大型发电机变压器组保护配置与整定计算(6)

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(2) 保护的逻辑框图见图3-9。

图3-9 基波零序电压式启停机保护逻辑框图

3.3.9发电机意外突加电压保护原理

突加电压保护作为发电机盘车状态下，主断路器误合闸时的保护。 (1) 保护原理

发电机在盘车或静止时，发生出口断路器误合闸，系统三相工频电压突然加在机端，使同步发电机处于异步启动工况，由系统向发电机定子绕组倒送的电流（正序电流）在气隙中产生的旋转磁场在转子本体中感应工频或接近工频的电流，从而引起转子过热而损伤，还可能由于润滑油油压不足使旋转轴承磨损。

当停机、盘车或起动升速但磁场开关未闭合时误合闸，过流元件快速动作于跳闸，同时，由于发电机处于同步电机的异步起动过程，阻抗元件延时动作于跳闸，构成双重化保护；当并网前，机组启动，断路器断开，而磁场开关闭合时，过流元件退出工作，此时，若正常并网，阻抗元件不动作，误合闸保护不会动作，若发生误合闸，阻抗元件动作于跳闸。

(2) 保护逻辑框图见图3-10。

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图3-10 突加电压保护逻辑框图

3.3.10高压断路器非全相保护 (1) 基本原理

当只有一相或两相断路器触头在合位，且有负序电流时，保护动作。作用于跳闸、解除失灵保护复合电压闭锁及启动失灵保护。

保护由三相断路器位置不对应辅助接点与负序电流组成的与门构成，其动作后经延时作用于出口。

保护的输入电流为断路器侧TA二次三相电流。 (2) 非全相保护逻辑框图见图3-11。

图3-11非全相保护逻辑框图

3.3.11失灵保护原理 (1) 保护原理

断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够

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以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。

失灵保护由电庄闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，必须安全可靠，应实现双重判别，防止单一条件判断断路器失灵，以及因保护触点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。启动回路包括启动元件和判别元件；2个元件构成“与”逻辑。 启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身，可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器触点，也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器触点，触点动作不复归表示断路器失灵。判别元件以不同的方式鉴别故障确未消除。现有运行设备采用相电流（线路）、零序电流（变压器）的“有流”判别方式。保护动作后，回路中仍有电流，说明故障确未消除。时间元件是断路器失灵保护的中间环节，为了防止单一时间元件故障造成失灵保护误动，时间元件应与启动回路构成“与”逻辑后，再启动出口继电器。失灵保护的电压闭锁一般由母线低电压、负序电压和零序龟压继电器构成。当失灵保护与母差保护共用出口跳闸回路时，它们也共用电压闭锁元件。 (2) 断路器失灵保护逻辑框图见图3-12。

图3-12 断路器失灵保护逻辑框图

3.4非电量保护-瓦斯保护

发电机-变压器组非电量保护,主要有变压器的瓦斯保护、压力释放保护、绕组温度保护、油温和油位保护，发电机的断水保护等，而每一种非电量保护对于发电机-变压器组都是缺一不可的，若不重视非电量故障，让它发展的话，那么对于发电机和变压器将是致命的危害，甚至危及电力系统的稳定运行。所以，要做好非电量的保护工作，下面主要介绍的变压器的瓦斯保护。

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3.4.1主变轻瓦斯保护 (1) 变压器瓦斯保护的作用

变压器的瓦斯保护可用来反应油浸式变压器油箱内的各种故障。当变压器油箱内故障时，瓦斯保护有着独特的、其他保护所不具备的优点。如变压器发生严重漏油、绕组断线故障或绕组匝间短路产生的短路电流值不足以使其他保护动作时，只有瓦斯保护能够灵敏的动作发出信号或跳闸。所以变压器的瓦斯保护是大型变压器内部故障的重要保护。

当变压器油箱内发生故障时，在故障点电流和电弧的作用下，变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，这些气体将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，变压器油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。根据油箱内部故障的这一特点，构成变压器的瓦斯保护。由于变压器的瓦斯保护是反应上述气流、油流而动作的，所以它是变压器的非电量保护。

变压器的瓦斯保护分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护两部分。当变压器油箱内轻微故障或严重漏油时，轻瓦斯保护动作延时作用于信号；当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作，瞬时动作跳开变压器的各侧断路器。

气体继电器变压器瓦斯保护的主要元件。它安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道上。为使气体能顺利进入气体继电器和油枕，变压器安装时，应使顶盖与水平面之间有1％~1.5％的坡度，连接管有2％~4％的升高坡度。 (2) 变压器轻瓦斯保护的原理

当变压器内部发生轻微故障时，变压器油分解产生的气体汇集在气体继电器上部迫使继电器内的油面下降，开口杯露出油面，因其受到的浮力减小失去平衡而下沉，带动永久磁铁4下降，当永久磁铁4靠近干簧触点15时，干簧触点15接通，发出轻瓦斯动作信号。当变压器漏油严重时，同样由于油面下降而发出轻瓦斯信号。 (3) 轻瓦斯保护的整定

气体继电器使用时，通过移动重锤6的位置，可调整轻瓦斯保护的动作值。其动作值采用气体容积的大小表示，整定范围通常为250～300cm3。气体继电器安装完毕，从排气口17打进空气，检查轻瓦斯保护动作的可靠性。

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3.4.2主变重瓦斯保护

（1）变压器重瓦斯保护的原理

当变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，强大的气体伴随着油流冲击挡板10，当油流的速度达到整定值时，挡板10克服弹簧的反作用力向前移动，带动永久磁铁11靠近干簧触点13，使干簧触点13闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，断开变压器各侧的断路器。 （2）重瓦斯保护的整定

气体继电器使用时，通过调整调节螺杆14，改变弹簧9的松紧程度，调整重瓦斯的动作值，其动作值采用油流速度的大小表示，整定范围通常为0.6～1.5 m/s错误！未找到引用源。。通过探针7检查重瓦斯保护动作的可靠性。

3.5各部分保护的整定计算

发电机、变压器主接线图和各参数 主接线如图3-13（a）所示。

（9910）20253（5147）15490110KV110KV110kv4763（4460）6880(a) (b) (c)

图3-13发电机变压器组保护设计图

（a）主接线图；（b）110KV母线短路时，短路电流分布图；（c）15.75KV母线短路时，短路电流分布图

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Y15.75KV15.75KV厂用电Y

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