发电机差动保护分析与应用

发电机差动保护分析与应用

发表时间：2018-04-18T17:01:31.360Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：王世豪刘容[导读] 摘要：本文主要结合由葛洲坝集团机电公司安装和调试及试运行的贵州牛栏江象鼻岭水电站的现场实际，对发电机差动保护的实际动作情况，进行相应的计算和验证，总结试验调试中发电机差动保护的相关知识。

（葛洲坝集团机电建设有限公司湖北宜昌 443000）摘要：本文主要结合由葛洲坝集团机电公司安装和调试及试运行的贵州牛栏江象鼻岭水电站的现场实际，对发电机差动保护的实际动作情况，进行相应的计算和验证，总结试验调试中发电机差动保护的相关知识。发电机纵差动保护反应发电机定子绕组的两相或三相短路，它是发电机内部相间短路故障的主保护之一，它具有灵明度高，动作时间短，

可靠性强的特点，能及时地切除发电机内部绝大部分短路性故障，是发变组保护首选的保护之一。但发电机完全纵差动保护不能反应匝间短路故障，目前象鼻岭水电站采用比率制动式纵差动保护。

一：比率制动式纵差动保护原理

发电机纵差动保护原理与其他差动保护相同，其原理见图1来说明。

图中以某一相为例，规定一次电流I1，I2以流入发电机为正方向。当正常运行以及发电机保护区外发生短路故障时，i1，i2方向相反，即有i1+i2=0，流入差动元件的差动电流id=Ii1+i2I=0（实际约为0，存在不平衡电流）差动元件不动作。当发生发电机内部短路故障时，i1和i2相位相同，即有Ii1+i2I=id，当该差流id超过整定值时，差动元件判为发电机内部发生故障而作用于跳闸。上述原理中，为防止差动保护在区外时误动作，差动动作电流id，应躲过区外短路时产生的最大不平衡电流，这样差动元件电流将比较大，降低了内部故障时保护的灵敏度，有可能在发电机内部相间短路故障时拒动。为提高内部故障时保护的灵明度和区外短路时不误动这一矛盾，考虑不平衡电流随一次电流的增大而增加的因素，提出了比率制动式纵差动保护，使差动保护动作值随外部短路电流的增大而自动增大。

一般设差动电流id=Ii1+i2I，制动电流ires=Ii1-i2I/2，比率制动式差动保护动作方程：id≥id.min (ires≤ires.min)

id≥id.min+K(ires-ires.min)

式中：ires.min称为最小制动电流或拐点电流，id.min为最小动作电流或启动电流，K为比率制动的系数或制动特性直线的斜率。

根据比率制动特性曲线分析，当发电机正常运行或区外较远的地方发生短路时，差动电流接近于零，差动保护不会误动作；而在发电机区内发生短路故障时i1与i2的相位接近相同，差动电流明显增大，制动量减小，从而可以灵明动作。当发电机内部轻微故障时，虽然有符合电流制动，但是制动量比较小，保护一般也能可靠的动作。