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          發電機過電流保護工作原理、作用、動作如何處理

                 發電機差動保護范圍外發生故障而故障設備的保護或斷路器拒絕動作時,或發電機電壓母線(小水電站一般不設置專門的母線保護)發生故障時,將會引起發電機過電流。為此,發電機通常設置有過電流保護。過電流保護既作為發電機外部故障的保護,也作為差動保護(點擊閱讀)的后備保護。

               過電流保護可進一步分為:一般過電流保護、低電壓啟動過電流保護和復合電壓啟動過電流保護等。本文介紹一般過電流保護。
               一般過電流保護通常稱為過電流保護,用于單機容量800kW以下的小型水輪發電機。
           
          發電機過電流保護的工作原理:
                 當發電機定子電流小于某一設定值(過電流繼電器的整定值)時,過電流保護不動作;而當發電機定子電流大于等于過電流繼電器的整定值時,過電流保護動作。為了防止發電機過負荷時過電流保護誤動作,過電流保護的動作值必須躲過發電機最大負荷電流。
                 過電流保護的構成:由三只電流繼電器和一只時間繼電器構成。
                 過電流保護的接線特點:電流繼電器采用三相星形接線方式。
                 過電流保護的動作結果:帶時限動作于發電機斷路器跳閘和滅磁開關跳閘,并宜動作于停機。當發電機電壓母線上設有分段斷路器時,該發電機保護宜帶有兩段時限,第一段時限動作于母線分段斷路器跳閘,第二段時限動作于停機。
           
          下圖所示為某水電站發電機過電流保護原理接線圖
           某水電站發電機過電流保護原理接線圖
               a) 一次接線簡圖   (b) 交流電流回路圖  (c)保護回路圖
                圖1  某水電站發電機過電流保護原理接線圖
                圖中,1~3KA為用于過電流保護的三只電流繼電器,4KA為用于過負荷保護的電流繼電器,1KT為時間繼電器,2KS為反映過電流保護的信號繼電器,2XB為連接片,2TA為裝設在發電機中性線端用于過電流保護的電流互感器。
           
          發電機過電流保護的動作過程分析:
               當發電機因外部故障而發生過電流時,流過電流繼電器1~3KA的電流大于電流繼電器的動作值,繼電器1~3KA動作,其動合觸點(在圖1(c)中)閉合,接通時間繼電器1KT線圈所在的回路:101→1~3KA的動合觸點→1KT的線圈→102。
               時間繼電器1KT啟動,經預設的延時后,其延時閉合瞬時斷開的動合觸點閉合,接通保護出口繼電器KCO電壓啟動線圈所在的回路:101→1KT的動合觸點→2KS的線圈→2XB→KCO的電壓啟動線圈→102。
               保護出口繼電器KCO因電壓啟動線圈加上電壓而動作,其三副動合觸點閉合,分別接通發電機斷路器1QF的跳閘回路、滅磁開關的跳閘回路和主進水閥關閉回路。此外,信號繼電器2KS動作,發出信號。
               PS. 圖1(b)中4KA是用于發電機過負荷保護的電流繼電器。當發電機發生過負荷時,4KA動作,其動合觸點閉合,發出發電機過負荷的預告信號(圖中未畫出)。
           
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