发电机变压器的继电保护
发电机变压器组继电保护运行规程
继电保护运行规程元件保护第一节发电机变压器保护一、保护简介发变组保护采用许继生产的ＷFB—100Q微机型发变组成套保护装置，包括发电机、主变压器常用高压变压器的保护装置，其由三块保护屏嵌装十一个箱体、一台工控机组成。
装置采用分层式多CPU并行工作方式，下层十三个保护模块共同构成整套保护。
上层单元管理机(工控机) 负责人机接口和全部信息处理，保护模块之间及保护模块与工控机之间相互独立。
整套保护出口有：1．全停1 跳发电机出口开关、高厂Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。
2．全停2 跳发电机出口开关、高厂变Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。
3．解列跳发电机出口开关和汽机甩负荷。
4．解列灭磁跳发电机出口开关、灭磁开关和汽机甩负荷。
5．减出力减出力至定值。
６．母线解列跳110KV母联断路器。
７．厂用电切除跳高厂变Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关，同时启动切换A、B分支厂用电。
８．A分支解列跳高厂变A分支开关同时启动切换A分支厂用电。
９．B分支解列跳高厂变B分支开关同时启动切换B分支厂用电。
二、保护A屏1、保护屏组成：其由一个ＷFB—105箱、两个ＷFB—108箱和一个XCK—103出口箱体构成。
a、箱一WFB—105由三块交流变换、一块直流变换、两块出口、两块保护模块、一块稳压电源插件组成，完成有发电机差动、TA断线、失磁、转子一点接地和转子两点接地保护功能。
b、箱二WFB—108由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成，完成有定子接地、励磁变过流、励磁变过负荷、主变瓦斯、主变温度、主变压力释放及主变冷却系统故障保护功能。
c、箱三WFB—108箱由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成，完成有匝间保护、YH断线、发电机对称过负荷，发电机负序过流、发电机断水、励磁系统故障和热工保护(我厂没用) 保护功能。
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。
大型发电机变压器继电保护整定计算导则
K45备案号：6763—2000中华人民共和国电力行业标准DL/T 684—1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则Guide of calculating settings of relayprotection for large generator and transformer2000-02-24批准2000-07-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本标准根据原能源部1992年电供函［1992］11号《关于组织编制大机组继电保护装置运行整定条例函》的要求以及广大继电保护工作者的迫切需要而制定。
本标准的制定和实施将对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障电气设备的安全及维持电力系统的稳定运行有重要意义。
在国家电力调度通信中心及中国电机工程学会继电保护专委会等单位的组织领导下，经过深入调查研究，广泛征求国内各有关单位的专家、教授及广大继电保护工作者的意见，组织多次专题讨论，反复修改条文内容，先后数易其稿，历经数年终于完成了本标准的编制任务。
本标准以GB14285—93《继电保护和安全自动装置技术规程》为依据进行编制。
本标准的附录A、附录B都是标准的附录。
本标准的附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K、附录L和附录M都是提示的附录。
本标准由原能源部电力司、科技司共同提出。
本标准由原电力工业部继电保护标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：华北电力设计院、东北电力设计院、清华大学。
本标准参加起草单位：东北电力调度局、西北电力试验研究院。
本标准主要起草人：王维俭、孟庆和、宋继成、闫香亭、毛锦庆、侯炳蕴、李玉海。
本标准由国家电力调度通信中心负责解释。
目录前言1 范围2 引用标准3 总则4 发电机保护的整定计算4.1 定子绕组内部故障主保护4.2 发电机相间短路后备保护4.3 定子绕组单相接地保护4.4 励磁回路接地保护4.5 发电机过负荷保护4.6 发电机低励失磁保护4.7 发电机失步保护4.8 发电机异常运行保护5 变压器保护的整定计算5.1 变压器纵差保护5.2 变压器分侧差动保护5.3 变压器零序差动保护5.4 变压器瓦斯保护5.5 变压器相间短路后备保护5.6 变压器接地故障后备保护5.7 变压器过负荷保护5.8 变压器过励磁保护6 发电机变压器组保护的整定计算6.1 概述6.2 发电机变压器组保护整定计算特点附录A(标准的附录)发电机定子绕组对地电容，机端单相接地电容电流及单相接地电流允许值附录B(标准的附录)本标准用语说明附录C(提示的附录)发电机变压器继电保护整定计算导则有关文字符号附录D(提示的附录)发电机若干异常运行状态的要求附录E(提示的附录)大型汽轮发电机组对频率异常运行的要求附录F(提示的附录)系统联系电抗X con的计算附录G(提示的附录)自并励发电机外部短路电流的计算附录H(提示的附录)电力系统振荡时阻抗继电器动作特性分析附录J(提示的附录)变压器电容参数估算值附录K(提示的附录)保护用电流互感器的选择附录L(提示的附录)变压器电抗的计算附录M(提示的附录)非全相故障计算中华人民共和国电力行业标准大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL/T 684—1999Guide of calculating settings of relayprotection for large generator and transformer1 范围本标准规定了大型发电机变压器继电保护的整定计算原则和方法，它是设计、科研、运行、调试和制造部门整定计算的依据。
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。
电厂发电机变压器保护原理及继电保护方式研究
电厂发电机变压器保护原理及继电保护方式研究
电厂的发电机变压器保护是电力系统中重要的工作，主要是为了确保设备安全运行和提高电力系统的可靠性。
本文将探讨发电机变压器的保护原理及继电保护方式。
一、保护原理
1.过流保护
发电机变压器过流保护是保护电路中最为常见的一种保护方式，其基本原理是检测电流是否超过设定值，如果超过，则说明电路中有故障发生，继电器将输出信号启动主断路器或切断故障电路。
过流保护装置的主要组成部分是电流互感器、电流比较器和继电器。
2.差动保护
4.欠压保护
二、继电保护方式
1.机械式继电保护
机械式继电保护是最早应用的一种继电保护方式，其主要机构包括触发机构、保护机构和复位机构，通过机械、电磁等方式实现继电器的操作。
机械式继电保护消除了电气型保护所存在的误动、失灵等问题，但其操作可靠性较差，检修难度较高，不利于实现自动化操作和监控。
2.静态继电保护
静态继电保护是电子技术发展后出现的一种保护方式，采用电子元件取代机械部件，大大提高了保护装置的稳定性和可靠性。
静态继电保护具有操作速度快、精度高、稳定性好、易于集成等优点。
3.数字化继电保护
数字化继电保护主要是利用数字技术、计算机技术和通信技术，实现对电力系统的保护、控制和监控。
数字化继电保护采用数字信号处理技术，能够快速、精确地检出系统故障和隐患，具有快速响应、先进性强、功能完善等优点。
总之，发电机变压器的保护是保证电厂安全稳定运行的重要工作，为了提高电厂的可靠性，必须对其进行全面的保护。
在保护方式的选择上，应根据工作环境、工作要求和保护装置的特点进行综合考虑，选择最合适的保护方式。
发电机变压器继电保护设计及整定计算
发电机变压器继电保护设计及整定计算发电机变压器是电力系统中常用的设备之一，其作用是将发电机的输出电压提升或降低到与输电线路或负载电压匹配的水平。
在发电机变压器运行过程中，由于各种原因可能会发生故障，如短路、过电流等，这些故障对设备的安全运行和电力系统的稳定性都会造成严重影响。
因此，为了保护发电机变压器和电力系统的安全运行，需要设计和整定相应的继电保护系统。
发电机变压器继电保护系统的设计主要包括两个方面：一是故障检测，即如何及时准确地检测到发电机变压器的故障；二是故障切除，即如何在发生故障时迅速切除故障部分，以防止故障扩大和对电力系统产生不良影响。
在故障检测方面，常用的继电保护元件有电流互感器、电压互感器、差动保护装置等。
电流互感器用于测量发电机变压器的电流，电压互感器用于测量发电机变压器的电压。
差动保护装置通过比较发电机变压器的输入和输出电流，判断是否存在故障。
此外，还可以使用温度传感器、压力传感器等监测设备，用于监测发电机变压器的温度和压力，以预防过热和过载等故障。
在故障切除方面，常用的继电保护元件有断路器、隔离开关等。
断路器主要用于切除电路中的故障，隔离开关主要用于隔离故障部分，以便修复和维护。
整定计算是指根据发电机变压器的特性和运行要求，确定继电保护元件的参数和动作特性。
整定计算的目标是使继电保护系统能够快速、准确地检测故障，并在故障发生时迅速切除故障部分，以保护设备和电力系统的安全运行。
整定计算的过程主要包括以下几个步骤：首先，根据发电机变压器的额定电流和额定电压，计算继电保护元件的额定参数，如额定电流和额定电压。
其次，根据发电机变压器的负载特性和过电流保护的动作特性，确定过电流保护的整定值。
再次，根据发电机变压器的差动保护装置的特性，确定差动保护的整定值。
最后，根据发电机变压器的绝缘水平和温升要求，确定绝缘保护的整定值。
整定计算需要考虑发电机变压器的额定参数、运行特性和保护要求等因素，具有一定的复杂性和技术难度。
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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主变差动保护
保护区：发电机出口6LH1、主变高压侧9LH、厂用分 支3LH之间的范围
作用：作为变压器绕组及引出线和厂用分支相间短路 的主保护
出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作， TA断线判别元件不动作，则差动保护动作。
出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、 2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电 源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、 DL4）。
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6 号 发 变 组 保 护 配 置 示 意 图
9
ＤＧＴ８０１数字式发变组保护装置硬件框图
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版Ｄ 介Ｇ 绍Ｔ
８ ０ １ 数 字 式 发 变 组 保 护 装 置 面
11
1CPU面版布置图
24
2CPU保护配置
发电机差动保护 发电机差动速断保护 发电机失磁保护 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 发电机失步保护
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主变差动保护 主变差动速断保护 主变间隙过流保护 主变零序过流保护 励磁机过电流保护 高厂变通风
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22
发电机过电压保护 发电机复合电压启动的过电流保护 发电机低频保护 起停机保护 高厂变差动保护 高厂变差动速断保护
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高厂变高压侧复合电压启动的过电流保 护
高厂变Ａ分支过流保护
高厂变Ｂ分支过流保护
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内部严重故障：产生大量气 体，推动档板运动，重瓦斯 的干簧接点闭合，起动出口 继电器，机组全停（定值： 油流速度1.1米/秒)
漏油使油面降低：上开口杯 转动，轻瓦斯动作也发出信号。
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6号发电机变压器组保护配置
ＤＧＴ ８０１数字式发变组保护装置
ＲＣＳ－985数字式发变组保护装置
出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、 2206A、2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、 厂用工作电源开关6601A、6601B、关闭汽机主 汽门、跳DL3、DL4），同时启动断路器失灵保护。
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发电机纵差保护单相出口方式
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侧电流之差,保护不 动 区内短路:流入继电 器电流为两侧电流之 和,保护动作
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发电机差动保护
作用：作为保护区内即发电机定子绕组相间短路 的主保护
保护区：发电机中性点1LH、机端6LH1之间的范 围
出口逻辑关系：差动元件动作、TA断线判别元件 不动作，则发电机差动保护动作。
1CPU跳闸回路逻辑图
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2CPU跳闸回路逻辑图
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ＤＧＴ８０１保护配置
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1CPU保护配置：
发变组差动保护 发变组差动速断保护 发电机逆功率保护 发电机对称过负荷保护 发电机不对称过负荷和过电流保护
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121CPUຫໍສະໝຸດ 版布置图2020/5/28
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2PU面版布置图
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2CPU面版布置图
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出口压板面板图
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1CPU跳闸回路逻辑图
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I
为差
s
动速断
保护
整定
值，
取6倍的变压器额定电流
按照躲区外三相短路流过
保护的最大不平衡电流和
躲变压器空载投入的励磁
涌流整定
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励磁涌流判别
利用某相差电流中二次谐波分量电流占 基波分量电流的百分比大小来判断是否 为变压器空载投入。
判别方程：本厂I2 0.2I1
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动作特性
I
按躲正常运行时最大不平衡
oper.0
电流整定，本厂取2 A
K brk 按躲区外三相短路最大不平 衡电流整定取0.4
I
brk
按躲外部故障切除后的暂态
.0
过程中产生的最大不平衡电流,
本厂取3A
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差动速断保护动作方程
Id Is
TA断线判别元件不动作，则发变组差动保护动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、
2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电 源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、 DL4），同时启动断路器失灵保护。
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发变组纵差保护逻辑框图
2、差动电流速断保护动作方程和动作 特性与发变组相应保护相同
3、出口逻辑关系也与发变组相应保护 同
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高厂变差动保护动作值
启动电流Iq =2A(最小动作电流) 拐点电流Ig =4A(最小制动电流) 比率制动斜率Kz =0.4 二次谐波制动系数η=0.15 差流速断倍数Isd=6 In (差动速断保护定
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比率制动式发变组差动保护动作方程 及动作特性
差动元件动作方程：
Id Ioper.0 ; Ibrk Ibrk.0 Id Kbrk (Ibrk Ibrk.0 ) Ioper.0 ; Ibrk Ibrk.0
•• •
Id I 1 I 2 I 3 ; Ibrk max{I1, I2 , I3}
过电流元件与负序电压元件作为不对称 短路的测量元件。负序电压元件从厂用A 母线5YH和厂用B母线4YH取电压。
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厂用分支过电流保护
作用：作为6KV厂用A、B母线及所接元件相 间短路的后备保护。A分支过流保护电流取自 A分支7LH1；B分支过流保护电流取自B分支 9LH1。保护动作电流取14.5A，（按躲过厂 用分支最大负荷电流整定）
TA断线判别元件不动作，则差动保护动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、
2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电 源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、 DL4），同时启动断路器失灵保护。
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1、厂高变比率制动差动保护动作方程 和动作特性与发变组相应保护相同
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动作特性
额定电流3.6A
I
按躲正常运行时不平衡电流整定，
oper.0
本厂取1A；
K brk 按躲区外三相短路最大不平衡电 流整定取0.4
I
brk
按躲外部故障切除后的暂态过
.0
程中产生的最大不平衡电流, 本厂
取3A
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保护工作情况：
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差动速断保护
保护区：发电机中性点1LH、机端6LH1之间的范围 作用：防止发电机定子绕组严重相间短路时，由于TA
饱和造成比率制动差动保护可能拒绝动作，此时由该 保护快速切除故障 出口逻辑关系：只要差动速断元件动作，保护就动作。 出口方式：全停（跳发变组出口开关2206、2206A、 2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电 源开关6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、 DL4），同时启动断路器失灵保护。
发电机变压器组保护
2020/5/28
沈阳工程学院
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同步发电机常见故障
同步发电机常见不正常 运行
同步发电机保护方式
2020/5/28
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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。
作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低 测量元件：瓦斯继电器
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瓦斯继电器安装示意图
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瓦斯继电器结构及工作情况
正常运行：开口杯向上倾斜， 干簧接点打开
内部轻微故障：气体聚集在 上部，使开口杯向下转动， 轻瓦斯干簧接点闭合，发出 信号（气体容积定值：250300立方厘米）
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主变差动保护动作值，差动 速断保护动作值，涌流判别 元件动作值以及保护动作特 性均与发变组保护同
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厂高变差动保护
保护区：厂高变高压侧3LH、A分支7LH1、B分支 9LH1之间的范围
作用：作为厂高变相间短路的主保护 出口逻辑关系：差动元件动作、涌流判别元件不动作，