XCR5064C-15VQG100C频故障后,经固定延时电路输出故障信号,指示电源有欠频故障发生,同时使gCB断开。

过频保护原理,过频保护与欠频保护的原理基本相同。运放A3的输出uo3和欠频电路不同,在电源频率F正常时,基准电压叹的数值小,输出宽度较小的脉冲,波形和图7-33相似,运放A3输出脉冲的宽度与电源频率F成反比,这样的脉冲使得晶体管T3不断地导通和关断,电容C4不断地充放电。

在电源频率r正常时,运放A3输出脉冲的宽度较小,因而T3关断的时间远大于导通的时间,C4通过R1被电源E充电,T4的基极电压几乎为零,没有故障信号输出。显然,电源频率越低,运

放A3输出脉冲的宽度越小,T4的基极电压越接近于零,因而这个电路对欠频故障不起作用。

在电源频率∫升高时,运放A3输出脉冲的宽度增加,因而T3导通的时间开始增加,

C4通过R1被电源E充电的时间缩短,被放电的时间增加,当电源频率超过故障动作频率时(一般为430Hz),C4几乎不能被E充电,T4的基极电压就升高,使得T4导通,输出故障信号。经过固定延时后直接给出故障信号,断开GCB。固定延时具有防止瞬时过频引起误动作的作用。

并联供电系统中的励磁故障及其保护,以上讨论的几种故障及保护都是单台发电机与多台发电机并联系统中所共有的,而在并联系统中还有一些特殊的问题。如励磁故障,在单台发电机系统或多台发电机单独供电系统中仅表现为电压的故障,它可由过电压或低电压保护线路来检测并保护。但在并联系统中,

一台发电机励磁电流的变化,仅能引起电网电压微小的变化,而主要是影响并联的各台发电机之间无功负载的分配。在第六章中已经提到,当发电机之间的无功负载不均匀分配超过允许值时,不仅使系统容量得不到充分利用,更主要的是将使担负无功负载多的发电机过热而损坏,使担负无功负载少的发电机由于极限功率的降低而容易失步,危及正常供电。因此,在各台发电机并联供电系统中,除了过电压和低电压保护外,还必须进行过励磁与欠励磁保护,实质上就是无功分配不均衡保护。

励磁故障的产生及保护指标,励磁故障分过励磁及欠励磁两种。故障产生的原因不外乎是励磁电路的短路或断路、调压器的故障或调定电压的错误以及并联无功电流分配环的故障等。前面已经提到,在并联系统中,励磁故障会引起无功电流分配的不均衡,因此,励磁故障保护线路中的敏感电路主要运放的输出脉冲.

敏感无功电流分配不均衡的程度。当无功电流分配的不均衡程度超过允许范围时,励磁故障保护线路就动作。

由于并联系统中引起励磁故障的原因有两种:一种是内部原因,如发电机励磁回路故障和调压器故障;另一种是外部原因,如无功电流分配环故障,因此,对保护装置就提出了一些不同的要求。如果是由于外因造成的励磁故障,则在发电机退出并联后,一般情况下发电机均能恢复正常,可以单独供电,而不应该断开发电机断路器GCB和发电机磁场控制继电器GCR。如果是由于内因造成的励磁故障,则在发电机退出并联后,一般发电机还会出现过电压或低电压故障,此时应该断开CbR和GCB。

励磁故障的保护―般分为两种,即过励磁保护和欠励磁保护。其保护指标可以这样来选择:将并联的发电机在单独运行时的过、低电压保护的动作点所对应的励磁程度分别作为过、欠励保护的动作点。下面以过励磁为例来说明这样选择的理由。

假设过励磁故障是内因所致,则发电机退出并联后,过电压保护装置应该起作用。如果过励磁保护的动作点选得比相应的过电压保护动作点低,则发电机退出并联后,过电压保护装置不动作,发电机单独向用电设备供电。但这时发电机的电压一般已超过了稳态电压极限的要求,长期运行对发电机系统及用电设备都是不利的。如过励磁保护的动作点选择得比相应的过电压保护动作点高,则故障发电机将不能及时退出并联,而继续在电网上运行,这样使发电机因负担过多的无功电流而过热,缩短了使用寿命,同时也降低了系统的利用率,降低了并联运行的稳定性。另外,在无功电流分配环和无功电流不均衡保护环中经常有一个很大的差动电流(即环流)在流动,这也是系统所不希望的。因此,过励磁保护的动作点必须和过电压保护的动作点相协调。同样的道理,欠励磁保护的动作点也必须和低电压保护的动作点相协调。

必须指出,过励磁保护的时间特性与过电压保护一样,也要求反延时规律。因为过励磁越严重,则危害越大,保护装置动作应越快;而欠励磁保护则与低电压保护一样,应具有固定的延时。

典型过励磁保护线路,图7-34为一个过励磁保护的典型线路。它大体上可分为无功电流不均衡敏感电路和反延时电路两部分。与图7-11所示的过电压保护线路相比可知,过电压保护线路的故障信号送到GCR故障信号放大器,使CbR和GCB动作;而过励磁保护线路的故障信号送至BTB信号放大器,经BTB动作而使发电机退出并联。反延时采用阻容电路实现,这里不再叙述。

无功电流不均衡敏感电路由变压器Bl、无功电流不均衡保护环(由电流互感器CT和电流电压变换器B2等组成)及三相桥式全波整流器等组成。

前面已经提到,并联运行中过励的发电机担负的无功电流大,欠励的发电机担负的无功电流小。如果要检测发电机是否过励,则只要检测它是否承担了过大的无功电流即可,所以,图7-34所示线路的敏感电路就是检测发电机所负担的无功电流。当发电机所担负的无飞,功电流过大时,整流器输出的直流电压就大,分压后击穿稳压管DW1,经R5、C2反延时使BTB动作.因此,该线路只要能检测无功电流.