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主设备异常运行的其它保护相应的铜损将由增大到。若铜损所产生的热量毫不散失地储存在绕组之中,则绕组的温度按指数规律由上升到,如图81所示。在铜损由升到时,近似地认为温度随时间t线性上升,则在时间内绕组的温升为:(8-1-1)其中:—绕组的热容量。注意到铜损与电流的平方成正比,则式(8-1-1)变为:(8-1-2)对于给定的温升,则可得到相应的允许时间与电流的关系式为:(8-1-3)其中:一般发电机都给出过负荷倍数和相应的持续时间。例如,一直接冷却的汽轮发电机,其定子绕组的过负荷能力为1.3倍额定电流下允许持续时间为60s,由式(8-1-3)可算出常数;励磁绕组的过负荷能力为1.25倍额定电流下允许持续60s,同理算出常数。已知K值之后,即可求出对应于给定电流的允许时间。对于的汽轮发电机,一般应能承受1.5倍定子额定电流、历时30s,不发生有害变形和损伤,但每年不得超过2次,由式(8-1-3),当,,可得:。内冷式发电机的励磁绕组,要求能承受短时的过负荷(以直流过电压表示)能力如表7所示。实际运行中,可以用过电压代表过电流。发电机除定子绕组和励磁绕组的过负荷问题之外还有转子表层由于负序电流引起的过负荷。针对这三个部位,要装设三套过负荷保护。2、定子绕组的过负荷保护短路之后发电机最严重的发热情况。但在实际上,常为了简化而采用单相式接线。负荷电流波动,振荡过程电流的变化,以及短路切除后的电压恢复过程中,流过发电机的电流不是恒定数值,定子绕组将出现发热和散热的交替过程。为了正确反应发电机定子绕组温升,保护装置都要设置模拟热积累过程的环节。对于模拟式保护通常用电容充电和放电来模拟发热和散热特性。3、励磁绕组的过负荷保护感器或大型分流器)。为了使励磁绕组过负荷保护能兼作励磁机、整流装置及其引出线的短路保护,常把它配置在励磁机中性点侧,当中性点没有引出端子时则配置在励磁机的机端。此时,保护装置的动作电流要计及整流系数,换算到交流侧来。应指出,现代自动调整励磁装置,为防止励磁绕组过电流,都有过励限制环节,与励磁绕组过负荷保护有类似的功能,从保护功能方面看,励磁绕组过负荷保护可看作过励限制环节的后备保护。4、变压器的过负荷保护动作和返回,不能消除过负荷;③过负荷状态变化时,不能反映变化前的温升情况。一种较为精确些的变压器过负荷保护(数字型)其基本原理介绍如下:以表示变压器油温,为额定负荷时的油温;以表示绕组与油的温差,为额定负荷时的温差;则即为额定负荷时的绕组温度。变压器绕组相对于的温升为:(8-1-4)令,上式可改写为:(8-1-5)和由下二式决定:(8-1-6)(8-1-7)式中:—油的温度时间常数;—绕组与油的温差时间常数;—过负荷发热特性的指数,其值由变压器的过负荷特性决定。为防止过负荷引起温升过高,采取甩负荷技术措施,若不甩负荷,温升预测为,则:(8-1-8)式中,是一设定的时间常数,见图82,其大小为:由发出甩负荷指令的瞬间开始算起,到对应一定的负荷下(不甩负荷),预测温升达到极限值M,过负荷保护动作为止的一段时间。事先选定需要甩负荷的过负荷水平为某值,由式(8-1-5)~式(8-1-8)预测温升,当时甩负荷指令开始发出,图82中的点划线①,稍后即甩负荷。实际运行于某一,初始温升为,由实时的大小,根据前述诸式决定实际温升,若没有甩负荷,则当预测温升时,过负荷保护动作(见点划线②)。若中间过程加入减负荷操作,则恒小于,保护不动作。若发生严重过负荷(),虽经甩负荷,但负荷减小不足够大,则当时负荷保护仍将动作。(二)过电压保护机出现危及绝缘安全的过电压是比较常见的现象。即使调速系统和自动调整励磁装置都正常运行,当满负荷下突然甩去全部负荷,电枢反应突然消失,由于调速系统和自动励磁装置都是由惯性环节组成,转速仍将上升,励磁电流不能突变,使得发电机电压在短时间内也要上升,其值可能达到1.3~1.5倍额定值,持续时间可能达到几秒。如果功频调节系统或自动调整励磁装置退出运行,当甩全负荷时,过电压的持续时间要更长。发电机主绝缘的工频耐压水平,一般为1.3倍额定电压持续60s。而实际过电压的数值和持续时间可能超过试验电压和允许时间,因此,对发电机主绝缘构成了直接威胁。由于上述原因,对于20万kW及以上的大型汽轮发电机,国内外都无例外地装设过电压保护,保护动作电压为1.3倍额定电压,经0.5s延时作用于解列灭磁。发电机承受过电压的能力,是设计和整定过电压保护的依据。过电压保护的动作电压和动作时间的整定值将随机组的不同而不同。汽轮发电机装设过励磁保护后,可不再装设过电压保护,因为前者已具备过电压保护功能。(三)逆功率保护损坏的问题;灯泡式和斜流