基于微机的发电机继电保护装置设计毕业论文

基于微机的发电机继电保 专业电气工程及其自动化 指导教师湖南科技大学毕业设计(论文)任务书系(教研室)主任：信息与电气工程院系(教研室)(签名)1设计(论文)题目及专题：2学生设计(论文)时间：自月日开始至月日止3设计(论文)所用资源和参考资料：资源：图书馆，intel网，老师借书，自购书籍，参考资料：《现代供电技术》(孟祥忠);《电力系统继电保护》(电力工业出版社);《工厂供电》(机械工业出版社)微型计算机控制应用实例集；计算机控制；电机工程手册；单4设计(论文)完成的主要内容：(1)进行基于的微机发电机继电保护装置设计方案设计、比较，最终确定：(3)必须要有合理的原理设计图；元器件的选型；正确的接线图；对该设计的总结；具有5提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求：1.)毕业论文：要求在22.)系统硬件图：要用专用画图软件画图，图形美观，标注清晰。毕业设计(论文)指导人评语[主要对学生毕业设计(论文)的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本(图纸)规范程度，存在的不足等进行综合评价]毕业设计(论文)评阅人评语毕业设计(论文)答辩记录提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料：1设计(论文)说明书共页2设计(论文)图纸共页3指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计(论文)的研究思路，设计(论文)质量，文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍，回答问题情况等进行综合评价](签名)(签名)(签名)(签名)Inrecentyears,therapiddevelopmentofChina'snationaleconomy,people'slivingstandardshavegraduallyimproved,atthesametimepeoplearedependentonelectricityfurtherimproved,soinrecentyears,expandingthesizeofthepowersystem,therapiddevelopmentofhigh-voltagegrid.Rapiddevelopmentofthepowersupplysystemisalsoonahighersecurityrequirements,includingprotectionequipmentisoneofthekeyfactorstoensurethattheentirepowersystemiscapableofstableoperation.ThispowersystemprotectiondevicesonthecomputerofahigherrequirementInthispaper,byanalyzingtheparametersoftheoriginaldatainthemainequipment,firstofall,theprincipleoftheneedforacomprehensivereviewofpowersystemprotectionsystems,accesstorelevantinformation,deepenunderstanding;secondly,carryprotectiondevicesdesigngenerators,compare,andultimatelyOK,finally,wereonthebusat,generatorsandtransformerscalculatedparametertuningandconfiguration,andthesystemoncethedesignisgiveninaccordancewiththesecondpartofthegeneraldesignandconfigurationdiagramandschematic.circuitcomputer;generators;relay;parametertuning;bus;secondary 第一章电力系统继电保护简论 1.1继电保护的作用 1.2继电保护的基本原理、构成与分类 1.2.1基本原理 1.2.2构成 1.2.3分类 2.1微机保护简介 2.2微机保护装置原理 2.3微机保护装置接线 243.1发电机故障及不正常运行状态 243.1.1发电机故障类型 243.1.2不正常运行状态 253.2发电机保护的配置 253.3发电机纵差保护 3.3.1工作原理 3.3.2发电机纵差保护的整定计算 273.4发电机横差保护 3.5发电机定子绕组单相接地保护 3.6发电机定子绕组匝间短路的保护 3.7发电机负序电流保护 3.7.1定时限过电流保护 3.7.2反时限负序过电流保护 3.8发电机失磁保护 3.9发电机励磁回路接地保护 3.10复合电压启动的过电流保护 41 424.1BCH-2型继电器构成的差动保护 4.2横联差动保护整定计算 434.3复合电压启动的过电流保护整定计算 454.4过负荷保护整定计算 464.5定子单相接地保护整定计算 47 485.1母线保护配置原则 485.2母线差动保护基本原理 485.2.1母联电流比相式母线差动保护 5.2.2双母线固定联接的母线差动保护 5.3母线保护整定计算 第六章继电保护二次回路设计 6.1二次回路的基本概念 6.2二次保护回路全图 电力系统的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展4个历史阶段。本次毕业设计的主要内容是针对电力系统中可能出现的各种不正常状态和《电力系统继电保护》及《现代供电技术》,并依据继电第一章电力系统继电保护简论1.1继电保护的作用电力系统运行要求安全可靠。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各响(如雷击、倒塔、内部过电压或运行人员误操作等),电力系统会发生各种故②从电源到短路点间流过的短路电流引起的发热和电动力将造成在该路径中非③靠近故障点的部分地区电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏或影响电力系统安全自动装置。后者是着眼于事故后和系统不正常运行情况的紧急处1.2继电保护的基本原理、构成与分类1.2.1基本原理要完成继电保护的基本任务，首先要提取和利用电力元件在三种运行状态下的“差异”,然后“区分”出三种运行状态(正常、不正常和故障状态),最后是“甄别”出发生故障和出现异常的元件。目前已经发现不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。(a)正常运行情况U(w)(b)三相短路情况图1-1我国常用的110kV及以下单侧电源的供电网络发现并正确利用能可靠区分三种运行状态的可测参量或参量的新差异，就可以形成新的继电保护原理。在此以图1-1为例分析一下利用不同电气量特征分别能构成哪种保护：1.线路电流幅值正常时：负荷电流短路时：短路电流I→短路时电流幅值增大—构成→过电流保护2.母线的相间或对地电压幅值短路时：短路点的相间或对地电压降低到零 差异→短路时电压幅值降低3.线路始端电压与电流之比(即测量阻抗)图1-2220kV及以上多侧电源的输电网路及负荷阻抗角(功率因数角)构成→距离保护(低阻抗保护)如图1-2所示，其中：差异→短路时测量阻抗幅值降低，阻抗角增大那么,A-B两侧电流的大小相等，相位相差180°,两侧电流的矢量和为零。外部短路——如图1-2(b)所示，如果规定电流的正方向是从母线流向线路，那么,A-B两侧电流的大小相等，相位相差180°,两侧电流的矢量和为零。内部短路——如图1-2(c)所示，两侧电源分别向短路点供给短路电流I'a₂和I”2,都是由母线流向线路，此时两个电流一般不相等，在理想条件下(两侧电势同相位且全系统的阻抗角相等),两个电流同相位，两个电流的矢量和等于短路点的总电流，其值较大。其他类型的保护有：1.纵联保护——利用某种通信通道同时比较被保护元件两侧正常运行与故障时电气量差异的保护。①电流差动保护——利用内部与外部短路时两侧电流矢量的差别构成。②电流相位差动保护——利用内部与外部短路时两侧电流相位的差别构成。图1-3过电流保护单相原理图③方向比较式纵联保护——利用内部与外部短路时两侧功率方向的差别构成。以上保护常被用做220kV及以上输电网络和较大容量发电机、变压器、电动机等电力元件的主保护。2.反映非电量特征的保护①气体保护——当变压器油箱内部的绕组短路时，反应于变压器油受热分解所产生的气体保护。②过热保护——当变压器油箱内部的绕组短路时，反应于电动机绕组温度的升高而构成的保护。1.2.2构成在供电系统中应用各种继电保护装置，尽管它们在结构上各不相同，但基本上是由测量、逻辑、执行三种功能部分组成，如图1-4所示1整定值跳闸或信号逻辑23图1-4继电保护装置组成方框图(1)测量部分测量从被保护对象输入的有关物理量(如电流、电压、阻抗、功率方向等),根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置1.2.3分类(1)按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机(2)按保护原理分类：电流保护、电压保护、距(4)按构成继电保护装置的继电器原理分类：机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；主保护——满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。②近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保第二章微机保护装置设计2.1微机保护简介机对话，外部通信等6部分组成，其中微型机主系统是核心部件，其他5部分是模拟量输入部分是将互感器输入的模拟电信号正确的变换成离散化的数字1)输入变换及电压形成他接受来自电力互感器二次侧的电压、电流信号，2)低通滤波器作用是抑制输入信号中岁保护无用的较高的频率的成分，以3)采样保持器S/H所谓采样保持，就是在某一刻抽取输入信号的瞬时值，4)多路转换器它可有CPU通过编码器控制将多通道输入信号(由S/H送来)依次与一路输出端连接，与输出端与模数变换器的输入端项链。此时，只用5)模数转换器A/D它将由S/H抽取并保持的输入模拟信号的瞬时值变换闸状态、开关或继电器触点的“通”或“断”状态、控制信号的“有”或“无”CPU、整个微机保护的指挥中枢，程序的运行依赖于CPU来实现；存储器、它用来保存程序和数据；定时器/计数器、提供定时采样触发信号、形成中断控人机对话部分建立起微机保护装置与使用者之间的信息联系，以便对保护装外部通信部分提供信息通道与变电站计算机局域网以及电力系统远程通信网2.2微机保护装置原理重合闸的起动方式可以由保护动作起动或开关位置不对应起动方式；当与本公司其它产品一起使用有二套重合闸时，二套装置的重合闸可以同时投入，不会出现二次重合，与其它装置的重合闸配合时，可考虑用压板仅投入一套重合闸。三相重合时，可采用检线路无压重合闸或检同期重合闸，也可采用快速直接重合闸方式，检无压时，检查线路电压或母线电压小于30V;检同期时，检查线路电压和母线电压大于40V,且线路和母线电压间相位差在整定范围内。非全相运行状态下，将纵联零序退出，退出与断开相相关的相、相间变化量方向、变化量距离继电器，RCS-901A将零序过流保护Ⅱ段退出，Ⅲ段不经方向制，RCS-901D将零序过流保护Ⅱ段退出，零序反时限过流不经方向元件控制。单相重合闸时，零序过流加速经60ms跳闸，距离Ⅱ段受振荡闭锁控制经25ms延控制回路断线控制回路断线低压减载动作动作显示及远传低频减载动作检无压投入0N外部闭锁重合闸手跳闭锁事件记录&充电完毕不对应启动投入保护启动投入≥1重合闸放电&充电时间开关跳位开关合位合闸&&图2-2三相一次重合闸原理图时三相跳闸；三相重合闸或手合时，零序电流大于加速定值时经100ms延时三相跳闸；三相重合闸时，经整定控制字选择加速不经振荡闭锁的距离Ⅱ、Ⅲ段，否则总是加速经振荡闭锁的距离Ⅱ段；手合时总是加速距离Ⅲ段。当线路因任何原因切除两相时，由单相运行三跳元件经零序压板控制切除三相，其判据为：有两相TWJ动作且对应相无流(<0.06In),而零序电流大于0.15In,则延时150ms发单相运行三跳命令。保护单跳固定、保护三跳固定为本保护动作跳闸形成的跳闸固定，单相故障，故障无电流时该相跳闸固定动作，三相跳闸，三相电流全部消失时三相跳闸固定外部单跳固定、外部三跳固定分别为其它保护来的单跳起动重合、三跳起动重合输入由本保护经无流判别形成的跳闸固定；重合闸退出指重合闸方式把手置于停用位置，或定值中重合闸投入控制字置“0”,则重合闸退出。本装置重合闸退出并不代表线路重合闸退出，保护仍是选相跳闸的。要实现线路重合闸停用，需将沟三闭重压板投上。当重合闸方式把手置于运行位置(单重、三重或综重)且定值中重合闸投入控制字置“1”时，本装置重合闸投入。TV断线时重合放电。重合闸充电在正常运行时进行，重合闸投入、无TWJ、无压力低闭重输入、TV断线和其它闭重输入经15秒后充电完成。本装置重合闸为一次重合闸方式，用于单开关的线路，一般不用于3/2开关方式，可实现单相重合闸、三相重合闸和综合重合闸。重合闸的起动方式有本保护跳闸起动、其它保护跳闸起动和经用户选择的不对应起动。三相重合时，可选用检线路无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重合闸方式。检无压时，检查线路电压或母线电压小于30伏时，检无压条件满足，而不管线路电压用的是相电压还是相间电压；检同期时，检查线路电压和母线电压大于40伏且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时，检同期条件满足。正常运行时，保护检测线路电压与母线A相电压的相角差，设为中，检同期时，检测线路电压与母线A相电压的相角差是否在(φ一定值)至(φ十定值)范围内，因此不管线路电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压，保护能够过流保护投入0过流保护投入0N动作显示及远传-Tset低电压闭锁投入0NJab≤IJsetUca≤Jset方向保护投入ON正方向跳闸事件记录&图2.3过电流保护原理接线图距离保护用户选择“投负荷限制距离”,则I、Ⅱ、Ⅲ段的接地和相间距离不到10ms,则开放振荡闭锁160ms,另外不对称故障开放元件、对称故障开放元相运行再故障时，距离Ⅱ段受振荡闭锁开放元件控制，经120ms延时三相“投三重加速Ⅲ段距离”、由不经振荡闭锁的Ⅱ段或Ⅲ+220V+220V控制电源瑞也监视合间回路合间回路重合间阶就回路手合湿合虚数委间回路手外接保护间1保护粥间磁间回路合位监视机卡保护保护电流保护电流?零序电流母线电压:零序电压线路电压接地XXxi-28A5A7公共端弹簧未储能开关量开闭锁重合闸开入1开入2开入3开入4-220V机箱接地第三章发电机保护设计3.1发电机故障及不正常运行状态发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作3.1.1发电机故障类型振动后会破坏各轴承与轴瓦之间的间隙，造成“拉瓦”,排除故障需要相当长的3.1.2不正常运行状态②过负荷。由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷；由于外部不对称短路或不对称负荷(如单相负荷，非全相运行等)而引起的发电机负序过区为100%的定子接地保护，保护带时限动作于信号，必要时也可以动作于切。3.2发电机保护的配置1、纵差动保护当发电机定子绕组有2个以上的分支且连接成双星形，每个分支都有引出线时，当发电机电压回路回路的接地电容电流(未经消弧线圈补偿)大于或等于5A时，保护动作于跳闸、停机、灭磁。;当接地电容电流小于5A时，保护应动作信号。4、过电流保护一般应配置低电压过流或复合电压过流保护反应外部短路引起的定子绕组过电7、转子绕组一点接地保护3.3.1工作原理3.3.2发电机纵差保护的整定计算I₀p=KlenI₀=KLmbmx式中：短路电流非周期分量影响系数，电流继电器取1.5～2,BCH-2继电器取1;可靠系数一般取1.3。取1、2两项中的最大值为保护动作整定值。I=0.2Iv在发电机中性点附近短路，当过渡电阻不为零时，短路电流很小，保护存在动作三、由BCH—2差动继电器构成的发电机纵差动保护1.动作电流大于发电机额定电流时差动保护的动作电流保护动作电流应躲开外部短路时最大不平衡电流，即I≥Kxls=Kx·K)a·Kf·j·lmax式中K₄一可靠系数，采用1.3;Ijs—计算不平衡电流；Kca一考虑非周期分量影响的系数。当采用BCH-2继电器K—电流互感器同形系数，采用0.5;Iamx—在发电及外部三相短路时，流经保护的最大周期性短对于水轮发电机，由于电抗X"的数值比汽轮发电机大，其出口处发生三相短路的最大短路电流约为：I₂mx=51,为避免保护在电流互感器二次回路断线时误动作，保护动作电流应大于发电机的最大负荷电流，即L=Kkle.j式中K₄一可靠系数，采用1.32.灵敏系数式中Ian—发电机出口两相短路时，流经保护最小周期性短路电流相当于0.55IN.G.2,还可保证TA二对于大型机组或水内冷机组，中性点相间短路的几率比较大，以上2种保护方式3.4发电机横差保护(1)发电机裂相横差保护1)一个分支绕组内部发生匝间短路时：图3-1某一绕组内部匝间短路横差动保护此时两个分支绕组的电势将不等，出现环流I,这时在电流差动回路中将会有,若此电流大于启动电流，保护可靠动作。但是当短路匝数α较小时，2)同相并联分支绕组间发生匝间短路时：此时，只要这两个分支绕组短路点存时差动电流为图3-2同相不同绕组匝间短路横差动保护(2)单元件横差动保护范围内达100以上，保护只反应基波分量。1)横差保护次灵敏段，相当于传统单元件横差保护。2)横差保护灵敏段：装置采用相电流比率制动的横差保护原理，其动作方程：/m<1Im≥l3.5发电机定子绕组单相接地保护发生单相接地的故障比例很高，约占定子故障的70%-80%。由于大型发电机组采用3次谐波滤过器可以降低电压继电器的整定值、提高灵敏度；保护延时的目一般低压继电器的整定值为10V左右，保护的范围可达90%左右。二、具有100%保护范围的发电机定子绕组接地保护双频式100%接地保护是由基波零序电压和3次谐波电压保护构成。基波零序电压保护定子绕组的90%左右，3次谐波电压保护反应定子绕组其余部分的接地故定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布；发电机定子绕组距中性点a处发生金属性单相接地，当α<50%,Us3>UN3;当α>50%时，Us3<UN3。利用Us3作为动作量，利用UN3作为制动量，构成的接地保护动作范围0～50%。3.6发电机定子绕组匝间短路的保护一、横差电流保护使用条件：每相绕组有两个以上并联支路，且中性点都有引出。动作原理：若发生定子绕组匝间短路，则故障相绕组的两个分支的电势不相等，因而在定子绕组中出现环流，通过中性点连线，该电流大于保护的动作电流，则保护动作，跳开发电机断路器及灭磁开关。横差保护动作电流：Ip=(0.2~0.3)Iav二、反应零序电压的匝间短路保护落G当发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出现零序电压。三、反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护发电机定子绕组发生匝间短路时，在转子回路中将出现2次谐波电流，因此利用转子中的2次谐波电流，可以构成匝间短路保护。TATA1LEAT2魂过器负序电流2次调波电流丝电器负序功率方向器2次璃读魂过器执行元件3.7发电机负序电流保护3.7.1定时限过电流保护(1)单相式低电压启动过电流保护单相式的低电压启动过电流保护—由接于相电流上的过电流继电器KA1和接于线电压上的低电压继电器KV组成，以专门反应三相对称短路。与负序过电流保护并联工作的，经过时间继电器KT1的延时后动作于跳闸。(2)负序过电流保护(过负荷信号部分)KA3具有较小的整定值，当负序电流超过发电机的长期允许值时，经时间继电器KT2的延时后，发出发电机的不对称过负荷信号。整定原则：躲开发电机长期允许的负序电流值和最大负荷下负序过滤器的不平衡电流(均应考虑继电器返回系数)。一般情况下其整定值可取为：式中I₂—负序过电流保护值；I₂—长期允许的负序电流。动作时限应保证外部不对称短路时动作选择性，一般取5~10s。(3)负序过电流保护(跳闸部分)继电器KA2具有较大的整定值，经时间继电器KT1的延时后动作于发电机图3-4发电机负序电流及单相式电压启动过电流保护原理接线图动作电流的选择：给出一个计算时间t,动作时限一般取为3~5s。两段式定时限负序过电流保护的动作特性与发电机允许的负序电流曲线不3.7.2反时限负序过电流保护反时限曲线特性如图3-5所示。它由上线定时限、反时限、下限定时限三个式中K₂——发电机的A值；图3-5反时限负序过电流保护动作特性曲线tuytuy&十发信号/跳闸5图3-6发电机反时限负序过电流保护逻辑图如果负序电流低于下限整定值，但不足以使反时限部分动作，或反时限部分动作时间太长，则按下限定时限动作。发电机反时限负序过电流保护逻辑图如图3-6所示负序反时限特性能真实地模拟转子的热累积过程，并能模拟散热，即发电机发热后若负序电流消失，热累积并不立即消失，而是慢慢地散热消失，如此时负序电流再次增大，则上一次的热累积将成为该次的初值。3.8发电机失磁保护发电机失磁故障是指发电机的励磁突然全部消失或部分消失，引起失磁的原因有转子绕组故障、励磁机故障、自动灭此开关误跳闸、半导体励磁系统中某些元件损坏或回路发生故障及误操作等。各种失磁故障综合看起来，有以下几种形式：励磁绕组直接断路或经励磁电机电枢绕组闭路而引起的失磁，励磁绕组开路引起的失磁，励磁绕组经灭磁电阻短接而失磁，励磁绕组经整流器闭路(交流电源消失)失磁。发电机失磁保护反应发电机低励失磁引起的异常运行，由以下三个判据组合实现完整的保护功能。(1)阻抗圆判据阻抗圆判据是失磁保护的主可以整定为异步阻抗圆或静稳边界圆失磁阻抗圆特性图右图中，深色部分为异步阻抗圆；浅色为静稳边界圆。(2)系统低电压判据电压一般取白升压变压器高压侧三相电压，动作条件a)三相电压同时低于定值；b)三相电压同时大于10V条件b)是为防止TV失压或断线时，判据误动作。(3)转子低电压判据(Va-P)Vg-P特性图图中，V,为定值‘转子低电压定值’,斜率K,为定值‘转子低电压系数’。系统三相低压与失磁三段动作阻抗园满足机端TV断线转子低电压满足与或内部延时-或与2失磁一段动作失磁二段动作3.9发电机励磁回路接地保护一、励磁回路一点接地保护1、绝缘检查装置正常时，两电压表的读数相等，当励磁回路对地绝缘水平下降时，两电压表读数不相等。缺点是：在励磁绕组中点接地时，两电压表读数也相等，即存在动作死区。2、直流电桥式一点接地保护通过合理选择、调整各臂电阻值。可做到励磁绕组正常运行时，电桥处于平衡状态。当励磁绕组发生一点接地时，电桥失去平衡，流过继电器的电流大于其动作电流，保护动作。缺点是：接地点靠近中点M时，保护无法动作(有死区)。消除死区措施：①在电阻R1的桥臂中串接了非线性元件稳压管，其阻值随外加励磁电压的大小而变化，因此，保护装置的死区随励磁电压改变而移动位置。这样在某一电压下的死区，在另一电压下则变为动作区，从而减小了保护拒动的机率。②转子偏心和磁路不对称等原因产生的转子绕组的交流电压，使转子绕组中点对地电压不保持为零，而是在一定范围内波动。利用这个波动的电压来消除保护死二、励磁回路二点接地保护直流电桥式励磁回路两点接地保护原理接线如图所示。在发电机励磁回路一点接地后，投入两点接地保护，当发电机励磁回路两点接地时，该保护经延时动作于停机。(汽轮发电机组采用)①若K2点离K1点很近，通过继电器的电流小于继电器动作电流，保护将拒动，因此保护存在死区，死区范围在10%左右。②若第一个接地点K1点发生在转子绕组的正极或负极端，则因电桥失去作用，不论第二点接地发生在何处，保护装置将拒动，死区100%。电桥由励磁回路电阻Re和附加电阻Rab构成直流电桥四个臂。毫伏表和电流继电器接在对角线上。一点接地后，调节R滑动触点，使电桥平衡。两点接地时，电桥平衡关系破坏，保护动作。RaRmVKA/kI器III器III&H2KV¹t0[J.2图3-7直流电桥式励磁回路两点接地保护原理接线3.10复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护，它是低电压过电流保护的一个发展，其原理接线如图3-8所示。KV1——低电压继电器，接于线电压上，作为三相短路故障时的电压保护；KV2——负序过电压继电器，接于负序电压滤过器上，作为不对称故障时的过电流继电器和低电压继电器的整定原则与低电压启动过电流保护相同。负序过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压来整定，通常取U₂=(0.06～0.12)U,图3-8复合电压启动的过电流保护的原理接线图复合电压启动过电流保护在不对称故障时电压继电器的灵敏度高，并且接线比较简单，因此应用比较广泛。第四章发电机保护的整定计算4.1BCH-2型继电器构成的差动保护对于水轮发电机，由于电抗X"的数值比汽轮发电机大，其出口处发生三相I₂mx=5leI≥Kkl=K·K·Kf·i·lmx流，即Iu=KkIer=1.3×3.69=4.79(kA)(4)断线监视继电器的动作电流计算为了防止电流互感器二次回路断线时差动保护误动作，装设断线监视继电2.G₀发电机纵差保护整定由前可知Iama=5Ie=5×1.58=7.9kAI≥KkI)p=Kx·K-a·K₄f··l₄ma=1.3×0.5×1×0.1×7.9=0.51kAla=Kl₆r=1.3×1.58=2.05kA则取I=2.05(kA)4.2横联差动保护整定计算整定原则：能可靠躲过外部不对称故障或不正常工运行)时流过发电机两个中性点之问的最大不平衡电流。可按下式进行计算。I₄=Kn(K₁+K₂+K₃)l₆K₁—同相不同分支绕组参数不同产生的不平衡电流，可取0.03x2=0.06;K,—磁场气隙不均匀产生的不平衡电流，取0.05;K₃—因转子偏心(失磁或外部不对称短路)产生的不平衡电流，取0.1;代入上式，得I=(0.3～0.4)I为防止转子绕组两点接地故障时误动，在转子一点保护动作后增加0.5秒的延时。2.裂相横差具有比率制动特性的裂相横差，要求整定计算的有初始动作电流I、拐点电流I及比率制动系数K(特性曲线的斜率)。(1)I按躲过正常工况下最大不平衡电流来整定K—可靠系数，取1.5~2;K₁—电流互感器误差，取0.06;K,—气隙场不均匀误差，取0.05;K₃—通道传输及调整误差，取0.1;代入上式，得I,—发电机额定电流。(2)拐点电流，取0.4I。按躲过外部故障切除后，两侧TA暂态特性不一致产生的最大不平衡电流来整定。(3)比率制动系数外部不对称故障产生的最大不平衡电流制动系数4.3复合电压启动的过电流保护整定计算1.G₁-G₄发电机复合电压启动的过电流保护整定Kk—可靠系数，采用1.2K₄—返回系数，采用0.85U₂=0.06Ua=0.06×13.8KV=0.828KVU=(0.5-0.6)U。=7.3KV2.G₀发电机复合电压启动的过电流保护整定U₂=0.06U。=0.06×10.5KV=0.63KVU=(0.5-0.6)Ue=5.5KV(4)灵敏系数按后备保护范围末端段路进行校验4.4过负荷保护整定计算4.5定子单相接地保护整定计算保护动作电流根据外部发生单相接地并伴随外部两相短路的选择性来选择，需要躲过发电机固有电容电流和不平衡电流，一次动作电流不超过5A。第五章母线保护1)在110KV及以上的双母线和单母线分段情况下，为保证有选择性地切除任一组(或段)母线上所发生的故障，而另一组(或段)无故障的母线仍能继续电流和流出的电流相等，或表示为ZI总=0;b)当母线上发生故障时，所有与电源连接元件都向故障点供给短路电流，而在供电负荷的连接元件中电流等于零，因此ZI总=Id。c)从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行以及外部故障时，至少5.2母线差动保护基本原理差动保护所必须考虑的特点是在母线上一般连接着较多的电气元件(如线路、变压器、发电机等)。因此，就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加(1)在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，或表示为;(2)当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的负荷电流，按基尔霍夫电流定律，(短路点的总电流);(3)如从每个连接元件中电流的相位来看，则在正常运行以及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，具体说来，就是电流流入的元件和电流流出的元件这两者的相位相反。而当母线故障时，除电流等于零的元件以外，其它元件中的电流是接近同相位的。根据原则(1)和原则(2)可构成电流差动保护，根据原则(3)可构成电流比相式差动保护。5.2.1母联电流比相