大型发电机组失步保护定值的整定计算分析
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
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。
大型发电机组继电保护整定计算与运行技术
大型发电机组继电保护整定计算与运行技术大型发电机组是电力系统中重要的电源设备，为了保证其安全运行，需要配备继电保护系统。
继电保护系统的整定计算和运行技术是保证发电机组安全可靠运行的重要环节。
发电机组继电保护系统的整定计算是指根据发电机组的特性和运行要求，确定各类保护装置的动作特性和整定参数。
整定计算的目的是使保护装置能够及时准确地对发电机组的故障进行判别，并采取相应的保护动作，防止故障扩大，保护发电机组的安全运行。
需要对发电机组进行继电保护的分类。
常见的继电保护有过电流保护、差动保护、欠频保护、过频保护、低压保护等。
不同类型的发电机组对应不同的保护装置，因此整定计算需要根据具体的发电机组类型来确定。
需要进行发电机组的特性分析。
发电机组的特性包括额定功率、同步机械特性、短路时的暂态和稳态过程等。
通过对发电机组特性的分析，可以确定保护装置的整定参数，以保证在故障发生时能够迅速准确地切除故障。
接下来，进行继电保护的整定计算。
整定计算包括选取保护装置的类型、确定保护装置的动作特性和整定参数。
其中，保护装置的类型根据发电机组的特性和运行要求来确定，动作特性包括动作方程和动作时间，整定参数包括动作电流、动作时间延迟等。
在进行整定计算时，需要考虑不同故障类型的特点。
例如，对于发电机转子短路故障，需要保护装置具有较高的灵敏度和较短的动作时间，以迅速切除故障。
而对于发电机的过载故障，需要保护装置具有较高的动作电流和较长的动作时间延迟，以避免误动作。
整定计算完成后，需要对继电保护系统进行运行测试和检查。
运行测试包括对保护装置进行定期的功能测试和动作试验，以验证其动作特性和整定参数的准确性。
检查工作包括对保护装置的接线、连接器和设备状态进行检查，确保其正常运行。
继电保护系统的整定计算和运行技术对于大型发电机组的安全运行至关重要。
合理的整定计算可以保证保护装置对故障的及时切除，防止故障扩大，保护发电机组的安全运行。
而运行技术的正确应用可以保证保护装置的可靠性和稳定性，提高继电保护系统的运行效果。
发电机失磁保护的整定计算
发电机失磁保护的整定计算目前，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。
此时，动作阻抗XA、XB可按下式决定XA=XC XB=-Xd目前，国内生产及应用的微机型保护装置，阻抗型失磁保护的转子低电压元件多采用其动作电压随发电机有功功率的增大而增大的UL-P元件。
大型发变组继电保护整定计算
大型发变组继电保护整定计算大型发电机组继电保护整定计算主要是针对大型发电机组的各种故障情况进行故障判断和保护动作的计算。
发电机组保护装置的整定计算是保证电力系统安全运行的重要环节之一、本文将从故障类型分析、保护动作计算和整定参数选择三个方面进行介绍。
一、故障类型分析在进行大型发电机组继电保护整定计算时，首先需要对可能发生的故障类型进行分析。
常见的发电机组故障类型包括过电流故障、过频故障、过压故障和欠频故障等。
根据不同的故障类型，需要选择相应的保护装置和整定参数。
二、保护动作计算保护动作计算是指根据故障类型和保护装置特性，计算出保护装置的整定参数，使其能够在故障发生时正确地判断故障类型并启动相应的保护动作。
保护动作计算一般包括保护装置的整定电流、整定时间等参数的计算。
a.过流保护的整定计算过流保护是发电机组继电保护中最常见的一种保护方式。
过流保护的整定计算主要包括短路电流计算和整定电流计算。
短路电流计算是指根据发电机组额定电流、发电机阻抗和故障距离等参数计算出短路电流。
整定电流计算是指根据短路电流和保护装置特性，计算出过流保护的整定电流。
b.过频保护和欠频保护的整定计算过频保护和欠频保护是发电机组继电保护中针对频率异常故障的保护装置。
过频保护的整定计算主要包括额定频率和过频保护整定频率的计算。
欠频保护的整定计算主要包括额定频率和欠频保护整定频率的计算。
整定频率的选择要根据实际情况和保护要求确定。
c.过压保护的整定计算过压保护是发电机组继电保护中针对电压超过额定值的保护装置。
过压保护的整定计算主要包括额定电压和过压保护整定电压的计算。
整定电压的选择要根据实际情况和保护要求确定。
三、整定参数选择整定参数选择是指根据实际情况和保护要求，选择合适的整定参数。
整定参数选择需要考虑到故障类型、保护装置特性、发电机组运行情况和电力系统要求等因素。
整定参数选择的准确与否直接影响到保护装置的性能和可靠性。
综上所述，大型发电机组继电保护整定计算涉及到故障类型分析、保护动作计算和整定参数选择等方面。
大型发电机失步保护的原理与整定
大型发电机失步保护的原理与整定
郭玉恒
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2000(028)007
【摘要】详细分析三阻抗元件的失步保护原理及定值整定.
【总页数】3页(P25-27)
【作者】郭玉恒
【作者单位】二滩水电厂,四川,攀枝花,617000
【正文语种】中文
【中图分类】TM772
【相关文献】
1.大型发电机组失步保护定值的整定计算分析 [J], 金玲
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.多直线遮挡器原理失步保护的整定算例及测试方案 [J], 林盛虎;邹卫华;邹东霞;苏毅;屠黎明
4.发电机失步保护整定计算所用的等值联系电抗Xcon研究--与现行《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》商榷 [J], 张项安;姚晴林;陈海龙
5.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
大型发电机组失步保护定值的整定计算分析
2.04
区内滑极次数/次
1
灵 敏 角 / （° ）
85
跳 闸 允 许 电 流 /A
20
报 警 透 镜 内 角 / （° ）
90
2 双遮挡器原理失步保护
2.1 保护原理 双遮挡器原理失步保护动作判据特性如图 2。
图中阻抗 最 高 点 XB、 最 低 点 XA 和 4 组 电 阻 线 R1、 R2、R3、R4 将阻抗平面分为 0—4 共 5 个区。机组加速 失步时， 测量阻抗轨迹从+R 向-R 方向变化，0—4 区依次从右到左排列；机组减速失步时，0～4 区从左 到右排列。 测量阻抗从右到左穿过 R4 时判断为加 速，从左到右穿过 R1 时判断为减速。 当测量阻抗穿 过 1 区进入 2 区，并在 1 区、2 区停留时间分别大于 T1、T2 时，发加速（或减速）失 步 信 号 ，如 果 测 量 阻 抗 继续穿过 3 区和 4 区，且在 3 区、4 区停留时间分别 大于 T3、T4，则进行滑极计数。 当滑极次数累计到整 定值时，失步保护动作出口。 当测量阻抗从电抗线 X 的上方穿过，则振荡中心在发变组之外，判定为系统 振荡；当测量阻抗从电抗线 X 的下方穿过，则振荡 中心在发变组之内， 当停留时间大于整定值并进入 下一区时，滑极次数加 1。 当任一区的停留时间小于 整定值而进入下一区时，则判定为短路。 2.2 保护整定计算
某发电厂 300 MW 机组，机组参数见表 3，采用 南自厂生产的 DGT801 保护装置， 为双遮挡器失步
2009 年第 27 卷第 1 期
内蒙古电力技术
25
减速失步
4区 3区
jX XB
2区 X
1区 0区
δ4 δ3
δ2
δ1
加速失步
大型发电机微机失步保护试验方法的研究
为 电抗 元件 ，把阻抗 平面分 为区内、 区外动 作区。ＡＢ为阻挡元件 ，把透 镜元件 分成左右两部分。 为阻抗
（ ） ２ 机端Ｉ为４ ０ ，Ｕ 为０ ａ Ａ 。 ａ 。不变 ，改变Ｕ 的幅值 ，取其 中 ａ １ 个值使阻抗在２ 区区内 ，￣１Ｖ。 ｌ ５ （ ） ３ 机端 Ｉ Ａ ｏ ，Ｕ 为５ 不变 ，改变Ｕ 的相 位 ，取其 中 ａ 为４ 。 ａ Ｖ ａ １ 个值使阻抗在３ 区区内 ，如 ｌ０ 。 ８。 （ ４）机端Ｉ为４ ａ Ａ ０ ，Ｕａ 。 为 １０ ８ 。不变 ，改变Ｕ 的幅值 ，取 ａ 其中１ 个值 使阻抗在４ 区区内，如 １ｖ。 ５ （ ） ５ 依次设置 ｌ 个状 态序列 ， ２ 状态信息为上述４ 个阻抗值对应的 机端电压 、电流幅值 和相位 ，按依次滑过 ｌ ２ ３ ４ 一 — — 区排序 ，并且保证 穿越 ２ 区所需的时 间大于 ５ ｍ 。开始试验后 ，当滑极 次数达到２ 、３ ０ ｓ 次 后 ，机端测量 阻抗第３ 穿越４ 次 区时 ，区内保护可靠动 作 。Ｂ 相试 、ｃ 验 方法相 同。 对于跳闸 闭锁 电流 的检查 同样 是施加 机端Ａ 相电压Ｕ ，电流ｌ ａ ａ ＞ Ｉｓ ｂ ，在 滑极次数大 于整定 次数时 （ 试验 方法 同上 ），保护可靠 不动 作。Ｂ ｃ 、 相试验方法相同。
透 馋倾 角 ７ 。 ； 连境 内 角 １ ０ ２￣
Ｉ／ ／ ／
Ｊ
：
表 １ 某 电厂 ３０ ０ ＭＷ 机 组 失 步 保 护 定 值
（１ ）选取机端Ａ相 电压Ｕａ ０ 为３ Ｖ ０ ，Ｉ为４ 使满 足ｌ＞Ｉ） 。 ａ Ａ（ ａ ｑ， 改变Ｉ的相位 ，取其中１ ａ 个值使阻抗在 ｌ 区区内，如０ 。 。
大型 发 电 机 失步 保 护 试 验 方 法
25MW发电机组失磁保护的整定及校验
１ 情 况 简 介
金 新 化 工 设 １座 １ １ Ｏ ｋ Ｖ 总 变 电 站 ， ２ 台 容 量 为
５ ０ ＭＶＡ、电压 变 比为 １ ｌ ｏ ｋ Ｖ／ １ ０ ． ５ ｋ Ｖ 的 有 载 调 压 变 压 器
的低压侧分别接入 总降站 １ ０ ｋ Ｖ配 电装置 。总降 １ １ ０ ｋ Ｖ及
１ Ｏ ｋ Ｖ均 采 用单 母 线 分 段 运 行 方 式 。热 电 装 置 发 电机 额 定 电压 为 １ ０ ． ５ ｋ Ｖ，发 电 机 出 线 采 用 共 箱 封 闭 母 线 引 至 总 降
失磁 保 护 判 据 典 型 配 置 ， 简析 了失磁 保 护 所 应 用 判 据 的 特 点 ，提 出 了验 证 发 电机 失 磁 保 护 判 据 的 思路 及 方
法 ，并给 出了定值整定计算公式和校验步骤 ，为类似 自备发电机 组失磁保护整 定和校验提供 了参考 。
关键 词 电机 磁 保 护 阻抗 圆 校 验 方 法
源消失 ，转子绕组故障等。失磁保护 主要反 映转子侧 、定 子侧和系统侧的电气量 ，金新化工发 电机失磁保护是通过 ４ 个判据来快速选择动作条件 的，使保护 可靠动作于发 电 机出 口断路器，发电机脱离电网，保证机组完好性及 电网
稳 定性 。
站后通过 ２台分支断路器可分别接人总降站 １ Ｏ ｋ Ｖ ２段母
投入 ；Ｉ Ｉ 段转子电压为投入 ；失磁信号为投入 ；阻抗 圆特
性 选择 为 投 入 ；无 功反 向判据 为 投 人 ；低 压 判 据 电压 为投
入 。失磁保护的典型逻辑图如 图 １ 所示 ，简化后 的失磁保 护逻辑图如图 ２ 所示 。由此可知，失磁保护有 ４ 个 重要判
据—— 转 子 电 压 、机 端 电压 、阻抗 圆 和无 功反 向 。
大型发电机失步预测保护方法综述
最 大 势 能 的大 小 来 预 测 失 步 ， 分 为 基 于 等 面 积 定 则 ¨＿ ４ 和基 于 能量 函数 的失 步 预测 － ７ ， 它 不 依 赖
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｏ ｕ ｔ 一０ ｆ —ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｓ ｅ ｎ ｄ ｓ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｋ ｅ ｅ ｐ ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ａ ｙ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ，ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ —
完成 失步 预 测 ， 并且能够跟踪振 荡发展过程 ， 在 发 电机 失 去 稳 定 的 时 刻 ， 失 步保 护 动 作 ， 发 出 失 步
信号 。 １ ． １ 基 于等面 积定 则 的失步 预 测
这种 预测 方 法 是 通 过 比较 加 速 面 积 与 减 速 面
稳定 振荡 或 减 少 振 荡 持 续 时 间 。 常用 的 失 步 预 测
保护 主要 有 基 于能 量 原 理 、 基 于直 接 测 量 功 角 或 转
保 电网安全 、 可靠运行 。对 目前常用的几种发 电机失 步预测保护 的设计思想 与判据进行 分析与 归类 ， 介 绍不 同原 理 的失 步预 测保护在 实际应用 中的优缺点 ， 并指 出失步预测保 护的发展方 向。
大型发电机变压器组继电保护整定计算
大型发电机变压器组继电保护整定计算差动保护是变压器组保护中的重要一环，主要功能是检测变压器组内部的故障，如匝间短路、相间接地短路等。
差动保护通常由主差动保护和备用差动保护两部分组成。
主差动保护是最主要的保护装置，它通常采用电流比差动方式工作，即通过比较高压侧和低压侧电流之差来判断变压器组是否发生故障。
而备用差动保护则是为了提高系统的可靠性，在主差动保护失灵时能及时起作用。
在进行差动保护整定计算时，首先需要明确变压器组的参数，包括额定容量、额定电压、变比、漏抗以及故障电流等。
其中，漏抗是一个重要的参数，它决定着变压器组的灵敏度和选择性。
漏抗的计算方法一般有三种：经验法、模型法和试验法。
其中，试验法是最准确的方法，通过进行短路试验和开路试验来测定漏抗的值。
在获得变压器组的参数后，可以进行差动保护整定计算。
整定计算的关键是确定保护装置的整定系数，即继电器的动作时间与故障电流之间的关系。
一般来说，差动保护的整定系数要根据设备的可靠性、系统的安全性以及经济性等因素进行选择。
具体的整定计算过程如下：1.计算变压器组的正常载流量。
根据变压器组的额定容量和变比，可以计算出变压器组的正常载流量。
正常载流量是指变压器组在正常工作条件下所能承受的最大电流。
2.计算差动电流最小动作值。
差动保护装置的最小动作电流是在变压器组正常工作条件下，继电器能够正常动作的最小差动电流值。
通常来说，差动电流最小动作值为正常载流量的10%～20%。
3.计算差动保护装置的动作系数。
差动保护装置的动作系数表示继电器的动作时间与故障电流之间的关系。
动作系数的选取要根据设备的可靠性和系统的安全性进行选择。
一般来说，动作系数为正常载流量的50%～150%。
4.根据差动电流最小动作值和差动保护装置的动作系数，计算差动保护装置的整定系数。
整定系数是继电器的动作时间与故障电流之间的比值。
5.计算备用差动保护装置的整定系数。
备用差动保护装置的整定系数应比主差动保护装置的整定系数略大，以确保它能在主差动保护装置失灵时起作用。
发电机失磁保护的动作分析和整定计算的研究.
发电机失磁保护的动作分析和整定计算的研究殷建刚,彭丰(湖北电力调度通信局,湖北武汉430077摘要:就发电机失磁保护U L -P 判据部分发生误动作的原因进行分析,对现行整定计算办法中所使用的发电机参数提出了自己的观点,并提出实用的整定计算的修正办法。
关键词:失磁保护;整定计算;同步电抗X d中图分类号:T M772文献标识码:A 文章编号:1003-4897(200007-0035-021引言WF B 2100型发电机保护,在滞相和进相运行两种工况时,失磁保护U L -P 判据部分都发生过误动作,发“失磁”信号并切换厂用电源。
本文正是针对这一现象,分析失磁保护误动作原因,并提出整定计算的修正办法,在实际运行中得到较好运用。
2保护动作分析2.1该厂WF B 2100微机发变组保护的失磁保护主要由随有功功率变化的励磁低电压判据U fd (P 和静稳极限圆Z <组成。
本文主要讨论前一判据。
励磁低电压判据U fd (P 的K 值整定计算过程如下:发电机输出功率P =E 0U s Sin δ/X d ∑(1式中:E 0———发电机空载电势;U s ———无限大系统母线电压;X d ∑=X d +X t +X s ;X t :变压器阻抗;X s :电厂母线至无限大系统的联系电抗得:E 0=PX d ∑/(U s 3sin δ(2在静稳极限状态下,δ=90°,sin δ=1此时E 0=PX d ∑/U s对上式两边取标么值,励磁电压以发电机空载励磁电压U fd0为基准,定子方以发电机额定容量S n 为基准,E 0的标么值与励磁电压U fd 的标么值相等,取U s =1.0得E 0=U fd =PX d ∑,P 和U fd 用有名值表示为K =U f d /P =U fd0X d ∑/S n(32.2根据发电机、变压器厂提供参数・发电机同步电抗X d =1.997・发电机容量S N =353MVA ・变压器电抗X t =0.144・变压器容量S T=370MVA・发电机空载励磁电压U fd0=159.7V・CT :15000/5PT :20000/100系统电抗X s (大方式为:X s =0.0283(以100MVA 为基准则整定计算过程如下:以发电机容量353MVA 为基准X dsx =X d +X t +X s =1.997+0.144×353/370+0.0283×353/100=2.234(4将S N =353MVA 折算到二次值为:S N =353×106×5/15000×100/20000=588VA将S N 、X ds 、U fd0代入(3式中得:K =2.234×159.7/588=0.612.31999年2月28日,襄樊电厂300MW 的2#发电机失磁保护误动作,发“2#机失磁”信号,厂用电切至备用电源,并减出力。
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。
发变组保护原理与整定(失步失磁)
s s
XJ Group Corporation
二、失磁保护
失磁后机端阻抗变化特性
jX
P3 P2 P1
P1
jX st
P2
R
U s2 2P
XJ Group Corporation
失磁开始到静稳边界之间等有功圆
2 2 Us Us U s j 2 Z jX s jX s e 2P 2P 3I s
E
g s
机端测量阻抗为一圆周，半径为： |
E g 与 E s 同相时，Z
B
Z E g 与 E s 反相时，
A
E (Z Z ) | E 1 E E Z 1 EZ E Z E Z Z E E E 1 E E Z 1 * EZ E Z E Z *Z E E E 1 E
E
0
g
ΔE E E
g
I
s
s
E Z
E
I
zd
XJ Group Corporation
I
fh
180°
g s
360°
540°
720°
I
zd
E E 2E sin Z Z 2
Σ Σ
一、失步保护
振荡过程中电压有效值变化过程
U E
g
g
E
A
U
K
A
发电机暂态稳定
f'
f e a h d c b g
e' e a h d c' c b
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、整流装置的误跳开等）、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。
但是勿容置疑的是，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。
一起大型发电机失磁保护整定计算
Calculation of a Large Generator Loss Excitation Protection
DAI Gang （NanJing SAC Valmet Automation Co.,Ltd.，NanJing JiangSu 211800）
Abstract: As the protection of the generator's excitation current falling or disappearing, the generator loss protection can detect whether the generator loses static stability due to the loss of magnetic flux. In this pa⁃ per, a large generator loss of excitation protection based on static stability, three-phase low voltage and ro⁃ tor static stability limit and low voltage criterion was set up, and the sensitivity of the protection was checked under equal operation mode, with a view to provide reference for unrelated scholars. Keywords: exciting current；contact reactance；static impedance；in phase operation；static stability limit
大型发电机变压器组保护配置与整定计算
大型发电机变压器组保护配置与整定计算保护配置是指根据设备的特性和运行要求，配置适当的保护装置。
大型发电机变压器组的保护配置一般包括差动保护、过电流保护、过温保护和继电器保护等几个方面。
首先是差动保护。
差动保护是大型发电机变压器组的主要保护。
差动保护主要针对发电机定子绕组和变压器绕组之间的故障，如短路故障、接地故障等。
差动保护系统通常由主保护和备用保护组成。
差动保护的整定需要根据发电机变压器组的额定参数和运行条件进行计算，主要包括定值整定、电流分布比整定和动作时间整定。
其次是过电流保护。
过电流保护主要用于发电机定子绕组和变压器绕组的短路故障保护。
过电流保护一般设置在发电机和变压器的主回路上，通过对过电流保护装置的整定，可以实现对过电流故障的灵敏和可靠的保护。
过电流保护的整定主要包括整定电流和动作时间的计算。
再次是过温保护。
过温保护主要用于发电机定子绕组和变压器绕组的过温保护。
通过设置温度传感器，当温度超过设定值时，保护装置会及时发出警报并进行相应的保护动作。
过温保护装置的整定主要包括选择合适的温度传感器和设定合理的动作温度。
最后是继电器保护。
继电器保护主要用于发电机变压器组的其他保护，例如欠电压保护、过电压保护和接地保护等。
继电器保护的整定主要包括选择合适的继电器和设定合理的动作参数。
总的来说，大型发电机变压器组的保护配置和整定计算是一个复杂的工作，需要根据设备的特性和运行要求进行详细研究和计算。
通过科学合理的保护配置和整定，可以提高大型发电机变压器组的安全性和可靠性，保障电力系统的正常运行。
大型发电机组继电保护整定计算与运行技术
大型发电机组继电保护整定计算与运行技术一、继电保护的作用和意义大型发电机组是电力系统的重要组成部分，它的安全稳定运行对于电力系统的正常运行具有至关重要的作用。
然而，发电机组在运行过程中面临着各种故障的威胁，如短路、过载、欠频、失励等。
为了保护发电机组免受这些故障的影响，保证其安全运行，继电保护技术应运而生。
继电保护技术通过实时监测电力系统的状态，并在发生故障时及时采取措施，保护发电机组不受损害。
二、发电机组继电保护整定计算的基本原理发电机组继电保护整定计算是指根据电力系统的特点和运行要求，通过计算和确定继电保护装置的动作参数，以使其在故障发生时能够及时、准确地动作。
继电保护整定计算需要考虑以下几个方面的因素：1. 发电机组运行参数：包括额定功率、额定电压、额定频率等。
这些参数是继电保护整定计算的基础。
2. 故障类型和故障电流：不同的故障类型对应不同的故障电流，继电保护装置需要根据故障电流的大小来确定其动作参数。
3. 继电保护装置的特性：继电保护装置有不同的动作特性，如时间-电流特性、时间-电压特性等。
根据发电机组的特点和运行要求，选择合适的继电保护装置特性。
4. 继电保护装置的灵敏度和可靠性：继电保护装置的灵敏度和可靠性是继电保护整定计算的重要考虑因素。
继电保护装置需要在故障发生时及时动作，同时要避免误动作。
三、发电机组继电保护整定计算的步骤发电机组继电保护整定计算一般包括以下几个步骤：1. 确定发电机组的运行参数，包括额定功率、额定电压、额定频率等。
2. 选择合适的继电保护装置，并确定其特性和动作参数。
3. 根据电力系统的故障类型和故障电流，计算继电保护装置的动作参数。
这一步需要考虑到继电保护装置的灵敏度和可靠性，避免误动作。
4. 进行整定计算，确定继电保护装置的动作时间和动作电流。
这一步需要结合发电机组的特点和运行要求进行综合考虑。
5. 进行整定计算的验证和调试，确保继电保护装置的性能满足要求。
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过 4 个区，每顺序穿过 1 次，保护的滑极计数增加
1，到达整定次数时保护动作。 保护识别的最小振荡
周期为 120 ms。 电抗动作元件
2
ZA = 姨XS +XT
姨Ugn na Sgnnv
，
2
ZB =-X＇d
Ugn na Sgnnv
，
2
ZC =0.9XT
Ugn na Sgnnv
，
式中
XS—系统阻抗； XT—主变阻抗； Ugn—发电机额定电压； na—发电机侧 TA 变比；
某发电厂 300 MW 机组，机组参数见表 3，采用 南自厂生产的 DGT801 保护装置， 为双遮挡器失步
2009 年第 27 卷第 1 期
内蒙古电力技术
25
减速失步
4区 3区
jX XB
2区 X
1区 0区
δ4 δ3
δ2
δ1
加速失步
R4 R3
0 R2
R1
R
0区 1区
XA 2区
3区 4区
图 2 双遮挡器原理失步保护动作特性曲线
机组的安全稳定运行。
[关键词] 大型发电机组；失步保护；整定计算
[中图分类号] TM772
[文献标识码] B
[文章编号] 1008－6218（2009）01－0023－03
随着发电机组容量不断增大， 系统网架逐级扩 大，大型发电机组的安全稳定运行尤为重要。在电力 系统中，发电机通常与升压变压器组成单元式接线， 在系统发生振荡时， 振荡中心常常落在发电机机端 或升压变压器的范围内， 使得振荡过程对机组的影 响加重。在振荡过程中，当发电机电势和系统电势的 夹角为 180°时，振荡电流的幅值将接近机端三相短 路时流过发电机的电流， 振荡电流所产生的电动力 将使发电机定子绕组端部遭受机械损伤， 在短路伴 随系统振荡的情况下， 还会加剧汽轮发电机轴系的 扭转振荡，引起大轴的机械损伤，甚至造成断裂。 因 此，大型发电机组需装设专门的失步保护装置。
次基准阻抗。 XA=-X＇d Zgn，其中 X＇d 为发电机暂态电
抗。XB=（XT+XS）Zgn，其中 XS 为系统阻抗。 电阻边界值
R1
=
1 2
!XA
+XB
"cot δ1 2
，R2 =
1 2
R1 ，R3 =-R2 ，R4 =-R1 。
角度
δ2=2arccot
（XA
R2 +XB
）/2
。 各区停留时间 T1 =0.5TUS
表 1 300 MW 机组参数
项目
数值
发电机功率因数
0.85
定 子 额 定 电 压 /kV
20
发 电 机 定 子 额 定 电 流 /A
10 189
发电机暂态电抗 Xd′（非饱和值）
0.256 8
发电机出口 TA 变比
15 000/5
发电机出口 TV 变比 主 变 额 定 容 量 /kVA
20/0.1/0.1/ 姨 3 370 000
XB=0.227×{202×3 000/[（300/0.85）×200]}=3.858 Ω， X=0.9×0.133 6×{202×3 000/[（300/0.85）×200]}
=2.04 Ω。
R1=1/2×（5.64+3.858）cot60°=2.74 Ω， R2=1/2×2.74=1.37 Ω， R3=1.37 Ω， R4=2.74 Ω。
保护整定定值数据见表 4。
表 4 保护整定定值
定值名称
整定值
定值名称
整定值
电 抗 值 X/Ω
2.04
滑极次数 N/次
1
R1
2.74
T1
0.05
各区边界
R2
1.37 各区停留
T2
0.10
电 阻 值 /Ω
R3
1.37
时 间 /s
T3
0.05
R4
2.74
T4
0.05
3 需注意的问题
（1） 进行失步保护整定计算时，需要把各种阻 抗值折算至统一基准容量下进行整定。
δ2-δ1 360°
，T2=0.5×2TUS
180°-δ2 360°
，T3=T1，T4 在 0
与
T3 之间
选取；TUS 为系统振荡时最小的振荡周期 （具体值由
调度所给出，一般为 0.5 s）。 滑极次数根据发电机实
际能够承受的失步滑极次数整定，一般为 1—2 次。
表 3 300 MW 机组参数
项目
数值
Sgn—发电机基准容量；
nv—发电机侧 TV 变比；
X＇d —发电机暂态电抗。
灵敏角 准 建议取为 80°～85°， 透镜内角建议整
定 δ=120°。 振荡中心在区外时，失步保护动作于信
号；振荡中心在区内时，滑极一般整定 1—2 次。装置
自动选择在电流变小时动作跳闸， 跳闸允许电流定
值为辅助判据，根据断路器允许遮断容量选择。
δ2=2arccot1.37/[1/2 ×(5.64 +3.858)] =2 ×74° =148° ， 取值 150°。
T1=0.5×0.5×(150°-120°)/360°=0.25/12=0.021 s， 取值 0.05 s；
T2=0.5×2×0.5×（180°-150°）/360°=0.5/12=0.042 s， 取值 0.1 s；T3=0.05 s；T4=0.05 s。
内蒙古电力技术
2009 年第 27 卷第 1 期
INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
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大型发电机组失步保护定值的整定计算分析
Analysis to Setting Calculation on Out of Step Protection Setting Value for Large Generating Units
1 三阻抗元件失步保护
1.1 保护原理 依据发电机失步时的阻抗轨迹变化情况， 保护
采用 3 个阻抗元件进行失步判断， 保护动作判据特 性如图 1。
保护由 1 个透镜阻抗元件①和 2 根直线型阻抗 元件②、③构成。透镜特性阻抗元件①把阻抗平面分 为透镜内动作区 I 和透镜外不动作区 A。 透镜内角
jX
变压器额定电流倍数整定 5×[370 000/（ 姨 3 ×242）] =18.4 A，取值 20 A。
保护整定定值数据见表 2。
表 2 保护整定定值
定值名称
整定值
定值名称
整定值
阻抗定值 ZA/Ω
3.03
透 镜 内 角 / （° ）
120
阻抗定值 ZB/Ω
-4.36
区外滑极次数/次
2
阻抗定值 ZC/Ω
准，XT=0.14×（300/0.85）/370=0.133 6；将系统阻抗(小 方式)折算至以发电机额定容量为基准，XS=0.056 2× （300/0.85）/100=0.198 38。
XA=(0.198 38+0.133 6){202×3 000/[（300/0.85）×200]} =5.64 Ω，
保护。保护中当机端测量阻抗依次穿过 5 个区后，记
录 1 次滑极； 而当测量阻抗轨迹穿越几个区之后以
相反的方向返回，则不计滑极。当振荡中心落在线路
上时， 由于机端测量阻抗轨迹在电抗线 X 之上，保
护装置不计滑极数。 为给断路器创造 1 个良好的断
开条件，保护中设定 δ1=120°，δ4=240°。电抗动作元件 X=KrelXTZgn， 其中 XT 为主变阻抗值，Zgn 为发电机 二
发电机功率因数 cosφ
0.85
发 电 机 定 子 额 定 电 压 /kV
20
发 电 机 定 子 额 定 电 流 /A
10 189
发电机暂态电抗 Xd′（非饱和值）
0.227
发电机出口 TA 变比
15 000/5
பைடு நூலகம்
发电机出口 TV 变比
20//0.1//0.1/3
主 变 额 定 容 量 /kVA
370 000
2.04
区内滑极次数/次
1
灵 敏 角 / （° ）
85
跳 闸 允 许 电 流 /A
20
报 警 透 镜 内 角 / （° ）
90
2 双遮挡器原理失步保护
2.1 保护原理 双遮挡器原理失步保护动作判据特性如图 2。
图中阻抗 最 高 点 XB、 最 低 点 XA 和 4 组 电 阻 线 R1、 R2、R3、R4 将阻抗平面分为 0—4 共 5 个区。机组加速 失步时， 测量阻抗轨迹从+R 向-R 方向变化，0—4 区依次从右到左排列；机组减速失步时，0～4 区从左 到右排列。 测量阻抗从右到左穿过 R4 时判断为加 速，从左到右穿过 R1 时判断为减速。 当测量阻抗穿 过 1 区进入 2 区，并在 1 区、2 区停留时间分别大于 T1、T2 时，发加速（或减速）失 步 信 号 ，如 果 测 量 阻 抗 继续穿过 3 区和 4 区，且在 3 区、4 区停留时间分别 大于 T3、T4，则进行滑极计数。 当滑极次数累计到整 定值时，失步保护动作出口。 当测量阻抗从电抗线 X 的上方穿过，则振荡中心在发变组之外，判定为系统 振荡；当测量阻抗从电抗线 X 的下方穿过，则振荡 中心在发变组之内， 当停留时间大于整定值并进入 下一区时，滑极次数加 1。 当任一区的停留时间小于 整定值而进入下一区时，则判定为短路。 2.2 保护整定计算
Ⅱ区
ZA
Ⅰ区
ZC ③
O 准A
A
δ Ⅰ
②
R
①
ZB LR
图 1 三阻抗元件失步保护动作特性曲线
为 δ，坐标原点 O 代表失步保护安装处，即机端。 如 果发电机机端测量阻抗 Z 进入透镜圆内，则表明发 电机电动势和系统电动势间的功角 δ 已大于动稳极 限角 δset。 直线②为遮挡器直线阻抗元件，将阻抗平 面分为 L 和 R 两部分， 其方向与透镜主轴相同，用 以判断发电机与系统是否失步。 如果发电机机端测 量阻抗 Z 落在此 直 线 上 ，则 δ=180°；若 出 现 不 稳 定 振荡， 机端测量阻抗 Z 越过该直线，δ＞180°，判断发 电机已失步。当系统振荡时，机端测量阻抗顺序穿过 4 个区（AR/IR/IL/AL），并在每区停留时间大于一定 时限时，保护判断系统失步。直线③为电抗直线阻抗