两部分组成速饱和变流器和执行元件(电流继电器)
西交《继电保护原理(高起专)》考前模拟题
西交《继电保护原理（高起专）》考前模拟题一、填空1、对继电保护的四项基本要求是：选择性、速动性、__________和___________。
2、电流继电器的_______电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数。
3、在保护正方向出口发生对称故障时，方向阻抗继电器的动作特性为____________________________，该特性________长期保持。
4、0°接线的阻抗继电器可以反映的故障类型为______________、__________________ 和_________________。
5、距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kb 为最小的运行方式来确定，目的是为了保证_____________。
6、故障发讯闭锁式方向高频保护，当电网发生故障时，如果高频通道中有高频电流，这个高频电流称为___________信号，这个信号是由___________端发出的。
7、变压器差动保护中，速饱和变流器的作用是克服由_________________产生的不平衡电流，二变压器带负荷调节分接头而产生的不平衡电流靠____________来克服。
8、发电机经/Y ∆变压器接入系统，正常运行时发电机端的零序不平衡电压为___________________，在系统发生单相接地时，该零序电压主要是由_________________产生的。
9、继电保护装置的组成包括：__________、_________和执行部分。
10、 电流继电器的返回电流电流与动作电流的比值称为继电器的____________。
11、 零序电流互感器_________不平衡电流，零序电流过滤器的不平衡电流是由___________________________而产生的。
12、 电压互感器二次回路短线将会是阻抗继电器___________，电流互感器二次回路断线将会使阻抗继电器__________。
13、 J U U ••Φ=,03J I I K I •••Φ=+接线方式的阻抗继电器可以反映的故障类型为______________、__________________ 和_________________。
在实际工作中主变差动保护应注意的几个问题
在实际工作中主变差动保护应注意的几个问题差动保护是变压器的主要保护，它的工作情况的好坏对变压器的正常运行关系极大。
要想使变压器在正常运行或在变压器外部故障时，差动保护可靠不动，区内故障时差动保护正确动作，在现场实际工作中，以下现场中作中应特别关注。
标签：差动保护；变压器；问题一、差动保护CT接线方式变压器差动保护的接线方式有四种，选CT变比时每侧就有两种；一种是星型接线，一种是三角型接线。
如果用第一种接线方式接，对两卷变压器来说，高压侧CT接成星型，低压侧接成三角型。
对三卷变压器来说，高中低三侧CT中有两侧的CT接成星型，只有一侧接成三角型，接线较为简单。
这种接线方式在非微机保护中广泛应用。
而在微机保护中目前普遍采用高中低各侧CT星型接线，补偿通过微机保护进行。
当然无论采用那种接线方式，效果都一样，为使差动保护不致因CT接线错误造成保护误动，最好选其中一种接线做为典型设计，避免在现场实际工作中由于人员对设备不熟悉造成的事故。
二、差动保护动作电流能否躲过励磁涌流我公司所属XXX变电站新投运时，发现主变低压侧断路器合闸时，出现合闸瞬间就跳闸，经多次操作仍出现此情况。
在认真检查变压器后，断路器还出现一合闸即跳闸的现象，后对变压器进行分析，是由于励磁涌流的影响，微机差动保护软件设置不合理，引起保护误动，致使断路器无法合闸，经过厂家修改程序，故障消除。
1 励滋涌流对变压器切除外部故障后进行空载合闸，电压突然恢复的过程中，变压器可能产生很大的冲击电流，其数值可达额定电流的6～8倍，将这个电流称之为励磁涌流。
产生励磁涌流的原因是变压器铁芯的严重饱和和励磁阻抗的大幅度降低。
2 励磁涌流的特点励磁涌流数值很大，可达额定电流的6～8倍。
励磁涌流中含有大量的直流分量及高次谐波分量，其波形偏向时间轴一侧。
励磁涌流具有衰减特性，开始部分衰减得很快，一般经过0.5～1s后，其值通常不超过0.25～0.5倍的额定电流，对于大容量变压器，其全部衰减时间可能达到几十秒。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第六章
第六章电力变压器保护1．电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答：变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
变压器外部故障系指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地(通过外壳)短路，引出线之间发生的相间故障等。
变压器的不正常工作状态主要包括：由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力系统安全连续运行，变压器一般应装设以下继电保护装置：(1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。
(2)防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的(纵联)差动保护或电流速断保护。
(3)防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、或负序过电流保护)。
(4)防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
(5)防御变压器对称过负荷的过负荷保护。
(6)防御变压器过励磁的过励磁保护。
2．变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的(包括稳态和暂态情况下的不平衡电流)?答：变压器差动保护的不平衡电流产生的原因如下。
1．稳态情况下的不平衡电流(1)由于变压器各侧电流互感器型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。
它必须满足电流互感器的10％误差曲线的要求。
(2)由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。
(3)由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。
2．暂态情况下的不平衡电流(1)由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。
HXD3C电气系统
交流传动系统的组成 交流传动系统 = 牵引变流器 + 牵引电动机 + 传动控制单元 + …
交流传动系统的基本组成模式 内燃机车交流传动系统 地铁轻轨交流传动系统 电力机车、动车组交流传动系统
电力机车交流传动系统
电力机车交流传动系统调速原理
电源从电网下来，经变压器降压，传动控制单元控
制四象限整流器完成交流到直流的变换，再控制逆变器
■
■
变流装置
IGBT模块冷却示意图
主变流器参数
■ ■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
开关元件： 冷却方式： 四象限脉冲整流器 额定输入电压： 输入频率： 额定输入电流： 额定输入容量： 中间电压： 牵引逆变器 输出电压： 输出电流： 额定输出电压： 额定输出电流： 输出频率：
IGBT 4500V-900A 水冷（纯水＋乙二醇） 1450VAC 50Hz 965A 1280KVA 2800V 0～2150VAC（三相） 0～520A 2000V 382A 0～120Hz
完成直流到3相交流的VVVF（变压变频）变换，给异步
牵引电机供电，达到对异步牵引电机转矩的控制。牵引
时，能量是从电网流向电机，电能转化成机械能。制动
时，过程相反，机械能转化成电能回馈电网。
在传动控制单元的控制下，各部件有机地结合起来，实
现电源的变换，由高压（25KV）、工频（50HZ）的不可
控单相交流电源变换到3相可控变频、变压的交流电源，
逆变器、牵引电机电路
HXD3C型交流传动货运电力机车的牵引逆变器是由 IGBT元件组成的PWM逆变单元，整车的6个牵引逆变器 分别向6台牵引电动机供电。由于牵引逆变器采用矢量控 制模式，使异步牵引电动机具有快速反应的动态性能，实 现了机车每个牵引电动机的独立控制。由于整车采用轴控 方式，当整台机车的6个轴的轮径差、轴重转移及空转等 可能引起的负载分配不均匀时，均可以通过牵引变流器的 控制进行适当的补偿，以实现最大限度地发挥机车牵引力。
继电保护的概念
继电保护的概念：继电保护是由继电保护技术和继电保护装置组成的一个系统继电保护装置：能够反应系统故障或不正常运行，并且作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置继电保护的任务和作用: 1当电力系统发生故障时，自动，迅速，有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。
2反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整。
3继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
继电保护在技术满足的四个基本要求：可靠性（可靠性包括安全性和信赖性），选择性（选择性是指保护装置动作时，应在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度的保证系统中无故障部分仍能继续安全运行），速动性，灵敏性。
主保护：反应被保护元件上的故障，并能在较短时间内将故障切除的保护。
后备保护：在主保护不能动作时，该保护动作将故障切除。
根据保护范围和装置的不同有近后备和远后备两种方式。
近后备：一般和主保护一起装在所要保护的电气元件上，只有当本元件主保护拒绝动作时，它才动作，将所保护元件上的故障切除。
远后备：当相邻元件上发生故障，相邻电气元件主保护或近后备保护拒绝动作时，远后备动作将故障切除。
选择性的保证：一是上级元件后备保护的灵敏度要低于下级元件后备保护的灵敏度，二是上级元件后备保护的动作时间要大于下级元件后备保护的动作时间。
继电保护的基本原理：利用被保护线路或者设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
继电保护装置的组成：测量比较元件，逻辑判断元件，执行输出元件动作电流：过电流继电器线圈中使继电器动作的最小电流Iop。
返回电流：继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流Ire。
差动继电器
差动继电器又称作差动保护继电器，它普遍应用于电力系统中的发电机、电动机、变压器和母线的继电保护中,简单的说就是采用比较被保护设备两端电流,正常时,两端电流一进一出相互抵消,内部发生短路等故障时,同时流入内部,启动该继电器,出口使开关跳闸起到保护发电机、电动机、变压器的作用。
差动继电器工作原理差动继电器的基本原理是交流磁制动，差动绕组接入保护的差动回路，平衡及制动绕组接入环流回路，其作用过程为在正常情况下或者发生穿越性短路时，通过制动绕组的是电流互感器二次电流或全部短路电流，制动安匝产生两部分磁通，一部分磁通在局部磁路中环流，其作用是使铁芯饱和，自动地增大动作电流，从而避免继电器的误动作，这便是所谓的交流磁制动作用。
就这一部分磁通的效应而言，四个制动绕组是彼此独立的，没有相互关系，也不会与二次绕组发生电磁感应。
制动安匝还产生了另一部分磁通ΦZC，它沿着整个磁路环流。
并在二次绕组里产生感应电势，也就是制动绕组起了部分的工作绕组的作用。
差动继电器常见的几种型号BCH-1型差动继电器用途：继电器具有一个制动绕组，能对两绕组及结构概述：该继电器由DL-11电磁式电流继电器(执行元件)及一个中间快速饱和变流器(以下简称变流器)组成。
继电器具有制动绕组，它构成差动继电器的一些主要技术性能，如制动特性，躲避励磁涌流特性以及消除不平衡电流效应的自耦变流器的性能等。
BCH-2型差动继电器。
用途：BCH-2型差动继电器(以下简称继电器)用于两绕组或三绕组电力变压器以及交流发电机的单相差动保护线路中，作为主保护。
结构差动继电器由两部分组成：DL-11型电流继电器和中间饱和变流器(以下简称变流器)。
前者作为执行元件，后者具有短路绕组，它构成差动继电器的一些主要技术性能，如直流偏磁特性消除不平衡电流效应的自耦变流器性能等。
电力机车控制-HXD3型电力机车辅助变流器
2 HXD3型电力机车辅助Fra bibliotek流器的结构组成
3 HXD3型电力机车辅助变流器冷却系统
在辅助变 流器右下段的 侧面设置有风 扇，见左图。 变流器装置后 面设置有风道， 通过通风机对 辅助变流器逆 变器单元和整 流器单元进行 强制风冷。
谢谢！
2 HXD3型电力机车辅助变流器的结构组成
在变流器装置的中央下段，设置着辅助变流器 （APU）接线端子台，APU、交流接触器、熔断器、 充电电阻器，如下图所示。
在变流器装置的右上段，设置着辅助变流器与牵引 变流器共用的DCPT（电压传感器）单元、I/F（接口） 单元、辅助变流器控制单元、塑壳断路器；在里面设 置着辅助变流器与牵引变流器共用的GR（接地）单元、 同步变压器与噪声过滤器元件。另外与在辅助变流器 控制单元、I/F（接口）单元、DCPT（电压传感器）单 元、OVTR（过压保护）单元的下侧设置着加热器元件， 当周围温度比较低时为各零件加温。
HXD3型电力机车辅助变流器
1 HXD3型电力机车辅助变流器简介 2 HXD3型电力机车辅助变流器的结构组成 3 HXD3型电力机车辅助变流器冷却系统
1 HXD3型电力机车辅助变流器简介
■机车设有2套辅助变流器，分别同2套主变流器安装在一起， 组成功率变流柜。辅助变流器由四象限整流器、中间直流 回路、逆变电路组成。 ■ 辅助变流器能提供VVVF和CVCF三相电源，对辅助电机 分类供电。该系统冗余性强，一组辅助变流器故障后可以 由另一组辅助变流器对全部辅助机组供电。
动车组牵引系统维护与检修3.3 CRH2型动车组主变流器结构原理
真空接触器和继电器单元、无触点控制装置等集中布 置，便于检修。另外，检查面考虑其工作性和密封性，采用 板簧式手动型夹紧装置。
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
牵引变流器的零部件，考虑到其操作和维修的方便， 采用模块化设计。例如，半导体冷却装置分层变频器两台， 逆变器三台的单元，分别具有互换性，图3-31为牵引变流 器箱外形尺寸及技术说明。 箱内接线规格为 ①主电路接线：母线3.5～150ｍｍ２SQWL2电线； ②控制电路接线：0.5～2.0mm2SQWVO电线或特氟隆电线； ③接线布置时分离高低压接线。 按类别分开不同信号线并分别构成不同的线束，以尽 可能地避免在信号线之间产生相互干扰。
电流检出器（CTU・CTV・ CTW）
1
3
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
11 耐压试验接插件 1 12 充电单元 1 13 接地电流检出（GCT）单元 1 包括DCPT 单元 14 抑制过电压晶闸管（OVTH） 1 15 门用电源 1
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
图3-28主变流器吸气侧外观
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
图3-29 主变流器拆下吸气过滤网的状态
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
探讨变压器励磁涌流及其特点
探讨变压器励磁涌流及其特点变压器作为交流电力系统重要的电气设备，其正常运行直接关系着系统的安全。
差动保护作为变压器主保护，励磁涌流是影响其正确动作与否的关键因素之一。
一、变压器励磁涌流定义励磁涌流（inrush current）的发生，很明显是受励磁电压的影响。
即只要系统电压一有变动，励磁电压受到影响，就会产生励磁涌流。
在不同的情况下将产生如下所述的初始（initial inrush）、电压复原（recovery inrush）及共振（sympathetic inrush 共感）等不同程度的励磁涌流。
其瞬时尖峰值及持续时间，将视下列各因素的综合情况而定，可能会高达变压器额定电流的8～30倍。
变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。
当变压器合闸时，可能产生很大的电流，本文主要论述该电流的产生和影响。
二、变压器励磁涌流特点当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下：1）涌流含有数值很大的高次谐波分量（主要是二次和三次谐波），主要是偶次谐波，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。
2）励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。
因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过（0.25～0.5）。
3）一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。
4）励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的6～8倍。
当整定一台断路器控制一台变压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。
三、变压器励磁涌流产生的原理变压器励磁涌流是由变压器铁心饱和引起的。
在铁心不饱和时，铁心磁化曲线的斜率很大，励磁电流近似为零；一旦铁心出现饱和，磁化曲线斜率变小，电流随着磁通线性增长，最终演变为励磁涌流。
BCH2电磁差动继电器的调试和整定计算（论坛1）
南疆港化35kV变电站BCH2差动继电器的调试方法南疆港化35kV变电站内35kV系统差动保护继电器为单相电磁继电器，该继电器由执行元件电磁式电流继电器DL-11及中间速饱和变流器组成。
继电器具有一对常开触点。
本继电器结构图及接线图如下：图一BCH2电磁式差动继电器结构图在图一中，Wc为差动绕组（工作绕组），平衡绕组I为WP1,平衡绕组II为WP2,WD’与W D”为短路绕组，W2为二次绕组，速饱和变流器的所有绕组都是制成带有抽头的，这样就可以对继电器的参数进行阶梯性调整。
工作绕组、平衡绕组Ⅰ、Ⅱ和短路绕组均有抽头可以满足多种整定值的要求，继电器整定板上的数字即表示相应的绕组匝数，当改变整定板上整定螺钉所在孔的位置时，就可以使动作电流、平衡作用和直流偏磁特性在宽广的范围内进行整定。
当用BCH-2型继电器来保护电力变压器时，平衡绕组的圈数根据这样的条件来选择，当发生穿越短路时，所有绕组的匝数应相等。
当用继电器保护两绕组变压器时，动作电流可以在更细致的范围内进行调整，因为这时可以利用两个平衡绕组。
变流器和执行元件放在一个外壳内，为了便于对执行元件进行单独的校验调整和试验变流器特性时的须要，执行元件的线圈与变流器的二次绕组，平衡绕组与工作绕组是通过连接板相互连接的，因而可以在调整试验时接通或断开相应的电路。
不能改变继电器名牌上的指针的位置(不要离开名牌刻度)或不动指针而去动弹簧固定螺丝。
这样做将恶化躲开磁化电流或不平衡电流非周期分量影响的能力或者当发生保护区内短路时减小继电器的可靠系数。
图二原理接线图该继电器主要技术数据为：额定电流5A，额定频率50Hz；继电器的起始动作安匝为60±4（无直流分量时）；ε为动作电流倍数，ε=Idz/Idz0，是具有直流分量时，继电器的交流动作电流与没有直流分量时的交流动作电流的比值。
K为偏移系数，即直流分量与相应交流动作电流的比值，它表示电流波形对时间轴的偏移程度。
浅谈同步发电机纵差保护
浅谈同步发电机纵差保护同步发电机经过多年运行，特别是在潮湿、高温环境运行的发电机，其定子绕组绝缘降低，容易造成定子绕组短路故障，严重时可造成定子绕组相间短路，甚至使发电机着火。
纵差保护可以保护同步发电机定子绕组内部短路故障，其动作的准确性，对发电机安全运行十分重要。
下面介绍纵差保护的构成原理，分析实际应用中存在不平衡电流的影响，并举例分析其工作过程。
标签：同步发电机；纵差保护1 纵差保护构成原理同步发电机纵差保护是根据比较被保护发电机两端电流的相位和大小而工作的。
为了构成纵差保护，发电机的中性点侧每相应有引出线，并且在该侧以及发电机出线侧均装设型号和变比完全相同的两组电流互感器，电流互感器的二次回路按环流法接线，略去不平衡电流，则在发电机正常运行及外部短路时，电流互感器的二次电流仅在其二次绕组回路内环流，接于差动回路的继电器线圈内并无电流流过；而内部短路时差动继电器内将通过很大的短路电流（二次值），使继电器动作。
由于差动保护不反应外部短路，故它不必与相邻元件保护作时限上的配合，可以实现在全部保护范围内的瞬时动作；但它也因此而不能同时作为下一元件的后备保护。
同步发电机通常均装设纵差动保护作为内部相间短路的主保护。
2 纵差保护存在的不平衡电流在实际应用中，电流互感器的特性不可能完全一致，由于两侧电流互感器特性的不同，将在差动回路产生不平衡电流。
这种特性上的差别主要表现在励磁特性及励磁电流不同。
当一次电流较小时，这个差别的表现不明显。
当一次电流较大时，电流互感器的铁芯开始饱和，于是励磁电流开始急剧上升。
由于两电流互感器的特性不同，使铁芯的饱和程度不同，所以励磁电流上升的程度也就不同，这样就会造成两个二次电流的较大差别，于是在差动回路的继电器中就有电流流过，这个电流就称为不平衡电流。
一次电流愈大，铁芯愈饱和，这种特性差异造成影响就愈严重，差动回路中的不平衡电流也愈大。
暂态过程中的不平衡电流。
由于差动保护是瞬时动作的，因此还需考虑在外部差动回路里出现的不平衡电流。
速饱和中间变流器
速饱和中间变流器引言在电力系统中，变流器是一种将交流电转换为直流电（AC to DC）或者将直流电转换为交流电（DC to AC）的装置。
这种装置在许多领域中都有广泛应用，例如可再生能源发电、电动车辆充电等。
其中，速饱和中间变流器是一种用于电力系统中的变流器，具有高效能、高稳定性和高可靠性的特点。
什么是速饱和中间变流器？速饱和中间变流器（Saturable Intermediate Converter，SIC）是一种特殊类型的变流器，主要用于高电压和高功率的电力系统中。
与传统的变流器不同，SIC采用了一种先进的控制技术，利用饱和感应器来实现电压和电流的调节。
这种变流器具有非常高的功率密度和可靠性。
SIC主要由输入变压器、饱和感应器、输出滤波器和控制电路组成。
其中，输入变压器用于将输入电压变换为合适的电压水平，饱和感应器用于调节电流，输出滤波器则用于过滤输出电流中的高频成分，控制电路则用于实现对SIC的精确控制。
SIC的特点和优势SIC具有以下几个特点和优势：1.高效能：SIC采用了饱和感应器来调节电流，相比传统变流器的控制方式，能够更加高效地转换电能。
这使得SIC在高功率、高电压应用中具有更高的能量转换效率。
2.高稳定性：SIC的饱和感应器可以精确控制电流，从而有效稳定输出电压和电流。
同时，SIC具有较强的抗电磁干扰和抗电压波动能力，能够在复杂的电力环境中工作。
3.高可靠性：SIC的结构简单，不含有易损件，具有长寿命和高可靠性。
此外，SIC的控制电路采用了先进的保护机制，能够及时检测故障并采取相应措施，确保系统的安全运行。
4.灵活性：SIC可以适应不同的输入电压和输出电流水平，能够满足各种电力系统的需求。
它还可以实现无功功率调节和无电压调整，具有较强的调节能力。
5.可维护性：SIC的结构简单，模块化设计，易于维护和升级。
故障发生时，可以快速替换故障模块，减少停机时间，提高系统可用性。
SIC的应用领域SIC在电力系统中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.可再生能源发电：SIC在可再生能源发电系统中起到关键作用。
FREQCON变流器简介
FREQCON变流简介——by郭锐FREQCON变流器总体结构图变压器支架620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。
总容量40KV A，副边22.4KV A 提供主控柜，变流柜用电。
17.5KV A提供机舱用电。
IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力制动电阻箱——消耗直流母线上过高的能量。
网侧故障后的能量消耗，低电压穿越。
网侧空开——风机的并网与脱网控制。
过流、短路等保护功能。
注意保护后复位按钮弹出需回复。
电流互感器——完成电流变送。
变比：1/2000。
原理：二次侧短路的特殊变压器，二次侧相当于一个电压源。
3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。
3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。
变流柜由低压配电柜、主控柜、IGBT柜1、IGBT柜2、电容柜5部分组成。
变流柜背后风道变流柜模块图每只IGBT模块包含一个智能半桥模块（半桥由串联的两个IGBT和与之反并联的二极管组成，分别称为上桥臂和下桥臂）、16只支撑电容、4只吸收电容、4只均压电阻、1块过压保护板、直流端2只快熔组成。
构成三相全桥不可控整流。
变流器在整个风机的作用叶轮系统在风作用下受到气动扭矩Ta，叶轮——发电机系统转动会因轴承滚动摩擦、风阻等受到与选中方向相反的摩擦力矩Tf，叶轮带动发电机转动，转子上的永磁体旋转切割定子绕组产生感应电势，如果如果定子绕组中有电流流过将产生电枢反应，通过磁场的作用产生阻碍转子转动的电磁力矩Te。
在这几个扭矩作用下，叶轮——发电机系统刚体动力学方程如如上所示。
由方程可知当Ta>Tf+Te时，叶轮——发电机系统将在启动力矩作用下转速上升。
反之转速将下降。
Tf基本为恒量。
因此想要调节叶轮转速可以通过调节Ta、Te。
由此产生了两种调节方法：一个是变桨调节起动扭矩；另一个是调节发电机电磁扭矩。
因此从控制角度来看，变流器需要具有调节发电机电磁扭矩的作用。
从能量角度来看风能转化成叶轮系统旋转机械能再通过发电机转换成电能，变流系统需要将发电机发出电能转换成与电网频率、相位、幅值相对应的交流电。
变流器电路结构和工作原理
变流器电路结构和工作原理变流器是一种将直流电能转换为交流电能的电子装置。
它在现代电力系统中扮演着重要的角色，广泛应用于各种领域，如工业制造、电力传输和分配以及家庭电器等。
本文将介绍变流器的电路结构和工作原理。
一、电路结构变流器的电路结构可以分为三个主要部分：整流器、滤波器和逆变器。
整流器用于将交流电源输入转换为直流电流，滤波器用于消除直流电流中的脉动成分，而逆变器则将直流电流转换为交流电流输出。
1. 整流器整流器主要由一组二极管构成，常用的整流器电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。
在单相桥式整流电路中，四个二极管组成一个桥式电路，交流电源的两个端子分别与桥式电路的两个对角线连接，而直流电流从桥式电路的另外两个对角线输出。
在三相桥式整流电路中，每个相位都有一个桥式电路，三相电流经过整流后，得到直流电流输出。
2. 滤波器滤波器主要由电容器和电感器组成，它们被连接在整流器的输出端，用于消除直流电流中的脉动成分。
电容器能够存储电荷，当整流器输出电压较高时，电容器充电；当整流器输出电压较低时，电容器放电。
电感器则能够抵抗电流的变化，起到平滑输出电流的作用。
3. 逆变器逆变器是将直流电流转换为交流电流的关键部分。
它通常由一组开关器件（如晶体管或功率场效应管）和控制电路组成。
逆变器的工作原理是通过改变开关器件的导通和截止状态，将直流电压转换为交流电压。
常见的逆变器电路有单相逆变器和三相逆变器，它们能够输出不同形式的交流电流，如正弦波、方波和脉冲波等。
二、工作原理变流器的工作原理可以简单概括为：将输入的直流电能通过整流器转换为直流电流，经过滤波器平滑后，再经过逆变器转换为交流电流输出。
1. 整流过程在整流器中，当交流电源的电压为正时，对应的二极管导通，电流通过；当交流电压为负时，对应的二极管截止，电流不通过。
通过这种方式，交流电源的正半周和负半周分别被整流为直流电流。
整流后的直流电流仍然存在脉动成分，需要通过滤波器进行处理。
继电保护装置的基本原理
继电保护装置的基本原理：继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。
①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。
继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。
②、继电保护装置的原理框图分析：A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。
B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。
（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。
电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。
鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。
C、处理单元---接受比较鉴别单元来的信号，按比较鉴别单元的要求进行处理，根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序，来确定保护装置是否应该动作；由时间继电器、中间继电器等构成。
电流保护：速断---中间继电器动作，过电流——时间继电器动作。
（延时过程）D、执行单元---故障的处理通过执行单元来实施。
执行单元一般分两类：一类是声、光信号继电器；（如电笛、电铃、闪光信号灯等）另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
两部分组成：速饱和变流器和执行元件（电流继电器）速饱和变流器有三个铁芯柱A 、B 、C ，A 、C 柱截面积相等且为B 柱截面积的一半。
B 柱：Wph1,Wph2,Wcd,Wd’A 柱：Wd”C 柱：W2"""'''"'"'dac dAB d Id dBC dBA d Id cd cd cd Icd W d W d W cd Φ+Φ=Φ−→−Φ+Φ=Φ−→−Φ+Φ=Φ−−→−各柱上的磁通：'"""'"''dBC dAC cd c dAB d cd B d dBA cd A Φ-Φ+Φ=ΦΦ-Φ-Φ=ΦΦ-Φ-Φ=ΦW2中感应的电流达到一定数值时，执行元件动作分析Wd’,Wd”的作用：1） 当通入正弦电流时，"dAC Φ与'dbc Φ相抵消，短路线圈不起作用2） 外部短路时，有较大的非周期分量。
因为有较大的非周期分量电流—>铁芯饱和所以使——>躲过励磁涌流的根本原因。
四．带制动特性的BCH—1型差动继电器的工作原理。
1．构成：三个铁心柱，六个线圈。
Wg—工作线圈，接在差动回路中。
Wph—平衡线圈，作用同前述。
两个Wph—制动线圈接差动回路的一个臂上。
两个W2—二次线圈输出接电流继电器。
2．工作原理：1）假设不考虑制动线圈的作用：I2h=0Ig→Φg╱Φg’→E2’ ╲E=E2’+E2”╲Φg”→E2” ╱即工作线圈与二次线圈之间的电流就相当于一个速饱和的变流器。
因此，它可减少暂态不平衡电流了和励磁涌流的影响。
2）Ig=0I2h→Φ2h(仅在两个边柱上环流)—>E2’=E2”→E=E2’-E2”3）Ig≠0, I2h≠0I2h→Φ2h→磁路状态改变—>铁心饱和→动作安匝↑即，动作电流上升↑ I2h→Id2 W2h↑→Id2↑→具有制动特性3．制动特性：Id2.J=F(I2h)由实验得出如下图。
制动特性曲线：1）当I2h很小时，铁芯还未饱和，所以起动电流变化不大，制动特性起始部分比较平缓。
2）当I2h很大时，铁芯严重饱和，启动电流迅速增加，特性曲线上翘。
从原点作特性曲线的切线，它与水平轴线的夹角为αK2h=tgα ------制动系数一般取0。
3-0。
44．为什么能改善内部故障时保护的灵敏性：上图中：直线1为与外部故障时Id的关系直线2为元制动特性纵差保护的动作电流(Idz.J=Kk*Ibp.max)曲线3 为制动特性曲线由图中可见，对无制动的纵差保护为短路电流较小的内部故障时，灵敏度往往不能满足要求，而如果采用BCH—1型继电器，应在I2h=Id.max时，使Idz.J=Kk*Ibp.max。
即通过a点的曲线3。
因为曲线3始终位于直线1上面，即在任何大小的外部短路电流作用下，继电器不会误动。
对于内部故障，分三种情况说明如何改善灵敏性：1）单侧供电变压器：B侧无电源，W2h接于负荷侧，内部故障时,I2h=0继电器动作电流为Idz.J对应图中d点，显然灵敏度提高很多。
2）单侧供电变压器：B侧无电源，接于电源侧，内部故障时，Ig=Id2—直线4（这是最不利的电流）它与制动电流特性曲线交于b点（Idz.J2），在b点以上，是继电器的动作区（4高于3）可见灵敏度提高很多。
3）双侧供电变压器：设Ig=2I2h—直线5它去制动特性曲线交于c点（Idz.J1），在c点之上（5高于3）动作。
实际上，介于b—d之间，显然，灵敏度提高很多。
另外，制动线圈的接入方式时，保护的灵敏度是有影响的。
原则：在外部故障时，使制动作用最大，保护不误动在内部故障时，使制动作用最小，保护灵敏度最好。
综上分析可见，在各种可能的运行方式下，变压器发生内部故障时，BCH—1型差动继电器的起动电流均在Idz.J0—Idz.J2之间变化。
且Idz.J0，Idz.J1，Idz.J3相差不大，但却比不带制动特性的差动继电器的启动电流小得多。
所以BCH—1型差动继电器有较灵敏。
第七章发电机的继电保护第一节概述发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件，因此，应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。
一、故障类型及不正常运行状态：1．故障类型1）定子绕组相间短路：危害最大2）定子绕组一相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路3）定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化4）转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损。
5）转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。
2．不正常运行状态1）由于外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化2）由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化3）由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故。
此外，引起发电机的100hz的振动。
4）于突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。
5）励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷：6）汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率：当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时，发电机将从系统吸收有功功率，即逆功率。
二、保护类型：1、发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护2、横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护3、单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护4、发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失5、过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同时兼作纵差动保护的后备保护6、负序电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流7、过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护8、过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压9、转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护10、转子过负荷保护：11、逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸，发电机失去原动力而变为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。
危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。
第二节 发电机纵差动保护一、作用原理下图为发电机纵差动保护的单相原理图，两组CT 特性、变比一致，正常及区外故障时21I I = 0'2'1≈-=I I I j 21I I = CT 特性可选得尽量一致不平衡电流比变压器小nl I K K K I d er tx g f bp MAX max .2...= 5.0=tx K二、整定计算两个条件：（1） 躲外部短路时的m ax .bp I m a x.2.bp K d I K I = （2） 躲大于发电机额定电流f e I . （CT 二次断线时不误动）f e k dz I K I ..=灵敏度 2min .≥=dzd lm I I K m i n .d I ——出口两相短路。
第三节 发电机的横差动保护当一相定子绕组有两个及以上并联分支时，装设此种保护正常：21I I = 0/)(.2.1.=-=nl I I I j匝间接地： dz d d J I nl I nl I I I I >=+-=".".2.1./)2( 动作死区：（1） 同一分支：.0,0"≈≈dI α 保护不动 （2） 同相两分支间：.0",21≈≈d I αα 保护不动（3）不同相绕组匝间： 保护不动缺点：接线复杂实用接线：当发电机出现三次谐波电势时，且三相同相位，若任一分支与其与支路不相等，则中性点连线上会出现三次谐波环流。
该接线没有互感器特性不同而引起的 灵敏度高，接线也较简单。
第四节 发电机的单相接地保护一、发电机定子绕组单相接地的特点最常见的故障之一： 定子绕组中性点不接地或经高阻抗接地。
它具有一般不接地系统单相接地短路特点设A 相距中性点处，单相接地 发电机中性点将发生位移，产生零序电压。
故障点各相对地电压：故障点零序电压为 ....)()(3/1A dA dB dA do E U U U U αα-=++=电流分布：见上页图：..)(...)('333333A ol do ol ol Aof do of of E C j U C j I E C j U C j I αωωαωωαα-==-==..)().(A ol of d E C C j I αωα+-=二、利用基波零序分量的发电机定子单相接地保护视d I 大小，（发电机直接连接母线） d I 较大时——零序电流保护，动作于跳闸，（发变组）d I <允许值——零序电压保护， 动作于信号（一）基波零序电流保护对C 0T 的要求：（1）三相对称负荷电流作用下，bp I 小（2）)2(d 。
（ 较小）d I 很小 足够输出功率。
一般的C 0T 达不到足够的灵敏度，曾广泛采用交流助磁的C 0T 。
（二）基波零序电压保护定值 躲3.U U bp高压侧 )1(d ，发电机侧的0U 一般15~30V 有死区100%定子接地保护：零序电压保护+附加支流电压的保护方式 加固定工频偏移电压 利用三次谐波电压第五节 发电机的负序过流保护一、负序电流保护的作用：2I ——转子过热，机械振动为了使转子不致过热，A t I =2*2*2I ——以发电机额定电流倍数表示的负序电流的标幺值 A ——允许过热时间常数曲线表明：发电机允许负序电流的时间是随2I 大小而变化 故称为反时限。
针对此情况，装设发电机负序过流保护二、负序定时限过流保护两段式 I 段 f e dz I I .'25.0= 经1t 延时动作于跳闸 Ⅱ段 f e dz I I ."21.0= 经2t 延时动作于信号分析（1） 在ab 段内： 1t >允t 对发电机不安全（2） 在bc 段内 1t <允t 未充分利用发电机对 的承受能力（3） 在cd 段内 发信号，由于运行人员处理，而靠近d 点时，t 已>允t ,不安全（4）在de 段内， 保护根本不反应即不能与反时限电流曲线很好配合，且对热积累的过程不能反应。
三、负序反时限过流保护α-=2*2I A t 或t A t I α+=2*2 α——修正常数（考虑到转子的散热条件） 第六节 发电机的失磁保护一、发电机的失磁运行及其产生的影响失磁故障指励磁突然全部消失或部分消失（低励）励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）1 失磁原因：三种（1）励磁回路开路，励磁绕组断线 灭磁开关误动作，励磁调节装置的自动开关误动，可控硅励磁装置中部分元件损坏（2） 励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏引起短路（3） 运行人员调整等。