发电机纵联差动保护

发电机差动保护动作原因分析

发电机差动保护动作原因分析 一、事故经过 2012年10月23日07时29分，网控值班员听见巨响声同时发现盘面柴发电源二103-16断路器跳闸，网控值班员立即前往网控10KV配电室发现浓烟，经检查柴发电源二103-16高压柜后盖已被甩出，柜内已烧黑。2号发电机纵差保护动作，2号发电机组跳闸。07时33分，低频保护动作，甩负荷至第5轮。07时33分41秒，1号、3号机组跳闸，全厂失电。 二、故障分析 继电保护人员随后调取事故动作报告，发现发电机差动保护动作时刻，差动电流确实已经远超过了整定值，说明在103-16柜故障时刻发抗组差动回路确实存在很大的不平衡电流。与此同时为验证发电机差动回路内一次设备是否有故障，对发电机绕组及其一次母线进行对地及相间绝缘检查，未发现异常。证明发电机等一次设备未发生故障，发抗组保护装臵本身在这次大修期间已经对保护装臵及二次回路连线可靠性及差动极性正确性进行检查均未发现有误之处。差动动作时间和103-16柜发生故障时间基本同时发生，但是就算在故障过程中产生的瞬间大电流对发电机差动回路来说也应该是一个穿越性电流，不应该对发电机差动保护产生影响。随后保护人员调取录波图进行分析，发现故障时刻发电机中性点B相电流波形严重畸变。经过计算，发电机中性点B相电流与发电机机端B相电流之差正好等于装臵

采样的差流值。 从录波图上可以看出，故障时刻发电机中性点B相电流波形发生严重畸变，且故障时刻发电机中性点B相电流与发电机机端电流在同一时刻的相位及幅值均不相同，说明故障电流对发电机中性点电流互感器和发电机机端电流互感器造成的影响不同。 三、波形畸变分析 1、从录波图上可以看出，B相电流波形开始发生畸变前一刻波形

发电机差动保护原理

5.1发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： l op 3 I op.0 （ I res 兰 l res.0 时） l op > I op.O + S （l res — res.0） （ l res > l res.0 时） 式中：l op 为差动电流，l o P.O 为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I r es.O 为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发 电机为正方向，见 图 （根据工程需要，也可将 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下 列条件认为 TA 断线： a. c. 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情 况，可选择以下方案中的一种： 5.1.1。 差动电流: 1 op 制动电流: 1 res — 式中：I T ，I N 分别为机端、 见图5.1.1。 中性点电流互感器（TA ）二次侧的电流，TA 的极性 _L 氓 € % 5 TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 本侧三相电流中至少一相电流为零； b.本侧三相电流中至少一相电流不变； 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.1.1电流极性接线示意图

5.2.1故障分量负序方向（△ P2）匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。

故障分量负序方向（△ P2）保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障 时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的A U2和A I2分别取自机端TV、TA，其TA极性图见图5.2.1.1,则故障分量负序功率A P2为： △ P2 =3艮〔厶『2心?2心也21 2L J A ? 式中i I2为也I2的共轭相量，申sen。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏 角。一般取60。~80。（也|2滞后A U2的角度）。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为: > E-p △》2=血e^S n 实际应用动作判据综合为: A P2 = A U2r』I ' + A U2i ”也I ' > ￡P （S S i、年为动作门槛） 保护逻辑框图见图521.2。 枣力， “ r ‘ 1 1 Um： I 1卄TA 图521.1故障分量负序方向保护极性图

发电机纵差保护

发电机纵差保护 收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知 输入电流的不同分类 发电机差动保护由三个分相差动元件构成。若按由差动元件两侧输入电流的不同进行分类，可以分成完全纵差保护和不完全保护两类。其交流接入回路分别如图1（a）和图1（b）所示。

图1发电机纵差保护的交流接入回路 在图1中：Ja、Jb、Jc－分别为发电机A、B、C三相的差动元件； A、B、C－发电机三相输入端子。

由图1可以看出，发电机完全纵差保护与不完全纵差保护的区别是：对于完全纵差保护，在发电机中性点侧，输入到差动元件的电流为每相的全电流，而不完全差动保护，由中性点输入到差动元件的电流为每相定子绕组某一分支的电流。 1完全纵差保护 发电机完全纵差保护，是发电机相间故障的主保护。由于差动元件两侧TA的型号、变比完全相同，受其暂态特性的影响较小。其动作灵敏度也较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及线棒开焊。 2不完全纵差保护 不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，尚能反应定子线棒开焊及某些匝间短路。但是，由于在中性点侧只引入其一分支的电流，故在整定计算时，尚应考虑各分支电流不相等产生的差流。另外，当差动元件两侧TA型号不同及变比不同时，受系统暂态过程的影响较大。

全国继电保护技木竞赛考题与答案 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 一、判断题（20题，每题0.5分，要求将答案填在答题卡的相应位置） 1．二次回路中电缆芯线和导线截面的选择原则是：只需满足电气性能的要求；在电压和操作回路中，应按允许的压降选择电缆芯线或电缆芯线的截面。（×） 2．为使变压器差动保护在变压器过激磁时不误动，在确定保护的整定值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。（×） 3．对于SF6断路器，当气压降低至不允许的程度时，断路器的跳闸回路断开，并发出“直流电源消失”信号。（√） 4．在双侧电源系统中，如忽略分布电容，当线路非全相运行时一定会出现零序电流和负序电流。（×） 5．在电压互感器二次回路通电试验时，为防止由二次侧向一次侧反充电，将二次回路断开即可。（×） 6．在正常工况下，发电机中性点无电压。因此，为防止强磁场通过大地对保护的干扰，可取消发电机中性点TV二次（或消弧线圈、配电变压器二次）的接地点。（×） 7．为提高保护动作的可靠性，不允许交、直流回路共用同一根电缆。（√） 8．比较母联电流相位式母差保护在母联断路器运行时发生区内故障，理论上不会拒动。（×）

发电机纵差动保护培训资料

发电机纵差动保护培训资料 本厂1、2号发动机负粗电流不得大于8℅IN。因此，在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护。(2)发电机不同相匝间短路时，必将出现环流的短路电流。。 电机网消息：发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。 两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。 发电机纵差动保护培训资料 不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmax Kftq—非周期分量影响系数BCH—2继电器取1 Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。 正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。 发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。 同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。由变压器差动保护的讨论可知，差动保护可以满足作为发电机主保护的基本要求。 二、发电机纵差动保护的特点由于被保护的对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍同方向，流人差动继电器的只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反应匝间短路。在定子绕组不同地点相简短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路电流的大小不一样。 经分析得出如下结论：1)当过渡电阻不为零时，在中性点附近短路时，差动保护可能不动作，即在中性点附近经电弧电阻短路时，可能出现死区。因此，要求发电机纵差动保护灵敏度尽可能高，尽可能减少它的死区。 2)由于发电机电压系统的中性点一般不接地的或经大阻抗接地，单相接地时的短路电流较小，差动保护不能动作。 故必须设置独立的接地：保护。 大容量发电机应采用负序反时限过流保护。。

省电力公司发电机保护整定计算课件

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。 1故障类型及不正常运行状态： 1．1 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，即发电机低励或失磁：从电 力系统吸收无功功率，从而引起系统电压下降，如果系统中无功功率储备不足，将使电力系统中邻近失磁发电机的某些电压低于允许值，破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可使系统因电压崩溃而瓦解。 6)发电机与系统失步：会出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振 荡，这种持续的振荡对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响；7)发电机过励磁故障：并非每次都造成设备明显破坏，但多次反复过励 磁，将因过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。 1．2 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，从而导致发电机重大事故。此外还会引起发电机100Hz的振动； 4)由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大，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)由于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）由于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。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。 2 汽轮发电机保护类型 1）发电机差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护； 2）匝间保护：定子绕组一相匝间短路或开焊故障的保护； 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）阻抗保护：反应外部短路，同时兼作纵差动保护的后备保护； 7）转子表层负序电流保护：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；

发电机保护现象、处理

发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)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。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 发电机保护简介 1、发电机失磁保护 失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A

发电机保护装置主要定值整定原则

发电机保护装置主要定值整定原则 （仅供参考） DGP-11数字发电机差动保护装置 DGP-12数字发电机后备保护装置 DGP-13数字发电机接地保护装置 北京美兰尼尔电子技术有限公司

1 DGP-11 数字发电机差动保护主要定值整定原则 纵差保护 1.1.1 差动速断保护动作电流整定 差动速断保护动作电流一般按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定。一般可取3～4倍额定电流。 1.1.2 比率差动保护 1.1. 2.1 最小动作电流（I do）整定 I do为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡 ）整定，即： 电流（I unb ·o 或I do=K k×2× I do =K k·I unb ·o 式中：K k—可靠系数，取； I unb·o—发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流； I f2n—发电机二次额定电流。 一般可取I do=（～0.3 I n），通常整定为0.2 I n。如果实测I unb 较大，则 ·o 增大的原因，并予消除，避免因I do整定过大而掩盖一、二次应尽快查清I unb ·o 设备的缺陷或隐患。 发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点侧的三相电流可能不大，为保证内部短路时的灵敏度，最小动作电流I do不应无根据地增大。 1.1. 2.2 拐点电流定值（I ro）整定 定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，因此，I ro 可整定为： I ro=（～）I f2n 1.1. 2.3 比率制动系数（K）整定 发电机差动保护比率制动系数按下式整定： K=K k·K ap·K cc·K er 式中：K k—可靠系数，取； K ap—非周期分量系数，取； K cc—电流互感器同型系数，取； K er—电流互感器比误差，取。 在工程实用中，通常为安全可靠取K=。 1.1. 2.4 灵敏度校验 按上述原则整定的比率制动特性的差动保护，当发电机机端两相金属性短路时，差动保护的灵敏度一定满足要求，不必进行灵敏度校验。 横差保护

发电机保护整定计算技术规范

发电机保护整定计算技术规范

定子绕组内部故障主保护 一、纵差保护 1 固定斜率的比率制动式纵差保护 1）、比率差动起动电流I op.0：I op.0= K rel K er I gn ／n a 或 I op.0= K rel I unb.0 一般取I op.0＝(0.1～0.3) I gn ／n a ，推荐取I op.0＝0.2 I gn ／n a 。 2）、制动特性的拐点电流I res.0 拐点电流宜取I res.0＝(0.8～1.0)I gn ／n a ，一般取I res.0＝0.8I gn ／n a 。 3）、比率制动特性的斜率S ： 0 .r max .r 0.op max .op I I I I S es es --= ① 计算最大不平衡电流I unb.max ： I unb.max ＝K ap K cc K er I k.max ／ n a 式中：K a p ——非周期分量系数，取 1.5～2.0； K cc — —互感器同型系数，取0.5； K er ——互感器比误差系数，取0.1； I k.max ——最大外 部三相短路电流周期分量。 ② 差动保护的最大动作电流I op.max 按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计 算： I op.max ＝K rel I unb.max 式中：K rel ——可靠系数，取1.3～1.5。 ③ 比率制动特性的斜率S

一般I res.max ＝I k.max ／n a ，则 0 .r a max .k 0.op unb.max rel 0 .r max .r 0.op max .op I n /I I I K I I I I S es es es --= --≥ 2、变斜率的比率制动式纵差保护 1）、比率差动起动电流I op.0：同4.1.1.1“比率差动起动电流”的 整定。 2）、制动特性的拐点电流I res.1： 对于发电机保护，装置固定取 I res.1＝4I gn ／n a 。 对于发电机变压器组保护，装置固定取 I res.1＝6I gn ／n a 。 3） 、比率制动特性的起始斜率S 1 S 1＝K rel K cc K er 式中：K rel ——可靠系数，取1.5；K cc ——互感器的同型系数，取0.5； K er ——互感器比误差系数，取0.1； 一般取S 1＝0.1 4） 、比率制动特性的最大斜率S 2： ① 计算最大不平衡电流I unb.max ： I unb.max ＝K ap K cc K er I k.max ／n a 式中：K a p ——非周期分量系数，取 1.5～2.0； K cc ——互 感器同型系数，取0.5； K er ——互感器比误差系数，取0.1； I k.max ——最大外部三 相短路电流周期分量， 若I k.max 小于I res.1（最大斜率时的拐点电流）时，取 I k.max =I res.1 。 ② 比率制动特性的斜率S ： a gn a max .k a gn 10.op max .u 2n /I 2n /I n /I 2I I S ---≥ S nb

纵联差动保护原理

一、发电机相间短路的纵联差动保护 将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部 故障时，I1 与 I2 反向流入，KD的电流为1 1 TA I n - 2 2 TA I n = 1 I' - 2 I'≈0 ，故KD不会动作。当在保护 区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD的电流为： 1 1 TA I n + 2 2 TA I n = 1 I' + 2 I'=2k TA I n 当2k TA I n 大于KD的整定值时，即 1 I' - (3) max max / unb st unp i k TA I K K f I n = ≠0 ,KD动作。这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部

故障时， 2 k TA I n ≥Iset ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb 表示。通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达： .min .min .min ()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+ 式中：Kst ——同型系数，取； Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。 为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop= (Krel 为可靠系数，取）。越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。对于大、中型发电机，即使轻微故障也会造成严重后果。为了提高保护的灵敏系数，有必要将差动保护的动作电流减小，要求最小动作电流=（IN 为发电机额定电流），而在任何外部故障时不误动作。显然，图所示的

发电机的差动保护整定计算.doc

百度文库- 让每个人平等地提升自我 1、发电机差动保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 =～I gn/n a式中：I gn——发电机额定电流 n a——电流互感器变比 0.2 * 10190 取=（～） I gn/n a= = 12000/ 5 本保护选择 =1A （2）制动特性拐点的选择 当定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特 性，因此，拐点 1 电流选择大于发电机额定电流，本保护选拐 点 1 为 5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选 拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按照外部短路电流下，差动保护不误动来整定。 =K rel *K ap*K cc*K er 式中： K rel——可靠系数，取～ K ap——非周期分量系数，取～ 2 K cc——互感器同型系数，取 K er ——互感器变比误差系数，取 取各系数最大值，则 =*2**= 考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全起 见，宜适当提高制动系数值，取K1=30%，根据厂家说明书K2推荐值为 80%-100%，本保护取 K2=80%。

原保护为单斜率，定值为K1=30%。 保护动作于全停，启动快切，启动断路器失灵。 2、主变差动及速断保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 按躲过变压器额定负载时的不平衡电流来整定。 =K rel (K er +△U+△m)I n/n a式中： I n——变压器额定电流 n a——电流互感器变比 K rel——可靠系数，取～ K er——电流互感器的变比误差， 10P型取 *2 ，5P 型和 TP型取 *2 △U——变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值） △m——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取 在工程实用整定计算中可选取 =（～）I n/n a，一般工程宜采用不 0.4 * 882.7 小于 I n/n a。取 =n a== 本保护选取 = （2）制动特性拐点的选择 拐点 1 定值要求大于强迫冷循环情况下的额定电流，小于紧急 情况下的过负荷电流，本保护取5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按区外短路故障，差动保护不误动来整定。

发电机差动保护原理

发电机差动保护原理

5.1 发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ≥ I op.0 ( I res ≤ I res.0 时) I op ≥ I op.0 + S(I res – I res.0) ( I res > I res.0 时) 式中：I op 为差动电流，I op.0为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I res.0为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零； b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护

该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： ??????????=?-Λ?2.2223sen j e e I U R P ? 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2. U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： P e I U R ε>?????????Λ?22' 2.22'sen j e I I ?-ΛΛ?=? 实际应用动作判据综合为： u U ε>??2 i I ε>??2 ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > εP (εu 、εi 、εP 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保

发电机保护配置

发电机保护基本原理 发电机可能发生的故障 定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地 励磁回路（转子绕组）接地 励磁回路低励（励磁电流低于静稳极限对应的励磁电流）、失磁 发电机主要的不正常工作状态 过负荷 定子绕组过电流 定子绕组过电压 三相电流不对称 过励磁 逆功率 失步、非全相、断路器出口闪络、误上电等 发电机的主要保护和作用 纵差保护 作用：发电机及其引出线的相间短路保护 规程：1MW以上发电机，应装设纵差保护。对于发电机变压器组：当发电机与变压器间有断路器时，发电机装设单独的纵差保护；当发电机与变压器间没有断路器时，100MW及以下发电机可只装设发电机变压器组公用纵差保护；100MW及以上发电机，除发电机变压器组公用纵差保护还应装设独立纵差保护，对于200MW及以上发电机变压器组亦可装设独立变压器纵差保护。 与发变组差动区别：发变组差动需要考虑厂用分支，要考虑涌流制动、各侧平衡调节。 纵向零序电压 作用：发电机匝间短路（也能反映相间短路）。 规程：50MW以上发电机，当定子绕组为星形接线，中性点只有三个引出端子时，根据用户和制造厂的要求，也可装设专用的匝间短路保护。 定子接地 作用：定子绕组单相接地是发电机最常见的故障，由于发电机中心点不接地或经高阻接地，定子绕组单相接地并不产生大的故障电流。 常用保护方式：基波零序电压（90％）、零序电流、三次谐波零序电压（100％） 定子接地 规程：与母线直接连接的发电机：当单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的补偿作用)大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。保护装置由装于机端的零序电流互感器和电流继电器构成，其动作电流躲过不平衡电流和外部单相接地时发电机稳态电容电流整定，接地保护带时限动作于信号，但当消弧线圈退出运行或由于其它原因，使残余电流大于接地电流允许值时应切换为动作于停机。 发电机变压器组：对100MW以下发电机应装设保护区不小于90%的定子接地保护，对100MW及以上的发电机应装设保护区为100%的定子接地保护。保护装置带时限动作于信号必要时也可动作于停机。 励磁回路接地保护 作用：励磁回路一点接地故障对发电机并未造成危害。但若继而发生两点接地将严重危害发电机安全。 实现方法：采用乒乓式原理。 规程：1MW及以下水轮发电机，对一点接地故障宜装设定期检测装置，1MW以上水轮发电机应装设一点接地保护装置。 100MW以及汽轮发电机，对一点接地故障可采用定期检测，装置对两点接地故障应装设两点接地保护装置。 转子水内冷汽轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护装置，并可装设两点接地保护装置，对旋转整流励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。 一点接地保护带时限动作于信号两点接地保护应带时限动作于停机。 失磁保护 作用：为防大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后，从系统

发电机差动保护原理

发电机差动保护原理 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ? ( I res ? 时) I op ? + S(I res – ( I res > 时) 式中：I op 为差动电流，为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图 5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零；

b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于倍的额定电流。 发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2.U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： 实际应用动作判据综合为： ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > ?P (?u 、?i 、?P 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保护极性图 图5.2.1.2 故障分量负序方向保护逻辑框图 5.2.2发电机纵向零序过电压及故障分量负序方向型匝间保护 本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及

发电机差动保护原理

发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ? ( I res ? 时) I op ? + S(I res – ( I res > 时) 式中：I op 为差动电流，为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零； b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于倍的额定电流。 发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。

故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： ??????????=?-Λ?2.2223sen j e e I U R P ? 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2. U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： P e I U R ε>?????????Λ?22' 2.22'sen j e I I ?-ΛΛ?=? 实际应用动作判据综合为： u U ε>??2 i I ε>??2 ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > ?P (?u 、?i 、?P 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保护极性图

发电机的励磁限制与保护的配合整定

发电机的励磁限制与保护的配合整定 §1发电机运行功率圆与限制 发电机运行功率圆又称“安全运行极限”或“P、Q图”，下面图1为ABB励磁厂家说明书的发电机功功率图，经常用到的三个限制： 1）转子发热限制； 2）定子发热限制； 3）低励限制。 图1 ABB励磁说明书中的发电机功功率图实际发电机的运行功率极限图下图所示：

图2 某600MW汽轮机组功率图 §1.1转子发热限制 §1.1.1同步发电机的相量图 同步发电机的电动势相量图如图3所示 U E q j δφ

图3 同步发电机的电动势相量图 对△oab 的每条边分别乘以U ／X q ，得功率三角形△ OAB ，并以O 点为原点，引入直角坐标系，如图3所示。从图上可看出有以下关系成立： 图4 功率三角形 1) φ— OA 与纵轴的夹角即为功率因数角； 2）δ— 发电机功角； 3) 直角坐标系的第一象限是发电机的迟相(过励)运行区，第二象限是发电机的进相(欠 励)运行区。 4) 发电机机端电压U 保持不变，X d 为发电机同步电抗为常数， BA 的长度正比于发电机 电势，也正比于励磁电流I fn 。以B 点为圆心，以BA 为半径作圆弧，此圆弧即为转子发热极限曲线。对应图1中的“最大励磁电流限制器”。 运行分析： 汽轮发电机额定运行时，定子电流I 与励磁电流均为额定值，一般其额定功率因数cos φ为0．85—0.9。此时，当欲调整发电机的运行参数，降低其功率因数(φ角增大)时， I B

增发无功，励磁电流I会增加，发电机的运行受到转子发热极限的限制。为了使转子不过热，则需降低定子电流，使发电机沿曲线AD运行，定子绕组未得到充分利用。反之，欲提高其功率因数( 角减小)时，定子电流会超过额定值，发电机的运行受到定子发热极限的限制，即图1中的“欠励、过励侧定子电流限制器”，又称“定子发热限制”。 §1.1.2 ABB励磁系统最大励磁电流限制器原理 限制器有两个限制值：一个是强励顶值电流限制值，另一个是连续运行允许的过热限制值。与过热限制值关联的两个控制参数分别是转子等效加热时间和转子等效冷却时间。 限制器的参数和功能框图见图5。 图5 ABB励磁系统限制器的参数和功能框图 同步发电机正常运行过程中（无限制器动作），最大励磁电流限制器的限制值是强励顶值电流限制值Imax，即AVR 可以在必要时提供强励顶值电流。在系统故障需要强行励磁来排除故障时，如果励磁电流的实际值超出过热限制值，调节器就会起动一个剩

变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别

变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别 变压器内部电气故障主要是：各侧绕组的匝间短路、中性点直接接地侧绕组的单相短路、内部引线和套管故障、各侧绕组相间短路。 发电机内部短路故障为：定子绕组不同相之间的相间短路、同相不同分支之间和同相同分支之间的匝间短路，兼顾定子绕组开焊故障，但不包括各种接地故障。 变压器纵差保护与发电机纵差保护一样，也可采用比率制动方式或标积制动方式达到外部短路不误动和内部短路灵敏动作的目的。 纵联差动保护（比率制动式纵差保护）是比较被保护设备各引出端电气量（例如电流）大小和相位的一种保护。 变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别如下： 1、变压器各侧额定电压和额定电流各不相等，因此各侧电流互感器的型号一定不同，而且各侧三相接线方式不尽相同，所以各侧相电流的相位有也可能不一致，将使外部短路时不平衡电流增大，所以变压器纵差保护的最大系数比发电机的大，灵敏度相对来说要比较低。 2、变压器绕组常有调压分接头，有的还要求带负荷调节，使变压器纵差保护已调整平衡的二次电流又被破坏，不平衡电流增大，这样将使变压器纵差保护的最小动作电流和制动系数都要相应加大。 3、对于定子绕组的匝间短路，发电机纵差保护完全没有作用。变压器各侧绕组的匝间短路，通过变压器铁芯磁路的耦合，改变了各侧电流的大小和相位，使变压器纵差保护对匝间短路有作用。 4、无论变压器绕组还是发电机定子绕组的开焊故障，它们的完全纵差保护均不能起到保护作用而动作，但变压器还可以依靠瓦斯保护或压力保护。 5、变压器纵差保护范围除包括各侧绕组外，还包含变压器的铁心，即变压器纵差保护区内不仅有电路还有磁路，明显违反了纵差保护的理论基础（基尔霍夫电流定律）。而发电机的纵差保护对象内只有电路的联系，在没有故障时，不管外部发生什么故障，各相电流的矢量和总为零。 发电机纵差保护的工作原理是怎样的？ 发电机纵差保护是根据差流法的原理来装设的。其原理接线图如下： 在发电机中性点侧与靠近发电机出口断路器QF处，装设性能、型号相同的两组电流互感器TA1、TA2，来比较定子绕组首尾端的电流值和相位，两组电流互感器，按环流法连接，差流回路接入电流继电器Ⅰ-Ⅰ. 在正常时，中性点与出口侧的电流数值和相位都相同，差流回路没有电流，继电器Ⅰ-Ⅰ不会动作。 在保护范围外发生短路故障，与正常运行时相似，差流回路也没有电流，保护也不会动。在保护范围内发生故障，流经电流继电器Ⅰ-Ⅰ的电流，为TA1、TA2电流互感器二次电流之差，继电器Ⅰ-Ⅰ启动，保护装置将动作。这就是发电机纵差保护的基本工作原理。 纵差保护2 变压器纵差保护是利用比较变压器两侧电流的幅值和相位的原理构成的。把变压器两侧的电流互感器按差接法接线，在正常运行和外部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近为零，继电器不动作；在内部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。 由此可见，变压器两侧电流互感器的接线正确与否，直接影响到纵差保护的动作可靠性。将

发电机保护整定计算技术规范标准[详]

定子绕组内部故障主保护 一、纵差保护 1 固定斜率的比率制动式纵差保护 1）、比率差动起动电流I op.0：I op.0= K rel K er I gn ／n a 或 I op.0= K rel I unb.0 一般取I op.0＝(0.1～0.3) I gn ／n a ，推荐取I op.0＝0.2 I gn ／n a 。 2）、制动特性的拐点电流I res.0 拐点电流宜取I res.0＝(0.8～1.0)I gn ／n a ，一般取I res.0＝0.8I gn ／n a 。 3）、比率制动特性的斜率S ： 0 .r max .r 0.op max .op I I I I S es es --= ① 计算最大不平衡电流I unb.max ： I unb.max ＝K ap K cc K er I k.max ／n a 式中：K a p ——非周期分量系数，取1.5～2.0； K cc ——互感器同型系数，取 0.5； K er ——互感器比误差系数，取0.1； I k.max ——最大外部三相短路电流周期分 量。 ② 差动保护的最大动作电流I op.max 按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算： I op.max ＝K rel I unb.max 式中：K rel ——可靠系数，取1.3～1.5。 ③ 比率制动特性的斜率S 一般I res.max ＝I k.max ／n a ，则 0 .r a max .k 0.op unb.max rel 0 .r max .r 0.op max .op I n /I I I K I I I I S es es es --= --≥ 2、变斜率的比率制动式纵差保护 1）、比率差动起动电流I op.0：同4.1.1.1“比率差动起动电流”的整定。