发电机的继电保护整定计算课件.ppt
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发电机继电保护PPT课件
7.1.3 发电机保护装设的原则
总的原则
针对发电机的故障类型和不正常状态，根 据发电机的容量和重要程度和规程规定配 置相应的保护
保护配置
1. 纵差动保护：对1MW以上发电机的定子绕 组及其引出线的相间短路
2. 接地保护：对直接连于母线的发电机定子 绕组单相接地故障，当单相接地故障电流
7.1 发电机的故障类型、不正常 运行状态及其保护方式
图7.7 发电机电压系统的对地电容分布图
7.4 发电机定子绕组单相接地保护
7.4.2 利用零序电压构成的定子接地保护
为提高可靠性，两部分的保护区应相互重叠。
构成第二部分保护的方案主要有：
1. 发电机中性点加固定的工频偏移电压，其值为额定相电压的10 ％～15％。当发电机定子绕组接地时，利用此偏移电压来加大 故障点的电流（其值限制在10～25A左右），接地保护即反应 于这个电流而动作，使发电机跳闸。
7.1 发电机的故障类型、不正常运行状态及其保护 方式
7.1.2大型发电机组的特点及对继电保护的要求
对继保提出的新要求： ➢ 装设具有反时限特性的过负荷保护及过电
流保护。
➢ 大型机组更需要性能完善的失磁保护
➢ 用灵敏的匝间短路保护和漏水保护
➢ 装气隙不均保护和设计新的反应匝间短路
7.1 发电机的故障类型、不正常运行状态及其 保护方式
保护装置的整定电流，通常取发电机定子 绕组额定电流20～30％，即：
7.3 发电机定子绕组匝间短路保护
7.3.3 定子绕组零序电压原理的匝间短路保护
➢当发电机正常运行和外部相间短路 时，TVN1辅助二次绕组没有输出电压， 即3U0=0。
➢当发电机内部或外部发生单相接地 故障时，中性点电位升高为U0 ，由于 TVN1一次侧中性点不接地，开口三角 绕组输出电压为0V。
总的原则
针对发电机的故障类型和不正常状态，根 据发电机的容量和重要程度和规程规定配 置相应的保护
保护配置
1. 纵差动保护：对1MW以上发电机的定子绕 组及其引出线的相间短路
2. 接地保护：对直接连于母线的发电机定子 绕组单相接地故障，当单相接地故障电流
7.1 发电机的故障类型、不正常 运行状态及其保护方式
图7.7 发电机电压系统的对地电容分布图
7.4 发电机定子绕组单相接地保护
7.4.2 利用零序电压构成的定子接地保护
为提高可靠性，两部分的保护区应相互重叠。
构成第二部分保护的方案主要有：
1. 发电机中性点加固定的工频偏移电压，其值为额定相电压的10 ％～15％。当发电机定子绕组接地时，利用此偏移电压来加大 故障点的电流（其值限制在10～25A左右），接地保护即反应 于这个电流而动作，使发电机跳闸。
7.1 发电机的故障类型、不正常运行状态及其保护 方式
7.1.2大型发电机组的特点及对继电保护的要求
对继保提出的新要求： ➢ 装设具有反时限特性的过负荷保护及过电
流保护。
➢ 大型机组更需要性能完善的失磁保护
➢ 用灵敏的匝间短路保护和漏水保护
➢ 装气隙不均保护和设计新的反应匝间短路
7.1 发电机的故障类型、不正常运行状态及其 保护方式
保护装置的整定电流，通常取发电机定子 绕组额定电流20～30％，即：
7.3 发电机定子绕组匝间短路保护
7.3.3 定子绕组零序电压原理的匝间短路保护
➢当发电机正常运行和外部相间短路 时，TVN1辅助二次绕组没有输出电压， 即3U0=0。
➢当发电机内部或外部发生单相接地 故障时，中性点电位升高为U0 ，由于 TVN1一次侧中性点不接地，开口三角 绕组输出电压为0V。
继电保护整定、配置及定值管理.ppt
短路：横向，电压下降、电流急剧增加。
K(1)
K(2)
K(1．1)
断相：
单相 两相
K(3)
（2）几率：K(1) 、K(2) 、K(1．1) 、K(3) （3）后果：1）影响正常供电。
2）损坏故障设备、非故障设备。 3）系统稳定破坏，系统瓦解、崩溃。
继电保护基本概念
继电保护整定计算
2、继电保护概念
定义：能反映电力系统故障，并作用于断路器或发出生信号的一种自动装置。 在每一个需要保护的设备上配置。
3、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系
（1）选择性：有选择地切除故障。
1）只切除故障设备。
2）尽可能缩小停电范围。
思考：如何保证？通过保护原理、整定计算。
反映单侧电气量
通过整定计算
反映两侧电气量 通过原理
保证选择性
继电保护整定计算
继电保护基本概念
3、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系 （2）速动性：尽可能快。 因为故障持续时间越长，后果越严重。 1）与选择性间的矛盾：为什么很多保护（反映单侧电气量保护）人为加延时。 解决：如果系统、保护对象能承受，优先保证选择性。否则牺牲选择性，保证速动性。 2）与可靠性间的矛盾，速度越快，可靠性越差，因为延时意味着保护动作判据连续 判别成立，有一次不成立，判据返回、延时清零，不易误动和拒动；而速断保护判据 成立一次就出口，易误动。 解决：如果系统、保护对象能承受，速动保护可适当加延时。
可以解决保护拒动或者断路器拒动。（优点） 2) 对于高压系统（220kV，同步运行系统，存在稳定性问题）或者需快速切除故障的 系统，采用全线速动保护，采用反应两侧电气量保护，当地配置两套独立保护。 这种双重化的特点是：动作快（优点）
发电厂继电保护整定计算详细课件
三、失磁保护整定计算
• 总体配置
a）系统主判据—高压母线设低电压元件。 b）发电机判据—异步边界阻抗或静稳极限阻抗。 c）辅助判据—励磁低电压（或负序电压/电流） d）闭锁元件—电压回路断线闭锁 e）功能要求—发电机减出力，厂用切换或减励磁。
三、失磁保护整定计算
低励失磁保护主判据 a）低电压判据： 1）系统低电压； 2）机端低电压。 b）定子侧阻抗判据 1）异步边界阻抗圆； 2）静稳极限阻抗圆。 c）转子侧判据 1）转子低电压判据； 2）变励磁电压判据。
三、失磁保护整定计算
•
对于汽轮发电机，失磁保护宜瞬时或短延时
动作于信号，有条件的机组可进行励磁切换。失
磁后母线电压低于系统允许值时，带时限动作于
解列。当发电机母线电压低于保证厂用电稳定运
行要求的电压时，带时限动作于解列，并切换厂
用电源。有条件的机组失磁保护也可以动作于自
动减出力。当减出力至发电机失磁允许负荷以下，
U
2 BS
ZL
SBS
U
2 av
RL*
RL
S BS
U
2 BS
RL
S BS
U
2 av
X
* L
X
L
S BS
U
2 BS
XL
S BS
U
2 av
Z
* L
RL*
jX
* L
Z L RL jX L
二、短路电流计算 • 短路电1、发电机失磁概述
发电机失磁后，无功功率由正变负，功率因
三、失磁保护整定计算
当系统容量很大时，系统阻抗很小，系统侧母 线电压降低不多，此种情况下低电压元件并不动 作，说明失磁时不可能引起系统电压崩溃。 （8）机端低电压动作值
省电力公司发电机保护整定计算课件
省电⼒公司发电机保护整定计算课件第⼀节概述发电机的安全运⾏对保证电⼒系统的正常⼯作和电能质量起着决定性的作⽤，同时发电机本⾝也是⼀个⼗分贵重的电器元件，因此，应该针对各种不同的故障和不正常运⾏状态，装设性能完善的继电保护装置。
1故障类型及不正常运⾏状态：1．1 故障类型1)定⼦绕组相间短路：危害最⼤；2)定⼦绕组⼀相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路；3)定⼦绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化；4)转⼦绕组⼀点接地或两点接地：⼀点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转⼦磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转⼦绕组烧损；5)转⼦励磁回路励磁电流急剧下降或消失，即发电机低励或失磁：从电⼒系统吸收⽆功功率，从⽽引起系统电压下降，如果系统中⽆功功率储备不⾜，将使电⼒系统中邻近失磁发电机的某些电压低于允许值，破坏了负荷与各电源间的稳定运⾏，甚⾄可使系统因电压崩溃⽽⽡解。
6)发电机与系统失步：会出现发电机的机械量和电⽓量与系统之间的振荡，这种持续的振荡对发电机组和电⼒系统产⽣有破坏⼒的影响；7)发电机过励磁故障：并⾮每次都造成设备明显破坏，但多次反复过励磁，将因过热⽽使绝缘⽼化，降低设备的使⽤寿命。
1．2 不正常运⾏状态1)由于外部短路引起的定⼦绕组过电流：温度升⾼，绝缘⽼化；2)由于负荷等超过发电机额定容量⽽引起的三相对称过负荷，温度升⾼，绝缘⽼化；3)由于外部不对称短路或不对称负荷⽽引起的发电机负序过电流和过负荷：在转⼦中感应出100hz的倍频电流，可使转⼦局部灼伤或使护环受热松脱，从⽽导致发电机重⼤事故。
此外还会引起发电机100Hz的振动；4)由于突然甩负荷引起的定⼦绕组过电压：调速系统惯性较⼤，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；5)由于励磁回路故障或强励时间过长⽽引起的转⼦绕组过负荷；6）由于汽轮机主⽓门突然关闭⽽引起的发电机逆功率：当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些⼈为因素造成发电机转为电动机运⾏时，发电机将从系统吸收有功功率，即逆功率。
发电机的继电保护整定计算课件.ppt
Iop (0.2 ~ 0.3)I N
• 电流互感器的变比选择为：
nTA
0.25I N 5
12
3.4 发电机的单相接地保护
• 3.4.1 发电机定子接地故障电流计算 • 根据安全的要求，发电机的外壳都是接地的，因此，定子绕组因绝
缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。当接地电流比较大，能在 故障点引起电弧时，将使绕组的绝缘和定子铁心烧坏，并且也容易 发展成相间短路，造成更大的危害。我国规定，当接地电容电流等 于或大于5A时，应装设动作于跳闸的接地保护，当接地电流小于5A 时，一般装设作用于信号的接地保护。 • 在中性点不接地的发电机中，定子单相接地电流是经过定子绕组和 其相连的电网对地电容电而流通的。如图4-4。
7
• •
•
3灵．I敏k灵.m度i敏n—计度—算检为发验电机出口两相K短s路en 时，I流Iko.p过m.bi保n 护的≥最2小短路电流。可
取单机方式或当系统最小方式下发电机故障时。
• 4．电流回路断线信号
• 按躲过发电机正常运行情况下最大不平衡电流整定。但对继电器来 讲，当电流互感器二次回路断线时，继电器还应满足热稳定要求。 通常这是保护动作电流的决定条件，因此一般选择为
• 流之差的原理，即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。
9
图4-2 大容量发电机内部接线示意图
10
图4-3 发电机绕组匝间短路的电流分布 （a）在某一绕组内部匝间短路；（b）在同相不同绕组匝间短路
11
• 横差保护的整定：
• 保护装置的动作电流按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡 电流整定。由于不平衡电流数值难以确定，因此实用上按下式整定， 即：
• 1．动作电流的计算 • （1）按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定：
• 电流互感器的变比选择为：
nTA
0.25I N 5
12
3.4 发电机的单相接地保护
• 3.4.1 发电机定子接地故障电流计算 • 根据安全的要求，发电机的外壳都是接地的，因此，定子绕组因绝
缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。当接地电流比较大，能在 故障点引起电弧时，将使绕组的绝缘和定子铁心烧坏，并且也容易 发展成相间短路，造成更大的危害。我国规定，当接地电容电流等 于或大于5A时，应装设动作于跳闸的接地保护，当接地电流小于5A 时，一般装设作用于信号的接地保护。 • 在中性点不接地的发电机中，定子单相接地电流是经过定子绕组和 其相连的电网对地电容电而流通的。如图4-4。
7
• •
•
3灵．I敏k灵.m度i敏n—计度—算检为发验电机出口两相K短s路en 时，I流Iko.p过m.bi保n 护的≥最2小短路电流。可
取单机方式或当系统最小方式下发电机故障时。
• 4．电流回路断线信号
• 按躲过发电机正常运行情况下最大不平衡电流整定。但对继电器来 讲，当电流互感器二次回路断线时，继电器还应满足热稳定要求。 通常这是保护动作电流的决定条件，因此一般选择为
• 流之差的原理，即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。
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图4-2 大容量发电机内部接线示意图
10
图4-3 发电机绕组匝间短路的电流分布 （a）在某一绕组内部匝间短路；（b）在同相不同绕组匝间短路
11
• 横差保护的整定：
• 保护装置的动作电流按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡 电流整定。由于不平衡电流数值难以确定，因此实用上按下式整定， 即：
• 1．动作电流的计算 • （1）按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定：
继电整定计算第二章ppt
2019/2/16
6
2、 变压器参数 正序电抗用铭牌值（即出厂实验值） 零序电抗，对于Y0/△ 的三相五柱式、壳式 单相变压器组其X0=X1 ，对于Y0/△的三相 三柱式变压器。其 X0<X1 据实测结果 X0≈(0.75~0.8)X1，目前变压器零序电抗应 实测为好。对于Y/Y0的三柱式变压器， X0=X1+Xμ具体值应实测。对Y0/Y全星形自 耦变压器零序电抗必须实测。
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1-4
短路计算常用公式与电流电压分布规律
计算电势（电压)Eε*的选取，在3kV以上的系统中 可取Eε*=1。在厂用系统和3kV以下的系统中，可 取降压变压器的高压母线 U*=1 （即取电源系统 的阻抗 Xxt=0 ）。 常用短路计算的公式见表2-1，表中设不考虑电阻， 各元件的正序阻抗等于负序阻抗，其短路电压变 化情况见图2-1，短路点的电流电压向量图见图22，变压器中零序电流分布见图2-3，各序电流的 分布按各序网的支路阻抗成反比分配，与其它序 网无关，而各序电流的绝对值则与各序综合电抗 有关。
E * I* Xd* X*
(2-4)
式中: Xd∞* ——发电机同步电抗标么值。 X*——发电机以外的网络电抗标么值
2019/2/16
10
在额定励磁电流I L *＝1情况下，机端三相短路 的稳态电流 I∞ = E∞* /Xd∞* ＝0· k· Z 上述计算结果用于I∞·X≤Ue时 。 若I∞·X>Ue 说明机端电压不变了， 则改用下式:
13
2019/2/16
不对称短路：短路点非故障相中无短路电 流，但对于双电源线路路中的非故障相电 流不一定为零。因为各支路中两侧的正序 电抗、负序电抗、零序电抗三者之比一般 是不相同的，因而各支路中各序电流之比 与短路点各序电流之比也不相同，故各支 路中非故障相的全电流即 I1 向量和必 I 2 I3 然不为零。 各点的序电压，在不对称短路计算中都是 相电压值，当需用线电压时正、负序线电 压是相电压大 3 的倍，零序电压各相相同， 其相间电压为零。
发电机继电保护整定计算
横差保护动作电流：
电流互感器变比：
二、反应零序电压的匝间短路保护
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。
三、反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护
发电机定子绕组发生匝间短路时，在转子回路中将出现2 次谐波电流，因此利用转子中的2次谐波电流，可以构成 匝间短路保护。
4.定子绕组单相接地保护
双频式定子绕组接地保护是由基波零序电压和3次谐波电 压保护构成。基波零序电压保护定子绕组的90%左右，3 次谐波电压保护反应定子绕组其余部分的接地故障。 基本原理：正常情况下，机端3次谐波电压总是小于中性 点3次谐波电压：
发电机中性点不接地时3次谐波等值电路
即：Us3＜UN3
定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布：
发电机定子绕组距中性点α 处发生 金属性单相接地，则恒有：
其比值为：当α ＜50%,Us3＞UN3;当α >50% 时,Us3<UN3。利用Us3作为动作量，利用UN3作 为制动量，构成的接地保护动作范围0～50%。
4.发电机励磁回路保护
一、励磁回路一点接地保护 1、绝缘检查装置 正常时，两电压表的读数相等，当励磁回路对地绝缘水平下降时， 两电压表读数不相等。 缺点是：在励磁绕组中点接地时，两电压表 读数也相等，即存在动作死区。 2、直流电桥式一点接地保护 通过合理选择、调整各臂电阻值。可 做到励磁绕组正常运行时，电桥处于平衡状态。当励磁绕组发生一 点接地时，电桥失去平衡，流过继电器的电流大于其动作电流，保 护动作。 缺点是：接地点靠近中点M时，保护无法动作（有死区）。 消除死区措施： ①在电阻R1的桥臂中串接了非线性元件稳压管，其阻值随外加励磁 电压的大小而变化，因此，保护装置的死区随励磁电压改变而移动 位置。这样在某一电压下的死区，在另一电压下则变为动作区，从 而减小了保护拒动的机率。 ②转子偏心和磁路不对称等原因产生的 转子绕组的交流电压，使转子绕组中点对地电压不保持为零，而是 在一定范围内波动。利用这个波动的电压来消除保护死区。
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第三部分 发电机继电保护整定计算
1
3.1 发电机保护的种类
• 根据《继电保护和自动装置技术规程》DL400-91的规定，在容量为1000kW以 上的发电机上，按不同容量和机组特点的要求，可能装设以下保护装置：
• (1)纵联差动保护； • (2)定子绕组接地保护。 • (3)横联差动保护。 • (4)负序过电流保护 • (5)电压元件闭锁的电流保护和过负荷保护 • (6)失磁保护 • (7)转子回路接地保护 • (8)强行励磁，强行减磁 • (9)水轮机过电压保护
Kts ——电流互感器同型系数；
• （2）躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流
I op.c侧的最大负荷电流，当无法确定时，可用
基本侧变压器的额定电流。
• 选用上两式计算得出的最大值作为选用值，并折合至二次侧，这样
差动继电器动作值为
2
• 对于l00MW及以下的发电机，当与系统并列运行时，可简化装设电 流速断保护，代替纵联差动保护。 3.2 纵联差动保护整定计算
• BCH-2型发电机差动保护整定计算：
3
• 图3-1 发电机纵差保护原理接线
4
• 由BCH-2型差动继电器构成的差动保护，因有直流助磁特性，因而 当非周期分量出现时，继电器的动作电流就大为增加，从而提高了 外部短路时暂态不平衡电流的性能。这时，继电器在无直流助磁时， 继电器的动作安匝为60±4安匝；当它用于保护发电机时，其动作电 流可在1.5~12A范围内调整。差动保护的整定步骤如下：
7
• •
•
3灵．I敏k灵.m度i敏n—计度—算检为发验电机出口两相K短s路en 时，I流Iko.p过m.bi保n 护的≥最2小短路电流。可
取单机方式或当系统最小方式下发电机故障时。
• 4．电流回路断线信号
• 按躲过发电机正常运行情况下最大不平衡电流整定。但对继电器来 讲，当电流互感器二次回路断线时，继电器还应满足热稳定要求。 通常这是保护动作电流的决定条件，因此一般选择为
至一次。其二次值的计算见有关资料。
17
18
I op.r .c al
K I con op.cal nTA
6
K con
—— 接线系数；
差动线圈匝数W为w：.cal
AW0 I op.r .ac l
• 2．短路线圈抽头选择
• 由于短路线圈的匝数越多，直流助磁作用愈强，躲开非周期分量的性 能也愈好。但在保护范围内短路，故障电流初始值中也含有非周期分 量，差动继电器要等到非周期分量误减到一定程度后动作，所以保护 动作慢，因此作为发电机差动保护，短路线圈匝数应少一些，一般取 “A-A”。
Iop (0.2 ~ 0.3)I N
• 电流互感器的变比选择为：
nTA
0.25I N 5
12
3.4 发电机的单相接地保护
• 3.4.1 发电机定子接地故障电流计算 • 根据安全的要求，发电机的外壳都是接地的，因此，定子绕组因绝
缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。当接地电流比较大，能在 故障点引起电弧时，将使绕组的绝缘和定子铁心烧坏，并且也容易 发展成相间短路，造成更大的危害。我国规定，当接地电容电流等 于或大于5A时，应装设动作于跳闸的接地保护，当接地电流小于5A 时，一般装设作用于信号的接地保护。 • 在中性点不接地的发电机中，定子单相接地电流是经过定子绕组和 其相连的电网对地电容电而流通的。如图4-4。
Iop.cal 0.2I N / nTA
• 动作时限应大于后备保护动作时限。
8
3.3 发电机横差保护整定计算
• 在大容量发电机中，由于额定电流很大，其每相都是由两个（或更 多个）并联的绕组组成的，如图4-2、图4-3所示。在正常情况下， 两个绕组中的电动势相等，各供出一半的负荷电流。而当任一个绕 组中发生匝间短路时，两个绕组中的电动势就不再相等，因而会由 于出现电动势差而产生一个均衡电流，在两个绕组中环流。因此， 利用反应两个支路电图4-2 大容量发电机内部接线示意图
1 K re
(Krel 3I0G
Krel Iunb )
16
K re—l —可靠系数，当接地保护带0.5～1s的动作时限时，取2~3，
其中较大的动作时间，采用较小的值。
K r—el —可靠系数，取1.5
3I 0G——被保护发电机之电容电流
Iunb——发电机外部短路时，变流器产生的最大不平衡电流一次
值。 • 其中一次不平衡电流与多种因素有关，故先计算其二次值，再折算
13
• 图4-4 发电机内部单相接地时的电流分布
14
各相对地电压： 故障点的零序电压：
15
• 发电机的接地电容电流和电网接地电容电流分别为：
• 3.4.2 利用零序电流构成的定子接地保护
• 保护定值的整定：按躲过发电机外部发时生单相接地并伴随两相短 路时产生的最大不平衡电流来整定，即：
I op
• 流之差的原理，即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。
9
图4-2 大容量发电机内部接线示意图
10
图4-3 发电机绕组匝间短路的电流分布 （a）在某一绕组内部匝间短路；（b）在同相不同绕组匝间短路
11
• 横差保护的整定：
• 保护装置的动作电流按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡 电流整定。由于不平衡电流数值难以确定，因此实用上按下式整定， 即：
• 1．动作电流的计算 • （1）按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定：
Iop.cal K I rel unb. max Krel Kts fer I k. max
5
• 式中
K r—el —可靠系数，取1.3；
I k—.ma—x 最大外部短路电流周期分量；
f er——电流互感器相对误差，取0.1；
1
3.1 发电机保护的种类
• 根据《继电保护和自动装置技术规程》DL400-91的规定，在容量为1000kW以 上的发电机上，按不同容量和机组特点的要求，可能装设以下保护装置：
• (1)纵联差动保护； • (2)定子绕组接地保护。 • (3)横联差动保护。 • (4)负序过电流保护 • (5)电压元件闭锁的电流保护和过负荷保护 • (6)失磁保护 • (7)转子回路接地保护 • (8)强行励磁，强行减磁 • (9)水轮机过电压保护
Kts ——电流互感器同型系数；
• （2）躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流
I op.c侧的最大负荷电流，当无法确定时，可用
基本侧变压器的额定电流。
• 选用上两式计算得出的最大值作为选用值，并折合至二次侧，这样
差动继电器动作值为
2
• 对于l00MW及以下的发电机，当与系统并列运行时，可简化装设电 流速断保护，代替纵联差动保护。 3.2 纵联差动保护整定计算
• BCH-2型发电机差动保护整定计算：
3
• 图3-1 发电机纵差保护原理接线
4
• 由BCH-2型差动继电器构成的差动保护，因有直流助磁特性，因而 当非周期分量出现时，继电器的动作电流就大为增加，从而提高了 外部短路时暂态不平衡电流的性能。这时，继电器在无直流助磁时， 继电器的动作安匝为60±4安匝；当它用于保护发电机时，其动作电 流可在1.5~12A范围内调整。差动保护的整定步骤如下：
7
• •
•
3灵．I敏k灵.m度i敏n—计度—算检为发验电机出口两相K短s路en 时，I流Iko.p过m.bi保n 护的≥最2小短路电流。可
取单机方式或当系统最小方式下发电机故障时。
• 4．电流回路断线信号
• 按躲过发电机正常运行情况下最大不平衡电流整定。但对继电器来 讲，当电流互感器二次回路断线时，继电器还应满足热稳定要求。 通常这是保护动作电流的决定条件，因此一般选择为
至一次。其二次值的计算见有关资料。
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I op.r .c al
K I con op.cal nTA
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K con
—— 接线系数；
差动线圈匝数W为w：.cal
AW0 I op.r .ac l
• 2．短路线圈抽头选择
• 由于短路线圈的匝数越多，直流助磁作用愈强，躲开非周期分量的性 能也愈好。但在保护范围内短路，故障电流初始值中也含有非周期分 量，差动继电器要等到非周期分量误减到一定程度后动作，所以保护 动作慢，因此作为发电机差动保护，短路线圈匝数应少一些，一般取 “A-A”。
Iop (0.2 ~ 0.3)I N
• 电流互感器的变比选择为：
nTA
0.25I N 5
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3.4 发电机的单相接地保护
• 3.4.1 发电机定子接地故障电流计算 • 根据安全的要求，发电机的外壳都是接地的，因此，定子绕组因绝
缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。当接地电流比较大，能在 故障点引起电弧时，将使绕组的绝缘和定子铁心烧坏，并且也容易 发展成相间短路，造成更大的危害。我国规定，当接地电容电流等 于或大于5A时，应装设动作于跳闸的接地保护，当接地电流小于5A 时，一般装设作用于信号的接地保护。 • 在中性点不接地的发电机中，定子单相接地电流是经过定子绕组和 其相连的电网对地电容电而流通的。如图4-4。
Iop.cal 0.2I N / nTA
• 动作时限应大于后备保护动作时限。
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3.3 发电机横差保护整定计算
• 在大容量发电机中，由于额定电流很大，其每相都是由两个（或更 多个）并联的绕组组成的，如图4-2、图4-3所示。在正常情况下， 两个绕组中的电动势相等，各供出一半的负荷电流。而当任一个绕 组中发生匝间短路时，两个绕组中的电动势就不再相等，因而会由 于出现电动势差而产生一个均衡电流，在两个绕组中环流。因此， 利用反应两个支路电图4-2 大容量发电机内部接线示意图
1 K re
(Krel 3I0G
Krel Iunb )
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K re—l —可靠系数，当接地保护带0.5～1s的动作时限时，取2~3，
其中较大的动作时间，采用较小的值。
K r—el —可靠系数，取1.5
3I 0G——被保护发电机之电容电流
Iunb——发电机外部短路时，变流器产生的最大不平衡电流一次
值。 • 其中一次不平衡电流与多种因素有关，故先计算其二次值，再折算
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• 图4-4 发电机内部单相接地时的电流分布
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各相对地电压： 故障点的零序电压：
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• 发电机的接地电容电流和电网接地电容电流分别为：
• 3.4.2 利用零序电流构成的定子接地保护
• 保护定值的整定：按躲过发电机外部发时生单相接地并伴随两相短 路时产生的最大不平衡电流来整定，即：
I op
• 流之差的原理，即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。
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图4-2 大容量发电机内部接线示意图
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图4-3 发电机绕组匝间短路的电流分布 （a）在某一绕组内部匝间短路；（b）在同相不同绕组匝间短路
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• 横差保护的整定：
• 保护装置的动作电流按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡 电流整定。由于不平衡电流数值难以确定，因此实用上按下式整定， 即：
• 1．动作电流的计算 • （1）按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定：
Iop.cal K I rel unb. max Krel Kts fer I k. max
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• 式中
K r—el —可靠系数，取1.3；
I k—.ma—x 最大外部短路电流周期分量；
f er——电流互感器相对误差，取0.1；