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星-三角转换时接触器为何会发生粘连接触器从星到角转换是解决启动问题，当启动完毕后，星接触器释放，其辅助接点常闭接通，而这是主接点的电流正在拉弧，角接触器吸上必然有时短路，解决方法是在安装一只失电延时的时间继电器与星线圈并联，时间设定为0.2S左右，将角接触器的线圈串连在时间继电器的常闭上。这样可防止粘连。 另外，电机如果启动频繁，接触器按AC4负载选型，此外可选用施耐德的时间延时头，专门为星三角启动设计生产的，其延时闭合和延时断开有几十毫秒的间隔，保证切换瞬间没有短路。
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jzyxwh
沙发
一)电桥式两点接地保护
2006-02-11 21:48:11
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jzyxwh
板凳
(四)切换采样式一点接地保护
2006-02-11 21:48:11
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加载更多电桥式两点接地保护的原理图示于图1.10.17。电位器R接于励磁回路的正、负极之间， 动 臂经继电器J接地。当发生一点接地故障后(例如图1.10.17中的点①)，把保护装置投入 ，故障 〖请看图片XD66，+54mm。50mm，Y#〗 图1.10.17 电桥式两点接地保 护的原理图
点①将励磁绕组一分为二，构成电桥的两臂，利用电位器R调平衡。此时保护装置进入 工作状态。当第二点(例如点②)发生接地故障后，平衡破坏，继电器J动作。
继电器J有两个绕组，把电桥对角线上的交流分量经辅助互感器FH引入绕组2，用以 抵消同一交流分量在绕组1中产生的磁势，从而消除了交流分量的影响。
这种电桥式两点接地保护，我国还在普遍应用。但是它存在着两个重要的缺点：
(1)因为是在发生一点接地后才能投入工作，所以同时发生两点(或多点)接地时，或者相继 发 生第二点接地时，保护装置都不能及时反应，失去保护作用。这个缺点对水冷机组，显得更 加重要。
(2)如果第一个接地故障点发生在正极或负极端，则由于电桥失去作用，不论第二点接地发 生在何处，保护装置都将拒动，即此时死区为100%。
由于电桥式两点接地保护在原理上存在上述缺点，所以不能满足大机组的需要，有待研制新 型两点接地保护以取代之。
(二)利用高频阻抗的两点接地保护
发电机励磁绕组的等效电路，可以表示为绕组电感L、总匝间电容C和表示转子本体 有效损耗 的电阻R相并联的回路，见图1.10.18(a)。而励磁绕组的漏抗和电阻很小，可略去不计 。这样，对某一角频率ω而言，励磁绕组的阻抗为
Zfd= jωLR (1-ω2LC)R +jωL (28)
阻抗Zfd的大小，随频率f而变化，图1.10.18(b)是一台32万kW汽轮发电 机 的励磁绕组阻抗随频率f变化的实测曲线，其中曲线1表示的是正常情况的曲线，曲线2 表示的是一匝被短接情况下的曲线。
由式(28)知道，当1-ω2LC=0时，励磁回路的L、C谐振，谐振频率为
f0= 1 2π LC (29)
当频率f<f0时，随f增加，阻抗Zfd变大；反之，当f>f 0时，Zfd随f增加而变小，见图1.10.18(b)。
当励磁绕组发生两点接地故障时，部分绕组被短路，此时，谐振频率提高。在频率较低的范 围内，在同一
频率f值下，Zfd值要比正常情况下小，而在频率f值较高 的情况下，则恰好相反。
比较图1.10.18(b)中的两条曲线可知，频率很低时，部分绕组被短路后，Zfd 的变 化不明显，而当频率较高时，例如f=3～10kHz及以上时，Zfd则有比较明显 的 变化。基于励磁绕组阻抗特性的这一特征，我们就可以利用测量励磁绕组高频阻抗变化的方 法，来构成两点接地保护。
对于用高频励磁机的发电机，若励磁机的频率为500Hz，用三相桥式整流装置，则最低次谐 波的频率为6fe=3000Hz，其幅值是基波电压的2/35倍。在图1.10.18(b)所示的情况下 ，当 f=3000Hz时，正常情况下Zfd=90Ω，当一匝短路后，Zfd=78Ω， 下降了13%，因而可以利用励磁系统中固有的6次谐波电压来构成两点接地保护。
〖请看图片XD67，+44mm。103mm，BP#〗 图1.10.18 汽轮发电机 励磁绕组阻抗的频率特性 (a)励磁绕组等效电路；(b)频率特性 曲线1——正常情况；曲线2——有短路线匝时
在其他情况下，例如用直流励磁机、频率较低(例如100Hz)的交流励磁机时，则可加叠加高 频电压的方法构成两点接地保护。
应当指出，按照上面列举的数据，当一匝被短接时，Zfd由90Ω下降到78Ω，即 下降到正常值87%。一般情况下，从保证选择性方面看，这样的变化幅度，还不够明显，缺 乏足够的裕度。因此，用这种原理构成两点接地保护装置时，要作到能反应一匝被短路的故 障，就必须精确地设计和仔细地调整。否则，将难于达到这样高的灵敏度(在保证选择性前 提下)。
图1.10.19是苏联研制的一种利用6次谐波电压的两点接地保护原理图。这种保护装置，实质 上是 一种绝对值比较的阻抗继电器。用高频电抗互感器GKH取出励磁电流中的高频分量，作 为动作量，加到整流桥BZ1的输入端；用R1～R3组成分压器，再经耦合 电容C1和C2取出励磁电压中的高频分量，作为制动量，加到整流桥BZ2 的 输入端。比较元件是继电器J。由于信号源内阻抗比较高，应当采用高输入阻抗的比较 元件。此外，分压器和耦合电容，都应当能承受强励电压。
〖请看图片XD68，+31mm。95mm，BP#〗 图1.10.19 利用高频阻抗的两 点接地保护原理图
设励磁电压中的6次谐波电压和电流分别这U · 和
I · ；电抗互感器的变比为nK，其励磁阻抗为ZK；分压 器的分压系数为nf，则保护装置的动作条件可写为
｜nfU · ｜≤｜nKZKI · ｜ (30)
注意到测量阻抗Zfd=U · /I · ， 则式(30)变为
Zfd ≤ Zzd Z zd= nKZK nf (31)
在前面已经提到，对于图1.10.18(b)的情况，当一匝被短接后，高频阻抗仅下降13%。 因此为 提高灵敏度，尽量缩小死区，必须使继电器的返回系数尽可能接近1。在苏联设计的装置中 ，比较元件是一高输入阻抗的晶体管继电器，其返回系数是1.04。若计及可靠系数1.05，则 整定阻抗Zzd=90/1.04×1.05=82.5Ω，大于78Ω。这就是说，当一匝被短路后， 保护装置尚能动作，灵敏系数为82.5/78=1.06，比较低；在正常运行时不误动的可靠系数90 /82.5=1.09，也是不高的，可见利用高频阻抗的大小来判定是否发生了励磁回路两点接地故 障 ，不是非常理想的方法。而且，这种原理的保护装置，受到励磁机型式的限制，有很大的局 限性。
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保护原理图如图1.10.13所示，其中 RC网络的接线和切换采样的时序由图1.1 0.14和图1.10.15表示。
图中Rf表示励磁绕组LE一点接地的过渡电阻，电容C1、C2、C 3用来滤去谐波电流和干扰信号 对保护装置的影响，R1～R4以及Rc组成采样网络，用切换开关S1～ S3来改变该网络的接线，切换过程按图1.10.15时序依次进行。由于存在LE的对地电 容以 及C1～C3，在分别接通S1、S2和S3时，必有较大的暂态电流，因此在分别接 通S1、S2或S3时，不能立即测定电流I1、I2或I3，这些电流的测定应在 S1、S2或S3断开前瞬间(暂态已近衰减完毕)进行，即在图1.10.15的a、b、或c点 测量稳态电流I1、I2或I3，进一步由这些电流线性地形成电压U 1、U2或U3。当R1=R3=Ra，R2=R4=R b时，有 〖请看图片XD62，+42mm。120mm，BP#〗 图1.10.13 切换采样式一点接 地保护的原理图
表1.10.2 Ry=100kΩ时，RCL、CCL与C y
、ΔRx的关系
Cy(μF)
0.5 1 1.5 2 2.5 3
ΔRx(Ω) 0 100 150 200 25 0 300 350 400 500 750 1000 1250 1500 2000
RCL(kΩ) 100 80.3 73.2 67.2 62.2 57.9 54.1 50.8 45.4 36.1 30.6 25.98 23 19
CCL(μF) 0.5 0.499 0.498 0.498 0.497
0.496 0.495 0.494 0.492 0.486 0.479 0.47 0.46 0.439
RCL(kΩ) 100 50.48 40.5 33.9 29.2 25.6 22.9 20.7 17.4 12.7 10.3 8.8 7.7 6.9
CCL(μF) 1 0.997 0.995 0.992 0.989 0.
985 0.981 0.977 0.966 0.934 0.894 0.848 0.8 0.7
RCL(kΩ) 100 31.3 23.3 18.6 15.6 13.4 11.8 10.6 8.8 8.46 5.35 4.77 4.46 4.25
CCL(μF) 1.5 1.49 1.49 1.48 1.47 1.46 1.45 1.44 1.4 1.32 1.2 1.09 0.98 0.778
RCL(kΩ) 100 20.3 14.86 11.5 9.5 8.1 7 .1 6.4 5.3 4.05 3.5 3.2 3.2 3.21
CCL(μF) 2 1.99 1.98 1.96 1.94 1.92 1.9 1.87 1.8 1.62 1.41 1.22 1.05 0.78
RCL(kΩ) 100 14.1 9.9 7.7 6.4 5.4 4.8 4.3 3.7 2.9 2.6 2.5 2.58 2.82
CCL(μF) 2.5 2.48 2.46 2.43 2.4 2.38 2.3 2.25 2.14 1.84 1.53 1.26 1.03 0.71
RCL(kΩ) 100 10.2 7.1 5.5 4.57 3.9 3.4 8 3.15 2.7 2.2 2.12 2.05 2.25 2.56
CCL(μF) 3 2.97 2.94 2.89 2.83 2.76 2.69 2.6 2.44 1.98 1.59 1.2 1 0.66
〖请看图片XD63，+67mm。50mm，BP#〗 图1.10.14 RC网络的接线 图
I1= UL1 Ra+Rb+Rf
I2= UL 2Ra+Rc
I3= UL2 Ra+Rb+Rf
(18)
由U1=K13I1、U2=K2I2、U3=K1 3I3
得
U1= K13UL1 Ra+Rb+ Rf
U2= K2UL 2Ra+Rc
U3= K13UL2 Ra+Rb+Rf
(19)
且有 UL=UL1+U
L2
式中 K13，K2——比例系数。
当未发生接地故障时，Rf=∞或很大，所以有
U1+U3<U2
〖请看图片XD64，+20mm。60mm，BP#〗 图1.10.15 时序图
在发生接地故障时，Rf=0或很小，设定继电器在下述条件下动作：
U1+U3≥U2
以式(19)代入上式，可得动作条件为：
Rf≤ K13 K2 (2Ra+Rc)- (Ra+Rb) (20)
在整定计算时，要求励磁回路对地绝缘电阻下降到一定值时继电器动作，即首先选定R f 的大小，则在已定K13、Ra、Rb、Rc和Rf后，可由式( 20导出系数)K2为
K2= K13(2Ra+Rc) Ra+Rb +Rf (21)
调整系数K2使之满足式(21)，即可达以Ry≤Rf(整定值)时继电器动作的 要求。
由式(20)可知：表示励磁回路一点接地保护灵敏度的Rf大小，与励磁电压UL及 〖请看图片XD65，+42mm。62mm，BP#〗 图1.10.16 切换采样原理的 微机保护原理图
故障点位置无关，只要测定的电流I1、I2、I3确实是稳态值，则此保护 装置也与励磁回路对地电容Cy无关。注意到该保护的原理是建立在切换开关
S1、S2、S3的整个顺序切换过程中诸电压UL、UL1、UL2保 持不变的
基础上的，如果在切换过程的t0～t3期间，励磁电压UL和U L1、UL2发生变化，由式(20)和式(21)就不再成立，为此要求 t0- t3 尽可能短，但双必须保证切换过程的电流I1、I2、I 3已衰减到 接近稳态值。还应注意S1、S2、S3在开断瞬间的反向高电压，应选用耐高反压的电子开关。
基于
切换采样原理的励磁回路一点接地微机保护的原理图如图16所示。接地故障点k将 转子绕组分为α和1-α两部分(α为转子绕组的百分数)， Rf为故障点 过渡电阻，由4个电阻R和1个信号电阻R１组成两个网孔的直流电路。如图所示， 两个电子开关S1、S2轮流接通。当S1接通、S2断开时，可得到一组回路方程：
(R+R1+Rf)I1-(Rf+R1)I2=αE (22)
-(Rf+R1)I1+(Rf+R1+2R)I2=(1-
α)E (23)
当S2接通、S1断开时，计及直流励磁电压已变为E′相应电流变为I1′和
I2′，得另一组回路方程：
(2R+R1+Rf)I1′-(Rf+R1)I2′=α E′ (24)
-(Rf+R1)I1′+(Rf+R1+R)I2′=(1-
α)E (25)
联解式(22)～式(25)得
Rf=ER1/3ΔU-R1-2R/3 (26)
α=1/3+U1/3ΔU (27)
其中 U1=R1(I1-I2)
ΔU=U1-kU2
k=E/E′
U2=R1(I1′-I2′)
由上可见，利用微机保护所具有的计算能力，可直接从式(26)求得故障点过渡电阻值R f，从式(27)确定一点接地故障的位置α。
注意到图1.10.18的方案在S1、S2切换过程中允许直流励磁电压由E改变为E′， 不像图1.10.15的模拟式保护方案那样在S1、S2、S3切换过程中必须保持直流励磁电压E 的恒定。
励磁回路两点接地保护
(
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