变压器、发电机、发电机组保护

   变压器： 主保护：瓦斯保护、差动保护 

   瓦斯保护，属于机械保护，用于保护变压器内部故障，又分轻瓦斯和重瓦斯之分，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于掉闸，动作原理是变压器内部短路过热产生气体，气体由于密度较轻聚集于变压器上部，上部空气增多则对变压器油产生向下的压力使油的液面下降，油杯浮力减小随着油面下降致使接触节点轻瓦斯动作，重瓦斯与之原理相同，只是重瓦斯油杯处于轻瓦斯油杯下方，只有更大事故的才能启动。 差动保护：变压器差动保护是在变压器一次侧、二次侧各装一个CT，由于大部分变压器是星角接线，所以两个CT要求是角星接线，这样才能使输出的相位、电压等数据具有可比性（主要是由于变压器星角接线后一次侧、二次侧会产生30°的相角差）。

   外部故障时，变压器两侧同时变化则保护不会动作，内部故障时两侧产生变化则引起差动动作。 后备保护：主要包括过电流、复合电压起动的过电流保护和负序电流保护。 后备保护需要有一定时限，也就是说不能在主保护无故障时提前动作，要滞后于主保护的动作时间。 三种后备保护只是灵敏度不同，所以三种后备保护不一定要全部使用，其中过电流保护最简单，多用于保护普通的降压变压器，动作原理简单，就是当电流超过一定数值时引起保护动作（不是根据短路电流整定的数值，而是根据一定的过电流数值整定的），复合电压起动的过电流保护是用于保护升压变压器及当过流保护灵敏度不够时的降压变压器，引起保护动作的条件不仅仅是过电流还有低电压，当同时满足两个条件时保护才能动作，这样就可以减少误动的机会，负序电流保护用于保护大容量变压器或者联络电压器，是将负序电流整定出来，正常情况下负序电流为零，当发生非三相短路的任何故障时负序电流都有变化，则保护可以启动，因此加装一个单相低电压起动的过电流保护装置就可以实现保护的目的，总体来说三种保护可以说一个比一个高级，但反过来说一个比一个复杂，投资也是不一样的，因此要实际考虑变压器的重要性来选取保护，另外保护越复杂则接线越多，可靠性就得不到保证，所以要权衡利弊。 

   后后备保护 过负荷保护就是当变压器长时间超额定功率或容量运行时保护动作，如果是发电站的变压器，三相负荷基本上都是平衡的，所以可以只装在一相上即可（节省资金啊！） 接地保护：零序电流保护和零序电压保护（这个我不太懂，希望老师傅可以指点一下，看我这样理解可以不） 零序电流保护只要是用于中性点接地的变压器，因为单相接地时会产生回路，此时电流零序比较大，保护较灵敏，零序电压保护用于保护中性点不接地的变压器，此时不形成回路则电流小但电压高，容易引起动作。（确实不懂，不敢说太多，希望老师傅批评指正。）  发电机： 发电机的差动保护分横差、纵差，横差就是匝间短路，纵差就是相间短路 现在大容量机组（为了防止定子单星型接线时负担较大）多是双星型接线，这样就会产生例如A1相与A2相匝间短路，此时就需要横差保护，因为这时纵差电流不会很大，动作灵敏度不高，单星形接线一样道理，另外匝间短路时会产生二次谐波，也可以利用二次谐波保护（优点：灵敏，缺点：外部短路时也会产生二次谐波容易引起误动作，就需要加装方向闭锁装置，总结成两个字就是“费钱”）来反映匝间短路，不过这种涉及到谐波保护的都比较复杂，小机组基本上没有。  纵差保护就是差动保护与变压器一样，就是不用再考虑星接、角接了，使用同型号的CT就行了。

   就是像发电机这种设备都会有一些不定因素对保护有扰动，因此需要一些特殊处理（例如为防止三次谐波扰动需要使用速饱和变压器等）。 接地保护：零序电压保护，零序电流保护和三次谐波保护。（有的超小型机组甚至三种都没有，靠差动保护代替了） 零序电流保护就是在发电机直接带较多厂用电时，此时外接元件对地电容比较大，当单点接地时就会形成较大的零序电流，保护容易动作 零序电压保护就多用于发电机变压器组了，此时外接元件比较少，单点接地零序电流很小但电压比较高，因此可以可靠动作，但当绕组靠近中性点处接地时零序电压也很小，所以有一定的保护死区，此时可以考三次谐波保护（费钱！，同二次谐波保护一样，小机组基本不用，另外靠近中性点处正常时电压也比较小，绝缘不易损坏，所以基本也不会发生接地情况）。还有就是零序电压保护是接在三相五柱PT的开口三角侧的 励磁回路接地保护：励磁一点接地保护和励磁两点接地保护（励磁接地保护就是转子接地保护！）一点接地发信号，两点接地则跳闸 励磁一点接地保护主要采用叠加直流电压式，通过励磁绕组与地之间的电阻变化来反映是否接地。 

   励磁两点接地保护是在发生一点接地之后投入的，因为两点接地保护需要利用一点接地才能动作，所以不需要时时投入，两点接地保护主要采用直流电桥原理，一点接地时形成电桥，两点接地时电桥平衡被破坏则保护动作。但存在死区，当接地点比较靠近时不平衡电流较小，继电器可能拒绝动作。另外由于两点保护需要利用一点接地才能产生电桥，如果一点接地之后马上出现两点接地情况可能工作人员来不及投入，转子绕组将会无保护运行，这也是一个很大的弊端。 

   失磁保护： 失磁就是励磁电流突然全部消失或部分消失导致磁场突然全部或部分消失，失磁后会导致发电机吸收无功，发出有功处于进相状态，很可能会拖垮系统，另外由于转矩等原因会使发电机进入异步运行状态，此时由于大部分发电机都有自动调节励磁装置，当发电机由系统吸收无功导致系统电压降低，自动调节励磁增加，这是就有可能产生过电流，导致各种后备保护误动作。由于失磁时会由原来的发出无功变为吸收无功，方向发生了变化，可以以此为依据选择继电器，另外也可以利用阻抗继电器的阻抗复平面来反映失磁变化。 负序过电流保护（由于发电机电压基本为一定值，因此也可叫负序过负荷保护） 发电机负序过电流保护与变压器负序过电流保护原理基本一致，只是发电机负序过电流保护有定时限和反时限之分，定时限就是在电流到达一定值时并超过整定的时限时动作，反时限则是当电流超过整定值大时工作时间较少，反之亦然。 

   发电机变压器组保护 由于发电机组可以看做是一个工作元件，因此很多保护可以同时利用以减少投资，例如差动保护、后备保护和过负荷保护等。 差动保护：发电机组差动保护可以采取大差动保护，即将两个CT装在发电机中性点侧和变压器高压侧，这样可以保护整个发电机组，如果接入厂用电可以把厂用电分支一起接入差动保护之中采用两套差动保护。 后备保护：后备保护应将CT接到发电机中性点侧，PT接到发电机出口侧，当有厂用电的情况下应该分两个时限断开各开关，首先断变压器高压侧保证厂用电，然后在断开其他断路器和励磁开关。 接地保护：由于此时发电机所接元件不多，对地电容不大，因此要使用零序电压保护，对于较重要机组可加装三次谐波保护，普通机组单用零序电压保护就可以了。 

   保护有：发电机差动保护、复合电压起动过电流保护、失磁保护、过电压保护、发电机励磁回路一点接地保护、发电机励磁回路两点接地保护、过负荷保护、变压器差动保护、瓦斯保护、变压器高压侧零序保护、低压侧单相接地保护、变压器温度保护。 保护有：发电机主变大差动保护、重瓦斯、低压闭锁过流、负序过电流保护、励磁回路一点接地、励磁回路两点接地、过负荷保护、负序过负荷保护、零序电压保护、差动短线、轻瓦斯、变压器温度保护、PT断线保护。