EG0011发电机差动保护动作(内部故障)002
发电机差动保护误动分析
发电机差动保护误动分析李坤;王玉鑫【摘要】针对一起发电机差动保护误动问题进行研究及测试分析,找出了差动保护误动作的主要原因,并提出了解决方法,可供继电保护人员参考。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2011(000)017【总页数】1页(P102-102)【关键词】差动保护;励磁涌流【作者】李坤;王玉鑫【作者单位】国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司动力厂,新疆哈密839000;国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司动力厂,新疆哈密839000【正文语种】中文【中图分类】TM403国投罗钾自备电厂1号机组整套启动调试阶段，曾因为发电机差动保护动作致使机组停机，经过试运人员仔细分析，最终找到了导致发电机差动保护误动的原因，并采取了相应改进措施防止此类问题再次发生。
国投罗钾自备电厂电气一次主接线图如下图所示。
2010年9月9日9时59分，1号发电机对1号主变进行冲击合闸的过程中突然停机，监控系统显示“1号发电机差动保护动作”，辅助控制屏“1号发电机主保护动作”光子牌亮，去就地检查发现发变组保护屏报发电机差动保护动作报文。
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，说明在冲击合闸时刻差动回路确实存在很大的不平衡电流。
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电流及发电机机端电流波形严重畸变且均偏向时间轴的一侧。
经过计算，发电机中性点电流与发电机机端电流之差正好等于装置采样的差流值。
与此同时为验证发电机差动回路内一次设备是否有故障，将发电机中性点软连接打开，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，本次停机是由于发电机差动保护误动引起的。
重新对保护装置本身的调试质量和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。
保护人员怀疑是由于1号发电机对1号主变进行冲击合闸的过程中产生的励磁涌流造成了发电机差动保护误动。
水电站发电机差动保护误动作故障分析及应对思路探究
水电站发电机差动保护误动作故障分析及应对思路探究摘要：本文以某水电站实例为切入点，对水电站发电机差动保护误动作故障相关问题进行分析，并且提出差动保护误动作故障的几点应对思路与措施，希望能够引起水电站工作人员的重视，以促进差动保护效果的进一步提升。
关键词：水电站；发电机；差动保护；误动作；故障以某水电站工程为例，该水电站总装机为1000kW*3，设计保证率为80％，年运行小时数为6330h，年度总发电量为1900万kW·h。
该水电站发电机采用纵联差动保护作为主保护，受安装接线错误因素影响，导致两台机组在运行中纵差保护多次出现误动作，限制机组300kW，造成直接经济损失，同时对机组运行安全产生非常不良影响。
如何对发电机差动保护误动作故障进行分析，提出应对思路，成为水电站工作人员重视的课题。
1水电站发电机差动保护误动作故障分析为避免水电站发电机定子绕组以及引出线相间短路故障，根据现行继电保护以及自动装置规程中的有关规定，对水电站发电机机组进行差动保护处理。
该保护根据水电站发电机定子绕组始末两端电流差异对绕组故障进行判断，动作范围为发电机装置及其断路器之间连接形成区域。
在定子电流超过一定限值的情况下导致差动保护误动作产生，影响发电机工况水平。
发电机现场负荷条件下的测试结果如下表（见表1）所示。
表1：改正前机组运行参数示意表2水电站发电机差动保护误动作故障应对思路1）水电站发电机投入运行前需要安排专人进行相位、相序核对。
以某水电站发电机为例，首端出现互感器装置三相在高压开关柜内固定安装，中性点经电缆引出后在开关柜装置内以短接方式固定。
因此，可以通过应用直流电阻法的方式现场对发电机三相首尾引出线进行相位对称性核对，并通过电池一检流计法对电流互感器极性以及二次接线情况进行核对检查。
检查结果显示对于2#发电机装置而言，中性点引出线A、C形成交叉接线，同时3#发电机装置中性点侧电流互感器装置二次接线中存在A、C交叉的问题，是导致差动保护误动作的主要原因，经改正后机组恢复正常运行，对应参数如下表（见表2）所示。
【电气保护】发电机组差动保护的原理及动作后处理
【电气保护】发电机组差动保护的原理及动作后处理一，发电机的纵差动保护简述发电机相间短路是发电机内部最严重的故障，因此要定子绕组装设快速动作的保护装置，当发电机的中性点侧又分相引出线时，可装设纵差保护作为发电机相间短路的主保护。
总差动保护是根据比较被保护元件始端及末端电流数值和相位的原理而构成，见图3，为了实现次保护在发电机中性点侧和靠近发电机出口断路器处装设同一变比的电流互感器1LH和2LH，两侧的电流互感器按环流法连接，即两侧电流互感器二次侧极相连，并在其差回路中接入电流继电器。
（1）、正常运行时，在发电机的中性点侧与出口侧的电流数值和相位均相同，即I1=I2，由图4（1）可见，流进电流继电器的电流为两侧二次电流差，Ij=I1-I2 ,若两边电流互感器的特性完全相同，则Ij=0，继电器不会动。
(2)、在保护范围外短路时，如图4（2）所示的D1 点发生短路，情况和正常运行时相似，即Ij=I1-I2 ，当电流互感器的特性完全相同时，Ij=0。
但实际上电流互感器的特性不完全相同，因此，Ij=I1-I2 ≠0 ，有电流流过继电器，这个电流叫做不平衡电流，用Ibp 表示，当继电器的动作电流Id＞Ibp 时，保护不会误动作。
（3）、保护范围内短路时，如图4（3）中的D2 点短路时，则电流进电流互感器的电流为两侧电流互感器的二次电流之和，即Ij=I1 +I2 ，这时Ij＞ Id ，保护动作。
二、发电机横差动保护的原理和判据发电机的横差动保护主要用来预防定子绕组匝间短路，定子绕组匝间开焊故障，也可兼顾定子绕组相间短路的故障。
一般汽轮发电机大多为每相两并联分支绕组，当三相第一分支的中性点和三相第二分支的中性点可分别引出机外时，可用单元件横差动保护，原理接线如图6所示。
在01和02连线上接入横差电流互感器TAO。
横差保护反映具有零序性质的中性点连线上的基频电流，因此可以称为零序横差保护。
当发电机正常运行时，流过TAO的电流很小（仅为不平衡电流），而当定子绕组发生短路和匝间短路时，TAO上会流过较大的基频零序短路流过电流大于动作门槛电压时，横差保护出口，即I d＞I d.set(I d 为横差电流的基波分量， I d.set为横差保护电流定值）。
《电力系统继电保护》考试复习题(甘方成)解读
《电力系统继电保护》复习题一、填空题：1、在继电保护整定计算中，通常要考虑系统的( 最大、最小)两种极端运行方式。
2、中性点不接地系统，构成接地保护常见方式有： ( 零序电流保护)、(绝缘监视装置)、(零序电流方向保护)。
3、电流继电器面板上的定值把手放在2.4A位置上, 当继电器线圈采用并联时继电器动作电流为(4.8A), 当继电器线圈采用串联时继电器动作流为( 2.4 )A.4、在全阻抗继电器、方向阻抗继电器和偏移特性的阻抗继电器中，过渡电阻对(方向阻抗继电器)的影响最大。
5、精确工作电流 Ijg.min 就是指ϕJ =ϕlm 时, 使继电器动作阻抗(Zdz = 0.9Z set)时所对应的最小测量电流。
6、线路的相差高频保护是通过比较线路两侧( 电流 )相位而构成的, 因此当线路内部故障时收讯机收到的是(间断角为180º的)信号, 外部故障时收到的是( 连续的信号 ) 信号。
7、为了防止弧光电阻对测量元件的影响, 距离保护对( II )段测量元件采用了“瞬时测量”装置。
8、瓦斯保护的测量元件是( 瓦斯 ) 继电器, 当其上触点闭合时发出( 轻瓦斯 )信号, 当下触闭合时发出( 重瓦斯) 信号, 并作用于( 跳闸 )。
9、高频通道的工作方式有 (载波通道) 、( 微波通道 )和( 光纤通道 ) 三种。
10、对于中性点侧没有6个引出端子的发电机，定子匝间短路保护是采用利用 ( 零序电压 ) 原理的匝间短路保护。
11、差动保护因变压器各侧电流互感器型号不同而产生不平衡电流，解决办法是 ( 引入同型系数以增大动作电流 ) 。
12、对功率方向继电器接线方式的要求之一是正向发生任何类型的相间短路都能( 可靠动作) 。
13、系统在最大运行方式下三相短路时，电流保护I段的保护范围( 最大)。
14、小接地电流系统中发生单相接地短路时，其( 故障 ) 电压不对称。
系统各点出现相等的( 零 )序电压。
一起发电机差动保护动作现场故障排查
一起发电机差动保护动作现场故障排查摘要某一化工企业响应国家号召，用生产余热发电，以节约能源。
在发电机装配完毕后，与供电部门10kV电网并网。
在并网瞬间，发电机发差动保护动作信号，同时并网侧线路速断跳闸，并引起并网侧变电站断路器速断跳闸。
该企业无法自行分析、判断、排除故障，遂向我电力部门求助，派出技术小组，进行现场技术分析，故障排查。
关键词发电机；差动保护；同期1故障概况该化工厂发电机为一个老型号的发电机，化工厂自行安装调试，发电机无出厂报告及发电机铭牌及参数，现场与化工厂技术人员沟通，只知道发电机容量为3000千伏安，其它关于发电机的资料很少。
主要经过：当发电机安装到位后，化工厂将热力管道阀门打开进行暖管，管道暖好后，对发电机进行冲转、超速试验，试验完毕后，当发电机转速达到3000转时，打开励磁开关缓慢增加励磁，发电机电压缓慢提高，当发电机电压达到与主网同期并网条件时，启动并网开关，发电机差动保护动作，随即并网开关断开，气轮机放气阀门打开，励磁机自动降低励磁输出，同时系统变电站并网线路报速断信号，并网线路开关跳闸，现场工作人员发现发电机有放电现象。
2故障分析、排除供电部门得到上级指令，抽派技术人员组成技术小组，到达现场，帮助该企业进行测试，查找原因，排除故障。
2.1检查、判断、排除发电机故障技术小组首先对发电机进行了测试检查，测试数据如下表。
经过对发电机的初步测试，测试数据显示发电机内部没有故障。
技术小组现场讨论，怀疑发电机出线相序不对，决定用直流感应法，对定子绕组进行极性检查。
当发电机一相绕组通以脉冲电流时，另两相绕组由于互感作用产生相应感应电势，试验数据显示发电机相序正确。
2.2检查、判断、排除发电机差动回路故障发电机纵差保护采用三相式接线，发电机两侧电流互感器同名端均位于发电机侧。
小组经过仔细核对接线发现，发电机出口端电流互感器同名端接反。
而该种接线可引起二次回路中产生很大的差流，从而导致并网时纵差保护误动作，该处为一明显误接线错误。
发电机差动保护动作的现象是什么？应如何处理？
发电机差动保护动作的现象是什么？应如何处理？
发电机差动保护动作的现象是什么？应如何处理？
答：现象：
(1)、发电机各仪表发生剧烈的摆动冲击，机组有冲击声音，发电机内部可能有短路弧光或冒烟着火；
(2)、发电机断路器及灭磁开关跳闸(红灯熄、绿灯亮)，上位机”()#机组差动保护动作”光字灯亮，简报窗口弹出”()#机组差动保护动作”：
（3)、上位机及机组LCU上的各电气参数为零，机组自动停下。
处理：
(1)、监视机组自动停机过程，若自动停机不灵，立即手动解列停机；
（2)、详细检查发电机内部及差动保护范围内所有设备有无损坏或短
路痕迹，如发现设备损坏应报告站长，通知检修人员处理，如发现电机已着火，应按发电机着火处理，并同时报告站长；
(3)、如未发现明显异常情况，断开主机隔离开关，查明差动保护动作原因，检查保护装置动作是否正确，测量静子回路绝缘电阻如果绝缘电阻合格，请示站长同意，可将发电机由零升压至额定，严密监视各表计及参数正常后并入系统带负荷运行。
发电机差动保护动作分析
电站发电机差动保护误动探讨1 差动保护误动的现象我县杨家坝水电站1981年投入运行，装机容量为2×2 000+2× 1 000 kW，机组运行一直正常。
2003年底对机组进行大修，大修后预防性试验各项数据正常，投入运行也正常，因天气干旱少雨无水停机作冷备用。
2004年4月，因为普降大雨，该电站大坝蓄水，所有机组开机发电，当#3发电机启动后，机组加励磁建压正常，即进行并网操作。
但机组并网后带负荷到1 200 kW时，机组差动保护动作跳闸。
于是停机对机组进行检查，未发现异常，又开机建压正常后并网运行，仍发生差动保护动作跳闸故障。
2 差动保护误动的原因我们对机组、出线电缆、开关设备以及相关的一次设备再次进行预防性试验检查，包括测试直流电阻、绝缘、泄漏、耐压等试验，各项数据都在《电力设备预防性试验规程》规定范围内，与上次试验比较无明显变化。
于是我们又对该机组所有二次回路进行检查，无发现故障。
又对保护设备进行检查，仍无发现故障。
再对保护做整组试验，当在做差动保护整组试验时保护动作。
经检查发现，接在发电机绕组尾端的三相电流互感器变比不一样，U，V 两相电流互感器的变比为300/5，W相为450/5，差动保护跳闸的原因即为电流互感器变比不一致，从而导致不平衡电流大于保护定值所引起。
为什么检修以前运行了20多年没有跳闸，而检修后才出现跳闸呢？经过分析发现：2003年公司加大了工作力度，不仅对设备进行检修试验，对所有的保护定值也进行校核。
该机组原差动保护整定值为：最小动作电流1.15 A，最小制动电流5 A。
校核后的保护定值为：最小动作电流0.76 A，最小制动电流3.82 A。
校核后的保护定值的最小动作电流0.76 A小于互感器三相平衡电流，所以机组并网带负荷差动保护则动作跳闸，校核前差动保护最小动作电流1.15 A大于所安装的电流互感器三相不平衡电流，故发电机差动保护不动作。
3 防止保护误动的措施3.1 对使用的电流互感器要严格把关。
发电机差动保护动作原因分析.doc
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，发抗组保护装置本身在这次大修期间已经对保护装置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置采样的差流值。
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处在波峰点，故障电流预估达到24KA使电流互感器铁心出现暂态饱和是造成波形畸变的主要原因。
2、查看设计图发现，发电机机端侧采用10kV开关柜内的电流互感器，而发电机中性点侧则采用发电机穿墙CT，二者只有变比一致，生产厂家、设备型号、额定容量及短路倍数均不相同，因此即使通过同一瞬间大电流的情况下，电流互感器二次侧所反映的二次电流也不会相同，从而使发电机差动回路中产生不平衡电流。
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每少解除一个保护压板扣1分
通知保护核对保护动作的准确性。
2
检查故障点并做隔离措施
2
联系检修处理，及时复归报警
2
未联系检修扣2分
3分钟内未及时复归扣2分
操作过程中有其他错误操作。
（以下由裁判员填写。
如果发生其他错误操作，每错误一项则从总分中扣2分。
汇报
1、故障名称：发电机差动保护动作
1
按汇报的正确性、完整性和系统性评分
2
每少一项扣1分
并将跳闸给粉机手动复位一次，
2
每少一项扣1分
完成正常停机的其它各项操作。
2
每少一项扣1分
5、对发电机做相关的隔离措施
拉开202开关所属刀闸202—1刀闸；
2
拉开主变中性点接地刀闸2—D20。
2
拉开发电机消弧线圈刀闸机2—01。
2
拉开发电机1PT、2PT、1F三相刀闸。
3
将6KVⅠ段2601开关拉至检修位置
操作试题（供设置故障用）
试题
发电机差动保护动作
题号
EG—011
题型
电气
工况设置机组负荷协调方式；负来自：300MW；工况号：20
故障设置
发电机系统011xml1eg07
试题评分标准表
试题
发电机差动保护动作
题号
EG—011
题型
电气
工况设置
机组负荷协调方式；
负荷：300MW；
工况号：20
故障设置
发电机系统011ml1eg07
2
MK开关已跳闸；
2
检查Q02开关跳闸。
2
2ZKK开关未合闸。
2
检查2601开关已跳闸；
2
检查2602开关已跳闸；
2
检查2610开关已合；
2
检查2620开关已合；
2
退出6KVⅠ段备自投开关；
2
退出6KVⅡ段备自投开关；
2
检查6KVⅠ、Ⅱ段母线电压表正常；
2
检查400VⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线电压表正常；
4、检查锅炉MFT动作正常，燃料全部切除，油枪未投入，，过热器、再热器减温水总门联动关闭。
5、除氧器汽源切至辅汽，炉上水维持水位正常，手动将跳闸设备复归。及时开启相关疏水。注意检查机组各参数正常。
6、对发电机做隔离措施。
故障现象
1、发电机差动保护动作信号发出，
2、发电机保护报警；
3、汽轮机跳闸，锅炉灭火，燃料全部中断；
4、励磁灭磁开关MK跳闸状态；
5、主变202开关断路器跳闸；
6、6KVⅠ、Ⅱ段快切装置动作。快切闭锁信号发。
事故处理
处理步骤及要求
标准分
扣分依据
实际得分
1、检查发电机已解列，主开关跳闸，有功、无功指示到零，定转子电压、电流到零。厂用电切换良好。保安电源指示正确。
检查发电机定子电流表确已到零；
2
检查202开关已跳闸；
5、除氧器汽源切至辅汽，炉上水维持水位正常，手动将跳闸设备复归。及时开启相关疏水。注意检查机组各参数正常。
6、对发电机做隔离措施。
6
违纪扣分（1~10分）
成绩
标准分
100分
本题实际得分
比赛时间
15分钟
实际用时
裁判长：裁判员：监审员：
2
将6KVⅡ段2602开关拉至检修位置
2
停用失灵(网控来失灵保护压板、启动失灵保护压板)跳210断路器压板ⅠⅡ、跳202断路器压板ⅠⅡ。（保护#1、2屏各6个）解除跳202断路器压板ⅠⅡ（#3屏2个）厂用快切工作开关2601、2602同期压板。
5
每少解除一个保护压板扣1分
投入发变组保护误上电压板（保护#1、2屏各一个）。解除断水保护压板（保护#3屏），机跳电保护压板（保护#1、2屏各一个）。
4
未解除调速油泵联锁，未启动交流润滑油泵扣2分。每少一项扣1分
开启高中低扩、电动主汽门前后、中联门前疏水。
2
每少一项扣1分
将小机手动打闸，启动电泵维持汽包上水维持汽包水位的正常。除氧器汽源切至辅汽。启动除氧循环水泵运行。
2
每少一项扣1分
监视凝汽器、高低压加热器和除氧器的水位，防止汽轮机进水。
2
在惰走过程中应注意监视润滑油压力、温度变化应正常。
2、检查发电机已解列，主开关跳闸，有功、无功指示到零，定转子电压、电流到零。厂用电切换良好。保安电源指示正确。
3、检查汽机已跳闸，高中压主气门、调门关闭，各抽气逆止门联动关闭正常。机组转速下降。检查汽机润滑油系统正常。注意润滑油压正常。确保机组安全停运。
4、检查锅炉MFT动作正常，燃料全部切除，油枪未投入，，过热器、再热器减温水总门联动关闭。
2、故障现象：1、发电机差动保护动作信号发出，
2、发电机保护报警；
3、汽轮机跳闸，锅炉灭火，燃料全部中断；
4、励磁灭磁开关MK跳闸状态；
5、主变202开关断路器跳闸；
6、6KVⅠ、Ⅱ段快切装置动作。快切闭锁信号发。
2
3、故障原因：内部故障
1
4、处理要点：
1、事故现象，准确判断事故为发电机差动保护动作
2
加强对机组排汽温度的检查，控制机组排汽温度＜80℃。
2
4、锅炉侧的检查
锅炉MFT，检查所有燃料切除；检查锅炉燃料全部切除，油枪未投入，风机运行正常，过热器、再热器减温水总门联动关闭。
4
每少一项扣1
锅炉检查各风门关闭正常；停止锅炉排污。
2
每少一项扣1分
跳闸给煤机调节置零位。手动关闭跳闸排粉机回风门、磨煤机冷风门、热风门和再循环风门
故障原因
内部故障
处理要点
1、根据事故现象，准确判断事故为发电机差动保护动作
2、检查发电机已解列，主开关跳闸，有功、无功指示到零，定转子电压、电流到零。厂用电切换良好。保安电源指示正确。
3、检查汽机已跳闸，高中压主气门、调门关闭，各抽气逆止门联动关闭正常。机组转速下降。检查汽机润滑油系统正常。注意润滑油压正常。确保机组安全停运。
4
检查400V保安Ⅰ、Ⅱ段母线电压表正常；
2
2、根据现象，准确判断事故为发电机差动保护动作保护动作，联系副操，告知事故情况，并进行相应处理；
2
未正确判断事故原因扣2分。未通知副操扣2分
3、对汽机的检查项目
检查汽机已跳闸，高中压主气门、调门关闭，各抽气逆止门联动关闭正常。
4
每少一项扣1
确认机组转速下降。调整转子水压正常。检查汽机润滑油系统正常。解除调速油泵联锁，启动交流润滑油泵，注意润滑油压正常。