装设互感器的分支数应大于或等于2,为了确定在几个分支上装设互感器和应在哪几个分支上装设互感器,必须对内部短路作进一步计算分析。 可见,为使分支数大于2的发电机能可靠地反应各种相间、匝间短路和分支开焊故障,尤其是对三峡大型发电机组来说,应慎重使用不完全差动。 (5)考虑转子二次谐波电流保护中启动元件与选择元件要求配合的严格性,以往运行中曾发生过多次误动的事实,以及其他一些技术因素,所以这种保护仅可作为三峡发电机内部故障主保护的一种选择方案。同样,纵向零序过电压保护的配置也有待作进一步的研究。 以上分析是建立在常规条件基础上的,实际运行时,有可能发生一些极端情况(如有两点对地或机端发生某种相间短路),这时各种保护会存在差别: 1)纵差电流与裂相差电流明显地要大一些。即使如此,当短路发生在发电机中性点时,或短路位于中性点附近并考虑电弧电阻时,短路电流也不大,在一定的动作电流下,就会出现相应的保护死区。所以,应考虑尽可能地确保在外部短路时不误动的条件下,减小发电机纵差或裂相保护的动作电流。 2)横差保护的灵敏度要低一些。当短路点靠近机端时,相当于所有分支均短路,此时横差继电器将不能动作,故障靠纵差与裂相保护切除;当短路点靠近中性点时,横差继电器将能动作。 3)不完全纵差保护对相间保护具有一定的灵敏度。不过,理论及实际分析都清楚地表明,在三峡发电机组中使用不完全纵差保护必须谨慎,至少应进行各种内部故障的详细计算,并合理地确定差动回路的接法后才予以考虑。 4 结束语 为分析本文提出的各种保护方案,详细计算了不同故障时的差动电流值,并通过典型情况作简要分析,给出较优的保护配置。同时得出以下结论: (1)高灵敏度的横差保护一般仅用一支电流互感器,也没有其他短路保护方案的断线闭锁等环节。对于大型水轮发电机组,其中性点具备装设高灵敏度横差保护的条件,值得推广。 (2)为提高灵敏度,横差保护的CT变比选择可适当地放小,如取为额定类比的1/5~1/10,但切忌变比太小,因为当发生严重匝间短路或不对称相间短路时,横差电流将远大于额定电流,会引起CT严重饱和,甚至引起拒动或延时动作。同时,横差保护必须有三次谐波过滤器,使当外部发生三相短路时能滤去极大的三次谐波不平衡电流,使动作电流能躲过较小的基波不平衡电流。 (3)笔者认为,变比的选择应遵循以下原则:①保证在任何可能的发电机正常运行条件下保护不误动。②在保证①的前提下,使保护的灵敏度在满负荷时尽可能高,这是因为发电机满负荷或接近满负荷状态运行的时候居多。 (4)作为相间短路主保护的纵差保护,对匝间短路没有多大作用。 (5)反映故障分量的不对称保护仍然是一个比较简单、可靠且灵敏度较高的方案。
参考文献 1 尹项根.同步发电机定子绕组故障瞬变过程数字仿真及其微机继电保护新原理的研究.华中理工大学博士论文,1989 2 王维俭.电气主设备保护原理与应用.北京:中国电力出版社,1996 3 史世文.大机组继电保护.北京:水利电力出版社,1987 4 IEEE Tutoriol Course.Microprocessor relays and protection systems.IEEE Inc.1987
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