误上电保护
误上电保护的逻辑定值分析
误上电保护的逻辑定值分析及改进方法探讨甘槐樟邹巍刘长明（大唐石门发电有限责任公司，湖南石门，415300）摘要：近年来，大型机组均配置了发电机误上电保护。
本文针对石门电厂＃2发电机误上电保护存在的缺陷，对一般误上电保护的逻辑及定值进行了深入的分析，对如何防止误上电保护误动和完善误上电保护逻辑，提出了具体的解决方法。
关键词：发电机保护误上电改进方法0引言发电机在盘车状态下(未加励磁，低速旋转)，出口断路器误合闸，系统三相工频电压突然加在机端，使同步发电机处于异步启动工况，由系统向发电机定子绕组倒送大电流；由于转子与气隙同步速旋转磁场有较大滑差，转子本体长时间流过差频电流，转子有可能烧伤；突然误合闸引起转子的急剧加速，由于润滑油压太低(尚未准备并网运行)，也可能使轴瓦损坏；发电机在非同期并网时，特别地，若在极性相反，即相位相差1800时合闸，则冲击电流可达20~30发电机额定电流。
因此，发电机在盘车状态下的误合闸和非同期合闸是一种破坏性很大的故障，在几秒钟之内即可损坏发电机组，为此现在大型机组均配有相应的保护---误上电保护。
大唐石门有限责任公司#2发变组保护于2004年10月改为微机保护装置。
保护安装调试完成332后，在模拟正常运行直流掉电故障现象时，发现误上电保护误动作出口，导致误上电保护不能正常投入运行；新投产的#3、4机组同型微机保护中误上电保护存在同样的问题，因此，必须对误上电保护进行深入分析，从而采取有效的解决办法。
1保护逻辑定值分析发电机误上电保护的逻辑框图如图1所示。
图1 发电机误上电保护逻辑框图1.1发电机在盘车或升速过程中（未加励磁）突然误并入电网保护动作判据⑴灭磁开关合上与断开判据：灭磁开关断开时，灭磁开关辅助触点FMK为1；灭磁开关合上时，辅助触点FMK为0，FMK为灭磁开关合上与断开的状态判据。
⑵断路器合闸与分闸判据：断路器分闸时，断路器辅助触点DL为1；断路器合闸时，辅助触点DL为0，DL为断路器合闸与分闸的状态判据。
发电机误上电保护的逻辑分析及改进措施 崔旭光
发电机误上电保护的逻辑分析及改进措施崔旭光摘要：处在盘车状态中的发电机如果错误合上了出口断路器，则会存在较大可能表现为故障现象。
这是由于，发电机一旦处于误上电的故障状态，那么机端就会突然增大工频电压。
遇到上述状态时，定子绕组以及转子之间将会产生滑差，以至于转子被烧毁。
因此可以得知，误上电的发动机很可能威胁到整个发电机的平稳运转，在情况严重时还将会带来人身伤害及其他损失。
为了从根源上防控上述故障的频繁产生，针对误上电保护的发电机有必要进行逻辑分析；结合误上电的根本原因，探求可行的改进措施。
关键词：发电机；误上电保护；逻辑分析；改进措施在电力生产中，发电机构成了其中很关键的部分。
然而实质上，发电机本身具有复杂度较高的内部结构，对此如果不慎加以控制，那么就可能突然表现为故障现象。
例如：盘车状态的发电机如果表现为误上电的错误现象，那么发电机的机端就可能承受过高的电压；在情况严重时，过高的工频电压还容易烧伤定子或者转子等部件[1]。
由此可知，如果能够分析误上电保护的内在逻辑，就可以因地制宜给出针对性的保护对策。
这是由于，针对误上电保护应当设置更有效的逻辑，对此加以全方位的技术改进。
一、进行误上电保护的重要意义运行时的发电机如果出现了断路器的错误闭合，就会增大机端承受的负荷量，以至于超出了机端可承受的最大限度。
在此种状况下，定子以及转子将会表现为相对明显的滑差，转子因此就可能被差频电流烧伤。
通常来讲，多数发电机组都配备了误上电保护的相关措施[2]。
发电机出口设有断路器，因此有利于顺利运行。
然而，发电机出口处的断路器如果缺乏必要的隔离刀闸，那么未经并网的发电机在执行主变倒送电的全过程中就无法设置足够的断口，以至于产生了错误的合闸。
由此可见，为了从根源上防控错误上电的现象产生，针对整个发动机装置有必要设置保护逻辑，对此予以全面的改进。
目前的状态下，电力企业具体在生产运行时，通常都不能缺少发电机作为保障。
针对电力生产的整个流程来讲，发电机都应当属于其中的核心与关键。
求助：启停机、误上电保护什么时候投入？原因？
求助：启停机、误上电保护什么时候投入？原因？
1、启停机保护在以下条件满足时才起作用1）发电机并网前，即断路器未合闸时；2）启动过程频率低于45（一般定植）赫兹以下时。
只在低于频率定值时起作用。
2、误上电保护在以下条件时起作用1）发电机处在盘车时，这时候未加励磁，断路器误合闸；2）发电机启停过程中已加励磁，但频率低于定值，断路器误合闸；3）发电机启停机过程中，已加励磁、频率大于定值，断路器误合闸或者非同期。
注意该保护受两个条件闭锁1）经断路器合闸接点闭锁；2）经主变开关有流闭锁。
就是说当断路器合闸位时或者主变高压侧有电流时该保护自动退出运行。
电厂误上电保护动作分析
某电厂#1机组误上电、断路器闪络保护动作分析1概述2012年08月07日22时42分50秒655毫秒（因GPS对时时钟源的问题，所有的保护装置显示时间是2011年08月08日，下同），某电厂1号机组B套保护屏柜发电机误上电保护启动，216ms后发电机误上电保护跳闸，504ms后主变高压侧断路器闪络保护跳闸。
2012年08月07日22时42分50秒657毫秒（保护装置显示时间是2011年08月08日），1号机组A套保护屏柜发电机误上电保护启动，216ms后发电机误上电保护跳闸，504ms后主变高压侧断路器闪络保护跳闸。
事后查明故障原因是发电机与系统解列后，经过大约9s主变高压侧A相开关发生了闪络，最终导致主变高压侧A相开关发生了爆炸。
由于两套保护动作结果相同，以下分析以B套保护数据和波形为例。
装置跳闸报告如下图所示：图1 装置跳闸报告装置变位报告如下图所示：图2 装置变位报告由跳闸报告和变位报告可见，首先是主变高压侧断路器断开，过了大约9s（由变位报告79和80判断），主变后备保护启动，随后误上电保护、发电机后备保护、发电机过负荷保护相继启动，误上电保护和断路器闪络保护经过整定延时后跳闸，跳母联开关，关主汽门。
失灵保护动作后切除故障，主变差动保护启动，随着电流的衰减，各保护相继返回。
2保护动作数据和波形分析2012年8月15日，从现场取回了RCS-985发变组保护装置波形和故障录波器的波形，分别如图3～图5所示。
图3是保护装置CPU板的故障波形，记录了启动时刻8个周波的波形和跳闸时刻8个周波的波形。
图4是保护装置MON板的故障波形，最长可记录4s的波形，本次录波只截取了大约1s的波形。
图5是故障录波器记录的波形。
从保护装置MON板的录波，可以清晰地看出保护启动和跳闸的时序。
结合保护装置MON板的录波和故障录波器的录波，可以看出误上电和断路器闪络保护跳闸后，机组和系统发生了振荡，当闪络端口两侧电压相位差接近零度时，电流接近于0（如图4(b)所示，电流最小处主变高压侧A相电压滞后机端A相电压约30度），电流减小后保护动作返回。
发变组误上电保护和启停机保护的分析李斌
发变组误上电保护和启停机保护的分析李斌摘要：发变组保护在机组停运后也应该正常投入，特别是发变组保护中的误上电和启停机保护，在发变组解列前就应该将其投入，发电机停运后一旦发生对发电机进行反送电的事故，发变组保护会动作于发变组出口断路器使其迅速跳开，使发变组免受伤害。
关键词：发变组；误上电保护；启停机保护；压板1 导言：某电厂1号机组在停运后进行母线恢复正常方式时，误合上发变组出口断路器，系统电源立即反送至1号发电机，而这时发变组保护出口总压板退出，使发变组误上电和启停机保护未能将发变组出口断路器跳开，造成汽轮发电机组转速急剧上升、剧烈振动，发电机密封瓦损坏、油氢泄漏、转子与油挡碰磨打火，致使氢气爆燃。
可见在机组停机前就应该投入误上电保护和启停机保护，本文以我厂#2机组为例对这两个保护进行详细分析，并分析这两个保护投入的时机。
2 发变组误上电保护的分析对我厂的发变组误上电保护是由发变组出口断路器的误合闸保护和出口断路器闪络保护组成。
2.1 断路器误合闸保护的分析断路器误合闸保护逻辑图：如图1下面就对图1中各个框图的功能进行简单介绍。
低电压元件：采用机端两组PT均低电压延时投入，电压恢复延时（与低频闭锁判据配合）退出。
低频元件：通过查阅相关资料此元件在频率低于45Hz时动作。
经低频闭锁：经查阅相关资料知该功能投入。
断路器跳开位置：当断路器跳开后跳闸位置继电器TWJ动作，使其辅助接点闭合并传入保护屏。
断路器无流判据：当发电机机端三相CT都小于给定值时认为断路器无电流。
经断路器位置闭锁：如果断路器不在跳开位置时闭锁该出口。
误合电流允许断路器跳闸：经查阅相关资料知该功能投入。
断路器跳闸闭锁投入：当发变组非同期合闸时，如果发变组出口断路器两侧电势相差180°左右，非同期合闸电流太大，跳闸容易造成断路器损坏，此时闭锁跳开发变组出口断路器，先跳开灭磁开关，当断路器电流小于定值时再动作于跳闸。
如果断路器两侧电势相差180°时跳闸，这时断路器两侧的最大电压是230/**2=375.5KV,也就是2=2.828倍正常相电压。
一例误上电保护误动作的事故分析
第2期（总第227期）2021年4月山西电力SHANXI ELECTRIC POWERNo.2（Ser.227）Apr.2021一例误上电保护误动作的事故分析杨奇（山西潞光发电有限公司，山西长治046699）摘要：误上电保护作为机组启动及并网过程中的重要保护，通常采用发电机变压器组出口断路器、灭磁开关辅助接点作为逻辑判别条件，而因开关辅助接点问题造成的保护误动时有发生。
针对一起机组启动中因逻辑设定的常开常闭辅助接点与外回路接线不一致导致的误上电保护误动作案例，从误上电保护的设计、校验、运行维护等方面提出了相应的建议。
关键词：误上电保护；辅助接点；逻辑判别；开关量变位中图分类号：TM774文献标志码：B 文章编号：1671-0320（2021）02-0021-040引言发电机在启动及并网过程中，由于误操作等原因可能使出口断路器误合闸。
发电机在转子静止、盘车或起励后不具备同期并网条件时误合出口断路器，突加的电压会在定子绕组中流过3~4倍额定电流，使发电机内部形成旋转磁场,旋转磁场在转子中感应工频或者接近工频的电流，造成发电机严重烧损或大轴扭曲。
特别是随着机组容量越大，承受过热的能力越弱，误上电时发电机异步启动、逆功率保护、失磁保护等也可能满足动作条件，但时限较长且开机和盘车时有些保护可能因无机端电压而不起作用，所以应重点关注误上电保护的配置、校验及日常运行维护。
1故障经过2018年9月12日某火电厂2号机组启动并网，7:00汽轮发电机组冲转至3000r/min,合灭磁开关、励磁系统起励正常。
检查各系统正常后启动同期,7:22:36发电机变压器组（以下简称发变组）出口收稿日期:2020-10-19，修回日期:2020-11-02作者简介:杨＜（1988）,男,山西长治人,2010年毕业于东北电力大学电力系统及自动化专业，工程师,从事发电厂电气设备检修、维护、管理等工作。
断路器合闸，随即发变组B套保护装置误上电保护动作,跳灭磁开关、发变组出口断路器。
大型发电机误上电保护方案
大型发电机误上电保护方案在发电机并网之前升速升压过程中以及在发电机停机后的盘车过程中，假若由于运行人员误操作，将断路器DL合闸（励磁开关出于“断”或“合”的状态），这属于非同期并网，这称为“误上电”，将对发电机造成巨大危害。
因此，大型发电机要求配置误上电保护，尽可能快速跳开断路器。
一、有关的基本理论（准备知识）1.在阻抗平面上，机端或主变高压侧同各相电压电流的比值表达式的测量阻抗Z J（例如Z J=U AI A 或Z J=U ABI AB）在不同象限表达的P、Q2.当同步发电机处于发电机运行状态，功率角δ为正，是E f超前于E s的角度。
功角特性, P=E f E sX d+X ssinδ式中δ=arg E fE s，只当E f超前于E s时，δ为正，sinδ为正，有功功率P为正，机组才能发出有功。
当同步电机处于电动机运行状态时，E f滞后于E s，为负，sinδ为负，有功功率P为正，机组从系统吸取有功。
3.在R-X平面上表示系统振荡时某一瞬间的功率角δ及保护安装处的测量阻抗Z J。
图中，I—振荡电流；N—发电机中性点；F—发电机机端；T—主变高压侧；S—无穷大系统；E f—发电机电势；E s—系统电势。
ZΣ=X d‘+Z T+Z S式中，Z S—主变高压侧与无限大系统间的阻抗；Z T—主变电抗；X d‘—发电机暂态电抗。
在振荡过程中，发电机阻抗值采用X d‘（或X d’‘），在正常同步运行中，发电机阻抗值采用X d。
因发电机并网前，机端TV的高压熔丝XXX，所以误上电保护自主变高压侧TA、TV取得电压电流。
所以图-2中的阻抗平面以主变高压侧T为坐标原点“o”。
设系统中各元件X d、Z T、Z S的阻抗角相等，为φZ。
(a)(b)图-2 系统振荡中，某一瞬间的Z J、δ（该图中的n点所表达的瞬间为发电机状态）(a)电压电流相量 (b)阻抗图图-2中，振荡中不同瞬时的相量I 恒指向R 正轴不动，S 、N 点也不动，而n 点随时间移动。
发电机误上电保护配置的性能及应用分析
发电机误上电保护配置的性能及应用分析摘要：发电机误上电保护配置作为发电机元件构成中一个组成部分，直接决定着发电机组在盘车状态下工作的安全性与稳定性。
而一旦发电机误上电保护配置在工作中失效，则会对发电机造成严重的损害，严重的情况下甚至还可能造成爆炸和火灾等重大安全事故的发生。
因此，对于发电机误上电保护配置进行分析和研究是十分必要的，本文中，笔者在发电机误上电的保护配置及其应用方案等方面做了一些探讨。
关键词：发电机；误上电保护；改进自我国实行改革开放以来，随着社会和经济的快速发展，人们的生活水平也得到了前所未有的提高，与此同时，对于电力的需求也越来越多。
在这样的背景下，发电机或发电机组在生产、生活中的使用频率也越来越高，因此，在生产用电和生活用电方面发生事故的概率也随之不断增多。
所以，为了确保发电机工作运行的安全性和稳定性，我们有必要对它的安全防护措施做进一步的研究。
误上电保护配置作为发电机保护装置中的一个重要组成部分，对于发电机在盘车状态下的非法操作具有重要的控制作用。
文章从发电机误上电保护配置的工作原理入手，探讨了如何通过改进其工作性能进而实现提高其安全性能的一些尝试。
1 发电机误上电保护配置的工作原理通常而言，为了避免发电机在启动与停止时候的误操作，300MW及以上的发电机（或发电机组）都需要设置误上电保护配置。
当发电机的转子或盘车静止时出现误合闸操作，则发电机定子所产生的正序电流自身所产生的磁场又会使发电机转子自身产生感应电流（与工频电流接近）。
总之，发电机误上电保护配置是通过借助励磁开关、定子电流、断路器辅助接点或低阻抗判据来对发电机是否存在误上电操作进行判断。
一旦出现误上电，就很容易使发电机的转子积累大量的热量，从而使其由于过热而导致损害。
发电机的误上电保护配置的工作原理是将误上电保护分为两个阶段。
下面以开机过程为例就误上电保护配置的两个工作阶段进行分析：阶段一为从发电机启动到闭合磁场开关这段时间。
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3.26 发电机误上电保护
3.26.1保护原理
300MW 及以上发电机组，一般都要装设误上电保护，以防止发电机起停机时的误操作。
当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，定子的电流（正序电流）在气隙产生的旋转磁场会在转子本体中感应工频或接近工频的电流，会引起转子过热而损失。
误上电保护原理是将误上电分成两个阶段。
以开机为例，第一阶段：从开机到合磁场开关。
在这期间，由于无励磁，发电机不可能进行并网操作，因此要求发电机断路器合闸和定子有电流，则必然为误上电，瞬时跳闸；第二阶段：从合磁场开关到并网。
在这期间，用阻抗元件来区分并网和误上电，误上电一般可做到0.5s 内跳闸，并且误上电情况越严重，跳闸也越快。
误上电保护在发电机并网后自动退出运行，解列后自动投入运行。
保护引入发电机三相电流和主变高压侧或者发电机侧两相电流和两相电压。
3.26.2逻辑框图
图3-26-1 误上电保护原理图
其它
【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】 误合闸保护
（1） 发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。
采用两组PT
均低电压延时t1投入，电压恢复，延时t2（与低频闭锁判据配合）退出
（2） 发电机起停机过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。
采用低频判
据延时t3投入，频率判据延时t4返回，其时间应保证跳闸过程的完成
（3） 发电机起停过程中，已加励磁，但是频率大于定值，断路器误合或非同期。
采
用断路器位置接点，经控制字可以投退。
判据延时t3投入（考虑断路器分闸时间），延时t4退出，其时间保证跳闸过程的完成
当发电机非同期合闸时，如果发电机断路器两侧电势相差1800附近，非同期合闸电流太大，跳闸易造成断路器损坏，此时闭锁跳断路器出口，先跳灭磁开关，当断路器电流小于定值时再动作于调出口开关
高厂变低压侧断路器误合，也会导致发电机异步起动，高厂变低压侧断路器误合只经过低频判据闭锁
跳闸
断路器闭合为0磁路开关闭合为0
【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】
【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】
突加电压保护
突加电压保护作为发电机盘车状态下，主断路器误合闸的保护
发电机在盘车过程中，由于出口断路器误合闸，系统三相工频电压突然加在机端，使同步发电机处于异步启动工况，由系统向发电机定子绕组倒送大电流。
同时，将在转子中产生差频电流。
所以，保护由低频元件和三相过流元件组成
发电机盘车时误合闸，低频元件动作，瞬时动作延时返回的时间元件立即启动，如果这时定子电流大于最小误合闸电流，保护动作，跳开发电机主断路器
启停机保护
启停机保护作为发电机升速升励磁尚未并网前的定子接地短路故障的保护
3U，并经断路器辅助接点控保护为零序电压原理，其零序电压取自发电机中性点侧
制。
当没有并网前，断路器接点将保护投入，并网运行后保护退出。
定值整定：（1）零序电压整定范围：5～30V，一般取10V及以下
（2）延时动作值整定范围：0.1～10s，一般取2～5s
注意：本保护只在发－变组起动、停机的低频过程中投入，在正常频率条件下必须退出。
为此引入断路器辅助触点作为本保护的闭锁条件
【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】
3.26.3整定内容
（1）电流定值dz I （2）负序电流定值dz I ,2 （3）阻抗定值dz Z ,1、dz Z ,2
（4）误上电保护延时退出运行的时间1t （5）跳闸时间2t （6）失灵启动时间3t
（7）抗干扰延时和躲振荡返回延时4t
3.26.4保护的整定计算
（1）电流定值dz I ：应为误上电时最小电流的50%，或者以误上电电流长期存在下不
损伤发电机为条件。
一般发电机负序电流长期允许为（3%~5%）e I ，因此误上电电流不得大于（6%~10%）e I 。
（2）负序电流定值dz I ,2：按常规失灵保护要求整定。
（3）阻抗定值dz Z ,1、dz Z ,2：
()2,1d
T s k dz X X X K Z ''--= （3-26-1） ()2,2d
T k dz X X K Z ''+= （3-26-2） 式中：2.1~1.1=k K ；
s X —系统电抗； T X —变压器电抗；
d
X ''—发电机次暂态电抗。
t：一般为1s。
（4）误上电保护延时退出运行的时间
1
t：整定保护出口延时，若要瞬时出口则为0。
（5）跳闸时间
2
t：按失灵保护要求整定延时。
（6）失灵启动时间
3
t：按防止阻抗元件在振荡和干扰时返回条件整定。
抗干扰延时和躲振荡返回延时
4
附录
【IEEE STD C37.102-1995：交流发电机保护的IEEE标准】
误上电保护
发电机误上电的情况时有发生，必须配置专用的保护来检测发电机误上电。
误操作、断路器断口闪络、控制回路失灵或这几种情况同时出现都可造成发电机误上电。
这一小节将讨论发电机的误上电、传统的误上电保护的局限性以及专用误上电保护的配置。
当大型发电机通过一个隔离开关接入环形接线或一个半断路器接线的系统中，误上电的发生尤为常见。
在这两种接线方式中，在发电机停机时，发电机出口断路器可作为母联断路器使系统合环运行或两母线并联运行。
在这种情况下，发电机仅通过高压隔离开关与系统隔离。
为防止高压隔离开关误合，采用了闭锁措施，但由于闭锁环节未发挥应有的作用导致隔离开关误合使很多发电机遭到损坏甚至完全毁坏。
发电机处于盘车状态而从系统（三相电源）吸收能量时，将象感应电动机一样被加速。
发电机机端的电压和电流是发电机、变压器和系统电抗的函数。
随着系统的不同，发电机机端电流可达到额定电流的3—5倍。
在发电机被加速时，转子中的感应电流会在很短的时间内造成很大的损害。
如果隔离开关误合后发电机由厂用变压器供电，发电机机端的电流只有额定电流的10%—20%。
在这种情况下对发电机有无损害，还没有这方面的报告，但是对厂用变压器会造成损害。
常规保护对隔离开关误合的检测
发电机的常规保护用于检测误上电时有很多局限性。
尤其不能依靠以下几种保护来作为误上电保护：
（1）失磁保护
（2）逆功率保护
（3）系统后备保护
（4）负序保护
【IEEE STD C37.102-1995：交流发电机保护的IEEE标准】。