保護(hù)誤動(dòng)而停機(jī)解列。因此，對把進(jìn)相運(yùn)行作為正常運(yùn)行方式的機(jī)組，宜采用異步圓跳閘，可有效保證進(jìn)相運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)。若采用靜穩(wěn)圓，須用第1 種整定計(jì)算方法，或干脆去掉阻抗圓的第一、二象限部分，取XS＝0，將系統(tǒng)等值為無窮大系統(tǒng)，B點(diǎn)取Xd。這樣不僅整定計(jì)算簡化，而且不會造成進(jìn)相運(yùn)行時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。2．3 系統(tǒng)低電壓判據(jù)

反映系統(tǒng)（電廠高壓側(cè)母線）三相同時(shí)低電壓。本判據(jù)主要用來防止由發(fā)電機(jī)失磁故障引發(fā)無功儲備不足的系統(tǒng)電壓崩潰。這種判據(jù)在系統(tǒng)容量較小、電廠與系 統(tǒng)聯(lián)系薄弱或系統(tǒng)無功不足時(shí)，能可靠動(dòng)作。這種情況往往出現(xiàn)在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的水電廠或坑口火電廠的建設(shè)初期，或水電廠的枯水期［5］。高壓側(cè)母線的三相電壓嚴(yán)重下降將導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的破壞，因此須快速跳閘。

當(dāng)電廠建成后，一般有多臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，而且電廠能量外送的輸變電工程也竣工投產(chǎn)，此時(shí)，一臺發(fā)電機(jī)失磁不大可能將高壓側(cè)母線電壓Um下降到整定值（0．8～0．85 Un）以下，本判據(jù)往往不能動(dòng)作。因此，在設(shè)計(jì)失磁保護(hù)的邏輯回路時(shí)，不應(yīng)將系統(tǒng)低電壓判據(jù)和其他失磁主判據(jù)“與”來出口，以免閉鎖失磁機(jī)組的停機(jī)出口。宜采用當(dāng)其他失磁主判據(jù)滿足時(shí)，若系統(tǒng)低電壓判據(jù)不滿足，則經(jīng)一較長延時(shí)跳閘；若系統(tǒng)低電壓判據(jù)也滿足，則快速跳閘。

對于與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的電廠和小型機(jī)組，本判據(jù)完全可以取消。失磁保護(hù)典型配置方案

3．1 邏輯回路

典型配置方案采用上節(jié)所敘述的三個(gè)主判據(jù)，并結(jié)合PT斷線閉鎖的輔助判據(jù)，組成完整的低勵(lì)失磁保護(hù)。邏輯圖如圖2：

3．2 本方案的特點(diǎn)

Ufd（P）判據(jù)直接反映勵(lì)磁電壓，最直接地反映了一切低勵(lì)和失磁故障；變勵(lì)磁低電壓判據(jù)也是最靈敏，動(dòng)作最快的主判據(jù)，是三個(gè)主判據(jù)中唯一能可靠地反映低勵(lì)故障的判 據(jù)。因此，典型配置中選用這一判據(jù)，不僅可通過延時(shí)發(fā)信、減出力等（或切換勵(lì)磁），可能使勵(lì)磁恢復(fù)正常，或值班員采取措施以恢復(fù)勵(lì)磁；同時(shí)也作為跳閘的必 要條件。

失磁保護(hù)的三個(gè)主判據(jù)，其靈敏度從高到低依次為轉(zhuǎn)子低電壓、阻抗圓Z＜、系統(tǒng)低電壓。鑒于系統(tǒng)低電壓判據(jù)在較多情況下并不能可靠動(dòng)作，因此不能將它作為跳閘出口的必要條件，而是作為加速跳閘的因素。

本典型方案將轉(zhuǎn)子低電壓“與”阻抗圓Z＜判據(jù)，經(jīng)一較長延時(shí)t3出口跳閘；若系統(tǒng)低電壓判據(jù)又同時(shí)滿足，表示系統(tǒng)無功儲備已不足，則不經(jīng)長延時(shí)t3，而是經(jīng)短延時(shí)t2出口跳閘。本典型方案并不簡化，主要適用于大型機(jī)組和對系統(tǒng)影響很大的機(jī)組。在實(shí)際運(yùn)用中，可盡可能地簡化。對于與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的電廠，可省去系統(tǒng)低電壓判據(jù)。對系統(tǒng)影響較小的中小型機(jī)組，可只用阻抗圓Z＜判據(jù)。3．3 現(xiàn)場運(yùn)行情況

采用本配置方案的失磁保護(hù)在湖北襄樊電廠4臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)組上已投運(yùn)3年，在試運(yùn)行期間，失磁保護(hù)轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)曾幾次誤動(dòng)作［1］，經(jīng)重新計(jì)算和調(diào)整其整定值，保護(hù)不再誤動(dòng)。其后的運(yùn)行中，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作不穩(wěn)定，反復(fù)故障，失磁保護(hù)多次正確動(dòng)作，成功地切除故障。特別是轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)能迅速發(fā)信、減出力等，有時(shí)能使勵(lì)磁恢復(fù)正常，避免停機(jī)事故。

如在2000年3月，3＃機(jī)Ufd（P）判據(jù)動(dòng)作發(fā)信，運(yùn)行人員迅速將勵(lì)磁調(diào)節(jié)改為手動(dòng)方式，使勵(lì)磁恢復(fù)正常。后經(jīng)檢查，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的機(jī)籠插槽接觸不好，使CPU故障，觸發(fā)脈沖丟失兩相。

其后，2000年7月，3＃機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器再次故障，勵(lì)磁變過流保護(hù)動(dòng)作，轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)動(dòng)作，勵(lì)磁仍不能恢復(fù)正常，最后阻抗圓Z＜判據(jù)動(dòng)作停機(jī)。經(jīng)檢查，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的CPU損壞。更換勵(lì)磁柜CPU插件。

2001年4月，4＃機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的CPU損壞，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)故障信號，隨后轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)動(dòng)作，阻抗圓動(dòng)作停機(jī)。退出該勵(lì)磁柜，更換勵(lì)磁柜機(jī)籠、CPU插件、網(wǎng)卡等。3．4 與其他配置方案的比較

目前失磁保護(hù)配置方案很多，不下20多種。其主判據(jù)也不外乎上節(jié)所說的幾種，主要是邏輯組合與閉鎖方式的差別。除本文所提的配置方案外，目前大機(jī)組上 應(yīng)用較廣泛的方案有：采用靜穩(wěn)邊界圓發(fā)信，異步圓跳閘。這種方案主要是擔(dān)心轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)太靈敏，易誤動(dòng)。靜穩(wěn)圓與異步圓從原理上沒有很大的差別，反映的 都是機(jī)端感受阻抗，只是靜穩(wěn)圓比異步圓靈敏一些，動(dòng)作稍快一些。如果用靜穩(wěn)邊界圓發(fā)信，到減出力或采取措施，恐怕已不能使勵(lì)磁恢復(fù)正常了，停機(jī)事故將在所 難免。另外靜穩(wěn)圓與異步圓都采用定子側(cè)判據(jù)，可靠性顯然不如轉(zhuǎn)子側(cè)和定子側(cè)判據(jù)“與”出口跳閘。而且轉(zhuǎn)子側(cè)判據(jù)是最直接的，任何低勵(lì)失磁故障都首先來自轉(zhuǎn) 子側(cè)，然后影響到定子側(cè)，再波及系統(tǒng)側(cè)。結(jié)論

本文所提出的失磁保護(hù)方案，經(jīng)歷了實(shí)際運(yùn)行

中多種類型低勵(lì)失磁故障的考驗(yàn)和進(jìn)相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，具 有良好的運(yùn)行業(yè)績。我省將它作為典型配置方案，運(yùn)用于近年來新建、改造的大型機(jī)組保護(hù)中。采用典型配置，不僅給設(shè)計(jì)、整定、調(diào)試、運(yùn)行帶來很大方便，而且 便于技術(shù)的成熟和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的提高。

另外需指出的是，失磁保護(hù)對整定計(jì)算的要求較高，如整定不當(dāng)，易造成誤動(dòng)作，尤其是Ufd（P）判據(jù)。本典型方案主要適用于大型機(jī)組和對系統(tǒng)影響很大的機(jī)組。在實(shí)際運(yùn)用中，并非所有的判據(jù)都一定要采用。合理地簡化不僅利于整定和運(yùn)行，也可最終減少誤動(dòng)發(fā)生的可能性。

第三篇：發(fā)電機(jī)失磁后的機(jī)端測量阻抗

?Ed?XjId??Uf?UsI??XjIs?

?——發(fā)電機(jī)端的相電壓 Uf ?Ed——發(fā)電機(jī)的同步電勢 ?——無窮大系統(tǒng)的相電壓 UsI——發(fā)電機(jī)的定子電流

Xd——發(fā)電機(jī)的同步電抗

Xs——發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系電抗 ?——受端的功率因數(shù)角

??—— E d 和 U ? s之間的夾角（即功角）

根據(jù)電機(jī)學(xué)中的分析，發(fā)電機(jī)送到受端的功率W?P?jQ分別為：

P?EdUssin?X?EdUsUs2 Q?cos??X?X???tg?1QP正常運(yùn)行時(shí)，??90?。一般當(dāng)不考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的影響時(shí)，??90?為穩(wěn)定運(yùn)行的極限，??90?后，發(fā)電機(jī)失步。

發(fā)電機(jī)失磁以前，向系統(tǒng)送出無功功率，?角為正，測量阻抗位于第一象限。失磁以后，隨著無功功率的變化，?角由正值變?yōu)樨?fù)值，因此測量阻抗也沿著圓周隨之由第一象限過渡到第四象限。

失磁保護(hù)的構(gòu)成方式：

根據(jù)發(fā)電機(jī)容量和勵(lì)磁方式的不同，失磁保護(hù)有如下兩種：

1、利用自動(dòng)滅磁開關(guān)聯(lián)鎖跳開發(fā)電機(jī)斷路器。

實(shí)際上發(fā)電機(jī)失磁并不都是由于自動(dòng)滅磁開關(guān)跳開而引起的，特別是當(dāng)采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)，由于半導(dǎo)體元件或回路的故障而引起發(fā)電機(jī)失磁是可能的，而在這種情況下保護(hù)將不能動(dòng)作。因此這種保護(hù)方式一半用于容量在100MW以下帶直流勵(lì)磁機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)以及不允許失磁運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)上。

2、利用失磁后發(fā)電機(jī)定子各參數(shù)變化的特點(diǎn)構(gòu)成失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)定子參數(shù)的變化如下：機(jī)端測量阻抗由第一象限進(jìn)入第四象限，無功功率改變方向，機(jī)端電壓下降，功角?增大，勵(lì)磁電壓降低等。

你摟住我的雙肩，輕聲說抱歉，我抬起頭看你的臉，看見深深的疲倦，這一次你竟然沒有掉眼淚，這一次也好象顯得特別黑，這才了解你原來也能這樣決裂。

你說你從不后悔，愛過這一回，只是我倆沒有明天，愛得越深越有罪，我知道你不是存心要辯解，我知道你一定也不能睡，決定之前你不知壓下多少傷悲。

愛無罪，再過一百年我都這樣認(rèn)為，活著本來就很累，誰又能保證自己永不犯罪。愛無罪，為她吃盡苦頭我也無所謂。如果一定要心碎，是我的勇氣能為你把心碎。

發(fā)電機(jī)——變壓器組繼電保護(hù)的特點(diǎn)：

由于發(fā)電機(jī)和變壓器的成組連接，相當(dāng)于一個(gè)工作元件，因此，就能夠把發(fā)電機(jī)和變壓器中某些性能相同的保護(hù)合并成一個(gè)對全組公用的保護(hù)。

發(fā)電機(jī)－變壓器組縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)：

（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間無斷路器是，一般裝設(shè)整組共用的縱差動(dòng)保護(hù)，但對大容量的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)應(yīng)補(bǔ)充裝設(shè)單獨(dú)的縱差動(dòng)保護(hù)。

對于水輪發(fā)電機(jī)和繞組直接冷卻的汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)公用的差動(dòng)保護(hù)整定值大于1.5倍發(fā)電機(jī)額定電流時(shí)，發(fā)電機(jī)也應(yīng)補(bǔ)充裝設(shè)單獨(dú)的縱差動(dòng)保護(hù)。

（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)和變壓器應(yīng)分別裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。

（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有分支線時(shí)，應(yīng)把分支線也包括在差動(dòng)保護(hù)。范圍內(nèi)，這時(shí)分支線上電流互感器的變比應(yīng)與發(fā)電機(jī)回路的相同

對于發(fā)電機(jī)－變壓器組，由于發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間沒有電的聯(lián)系，因此，發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)就可以簡化。

對于發(fā)電機(jī)－變壓器組，其發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)一般不接地或經(jīng)消弧線圈接地。

根據(jù)故障及異常運(yùn)行狀態(tài)的性質(zhì)，發(fā)電機(jī)保護(hù)可動(dòng)作于：

1、停機(jī)，即斷開發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門或水輪機(jī)導(dǎo)水翼。

2、解列并滅磁，即斷開發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，原動(dòng)機(jī)甩負(fù)荷。

3、解列，即斷開發(fā)電機(jī)斷路器，原動(dòng)機(jī)甩負(fù)荷。

4、減出力，即將原動(dòng)機(jī)負(fù)荷減到給定值。

5、縮小故障影響范圍，例如雙母線斷開母線斷路器等。

6、發(fā)出聲光信號

7、程序跳閘，即首先關(guān)閉原動(dòng)機(jī)主汽門或?qū)?，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再斷開斷路器并滅磁。

發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理： 發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線：在中性點(diǎn)側(cè)裝設(shè)一組電流互感器；在機(jī)端引出線靠近斷路器處裝設(shè)另外一組電流互感器，所以它的保護(hù)范圍是定子繞組及其引出線。

發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)與評價(jià)：

（1）由于被保護(hù)對象是定子繞組，因此，當(dāng)定子一相繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，繞組兩端的電流仍相同，流入差動(dòng)繼電器的差回路電流只有不平衡電流，差動(dòng)繼電器不會動(dòng)作，故它不能反映匝間短路。（2）當(dāng)在發(fā)電機(jī)定子繞組不同地點(diǎn)發(fā)生相間短路時(shí)，由于定子繞組各點(diǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢不同及短路回路阻抗不同，所以短路電流大小就不一樣。

（3）由于發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)的中性點(diǎn)一般為不接地或經(jīng)大阻抗接地的，單相接地時(shí)的短路電流很小，縱差保護(hù)不能動(dòng)作，故必須設(shè)置獨(dú)立的定子單相接地保護(hù)。

第四篇：發(fā)電機(jī)保護(hù)習(xí)題

發(fā)電機(jī)保護(hù)

一、選擇題

1.發(fā)電機(jī)解列的含義是(B)。

A：斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁、甩負(fù)荷

B:斷開發(fā)電機(jī)斷路器、甩負(fù)荷

C:斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁

2．*汽輪發(fā)電機(jī)解列滅磁的含義是(A、B、C)。

A：斷開發(fā)電機(jī)斷路器

B：滅磁

C：汽輪機(jī)甩負(fù)荷

D：發(fā)聲光信號

3．發(fā)電機(jī)出口發(fā)生三相短路時(shí)的輸出功率為(C)。

A：額定功率

B：功率極限

C：零

4．發(fā)電機(jī)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，它作為(C)保護(hù)。

A：定子繞組的匝間短路

B：定子繞組的相間短路

C：定子繞組及其引出線的相間短路

5.發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，設(shè)置比率制動(dòng)原因是(B)。

A：提高內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的可靠性

B：使繼電器動(dòng)作電流隨外部不平衡電流增加而提高

C：使繼電器動(dòng)作電流不隨外部不平衡電流增加而提高

D：提高保護(hù)動(dòng)作速度

6．單元件橫差保護(hù)是利用裝在雙Y型定子繞組的兩個(gè)中性點(diǎn)聯(lián)線的一個(gè)電流互感器向一個(gè)橫差電流繼電器供電而構(gòu)成。其作用是(B)。

A：定子繞組引出線上發(fā)生兩相短路其動(dòng)作

B：當(dāng)定子繞組相間和匝間發(fā)生短路時(shí)其動(dòng)作

C：在機(jī)端出口發(fā)生三相短路時(shí)其動(dòng)作

7．對于定子繞組采用雙星型接線的發(fā)電機(jī)，如能測量到雙星形中性點(diǎn)之間的電流，便可采用單元件橫差保護(hù)，該保護(hù)(C)。

A：既能反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的相間短路，又能反應(yīng)定子繞組的匝間短路

B：既能反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，又能反應(yīng)定子繞組的開焊故障

C：上述幾種故障均能反應(yīng)

8、利用縱向零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)，為了提高其動(dòng)作的可靠性，則應(yīng)在保護(hù)的交流輸入回路上（C）

A：加裝2次諧波濾過器

B：加裝5次諧波濾過器

C：加裝3次諧波濾過器

D：加裝高次諧波濾過器

9．機(jī)端電壓為18000V的30萬KW汽輪發(fā)電機(jī)的允許接地電流最大為(A)。

A：

1A

B：3A

C：4A

10．定子繞組中性點(diǎn)不接地的發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)出口側(cè)A相接地時(shí)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的電壓為(A)。

A：相電壓

B：相電壓

C：相電壓

D：零

11．發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其(B)。

A：機(jī)端三次諧波電壓大于中性點(diǎn)三次諧波電壓

B：機(jī)端三次諧波電壓小于中性點(diǎn)三次諧波電壓

C：機(jī)端三次諧波電壓與中性點(diǎn)三次諧波電壓相同

12．由反應(yīng)基波零序電壓和利用三次諧波電壓構(gòu)成的100％定子接地保護(hù)，其基波零序電壓元件的保護(hù)范圍是(B)。

A：由中性點(diǎn)向機(jī)端的定子繞組的85％～90％

B：由機(jī)端向中性點(diǎn)的定子繞組的85％～90％

C：100％的定子繞組

D：由中性點(diǎn)向機(jī)端的定子繞組的50%線匝

13．利用基波零序電壓的發(fā)電機(jī)定子單相接地保護(hù)(C)。

A：不靈敏

B：無死區(qū)

C：有死區(qū)

D：靈敏

14．當(dāng)在距離發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)70%處發(fā)生定子單相接地時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓互感器開口三角形側(cè)的零序電壓為（B）。

A.100伏

B.70伏

C.30伏

15．發(fā)電機(jī)定子繞組過電流保護(hù)的作用是：(C)。

A：反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障

B：反應(yīng)發(fā)電機(jī)外部故障

C：反應(yīng)發(fā)電機(jī)外部故障，并作為發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的后備

16．發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)在(A)低電壓起動(dòng)過電流保護(hù)。

A：反應(yīng)對稱短路及不對稱短路時(shí)靈敏度均高于過電流保護(hù)

B：反應(yīng)對稱短路靈敏度相同但反應(yīng)不對稱短路時(shí)靈敏度高于過電流保護(hù)

C：反應(yīng)對稱短路及不對稱短路時(shí)靈敏度相同只是接線簡單

D：反應(yīng)不對稱短路靈敏度相同但反應(yīng)對稱短路時(shí)靈敏度均高于過電流保護(hù)

17．發(fā)電機(jī)、變壓器的阻抗保護(hù)，(A)有電壓回路斷線閉鎖。

A：應(yīng)

B：可

C：宜

D：不能

18．發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，在轉(zhuǎn)子中就會感應(yīng)出(B)電流。

A．50Hz

B：100Hz

C：150Hz

19．發(fā)電機(jī)反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是(C)。

A：無論負(fù)序電流大或小，以較長的時(shí)限跳閘

B：無論負(fù)序電流大或小，以較短的時(shí)限跳閘

C：當(dāng)負(fù)序電流大時(shí)以較短的時(shí)限跳閘；當(dāng)負(fù)序電流小時(shí)以較長的時(shí)限跳閘

20．發(fā)電機(jī)的負(fù)序過流保護(hù)主要是為了防止(B)。

A：損壞發(fā)電機(jī)的定子線圈

B：損壞發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子

C：損壞發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)

21．定子繞組中出現(xiàn)負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)的主要危害是(A)。

A：由負(fù)序電流產(chǎn)生的負(fù)序磁場以2倍的同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出流經(jīng)轉(zhuǎn)子本體、槽楔和阻尼條的100Hz電流，使轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等部位過熱而燒傷

B：由負(fù)序電流產(chǎn)生的負(fù)序磁場以2倍的同步轉(zhuǎn)速切割定子鐵芯，產(chǎn)生渦流燒壞定子鐵芯

C：負(fù)序電流的存在使定子繞組過電流，長期作用燒壞定子線棒

22．發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地對發(fā)電機(jī)的主要危害之一是(A)

A：破壞了發(fā)電機(jī)氣隙磁場的對稱性，將引起發(fā)電機(jī)劇烈振動(dòng)，同時(shí)無功功率降低

B：無功功率出力增加

C：轉(zhuǎn)子電流被地分流，使流過轉(zhuǎn)子繞組的電流減少

D：轉(zhuǎn)子電流增加，致使轉(zhuǎn)子繞組過電流

23．汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，作用于(C)。

A：全停

B：解列、滅磁

C：發(fā)信號

24．發(fā)電機(jī)失磁會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生下列影響：(A、C)。

A：造成系統(tǒng)電壓下降

B：在系統(tǒng)中產(chǎn)生很大的負(fù)序電流

C：可能造成系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)過電流

25．汽輪發(fā)電機(jī)完全失磁后，將出現(xiàn)(A)。

A：發(fā)電機(jī)有功功率基本不變，吸收無功功率，定子電流增大

B：發(fā)電機(jī)無功功率基本不變，有功功率減少，定子電流減小

C：發(fā)電機(jī)有功功率基本不變，定子電壓升高，但定子電流減小

26．發(fā)電機(jī)失磁后，需從系統(tǒng)中吸取(C)功率，將造成系統(tǒng)電壓下降。

A：有功和無功

B：有功

C：無功

27．大型汽輪發(fā)電機(jī)要配置逆功率保護(hù)，目的是（B）

A：防止主汽門關(guān)閉后，汽輪機(jī)反轉(zhuǎn)；

B：防止主汽門關(guān)閉后，長期電動(dòng)機(jī)運(yùn)行造成汽輪機(jī)尾部葉片過熱；

C：防止主汽門關(guān)閉后，發(fā)電機(jī)失步；

D：防止主汽門關(guān)閉后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過熱。

28．發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的主要作用是(C)。

A：防止發(fā)電機(jī)在逆功率狀態(tài)下?lián)p壞

B：防止系統(tǒng)發(fā)電機(jī)在逆功率狀態(tài)下產(chǎn)生振蕩

C：防止汽輪機(jī)在逆功率狀態(tài)下?lián)p壞

D：防止汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)在逆功率狀態(tài)下?lián)p壞

29．*大型汽輪發(fā)電機(jī)要配置逆功率保護(hù)，目的是(B，D)。

A：防止系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)逆功率狀態(tài)下產(chǎn)生振蕩

B：防止主汽門關(guān)閉后，長期電動(dòng)機(jī)運(yùn)行造成汽輪機(jī)尾部葉片過熱

C：防止主汽門關(guān)閉后，發(fā)電機(jī)失步

D：防止汽輪機(jī)在逆功率狀態(tài)下?lián)p壞

30．形成發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁的原因可能是(C)。

A：發(fā)電機(jī)出口短路，強(qiáng)行勵(lì)磁動(dòng)作，勵(lì)磁電流增加

B：汽輪發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)低速預(yù)熱過程中，由于轉(zhuǎn)速過低產(chǎn)生過勵(lì)磁

C：發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷，但因自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器退出或失靈，或在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)低速預(yù)熱轉(zhuǎn)子時(shí)，誤加勵(lì)磁等

31．發(fā)電機(jī)變壓器的非電量保護(hù)，應(yīng)該(C)。

A：設(shè)置獨(dú)立的電源回路(包括直流空氣小開關(guān)及直流電源監(jiān)視回路)，出口回路與電氣量保護(hù)公用

B：設(shè)置獨(dú)立的電源回路及出口跳閘回路，可與電氣量保護(hù)安裝在同一機(jī)箱內(nèi)

C：設(shè)置獨(dú)立的電源回路和出口跳閘回路，且在保護(hù)柜上的安裝位置也應(yīng)相對獨(dú)立

二、判斷題

1．發(fā)電機(jī)定子繞組的故障主要是指定子繞組的相間短路、匝間短路和接地短路。

（√）

2．發(fā)電機(jī)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，它是作為定子繞組及其引出線的相間短路保護(hù)。

(√)

3．發(fā)電機(jī)的比率制動(dòng)式縱差保護(hù)對發(fā)電機(jī)匝間短路無保護(hù)作用。(√)

4．發(fā)電機(jī)不完全差動(dòng)保護(hù)只對定子繞組相間短路有保護(hù)作用，而對繞組匝間短路不起作用。（×）

5．反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子匝間短路的零序電壓保護(hù)裝置，其零序電壓可從機(jī)端電壓互感器原邊中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性直接連接TV的付邊開口三角形繞組獲得

。（√）

6．發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)零序電壓的接入，應(yīng)用兩根線，不得利用兩端接地的方法代替其中一根線，以免兩接地點(diǎn)之間存在著電位差，致使零序電壓繼電器誤動(dòng)。(√)

7．利用縱向零電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)，要求在保護(hù)的交流輸入回路上加裝3次諧波濾過器。(√)

8．發(fā)電機(jī)機(jī)端定子繞組接地，對發(fā)電機(jī)的危害比其他位置接地危害要大，這是因?yàn)闄C(jī)端定子繞組接地流過接地點(diǎn)的故障電流及非故障相對地電壓的升高，比其他位置接地時(shí)均大。(√)

9．100MW及以上發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地后，只要接地電流不超過5A，可以繼續(xù)運(yùn)行。（×）

10．發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端零序電壓為

(相電動(dòng)勢)；機(jī)端發(fā)生單相接地時(shí)，零序電壓為零。（×）

11．發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端的零序電壓為0V。(√)

12．發(fā)電機(jī)定子單相繞組在中性點(diǎn)附近接地時(shí)，機(jī)端3次諧波電壓大于中性點(diǎn)的3次諧波電壓。(√)

13．發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其機(jī)端3次諧波電壓大于中性點(diǎn)的3次諧波電壓。（×）

14．阻抗保護(hù)可作為變壓器或發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路時(shí)有足夠靈敏度的后備保護(hù)。（×）

15．發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)的作用是為了提高不對稱短路時(shí)電流元件的靈敏度。

（√）

16．發(fā)電機(jī)負(fù)序反時(shí)限保護(hù)是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子負(fù)序燒傷的唯一主保護(hù)，所以該保護(hù)電流動(dòng)作值和時(shí)限與系統(tǒng)后備保護(hù)無關(guān)。(√)

17．發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，一般作用于全停。（×）

18.對于汽輪發(fā)電機(jī)當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁后如失磁保護(hù)的動(dòng)作立即切機(jī)。（×）

19．發(fā)電機(jī)—變壓器組的過勵(lì)磁保護(hù)應(yīng)裝在機(jī)端，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器的過勵(lì)磁特性相近時(shí)，該保護(hù)的整定值應(yīng)按額定電壓較低的設(shè)備(發(fā)電機(jī)或變壓器)的磁密來整定，這樣對兩者均有保護(hù)作用。(√)

20．現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)變壓器組均設(shè)有非全相運(yùn)行保護(hù)，是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)負(fù)序電流反限保護(hù)動(dòng)作時(shí)間長，當(dāng)發(fā)—變組非全相運(yùn)行時(shí)，可能導(dǎo)致相鄰線路對側(cè)的保護(hù)搶先動(dòng)作，擴(kuò)大事故范圍。(√)

21．發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)。(√)

22．發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是用來保護(hù)發(fā)電機(jī)的保護(hù)類型之一。（×）

三、填空題

1．發(fā)電機(jī)—變壓器組應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù)，即裝設(shè)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電機(jī)—變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)這只適應(yīng)于容量在(300MW)及以上的汽輪發(fā)電機(jī)—變壓器組。

2．發(fā)電機(jī)定子完全差動(dòng)保護(hù)不能反應(yīng)定子（內(nèi)部匝間短路）和（分支開焊）故障。

3．發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是(相間短路)的主保護(hù)，其保護(hù)范圍是(發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流互感器與發(fā)電機(jī)出口電流互感器之間)。

4．發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)—變壓器組縱差保護(hù)的動(dòng)作電流整定值大于發(fā)電機(jī)的額定電流，應(yīng)裝設(shè)(電流回路斷線監(jiān)視)裝置，(斷線)后動(dòng)作于信號。

5．發(fā)電機(jī)不完全縱差對定子繞組相間短路和(匝間短路)有保護(hù)作用，并能兼顧(分支開焊)故障。容量不大于50MW，額定電壓為6.3kV的發(fā)電機(jī)接地電流允許值為(4A)；容量125～200MW，額定電壓為13.8～15.75kV的非氫冷發(fā)電機(jī)接地電流允許值為(2A)。

6．發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)是定子繞組(匝間短路)的主保護(hù)，兼做定子繞組(開焊)保護(hù)。它動(dòng)作與否取決于(定子雙星形繞組中性點(diǎn)連線)電流的大小。

7．利用縱向零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)，為了提高其動(dòng)作的可靠性，在保護(hù)的交流輸入回路上加裝(3)次諧波濾波器。

8．發(fā)電機(jī)在（定子繞組機(jī)端）發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端零序電壓為相電壓，在（定子繞組中性點(diǎn)處）發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端零序電壓為零。

9．利用基波零序電壓的發(fā)電機(jī)定子單相接地保護(hù)不能作為(100％定子接地)保護(hù)，有死區(qū)。

10．由反應(yīng)基波零序電壓和利用3次諧波電壓構(gòu)成的100％定子接地保護(hù)，其基波零序電壓元件的保護(hù)范圍是由機(jī)端到中性點(diǎn)的定子繞組的(85％～95％)。

11．雙頻式100%發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)是由（基波零序）電壓和（三次諧波）電壓共同構(gòu)成的。

12．發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)，分為(一點(diǎn)接地)保護(hù)和(兩點(diǎn)接地)保護(hù)。

13．發(fā)電機(jī)短路故障后備保護(hù)，主要作為(發(fā)電機(jī)外部(相間)短路和發(fā)電機(jī)主保護(hù))的后備保護(hù)。

14．當(dāng)發(fā)電機(jī)帶有不對稱負(fù)荷或系統(tǒng)中發(fā)生不對稱故障時(shí)，在定子繞組中將有（負(fù)序電流)，在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生(反向)的旋轉(zhuǎn)磁場，于是在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻電流，引起附加損耗，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過熱。

15．發(fā)電機(jī)定子繞組中的負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)的危害主要是引起(在轉(zhuǎn)子回路中感應(yīng)出倍頻電流或轉(zhuǎn)子發(fā)熱)和(引起100Hz的轉(zhuǎn)子振動(dòng))。

16．發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，在(轉(zhuǎn)子)中就會感應(yīng)出(100Hz)電流。

17．為防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子遭負(fù)序電流灼傷，需裝設(shè)完善的(負(fù)序電流)保護(hù)。

18．大型發(fā)電機(jī)要配置逆功率保護(hù)，目的是(為了防止汽輪機(jī)斷汽后，由于鼓風(fēng)損失，汽輪機(jī)尾部葉片有可能過熱使汽輪機(jī)遭到損壞)。

19．發(fā)電機(jī)解列滅磁的含義是(斷開發(fā)電機(jī)斷路器)、滅磁、(汽輪機(jī)甩負(fù)荷)。

四、簡答題

1．在<繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程)中關(guān)于“停機(jī)”的含義是什么?

答：停機(jī)一斷開發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁。對汽輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉主汽門；對水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼。

2．發(fā)電機(jī)故障的類型有哪幾種?

答：1)定子繞組相間短路；2)定子繞組一相的匝間短路；

3)定子繞組單相接地；

4)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流消失等。

3.圖1所示系統(tǒng)中，若發(fā)電機(jī)、變壓器各裝有圖示的保護(hù)，若k點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)，發(fā)電機(jī)和變壓器各有哪些保護(hù)會起動(dòng)？應(yīng)由哪個(gè)保護(hù)最先動(dòng)作？跳開哪些斷路器？

答：k點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)，發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)與過負(fù)荷保護(hù)會起動(dòng)；變壓器的縱差保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)會起動(dòng)。應(yīng)由變壓器的主保護(hù)縱差動(dòng)保護(hù)先動(dòng)作，跳開2QF與3QF。如果變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)未動(dòng)作，則由變壓器的后備保護(hù)過電流保護(hù)動(dòng)作，跳開2QF與3QF。如果變壓器的過電流保護(hù)也未動(dòng)作，將由發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)作為遠(yuǎn)后備而動(dòng)作，跳開1QF。兩者的過負(fù)荷保護(hù)過了9秒后再動(dòng)作于信號。

4．畫圖比較發(fā)電機(jī)完全縱差和不完全縱差有什么異同。

答：如下圖所示。(1)電流互感器安裝位置不同。發(fā)電機(jī)不完全縱差(或發(fā)—變組縱差)保護(hù)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器(TAl)僅接在每相的部分分支中，互感器TAl的變比減小為機(jī)端互感器TA2的一半，在正常運(yùn)行或外部短路時(shí)仍有不平衡電流(理論上為零)。

(a)不完全差動(dòng)

(b)完全差動(dòng)

完全縱差電流互感器變比相等，在正常運(yùn)行或外部短路肘不平衡電流很小。

(2)保護(hù)范圍不同。在內(nèi)部相間短路、匝間短路時(shí)，不管短路發(fā)生在互感器所在分支或沒有互感器的分支，不完全縱差保護(hù)均能動(dòng)作，這主要依靠定子繞組之間的互感作用。TA3與TA4將組成發(fā)-變組不完全縱差。不完全縱差保護(hù)對定子繞組相間短路和匝間短路有保護(hù)作用，并能兼管分支開焊故障。

完全縱差對匝間和分支開焊故障不能動(dòng)作。

5．為什么發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)不能反應(yīng)匝間短路?

答：發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)在原理上只反映繞組中性點(diǎn)與機(jī)端電流之差，而匝間短路主要發(fā)生在發(fā)電機(jī)的同一相繞組上，從該相繞組中性點(diǎn)與機(jī)端電流互感器上測得的電流幅值相等，相位相差180°，故縱差保護(hù)不反應(yīng)匝間短路。

6．什么是發(fā)電機(jī)的不完全縱差保護(hù)?它有哪些保護(hù)功能?一次不平衡電流怎樣解決?

答：利用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器僅接在每相的部分分支中與發(fā)電機(jī)機(jī)端每相電流互感器構(gòu)成的縱差保護(hù)稱之為不完全縱差保護(hù)。

不完全縱差保護(hù)對定子繞組相間短路和匝間短路有保護(hù)作用，并能兼管分支開

焊故障。

發(fā)電機(jī)出線端電流為I，中性點(diǎn)分支只有1/n(n為分支數(shù))，可采用不同變比的電流互感器解決不平衡電流問題，也可以在整定繼電器基準(zhǔn)電流Ib中解決，等等。

7．試分析發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)和橫差保護(hù)的性能，兩者的保護(hù)范圍如何?能否相互代替?

答：發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)是相間短路的主保護(hù)，它反映發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)至出口同一相電流的差值，保護(hù)范圍即中性點(diǎn)電流互感器與出口電流互感器之間部分。因?yàn)榉磻?yīng)同一相電流差值，故不能反應(yīng)同相繞組匝間短路，所以不能替代匝間保護(hù)。

發(fā)電機(jī)橫差保護(hù)，是定子繞組匝間短路的保護(hù)，兼做定子繞組開焊保護(hù)。它反應(yīng)定子雙星形繞組中性點(diǎn)連線電流的大小。當(dāng)某一繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，在同一相并聯(lián)支路中產(chǎn)生環(huán)流使保護(hù)動(dòng)作。對于相間短路故障，橫差保護(hù)雖可能動(dòng)作，但死區(qū)可達(dá)繞組的15％～20％，且不能切除引出線上的相間短路，所以它不能代替縱差保護(hù)。

8．簡述發(fā)電機(jī)單元件橫差保護(hù)的工作原理

答：對于大型發(fā)電機(jī)的雙星形繞組中性點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)兩電位均為零，即相等。中性點(diǎn)連線上無電流流過，單元件橫差保護(hù)不動(dòng)作。

當(dāng)同一相某一繞組發(fā)生匝間短路、同一相不同繞組發(fā)生匝間短路、定子繞組開焊、定子繞組相間短路、轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地時(shí)，兩中性點(diǎn)電位發(fā)生改變不再相等，中性點(diǎn)連線上有電流流過，單元件橫差保護(hù)動(dòng)作。

但此保護(hù)有死區(qū)。

9．發(fā)電機(jī)常用的內(nèi)部短路的主保護(hù)有哪些?并說明哪些判據(jù)可反映定子匝間短路故障。

答：(1)發(fā)電機(jī)常用的內(nèi)部短路主保護(hù)有：

1)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)(完全縱差、不完全縱差)；

2)故障分量負(fù)序方向保護(hù)；

3)橫差保護(hù)；

4)縱向零序過電壓保護(hù)；

5)轉(zhuǎn)子二次諧波電流保護(hù)。

(2)反映定子匝間短路故障的判據(jù)有：

1)故障分量負(fù)序方向保護(hù)：發(fā)電機(jī)內(nèi)部不對稱故障時(shí)必有負(fù)序功率輸出。而外部故障時(shí)負(fù)序功率由外部系統(tǒng)流入發(fā)電機(jī)。所以用負(fù)序功率的流向作為判據(jù)。

2)不完全縱差保護(hù)：由機(jī)端電流與中性點(diǎn)部分分支電流構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。裝設(shè)電流互感器的發(fā)電機(jī)分支發(fā)生匝間短路時(shí)會產(chǎn)生差流，不完全縱差可動(dòng)作。而未裝設(shè)電流互感器的發(fā)電機(jī)分支發(fā)生匝間短路時(shí)，可通過互感磁通使裝設(shè)電流互感器的非故障分支繞組感受到故障的發(fā)生。

3)橫差保護(hù)：將定子繞組分為幾個(gè)部分，比較不同部分繞組的電流。所以可以反映匝間短路。應(yīng)用較多的是單元件橫差保護(hù)。

4)縱向零序過電壓保護(hù)：電壓取自專用電壓互感器開口三角，專用電壓互感器一次中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接相連。在發(fā)電機(jī)發(fā)生匝間短路時(shí)，三相對中性點(diǎn)電壓不平衡，會出現(xiàn)縱向零序電壓。由于外部不對稱故障也會產(chǎn)生縱向零序電壓，該保護(hù)需負(fù)序功率方向閉鎖及電壓互感器斷線閉鎖。

5)轉(zhuǎn)子二次諧波電流保護(hù)：利用發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生負(fù)序電流，氣隙中有反向旋轉(zhuǎn)磁場，會在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出二次諧波電流。該保護(hù)需負(fù)序功率方向閉鎖。

10．大型發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)應(yīng)滿足哪幾個(gè)基本要求?

答：應(yīng)滿足三個(gè)基本要求：

(1)故障點(diǎn)電流不應(yīng)超過安全電流。

(2)有100%的保護(hù)區(qū)。

(3)保護(hù)區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)有足夠高的靈敏度。

11．發(fā)電機(jī)為什么要裝設(shè)定子單相接地保護(hù)?

答：發(fā)電機(jī)裝設(shè)定子接地保護(hù)的原因主要有兩點(diǎn)：

1)定子繞組發(fā)生單相接地后接地電流可能會燒傷定子鐵芯。

2)定子繞組發(fā)生單相接地后，另外兩個(gè)健全相對地電壓上升。另外故障點(diǎn)將產(chǎn)生間歇性弧光過電壓，極有可能引發(fā)多點(diǎn)絕緣損壞，從而使單相接地故障擴(kuò)展為災(zāi)難性的相間或匝間短路。

12．由反應(yīng)基波零序電壓和3次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子100％接地保護(hù)，其3次諧波元件的保護(hù)范圍是為發(fā)電機(jī)的哪一部分?

答：由中性點(diǎn)向機(jī)端的定子繞組的50％以內(nèi)。

13．請問下列敘述是否正確。如果是錯(cuò)誤，請問為什么?

“發(fā)電機(jī)定子繞組過電流保護(hù)的作用是反應(yīng)發(fā)電機(jī)外部短路，并作為發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的后備”

答：正確。

14．怎樣利用基波零序電壓和3次諧波電壓構(gòu)成發(fā)電機(jī)100％定子接地保護(hù)?

答；(1)第一部分是基波零序電壓元件，其保護(hù)范圍不少于定子繞組韻85％(從發(fā)電機(jī)端開始)；

(2)第二部分是利用3次諧波電壓構(gòu)成定子接地保護(hù)，用以消除基波零序電壓元件保護(hù)不到的死區(qū)，其保護(hù)范圍不小于定子繞組的20％(從發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)開始)。

15．發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)和匝間短路保護(hù)所用電壓互感器有什么不同?當(dāng)機(jī)端發(fā)生A相金屬性接地故障時(shí)，定子接地保護(hù)和匝簡短路保護(hù)受到的電壓分別為多少?這兩種保護(hù)動(dòng)作情況如何?

答：發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)所用電壓互感器的一次繞組的中性點(diǎn)直接接地。發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)所用電壓互感器的一次繞組的中性點(diǎn)接變壓器中性點(diǎn)。

機(jī)端A相接地時(shí)，定子接地保護(hù)感受到的電壓為100V，保護(hù)動(dòng)作。匝間保護(hù)感受到的電壓為0V，保護(hù)不動(dòng)作。

16．定子單相接地保護(hù)和定子匝間短路保護(hù)均采用電流用基波零序電壓，這兩種電壓有什么不同?采用的定子匝間短路保護(hù)在發(fā)電機(jī)發(fā)生單相接地故障時(shí)會誤動(dòng)嗎?

答：(1)定子單相接地保護(hù)的電壓是機(jī)端三相對地零序電壓，定子匝間短路保護(hù)的電壓是機(jī)端三相對中性點(diǎn)的零序電壓。如下圖所示。

(2)由于定子單相接地故障時(shí)，不改變機(jī)端三相對中性點(diǎn)的電壓，所以匝間短路保護(hù)不會誤動(dòng)。

(a)定子接地保護(hù)；

(b)匝間保護(hù)

17．試述縱向零序電壓發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路保護(hù)的適用范圍及其基本原理，并畫出其原理接線圖。

答：零序電壓匝間短路保護(hù)可用于各種發(fā)電機(jī)，尤其是中性點(diǎn)沒有引出三相6端子的發(fā)電機(jī)(此時(shí)不能用橫差保護(hù))。

零序電壓匝間短路保護(hù)原理接線圖，如下圖所示。

零序電壓匝間短路保護(hù)原理接線圖

發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)，其三相繞組的對稱性遭到破壞，機(jī)端三相對發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)出現(xiàn)基波零序電壓，因此TV0有輸出。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部相間短路時(shí)，=0。

發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生單相接地故障時(shí)，一次系統(tǒng)出現(xiàn)對地零序電壓，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電位升高，因TV0一次側(cè)中性點(diǎn)是接在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上，因此開口三角形繞組輸出的仍為零。

18、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路為什么要裝設(shè)一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地保護(hù)7

答：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地，雖不會形成故障電流通路，從而不會給發(fā)電機(jī)造成直接危害，但要考慮第二點(diǎn)接地的可能性，所以由一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)出信號，以便加強(qiáng)檢查、監(jiān)視。

當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)：①由于故障點(diǎn)流過相當(dāng)大的故障電流而燒傷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體；②破壞發(fā)電機(jī)氣隙外傷的對稱性，引起發(fā)電機(jī)的劇烈振動(dòng)；⑧使轉(zhuǎn)子發(fā)生緩慢變形而形成偏心，進(jìn)一步加劇振動(dòng)。所在在一點(diǎn)接地后要投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，以便發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)經(jīng)延時(shí)動(dòng)作停機(jī)。

19．大型汽輪發(fā)電機(jī)裝設(shè)逆功率保護(hù)的目的是什么?

答：主要用于保護(hù)汽輪機(jī)。因?yàn)樵谄啓C(jī)主汽門誤關(guān)閉，或機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉。主汽門而發(fā)電機(jī)出口斷路器未跳閘時(shí)，發(fā)電機(jī)失去原動(dòng)力變成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從電力系統(tǒng)吸收有功功率。此時(shí)，由于鼓風(fēng)損失，汽輪機(jī)尾部葉片有可能過熱而造成汽輪機(jī)事故。

20．逆功率對發(fā)電機(jī)本身無害，為何大型汽輪發(fā)電機(jī)還需裝設(shè)逆功率保護(hù)?

答：在汽輪發(fā)電機(jī)組上當(dāng)機(jī)爐動(dòng)作關(guān)閉主汽門或由于調(diào)整控制回路故障而誤關(guān)主汽門，在發(fā)電機(jī)斷路器跳開前發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。此時(shí)逆功率對發(fā)電機(jī)本身無害，但由于殘留在汽輪機(jī)尾部的蒸汽與長葉片摩擦，會使葉片過熱，所以逆功率運(yùn)行不能超過3min，需裝設(shè)逆功率保護(hù)。

文檔內(nèi)容僅供參考

第五篇：發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)中失磁事故分析及改進(jìn)措施

湛江發(fā)電廠3號發(fā)電機(jī)勵(lì)磁采用三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，GEC-1型全數(shù)字式非線性勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁系統(tǒng)由主勵(lì)磁機(jī)輸出的交流電流，經(jīng)三相全波橋式接成的硅整流柜整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，而交流主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁則由中頻永磁副勵(lì)磁機(jī)經(jīng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的可控硅整流后供給。調(diào)節(jié)器根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓、電流互感器取得的調(diào)節(jié)信號，實(shí)現(xiàn)機(jī)組勵(lì)磁的自動(dòng)調(diào)節(jié)。發(fā)電機(jī)通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁可以在發(fā)電機(jī)出口建立電壓，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁，可以維持局部電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定，控制局部電網(wǎng)的充電功率。湛江電廠開展進(jìn)相運(yùn)行，充分利用發(fā)電機(jī)這一固有的能力，吸收系統(tǒng)多余的無功，維持較好的電能質(zhì)量，但是，由于進(jìn)相運(yùn)行是降低機(jī)組的熱穩(wěn)定性和靜穩(wěn)定極限為代價(jià)來實(shí)現(xiàn)的，加上3號發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行時(shí)沒有考慮進(jìn)相運(yùn)行，因此，機(jī)組應(yīng)經(jīng)過進(jìn)相試驗(yàn)后，才可以正式投入進(jìn)相運(yùn)行。事故經(jīng)過

1999-09-03T16:07，3號發(fā)電機(jī)在手動(dòng)勵(lì)磁方式時(shí)，在進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)中發(fā)生失磁事件，試驗(yàn)人員立即手動(dòng)將發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列，沒有造成局部電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞。

事故前按照《湛江發(fā)電廠3號發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)方案》，電網(wǎng)方面，化州500 kV變電站退出3×40 Mvar電抗器，湛江地區(qū)投入部分電容器，粵西地區(qū)有功負(fù)荷615 MW，無功負(fù)荷256 Mvar，按正常方式運(yùn)行。電廠方面，1，2，3號機(jī)組運(yùn)行(3×300 MW)，實(shí)際出力510 MW，無功210 Mvar，220kV母線電壓234 kV。3號發(fā)電機(jī)在手動(dòng)勵(lì)磁方式時(shí)，在進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)前，退出低勵(lì)限制、失磁保護(hù)，匝間保護(hù)投測量，其余保護(hù)正常投入。3號機(jī)組有功150 MW，無功從100 Mvar降到-95 Mvar，各運(yùn)行參數(shù)在允許范圍內(nèi)；第2次，3號機(jī)組有功200 MW，無功從60 Mvar降到-65 Mvar；第3次，3號機(jī)組有功250 MW，無功從30 Mvar降到-55 Mvar；第4次，3號機(jī)組有功300 MW，無功從30 Mvar降到-6 Mvar，約2 s，3號發(fā)電機(jī)失磁，試驗(yàn)人員手動(dòng)將發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列。事故原因分析

(1)在做300 MW運(yùn)行點(diǎn)的進(jìn)相試驗(yàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)在穩(wěn)定極限點(diǎn)附近失步，主要原因是一方面該手動(dòng)勵(lì)磁的馬達(dá)功率過大與原設(shè)備不匹配，調(diào)幅過大；另一方面有來自系統(tǒng)電壓或調(diào)速方面的較大擾動(dòng)。

(2)3號發(fā)電機(jī)在手動(dòng)勵(lì)磁方式時(shí)，由廠用電(交流380 V)供電，感應(yīng)調(diào)壓器手動(dòng)調(diào)壓、變壓器隔離和變壓，經(jīng)不可控橋整流的主勵(lì)備用勵(lì)磁裝置，在調(diào)節(jié)器不具備投入運(yùn)行情況下，可臨時(shí)滿足發(fā)電需要。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，廠用6 kV電壓已降到下線值，由于手動(dòng)勵(lì)磁方式是開環(huán)運(yùn)行，受廠用電供電系統(tǒng)影響較大。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)出口、6 kV母線電壓均不同程度減少，加快了手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度，使發(fā)電機(jī)出口電壓降得更低，容易造成失步。

(3)由于該機(jī)組電抗值較大且又遠(yuǎn)離主網(wǎng)，故其與主網(wǎng)的電氣距離較大，靜穩(wěn)極限較低，加之其阻尼在同型機(jī)組中也屬偏小，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性較差，故在手動(dòng)勵(lì)磁方式時(shí)，進(jìn)相運(yùn)行的能力較差，特別是在輸出有功較大時(shí)，不具備進(jìn)相運(yùn)行的能力。改進(jìn)措施(1)更換手動(dòng)勵(lì)磁的馬達(dá)與原設(shè)備匹配，保證手動(dòng)勵(lì)磁具備良好的調(diào)節(jié)性能。

(2)建議手動(dòng)勵(lì)磁工作電源由工作段(交流380 V)供電改為廠用共用段(交流380 V)供電，防止本機(jī)工作電壓降低太多影響手動(dòng)勵(lì)磁輸出，減少外界因素的干擾。

(3)在手動(dòng)勵(lì)磁方式時(shí)，進(jìn)相運(yùn)行的能力較差，不作進(jìn)相運(yùn)行，在系統(tǒng)電壓較高和投入自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的情況下才開展進(jìn)相運(yùn)行。