计算方法与一般的差动保护相同。
2.2.5相间短路后备保护方向元件的设置
(1) 三侧有电源的三绕组升压变压器,相间故障后备保护为了满足选择性要求,在高压侧或中压侧要加功率方向元件,其方向可指向该侧母线。方向元件的设置,有利于加速跳开小电源侧的断路器,避免小系统影响大系统。
(2)高压及中压侧有电源或三侧均有电源的三绕组降压变压器和联络变压器,相间故障后备保护为了满足选择性要求,在高压或中压侧要加功率方向元件,其方向宜指向变压器。
(3)反应相间故障的功率方向继电器,通常由两只功率方向继电器构成,接入功率方向继电器的电流和电压应按90°接线的要求。为了消除三相短路时功率方向继电器的死区,功率方向继电器的电压回路可由另一侧电压互感器供电。
2.3单相接地保护
2.3.1接地保护的特点
对100MW以下的发电机变压器组中的发电机,应装设保护区不小于90%的定子接地保护,对100MW及以上者,发电机应装设保护区为100%的定子接地保护,发电机变压器组通常采用零序电压保护,动作于信号。当发电机与变压器之间没有断路器时,零序电压取自发电机侧电压互感器二次绕组的开口三角形,当发电机与变压器之间有断路器时,零序电压取自变压器低压侧的电压互感器,以便当发电机回路的断路器断开且变压器低压侧发生接地短路时,保护装置仍能发出信号(图2-1)。
2.3.2单相接地保护的整定计算
(1)电机变压器组的零序电压保护的整定计算 动作电压的整定计算
发电机变压器组的高压侧为中性点非直接接地系统而发电机电压网络的中
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信号
YVt-v-YY 图2—1发电机变压器组接线保护原理图
性点不接地或经消弧线圈接地时,一般在发电机电压侧装设零序电压保护并作用于信号,其动作值应满足
Udz.j﹥Ubp
不平衡电压Ubp是由电压互感器的误差和三次谐波电压而引起的,通常Ubp可达10~15V,所以取零序电压保护的动作电压Udz.j=15V。
当发电机变压器组高压侧为中性点直接接地系统,而高压侧的零序保护动作于信号时,发电机电压侧的零序电压保护动作电压Udz.j也取15V。这种保护有15%的死区,它对大容量发电机是不完善的。规程规定,对于100MW及以上的发电机应采用保护区不小于95%的接地保护。
(2) 保护区不小于95%的接地保护 这种保护装置是在零序电压保护的基础上加装三次谐波过滤器,以便减少三次谐波电压的影响,使继电器的动作值只考虑基波零序不平衡电压。接线如图2-2所示。
动作值只按躲过正常运行时电压互感器开口侧的基波不平衡电压整定,即
Udz.j﹥Ubp
这里的Ubp 为基波不平衡电压,其值较小。通常取5~6V。
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对于没有专用匝间短路保护的大容量发电机,要求及时将接地的发电机切除,可以另外加一个继电器2V,经延时动作于跳闸。
Y YH三次谐波过滤器+1V信号+2V+t++
图2—2电机变压器组带三次谐波滤过器的接地保护接线图
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YY
3 发电机变压器组的纵差保护
3.1纵差保护的特点
在发电机和变压器上可能发生的故障和异常运行情况,在发电机变压器组上都可能出现。因此,发电机变压器组的保护应能反应发电机和变压器的故障和异常运行情况。即发电机变压器组装设的保护应与发电机和变压器分别装设由保护相似,但有下面所述的特点。
(1)当发电机与变压器之间没有断路器时,对100MW及以下的发电机变压器组,
为了简化保护,可只装设整组共用的纵差动保护;对100MW以上的发电机变压器组,除装设整组共用助纵差动保护外,发电机还应装设单独的差动保护;对200MW及以上的汽轮发电机变压器组,在变压器上也宜装设单独的纵差动保护,即实现双重快速保护方式。
(2)当发电机与变压器之间有断路器时,不管机组容量大小,发电机和变压器均应装设单独的纵差动保护,发电机的纵差动保护动作于发电机与变压器之间的断路器跳闸,使变压器继续运行,供给厂用电(图3-1(a))。当厂用分支接在发电机与断路器之间时。变压器的纵差动保护动作于变压器高、低压侧断路器跳闸,使发电机继续运行,供给厂用电(图3-1(b))。
3.2 变压器纵差保护与发电机纵差保护的不同
变压器纵差保护与发电机纵差保护一样,也可采用比率制动方式或标积制
动方式达到外部短路不误动和内部短路灵敏动作的目的。但是变压器纵差保护在以下方面显著不同于发电机纵差保护:
(1) 变压器各侧额定电压和额定电流各不相等,因此各侧电流互感器的型号一定不同,而且各侧三相接线方式不尽相同,所以各侧相电流的相位也可能不一致,这将使外部短路使不平衡电流增大,所以变压器纵差保护的最大制动系数比发电机大,灵敏度相对较低。
(2) 变压器高压绕组常有调压分接头,有的还要求带负荷调节,使变压器纵差
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(a)厂用分支接在变压器侧 (b)厂用分支接在发电机侧
图3-1发电机变压器组接线图
保护已调整平衡的二次电流又被破坏,不平衡电流增大,这将使变压器纵差保护的最小动作电流和制动系数都要相应加大。
(3) 对于定子绕组的匝间短路,发电机纵差保护完全没有作用。变压器各侧绕组的匝间短路,通过变压器铁心磁路的耦合,改变了各侧电流的大小和相位,使变压器纵差保护对匝间短路有作用(匝间短路可视为变压器的一个新绕组发生单相短路)。
(4)无论变压器绕组还是发电机定子绕组的开焊故障,它们的完全纵差保护均不能动作,但变压器还可依靠瓦斯保护或压力保护。
3.3纵差动作保护的整定计算
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