发电机保护解析PPT精品课件
零序电压电压大小与接地点位置有关，越靠近中性点， 零序电压越小。
3U 0 3 E 短路的匝数占总匝数 的百分数
反映基波零序电压的定子绕组接地保护存在动作死区。
2021/3/1
28
二、反应基波零序电压的接地保护
信号
U
t
29
三、发电机定子绕组100%接 地保护
11
2、LCD—12型继电器动作特性曲线
I oper.k (Iunb)
C
tg
A I oper.0
B
Iu n b.N Ibrk.0
M
Iunb.max
Ik.max
Ibrk ( I k )
2021/3/1
I o. k p K e rI r u e.m l n b K a rx 1 e % l K 0 aK p s I k e t .m r ax
2021/3/1
3
保护出口方式
停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽门。 解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负
荷。 解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 减出力：将原动机出力减到给定值。 程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作
后，再跳开发电机断路器并灭磁。
2021/3/1
适用范围：双Y型接线的定子绕组，且中性点至少有6 个引出端子。
2021/3/1
16
信号
Ik
Ik
KS XB
KI
Z
t KT
2021/3/1
TA Ik
解列 灭磁 KCO
17
动作电流整定
按躲过机端三相短路故障时流过继电器的最大不平衡 电流整定。
一般按经验取：
Iop e(0 r.20 .3 )IN
2021/3/1
２）为避免电流互感器二次回路断线时误 动作，保护的动作电流应大于发电机的额 定电流。
IoperKreIlN
2021/3/1
7
3、灵敏度校验
按单机运行时，发电机出口两相短
路来校验差动保护的灵敏度。
2 Ksen
I(2) kmin
I oper
4、断线监视部分的整定
按躲过正常运行时的不平衡电流
来整定。根据运行经验取：
(2)
2 Ksen
I kmin
I oper
Io p k eIro p 0 er(I( K 2 2 ) m in Ib0 r)k
2021/3/1
14
第三节 同步发电机定子绕组匝间短 路保护
•作用：作为发电机匝间短路的主保护 •出口方式:全停或解列灭磁
2021/3/1
15
一、单继电器式横差保护
原理：是反映双Y型接线的定子绕组两中性点连线中 的电流而动作的保护.
2021/3/1
19
二、纵向零序电压匝间短路保护
原理：保护是按照反应发电机机端对中性点零序电压 原理构成的
出口逻辑关系：零序电压元件动作、负序功率方向元 件不动作，TV断线判别元件不动作，则保护动作。
2021/3/1
20
2021/3/1
TV
三次谐波 阻波器
KVZ
U 2
I2
KWN
1
TV 断线 闭锁元件
2021/3/1
30
1、定子绕组单相接地时三次谐波电压的特点
•
N
E3
S
•
U 3N
1 2
C0
g
1 2
发电机机压母线 元连 件接 越的 多，零序 大电 ； 因此发电机变压 线器 不组 适接 合采用零 保序 护 来反映发电机定 接子 地绕 故组 障
2021/3/1
26
3、定子绕组单相接地故障时的零序电压
E A
U A
U C
EC
U 0
EA
U B
EB
2021/3/1
27
4、机端零序电压的特点及对相应保护的 影响
12
3、整定计算
1）最小动作电流：按躲过最大负荷 下差回路的不平衡电流整定。
Iop 0 e(0 r.1 ~ 0 .3 )IN /n TA
2）制动特性斜率：
1 0 % reK laK pK esrt
3）最小制动电流：取额定电流的 50％-100%。
2021/3/1
13
4、灵敏度校验：
按单机运行时，发电机出口两相 短路校验。
18
保护接线特点及存在的问题
1、为消除不平衡电流中的三次谐波的影响，提高 保护灵敏度，在继电器中设有三次谐波滤波器Z。
2、为避免励磁回路瞬时性两点接地时，横差保护 误跳闸，故在转子发生一点接地后，将横差保护 装置的连接片XB接入时间继电器KT，使横差保护 带有0．5—1s延时。
3、该保护存在死区。
4
第二节发电机纵差动保护
一、用BCH—2型继电器构成的发电 机
差动保护
2021/3/1
5
１、原理接线
QF TC
TA1
QF
信号
KCO
KS
XB
R
至延时信号
II II II I
TA2
2021/3/1
6
２、整定计算：
１）躲过外部短路时的最大不平衡电流。
I ok p K e rr I e um ln b 1 ax0 rK e a l % K p s I e K tm r/ K n a T x A
励磁机
1TA0.85ZNPnnTTAA
2021/3/1
23
第四节 同步发电机定子绕组的接地保护
一、反应基波零序电压的接地保护
2021/3/1
24
1、定子绕组单相接地故障时的零序电流
A BC
TA
C0G
C0
2021/3/1
25
2、机端零序电流特点及对相应保护的影 响
机端流过的零序电流：
3I0 jc3U0
第九章 同步发电机保护
2021/3/1
1
第一节 发电机常见故障、不正常运 行状态及保护：
相间短路—纵差动保护 定子绕组故障： 匝间短路—匝间短路保护
单相接地—单相接地保护
转子绕组故障：
一点接地—一点接地保护
二点接地—二点接地保护
2021/3/1
2
转子失磁——失磁保护 过电流 ——过电流保护 过负荷——过负荷保护 过电压——过电压保护 逆功率 ——逆功率保护 失步——失步保护
& 出口 21
三、测量励磁绕组二次谐波电流的匝间 短路保护
原理：测量励磁绕组二次谐波电流，并且利用负序 功率方向来区别区内短路还是区外短路的保护。
出口逻辑关系：电流元件和方向元件都动作，保护 才动作。
2021/3/1
22
跳闸
KWN K
TV
•
•
ZmU• m U• N/nTV
Im IN/nTA
100Hz交流
Ioper 0.2NI
2021/3/1
8
二、由比率制动式差动继电器构 成的纵联差动保护
2021/3/1
9
•
I1
UR1
C
Rb Rw
V
•
I2
UR2
R1
R2 ~R5 V1
V2
KP R11~R7
LCD-12
原 理 接 线
1、动作方程
••
U 1 I1 I2
U1U2动作
••
U 2 I1 I2
2021/3/1
3U 0 3 E 短路的匝数占总匝数 的百分数
反映基波零序电压的定子绕组接地保护存在动作死区。
2021/3/1
28
二、反应基波零序电压的接地保护
信号
U
t
29
三、发电机定子绕组100%接 地保护
11
2、LCD—12型继电器动作特性曲线
I oper.k (Iunb)
C
tg
A I oper.0
B
Iu n b.N Ibrk.0
M
Iunb.max
Ik.max
Ibrk ( I k )
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I o. k p K e rI r u e.m l n b K a rx 1 e % l K 0 aK p s I k e t .m r ax
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3
保护出口方式
停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽门。 解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负
荷。 解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 减出力：将原动机出力减到给定值。 程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作
后，再跳开发电机断路器并灭磁。
2021/3/1
适用范围：双Y型接线的定子绕组，且中性点至少有6 个引出端子。
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信号
Ik
Ik
KS XB
KI
Z
t KT
2021/3/1
TA Ik
解列 灭磁 KCO
17
动作电流整定
按躲过机端三相短路故障时流过继电器的最大不平衡 电流整定。
一般按经验取：
Iop e(0 r.20 .3 )IN
2021/3/1
２）为避免电流互感器二次回路断线时误 动作，保护的动作电流应大于发电机的额 定电流。
IoperKreIlN
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3、灵敏度校验
按单机运行时，发电机出口两相短
路来校验差动保护的灵敏度。
2 Ksen
I(2) kmin
I oper
4、断线监视部分的整定
按躲过正常运行时的不平衡电流
来整定。根据运行经验取：
(2)
2 Ksen
I kmin
I oper
Io p k eIro p 0 er(I( K 2 2 ) m in Ib0 r)k
2021/3/1
14
第三节 同步发电机定子绕组匝间短 路保护
•作用：作为发电机匝间短路的主保护 •出口方式:全停或解列灭磁
2021/3/1
15
一、单继电器式横差保护
原理：是反映双Y型接线的定子绕组两中性点连线中 的电流而动作的保护.
2021/3/1
19
二、纵向零序电压匝间短路保护
原理：保护是按照反应发电机机端对中性点零序电压 原理构成的
出口逻辑关系：零序电压元件动作、负序功率方向元 件不动作，TV断线判别元件不动作，则保护动作。
2021/3/1
20
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TV
三次谐波 阻波器
KVZ
U 2
I2
KWN
1
TV 断线 闭锁元件
2021/3/1
30
1、定子绕组单相接地时三次谐波电压的特点
•
N
E3
S
•
U 3N
1 2
C0
g
1 2
发电机机压母线 元连 件接 越的 多，零序 大电 ； 因此发电机变压 线器 不组 适接 合采用零 保序 护 来反映发电机定 接子 地绕 故组 障
2021/3/1
26
3、定子绕组单相接地故障时的零序电压
E A
U A
U C
EC
U 0
EA
U B
EB
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27
4、机端零序电压的特点及对相应保护的 影响
12
3、整定计算
1）最小动作电流：按躲过最大负荷 下差回路的不平衡电流整定。
Iop 0 e(0 r.1 ~ 0 .3 )IN /n TA
2）制动特性斜率：
1 0 % reK laK pK esrt
3）最小制动电流：取额定电流的 50％-100%。
2021/3/1
13
4、灵敏度校验：
按单机运行时，发电机出口两相 短路校验。
18
保护接线特点及存在的问题
1、为消除不平衡电流中的三次谐波的影响，提高 保护灵敏度，在继电器中设有三次谐波滤波器Z。
2、为避免励磁回路瞬时性两点接地时，横差保护 误跳闸，故在转子发生一点接地后，将横差保护 装置的连接片XB接入时间继电器KT，使横差保护 带有0．5—1s延时。
3、该保护存在死区。
4
第二节发电机纵差动保护
一、用BCH—2型继电器构成的发电 机
差动保护
2021/3/1
5
１、原理接线
QF TC
TA1
QF
信号
KCO
KS
XB
R
至延时信号
II II II I
TA2
2021/3/1
6
２、整定计算：
１）躲过外部短路时的最大不平衡电流。
I ok p K e rr I e um ln b 1 ax0 rK e a l % K p s I e K tm r/ K n a T x A
励磁机
1TA0.85ZNPnnTTAA
2021/3/1
23
第四节 同步发电机定子绕组的接地保护
一、反应基波零序电压的接地保护
2021/3/1
24
1、定子绕组单相接地故障时的零序电流
A BC
TA
C0G
C0
2021/3/1
25
2、机端零序电流特点及对相应保护的影 响
机端流过的零序电流：
3I0 jc3U0
第九章 同步发电机保护
2021/3/1
1
第一节 发电机常见故障、不正常运 行状态及保护：
相间短路—纵差动保护 定子绕组故障： 匝间短路—匝间短路保护
单相接地—单相接地保护
转子绕组故障：
一点接地—一点接地保护
二点接地—二点接地保护
2021/3/1
2
转子失磁——失磁保护 过电流 ——过电流保护 过负荷——过负荷保护 过电压——过电压保护 逆功率 ——逆功率保护 失步——失步保护
& 出口 21
三、测量励磁绕组二次谐波电流的匝间 短路保护
原理：测量励磁绕组二次谐波电流，并且利用负序 功率方向来区别区内短路还是区外短路的保护。
出口逻辑关系：电流元件和方向元件都动作，保护 才动作。
2021/3/1
22
跳闸
KWN K
TV
•
•
ZmU• m U• N/nTV
Im IN/nTA
100Hz交流
Ioper 0.2NI
2021/3/1
8
二、由比率制动式差动继电器构 成的纵联差动保护
2021/3/1
9
•
I1
UR1
C
Rb Rw
V
•
I2
UR2
R1
R2 ~R5 V1
V2
KP R11~R7
LCD-12
原 理 接 线
1、动作方程
••
U 1 I1 I2
U1U2动作
••
U 2 I1 I2
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发电机保护详细讲解PPT文档50页
发电机保护详细讲解
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。 Nhomakorabea▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
50
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。 Nhomakorabea▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
50
第六讲 发电机保护
机端TV 开口三角电压 信号
3U0>
&
TV断线
t
出口
信号 中性点零序电压
3U0>
t
信号
出口
机端TV开口三角
> 3U 0
&
中性点零序电压
t
> 3U 0
&
10
TV断线信号
2）发电机三次谐波电压式定子接地保护
三次谐波电压式定子接地保护范围是：反映发电机中性点向机内20%左右定子 绕组或机端附近定子绕组单相接地故障,与零序基波电压式定子接地保护联合构成 100%的定子接地保护。 三次谐波电压式定子接地保护，按比较发电机中性点及机端三次谐波电压的大小和相 位构成。其交流接入回路如下。
保护的反时限特性曲线由三部分构成：上限短延时、反时限及 下限长延时。其特性曲线如下。
I
I up
t
K1 I2 K 2
IS I g1
0 t up
ts t
逻辑框图 发电机反时限对称过负荷保护的逻辑框图如下。 Ig1、t11—定时限动作电流、时间；Is、ts—下限电流、 长延时； Iup、tup—上限电流、时间
阻抗型失磁保护的逻辑框图如下：
信号
Uh< Ug < Z g<
& & &
1.5
t3
出口 信号 出口
t4
信号
TVg断线
+ & &
t1
t2
Vfd<
出口 信号 出口 信号
P>
t5
出口
失磁保护动作过程：
当发电机失磁导致机端低电压动作时，经延时t4发出信号并 作用于出口（如切换励磁或切换厂用电源等措施）； 当发电机失磁导致机组功率超过整定值时，经延时t5发出信 号并作用于出口（如降出力）； 当发电机失磁并导致系统低电压动作时，经延时t3发出信号 并作用于跳闸； 当发电机失磁阻抗元件满足，或同时转子低电压也满足时， 经t1延时或t2延时发出信号并作用于出口（如解列灭磁）。
3U0>
&
TV断线
t
出口
信号 中性点零序电压
3U0>
t
信号
出口
机端TV开口三角
> 3U 0
&
中性点零序电压
t
> 3U 0
&
10
TV断线信号
2）发电机三次谐波电压式定子接地保护
三次谐波电压式定子接地保护范围是：反映发电机中性点向机内20%左右定子 绕组或机端附近定子绕组单相接地故障,与零序基波电压式定子接地保护联合构成 100%的定子接地保护。 三次谐波电压式定子接地保护，按比较发电机中性点及机端三次谐波电压的大小和相 位构成。其交流接入回路如下。
保护的反时限特性曲线由三部分构成：上限短延时、反时限及 下限长延时。其特性曲线如下。
I
I up
t
K1 I2 K 2
IS I g1
0 t up
ts t
逻辑框图 发电机反时限对称过负荷保护的逻辑框图如下。 Ig1、t11—定时限动作电流、时间；Is、ts—下限电流、 长延时； Iup、tup—上限电流、时间
阻抗型失磁保护的逻辑框图如下：
信号
Uh< Ug < Z g<
& & &
1.5
t3
出口 信号 出口
t4
信号
TVg断线
+ & &
t1
t2
Vfd<
出口 信号 出口 信号
P>
t5
出口
失磁保护动作过程：
当发电机失磁导致机端低电压动作时，经延时t4发出信号并 作用于出口（如切换励磁或切换厂用电源等措施）； 当发电机失磁导致机组功率超过整定值时，经延时t5发出信 号并作用于出口（如降出力）； 当发电机失磁并导致系统低电压动作时，经延时t3发出信号 并作用于跳闸； 当发电机失磁阻抗元件满足，或同时转子低电压也满足时， 经t1延时或t2延时发出信号并作用于出口（如解列灭磁）。
发电机保护PPT课件
第32页/共46页
（一）发电机的失磁运行及其影响
对发电机的危害：
（1）转子绕组出现差频电流，引起绕组发热 （2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，从系统中吸收的 无功增加，使定子绕组过热 （3）对大型直接冷却式汽轮发电机，其转矩和有功将发生剧 烈摆动。这种影响对水轮发电机更为严重，直接威胁机组安全 （4）定子端部漏磁增强，使端部的部件和端部铁芯过热
（一）发电机定子绕组单相接地的特点
TA0
Ik0
U 0
I0G C0G
I0l
C0l
发电机定子绕组单相接地时的零序等效网络
3I0G j3 E A C0G 3I0l j3 E A C0l 3Ik0 j3 E A (C0G C0l ) j3C0 E A
第19页/共46页
三、发电机定子绕组单相接地保护
I2* a b
t1 3 ~ 5s t2 5 ~ 10s
跳闸 信号
0.5 0.1
04
c d
10
400
第28页/共46页
e t (s)
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护 I 2*
保护动作特性
A
t
I
2 2*
t
或 I22*t A t
第29页/共46页
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护
Q
1、保护原理：逆功率保护反
动
应
作 区 Pset
P
发电机从系统吸收有功功率
P Pset
的大小；
P的正方向指向系统母线；
第43页/共46页
（二）、低频累加保护
低频运行
气轮机叶片疲劳损伤
使叶片断裂造成故障
保护原理：保护通过4个定值f1,f2,f3,f4将频率范围分 为4个频率段，并且f1>f2>f3>f4。
（一）发电机的失磁运行及其影响
对发电机的危害：
（1）转子绕组出现差频电流，引起绕组发热 （2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，从系统中吸收的 无功增加，使定子绕组过热 （3）对大型直接冷却式汽轮发电机，其转矩和有功将发生剧 烈摆动。这种影响对水轮发电机更为严重，直接威胁机组安全 （4）定子端部漏磁增强，使端部的部件和端部铁芯过热
（一）发电机定子绕组单相接地的特点
TA0
Ik0
U 0
I0G C0G
I0l
C0l
发电机定子绕组单相接地时的零序等效网络
3I0G j3 E A C0G 3I0l j3 E A C0l 3Ik0 j3 E A (C0G C0l ) j3C0 E A
第19页/共46页
三、发电机定子绕组单相接地保护
I2* a b
t1 3 ~ 5s t2 5 ~ 10s
跳闸 信号
0.5 0.1
04
c d
10
400
第28页/共46页
e t (s)
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护 I 2*
保护动作特性
A
t
I
2 2*
t
或 I22*t A t
第29页/共46页
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护
Q
1、保护原理：逆功率保护反
动
应
作 区 Pset
P
发电机从系统吸收有功功率
P Pset
的大小；
P的正方向指向系统母线；
第43页/共46页
（二）、低频累加保护
低频运行
气轮机叶片疲劳损伤
使叶片断裂造成故障
保护原理：保护通过4个定值f1,f2,f3,f4将频率范围分 为4个频率段，并且f1>f2>f3>f4。
发电机保护ppt课件
（4）定子绕组匝间短路发生的概率较少，但也需要配置保护。
7.2发电机定子绕组短路故障的保护
反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路的保护--纵差动保护， 是发电机的主要保护。
Id I1 I2
传统纵差动保护整定方法
按照以下两个原则来整定：
(1) 在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不应误动。
2)中性点经消弧线圈接地时: US3 7C f 2Cw UN3 9(C f 2Cw )
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保 护
而在发电机内部定子接地时，按图7.13的等值电路推导，有：
结果曲线7.14所示。
US3 1 UN3
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保 护
7.2.2 比率制动式差动保护
动作电流 Id I1 I2
制动电流
I res
I1 I2 2
动作方程：
当 Ires Ires.min
Id K (Ires Ires.min ) Id.min
当 Ires Ires.min , Id Id.min
动作区 制动区
Ires.min 拐点电流 Id.min 启动电流
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
交流同步发电机原理 发电机的故障类型主要有： (1)定子绕组相间短路。 (2)定子一相绕组内的匝间短路。 (3)定子绕组单相接地。 (4)转子绕组一点接地或两点接地。 (5)转子励磁回路励磁电流异常下降
或完全消失。
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
2、单元横差动保护的基本原理
如图7.6，其本质是把一半绕 组的三相电流之和去与另一 半绕组三相电流之和进行比 较。
这种接线方式没有由于互感
7.2发电机定子绕组短路故障的保护
反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路的保护--纵差动保护， 是发电机的主要保护。
Id I1 I2
传统纵差动保护整定方法
按照以下两个原则来整定：
(1) 在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不应误动。
2)中性点经消弧线圈接地时: US3 7C f 2Cw UN3 9(C f 2Cw )
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保 护
而在发电机内部定子接地时，按图7.13的等值电路推导，有：
结果曲线7.14所示。
US3 1 UN3
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保 护
7.2.2 比率制动式差动保护
动作电流 Id I1 I2
制动电流
I res
I1 I2 2
动作方程：
当 Ires Ires.min
Id K (Ires Ires.min ) Id.min
当 Ires Ires.min , Id Id.min
动作区 制动区
Ires.min 拐点电流 Id.min 启动电流
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
交流同步发电机原理 发电机的故障类型主要有： (1)定子绕组相间短路。 (2)定子一相绕组内的匝间短路。 (3)定子绕组单相接地。 (4)转子绕组一点接地或两点接地。 (5)转子励磁回路励磁电流异常下降
或完全消失。
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
2、单元横差动保护的基本原理
如图7.6，其本质是把一半绕 组的三相电流之和去与另一 半绕组三相电流之和进行比 较。
这种接线方式没有由于互感
《发电机保护》课件
03
过载保护具有高灵敏度、快速动作的优点，但需要 与其他保护配合使用，以避免误动作。
05
发电机的微机保护方案
微机保护的特点与优势
快速性
准确性
微机保护的反应速度极快，可以在毫秒级 别内完成故障检测和保护动作。
微机保护采用数字信号处理技术，能够准 确地识别故障类型和位置。
可靠性
灵活性
微机保护具有自我检测和诊断功能，能够 及时发现和处理软硬件故障。
《发电机保护》课件
目录
• 发电机保护的基本概念 • 发电机故障类型与保护配置 • 发电机保护装置的安装与调试 • 发电机的继电保护方案 • 发电机的微机保护方案 • 未来发电机保护技术的发展趋势
01
发电机保护的基本概念
发电机保护的重要性
保障电力系统的稳定运行
发电机作为电力系统中的重要设备，其正常运行对于保障 整个系统的稳定供电至关重要。发电机保护能够及时检测 和应对故障，避免设备损坏和系统瘫痪。
微机保护具有丰富的保护功能和灵活的配 置方式，可以根据实际需求进行定制。
微机保护的实现方式
数据采集
通过传感器和信号调理电路采集发电机的电 流、电压、温度等信号。
信号处理
利用数字信号处理技术对采集到的信号进行 分析和处理，提取故障特征。
故障判断
根据故障特征和保护逻辑判断是否发生故障 ，并执行相应的保护动作。
防止设备损坏
发电机在运行过程中可能会遇到各种故障，如过载、短路 、接地等。如果没有及时保护，这些故障可能导致设备严 重损坏甚至报废。
提高供电可靠性
发电机保护能够减少设备故障导致的停电事故，从而提高 供电的可靠性和稳定性，保障生产和生活的正常进行。
发电机保护的基本原理
过载保护具有高灵敏度、快速动作的优点，但需要 与其他保护配合使用，以避免误动作。
05
发电机的微机保护方案
微机保护的特点与优势
快速性
准确性
微机保护的反应速度极快，可以在毫秒级 别内完成故障检测和保护动作。
微机保护采用数字信号处理技术，能够准 确地识别故障类型和位置。
可靠性
灵活性
微机保护具有自我检测和诊断功能，能够 及时发现和处理软硬件故障。
《发电机保护》课件
目录
• 发电机保护的基本概念 • 发电机故障类型与保护配置 • 发电机保护装置的安装与调试 • 发电机的继电保护方案 • 发电机的微机保护方案 • 未来发电机保护技术的发展趋势
01
发电机保护的基本概念
发电机保护的重要性
保障电力系统的稳定运行
发电机作为电力系统中的重要设备，其正常运行对于保障 整个系统的稳定供电至关重要。发电机保护能够及时检测 和应对故障，避免设备损坏和系统瘫痪。
微机保护具有丰富的保护功能和灵活的配 置方式，可以根据实际需求进行定制。
微机保护的实现方式
数据采集
通过传感器和信号调理电路采集发电机的电 流、电压、温度等信号。
信号处理
利用数字信号处理技术对采集到的信号进行 分析和处理，提取故障特征。
故障判断
根据故障特征和保护逻辑判断是否发生故障 ，并执行相应的保护动作。
防止设备损坏
发电机在运行过程中可能会遇到各种故障，如过载、短路 、接地等。如果没有及时保护，这些故障可能导致设备严 重损坏甚至报废。
提高供电可靠性
发电机保护能够减少设备故障导致的停电事故，从而提高 供电的可靠性和稳定性，保障生产和生活的正常进行。
发电机保护的基本原理
《发电机保护》课件
发电机的常见故障
机械故障
如轴承磨损、转子不平衡等。
电气故障
如匝间短路、相间短路、接地故障等。
热故障
如过热、热变形等。
控制和保护装置故障
如继电器、传感器等元件的故障。
发电机保护的基本原则
可靠性
保护装置应具备高可靠性，能够
准确判断故障并及时动作，避免
因误动或拒动导致故障扩大。
01
选择性
02
保护装置应具备选择性，仅切除
故障部分，尽量减小停电范围。
速动性
保护装置应快速动作，以减小故
障对设备的损害，提高系统稳定
03
性。
灵敏性
04 保护装置应具备足够的灵敏度，
能够检测到各种故障，并作出相
应的动作。
02
发电机保护装置
差动保护装置
总结词
差动保护装置是发电机最重要的保护 装置之一，用于检测发电机内部故障 。
详细描述
差动保护装置通过比较发电机两端电 流的大小和相位来实现保护功能。当 发电机内部出现故障时，差动保护装 置会迅速切断电源，防止故障扩大。
《发电机保护》PPT课件
CONTENTS
• 发电机保护概述 • 发电机保护装置 • 发电机保护的配置与整定 • 发电机保护的测试与维护 • 发电机保护的发展趋势与展望
01
发电机保护概述
定义与重要性
定义
发电机保护是指为防止发电机及其相关设备发生故障或损坏而采取的一系列措 施。
重要性
发电机作为电力系统中的重要设备，其正常运行对保障电力供应的稳定性和可 靠性至关重要。因此，采取有效的保护措施对于发电机的正常运行至关重要。
分布式保护系统
将发电机保护功能分散到多个智能节点， 提高保护系统的可靠性和灵活性。
第七章发电机保护讲解
继电保护教学
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。 发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。 相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故 障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压 上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称， 不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短 路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出 现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定 的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少） 时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差 别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断 续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接 地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不 平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不 是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢 复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动 作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2， 保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两 点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路 装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路 装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相 接地保护 转子绕组一点或两点 接一地点或两点接地保 转护子失磁 装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。 发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。 相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故 障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压 上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称， 不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短 路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出 现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定 的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少） 时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差 别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断 续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接 地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不 平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不 是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢 复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动 作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2， 保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两 点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路 装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路 装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相 接地保护 转子绕组一点或两点 接一地点或两点接地保 转护子失磁 装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护
发电机保护详细讲解ppt
设备安装
严格按照设备说明书和相关规范进 行设备的安装和调试，确保设备的 正常运行。
设备维护
定期对设备进行维护和检修，确保 设备的稳定性和可靠性。
设备升级
根据需要和技术发展，及时对设备 进行升级改造，提高设备的性能和 可靠性。
THANK YOU.
护装置动作。
过流保护
监测发电机定子电流，当电流超 过设定值时，保护装置动作。
欠压保护
监测发电机定子电压，当电压低于 设定值时，保护装置动作。
发电机的保护装置应用
大型发电机组
大型发电机组需要配置完善的保护装置，以确保电力系统的稳定 运行。
工业用电
工业用电需要保证电力质量，因此需要对发电机进行保护，防止 故障发生。
及对整个发电机保护系统的检查和测试。
03
维护周期
发电机的保护维护一般应定期进行，根据发电机的运行状况和实际需
要，可制定合理的维护计划，一般建议每季度进行一次全面的检查和
维护。
05
发电机保护故障诊断与排除
发电机的保护故障诊断
异常声音
发电机运行时出现异常声音，可能是由于轴承损 坏、转子不平衡、空气间隙不均匀等原因引起的 。此时，应立即停机检查，排除故障。
发电机的电气保护
短路保护
01
发电机短路可能导致设备损坏或火灾，因此需要快速切断电源
。
过载保护
02
发电机过载会导致设备过热，影响正常运行，严重时可能造成
火灾。
欠压保护
03
发电机欠压会导致输出功率不足，不能满足负荷需求，因此需
要采取保护措施。
发电机的热保护
温度监控
实时监测发电机的温度，发现 异常及时采取措施。
第五讲 继电保护-发电机保护
六、定子绕组匝间短路保护
1、定子绕组匝间短路类型 定子绕组接线方式有两种：双星形接线和单星形接线
定子绕组匝间短路类型主要有：同相同分支；同相不同分支；不同 相间；定子开焊。
2、单元件式横差电流保护
1）基本原理 ：发生匝间短路故障时，由于双Y接线绕组的中性点连线上有电流出
现，因此，取用中性点连线上的电流可以构成定子绕组的匝间短路保护。
电流
电
机
纵
差 保
代号
KZ
Iq
Ig
U2
Is
Ict
Ie （IN）
护
定
值
整定
清 单
范围
0.1~1.8
0.05~10
0.5~10
1~30
1~20
0.8~1.2
0.5~8
单位
安
安
伏
倍数
倍数
安
（三）比率制动式发电机纵差保护 定值整定
①启动电流Iact0 按躲过正常工况下最大不平衡差流来整定。
不平衡差流产生的原因：主要是差动保护两侧 TA的变比误差，保护装置中通道回路的调整误差。对 于不完全纵差，尚需考虑发电机每相各分支电流的不 平衡。
定子绕组
A B
C
装置交流模件
专用TV
3U0
逻辑框图
为防止专用TV一次断线时保护误动，引入TV断线闭锁；另外，为防止区外 故障或其他原因（例如，专用TV回路有问题）产生的纵向零序电压使保护 误动，引入负序功率方向闭锁。负序功率方向判据采用开放式（即允许式）
发电机额定电流IN.G
n Ie IN .G
Pe
3Ue TA cos
⑦差动保护灵敏度校验
必须满足机端两相金属性短路时，差动保护的 灵敏系数:
发电机保护 (2)共82页
U 3S U 3N
2．反应三次谐波电压的接地保 护
用机端的三次谐波电压U3S作为动 作量，中性点的三次谐波电压U3N作 为制动量构成接地保护，其动作条件 为
U3S ≥U3N，则正常运行时保护不动作， 只有当中性点附近发生接地故障时， 保护才会动作。
3、发电机100%定子接地保护
发电机100%定子接地保护由反 应基波零序电压元件和反应三次 谐波电压元件两部分组成。第一 部分可保护定子绕组的90%-95%， 而第二部分是用以消除基波零序 电压元件保护的死区。
2）制动特性斜率：
10% reK laK pK esr t
3）最小制动电流：取额定电流的 50％-100%。
4、灵敏度校验：
按单机运行时，发电机出口两相 短路校验。
(2)
2 K sen
I km in
I oper
Iopke r Iop0e r (I(K 22 )min Ibr0k)
第三节 同步发电机定子绕组匝间短 路保护
Ioper KreIlN
3、灵敏度校验
按单机运行时，发电机出口两相短
路来校验差动保护的灵敏度。
(2)
2 K sen
I km in
I oper
4、断线监视部分的整定
按躲过正常运行时的不平衡电流
来整定。根据运行经验取：
Ioper0.2NI
二、由比率制动式差动继电器构 成的纵联差动保护
•
I1
UR1
3、该保护存在死区。
二、纵向零序电压匝间短路保护
原理：保护是按照反应发电机机端对中性点零序电压 原理构成的
出口逻辑关系：零序电压元件动作、负序功率方向元 件不动作，TV断线判别元件不动作，则保护动作。
TV
2．反应三次谐波电压的接地保 护
用机端的三次谐波电压U3S作为动 作量，中性点的三次谐波电压U3N作 为制动量构成接地保护，其动作条件 为
U3S ≥U3N，则正常运行时保护不动作， 只有当中性点附近发生接地故障时， 保护才会动作。
3、发电机100%定子接地保护
发电机100%定子接地保护由反 应基波零序电压元件和反应三次 谐波电压元件两部分组成。第一 部分可保护定子绕组的90%-95%， 而第二部分是用以消除基波零序 电压元件保护的死区。
2）制动特性斜率：
10% reK laK pK esr t
3）最小制动电流：取额定电流的 50％-100%。
4、灵敏度校验：
按单机运行时，发电机出口两相 短路校验。
(2)
2 K sen
I km in
I oper
Iopke r Iop0e r (I(K 22 )min Ibr0k)
第三节 同步发电机定子绕组匝间短 路保护
Ioper KreIlN
3、灵敏度校验
按单机运行时，发电机出口两相短
路来校验差动保护的灵敏度。
(2)
2 K sen
I km in
I oper
4、断线监视部分的整定
按躲过正常运行时的不平衡电流
来整定。根据运行经验取：
Ioper0.2NI
二、由比率制动式差动继电器构 成的纵联差动保护
•
I1
UR1
3、该保护存在死区。
二、纵向零序电压匝间短路保护
原理：保护是按照反应发电机机端对中性点零序电压 原理构成的
出口逻辑关系：零序电压元件动作、负序功率方向元 件不动作，TV断线判别元件不动作，则保护动作。
TV