第6单元-发电机继电保护
发电机保护
（二）三次谐波电压比率定子接地保护
三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25％左右的定子接地，机端三次谐波电压取自机 端TV开口三角，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点TV。 1、三次谐波电压差动定子接地保护
2、三次谐波电压比率定子接地保护(我厂发电机单相接地采用此保护)
三次谐波保护延时：躲过区外故障后备保护延时，建议取6～9S，故实际取t1 = 6s。 出口方式：三次谐波定子接地保护动作于信号。
基波零序电压保护
跳闸或 信号
U>
三次谐波电 压滤过器
动作电压整定值应 躲开正常运行时的不平 衡电压（包括三次谐波 电压）； 变压器高压侧接地 时在发电机端所产生的 零序电压闭锁保护。
（一）基波零序电压保护定值（我厂发电机定子接地采用零序电压保护）
• 基波零序电压保护发电机85～95％的定子绕组单相接地。基波零序电压保护反应发电 机零序电压大小。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法,使得零序电压 对三次谐波的滤除比达100以上,保护只反应基波分量。按以下两个条件选取： u按躲过发电机正常运行时中性点PT的基波最大不平衡电压U unb.max整定，即动作电 压U 0.opj为：U 0.opj = K relU unb.max =1.3*Uunb.max 式中： K rel---可靠系数，取1.3； U unb.max---中性点实测基波不平衡零序电压。 按规程，取10%～15%额定电压整定，这里取10%， 考虑两种情况： 1）按规定，该延时应与110kV系统侧接地后备保护配合，而接地后备保护一般为 tmax = 0.3s，所以零序电压灵敏段保护延时为t1 = tmax + Dt = 0.5s 2）发电机单相接地时的接地电流： 假定距发电机中性点位置发生金属性单相接地，单相接地电容电流可表示为： 当发电机定子发生单相接地时，切除故障时间久，对发电机十分不利。注意到零序动 作电压已可靠躲过系统接地时耦合到低压侧的零序电压，所以动作时限可降低。同时 考虑发电机定子绕组由一点接地发展成两点接地故障时间一般不超过1.5s，故该保护 动作时间应不超过0.5s，这对发电机是有利的。故：动作时限取t1 = 0.5s。出口方式： 动作于发电机全停。
电力系统继电保护及安全自动装置
2、消弧线圈的感性电流能起到补偿接地故障时的容性电流，使 接地故障电流减少。补偿有三种不同的运行方式：欠补偿、全 补偿、过补偿。 （1）欠补偿：补偿后电感电流小于电容电流；（当电网中因故 障或其他原因切除部分线路后，接地故障电容电流减小，导致 电感电流等于电容电流，从而形成全部长的运行方式而造成串 联谐振，出现很大的过电压。） （2）过补偿：补偿后电感电流大于电容电流； （3）全补偿：补偿后电感电流等于电容电流。（会发生串联谐 振从而使消弧线圈受到很高的电压。） \(^o^)/~消弧线圈一般采用过补偿方式
5、提高系统稳定性的主要措施 （1）减小线路电抗； （2）线路上装设串联电容； （3）装设中间补偿设备；（同步调相机、电容器） （4）采用直流输电。 二、中性点接地方式及消弧线圈的补偿方式 1、电力系统中性点接地方式： （1）中性点直接接地；（大接地电流系统：X0/X1≤4—5） ——用在110kV以上的系统中。 （2）中性点经消弧线圈接地；（小接地电流系统：X0/X1＞4— 5） ——用在3—35kV系统中。
通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性， 最大限度地保证向用户安全连续供电。
五、继电保护的基本原理
——利用短路故障时电气量的变化，便构成了各种原理的继电 保护。 （1）根据短路故障时电流的增大，可构成过电流保护。 （2）根据短路故障时电压的降低，可构成电压保护。 （3）根据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构成功率 方向保护。 （4）根据电压与电流比值的变化，可构成距离保护。 （5）根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构 成差动保护。 （6）根据不对称故障时出现的电流、电压的相序分量，可构成 零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护。 \(^o^)/~此外，除了反应工频电气量的保护外，还有反应非工 频电气量的保护，如电力变压器的瓦斯保护及反应电动机绕组 温度升高的过负荷或过热保护等。
发电厂电气部分第六章习题解答
第6章导体和电气设备的原理与选择6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。
6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。
电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。
电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。
开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。
6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答：有以下几种灭弧方式：1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。
6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。
弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。
弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。
电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。
电力系统继电保护课程设计
课题: 发电机继电保护设计专业: 电气工程及其自动化班级：姓名：指导教师：设计日期：2016.6。
14～2016.6。
25成绩：目录1。
绪论 (1)1.1继电保护概述 (1)1.2继电保护基本要求 (1)2.发电机变压器参数 (2)2.1 原始资料 (2)2.2发电厂规模 (5)2.3主接线（一机组一出线） (5)2。
4课程设计的主要内容 (5)3。
短路电流计算 (6)3.1相关短路点及短路方式的选择 (6)3.2 短路计算点的选择 (7)3.3 整定电流选择 (9)4.发电机保护配置的选取及整定原则 (9)4.1发电机的保护配置 (9)4。
2发电机纵差保护整定 (10)4.3发电机的定子单相接地保护 (11)4.4发电机的负序过电流和转子接地保护 (11)4。
5发电机的失磁保护 (12)4.6发电机的其他保护 (12)5。
继电保护整定计算 (13)5.1发电机纵差保护整定 (13)5.2过电流保护整定 (14)5。
3过负荷保护整定 (15)6.仿真图 (16)7.总结 (17)8。
参考文献 (17)9.附录 (18)1.绪论1。
1继电保护概述电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。
最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路，最常见的不正常运行状态是过负荷,最常见的短路故障是单相接地.这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行,这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运行状态。
所谓继电保护装置,就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本作用是：①当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除,以保证系统其余部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏.②当系统发生不正常状态时，能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
电力系统继电保护(详细版)
1. 电力系统的三种状态：正常运行，不正常运行和故障运行。
2. 继电保护的任务和作用：①当电力系统发生故障时，自动，迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。
②反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行情况的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整。
反应不正常运行状态的继电保护装置允许带有一定个延时动作。
③继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
3. 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
4. 继电保护装置一般由测量比较元件，逻辑判断元件和输出元件三部分组成。
测量比较元件测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出是非或0或1性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，是保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该是断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲即相应的动作信息，发出警报或不动作。
5. 电流保护的接线方式有三种：①两相一继电器的两相电流差接线②三相三继电器的完全星形接线③；两相两继电器的不完全星形接线。
6. 90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cos ψ=1时，加入继电器的电流如ÌA 和电压ÚA 相位相差90°。
7. 90°接线方式的主要优点是：第一，对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相见电压，其值很高；第二，适当地选择继电器的内角α后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性。
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
电力系统继电保护(张保会)资料.
（2）功率方向继电器的动作方程
（2）功率方向继电器的动作方程
(二)功率方向继电器的动作区
LG-11整流型功率方向继电器
LG-11、LG-12小常识
LG-11、LG-12小常识
动作时间： 对于LG-11型，在灵敏角下，电压由额定突然降4倍最小动作电压，电流同时由0升至额定电流时，动作时间不大于30mS；对于LG-12型，在灵敏角下，同时突然加入额定电流和4倍最小动作电压时，动作时间不大于40ms。 记忆时间： 对于LG-11型，当模拟保护出口处短路在灵敏角下，突然增加额定电流至10倍额定电流，电压自100V同时突然降到0的情况下，继电器应可靠动作，其极化继电器动作保持时间不小于50ms
线路L-4和变压器T-4包含在正（负）序网络中，但是变压器T-4中性点未接地，不能流通零序电流，所以他们不包括在零序网络中 相反，线路L-3和变压器T-3因为空载不能流通正（负）序电流而不包括在正（负）序网络中，但因变压器T-3中性点接地。故L-3和T-3能够流通零序电流，所以他们包含在零序网络中
2 动作时限的选择
按阶梯原则选择
3 灵敏性的校验
（1）作为近后备时
3 灵敏性的校验
（1）作为远后备时
在各个灵敏度系数之间，要求灵敏系数互相配合
过电流保护的构成
流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流的比值，称为接线系数
按相启动
注意电流线圈和电压线圈的极性
分析正方向远方两相短路
（二）限时电流速断保护的整定计算
（二）限时电流速断保护的整定计算
（二）限时电流速断保护的整定计算
（二）限时电流速断保护的整定计算
5、对方向性电流保护的评价
①直接接地： 110kV及以上电网 ②不接地： 3~6kV 单相接地电流<30A 35～60kV 单相接地电流<10A ③非直接接地： 其他情况
电力系统继电保护课后习题解答
第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。
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:
电力系统继电保护发电机保护原理
发电机不完全纵差动保护接线
. 由于发电机不完全纵差保护仅引入中性点的部分分支 电流，因此在应用时要注意以下问题：
. (1)TA的误差。发电机机端 和中性点TA的变比不再相 等，不可能使用同一型号 的TA，因此TA引起的不平 衡电流将会增加。
. (2)误差源增加。如分支 参数的一些微小差异。
14
12发电机不完全纵Fra bibliotek动保护接线. 常规纵差动保护引入发电机定子机端和中性点的全部 相电流，在定子绕组发生同相匝间短路时两电流仍然 相等，保护将不能动作。
. 通常大型发电机每相定子绕组均为两个或多个并联分 支。若仅引入发电机中性点侧部分分支电流来构成纵 差动保护，选择适当的TA变比，也可以保证正常运行 及区外故障时没有差流，而在发生发电机相间与匝间 短路时均会形成差流，当超过定值时，可切除故障。 这种纵差动保护被称为不完全纵差动保护。
17
单元件横差动保护基本原理
. 单元件横差动保护动作电流为中性点连线上的电流， 它适用于具有多分支的定子绕组且有两个以上中性点 引出端子的发电机，能反应定子绕组匝间短路、分支 线棒开焊及机内绕组相间短路。
. 实际上发电机不同中性点间存在不平衡电流，原因有 . (1)不同分支绕组参数不完全相同。 . (2)定子气隙磁场不完全均匀。 . (3)转子偏心 . (4)存在三次谐波电流。
电力系统继电保护发电机 保护原理
1
第7章 发电机保护
第1节 发电机的故障、不正常运行状态及保护 第2节 发电机定子绕组短路故障的保护 第3节 发电机定子绕组单相接地保护 第4节 发电机负序电流保护 第5节 发电机的失磁保护 第6节 发电机的失步保护
2
第1节 发电机的故障、不正常运行状态 及保护方式
继电保护及自动装置
2. CSC-241C数字式厂（所）用变保护测控 装置 • 反映相间故障的速断保护 • 过流保护 • 过负荷告警或跳闸功能 • 零序电流保护 • 失压保护带电流闭锁 • 非电量保护
面板介绍 一、LCD显示屏 • 一般状态，循环显示当前时间、测量值、 已投入的软压板、当前定植区号。 • 装置运行异常或保护动作，人为按键命令， 显示屏背光增强。
• 10kV厂用电保护装在10kV厂用电开关柜上 • 10kV厂用变保护对应的断路器一般为本开 关柜的开关 • 注意： 10kV#1母线进线901的厂用变保护对应的断 路器包括901开关，1#机的1开关，2#机的2 开关，1#主变的201开关。 10kV#2母线进线902同理。 10kV#3母线进线903没有保护装置
CSC-336C保护配置 • 跳闸： • 重瓦斯、油温高Ⅰ/Ⅱ（延时）、冷却器全 停（延时） • 发信： • 轻瓦斯、油位高、油位低、绕组温度、压 力释放、油压速动、油温高Ⅰ（瞬时）、 冷却器全停（瞬时）
CSC-316保护装置图片
显示界面及操作
• 装置显示界面分为循环显示、装置主菜单、 出厂调试菜单、主动上送报文窗口 • 装置循环显示模拟量、投入的压板、当前 定值区号、在屏幕顶部显示当前时间。按 QUIT键可以固定显示某一屏的信息，再按 QUIT继续循环显示。 • 在循环显示按SET键进入装置主菜单
二、四方键盘 • 四方键盘由[↑]、[↓]、[←]、[→]、[SET]、 [QUIT]键组成，使用以上按键就可以完成操 作。 • [SET]键 • 在循环显示状态下，按下“SET”键进入主 菜单；在进行投切压板、整定定值、切换 定值区、设置时间、设置装置地址等操作 时，相当于回车键，按下“SET”确认执行。
2.SGB750母线保护 • 分相式电流差动保护（含工频变化量电流 差动保护和常规电流差动保护） • 断路器失灵保护 • 母联失灵和死区保护 • 母联充电保护 • 母联过流保护 • 母联非全相保护 • 复合电压闭锁
国网考试电力系统继电保护-题库
第一章绪论习题1-1在图1-1所示的网络中,设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况:（1）保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回；（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL；（3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL；（4）保护1起动但未跳闸,保护2动作跳开2DL；（5）保护1未动，保护2动作并跳开2DL;（6）保护1和保护2均未动作图1-1 习题1-1图第二章电网的电流保护和方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2.1欲在图2—1所示的35KV中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。
试选择电流互感器的变比并进行I段、II 段、III段电流保护的整定计算，即求I、II、III段的一次和二次动作电流（I'dz、I’dz·J、I’’dz、I’'dz·J、I dz、I dz·J）、动作时间（t’、t'’、t)和I段的最小保护范围l min％，以及II段和III段的灵敏系数K’’lm、K lm(1)、K lm(2)。
对非快速切除的故障要计算变电所母线A的残余电压.已知在变压器上装有瞬动保护，被保护线路的电抗为0.4Ω/km,可靠系数取K’k=1.3,K’’k=1。
1，K k=1.2，电动机自启动系数K zq=1。
5,返回系数K h＝0。
85，时限阶段△t=0.5s，计算短路电流时可以忽略有效电阻。
其他有关数据按3种方案列于表1中。
图2-1 例题2。
1图表1 三种方案解参见图2—1。
已知X s=0。
3Ω,l =10km，S B=2×10 MV A，U d％=7.5，S fh=15MV A，t10＝2.5s。
1 求电流I段定值（1) 动作电流I'dzI’dz＝K'k×Ｉd·B·max＝1.3×4.97＝6.46（kA）其中Ｉd·B·max＝E S/（X s＋X AB)＝（37/）/（0.3＋10×0。
☆第六章：继电保护与二次回路(5-6节)
安装接线图上，对二次设备（元件）、端子排等 进行标志的内容： （1）与屏面布置图相一致的安装单位编号及设备 顺序号。
（2）与展开接线图相一致的设备文字符号
（3）与设备表相一致的设备型号（规格）
三、二次回路编号
1、一般要求 为了便于安装施工和运行、维护，在展开接线图中，应 对回路进行编号；在安装接线图中，除编号外，还须对设 备进行标志。
变电站运行中的直流电源
55
小结
• 什么是变电所的操作电源？对变电所的 操作电源有何要求？ • 掌握变电所使用的交流、直流操作电 源——主要构成部分及特点 • 蓄电池的作用与基本原理
接构成的电路。
二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分
测量回路：包括计量测量与保护（自动化）测量。 保护回路：包括继电保护和自动化装置 控制回路：包括对主（辅）设备的控制，如： 开关设备的合分、闸、互投、联锁、保护出口的执行及 辅助设备的启动、停止控制等等。 信号回路：包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事 故预告信号。
缺点：对二次接线的某些细节表示不全面（没有元件的内
部接线。端子排号码和回路编号、导线的表示仅一部分，并且 只标出直流电源的极性等。）；绘制和阅图较难（实际工作中
很少使用原理接线图）
原理接线图的阅读：
从一次接线看交流电流的来源→从电流互感器的二次 侧看短路电流出现后哪个电流继电器动作？→该电流继电 器触点闭合（或断开）后，使哪个继电器启动？→该继电
高频开关电源是传统整流器（硅整流器 ，可控硅整
流器）的升级替代产品。高频开关电源使用方便，体积 小，效率高，工作稳定。
高频开关电源原理:
UPS为应急电源，是专门为消防设备和一级负荷或照明用电而设计的。
继电保护文档
继电保护什么是继电保护？继电保护是电气系统中的一种重要的保护措施，通过使用继电器（relay）来监测电气系统中各个元件的状态，及时对故障进行检测和切除故障区域，以保护电气系统的稳定运行和设备的安全。
继电保护系统通常由以下几个方面组成：•电流继电器：用于监测电气系统中的电流变化，当电流超过设定值时触发保护动作；•电压继电器：用于监测电气系统中的电压变化，当电压超过或低于设定值时触发保护动作；•频率继电器：用于监测电气系统中的频率变化，当频率超过或低于设定值时触发保护动作；•差动继电器：用于监测电气系统中的电流差值，当差值超过设定值时触发保护动作；•温度继电器：用于监测电气设备的温度变化，当温度超过设定值时触发保护动作。
继电保护的主要目的是确保电气设备的安全运行，防止设备过载、短路、接地故障等情况导致设备的损坏或电气系统的停电。
继电保护的工作原理继电保护系统通过与电气系统中的元件连接，实时监测电气系统中的各种参数，并根据预设的保护条件进行判断和动作。
继电保护系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.监测：继电保护系统通过连接到电气系统中的各个元件，监测电流、电压、频率、温度等参数的变化；2.采集：继电保护系统通过传感器或测量装置，将监测到的参数值传输到继电器中；3.判断：继电器接收到参数值后，根据预设的保护条件和逻辑，判断是否触发保护动作；4.动作：若判断条件满足，继电器将触发保护动作，如切断电路、开启报警、向上位机发送信号等。
通过以上工作原理，继电保护系统能够快速检测和响应电气系统中的异常情况，以保护设备和系统的安全运行。
继电保护的应用场景继电保护广泛应用于各种电气设备和电力系统中，常见的应用场景包括：1.电力系统：继电保护系统在电力系统中起到了至关重要的作用，能够对发电机、变压器、电缆、开关设备等进行监测和保护；2.工业控制：工业领域中电气设备较多，继电保护系统能够对各种电机、传动装置、控制阀门等进行保护；3.铁路交通：继电保护系统在铁路交通系统中的应用较多，可对信号灯、安全门、列车制动装置等进行监测和保护；4.建筑电气：继电保护系统在建筑电气中也有广泛应用，可以对楼宇配电、电梯、空调设备等进行保护。
浅析火电厂发电机的继电保护配置
产能经济361浅析火电厂发电机的继电保护配置王 璐 大唐灞桥热电厂摘要：本文从继电保护装置的工作原理出发，对发电机保护进行了介绍，以火电厂发电机为例深入研究了发电机继电保护配置及原理。
关键词：发电机；继电保护中图分类号：TM774 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2019)025-0361-01继电保护配置的合理设置在火电厂的安全运行过程中发挥着十分重要的作用，发电机是火电厂的关键元器件，合理的对其及相关设备做好继电保护配置才能有效的保障生产的安全和稳定。
一、继电保护装置的作用在电网长期运行过程中，设备产生故障情况下，继电保护装置可准确检测到故障情况，并发出警告信号，也可以进下相应的跳闸命令控制，而满足相关电网的保护和控制要求。
继电保护装置在运行过程中对其要求主要包括可靠性、选择性、灵敏性和速动性。
其可以为电力系统的良好运行提供支持，在设备出现故障情况下，电网安全也受到明显的影响后，可发挥保护作用，避免电力系统元件受损，提高了电力系统的运行安全性；通过这种装置还可以反映出设备的异常运行情况，且对值班员进行提示和警报，为实现远程控制功能提供支持。
二、发电机的保护发电机在确保电力系统运行正常方面有重要的意义，和电能质量的关系很紧密，因而很有必要进行合理控制。
为有效的应对发电机的异常，应该基于容量参数进行分析，而确定出合适的保护措施：１．纵联差动保护：这种保护的对象为定子绕组和对应的引出线路。
２．横联差动保护：属于一种常见的单相匝间短路保护，其适用性低，一般在单相定子绕组中性点引出端的数量不低于两个情况下应用。
３．单相接地保护：属于一种应用比例高的单相接地保护，且保护简单。
４．励磁回路接地保护：主要是进行相应的励磁回路保护。
５．低励、失磁保护：在运行过程中一些发电机失去励磁情况下，可高效的吸收无功功率，而降低了系统的运行状态，容量较大高于一百兆瓦情况下，都进行此类保护。
６．过负荷保护：在长时间超过额定负荷运行情况下进行这种保护，对一些容量大的发电机而言，还应该在这种保护基础上针对励磁绕组而保护。
电力系统继电保护原理(仅供参考)
电力系统继电保护原理课目录绪论0.1 继电保护的作用0.2 对电力系统继电保护的基本要求0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成第1章电网的电流电压保护1.2 电网相间短路的方向性电流保护1.3 大接地电流系统的零序电流保护2.1 距离保护的基本原理2.2 阻抗继电器2.3 影响距离保护 确工作的因素及防 方法第3章输电线路的纵联保护3.1 概述3.2 输电线的纵联差 保护3.3输电线路的高频保护3.4 高频闭锁方向保护3.5 高频闭锁负序方向保护3.6 高频闭锁距离保护和零序保护3.7 高频相差 保护3.8 光纤差 保护第4章输电线路的自 重合闸4.1 自 重合闸概述4.2 相自 重合闸4.3 综合自 重合闸第5章电力 压器的保护5.1 电力 压器的故障异常 行状态及 保护方式5.2 压器内部故障的差 保护5.3 压器零序保护5.5 高压厂用 压器保护第6章发电机保护6.2 相间短路的纵联差 保护6.3 发电机定子绕组匝间短路保护6.5 发电机 励失磁保护6.6 励磁回路一点接地保护6.8 转子表层过热(负序电流)保护6.9 发电机的逆功率保护6.10 发电机失步异常 行保护6.11 定子绕组对称过负荷保护6.12 发电机 压器组公用继电保护7.2 带制 特性的母线差 保护7.3 JMH—1型母线差 保护装置的基本原理7.4 电流相 比较式母线保护第8章异步电 机和电容器的保护8.1 异步电 机的保护8.2 电力电容器的保护第9章继电保护装置的整定计算9.1 概述9.3 110～220 kV中性点直接接地电网线路保护的配置 整定计算9.4 330～550 kV中性点直接接地电网线路保护的配置 整定计算9.5 发电机保护的配置 整定计算9.6 压器保护的配置 整定计算9.7 母线保护及断路器失灵保护的配置 整定第10章继电保护装置的基本元 电路10.2 换器10.3 对称分量滤过器10.4 综合器第11章模拟型继电保护装置11.1 模拟型继电保护装置总论第12章微机保护装置原理12.2 微机保护的硬 构成原理12.3 数字滤波器12.4 微机保护的算法12.5 微机保护的抗干扰措施第13章 电站综合自 化技术13.3 电站综合自 化系统的结构参考文献0.1 继电保护的作用电力系统的 行要求安全可靠 电能质量高 经济性好 自然条 设备及人 因素的影响，可能出现各种故障和 常 行状态 故障中最常见 危害最大的是各种形式的短路•0.2 对电力系统继电保护的基本要求0.2.1 选择性图0-1 电网保护选择性 作(1) 保护(2)后备保护1)远后备图0-2 后备保护的构成方式(a)远后备保护(b) 后备保护2) 后备(3)辅 保护0.2.2 速 性0.2.3 灵敏性0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成图0-3 应一端电气量的保护及 行工况(a) 常 行状态(b)故障状态0.3.2 应两端电气量的保护0.3.3 应非电气量的保护图0-4 应两端电气量的保护的 行工况图0-5 继电保护装置组成方框图第1章电网的电流电压保护1.1 单侧电源网 的相间短路的电流电压保护1.1.1 电流继电器返回系数：即继电器的返回电流 作电流的比值1.1.2 无时限电流速断保护(电流 段)图1-1 电流速断保护 作特性的分析相短路电流可表示图1-2 无时限电流速断保护的单相原理接线图图1-3 系统 行方式的 化对电流续断保护的影响图1-4 被保护线路长短 同对电流速断保护的影响图1-5 线路- 压器组的电流速断保护图1-6 电流电压联锁速断保护的单相原理接线图图1-7 电流电压联锁速断保护的 作特性分析电流继电器的 作电流• 电压继电器的 作电压应• 1.1.3 限时电流速断保护(电流 段)•(1)工作原理和整定计算的基本原则图1-8 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图(3)保护装置灵敏性的校验•(4)限时电流速断保护的单相原理接线图图1-9 限时电流速断保护的单相原理接线图1.1.4 定时限过电流保护(电流 段) (1)工作原理和整定计算的基本原则图1-10 定时限过电流保护起 电流和 作时限的配合图1-11 最大负荷说明图(2)按选择性的要求整定定时限过电流保护的 作时限图1-12 单侧电源串联线路中各过电流保护 作时限的确定•(3)过电流保护灵敏系数的校验• 1.1.5 段式电流保护的应用图1-13 阶段式电流保护的配合和实际 作时间的示意图图1-14 有电流速断 限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图•1.2 电网相间短路的方向性电流保护1.2.1 方向性电流保护的基本原理图1-15 侧电源供电网 (a) f 1点短路时的电流分布(b) f 2点短路时的电流分布(c)各保护 作方向的规定(d)方向过电流保护的阶梯形时限特性1-15.tif图1-16 方向过电流保护的单相原理接线图1.2.2 功率方向继电器的工作原理图1-17 方向继电器工作原理的分析(a)系统网 接线图(b) f 1点短路(c) f 2点短路图1-18 功率方向继电器的工作原理图1-19 相短路的相量图• 1.2.3 对方向性电流保护的评图1-20 侧电源线路 电流速断保护的整定(1) 增电流的影响图1-21 有 增电流时，限时电流速断保护的整定•(2)外汲电流的影响图1-22 有外汲电流时，限时电流速断保护的整定。
二次接线及继电保护
（三）绘制说明： 1) 不用画出内部接线、引出线端子的编号；回路的编号 2) 直流仅标明电源的极性，不用标出从哪一熔断器引出 3) 信号部分在图中仅标出“信号”。 （四）缺点：
不能表明元件的内部接线、端子标号及导线连接方法等， 不便于现场查找、调试。因此不能作为施工图纸。
6
三、 展开接线图
（一）定义：
3
图6-1 定时限过电流保护的原理图
4
特点：
1) 二次接线和一次接线的相关部分画在一起，且电气 元件以整体的形式表示（线圈与触点画在一起），能表 明各二次设备的构成、数量及电气连接情况，图形直观 形象，便于设计构思和记忆。
2) 接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式 来表示。
3) 接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联 系综合的表达在一起。
第6章 发电厂变电所二次接线图 及继电保护基础知识
一、 二次回路基本概念
（一） 二次设备： 对一次设备和系统的状态进行测量、控制、监视
和保护的设备，称为二次设备。 如：①测量仪表、录波装置；
②控制开关、同期装置、自动励磁装置； ③信号装置、继电保护、绝缘监察装置； ④控制电源、小母线连接线
1
（二） 二次回路: 二次设备经导线或控制电缆以一定的方式相互
展开接线图是将二次设备按其线圈和触点的接线回路 展开分别画出，组成多个独立回路，是安装、调试和检修 的重要技术图纸，也是绘制安装接线图的主要依据。
（二）特点：（以回路为基础绘制）
将二次交流电流回路，交流电压回路，直流控制回路、 信号回路分开绘制。
（三）读图方法：
先交流后直流，由上而下，从左到右。
7
图6-2 定时限过电流保护的展开图
端子排：许多端子垂直组合在一起（集中布置的端子）
继电保护培训课件 6、3 发电机的匝间短路保护
AB
C
DL—11/b
O2 TA O1
TZJ KA
信号 至主断路器
至MK
KS
KM
KT
IKL IKL
KAபைடு நூலகம்
KA
IKL
IKL
IKL
O2 IKL
TA
O1
不同支路内匝间短路时的电流分布
IKL O2
TA O1
同一支路内匝间短路时的电流分布
A
B
C
A
B
C
X KA
KA
O2 3IO
O1
在发电机定子绕组相间短路时，横差动保护也会动作。但由于其死区较大，且 不能反映引出线上的相间短路，因此不能代替纵差动保护。
为了防止低定值零序电压匝间短路保护在外部短路时误动作，可设 负序功率方向闭锁原件。当发电机内部相间和匝间短路以及定子绕组 分支开焊时，负序源位于发电机内部，它所产生的负序功率由发电机 流出；而当系统中发生各种故障时，负序功率由系统流入发电机。判 断负序功率方向，便可区分是发电机内部故障还是系统故障。 为了反映三相对中性点的零序电压，此保护用电压互感器TV1的中性 点不可接地，而必须与发电机的中性点相连。
为防止TV一次熔断器熔断而引起保护误动作，还设有电压断线闭锁 装置。 采用专用匝间保护TV的开口三角引出的3U0基波量作为动作量。
如图所示为A相绕组发生匝间短路，则故障相电动势将变为
Ė A ’ =(1-α) Ė A ’ ，未发生短路的两相电动势不变，三相电动势相量 图见图所示。按照对称分量法，可求得零序电动势为
3Ė o’ =Ė A ’ + Ė B + Ė c =- Ė A
显然零序电压的大小与成正比。利用此零序电压可构成匝间短路保 护。
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发电机的匝间短路保护 二、单元件横联差动保护
动作条件是：IHC Iset ，其中 I set 是动作整定值
单元件横联差动保护可以反应相间短路和匝间短路故障。
发电机的匝间短路保护 三、反应零序电压的匝间短路保护（纵向零序过电压保护）
当发电机内部发生匝间短路 或发生对中性点不对称的各 种相间短路时，TV输出纵向 基波零序电压，纵向零序电 压保护正确动作。
发电机差动保护作为发电机定子绕组及 其出线的相间短路故障的主保护。
规程规定发电机需要采用两套差动保护。 为防止ＣＴ断线差动误动，任一相电流 互感器断线，均应能闭锁差动，ＣＴ断 线功能应设置开关，使其能投能退。任 一相电流互感器断线都应发信号。
差动保护瞬时动作于全停。
发电机－变压器组的差动保护（发变组大差动保护）
大型汽轮发电机是电厂中的重要电气设备
机端电压为27kV, YY接线， 6端子引出， 无刷励磁， 励磁电流5653A
浙江玉环电厂的百万千万燃煤超超临界机组 该发电机组由上海汽轮发电机有限公司引进西门子公司技术设 计制造，定子单体净重446吨，长11.6米，高4.7米，宽5.1米。
大型汽轮发电机的结构
87AT
TA03
TA04
TA7
*
TA05
87GS
TV3
TV5 TA9
*
TA10
TV6 *
发电机保护的动作方式：
（1）全停（停机）：断开发电机断路器、灭磁，关闭汽轮发电 机主汽门。 （2）程序跳闸：对于汽轮发电机，首先关闭主汽门，待逆功率 继电器动作后，再跳发电机断路器并灭磁。
（3）解列灭磁：断开发电机断路器、灭磁信号 解列灭磁
6.2 发电机的差动保护 电流差动原理应用在发电机中构成发电机差动保护。
A相差动电流 Icd.AI AI a，如果 Icd.A 0，则A相发生相间短路； B相差动电流 Icd.B IBI b，如果 Icd.B 0，则B相发生相间短路； C相差动电流Icd.C I CI c，如果 Icd.C 0，则C相发生相间短路。 发电机差动保护只能反映发电机内部相间短路故障。
6、 发电机频率上升或下降
针对发电机故障和不正常运行状态，应该配置的发电机保护：
1、纵联差动保护，反应发电机定子绕组及引出线相间短路； 2、定子绕组匝间短路； 3、定子单相接地保护； 4、定子过负荷保护； 5、 励磁回路接地保护 6、失磁保护 7、 失步保护 8、逆功率保护 9、定子绕组过电压保护 10、发电机过励磁保护 11、转子过负荷保护 12、发电机频率保护
动作判据：3U0 Uset
发电机定子匝间保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主 保护。保护瞬时动作于全停。
6.3 发电机定子绕组接地保护
如果定子绕组 与铁芯间的绝 缘遭到破坏， 就会发生定子 绕组单相接地 故障。
定子绕组单相接地故障的危害：
（1）持续的接地电流会产生电弧烧损铁芯。对于额定 电压大于10kV的发电机，安全电流仅约为1A。
发变组大差动保护 87GT的保护范围：
（1）发电机；
（2）主变；
（3）发电机、主 变、励磁变、厂用 变之间的母线。
发变组大差动保 护可以反应保护范 围内的相间短路、 变压器相间、匝间 短路故障。
发电机的匝间短路保护 一、裂相横联差动保护，可以反应相间短路和匝间短路故障
A相裂相差动电流：I cd.AI a1I a2，如果 Icd.A 0，认为故障。 B相裂相差动电流：I cd.BI b1I b2，如果 Icd.B 0，认为故障。 C相裂相差动电流：I cd.CI c1I c2，如果 Icd.A 0，认为故障。
第6 发电机的继电保护
电子信箱：
North China Electric Power University
第6单元 发电机的继电保护
6.1 发电机的故障、不正常工作状态及保护配置
发电机保护是保护发电机免受短路故障损坏的重要自动 装置。当发电机内部短路故障时，继电保护装置在很短的 时间内发出动作命令，保护发电机免受短路电流的损坏。
（4）解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 （5）减励磁：将发电机励磁电流减至给定值。 （6）减出力：将原动机出力减至给定值。 （7）缩小故障范围（母线解列）：断开母联或分段断路器。 （8）信号：发出声光信号。 （9）励磁切换：将励磁电源由工作励磁电源系统切换到备用 励磁电源系统 （10）厂用电源切换：由厂用工作电源供电切换到备用电源供 电
发电机保护的配置：
TA1
TA2
*
*
TV4
* TA3
TA01
500KV
87MT
87GT
87GT 发变组差动 87MT 主变差动 87G 发电机纵差 87GS 发电机横差 87AT 高厂变差动 87ET 励磁变差动
TA4
TV1
*
TV2
* TA11
TA6 *
87ET
87G
* TA12
* TA8 TA5
*
转速高 体积小
大型汽轮发电机的结构特点
密封机座 结构紧凑
发电机定子的结构
发电机内部的电气连接关系图
发电机定子绕组中性点非直接接大地，一般高电阻、 消弧线圈或不接地。
发电机的故障类型：
1、发电机定子绕组相间短路（d1故障）； 2、发电机定子绕组匝间短路
（1）绕组同相同分支匝间短路（d2故障） ； （2）绕组同相不同分支匝间短路（d3故障） ； 3、发电机定子绕组单相接地短路； 4、发电机转子励磁回路一点或两点接地（d4故障） ； 5、失磁（低励）故障。
发电机的不正常工作状态：
1、定子绕组过电流和定子过负荷； 外部短路会造成发电机定子绕组过电流。
2、定子绕组负序过电流和负序过负荷； 由于外部不对称短路或不对称负荷引起负序电流。
3、发电机突然甩负荷引起的定子绕组过电压； 4、由于主汽门突然关闭引起的发电机逆功率 ；
5、转子励磁回路故障或强行励磁时间过长引起的转子励磁绕 组过负荷；
发电机保护的动作方式
主保护
接地保护 失磁保护 过负荷保护
保护配置类型
发电机纵差保护 发变组差动保护 定子绕组匝间短路保护 转子回路两点接地保护
定子接地（基波）保护 定子接地（三次谐波）保护 转子一点接地保护 失磁保护 t1段
t2、t3段 t4段 定子过负荷保护 定时限
反时限
动作方式
全停 全停 全停 全停