第八章发电机-变压器保护举例
继电保护(8变压器保护)
1. 纵差动保护起动电流的整定原则
① 在正常运行情况下，防止电流互感器二次断线引 起误动，保护装置应躲过最大负荷电流（二次断 线时，只有一侧有负荷电流）
I act Krel I L.max , Krel 1.3
② 躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流
I act Krel Iunb.max , Krel 1.3
I res I res.min I act I act .min I act I act .min m I res I res.min I res I res.min
微机比率制动特性的纵联差动保护的整定 ① 最小动作电流 Iact.min 躲过变压器额定负载时的不平衡电流 I I act .min K rel Iunb.load K rel Ker f za U N
三、变压器励磁涌流的影响及其对策
1. 励磁涌流的产生原因及其影响 变压器励磁电流 ie 只流过原边一侧，因此反应
到差动回路中引起不平衡电流。正常运行情况下 很小，一般不超过额定电流的2％－5％。外部故 障时因为电压降低，励磁电流就更小。
变压器空载合闸时的励磁涌流
变压器空载合闸时相当于电压瞬时加在一电感上， 稳态时电流滞后电压90o（即电压最大、电流过零； 电压过零、电流最大） ，磁通也滞后电压90o。 （如图a） 在空载合闸瞬间，磁通（电流）不能突变，为反抗 磁通（电流）由零变化到稳态值，因此必产生一个 反电势，其作用抵消外加电压引起的稳态磁通影响， 而维持合闸前磁通不变。
降压变压器
I L.max KMS I NT
灵敏系数校验：应考虑在变压器保护范围末端发生 故障的最小短路电流。
K sen
发电机变压器继电保护整定算例
发电机变压器继电保护整定算例发电机、变压器和继电保护设备是电力系统中关键的设备，它们起着稳定输电和保护电力设备的作用。
在电力系统中，这些设备往往使用变压器巨大的变比来实现电气参数的变换，从而实现能量的转变和输送。
同时，为了保证这些设备的安全运行，必须采用适当的继电保护装置进行保护。
在本文中，将介绍发电机、变压器和继电保护的整定算例。
一、发电机保护整定算例1、低频电流保护低频同步发电机的保护需要对其进行低频电流保护。
在低频电流保护中，整定规则为：对于1/8DP发电机，主保护的恢复值应为45%的额定电流，动稳定保护的触发值应为75%的额定电流。
2、绝缘保护绝缘保护用于检测发电机绕组和地之间的绝缘状态。
整定规则为：对于一般发电机，主保护的触发值应为0.5-1.5MΩ，备用保护的触发值应为0.8-2.5MΩ。
3、过电压保护过电压保护用于检测电压过高的情况。
整定规则为：对于低容性发电机，主保护的触发值应为2.8-3.8倍额定电压，备用保护的触发值应为3.2-4.2倍额定电压。
二、变压器保护整定算例1、差动保护变压器差动保护用于检测变压器绕组内部的短路故障。
整定规则为：差动保护的开始值应为100%的额定电流，终止值应为300%的额定电流。
2、欠电压保护欠电压保护用于检测电网电压下降的情况。
整定规则为：主保护应设置在75%的额定电压，备用保护应设置在65%的额定电压。
3、过电压保护过电压保护用于检测电网电压上升的情况。
整定规则为：主保护应设置在120%的额定电压，备用保护应设置在110%的额定电压。
三、继电保护整定算例1、过流保护过流保护用于防止系统因过载而损坏。
整定规则为：主保护应设置在1.0 In，时间设定为10s，备用保护应设置在1.1 In，时间设定为5s。
2、地面保护地面保护用于检测电路中的地故障。
整定规则为：主保护应设置在0.5-1.0 A，时间设定为0.1-0.5 s，备用保护应设置在0.75-1.5 A，时间设定为0.2-1.0 s。
发电机变压器组高压断路器失灵保护分析
1 发电机变压器组失灵保护存在的问题 1. 1 失灵保护的复合电 压闭锁问题 早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁， 失灵保护经常误动。 后经改造， 在失灵保护回路加 装了复合电压闭锁， 但是随着机组单机容量的增大， 负序电流对发电机转子的危害加剧， 要求在发电 机 变压器组高压侧断路器非全相运行时， 尽快解除复 合电 压闭锁， 并且解除发电机变压器组失灵保护复 合电 压闭锁的逻辑关系要求。 此项要求在新式的微
近年来， 多次发生由于发电机变压器组高压侧 断路器一相拉不开， 高压侧单相电流通过变压器祸 合使发电机非全相运行， 在发电机回路产生较大的 负序电流， 造成发电机转子严重烧坏的事故。 为此， 不管发电厂电气主接线采用哪种形式， 也不管发电 机变压 器组高压 断路器 采用 哪种类型 ，根据 护实施细则) 简称《 ( ) 继电保护细则} 的要求， ) 发电机 变压器组失灵保护启动后首先再跳本断路器一次， 所以，早期的失灵保护不能满足此反措要求。
机失灵保护装置中可以很容易满足， 但在早期的失 灵保护中很难满足， 而对早期失灵保护的改造也确 非易事。
组失灵保护故障判别元件， 而改用负序电流或零序
电流或相电流作为故障判别元件。因此， 对新建电
厂的发电机变压器组失灵保护采用微机保护装置， 建议取消发电 机变压器组失灵保护的复合电 压闭锁;
同时， 应在失灵保护出口回路增加延时， 延时时间 应稍大于断路器的跳闸时间与保护装置的返回时间
护未发挥作用的缺陷。 手动跳开发电机变压器组高压侧断路器三相失 灵时，可以依靠倒母线方法处理事故。
2. 3.2 部分保护启动失灵保护， 瓦斯保护不启动
失灵保护 按照技术规程规定， 不允许瓦斯保护启动失灵 保护。要保证变压器瓦斯保护不启动失灵保护， 可 使变压器瓦斯保护单独启动一出口中间继电 器， 接 至操作箱的手跳端子，而手跳不起动失灵保护。 在瓦斯保护尚未分开单独出口时， 若断路器失 灵保护采用微机型装置( 如许昌继电器厂设计的
发电机-变压器-线路组保护的配置特点及实例分析
Ｋｅ ｒ ｓ： ｅ ｅ ａ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ；ｔ ａ ｓ ｏ ｍｅ ；ｍ ａ ｆ ｎ ｔｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ；ｄｕ ｌ ａ ｅ ｃ ｎ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｎ ｆｒ ｒ ｌｕ ｃ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｐ ｉ ｔ ｏ ｆｇ ｒ ｔｏ ｃ
变 差 动保 护 和 发 变组 差 动保 护 等 主保 护 ， 实 现 并
双 重化设 置 。线路 保 护一般 配 置两套 独立 的线 路
过负 荷能 力降低 Ｉ 。 １ 与此 同 时 ， ］ 在设 计上 简化 高 压
配 电装 置 接线形 式 ， 采用 发 电机变 压器线 路组 （ 以 下简称 发 变线组 ） 的接线 方 式Ｉ 。 因而 ， 电力 系 ２ ］ 从 统与 发 电机 发 展 的角 度 来 看 ， 置完 善 的发 变线 配
组保护 尤 为重要 。
保 护 ， 别设 置全 线 速动 的主保 护和后 备保 护 。 分
１ １ 发 电机变压 器 线路源自 护 类型 ．工程 中 ， 发变 线组 保护 一般 配置 如下 ＿ ： ４ ］
发 电机 保 护 包 括 ： 电机 差 动 保 护 、 磁 保 发 失 护 、 子 接地 、 电压 、 称 过 负 荷 、 对 称 过 负 定 过 对 不
定 运行 至关重 要 。 电机变 压器 组 （ 发 以下简 称发 变 组 ） 护 的牵 涉 面广 ， 与机 、 和热 控 等专 业 联 保 且 炉
系密切， 因而 发变 组 保 护需 要 采 用 “ 主 双后 备” 双
中图 分 类 号 ： Ｍ ３ 、 Ｔ １ＴＭ４ １
文献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ３９ ７ （０ ７０ —０ ７０ １ ０ —１ １ ２ ０ ） ８０ ３—３
小电厂继电保护定值计算举例
一. 主设备保护整定计算：1.发电机保护#1及#2发电机额定参数：发电机保护装置：DGT-801I e2=I e /1500=1031/1500=0.687A 1.1 发电机纵联差动保护： a.差动电流门槛I d0：I d0=0.3×I e2=0.3×0.687=0.206A 取0.21A. b.比例制动系数整定 K1=0.5c.拐点电流整定 拐点电流：I r1=0.5×Ie=0.5×0.687=0.343A 取0.34Ad.差动速断I sd =3.5×Ie=3.5×0.687=2.404A 取2.4A 差动速断灵敏度校验：I dmin 2为0S 两相短路电流。
发电机纵差保护定值单：1.2 发电机定子接地保护a．零序电压定值按躲过正常运行时的最大不平衡电压整定，若零序电压保护跳闸投入，当发生单相接地时保护跳闸，否则仅发告警信号。
Uzd =KK×3U3U为正常运行时的最大不平衡电压KK为可靠系数取1.2正常运行时开口三角3U在10~15V左右，但因PT特性不同，差距变大，可以现场实际测量定夺。
方法：先不投零序电压保护跳闸，机组投运后实测出3U，再输入定值。
延时可取t=9S。
发电机定子接地护定值单：1.3 发电机复合电压过流保护 a ．低电压整定按躲过发电机正常运行时可能出线的最低电压来整定 U L =0.7×Ue=0.7×100=70V b ．负序电压整定按躲过发电机正常运行机端最大负序电压。
通常取发电机额定电压的8%～10%。
U 2g =0.08×Ue=0.08×100=8V c ．发电机过流整定 Ig=r K K K ×Ie=687.095.02.1⨯=0.867A 取0.87A K K -可靠系数，取1.2～1.5；本次取1.2 K r -返回系数，取0.85～0.95；本次取0.95 时间t=0.5SK LM =46.3150087.04524I I ds 2dmin =⨯=2.1≥ 满足要求I dmin 2为1S 两相短路电流。
变压器、电动机、发电机
变压器与发电机纵连差动保护的区别1.变压器的绕组有多个绕组如：高压绕组、中压绕组、低压绕组等，从而根据绕组的接线方式分为y/y0/d11、y/y0/y0、d/d0/y11等，导致保护必须考虑因此带来的电流角度变换；又因为有高、低压绕组，而且电流不同，从而在高、低压侧采用不同变比的电流互感器，又导致产生了电流平衡系数。
而发电机没有高、低压侧之分，只有定子绕组的引线用于发电，每相定子绕组引出的2个引线的电流在内部无故障时是相同的（相位和幅值），差动保护中没有电流平衡系数。
2.变压器的铁心励磁电流来自电源侧（高压侧），从而在合闸时产生励磁涌流（含有二次谐波，可利用二次谐波进行制动）；而发电机的励磁是采用单独的直流电源提供励磁电流给转子，在定子绕组中不产生励磁涌流，故不用考虑励磁涌流问题。
电动机和发电机都利用了电磁感应的原理，对于一般的发电机和电动机，它们都有转子线圈和定子线圈。
电动机和发电机我们都知道，导体在切割磁力线的时候会产生电动势，发电机就利用了这个原理，发电机转子中通入励磁电流建立磁场，同时转子在转动（对气轮发电机组来说，转子的旋转是由高温高压蒸汽驱动；对水力发电机组来说转子旋转是由水力驱动），这样转子磁场就是一个旋转的磁场。
定子中的导体就不停的切割这个旋转的磁场，从而产生电动势，当接上负载后，就有电流产生，达到了机械能与电能的转换。
另一方面，通有电流的导体在运动的磁场中会受到力的作用，电动机利用了这个原理。
在电动机的定子线圈中通入三相交流电，会产生一个旋转的定子磁场，因此转子导体会切割这个旋转的定子磁场，并在转子导体中产生感应电流。
定子旋转磁场与这个转子感应电流相互作用，对转子产生电磁力矩，驱动电动机转子旋转。
这就实现了电能与机械能的转换发电机跟电动机。
有什么相同之处从结构分析也是一样的，从原理来说一个是机械能转变为电能，一个是电能转变为机械能，所以它们的负载曲线的水平坐标含义不一样，发电机X轴是电压。
发电机、变压器和母线保护
发电机、变压器与母线保护编写发电机保护第一节 基本概念一 发电机发电机的作用是将汽轮机或水轮机输出的机械能变换成电能。
1 主要构成发电机主要由定子和转子两部分构成。
在定子与转子间留有适当的间隙，通常将该间隙称作为气隙。
极对数为1的三相交流同步发电机的结构示意图如图1所示。
在定子铁芯上设置有槽，每个定子槽分上槽和下槽，上槽及下槽中设置有定子绕组。
每台发电机的定子绕组为三相对称式绕组，如图1中的a-x 、b-y 、c-z 所示。
所谓三相对称绕组是指三个绕组（即a-x 、b-y 、c-z ）的匝数相等，其空间分布相对位置相距1200。
在定子铁芯的上槽与下槽之间设置有屏蔽层。
在转子铁芯上也有槽，槽内设置有转子绕组（如图1中的W －j 所示）。
图1 三相同步交流发电机结构示意图为提高发电机的单机容量及降低铁芯及绕组的温度，各种发电机均设置有冷却系统。
小型发电机一般采用空气冷却方式，也有采用氢冷式；对于大型汽轮发电机，通常采用水内冷及氢冷方式。
2 作用原理在转子绕组中（图1中的W －j ）通入直流，产生一恒定磁场（其两极极性分别为N －S ）。
发电机转子由汽轮机或水轮机拖着旋转，恒定磁场变成旋转磁场（通常称之气隙磁场）。
转子旋转磁场切割定子绕组，必将在定子绕组产生感应电势。
由于转子磁场在气隙中按正弦分布，而转子以恒定速度旋转，从而使定子绕组中的感应电势按正弦波规律变化。
发电机并网运行时，定子绕组中出现感应电流，向系统输出电能。
3 发电机的额定转速转子磁场旋转时，每转过一对磁极，定子绕组中的电势便历经一个周期。
因此，定子绕组中电势的频率可由每秒钟转过磁极的极对数来表示。
设发电机的极对数（即一个N 、一个S ）为P ，每分钟的转速为n ，则频率 60Pn f =转速 Pfn 60= (1)汽轮发电机的极对数P ＝1，当电网的频率f ＝50赫时，n ＝3000转/分。
对于水轮发电机，其极对数较多，故允许其转速转低，当P ＝4时，水轮机的转速n=750转/分，当极对数P ＝24时，其转速为125转/分。
水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施
水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施水电厂是通过水轮发电机将水能转化为电能的，而发电机则将机械能转化为电能。
在水电厂的发电机与变压器中，针对潜在的故障，我们需要安装一些保护措施。
1.发电机保护原理发电机保护通常采用欠压保护、过流保护和瞬时过电流保护。
其中欠压保护常常用来保护没有励磁的发电机，一旦发电机的励磁电源中断，欠压保护会立即启动，将发电机与其周围电网分离，从而避免不可逆的损害。
过流保护则能够检测到负载瞬时爆发的过电流，通过预设的动作时间，使过载电流影响到发电机的时间最小化，保证其持续稳定的运行。
瞬时过电流保护则是在对发电机进行短路测试时启用的，预设一定的瞬时电流上限，只要瞬时电流超过该阈值即会触发保护动作，避免对发电机造成深度损坏。
2.变压器保护原理变压器保护的常规方法是利用差动保护、过流保护和过热保护。
其中，差动保护用来保护变压器内部的分接头和绕组，触发保护动作时会将变压器断电，防止因分接头或绕组短路导致的火灾或爆炸等安全问题。
当变压器内部运行过程中出现负载变化或其内部环境温度过高时，过流保护就跟进，将变压器断电，以保证变压器的长期稳定性。
过热保护则能够检测到变压器内部温度的变化，超温保护器通过热敏原理感应温度的变化，从而可以实现变压器的快速停机。
3.继电保护措施为了加强发电机和变压器的保护措施，我们还需要采用继电保护措施，它可以通过对机械和排放系统的监控，对潜在故障进行快速发现和隔离。
这里介绍一些常见的继电保护措施：1)机械保护：机械保护通常利用轴承温度监控、振动检测和滑环电缆检测等方法，这些措施能够很好地监控机械件的状态，并及时发现异常情况。
2)排放保护：排放保护通常采用燃气检测器、压力监测器等设备，一旦检测到排放异常，就能够触发保护措施，保障发电机和变压器的安全稳定运行。
3)智能保护：智能保护通过对发电机或者变压器的监控与数据分析，能够实时预测出潜在的故障和维护需求，并将其推送给设备运维人员，从而增强了设备的运行保障和运维效率。
发电机-变压器保护配置
1.1.1. 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置图1-3-1是600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置，高压侧为3/2断路器。
123456456123456123=QB12=QB10=QB11图1-3-1 600(300)MW-500kV 汽轮发电机变压器组保护配置图说明：★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元主保护配置为：发电机纵差保护、发电机匝间保护（单元件横差保护或负序增量方向闭锁纵向零序电压保护）、主变差动保护、发变组差动保护、高厂变差动保护、励磁机（变）差动保护。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元发电机后备保护和异常运行保护配置为：相间阻抗保护、基波零序电压保护、三次谐波电压保护、转子一点接地保护、转子两点接地保护、定反时限定子绕组过负荷保护、定反时限转子表层过负荷保护、失磁保护、失步保护、过电压保护、定反时限过励磁保护、逆功率保护、程序跳闸逆功率保护、低压记忆过流保护、频率异常保护、起停机保护、突加电压保护、电超速保护、ＴＡ断线保护、ＴＶ断线保护。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元变压器后备保护配置为：相间阻抗保护（复合电压过流保护）、零序电流保护、间隙零序电流电压保护、过负荷、ＴＡ断线、ＴＶ断线。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元高厂变后备保护配置为：复压过流保护、分支低压过流保护、分支零序过流保护、分支零序过电压保护、过负荷、通风启动、ＴＡ断线、ＴＶ断线。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元励磁机（变）后备保护配置为：励磁机（变）过电流保护、定反时限励磁绕组过负荷保护、ＴＡ断线。
★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元其它保护：失灵启动、断路器断口闪络保护、非全相运行保护、发电机断水保护、发电机热工保护、励磁系统故障、系统保护动作联跳；主变及厂变全部非电量保护。
电力系统继电保护(第八章母
集成电路阶段
微机保护阶段
集成电路继电保护的出现，使得继电保护 装置更加小型化、集成化，提高了保护性 能和可靠性。
随着计算机技术的发展，微机保护逐渐成 为主流，其具有强大的数据处理和逻辑判 断能力，能够实现更加复杂的保护功能。
02 继电保护的基本原理
CHAPTER
继电保护的工作原理
01
继电保护装置通过检测电力系统 的电流、电压、频率等电气量， 判断系统是否发生故障或处于异 常状态。
差动保护
根据电流差值的变化进 行保护，如纵联差动保 护、横联差动保护等。
二次回路继电保护的实现方式
硬件实现
通过继电器、接触器等硬件设备 实现二次回路的控制和保护功能。
软件实现
通过编写程序，利用微处理器、 控制器等实现二次回路的控制和
保护功能。
混合实现
结合硬件和软件实现二次回路的 控制和保护功能，以提高可靠性
02
当系统发生故障时，继电保护装 置会迅速动作，切除故障部分， 防止故障扩大，保证电力系统安 全稳定运行。
继电保护的分类
根据保护对象的不同，继电保护可以分为输电线路保护、发电机保护、变压器保护、 电动机保护等。
根据保护原理的不同，继电保护可以分为电流保护、电压保护、距离保护、差动保 护等。
根据保护动作的输出方式不同，继电保护可以分为过流保护、速断保护、方向保护 等。
大数据在继电保护中的应用
总结词
大数据技术为电力系统继电保护提供了 海量的数据支持和分析能力，有助于揭 示保护装置的运行规律和潜在风险。
VS
详细描述
大数据技术通过对电力系统运行过程中产 生的海量数据进行采集、存储和分析，能 够揭示继电保护装置的运行规律和潜在风 险。通过对这些数据的挖掘和处理，可以 实现对保护装置的优化配置和预警监测， 提高保护系统的可靠性和稳定性。
变压器及发电机保护整定计算
保护 1 次侧动作电流 I s0=2A ( 设定范围 0.5A 75A)
动作时间 t0=2s 动作于报警
5） 不平衡保护 46－p76 采用施耐德 IDMT 反时限保护
动作电流 Is＝15%I b＝ 0.15 412.4＝62A（设定范围 10%-50%Ib） 动作时间系数 T＝ 0.6s（T 为 5Ib 时的动作时间，设定范围 0.1 —1.0s）
3974/465=8.54 倍时，动作时间不应小于 1.5s，查上述曲线得 k=1.36， 于是， Ts10＝ 1.50/1.36=1.103s，取 Ts10＝1.20s（整定范围 100ms 12.50s）。
校验是否满足：
二次侧最大穿越性短路电流时的动作时间
即 I/Is=3974/465=8.54,查曲线得： k=1.36
b 电流设定
按躲过最大可能出现的过负荷电流整定，取过载系数 2.2
动作电流 Is＝（ 1.2 2.2 ×412.4)/0.93=1170.6A=1.951n I 取 I s＝ 2.0In=1200A(设定范围 0.1In 24In) 动作时间： T＝1.5s（设定范围 0.05－ 300s）
保护灵敏度： Ks＝0.866 3798/1200=2.74 1.5 满足要求。
I 1.0 (2291-0.8 459)+6.5 459 =4907A 即 I/Is=4907/2580=1.9，查曲线得： k=42，t＝ 1.1 42=46.2s 满足起动或自起动要求。 b 定时限保护 动作电流 Is=0.86I’n=2580A(设定范围 0.1In 24In) 动作时间 t=12s 报警 S40—Ｂ的其它功能 OFF
Ts10＝ 1.20/1.238=0.97s，取 1.10s（整定范围 100ms 12.50s）。 校验是否满足：
发电机变压器继电保护整定计算
发电机变压器继电保护整定计算发电机变压器继电保护是保护电力系统中发电机和变压器的重要设备之一，其主要作用是在发生故障时，快速有效地保护发电机和变压器，防止其受到损坏，保证电力系统的可靠运行。
在发电机变压器继电保护中，整定计算是一个非常重要的环节，它确定了保护装置的参数设置，直接影响到保护装置的动作性能和可靠性。
本文将对发电机变压器继电保护整定计算进行详细介绍。
1.整定准则的确定：整定准则是进行整定计算的基础。
其主要目标是在满足保护要求的前提下，尽可能地提高保护装置的可靠性和灵敏性。
在确定整定准则时，需要综合考虑发电机和变压器的特性、运行条件和重要性等因素。
2.整定参数的选择：发电机变压器继电保护装置的整定参数包括电流、电压、时间和速率等。
在选择整定参数时，需要综合考虑故障类型、故障程度和保护要求等因素。
一般情况下，保护装置的电流整定值应小于发电机和变压器的额定电流值，时间整定值应根据故障类型和重要性确定。
3.整定计算方法的选择：发电机变压器继电保护的整定计算方法主要有经验整定法和数学模型整定法两种。
经验整定法是根据经验公式和经验值进行计算，适用于简单的保护装置和电气系统。
数学模型整定法是通过建立数学模型，运用数理统计和计算机仿真等方法进行计算，适用于复杂的保护装置和电气系统。
4.整定计算的步骤：整定计算一般包括以下几个步骤：（1）收集和分析工程资料：包括工程图纸、设备参数、故障记录和运行记录等。
（2）确定整定准则：根据系统要求和保护目标，制定整定准则。
（3）选择整定参数：根据故障类型、故障程度和保护要求等因素，选择合适的整定参数。
（4）选择整定计算方法：根据保护装置和电气系统的特点，选择合适的整定计算方法。
（5）进行整定计算：根据整定准则和选择的整定参数，进行整定计算。
（6）验证和调整：对整定参数进行验证和调整，确保整定计算的准确性和可靠性。
5.整定计算的注意事项：在进行发电机变压器继电保护的整定计算时，需要注意以下几个问题：（1）保护装置的可靠性：保护装置的可靠性是整定计算的核心问题，需要在满足保护要求的前提下，尽可能提高保护装置的可靠性。
发电机变压器单元接线保护配置
第一章概述第一节发变组的故障及异常状况一、发电机可能发生的故障和异常运行状况及所需保护由于发电机结构复杂，发生故障的可能性较大，同时系统故障的可能性也较大，系统故障甚至可能损伤发电机，按照各种故障对发电机可能造成的损坏程度的不同，发电机的故障一般可分为故障和异常运行两大工况，并各自设置相应的保护。
大型发电机可能的故障和相应的保护综述如下：（1）定子绕组相间短路故障。
会引起巨大的短路电流，严重烧损发电机。
需要装设瞬时动作的纵联差动保护。
（2）定子绕组匝间短路故障。
故障时同样会引起巨大短路电流而烧毁发电机。
要求装设瞬时动作的专用匝间短路保护。
（3）定子绕组单相接地故障。
是常见的故障之一，通常因绝缘破坏使得绕组对铁心短路而引起，故障时的接地电流引起的电弧一方面灼伤铁心，另一方面会进一步破坏绝缘，导致严重的定子绕组两点接地，造成匝间或相间短路。
因此对于大型发电机，规定装设能灵敏地反应全部绕组接地故障的100%定子绕组接地保护。
（4）发电机转子接地故障。
又分为一点接地和两点接地。
转子一点接地后可能诱发转子绕组两点接地，而两点接地会因磁场不平衡而引发机组剧烈震动，造成灾难性后果。
因此大型汽轮发电机要求同时装设转子回路一点接地和两点接地保护。
（5）发电机失磁故障。
发电机失磁或部分失磁是发电机常见故障之一，要求及时检测到失磁故障，并根据失磁过程的发展，采用不同的措施，来保证系统和发电机的安全，因此需要装设失磁保护。
除此之外，各种系统异常工况或调节装置故障也可能使发电机处在异常运行状态，从而危及发电机安全，因此也需要装设相应的保护装置。
如：（1）负荷不对称出现的负序电流可能引起发电机转子表层过热，需装反时限不对称过负荷保护。
（2）对于对称过负荷，需装反时限对称过负荷保护。
（3）对于励磁回路过负荷，需要装设反时限转子过负荷保护。
（4）与系统并列运行的发电机可能因机、炉保护动作等原因将汽门关闭而引起逆功率运行，为防止汽轮机叶片与残留尾气剧烈摩擦过热而损坏汽轮机，应装设逆功率保护。
核电厂电气系统-同步发电机、主变压器继电保护
• 4.发电机励磁回路一点或两点接地故障
•
电气运行
• 5.失磁
• 由于励磁系统故障，会引发失磁（全失磁或部分失 磁），使发电机进入异步运行，对系统和发电机的安全 运行都有很大影响。
电气运行
• 二、发电机不正常运行状态 • （1）定子负序过流 • 发电机承受负序电流的能力非常弱，很小的负序电流 流经定子绕组就可能会引起转子部件的严重过热，甚至会 烧损转子铁芯、槽楔和护环。大机组上，一般都配臵两套 反应负序电流的保护。 • • （2）定子对称过流 • 当外部发生三相短路时，会引起发电机定子过热，因此 应有反应对称过流的保护。
• (8)启停机故障
• 发电机在给励磁前，有可能已发生了绝缘被破坏的 故障，若能在加励磁升压前及时检测，就可以避免更大的 事故发生。对于大型发电机机组，具有启停故障检查功能， 对于发电机的安全将十分有利。
• (9)逆功率
• 发电机在运行中从系统吸收有功时，会引起汽轮机的 鼓风损失而引起汽轮机发热损坏。
• 1．定子绕组相间短路
• 定子绕组发生三相或两相短路时，引起很大的短路电 流，造成绕组过热，故障点产生的电弧使绕组绝缘损坏， 甚至会导致发电机着火。这是发电机内部最严重的故障。 通常见到的发电机定子绕组单相接地故障是由于绝缘损 坏而引起的绕组一相碰壳。在中性点非直接接地系统中运 行的发电机单相接地后，发电机机端电压系统对地电容电 流的总和，流经定子铁芯。当此电流较大时，如超过 5A ， 可能使绕组接地处铁芯局部熔化，还有可能扩大成为相间 短路。接地时非故障相电压升高，影响绝缘。
• 2.定子绕组单相接地
•
电气运行
• 3.定子绕组一相匝间短路
• 定子绕组某一相发生匝间短路时，被短路的各匝将有短 路电流流过，产生局部过热，破坏绕组绝缘，并可能发展 为单相接地故障或相间短路故障。 当发电机励磁回路发生一点接地时，由于没有构成接 地电流的通路，故对发电机没有直接的危害。但是如果在 一点接地故障未消除时，另一点又接地，则形成两点接地 故障。此时，除可能使励磁绕组和铁芯损坏外，还会因转 子磁通的对称性被破坏，使机组产生剧烈的机械振动，尤 其对凸极的水轮发电机情况更为严重。所以，水轮发电机 不允许励磁回路带一点接地运行。
过激磁保护
L2
L3
t t j0
M 12
0.18K t
M n nop
式中：t—保护动作时限（s）； t —时间起始值，一般取为0.8； K —整定时间倍率， K 1 ~ 63 M—保护启动倍率； n n 可取为1.05~1.10，即对应 t 的允许持续过励磁倍数。 —保护过激磁倍数启动值， 电压取自机端TV的线电压 U 。
2.2.3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。 2.2.4参数监视 点击进入变压器反时限过激磁保护监视界面，可监视保护的整定值，过激磁倍 数等有关信息。
2.2.2 反时限过激磁保护 突加电压，满足过激磁倍数，保护出口，记录动作时间。 反时限过激磁倍数定值 1.07 1.08 1.09 1.10 1.12 1.15 1.19 时间动作 60s 45s 30s 20s 15s 10s 7.5s 动作值 1.07 1.08 1.09 1.10 1.12 1.15 1.19 动作时间 63.213 46.896 31.232 21.345 16.231 9.873 7.336
发电机（变压器）过激磁保护
一、保护原理
发电机（变压器）会由于电压升高或者频率降低而出现过激磁，如与系统并列 运行的变压器，由于分接头连接不正确，使变压器的电压过高引起过激磁。对于 升压变压器的过激磁，大多数在未与系统并列的情况下发生，主要原因有：发变 组在与系统并列之前，由于操作上的过失，误加了较大的励磁电流；发电机起动 过程中，转子在低速下预热时，由于操作上的过失，误将发电机电压上升到额定 值，使变压器由于频率低而产生过激磁；在切除机组的过程中，主汽门关闭，出 口断路器断开，而灭磁开关拒动，此时原动机减速，但自动调节励磁装置力求保 持机端电压为额定值，从而使变压器因频率降低而引起过激磁。事实上，正常情 况下突然甩负荷也要引起相当严重的过激磁。因此，大容量变压器应装设过激磁 保护。对于300MW及以上发电机，当发电机与主变压器之间无断路器而共用一套 过励磁保护时，其整定值按发电机或变压器过励磁能力较低的要求整定。当发电 机及变压器间有断路器而分别配置过励磁保护时，其定值按发电机与变压器允许 的不同过励磁倍数分别整定。 过激磁保护反应过激磁倍数而动作，过激磁倍数n或 定义如量； U、f—电压、频率； Ue、fe —额定电压、额定频率； U*、f*—电压标么值、频率标么值。
电气课件（主接线图、发电机、变压器）
电气课件主接线图发电机变压器二、电气运行安全知识电气课件一、电气一次系统图一、电气主接线的基本接线形式汇流母线单母线、单母线分段、单母线分段带旁母、双母线、双母线分段、双母线带旁母、23接线、变压器母线无汇流母线单元及扩大单元接线、桥型内、外接线、角型接线电气主接线图的作用电气主接线图对电气设备的选择、配电装置的布置、电能的质量和安全运行等都起决定性作用。
所以电气专业人员必须熟悉掌握电气主接线图发电机变压器线路单元接线1.接线简单、使用设备少。
2.线路故障或检修时 变压器停运 反过来同样。
3.适用于只有一台变压器和一回线路时或当发电厂内不设高压配电装置、直接将电能送至系统枢纽变电站的情况。
我司发电机出口无甲刀闸。
输送功率及距离110KV功率1050MW、距离50 150KM。
220KV功率100150MW、距离2000300KM500KV功率10001500MW、距离250 1000KM 我公司2135兆瓦热电联产工程厂内电气主接线原定设计为双母线接线 此种接线方式虽然具有供电可靠 调度灵活及便于扩建等优点 但这种接线方式所用设备较多 配电装置复杂 经济性较差 在运行中隔离开关作为操作电器 很容易发生误操作事故 并且对于实现自动化不方便 当母线故障时 须切除较多的电源和线路经济性好。
单元接线是发电机经变压器直接接入春林变电站 需要断路器及隔离开关的数量要远远小于双母线接线 如果按国内六氟化硫开关的配置 仅此一项就可节约近200万元。
另外启备变的电压等级也由220kv降到110kv这一项也可节省投资100万元。
单元接线方式的占地面积也要远远小于双母线接线所占用的面积 这也更符合我公司的实际情况。
还有 单元接线的保护配置也更加简单化 没有了升压站母线保护。
可靠性较高。
单元接线的最突出的特点就是开关设备少 操作简单 设备少相对来说也就是减少了设备的故障率 操作简单也就减少的设备误操作的次数 所以可靠性相对也就提高了。
发电机-变压器组双重化保护的分析
提 出 了更 高 的要 求 。 国家 电 力 公 司 于 ２０ ０２年 发 布 了 应被 保护 设备 的 各种 故 障及异 常状 态 ， 并能 动作 于跳 闸
防止 电力 生产 重大 事 故的 二十 五项 重 点要 求 ’ 电保 ， 继
广 科 总 期ｌ ７ 东 技 。 第 。 １ ７
ห้องสมุดไป่ตู้
济损 失 ； 后者 主 要 是 为 了保 证机 组 运 行 的连 续 性 ， 高 提 联 系密 切 ， 在运 行 中发 生 问题 也难 以处 理 ， 以 《 施细 所 实 电厂 的经济 效益 。 则》 定 ＩＯ 规 Ｏ ＭＷ 及 以上容 量 的发 电机一 变压 器 组微机 保 发 电机一 变压 器组 的 继 电保护 原理 分 为 ：发 电机差 护应 按双 重化配 置 （ 电气 量保护 除外 ） 非 。大型 发 电机 组 动 保护 、 电机 定 子 匝问 短路 保护 、 发 主变 压器 差动 保 护 、
系。
１ ． 内对 发 电机 一 ２国 变压 器 组继 电保 护双 重化 的 规
定
（） 套 保 护装 置 的交 流 电压 、 流 电流 应 分 别取 ２每 交 自电压互 感 器和 电流 互 感器 互相 独立 的绕 组 ， 保护 范 其 为了减 少保 护设 备 自身 问题 造成 发 电机 一 变压 器 组 围应 交叉 重迭 ， 免死 区 。 避 的停运 或损 坏 ，对发 电机 一 压器 组保 护 的配 置和 性 能 变 （） 套保 护 均 应 含 完整 的差 动 及 后 备保 护 ， 反 ３每 能
提 出了更高 的要求 。
置的 双重 化进 行 了很 多有 益 的探索 和 实践 ， 是对 双 重 但 实施 双 重化配 置 的 目的 ，一是 在 设备 发 生故 障 时 ， 化配 置 的含 义 和 《 实施 细 则》 关条 款 的理 解 和 执 行还 有 防止 因保 护 装置拒 动 而给 故 障设 备造 成进 一 步 的损害 ； 存 在着 一些 分歧 。 二 是在 保 护装 置 故 障 、 常 或 检修 时 ， 免 因 为缺 少 保 异 避 由于大 型 电厂 的发 电机 一 变压 器 组保 护对 系统 和机
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第八章发电机-变压器保护举例本章以RCS-985发电机-变压器组成套保护装置为例。
第一节保护典型配置一、概述RCS－985采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的硬件系统，并配以32位CPU用作辅助功能处理。
是真正的数字式发电机变压器保护装置。
RCS－985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机、抽水蓄能机组等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足发电厂电气监控自动化系统的要求。
RCS－985提供一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。
根据实际工程需要，配置相应的保护功能。
对于一个大型发-变组单元或一台大型发电机，配置两套RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。
两套RCS-985取不同组TA，主保护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的跳闸线圈，因此，具有以下优点：（1）设计简洁，二次回路清晰；（2）运行方便，安全可靠，符合反措要求；（3）整定、调试和维护方便。
二、保护功能配置及典型配屏方案RCS-985装置充分考虑大型发电机变压器组保护最大配置要求。
包括了主变、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）的全部保护功能。
1．典型配置方案如图8-1所示发-变组单元，发-变组按三块屏配置，A、B屏配置两套RCS-985A，分别取自不同的TA，每套RCS-985A包括一个发-变组单元全部电量保护，C屏配置非电量保护装置。
图中标出了接入A屏的TA 极性端，其他接入B屏的TA极性端与A屏定义相同。
本配置方案也适用于100MW及以上相同主接线的发-变组单元。
图中为励磁机的主接线方式，配置方案也适用于励磁变的主接线方式。
2．配置说明（1）差动保护配置说明1）配置方案：对于300MW及以上机组，A、B屏均配置发-变组差动、主变差动、发电机差动、高厂变差动。
2）差动保护原理方案：对于发-变组差动、变压器差动、高厂变差动，需提供两种涌流判别原理，如二次谐波原理、波形判别原理等，一般一套装置中差动保护投二次谐波原理，另一套装置投波形判别原理。
发电机差动也具有两种不同原理的比率差动：比率差动、工频变化量差动。
（2）后备保护和异常运行保护配置说明A、B屏均配置发-变组单元全部后备保护，各自使用不同的TA。
1）对于零序电流保护，如没有两组零序TA，则A屏接入零序TA，B屏可以采用套管自产零序电流。
此方式两套零序电流保护范围有所区别，定值整定时需分别计算。
2）转子接地保护因两套保护之间相互影响，正常运行时只投入一套，需退出本屏装置运行时，切换至另一套转子接地保护。
3．外加20Hz电源定子接地保护配置配置外加20Hz电源定子接地保护时，需配置20Hz电源、滤波器、中间变流器、分压电阻、负荷电阻附加设备，附加设备单独组成一块屏。
4. 电流互感器配置说明（1）A、B屏采用不同的电流互感器；（2）主后备共用一组TA；图8-1RCS-985A机组保护方案配置示意图（3）主变差动、发电机差动均用到机端电流，一般引入一组TA 给两套保护用，对保护性能没有影响。
RCS-985保留了两组TA输入，适用于需要两组的特殊场合。
（4）主变差动、高厂变差动均用到厂变高压侧电流，由于主变容量与厂变容量差别非常大，为提高两套差动保护性能，一般保留两组TA分别给两套保护用，RCS-985通过软件选择，可以适用于只有一组TA的情况。
（5）220kV侧最好有一组失灵启动专用TA。
5. 电压互感器配置说明（1）A、B 屏尽量采用不同的电压互感器或互相独立的绕组。
（2）对于发电机保护，配置匝间保护方案时，为防止匝间保护专用TV高压侧断线导致保护误动，一套保护需引入两组TV。
如考虑采用独立的TV绕组，机端配置的TV 数量太多。
一般不能满足要求。
发电机机端建议配置三个TV 绕组：TV1、TV2、TV3，A屏接入TV1、TV3电压，B屏接入TV2、TV3电压。
正常运行时，A屏取TV1电压，TV3作备用，B 屏取TV2电压，TV3作备用，任一组TV断线，软件自动切换至TV3。
（3）对于零序电压，一般没有两个绕组，同时接入两套保护装置。
6. 失灵启动反措《实施细则》对失灵启动提出了详细的规定，失灵启动含有发-变组保护动作接点，由于断路器失灵保护的重要性，具体实施方案如下：（1）失灵启动不应与电量保护在同一个装置内，以增加可靠性；（2）失灵启动只配置一套。
第二节装置性能特征一、高性能硬件（1）DSP硬件平台RCS-985保护装置采用高性能数字信号处理器DSP芯片作为保护装置的硬件平台，为真正的数字式保护。
（2）双CPU系统结构RCS-985保护装置包含两个独立的CPU系统：低通、AD采样、保护计算、逻辑输出完全独立，CPU2系统作用于启动继电器，CPU1系统作用于跳闸矩阵。
任一CPU板故障，装置闭锁并报警，杜绝硬件故障引起的误动。
（3）独立的起动元件管理板中设置了独立的总起动元件，动作后开放保护装置的出口继电器正电源；同时针对不同的保护采用不同的起动元件，CPU板各保护动作元件只有在其相应的起动元件动作后，同时管理板对应的起动元件动作后才能跳闸出口。
正常情况下保护装置任一元件损坏均不会引起装置误出口。
（4）高速采样及并行计算装置采样率为每周24 点，且在每个采样间隔内对所有继电器（包括主保护、后备保护、异常运行保护）进行并行实时计算，使得装置具有很高的可靠性及动作速度。
（5）主后一体化方案TA、TV只接入一次，不需串接或并接，大大减少TA断线、TV断线的可能性，保护装置信息共享，任何故障，装置可录下一个发-变组单元的全部波形量。
二、保护新原理（1）变斜率比率差动保护性能比率差动的动作特性采用变斜率比率制动曲线(如图8-3)。
合理整定Kbl1和Kbl2的定值，在区内故障时保证最大的灵敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流。
为防止在TA 饱和时差动保护的误动，增加了利用各侧相电流波形判断TA 饱和的措施。
（2）工频变化量比率差动保护性能工频变化量比率差动保护完全反映差动电流及制动电流的变化量，不受正常运行时负荷电流的影响，可以灵敏地检测变压器、发电机内部轻微故障。
同时工频变化量比率差动的制动系数取得较高，其耐受TA 饱和的能力较强。
（3）涌流闭锁原理提供了二次谐波原理和波形判别原理两种方法识别励磁涌流，可经整定选择使用任一种原理。
（4）异步法TA饱和判据性能根据差动保护制动电流工频变化量与差电流工频变化量的关系，明确判断出区内故障还是区外故障，如判出区外故障，投入相电流、差电流的波形识别判据，在TA正确传变时间不小于5ms时，区外故障TA饱和不误动，区内故障TA饱和，装置快速动作。
（5）高灵敏横差保护性能采用了频率跟踪、数字滤波、全周傅氏算法，三次谐波滤过比大于100。
相电流比率制动的功能:••••1）外部故障时故障相电流增加很大，而横差电流增加较少，因此能可靠制动。
2）定子绕组轻微匝间故障时横差电流增加较大，而相电流变化不大，有很高的动作灵敏度。
3）定子绕组发生严重匝间故障时，横差电流保护高定值段可靠动作。
4）定子绕组相间故障时横差电流增加很大，而相电流增加也较大，仅以小比率相电流增量作制动，保证了横差保护可靠动作。
5）对于其他正常运行情况下横差不平衡电流的增大，横差电流保护动作值具有浮动门槛的功能。
（6）比率制动匝间保护性能采用了频率跟踪、数字滤波、全周傅氏算法，三次谐波滤过比大于100。
发电机电流比率制动的新判据:1）外部三相故障时故障电流增加很大, 而纵向零序电压增加较少,取电流增加量作制动量，保护能可靠制动；2）外部不对称故障时电流增加，同时出现负序电流，而纵向零序电压稍有增加，取电流增加量及负序电流作制动量，保护能可靠制动；3）定子绕组轻微匝间故障时纵向零序电压增加较大，而电流几乎没有变化，有很高的动作灵敏度。
•• 4）定子绕组严重匝间故障时，纵向零序电压高定值段可靠动作；5）对于其他正常运行情况下纵向零序电压不平衡值的增大，纵向零序电压保护动作值具有浮动门槛的功能。
（7）定子接地保护性能1）采用了频率跟踪、数字滤波、全周傅氏算法，三次谐波滤过比大于100；2）基波零序电压灵敏段动作于跳闸时，采用机端、中性点零序电压双重判据；3）三次谐波比率判据，自动适应机组并网前后发电机机端、中性点三次谐波电压比率关系，保证发电机起停过程中，三次谐波电压判据不误发信号；4）发电机正常运行时机端和中性点三次谐波电压比值、相角差变化很小,且是一个缓慢的发展过程。
通过实时调整系数（幅值和相位），使得正常运行时差电压为0。
发生定子接地时, 判据能可靠灵敏地动作。
（8）外加20Hz电源定子接地保护性能1）采用数字技术，精确计算定子接地电阻；2）设有两段定值，一段动作于信号，另一段动作于跳闸；3）零序电流保护不受20Hz电源影响，直接保护较严重的定子接地；4）可以满足双套配置方案.(9) 转子接地保护性能••••转子接地保护采用切换采样（乒乓式）原理，直流输入采用高性能的隔离放大器，通过切换两个不同的电子开关，求解四个不同的接地回路方程，实时计算转子绕组电压、转子接地电阻和接地位置，并在管理机液晶屏幕上显示出来。
••••若转子一点接地后仅发报警信号，而不跳闸，则转子两点接地保护延时自动投入运行,并在转子发生两点接地时动作于跳闸。
（10）失磁保护性能失磁保护采用开放式保护方案，定子阻抗判据、无功判据、转子电压判据、母线电压判据、定子减出力有功判据，可以灵活组合，满足不同机组运行的需要。
（11）失步保护性能失步保护采用三阻抗元件，采用发电机正序电流、正序电压计算，可靠区分稳定振荡与失步，能正确测量振荡中心位置，并且分别实时记录区内振荡和区外振荡滑极次数。
（12）TV断线判别发电机出口配置两组TV输入，任意一组TV断线，保护发出报警信号，并自动切换至正常TV，不需闭锁发电机与电压相关的保护。
对于变压器、高厂变与电压有关的保护则由控制字“TV断线投退原则”选择，TV断线时是否闭锁相应的保护。
（13）TA断线判别图8-2 硬件模块图采用可靠的TA 断线闭锁功能，保证装置在TA 断线及交流采样回路故障时不误动。
三、智能化操作（1）人机对话正常时，液晶显示时间、机组单元的主接线、各侧电流、电压大小和差电流大小。
键盘操作简单，采用菜单工作方式，仅有+、-、↑、↓、←、→、RST 、ESC 、ENT 等九个按键，易于学习掌握。
人机对话中所有的菜单均为简体汉字，打印的报告也为简体汉字，以方便使用。
（2）装置的全透明运行时，保护装置可以显示多达500个各种采样量、差流、相角值，通过专用软件可以监视多达1500 个装置内部数据，实现了保护装置的全透明。