发电机纵差保护反应的原理
试述发电机纵联差动保护的基本原理
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纵联差动保护原理
一、发电机相间短路的纵联差动保护将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I1与I2反向流入，KD的电流为11TAIn-22TAIn=1I'-2I'≈0 ，故KD不会动作。
当在保护区内K2点故障时，I1与I2 同向流入，KD的电流为：11TAIn+22TAIn=1I'+2I'=2kTAIn当2kTAIn大于KD的整定值时，即1I'-(3)max max/unb st unp i k TAI K K f I n=≠0 ,KD动作。
这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时，2kTAIn≥I set，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb表示。
通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb增大，一般外部短路电流越大，Iunb就可能越大，其最大值可达：.min.min.min()brk brkop ork brk opI II K I I I>≥≤+式中：Kst——同型系数，取0.5；Kunp——非周期性分量影响系数，取为1～1.5；fi ——TA的最大数值误差，取0.1。
为使KD在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作，KD的动作值必须大于最大平衡电流Iunb.max，即Iop=KrelIunb.max(Krel为可靠系数，取1.3）。
Iunb.max越大，动作值Iop就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。
此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg短路时，保护不能动作。
对于大、中型发电机，即使轻微故障也会造成严重后果。
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。
发电机纵差动保护的原理及应用分析
发电机纵差动保护的原理及应用分析
司虎成 朴东浩 包头东华热 电有限公司 内 蒙古包头 ０ １ ４ ０ ４ ０
【 摘 要】发电机 内部短路 故障主要 是指 定子绕组的相间和匝问短路 故障 ， 短路 故障发生时将会形成很 大的冲击电流， 所产生的的 强大电弧将 会烧 毁定子绕组绝 缘， 还有 可能引发大型火灾甚至使 发电机报 废， 后果非 常严重。 故要求安装 发电机纵差动保护作为发电机 定子绕组相间、 匝间短路 故障的主保护， 动作于解列发电 机。 【 关 键词】发电 机； 纵差动保护； 定值整定
定。 ２ 、 斜 率ｌ 应 大于 最大正常负荷电流下Ｔ Ａ 误 差产生 的不平衡 电流 ， 通常取２ ０ ％ 。 ３ 、 拐点１ 是 斜率 １ 的终结点 ， 应 大于发电机 最大正常运行 电流 。 为使
区内故障有 高的灵敏度 ， 希望制动 电流 在２ ． ０ 倍 的发电机额 定电流 以内 时， 动 作特性斜 率不要过大 。 ４ 、 拐点２ 是过 渡 区的终点和斜率 ２ 的起 点 ， 应 设置为 使任一 保护用 Ｔ Ａ 开始饱 和时的电流值 。 若 保护用Ｔ Ａ 选 为５ Ｐ ２ ０ ， 其饱和 电流值很大 ， 而发 电机 最大 外部 短路 电流在６ 倍额 定 电流 之 内， 一 般取拐点６ 倍发 电
、
比率制动式纵差保护工作原理
比率制动 式 纵差 保护 的动作 电流 是在 变化的 ， 它随 短路 电流 的变 化而 自 动变化 ， 保证外 部短路故 障不误动的同时又对内部短路 故障有很
高 的 灵敏 度 。
以 发电机一相为 例 ， 规 定一次 电流流入 发电机 为正方向 。 当正常 运 行以及 发生保护区外 的故障时， 流 入差动继 电器的差动 电流为 零， 差 动 继电器将不动 作。 当发 生发电机 内部 故障时 ， 流 入差动继 电器的差动 电流将会 出现 较大的 数值， 当差动 电流 超过 整定值时， 差动继 电器判为
发电机保护原理资料讲解
发电机保护原理发电机保护原理大型发电机的造价高昂，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。
例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就近千万元。
大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。
因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。
1.发电机故障形式由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。
因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。
一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：(1)定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。
故障时，短路电流可能把发电机烧毁。
(2)定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。
(3)定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。
(4)励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。
(5)定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。
(6)定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。
第七章发电机保护讲解
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
发电机纵差保护原理
发电机纵差保护原理
“哎呀，这发电机到底是咋工作的呢？”我好奇地问同桌。
同桌挠挠头说：“我也不太清楚呢。
”嘿嘿，那我就自己去研究研究发电机纵差保护原理吧。
咱先说说这发电机纵差保护的结构哈。
它就像一个超级小卫士，守护着发电机。
这里面有一些关键的部件呢，比如说电流互感器。
这电流互感器就像是发电机的小侦探，专门负责检测发电机进出线的电流。
它的功能可厉害啦！要是发现两边的电流不一样了，就会赶紧发出警报。
那它的工作原理是啥呢？就好比有两个小伙伴，一个在发电机的进线这边，一个在出线那边。
它们时刻盯着电流，看看进的电流和出的电流是不是一样多。
要是不一样，那就说明发电机可能出问题啦。
这时候小卫士就会行动起来，保护发电机，不让它受到更大的伤害。
那这发电机纵差保护在啥地方能用到呢？有一次我去参观工厂，看到那些巨大的发电机在嗡嗡地转着。
我就想，要是没有发电机纵差保护，这发电机万一出了问题可咋办呀？就像我们在学校里做游戏，要是没有规则，那不是乱套了嘛。
发电机纵差保护就是发电机的规则，让发电机能够安全稳定地工作。
发电机纵差保护可真是太重要啦！它就像一个默默无闻的英雄，守护着发电机，让我们的生活能够正常运转。
浅谈发电机的纵差保护
止发电机内部 的相 间短路 ，这种保护可 以快速 并且灵敏地排 除发生在 发电机 内部的故障 ，同 时也可以在发电机组运行 时或者机组外部发生 故障之时确保 有选择性 的保护动作 以及可靠的 发 电机是供 电设 备 中非常重 要的 一种 ， 在 电力系统的整体构成 中充当着重要的角色 ， 发 电机是否可以安全运行决定着 电力系统是否 可 以正常工作 ，同时也决 定着 电力系统提供 电 能的质量。而且 ，发电机这种 电气设备本身的 造价也十分 昂贵 ，因此 ，在发电机 的运行过程 中准确及时的切除发电机 的故 障， 对电力 系统 、 对供 电设备的安全性有着举足轻重的作 用。发 电机 的故 障类型主要有 以下几种 （ １ ）定子绕组相间短 路；
定值 （ ６ ０度 左 右 ） ，继 电器 １ Ｋ６失 电 ， 常 开
强制 风冷方 面设置 有一 个主 风机风 接点 保护 ，两个调 制器风接点保护共三个风接点保 护 ，在控制回路中如果有 哪个 风机产生的风量 达不到设计要 求，风接 点会动作使 １ Ｋ ７失 电， １ Ｋ７的常开 接点 ９ 、５断开 ，在 播音 中就 会 出 现主风机灯变红 ，直接掉高压 ，掉灯 丝，机器 无法工作。处理时首先要代播，接着 去查 到底 是风机坏了还是风接点坏了 ，还是控 制继 电器 １ Ｋ ７ 有故障，逐项查看 ，一一排除。
接点断开 ，在灯丝控 制回路 中会切断灯丝进行 保护。在播音中如果 出现该故 障，则会直接导 致机器掉高压 ，掉灯丝。故在值班工作 中要经 常去查看机器的温度 ，如果 过高则要开启机房 安装的冷却机 ，将通风和排 风系统 打开 ，以降 低环境温度 ，如果还是高则要查看机器是否失 谐 ，如果是 ，则手动进行正调谐 ，如果不是则 降降功率 ，继续观察 ，一一排 除。
发电机保护
tA I
2
（2）发电机允许过负荷的特性
2
1
图9－28
发电机的允许过负荷特性曲线示意图
1－考虑散热条件下；2－不考虑散热条件下
二、定子绕组的过负荷保护 保护的动作电流，按在发电机长期允许的负 荷电流下能可靠返回的条件整定。 三、转子绕组的过负荷保护 由定时限电流保护和反时限电流保护两部分 组成。定时限部分经延时动作于信号；反时 限部分动作于解列灭磁。 四、转子表层的过负荷保护 一般由定时限负序电流保护和反时限负序电 流保护两部分组成。定时限负序电流保护动 作于信号，反时限负序电流保护动作于跳闸。
（1－a）E
R
S2
R 图9－20
R1
U1,U2
R
切换采样式转子一点接地保护原理接线
U1 1 接地点位置 为： 3 3 U
接地电阻 R f 为：
Rf a
R1 2 R1 R 3U 3
正常运行时:四 4 个电阻 R 对称， U1＝U2，Δ U＝0， R f ＝ ； 转子绕组一点接地时：U1≠U2, 当 Rf
1.定子绕组单相接地故障的零序电压
图9－11 机端金属性单相接地时电压相量图
1)当机端单相接地时:
如图 9－11 所示：
1 1 UW ) U U0 (UU UV UW ) (UV U 3 3
显然： 发电机机端一相金属性接地时， 机端零序电压的大小等于发电机故障前的相电压。
第六节 发电机的失磁保护
一、发电机失磁运行及其产生的影响 1）发电机失磁，对机组本身产生危害。 2）发电机失磁运行对电力系统的影响。 二、发电机失磁保护的配置 大型发电机通常装设专门的失磁保护，动 作于信号、减负荷、或停机。
纵联电流差动保护
4.4.1 纵联电流差动保护原理
外部短路时穿过两侧电流互感器的实际短路电流 可I re以s 采 用以下方法计算：
（2）带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈：制动线圈和动作线圈。
制动线圈流过两侧互感器的电流之差（循环电流） Im ，In 动作线圈流过两侧互感器的电流之和 Im ，In动作条件为：
I mI nKI mI nIo0p
K
I op 0
制动系数，在0~1之间选择。 很小，克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
比率制动方式
Ires0.5I mI n， Ires0.5I mI n 标积制动方式
Ires I mI nco1s8( 0m)n co1s8( 0m)n0
0
co1s8( 0m)n0
在差动继电器的设计中，差动的动作门坎随着 I res 的增大而增大， I res 起制动作用，称为制动电流。动作
的电流（不平衡电流）为：
I unb I mI nnT 1（ A I MI N)
电流继电器正确动作时，差动电流（动作电流） I 应r 躲过
最大不平衡电流，即：
Ir I mI n Iunb
4.4.1 纵联电流差动保护原理
在工程上，不平衡电流稳态值采用电流互感器的10% 的误差曲线按下式计算：
Iun b 0.1KstKnp Ik
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
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发电机纵差保护反应的原理
发电机纵差保护是保护发电机运行稳定和防止发电机过载的一种保护，其原理为：
当发电机出现过载或故障时，转子会产生振动，引起变压器、断路器等组件的振动，同时在电网中也会产生一定的振荡。
这些振动信号会被电流互感器、电压互感器等感应器件所感知，经过滤波、放大等处理，最终送入保护装置中。
纵差保护装置会对传入的振动信号进行比较，判断发电机的运行状态是否正常。
如果发现发电机出现故障或过载，保护装置会发出信号，使断路器自动断开，使发电机停机。
同时，保护装置也会发出声光报警信号，提醒人员及时采取措施，避免故障扩大。
因此，发电机纵差保护的原理就是通过感知发电机振动信号，进行判断和比较，以保障发电机的安全运行。