发变组差动保护测试的方法和步骤

发变组差动保护测试的方法和步骤

摘要：本文介绍了组发电机差动保护的基本配置方案。通过对差动速断保护和

比例差动保护的制动面积进行分析，测试了比率制动差动保护原理并对发电机差

动保护的简易型测试方法和步骤进行了讨论。

关键词：发变组；差动保护；发电机

引言随着我国电力工业的迅猛发展 ,发电机也时刻受到外界负荷的影响。为了保证供电

的可靠性和连续性,必须对电力发电机继电保护装置的性能和动作可靠性做出相应的严格设置。

1.发电机差动保护的原理与配置

发电机纵差动保护是发电机的主保护，它采集发电机定子绕组两端的电流。如图1所示：发电机中性点侧和发电机出口断路器的各安装了一组电流互感器，它的二次侧输出直接

连接到发电机的主保护装置。根据两侧的电流相量差和差动保护整定值来决定是否动作。在

正常情况下，中性侧电流和出口侧的电流是大小相等，方向相同，两侧的差动电流是零。当

相间短路故障发生时，两侧的电流互感器的短路电流均流向短路点。此时，两侧电流的方向

相反，所以差动电流将不再为零。

事实上，由于类型、特性等存在不同，两侧的电流互感器存在一些差异。在正常情况下，两侧的每相绕组一次侧电流是相同的，但二次侧电流也可能存在不平衡电流。因此，对差动

保护动作电流的整定值不能太小，以躲开不平衡电流。根据上面的整定方法,可能导致差动保

护不能动作，需要等待故障进一步发展后，保护才能动作。但到那个时候，发电机可能已经

造成了巨大的伤害。

第三部分的动作区域包含比率制动差动保护和差动速断保护，只要任一条件满足，保护将会

动作。

2.发电机微机保护的测试方法

测试分为比率制动差动保护和差动速断保护两部分分别测试，其完整的测试连接如图3

所示。整定定值为，

根据测试结果表1的连接，正确设置系统保护装置的参数，可以使比率制动差动保护和

差动速断保护正确动作。

3.简易型比率制动差动保护的测试方法和流程

对于中小机组来说，由于测试设备较为简单，可以使用固定制动电流，改变差动电流，

寻找差动保护动作的关键点来判断保护是否正确动作，即为简易型保护测试方法。

（1）保护测试接线如图3所示，IA和IB是保护测试仪连接保护装置的差动保护电流输入，并根据正确的极性分别设定IA和IB的相角。

（2）向保护测试仪输入IA=1.5A，IB=0.5A,IA和IB的相角根据极性来设定。在保护测试

仪中设置IA、IB的电流步长为0.01A。在测试过程中使用手动功能增加/减少电流，使制动电

流不变，可以实现锁定制动电流Ir为2.0A如图4所示。然后逐渐增加差动电流Id，找到并

验证差动保护制动特性的当前值。

图4 比率制动差动保护的动作特性

采用手动调整电流的测试方法，首先用手动逐步减小测试电流，使IA=1.3A，IB=0.7A，然后将测试电流加入保护装置。此时Ir=2.0A，Id=0.6A，而且Id>Id0，但根据比率制动特性，保

护装置应可靠的不动作。当采用手动调整逐渐增加电流IA，沿垂线找到相应的差动保护电流。观察交流采样结果和差动保护电流、制动电流的计算值，记录当前保护的动作值。根据灵敏

度要求，当差动电流为整定值的95%时，保护装置应可靠的没有不动作。

根据上述方法进行实际测试，采用博电PW30保护测试仪对差动保护测试，试验结果如

表2所示。

从测试结果可以看出，当Ir < Ir0和Ir = Ir0时，保护动作完全正确，与图4的保护特性完全相符。当Ir >Ir0时，制动系数K的计算值与测量值基本一致，随着制动电流增加，误差越来越小。为了提高测试结果的准确性，可以使用较小的步长增加/减少测试的电流。

（3）验证正确性后，将保护装置的跳闸出口连接到保护测试仪，加入Ir=2.0A，Id=1.05A 电流，根据表2的计算，IA=1.525A，IB=0.475A.将IA、IB输入保护装置中，开始进行动作时间的测试。保护测试仪记录从加入1.05倍整定值的动作电流开始，到保护装置跳闸出口的时间。根据规程的规定，保护装置应具有速动性，其动作时间应小于40ms。

（4）根据表2，在比率制动差动保护的范围内，继续验证其保护动作的准确性、灵敏性和速动性。

4.结论

发电机差动保护是发电机组的主保护，其可靠性和灵敏度直接关系到发变组和电网的安全。因此，电厂应定期进行认真和详细的保护测试，特别是对主保护，以确保保护装置准确和可靠的动作。