阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算
发电机振荡失步原因现象处理
发电机振荡失步原因现象处理同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。
这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。
异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在0－360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。
在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机状态。
同步发电机正常运行时，定子磁极和转子磁极之间可看成有弹性的磁力线联系。
当负载增加时，功角将增大，这相当于把磁力线拉长；当负载减小时，功角将减小，这相当于磁力线缩短。
当负载突然变化时，由于转子有惯性，转子功角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动，这种现象称为同步发电机的振荡。
振荡有两种类型：一种是振荡的幅度越来越小，功角的摆动逐渐衰减，最后稳定在某一新的功角下，仍以同步转速稳定运行，称为同步振荡；另一种是振荡的幅度越来越大，功角不断增大，直至脱出稳定范围，使发电机失步，发电机进入异步运行，称为非同步振荡。
发电机振荡或失步时的现象a）定子电流表指示超出正常值，且往复剧烈运动。
这是因为各并列电势间夹角发生了变化，出现了电动势差，使发电机之间流过环流。
由于转子转速的摆动，使电动势间的夹角时大时小，力矩和功率也时大时小，因而造成环流也时大时小，故定子电流的指针就来回摆动。
这个环流加上原有的负荷电流，其值可能超过正常值。
b）定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值，且往复摆动。
这是因为失步发电机与其他发电机电势间夹角在变化，引起电压摆动。
因为电流比正常时大，压降也大，引起电压偏低。
c）有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动。
因为发电机在未失步时的振荡过程中送出的功率时大时小，以及失步时有时送出有功，有时吸收有功的缘故d）转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动。
[资料]发电机掉步
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发电机失步保护一、保护原理失步保护反映发电机机端测量阻抗的变化轨迹，动作特性为双遮挡器。
失步保护能可靠躲过系统短路和稳定振荡，并能在失步开始的摇摆过程中区分加速失步和减速失步。
图一为其动作特性及过程图。
图二为保护逻辑图jX图一发电机失步保护动作特性及过程图减速失步出口图二发电机失步保护逻辑图二、一般信息2.4保护出口压板定义只发信，不出口跳闸。
2.6投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。
）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视点击进入发电机阻抗原理式失步保护监视界面，可监视保护定值，机端阻抗计算值等有关信息。
三、加速失步、减速失步测试3.1 外加三相对称电压和三相对称电流，装置显示阻抗计算值是否正确（打“√”表示）：正确□错误□3.2失步特性测试一般保护定义失磁保护动作，即刻闭锁失步保护；那么在测试失步特性前，请暂时修改失磁保护阻抗特性圆定值，确保测试失步特性时不会进入失磁阻抗圆。
模拟发电机由正常运行转为失步工况：外加三相对称电压和三相对称电流，初始电抗应大于Xt，初始阻抗在第一象限，改变电压和电流的夹角，由第一象限滑落于第四象限，依次通过0区－I区－II区－III区－IV区，发加速失步信号，如果滑极次数为1，发失步跳闸信号且出口跳闸；如果滑极次数大于1，则需快速返回0区，再由0区－I区－II区－III区－IV区。
改变角度的速度不宜过快，也不宜过慢，总个过程需在5秒内完成。
减速失步则从IV区开始，试验方法类前。
失步特性测试完毕，请恢复定值四、短路故障测试当阻抗突然变化模拟短路故障，保护应不动作是否正确（打“√”表示）：正确□错误□。
发电机失步保护介绍
发电机失步保护介绍1 概述当发电机正常运行时，发电机与电力系统的电动势以同样的工频角频率旋转，之间的相位差维持不变，发电机处于同步稳定运行状态。
如果受到某种干扰，发电机与系统之间的电动势以不同的角频率旋转，线路两侧电动势相位差不断变化，此时称作发电机失步。
发电机失步后，两侧电动势之间的夹角δ在0°到360°间不断变化。
发电机机端电压与电流也呈周期性变化，因此需要对失步时的机端测量阻抗进行分析。
2 发电机失步时电气量变化分析2.1 发电机失步时电压、电流变化以发电机带无穷大系统为例，发电机电势为Eg ，系统侧电势为Es ，各回路等值阻抗如图1中所示。
ss U E ∙∙=∙∙∙图1 发电机带无穷大系统如图1中所示，发电机失步前，保护安装处为送电端，gE 超前S E ，假设两侧电动势幅值相等，则δj gs e E E -= ，夹角δ由线路传输的有功功率决定。
此时发电机机端电流为：∑-∑-=-=Z e E Z E E I j gsg )1(δ （1） 发电机机端电压为：gg Z I E U -= （2） 绘制出发电机带无穷大系统时对应的相量图，如图2所示。
事实上，将式（1）带入式（2），则有∑--=Z Z E E E U g sg g )( 可以看出，如果系统中各元件的阻抗角都相同的话，系统中各点的电压相量的端点都落在图2中)(sg E E -的相量上。
由（1）式知，当δ=180°时，∑=Z E I g2，此时线路中电流最大，电流在阻抗g Z 上产生的压降最大，此时发电机机端电压最低。
发电机失步时，系统中电压最低的一点C ，称作振荡中心。
可在图2中作垂直于)(sg E E -的相量c U ，此点电压最低，即为振荡中心。
s图2 发电机带无穷大系统的相量图2.2 发电机失步时的机端测量阻抗当发电机失步时，保护安装处的电压与电流幅值与相位都将随着两侧电动势夹角δ的变化而变化。
因此，反映电压和电流比值的阻抗继电器的测量阻抗幅值和相位也将随δ而变化。
发电机失步保护原理
发电机失步保护原理嘿，咱今天来聊聊发电机失步保护原理这档子事儿。
你说这发电机啊，就好比是一辆奔跑在电力大道上的汽车，得稳稳当当的跑才行。
那失步呢，就像是这辆车突然跑偏了，这可不得了哇！发电机正常工作的时候，那电流啊、电压啊啥的都乖乖的，按部就班地干活。
可要是出了问题，就像一个调皮的孩子开始捣乱啦。
失步的时候，发电机的转子和定子之间的同步关系就被打破了，就好像两个人跳舞，节奏突然乱套了。
这时候就得靠失步保护出马啦！它就像是一个机灵的交警，时刻盯着路况呢。
它通过检测各种信号，比如电流啦、电压啦、相位啦等等，一旦发现有失步的迹象，马上就采取行动。
你想想看，要是没有这个保护，那发电机不就像脱缰的野马一样，到处乱撞啦？那后果可不堪设想啊！咱家里的电灯可能忽明忽暗，电器说不定还会被烧坏呢。
失步保护的原理呢，其实也不复杂。
它就像是一个聪明的卫士，能分辨出正常和不正常的状态。
它会根据设定的标准和算法，来判断是不是真的失步了。
一旦确定，那就赶紧采取措施，比如发出警报啊，或者直接让发电机停下来，免得造成更大的损失。
这就好比你走路，要是发现前面路不对劲，你不得赶紧停下来或者换条路走啊？不然一脚踩空掉进坑里咋办？而且啊，这失步保护还得够灵敏才行。
不能等问题都很严重了才反应过来，那就晚啦！就像火灾报警器，要是等火烧起来很大了才响，那还有啥用呢？咱再打个比方，失步保护就像是一个球队的守门员，得时刻保持警惕，不能放过任何一个可能的危险球。
只有这样，才能保证整个电力系统的安全稳定运行呀！总之呢，发电机失步保护原理虽然听起来有点专业，但其实也不难理解。
它就是为了保证我们的电力供应稳稳当当的，让我们能安心地用电。
所以啊，可别小看了它哟！这可是关乎我们日常生活的重要东西呢！你说是不是？。
浅析发电机失磁保护原理及整定计算
浅析发电机失磁保护原理及整定计算浅析发电机失磁保护原理及整定计算1 概述同步发电机在运行过程中，可能突然全部或部分地失去励磁。
引起失磁的原因不外是由于励磁回路开路（如灭磁开关误跳闸、整流装臵的误跳开等）、短路或励磁机励磁电源消失或转子绕组故障等。
发电机发生失磁故障后，将从系统吸收大量无功, 导致系统电压下降,甚致系统因电压崩溃而瓦解；引起发电机失步运行，并产生危及发电机安全的机械力矩；在转子回路中出现差频电流,引起附加温升等危害。
由此可见发电机失磁故障严重影响大型机组的安全运行。
2 失磁保护的主判据及整定计算目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是：a.转子低电压判据，即通过测量励磁电压Ufd 是否小于动作值；b.机端低阻抗判据Z＜；c.系统低电压判据Um＜。
三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。
2.1 转子低电压判据Ufd目前浑江发电公司采用国电南自的DGT801微机型发电机保护，失磁保护采用变励磁电压判据Ufd（P），即在发电机带有功P 的工况下，根据静稳极限所需的最低励磁电压，来判别是否已失磁。
正常运行情况下（包括进相），励磁电压不会低于空载励磁电压。
Ufd（P）判据十分灵敏，能反映出低励的情况，但整定计算相对复杂。
因为Ufd 是转子系统的电气量，多为直流，而功率P 是定子系统的电气量，为交流量，两者在一个判据进行比较。
如果整定不当很容易导致误动作。
但是勿容臵疑的是，该判据灵敏度最高，动作很快。
如果掌握好其整定计算方法，在整定计算上充分考虑空载励磁电压Ufd0 和同步电抗Xd 等参数的影响，或在试运行期间加以实验调整，不仅可以避免误动作，而且是一个十分有效的判据。
能防止事故扩大而被迫停机，特别适用于励磁调节器工作不稳定的情况。
主要对转子低压元件进行整定。
2.1.1 转子低电压的动作方程:Ufd＜Ufdl ………………………Ufd＜UfdlUfd＜125(P- Pt)/Kfd×866 ………Ufd＞UfdlUfd- 转子电压计算值P—发电机有功功率计算值Ufd、Ufd1、Pt- 保护整定值2.1.2 转子电压的动作特性如下图:2.1.3 转子低电压特性曲线系数Kfd 整定:Kfd=(Kk/XdΣ)×(125Se/866Ufd0)XdΣ= Xd＋XsXd………发电机电抗Xs………为升压变压器及系统等值电抗之和Kk………可靠系数2.1.4 转子低电压定值整定:一般取发电机空载电压的(0.6～0.8)倍Ufd1=(0.6～0.8)Ufd02.2 低阻抗判据Z＜反映发电机机端感受阻抗，当感受阻抗落入阻抗圆内时，保护动作。
电气主设备继电保护的整定计算讲解
电气主设备继电保护的整定计算参考文献：大型发电机变压器继保护整定计算导则电力系统继电保护规定汇编（第二版）一 发电机保护的整定计算（一）比率制动式发电机纵联差动保护的整定计算1I 2I I2 0Z I zh I由上图可见，当cd zh zh W W W 2121==时，流入差动线圈的电流为：)('2'1I I I cd -= 流入制动线圈的电流为： )(21"2'1I I I zh += 正常运行或发生外部故障，bp cd I I I I =-=)('2'1 ，l w d zh n I I I I /)(21."2'1=+= 内部故障时，l d cd n I I I I /)('2'1=-= ，)(21"2'1I I I zh -=，当发电机独立运行时，内部故障时，l d cd n I I I /'1== ，'121I I zh = 保护的动作特性如图所示，横坐标为制动电流，纵坐标为差动电流，当制动电流小于拐点电流0Z I 时，继电器的动作电流为0dz I ，当制动电流大于拐点电流0Z I 时，继电器的动作电流为)(00z zh XL dz dz I I K I I -+=。
比率制动差动保护的动作判据为：0dz d c I I ≥ （0z zh I I <） )(00z zh XL dz cd I I K I I -⋅+≥ （0z zh I I >）式中：cd I —为差动电流；zh I —为制动电流；0dz I —为差动保护最小动作电流；0z I —为比率制动特性的拐点电流XL K —为比率制动特性的斜率；根据以上分析，在正常运行时，由电流互感器存在幅值误差产生的不平衡电流为：l f e i tx fzq bp n I f K K I .⋅⋅⋅=在外部短路时，由电流互感器存在幅值误差产生的不平衡电流为：LH wd i tx fzq bp n I f K K I ⋅⋅⋅=显然，外部短路产生的不平衡电流远大于正常运行产生的不平衡电流。
发电机失步的保护原理与防范
发电机失步的保护原理与防范
柴大鹏;孙伟
【期刊名称】《电力学报》
【年(卷),期】2007(022)004
【摘要】介绍了发电机失步保护的工作原理及出口方式,对保护的整定内容及计算进行了详细分析,并对如何避免产生失步现象、稳定电力系统运行提出了具体防范措施.
【总页数】3页(P486-487,490)
【作者】柴大鹏;孙伟
【作者单位】山西大学工程学院,山西,太原,030013;山西省电力公司,运城供电分公司,山西,运城,044000
【正文语种】中文
【中图分类】TP23
【相关文献】
1.某发电机的一次失步故障原因分析和防范措施 [J], 郑悦
2.大型发电机微机失步保护原理和方案 [J], 胡希同;宋吉江
3.大型发电机微机失步保护原理和方案 [J], 胡希同;袁春坤;张新慧;伊学军;孙天增
4.一种新型的微机发电机失步预测及失步保护方案 [J], 宋聚忠;林韩
5.WSB-12型微机式发电机低励磁失步保护原理 [J], 朱成柱;王昕;聂永海;冯玉红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大型发电机失步保护的原理与整定
继电器 第 28 卷 第7期 RE LAY
25
大型发电机失步保护的原理与整定
郭玉恒
( 二滩水电厂 , 四川 攀枝花 617000)
摘要 : 详细分析三阻抗元件的失步保护原理及定值整定 。 关键词 : 大型机组 ; 发变组单元 ; 失步 ; 定值整定 中图分类号 : TM772 文献标识码 : A 文章编号 : 100324897 (2000) 0720025203
n=0 N- 1
1
ωT) + Kan sin ( m ωT) 〕 U 〔Kbncos ( m β βn m = ∑U
n=0
N- 1
5 发电机转子角速度 ω f 的测量 ( 即 f s 或
Δ ω f) 通常利用装在转轴上的测速电机或电磁传感 器 , 但是有些发电机大轴已无法添置测速电机或测 速齿盘 , 而且在系统扰动期间的转轴扭振 ( 约 10Hz 左右) 对测速也有影响 。这里介绍一种新型原理的 测速方法 。 实测 发 电 机 机 端 三 相 电 压 Ua ( t ) 、 Ub ( t ) 、 ( ) ( ) U c t , 它们的综合矢量 U x , t 为
1 基本原理
发电机与系统发生失步的振荡中心轨迹图如 下:
图1 机端失步阻抗轨迹
B 代表发电机 A 代表系统 X ’ d 代表发电机阻抗
图2 三阻抗元件的构成
X T 代表主变阻抗 Z S 代表系统阻抗
3 失步保护需要检测的内容
判断发电机是否处于失步状态 , 必须进行下列 检测 : ω ・发电机转子旋转速度与同步速的差别 (Δ f) , 见第 5 节 。 ・失步阻抗的测定 。由机端电压和电流 , 在线 测量机端失步阻抗轨迹 , 即图 1 中的虚线 1 或 2 或
发电机失磁保护的整定计算
发电机失磁保护的整定计算来源：中国电力技术资讯作者：佚名发布日期：2008-5-30 17:33:45 (阅461次)关键词:电力目前，国内生产及应用的微机型失磁保护的类型主要有两类，一类是机端测量阻抗＋转子低电压型；另一类是发电机逆无功＋定子过电流型。
一、机端测量阻抗＋转子低电压型失磁保护的整定计算该型失磁保护用于判断发电机失磁或励磁降低到不允许的程度的判据主要有机端测量阻抗元件及转子低电压元件，失磁的危害判别元件只有系统低电压元件。
此外，为提高失磁保护动作可靠性（例如，躲系统振荡），还设置有时间元件。
对于该型失磁保护的整定，主要是对机端测量阻抗元件、转子低电压元件、系统低电压元件及时间元件的整定。
1、机端测量阻抗元件的整定（1）失磁保护阻抗元件动作特性的类别。
截至目前，国内采用的失磁保护阻抗元件在阻抗复平面上动作特性的类型主要有：异步边界阻抗圆、静稳边界阻抗圆及通过坐标原点的下抛阻抗圆。
圆内为动作区。
2、动作阻抗圆的选择及整定理论分析及运行实践表明：发电机失磁后，机端测量阻抗的变化轨迹，与发电机的结构、发电机所带有功功率及系统的联系阻抗均有关。
运行实践表明：按静稳边界构成的动作阻抗圆，在运行中容易误动。
目前国内运行的阻抗型失磁保护，多数采用异步边界阻抗圆、下抛阻抗圆。
在确定阻抗元件的整定值时，应首先了解发电机在系统的位置，与系统的联系阻抗及常见的运行工况等。
动作阻抗圆的整定阻抗一般按下式确定：XA=-0.5X’d(或XA=0)XB=-1.2XdXA、XB分别为异步边界阻抗圆的整定电抗。
Xd为发电机的同步电抗X’d发电机的暂态电抗另外，对于与系统联系阻抗较大的大型水轮发电机，动作阻抗圆应适当增大；而对于与系统联系阻抗较小的大型汽轮发电机，动作阻抗圆可适当的减小。
对于经常进相运行的发电机，应保证在发电机进相功率较大时（但未失步），机端测量轨迹不会进入动作阻抗圆内。
另外，若阻抗元件采用静稳边界阻抗圆，则必须由转子低电压元件进行闭锁。
发电厂继电保护整定计算[详细]
![发电厂继电保护整定计算[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb475eb6b52acfc788ebc932.png)
Zloa.Q 0.9
U
2 N
nTA
j arctan QG
e
PG
()
PG2 QG2 nTV
三、失磁保护整定计算
式中 QG ——发电机进相感性无功功率，因为发 出感性无功功率时，QG 0 ，因此进相运行时 QG 0 PG——发电机发出的有功功率，一般情况下取
PG PN 对静稳阻抗边界圆，在 arctan QG 角方向上
2）校核躲进相jX运B 行 时jXd负USB荷N2 nn阻TTVA (抗)的能力 发电机正常运行时的负荷阻抗
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三、失磁保护整定计算
对下抛圆定子阻抗特性，在 arctan QG 角方向上
（ 0）的动作阻抗 Zop为
一 概述
整定计算前的准备工作
1、掌握发电厂主电气系统、厂用系统及所有电 气设备情况并建立资料档案； 2、收集并掌握全厂主设备及厂用设备继电保护 及有关二次设备技术资料； 3、绘制全厂电气设备等效阻抗图； 4、有关的短路电流计算；
二、短路电流计算
1、概述 1）短路故障的原因
①自然方面的原因； ②人为方面的原因； ③设备本身原因； 2）短路种类 ① 单相接地短路 ②两相接地短路 ③ 两相及三相短路 ④ 断相或断相接地 ⑤绕组匝间短路
一 概述
③ 主系统和主设备保护的安全可靠性、配合选择 性、灵敏性、快速性都必须满足要求。 ④ 必要时可以牺牲某些三类负荷保护保护的动 作选择性，以保证主系统或主设备保护的安全可 靠性、配合选择性，特别是快速性的要求。 两者不同之处：
由于被保护设备性能、运行状态、故障类型 有很大不同，从而其保护方式、动作原理判据、 整定计算要求、整定计算方法就有很多不同。
发电机失磁保护的原理及整定计算
发电机失磁保护的原理及整定计算1. 发电机失磁保护的重要性发电机是电力系统中至关重要的设备，一旦发生失磁现象，将导致发电机无法正常输出电能，严重影响电力系统的稳定运行。
发电机失磁保护是保证电力系统安全稳定运行的重要保障。
2. 失磁保护的原理失磁保护是指当发电机励磁系统出现异常或失效时，及时切断发电机励磁，以防止发电机失去励磁电流而导致失磁。
失磁保护装置通常采用电流互感器来监测发电机励磁电流，一旦检测到励磁电流异常，立即启动失磁保护装置，切断励磁系统。
3. 失磁保护的整定计算失磁保护的整定计算是保证失磁保护装置动作可靠的关键，其主要包括两个参数的确定：失磁保护动作时间和动作电流门槛值。
动作时间的确定需要考虑发电机的励磁系统特性和运行条件，一般可通过实际测试和仿真计算来确定。
动作电流门槛值的确定则需要综合考虑发电机的特性曲线、系统容量和保护装置的灵敏度，通常需要进行复杂的计算和分析。
4. 个人观点和理解作为发电机失磁保护的重要组成部分，整定计算的准确性直接关系到失磁保护的可靠性和灵敏度。
在进行整定计算时，需严谨对待，充分考虑发电机和系统的特性，尽可能保证失磁保护的动作精准可靠。
总结与回顾：发电机失磁保护作为电力系统保护的重要组成部分，在保障电力系统安全稳定运行方面具有不可替代的作用。
失磁保护的原理基于监测发电机励磁电流，及时切断励磁系统以防止失磁现象的发生。
整定计算则是保证失磁保护装置可靠动作的关键，需要综合考虑多种因素进行精确计算。
对于失磁保护，希望未来能进一步加强对于整定计算方法的研究，提高失磁保护的可靠性和灵敏度。
通过本文的深入探讨，相信读者能更全面、深刻地理解发电机失磁保护的原理及整定计算方法，从而更好地应用于实际工程中，保障电力系统的安全稳定运行。
以上是对发电机失磁保护的原理及整定计算的全面评估和深度探讨，希望对你有所帮助。
发电机失磁保护是电力系统中非常重要的一环，其原理和整定计算对于确保发电机正常运行和电力系统的稳定性至关重要。
电力系统失步保护原理及整定计算方法
电力系统失步保护原理及整定方法概述随着电力系统容量不断增加，大型发电厂高压母线的系统阻抗较小，一旦发生系统非稳定性振荡，其振荡中心很容易进入失步发电机变压器组内部，这将严重威胁失步的发电机和系统的安全运行，所以自20世纪90年代以来，我国大型发电机组均加装发电机失步保护，并有多种不同类型判据的失步保护。
1.失步保护的基本原理失步保护的基本原理主要是通过测量阻抗的轨迹变化情况来检测是否失步。
其主要指标有三点，一是测量阻抗轨迹为自左向右或自右向左依次穿越整定阻抗区域，穿越一次则记录为滑极次数加一；二是每穿越一个区域都大于一定延时，以区别于故障以及区分失步振荡和稳定振荡；三是滑极次数达到一定值时，则动作出口。
失步保护要求在短路故障、系统振荡、电压回路断线等情况下，保护不误动作。
国内失步保护主要采用三阻抗元件失步保护动作特性或双遮挡器失步保护动作特性。
这里仅介绍南瑞RCS985保护的三阻抗元件失步保护动作特性。
1.1国产南瑞RCS985发变组保护：失步保护反应发电机失步振荡引起的异步运行，失步保护阻抗元件计算采用发电机正序电压、正序电流，阻抗轨迹在各种故障下均能正确反映。
1.1.1保护采用三阻抗元件失步继电器动作特性, 如下图。
图1.南瑞三阻抗元件失步保护特性图第一部分是透镜特性，图中①，它把阻抗平面分成透镜内的部分I和透镜外的部分O。
第二部分是遮挡器特性，图中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R 。
两种特性的结合，把阻抗平面分成四个区OL 、IL 、IR 、OR ，阻抗轨迹顺序穿过四个区（OL →IL →IR →OR 或OR →IR →IL →OL ），并在每个区停留时间大于一时限，则保护判为发电机失步振荡。
每顺序穿过一次，保护的滑极计数加1，到达整定次数，保护动作。
第三部分特性是电抗线，图中③，它把动作区一分为二，电抗线以上为I 段（U ），电抗线以下为II 段（D ）。
阻抗轨迹顺序穿过四个区时位于电抗线以下，则认为振荡中心位于发变组内，位于电抗线以上，则认为振荡中心位于发变组外，两种情况下滑极次数可分别整定。
发电机保护整定计算技术规范标准[详].doc
![发电机保护整定计算技术规范标准[详].doc](https://img.taocdn.com/s3/m/acf5ed338762caaedc33d436.png)
.. . . ..定子绕组内部故障主保护一、纵差保护1 固定斜率的比率制动式纵差保护1）、 比率差动起动电流 I op.0 ： I op.0 = K rel K er I gn ／ n a或I op.0 = K rel I unb.0一般取 I op.0 ＝ (0.1 ～ 0.3) I gn ／ n a ，推荐取 I op.0 ＝ 0.2 I gn ／ n a 。
2）、 制动特性的拐点电流 I res.0拐点电流宜取 I res.0 ＝ (0.8～ 1.0) I gn ／ n a ，一般取 I res.0＝ 0.8I gn ／ n a 。
3 ）、比率制动特性的斜率S ：Iop. maxI SIIres. maxop. 0res.0① 计算最大不平衡电流 I unb.max： I unb.max ＝ K ap K cc K er I k.max ／ n a式中 ： K a p —— 非周期分量系数，取 1.5～ 2.0 ； K cc —— 互感器同型系数 ，取0.5；K er —— 互感器比误差系数，取 0.1 ； I k.max —— 最大外部三相短路电流周期分量。
② 差动保护的最大动作电流I op.max按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算： I op.max ＝ K rel I unb.max式中 ：K rel —— 可靠系数 ，取 1.3 ～ 1.5 。
③ 比率制动特性的斜率SIop. maxI 一般 I res.max ＝I k.max ／ n a ，则 SIIres. maxop.0 K rel Iunb.maxIop.0res. 0Ik. max/ n aIres. 02、变斜率的比率制动式纵差保护1）、 比率差动起动电流 I op.0 ：同 4.1.1.1“比率差动起动电流 ”的整定 。
...... 2）、制动特性的拐点电流I res.1：对于发电机保护，装置固定取I res.1＝4I gn／n a。
发电机保护整定计算技术规范
定子绕组内部故障主保护一、纵差保护1 固定斜率的比率制动式纵差保护1）、比率差动起动电流I op.0：I op.0= K rel K er I gn ／n a 或 I op.0= K rel I unb.0一般取I op.0＝(0.1～0.3) I gn ／n a ，推荐取I op.0＝0.2 I gn ／n a 。
2）、制动特性的拐点电流I res.0拐点电流宜取I res.0＝(0.8～1.0)I gn ／n a ，一般取I res.0＝0.8I gn ／n a 。
3）、比率制动特性的斜率S ： 0.r max .r 0.op max .op I I I I S es es --=① 计算最大不平衡电流I unb.max ： I unb.max ＝K ap K cc K er I k.max ／n a式中：K a p ——非周期分量系数，取1.5～2.0； K cc ——互感器同型系数，取0.5； K er ——互感器比误差系数，取0.1； I k.max ——最大外部三相短路电流周期分量。
② 差动保护的最大动作电流I op.max按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算： I op.max ＝K rel I unb.max式中：K rel ——可靠系数，取1.3～1.5。
③ 比率制动特性的斜率S一般I res.max ＝I k.max ／n a ，则 0.r a max .k 0.op unb.max rel 0.r max .r 0.op max .op I n /I I I K I I I I S es es es --=--≥2、变斜率的比率制动式纵差保护1）、比率差动起动电流I op.0：同4.1.1.1“比率差动起动电流”的整定。
2）、制动特性的拐点电流I res.1： 对于发电机保护，装置固定取I res.1＝4I gn ／n a 。
对于发电机变压器组保护，装置固定取I res.1＝6I gn ／n a 。
失步保护
3.15 发电机失步保护3.15.1保护原理发电机失步保护采取电阻直线多区域特性。
其特性如下图3-15-1。
图中，t X 为变压器电抗（已归算到发电机机端侧），S R 为电阻边界定值，j R 内部自动调整为2S R 。
图3-15-1 发电机失步保护的多区域特性对图3-15-1的说明如下：（1）系统正常运行时，测量阻抗S R >，不会进入2~5区内；（2）发电机增速失步时，测量阻抗会依次穿过1区、2区、3区、4区、5区、6区，经过每个区的时间都大于一个T ∆；（3）发电机减速失步时，测量阻抗会依次穿过6区、5区、4区、3区、2区、1区，经过每个区的时间都大于一个T ∆；（4）系统故障时，测量阻抗会突然落入2~5区（或者就在2～5区以外），而不会依次穿过1区、2区、3区、4区、5区、6区。
发电机失步后，失步保护发出失步信号。
若测量电抗小于t X ，则说明振荡中心落在发变组内，此时，由控制字选择，是否经滑级次数判别再发跳闸命令。
当测量阻抗滑入1区或6区，且达到预定的滑极次数，同时，电流小于闭锁电流（bs I ）时，发出跳闸命令，这样可以避免断路器切断过大的电流。
阻抗元件电压取自发电机机端TV ，电流取自发电机机端或中性点TA 。
其它【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】南自DGT801采用的方案与CSG300A 方案类似，但是在阻抗轨迹在各区停留时间，纳南自DGT801整定更为细致一些，估计需要一些数据R整定：（1） 1区停留时间T1T1整定和振荡周期有关，应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时间。
设振荡周期为OS T （具体值由调度所给出，一般为0.5至1.5秒，最低可至3秒），则振荡时在1区停留时间为：012360δδ-OS T )(2212B A X X R c t g +=-δ 整定：01213605.0δδ-=OS T T （2） 2区停留时间T2T2整定和振荡周期有关，应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时间。
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阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算摘要：阐述南海发电一厂220kV 出线同杆并架双回线，电网调度为确保电网系统稳定性，电厂投入发电机组失步保护的必要性；以及着重介绍了基于双遮挡器原理的发电机组失步保护整定值计算方法。
关键词：振荡；失步保护；双遮挡器；整定计算 0 引言2013年中旬，中调转发了电网总调《电厂安全稳定防线优化方案讨论会议纪要》，并要求我厂在具体时间内完成对机组失步保护定值优化调整工作，具体原则如下：1 ）机组失步保护整定范围延伸至电厂送出线路对侧变电站，即延伸至 220kV 对侧变电站；2 ）为分散动作风险，机组滑极次数定值分两轮整定。
即不重要机组定义为第一轮跳闸对象，重要机组为第二轮跳闸对象，后者滑极次数需比前者大。
由于我厂无装设失步解列装置， 2台机组发变组保护亦无配置失步保护（机组为200MW 发电机，可不配置发电机失步保护），按中调通知要求需进行机组失步保护定值整定并投入。
1 针对我厂220kV 出线同杆并架双回线，发电机组失步保护投入的必要性广东电网调度对全网电厂送出线路（同杆双回线）故障的稳定性进行核算，针对我厂220kV 出线（新南甲线、新南乙线为同杆双回线）分析研究，当两回线路同时或相继出现一回线路三相永跳故障与另一回线路单相瞬时故障现象时，线路电抗增加，回路的综合电抗X Σ变大，根据公式:P E =δsin ∑⨯X E U A(1-1) A E :发电机电动势；U:无穷大系统母线电压；X Σ:包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系统母线的总电抗； δ:发电机电动势E A 与无穷大系统电压U 之间的功角； P E : 功率极限值。
功率极限值将变小，功角特性将由图曲线1变为曲线2，如图1-1所示。
[1]图1-1 系统故障时的功角特性曲线在切除线路的瞬间，X Σ的增大以及发电机由于机械惯性，转速不变，功率角不变δ，由公式1-1可知，这时原动机供给发电机的功率仍为Pm ，发电机的对外输出功率P E 却减少了，此时发电机的运行点将由曲线1的a 点落到曲线2的b 点上，但是b 点运行时，功率是不平衡的。
于是，发电机轴上作用的原动力矩将大于制动力矩，故发电机加速，δ角增大，运行点由b 点沿着曲线2向c点移动。
与此同时，转子的相对速度ν（相对速度也可理解为动能，指的是发电机转速相对无穷大电源系统等效发电机的转速）也由零逐渐增大，至c点时，功率Pm和P E又达到平衡。
由于剩余功率为0，故转子应没有加速度，但此时发电机的相对速度ν为最大值，因惯性力矩作用δ角将逐渐增大。
过c点后，由于发电机的输出功率大于输入功率，发电机轴上将出现减速的过剩力矩，故从c点开始，转子的相对速度ν将逐渐减小，虽然转子速度逐渐变慢，但仍大于同步转速，故δ角继续增大。
直至d点，减速面积cde等于加速面积abc,转子的相对速度ν减至0，发电机转速达到同步转速。
但此时发电机轴上仍作用着减速的剩余力矩，故发电机的转速继续减小。
从d点起，相对速度ν变负，因而δ角开始减少。
直至δ角又摆回c点时，功率又达到平衡，负的加速度为0，反向的相对速度ν达到最大。
负的惯性力矩作用下，δ角将继续减小。
过c点后，发电机轴上又出现加速的剩余力矩，正向的加速度使反向的相对速度ν又逐渐减小。
ν减至0后，由于功率不平衡，发电机转子有开始新的摆动，如此反复多次。
[1]振荡过程中能量的损耗，δ角变化逐渐衰减，最后稳定在c点以δ2角运行，这说明发电机保持了暂态稳定。
反之，如果短路开始时加速的剩余力矩很大，δ角摆动得超过了临界δf（不稳定平衡角，对应图1-1中的f点）则加速的剩余力矩会随δ角的增大而越来越大，δ达到180°以后，P E为负值，加速度更大，直至发电机失步，电网处于异步振荡的情况。
[1]可见，当我厂在发电机组在大负荷运行情况下，两回线路同时或相继出现一回线路三相永跳故障与另一回线路单相瞬时故障现象时，线路的电抗增加，极易对主网失步振荡，严重时将威胁着电网系统的稳定性，现有电网系统稳控措施不能维持稳定，需增设第三道防线解列线路或机组，切除故障的同时切除一部分的发电机，以减少原动机的机械功率，增大减速面积，保持系统暂态稳定。
[2]2 失步保护定值计算方法（以我厂1号机组为例）[3]根据中调提供的数据知，归算至100MVA 下对侧站220kV 母线最大运方电抗为0.036；[3]发电机保护为北京四方CSC-306D 装置构成，保护采用多区域特性（双遮挡器）原理构成。
失步保护原理[4]发电机失步保护反应发电机机端测量阻抗的变化轨迹，能可靠躲过系统短路和稳定振荡，并能在失步摇摆过程正区分加速失步和减速失步，失步保护采取多直线双遮挡器特性，电阻直线将阻抗平面分为多区域。
图1-2中A点的X A为发电机暂态电抗Xd’。
B点的X B为系统联系电抗，含系统电抗X S和变压器电抗X T（归算到发电机端电压）。
若机端测量电抗小于变压器电抗X T，说明振荡中心落在发变组内部。
图中R S为电阻边界定值，R j由程序固定设成0.5R S。
图1-2 发电机失步保护双遮挡器特性（多区域特性）图中1~3区与6~4区在阻抗平面上对jX轴对称，在同步发电机运行方式下有：<1> 系统正常运行时，机端测量阻抗> R S，其变化轨迹不进入2~5区内；<2> 发电机加速失步时，测量阻抗从1区依次穿过2、3、4、5、6区，在每个区内的停留时间超过对应的时间；<3> 发电机减速失步时，测量阻抗从6区依次穿过5、4、3、2、1区，在每个区内的停留时间超过对应的时间；<4> 短路故障时，测量阻抗在2~5任一区内停留小于对应的时间久进入下一区；<5> 稳定振荡时，测量阻抗穿过部分区后又逆向返回，而不是同向依次穿过所有区。
当装置检测出发电机失步时，及时发信号。
当失步振荡中心落在发变组内部时，对滑挤次数进行计数更新，当达到整定的滑级次数Nsb后发出跳闸令。
失步保护内部采用闭锁措施，能在两侧电动势相位差小于90°时才发跳闸脉冲，断路器能在超过其遮断容量的情况下切断电流，从而保证断路器的安全性。
为了提高失步保护的可靠性，增加有功功率变化为判据。
失步逻辑逻辑框图（图1-3）[4]图1-3 失步逻辑逻辑框图整定计算实例[5] [6]以发电机视在功率235MV A 为基准值，各元件参数为：Xs—220kV 对侧站大运方电抗：0.036×235MV A/100MV A=0.0846XT—主变电抗：0.1391×235MV A/240MV A=0.1362Xl —双回线电抗：0.0036×235MV A/100MV A=0.00846 Xd ’—发电机暂态电抗（不饱和值）： 0.24由于Xt 为电抗线边界，区分震荡中心是否在拟定的保护动作范围内，本处保护延伸至220kV 对侧站，故：Xt=XT+Xl=0.1362+0.00846=0.14466 a) 失步保护电阻边界Rs ：可按躲过最小负荷阻抗整定,计算公式：Rs=21（Xt+ Xs+ Xd ’）(ctg δ1/2）,δ1取120°。
（Xt 、 Xs 分别为归算到发电机侧的变压器电抗和系统电抗标幺值，Xd ’为发电机的暂态电抗） Rs=21（Xt+ Xs+ Xd ’）(ctg δ1/2） =21（0.14466+ 0.0846+ 0.24）(ctg 120°/2）=21（0.14466+ 0.0846+ 0.24）×0.577=0.1354则有名值为：Rs=0.1354×vgn agn n S n U ⨯⨯2=0.1354×100157002350000005/12000157002⨯⨯=2.171ΩXs —220kV 对侧站大运方电抗折算至机端有名值:0.0846×vgn agn n S n U ⨯⨯2=0.0846×100157002350000005/12000157002⨯⨯=1.356ΩXT —主变电抗折算至机端有名值:0.1362×vgn agn n S n U ⨯⨯2=0.1362×100157002350000005/12000157002⨯⨯=2.184ΩXl —双回线电抗折算至机端有名值:0.00846×vgn agn n S n U ⨯⨯2=0.00846×100157002350000005/12000157002⨯⨯=0.1356ΩXd ’—发电机暂态电抗有名值（不饱和值）:0.24×vgn agn n S n U ⨯⨯2=0.24×100157002350000005/12000157002⨯⨯=3.848Ω则计算结果：Xt=XT+Xl=2.184Ω+0.1356Ω=2.3196ΩB 点电抗为X B = Xt+ Xs=1.356+2.3196Ω=3.676Ω A 点电抗为X A = Xd ’=3.848ΩRs=2.171Ωb ）失步保护变压器电抗X SB 整定: 由于本处保护延伸至220kV 对侧站，故:X SB = Xt=XT+Xl=2.184Ω+0.1356Ω=2.3196Ω (为变压器电抗与线路电抗之和) c ）阻抗最小停留时间T 1和停留时间T 2：考虑系统振荡时，发电机功角δ匀速变化。
则阻抗在2 区、5区停留的时间为 T=T s (δ2-δ1)/360°。
其中T s 为系统最小振荡周期（由调度给出，暂定为1S ），δ1取120°,δ2=2ctg -1∑X R j 21。
整定T 1 =0.5T s (δ2-δ1)/360°。
T 1 =0.5T s (δ2-δ1)/360° =0.5×1×（2ctg -1∑X R s215.0-120°）/360°=0.5×（2ctg -10.24)0.008460.13620.0846(210.1354×5.0+++-120°）/360°=0.5×（2ctg -10.289-120°）/360° =0.5×（2×73.886-120°）/360° =0.5×（147.772°-120°）/360° =0.0386S系统振荡时测量阻抗在3区、4区停留的时间为T ’= T s (180°-δ2)/360°，整定T 2 =0.5 T s (180°-δ2)/360°T 2 =0.5 T s (180°-δ2)/360° =0.5×1× (180°- 2ctg -1∑X R s215.0)/360°=0.0448Sd ）失步保护滑极次数N sb :振荡中心在区内，失步滑极次数暂时整定：#1机为 3次。