继电保护发电机
发电机变压器继电保护整定算例
发电机变压器继电保护整定算例发电机、变压器和继电保护设备是电力系统中关键的设备，它们起着稳定输电和保护电力设备的作用。
在电力系统中，这些设备往往使用变压器巨大的变比来实现电气参数的变换，从而实现能量的转变和输送。
同时，为了保证这些设备的安全运行，必须采用适当的继电保护装置进行保护。
在本文中，将介绍发电机、变压器和继电保护的整定算例。
一、发电机保护整定算例1、低频电流保护低频同步发电机的保护需要对其进行低频电流保护。
在低频电流保护中，整定规则为：对于1/8DP发电机，主保护的恢复值应为45%的额定电流，动稳定保护的触发值应为75%的额定电流。
2、绝缘保护绝缘保护用于检测发电机绕组和地之间的绝缘状态。
整定规则为：对于一般发电机，主保护的触发值应为0.5-1.5MΩ，备用保护的触发值应为0.8-2.5MΩ。
3、过电压保护过电压保护用于检测电压过高的情况。
整定规则为：对于低容性发电机，主保护的触发值应为2.8-3.8倍额定电压，备用保护的触发值应为3.2-4.2倍额定电压。
二、变压器保护整定算例1、差动保护变压器差动保护用于检测变压器绕组内部的短路故障。
整定规则为：差动保护的开始值应为100%的额定电流，终止值应为300%的额定电流。
2、欠电压保护欠电压保护用于检测电网电压下降的情况。
整定规则为：主保护应设置在75%的额定电压，备用保护应设置在65%的额定电压。
3、过电压保护过电压保护用于检测电网电压上升的情况。
整定规则为：主保护应设置在120%的额定电压，备用保护应设置在110%的额定电压。
三、继电保护整定算例1、过流保护过流保护用于防止系统因过载而损坏。
整定规则为：主保护应设置在1.0 In，时间设定为10s，备用保护应设置在1.1 In，时间设定为5s。
2、地面保护地面保护用于检测电路中的地故障。
整定规则为：主保护应设置在0.5-1.0 A，时间设定为0.1-0.5 s，备用保护应设置在0.75-1.5 A，时间设定为0.2-1.0 s。
水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施
水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施1. 引言1.1 水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施水电厂发电机变压器是电力系统中至关重要的设备，其保护十分关键。
水电厂发电机变压器主要由发电机和变压器两部分组成，需要进行全面的保护来确保其稳定运行。
发电机变压器保护原理主要包括过电流保护、绕组温度保护和短路保护等。
过电流保护是指在发生故障时，通过检测电流大小来判断系统是否处于异常状态。
绕组温度保护则是通过监测变压器绕组温度来避免过热造成的损坏。
短路保护则是为了防止短路电流造成的设备损坏，需要及时断开故障电路。
继电保护是水电厂发电机变压器保护系统中不可或缺的一部分，其作用是监测电力系统中的各种参数，当发生故障时，及时采取措施以保护设备和人员安全。
继电保护措施包括了发电机变压器的各种保护功能，如差动保护、电流保护、零序保护等，能够有效地防止电力系统的运行异常。
水电厂发电机变压器保护的重要性不言而喻，只有做好保护工作，才能确保设备的正常运行，减少故障损失。
继电保护在保护系统中的作用举足轻重，其快速、准确地判断故障类型，能够对电力系统进行有效保护。
未来发展趋势是通过引入先进的监控技术和智能化系统，提高变压器保护系统的可靠性和安全性，以适应电力系统的不断发展和变化。
【内容结束】2. 正文2.1 发电机变压器保护原理发电机变压器是水电厂中最重要的设备之一，其正常运行对于水电厂的发电效率和设备寿命至关重要。
发电机变压器的保护工作显得尤为重要。
1. 过电流保护：通过监测发电机变压器的电流大小，一旦发生短路或过载现象，及时切断电路，确保设备和系统的安全运行。
2. 绕组温度保护：监测发电机变压器绕组的温度，一旦温度超过设定值，会对设备进行保护操作，避免由于过热而造成设备损坏。
3. 短路保护：当发生短路故障时，短路保护系统会迅速检测并切断电路，防止短路故障扩大，保护设备和人员的安全。
通过以上保护原理，可以有效保护发电机变压器的安全运行，避免设备损坏和事故发生。
继电保护的工作原理及应用
继电保护的工作原理及应用一、引言继电保护是电力系统中一项重要的技术手段，其主要作用是监测和保护电力设备，以确保电力系统的安全运行。
本文将介绍继电保护的工作原理及其在电力系统中的应用。
二、继电保护的工作原理继电保护的工作原理主要基于电力设备的电流、电压、频率等参数的监测和判断。
当这些参数超过设定的阈值或发生异常变化时，继电保护将发出信号，触发相应的保护动作。
下面列举了继电保护的几种常见工作原理：•过流保护：监测电流，当电流超过设定值时，保护动作触发，切断电源，以保护电力设备。
•差动保护：通过对电流进行比较，检测电流差异，当差异超过预设阈值时，触发保护动作。
•零序保护：监测电力系统的零序电流，一般用于检测接地故障。
•距离保护：测量故障点与保护装置之间的距离，判断故障类型，并触发相应的保护动作。
•欠频保护：监测电力系统频率，当频率低于设定值时，触发保护动作。
三、继电保护的应用继电保护广泛应用于电力系统的各个环节，下面列举了几个常见的应用场景：1.变电站继电保护：变电站是电力系统中的重要环节，继电保护系统在变电站中起着至关重要的作用。
它能够检测变电站中的各个电力设备，如变压器、断路器等是否正常运行，一旦检测到异常情况，能够及时发出警报并切断电源，防止事故的发生。
2.输电线路继电保护：继电保护系统在输电线路中也起到非常重要的作用。
它能够监测电流和电压的变化，检测并定位线路故障，如短路、断线等。
及时触发保护动作，使故障区间与其余正常区间隔离，确保电力系统的稳定和安全运行。
3.发电机继电保护：发电机是电力系统的核心组件之一，对于发电机的保护尤为重要。
继电保护系统能够监测发电机的电流、电压、频率、温度等参数，一旦检测到故障，能够及时切断电源，防止进一步损坏发电机。
4.用电继电保护：继电保护系统在用电过程中也有重要应用。
它能够监测用户侧的电流和电压，当电流超过额定值时，能够切断电源，防止过载引起的事故。
同时，继电保护系统还能够检测电力系统的电能质量，如电压波动、谐波等，保证用户用电的稳定和可靠。
发电机的继电保护
Ik
互感器二 I 次电流 互感器二 同相分支绕 次电流 组间的环流 I 同相分支绕 I k1 组间的环流 同相分支绕组间
k
k
I-I
I-I
Ik1
Ik1
Ik
I k1
a a1
的匝间短路 同相分支绕组内 部的匝间短路 a2 同相分支绕 组间的环流
a
Ik 2
匝间短路时分支绕组间的环流
• 同相分支绕组内部的匝间短路时，绕组间的环 流为 I k ，流入差动继电器的电流大小为：
2Ik IK nTA
• 同相分支绕组间的匝间短路时，绕组间的环流 为 I k1和 I k 2 ，流入差动继电器的电流大小为：
2 I k1 IK nTA
• 当流入差动继电器的电流大于动作电流时，横 差保护动作。
+ +
TA2
+ I
t -
磁 开 关
I-I
I-I
I-I
G
TA1
断 线 信 号
差动继 电器
断线监视 继电器
动作时间 大于后备 保护
发电机匝间短路的横差动保护
• 发电机匝间短路是指发生在同一相别 的分支绕组内部或绕组之间的电势不 同点的一种纵向不对称短路。匝间短 路的故障分析起来十分复杂，简单地 说，这种短路会在发电机分支绕组间 产生环流，当短路匝数很少时，环流 电流值很小，但短路点短路电流却很 大，对发电机有严重损害。
U S .3 1 a U N .3 a
利用 U S .3 作为动作量，利用 U N .3 作为制动 量，构成的接地保护动作范围0~50%。
定子绕组单相接地时3次谐波电压分布
α α α （１－α）
继电保护原理第 7 章 发电机继电保护讲解
短路环中的电流与短路匝数的关系曲线如图：
二、横差保护原理 正常： 匝间接地：
I1 I 2
.
I j ( I1 I 2 ) / nl 0
. . . " d " Id
.
.
.
I J ( I1 I 2 2 I ) / nl
nl
I dz
动作 保护不动
死区：（1） 同一分支：
" 0, I d 0.
" （2） 同相两分支间： 1 2, I d 0. 保护不动
三、单元件式横差保护 原理：保护用电流互感器装设于发电机两组星形中性点的连 线上。 它实质是将一组三相分支电流之和与另一组三相分支电流之 和进行比较。
保护装置的原理接线及其它有关问题
1、三次谐波滤过器：其作用是滤除三次谐波，即使三次谐波也 不会流到电流继电器线圈中。 2、励磁回路有两点接地时保护的动作行为：在一般。
7.4.2 负序定时限过电流保护
一、保护由两段式构成 ' I段 I2 act 0.5I e. f 经t1（3-5s）延时动作于跳闸 II段 I 2.dz 0.1I e. f 经t2（5-10s）延时动作于信号
二、保护动作行为分析
1、在ab段内，t1大于允许时间，对发电机不安全 2、在bc段内，t1小于允许时间，未充分利用发电机的承受负 序电流的能力； 3、在cd段内，发信号；而靠近C点时，由于运行人员处理的 时间已大于允许时间，对发电机安全来讲不利； 4、在de段内，保护根本不反应。
三、特点 简单可靠、可加装三次谐波滤过 器以提高灵敏度，适用于发电机变压器组。
7.4 发电机的负序过电流保护 7.4.1 负序过电流保护的作用 一、负序过电流的危害 在转子绕组、阻尼绕组以及转子铁芯等部件上感应100Hz的倍 频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位可能出 现局部的灼伤，甚至可能使互环受热松脱。 所产生的100Hz交变电磁转矩，将同时作用在转子大轴和定子 机座上，引起100Hz的振动。
发电厂基本知识及发电机继电保护
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对发电机继电保护的二次回路进行检查和清扫，确保回 路绝缘良好，无寄生回路。
在定期检修中，应对发电机继电保护的各项功能进行全 面测试，确保其性能良好。
对发电机继电保护的定值进行复核和校验，确保其准确 性和可靠性。
发电机继电保护的故障处理与案例分析
01
02
03
04
在发电机继电保护发生故障时 ，应迅速查明原因并消除故障
输电线路
将电能从发电厂输送至用户的 导线及附属设备。
02
发电机基本知识
发电机的工作原理
电磁感应原理
发电机的工作原理基于电磁感应，即当导体在磁场中运动时，会在导体中产生 感应电动势。
转子与定子的相对运动
发电机的转子通过某种动力（如水力、风力、蒸汽等）驱动旋转，而定子则保 持固定。转子与定子之间的相对运动导致磁场变化，从而在定子绕组中产生感 应电动势。
定义
继电保护是一种能反应电力系统中电 气元件发生故障或不正常运行状态， 并动作于断路器跳闸或发出信号的一 种自动装置。
作用
在电力系统中，继电保护装置能够自 动、迅速、有选择地将故障元件从电 力系统中切除，防止故障范围扩大， 保证系统安全、稳定、经济运行。
继电保护的基本原理与分类
基本原理
继电保护装置通过测量被保护元件的物理量（如电流、电压、功率等），与给定 值进行比较，根据比较结果给出相应的逻辑信号，从而判断被保护元件是否发生 故障或不正常运行状态，并决定是否动作于断路器跳闸或发出信号。
分类
根据所用一次能源的不同，发电 厂可分为火力发电厂、水力发电 厂、核能发电厂、风力发电厂、 太阳能发电厂等。
发电机的继电保护
6. 反应100%定子绕组的接地保护 一是零序电压保护，能保护定子绕组的85%以上 二是用来消除零序电压保护不能保护的死区
发电机中性点加固定的工频偏移电压 附加直流或低频电源，将其电流注入定子绕组 利用发电机固有的三次谐波电势
23
发电机三次谐波电势的分布特点
US3
C0 f
1
U N 3 C0 f 2C0S
42
系统振荡时机端测量阻抗
X s 0 Z f gmin jX d / 2
43
4. 失磁保护的构成方式
44
转子低电压判据失磁保护方案
45
1.6 发电机-变压器组继电保护 的特点
1. 发电机-变压器组纵差保护的特点
47
2. 发变组中定子单相接地保护的特点
发变组中，发电机的中性点以不安不接地或经消 弧线圈接地
1. 发电机的故障类型及保护方式
定子绕组
• 定子绕组及引出线相间短路：采用纵差保护 • 定子绕组匝间短路：采用横差保护 • 定子绕组单相接地：采用零序电流和零序电压保护
转子绕组
• 转子绕组一点或两点接地：采用定期检测装置，或采 用一点和两点接地保护
• 转子绕组励磁电流消失：自动灭磁开关断开时连锁断 开发电机的断路器，或采用发电机失磁保护
i22dt
I
2 2*
t
A
发电机 凸级式发电
机或调相机
A
40
空气或氢气表面 冷却的隐极式发 电机
30
导线直接冷却的 100~300MW汽 轮发电机
6~15
发电机组容量越大，承受负序过负荷的能力越小，即A值越小
29
定子负序过电流保护的作用
主保护：对定子绕组电流不平衡而引起转子过热 的一种保护，是发电机的主保护之一
发电机变压器继电保护整定计算
发电机变压器继电保护整定计算1.整定目标确定首先，需要明确整定的目标。
一般来说，发电机变压器继电保护的目标是保护发电机和变压器，以及其连接的电力系统免受过电流、过热、过电压和短路等故障的损害。
2.整定类型选择根据系统的需求，选择适合的继电保护类型。
常见的发电机变压器继电保护类型包括差动保护、过电流保护、过热保护、过电压保护和短路保护等。
3.整定参数计算第一步是计算差动保护的整定电流。
差动保护主要用于检测发电机和变压器的内部故障，如相间短路和回路接地故障等。
根据发电机和变压器的容量和接线方式，可以确定差动保护的整定电流。
常见的差动保护整定方法有影响值法和定时法等。
第二步是计算过电流保护的整定电流。
过电流保护主要用于检测电流超过额定值的故障，如短路和过负荷等。
根据系统的要求，可以确定过电流保护的整定电流。
第三步是计算过热保护的整定值。
过热保护用于检测发电机和变压器的温度超过额定值的故障。
根据发电机和变压器的额定容量和绕组材料的热特性，可以计算出过热保护的整定值。
第四步是计算过电压保护的整定值。
过电压保护用于检测电压超过额定值的故障，如短路和回路接地故障等。
根据系统的要求，可以确定过电压保护的整定值。
第五步是计算短路保护的整定电流。
短路保护主要用于检测电流短暂性超过额定值的故障。
根据系统的需求，可以确定短路保护的整定电流。
4.整定参数调整根据实际情况对整定参数进行调整。
一般来说，整定参数需要经过实际测试和调试才能找到最佳值。
在调整参数时，需要考虑发电机和变压器的实际运行情况和系统的故障记录。
5.整定参数验证在完成整定参数调整后，需要对整定参数进行验证。
可以通过模拟故障和实际故障测试来验证整定参数的准确性和可靠性。
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2020/5/25
电力系统继电保护
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3、保护装置的控制对象——保护出口方式
（1）发变组全停：跳主变高压侧、发电机、高厂变，灭磁，关主汽门， 厂用电切换
（2）三次谐波引起保护可能误动作。正常运行情况下，若三相电 动势的波形中含有三次谐波及三次谐波的倍数次谐波分量， 且当任一支路的三次谐波电动势与其他支路不相等时，将有 三次谐波流过电流互感器。为此，采用了高次谐波滤过器Z ， 使高次谐波电流不致流入电流继电器KA 。
（3）励磁回路发生两点接地故障时，单继电器式横差动保护可能动作。
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电力系统继电保护
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1、基本原理
实际正常运行及外部故障时：I&12 I&22 0
TA1
I1
I1 nTA1
流入KA的电流： I&12 I&22 Iunb 不平衡电流
KA
Iunb.max
Kst Kunp
fi
I
(3) K . max/ nLeabharlann AG ~I2 nTA2
I2
TA2
Kst -同型系数，取0.5
巨大的短路电流，烧坏发电机 瞬时动作的纵差动保护
定子绕组匝间短路（同相同分支、同相异分支）： 巨大的短路电流，烧坏发电机 瞬时动作的匝间短路保护
定子单相接地（绕组对铁芯短接）： 电弧灼伤铁芯、破坏绕组绝缘、故障发展 100%定子绕组接地保护
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电力系统继电保护
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2-1 发电机故障和不正常状态及保护方式
1、单继电器式横差保护 用于定子绕组每相有两个并联支路且每一支路中性点侧
都有引出端的发电机，反应定子绕组的匝间短路 。
定子绕组每相两并联分支分别接成星形，两个星形中性 点连接线上接入TA，经高次谐波过滤器Z接至电流继电器KA。
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电力系统继电保护
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正常运行或外部故障时，两中性点等电位，连接线上无电流 或仅有数值不大的不平衡电流通过，保护不动作。
定子绕组对称过负荷： 对称过负荷保护 转子绕组过负荷： 转子绕组过负荷保护 逆功率：逆功率保护 过激磁：过激磁保护 系统振荡引起发电机失步：失步保护 其他保护：定子绕组过电压保护、低频运行保护、非全相运
行保护等
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3、保护装置的控制对象——保护出口方式
（1）发变组全停：跳主变高压侧、发电机、高厂变，灭磁， 关主汽门，厂用电切换
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2-2 发电机相间短路的纵差动保护
作用：反应发电机内部定子绕组及其引出线相间短路，主 保护，外部故障不误动
配置：在发电机中性点和靠近发电机出口断路器处分别按 相装设型号、变比相同的电流互感器，二次侧按环 流法连接
原理：比较发电机绕组两端电流的大小和相位，正常和外 部故障时：相同；内部故障时不同
1、基本原理
➢正常运行或外部故障时
TA1
I1
I1 nTA1
KA的电流：
I&KA
I&1 nTA1
I&2 nTA2
I&12 I&22
0
KA
KA不动作
G ~
I2 nTA2
I2
TA2
➢保护区内故障时
KA的电流：
I&KA
I&1 nTA1
I&2 nTA2
I&K nTA
I&12 I&22
TA1、TA2：同型号 同变比 当I KA Iset 时,KA动作 KA：差动继电器，接差动回路
失磁（完全失磁、部分失磁）： 危害发电机、影响系统的安全 失磁保护
转子一点、二点接地故障： 二点接地引起机组剧烈振动 转子一点接地保护和二点接地保护
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2、发电机不正常运行状态及其保护方式
定子绕组负荷不对称运行（出现负序电流）： 定子绕组不对称过负荷保护（转子表层过热保护）
（2）停机：跳发电机，灭磁，关主汽门 （3）解列灭磁：跳发电机，灭磁，汽轮机甩负荷 （4）解列：跳发电机 （5）孤岛运行：跳主变高压侧、汽轮机减负荷带厂用 （6）程序跳闸：关主汽门，逆功率动作，跳发电机，灭磁 （7）减励磁 （8）减出力：减少汽轮机输出功率 （9）厂用电源切换 （10）发信号：发出声、光信号 （11）母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器
Kunp -非周期分量影响系数,取1~1.5 fi -TA最大误差系数,取0.1
KA的动作电流
Iop Iunb.max Iop Krel Iunb.max
问题：动作电流大，灵敏度低
提高灵敏度：减小动作电流 Iop.min (0.1 ~ 0.3)IN
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2-3发电机子绕组匝间短路保护
定子同一相的两并联分支回路电动势不等，形成环流。若其 值大于保护动作值，将使横差动保护动作。
励磁回路发生一点接地后，利用切换片SO 将横差保护 切换到带时限动作于跳闸。动作时限通常可取为0.5~1S 。
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2-3发电机定子绕组匝间短路保护
2、反应发电机各相对中性点的零序电压匝间短路保护
定子绕组匝间短路，故障相绕组的两个分支的电势不等，因 而在定子绕组中出现环流，通过中性点连线，若该电流大于 保护的动作电流，则保护动作。
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讨论：
（1）保护存在死区。当一个分支短路匝数很小或两分支短路时 匝数相近时，中性点连线上通过的电流可能小于继电器动作 值，保护装置不动作。
发电机保护
发电机的故障和不正常运行状态及其保护方式 发电机相间短路的纵差动保护 发电机定子绕组匝间短路保护 发电机定子绕组单相接地保护 发电机失磁保护 发电机励磁回路接地保护 发电机负序电流保护 发电机的其他保护
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2-1 发电机故障和不正常状态及保护方式
1、发电机的故障及其危害、保护方式 定子绕组的相间短路：
原理：发生匝间短路时，机端三相电压对发电机中性点不 对称，出现零序电压。
配置： TV 一次绕组中性点与 发电机中性点直接连接，电压 互感器TV测量该零序电压,TV 开口三角侧接入三次谐波滤波 器Z 及零序过电压继电器KV 。
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