发电机纵差动保护培训资料
发电机的差动保护
从图 3可以看出 ,发电机 DG的 A、B、C三相各 有 2组绕组 ,形成了 2 个中性点 d1 和 d2 ,当发电机 通过正常负荷电流或外部短路电流时 , 2 个中性点 d1 上的电位 <1 和 d2 上的电位 <2 相同 ,中性点连接 线上没有电流通过 ,继电器 KA 不动作 。当任一相 的 1组绕组发生匝间短路或绕组脱焊时 , d1 和 d2 之 间的电位差 < = <1 - <2 ,中性点连接线上就有电流 通过 ,若此电流能够启动继电器 KA ,即可动作于发 电机的断路器跳闸和发电机灭磁 。
图 4 发电机纵联差保护原理
以图四 ( a)的中相为例 (其它两相的继电器未画出 , 原理相同 ) ,当发电机正常运行或在差动保护区外 ,
例如断路器的 B、C相短路 ,此时 1TA 和 2TA 一次侧 通过的电流大小相等 、方向相同 。由于 1TA 和 2TA 的同名端朝向同一方向 , 1TA 和 2TA 的二次侧异极 相连并列接在差动继电器 KA 的线圈上 , KA 中流过 的差动电流 iKA = i1 - i2 = 0,所以 KA 不动作 。
3 结语
要提高船舶的质量 ,必须增强船厂的质量意识 , 提高船厂造船技术的整体水平 。船检部门应该帮助 船厂培训技术人员和技术工人 ,督促船厂添置必要 的造船设备及检测工具 ,敦促船厂严格按造船规范 标准建造船舶 。
纵联差动保护原理
一、发电机相间短路的纵联差动保护将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I1 与 I2 反向流入，KD的电流为11TAIn- 22TAIn=1I' - 2I'≈0 ，故KD不会动作。
当在保护区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD的电流为：11TAIn+ 22TAIn=1I' +2I'=2kTAIn当2kTAIn大于KD的整定值时，即1I' - (3)max max/unb st unp i k TAI K K f I n=≠0 ,KD动作。
这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时，2k TAI n ≥Iset ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb 表示。
通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达：.min.min .min()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+式中：Kst ——同型系数，取；Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。
为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop=(Krel 为可靠系数，取）。
越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。
此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。
对于大、中型发电机，即使轻微故障也会造成严重后果。
为了提高保护的灵敏系数，有必要将差动保护的动作电流减小，要求最小动作电流=（IN 为发电机额定电流），而在任何外部故障时不误动作。
发电机保护及原理课程课件
三 发电机定子绕组 的单相接地保护
（一）、发电机定子绕组单相接地故障的分 ）、发电机定子绕组单相接地故障的分 析
1.定子绕组单相接地故障的零序电压 1.定子绕组单相接地故障的零序电压
1)当机端单相接地时 当机端单相接地时: 当机端单相接地时
& = 1 (U′ + U′ + U′ ) = 1 (U ′ + U ′ ) = −U & & & & & & U0 U V W V W U 3 3
转子绕阻绝缘破坏的故障形式及其危害
2 ．转子绕组两点接地
2． 1部分绕阻被短接，使励磁电流增大，转子绕阻因 过热而烧伤； 2．2故障点流过短路电流，烧伤转子本体； 2．3部分绕阻被短接，使气隙磁通失去平衡，引起机 体振动。 2．4对汽轮发电机，还可能使轴系和汽机磁化。
保护的构成原理
图 9—9 零序电压匝间短路保护 9 原理接线图
当发电机正常运行时： 1）当发电机正常运行时：
TV0 的第三绕组没有输出电压， 的第三绕组没有输出电压，
保护不动作。 即 3U0 = 0 ，保护不动作。 当发电机内部或外部发生单相接地故障时： 2）当发电机内部或外部发生单相接地故障时：
发电机纵差保护的原理
2. 标积制动式发电机纵差动保护原理
动作电流、制动电流及其动作判据： 动作电流、制动电流及其动作判据： 判据 动作电流： 动作电流： I op 制动电流： 制动电流：
& & = I1－ I 2
& & I res = S I 1 I 2 • cos θ
动作判据： 动作判据： I&1 − I&2
（三）、基波零序电压和三次谐波电压 ）、基波零序电压和三次谐波电压 构成的100％定子接地保护 构成的 ％
纵联电流差动保护-教学提纲
图1 输电线路纵联电流差动保护示意图
一、纵联电流差动保护概述
纵联电流保护仅反映线路内部故障，不反映 正常运行和外部故障。
理论上，具有输电线路内部短路时动作的绝 对选择性。
可以实现无时限跳闸（常用作主保护）。 按照动作原理分为：电流差动保护和电流相
位差动保护。
二、纵联电流差动保护的工作原理 ——故障特征分析
3、影响因素之三：负荷电流
重载线路发生高阻接地故障时，故障电流不大，穿越性 的负荷电流成为制动的主要因素。可能引起保护拒动。
M
.
Im
.
I m
.
Il
Rg
.
N
In
.
I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
谢谢！
输电线路纵联保护
纵联电流差动保护
主要内容
一、纵联电流差动保护概述 二、纵联电流差动保护的工作原理 （一）故障时电气量特征 （二）电流差动保护的基本原理 （三）相位差动保护的基本原理 三、同步测量方法 四、影响因素分析 五、致谢
一、纵联电流差动保护概述
M
.
IM
.
Im
d1
KD
.
Id
.
IN
.
In
N d2
op0
动作特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化的特性。
二、纵联电流差动保护的工作原理
——相位差动保护 1.电流相位特征
内部故障
外部故障
I& M
I& N
I& M
I& N
iM
iN
t
iM
t
t iN
t
I&M I& N 0
继电保护技术培训(差动保护)
利用变压器励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特征，通 过检测差动电流中的二次谐波分量大小来闭锁差动保护。 动作方程如下：
I cd 2＞K xb I cd
Icd2 Kxb Kxb A、B、C任一相中二次谐波分量值； 二次谐波制动系数；取值范围为0.1～0.35 对应相的差动电流数值；
二次谐波制动系数一般取0.2，若出现变压器空载合闸（充电）时 差动保护误动情况，可将系数值适当降低。
3.4 两折线比率差动保护整定值 A 制动系数Kz取值范围一般为0.3～0.5， 三折线特性时取较小值。 B 制动电流Ig取值范围一般为0.5～1.0IN， 一般取 1.0IN 较为合理。 C 门槛电流Iqd=Kz×IN 确保制动系数不随制动电流而变化。 D 差动速断电流Isd取值范围一般为4～ 10IN ，小容量变压器取较大值，反之 亦然。 注意：
外部故障时： I1 与 I 2 数值大小不等，但相位相反。 制动电流IZd ＞ 差动电流Icd 内部故障时： I1 与 I 2 数值大小不等，相位相同。 制动电流IZd ≈
1 差动电流Icd 2
原理示意图
四川能投集团继保培训
差动保护整定计算
四、变压器差动保护的整定计算
3.3 两折线比率差动保护动作方 程 任一相动作方程如下：
2.5 变压器励磁涌流的影响
所谓励磁涌流，就是变压器空载合闸时的暂态励磁电流。 由于变压器的励磁电流只流经它的电源侧，故造成变压 器两侧电流不平衡，从而在差动回路内产生不平衡电流。
四川能投集团继保培训
差动保护整定计算
Hale Waihona Puke 三、几种差动保护方案的比较
1、需考虑相位补偿方案
变压器差动保护
2、需考虑励磁涌流的影响 3、需考虑分接头调整的影响
纵联差动保护原理
一、发电机相间短路的纵联差动保护将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD 接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I 1 与 I 2 反向流入,KD 的电流为11TA I n - 22TA I n =1I '— 2I '≈0 ,故KD 不会动作.当在保护 区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD 的电流为：11TA I n + 22TA I n =1I '+ 2I '=2k TAI n当2k TAI n 大于KD 的整定值时，即 1I ' — (3)maxmax /unb st unp i k TA I K K f I n =≠0 ，KD 动作。
这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性(励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样,即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时,2k TAI n ≥I set ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流,用Iunb 表示.通常，在发电机正常运行时，此电流很小,当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达：.min.min .min()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+式中：Kst —-同型系数，取0.5；Kunp--非周期性分量影响系数,取为1～1。
5； fi —-TA 的最大数值误差，取0.1。
为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流Iunb.max ，即Iop=KrelIunb 。
max(Krel 为可靠系数，取1。
3)。
Iunb 。
max 越大，动作值Iop 就越大,这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低.此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。
纵联电流差动保护
4.4.1 纵联电流差动保护原理
外部短路时穿过两侧电流互感器的实际短路电流 可I re以s 采 用以下方法计算：
（2）带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈：制动线圈和动作线圈。
制动线圈流过两侧互感器的电流之差（循环电流） Im ，In 动作线圈流过两侧互感器的电流之和 Im ，In动作条件为：
I mI nKI mI nIo0p
K
I op 0
制动系数，在0~1之间选择。 很小，克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
比率制动方式
Ires0.5I mI n， Ires0.5I mI n 标积制动方式
Ires I mI nco1s8( 0m)n co1s8( 0m)n0
0
co1s8( 0m)n0
在差动继电器的设计中，差动的动作门坎随着 I res 的增大而增大， I res 起制动作用，称为制动电流。动作
的电流（不平衡电流）为：
I unb I mI nnT 1（ A I MI N)
电流继电器正确动作时，差动电流（动作电流） I 应r 躲过
最大不平衡电流，即：
Ir I mI n Iunb
4.4.1 纵联电流差动保护原理
在工程上，不平衡电流稳态值采用电流互感器的10% 的误差曲线按下式计算：
Iun b 0.1KstKnp Ik
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
《课程讲解》-4.4 纵联电流差动保护
故障启动发 信机元件
收信比较时间
启
收
元件，功能分 析见后页
发信机操作 发
I1KI2 元件，正波发信信 信
器
收信比较时间t 3 元件
时间元件 在t 3收到输电线路上的高频信号后，将延时 后t有3 输出，并展宽 时间t 4。
延时 t 3时间才有输出的原因
t3
t3
180° 360°
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
~
Im
k2 ~
In
180° 360°
t
180° 360°
当某端的电流处于正半波时，由该端保护向输电线上发出高频信号。 该高频信号可以同时被本端保护和对端保护所接收。
可见，区外故障时，两端电流反向，输电线路上存在连续的高频信号。
K st
当两侧互感器的型号、容量相同时取0.5，不同取1。
K np
非周期分量系数。
Ik
外部短路时流过互感器的短路电流（二次值）。
可见：不平衡电流的大小和外部短路电流的大小有关，短路 电流越大，不平衡电流越大。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
因此，差动保护的判据有两种思路： （1）躲过最大不平衡电流Iunb.max，这种方法可以防止 区外短路的误动，但对区内故障则降低了差动保护的灵 敏度；
部短路时有足够灵敏度的要求。
KsenIIsretIkI.smeitn2
I k . min
单侧最小电源作用且被保护线路末端短路时，流过保护的 最小短路电流。
若纵差动保护不满足灵敏度要求，可采用带制动特性 的纵差动保护。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
发电机保护相关知识培训讲解
中流过的电流为外接元件电容电流，方向由 发电机流向母线；
发生外部单相接地时，机端零序电流互感器 中流过的电流为发电机本身的电容电流，方 向由外部流向发电机。
二、利用零序电流构成的发电机定子绕组单相接地保护
① 零序电流互感器装在
CW
发电机出口；
② 采用具有交流助磁的
2I'd nTA
I d.r
2Id nTA
I set
动作
I' d
利用两个分支绕组短路
点存在电势差而产生的
2
I'
1 环流来实现
d
α1≈α2时，环流较小，保护有死区 同相不同分支绕组匝间短路
2.单元件横差动保护基本原理
A
B
C
需具有性能良好的 三次谐波滤过器
Id.r (0.2 ~ 0.3)IgN
四、纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护
1
3. 发电机应装设的保护
8 励磁绕组一点及两点接地保护； 9 失磁保护； 10 励磁绕组过负荷保护； 11 逆功率保护； 12 过励磁保护； 13 失步保护；
3.发电机应装设的保护
14 大容量发电机还应考虑配置低频保护 、过频保护、起停机保护、误上电 保护、断口闪络保护等；
15 发电机的非电量保护，如采用水冷 却的发电机应配置断水保护。
Bα
I
res.min
式中 Krel 1.5 ~ 2
kI.max
Ires
Ier1 0.06Ign
Ier2 0.1Ign
Id.min (0.24 ~ 0.32)Ign 通常取0.3Ign
2
Id
Id.max
差动保护
发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。
在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。
两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。
为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。
不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。
Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmaxKftq—非周期分量影响系数 BCH—2继电器取1Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。
正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。
2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。
发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。
3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。
同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。
发电机差动保护介绍培训课件
四、发电机差动保护一般问题
1）比率差动保护原理
比率制动特性的差动保护接线图， 如图所示，Wr1 、Wr2为制动线圈， Ww 为工作线圈，当外部发生短路故 障时，两个制动线圈中电流大小相等， 方向相同，制动回路有电流输出，而 工作线圈中电流为零，差动回路无输 出，差动保护不动作。
图4-1 比率差动保护原理图
b) 速动性：因具有天然的选择性，所以不需与相邻元件的保护在定值和 时间上配合，动作快速。
c) 灵敏性：区外故障时，差动电流仅为不平衡电流，区内故障时差动电 流远大于制动电流。
d) 可靠性：采用比率制动特性，并采取必要的闭锁条件（如三次谐波、 五次谐波闭锁）。
二、发电机差动保护特点及分类
（二）发电机差动保护分类
应
应
电
ɑ电
势
势
大
小
图3-7 同相同分支匝间短路
三、发电机差动保护配置及原理
Ø 不同分支的匝间短路
• 两个不同绕组间发生匝间短路，当ɑ1≠ɑ2 时，由于两支路的电势差，将分别产生 两个环流，差流流过继电器，保护动作。
• 但是当ɑ1-ɑ2之差时很小时，保护将出 现保护死区。例如当ɑ1=ɑ2时，即表示 在电动势等电位上短路，此时没有环 流，保护不动作。
发电机差动保护介绍 培训课件
日期：2020.10.20
目录
一
差动保护概念
二 发电机差动保护特点及分类
三 发电机差动保护配置方案及原理
四 发电机差动保护的一般问题
差动保护概念
一、差动保护概念
（一）差动保护理论基础－基尔霍夫电流定律（KCL） 电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的
电流之和等于流出该节点的电流之和。也就是在任一 瞬间，流经该节点的所有电流的代数和恒为零，即 ：
纵联差动保护原理
一、发电机相间短路的纵联差动保护将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD 接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I 1 与 I 2 反向流入，KD 的电流为11TA In - 22TA I n =1I '- 2I '≈0 ，故KD 不会动作。
当在保护 区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD 的电流为：11TA I n + 22TA I n =1I '+ 2I '=2k TAI n当2k TAI n 大于KD 的整定值时，即 1I ' - (3)maxmax /unb st unp i k TA I K K f I n =≠0 ,KD 动作。
这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时，2k TAI n ≥I set ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb 表示。
通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达：.min.min .min()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+式中：Kst ——同型系数，取；Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。
为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop=(Krel 为可靠系数，取）。
越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。
此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。
发电机纵联差动保护
≥
比率制动原理同传统保护原理。
变数据窗算法原理
变数据窗算法是指差动保护能够在故障刚开始发生且故障采样数据量较少时自适应地提高保护地制动曲线，随着故障的进一步发展，以及数据窗的增加计算精度的进一步提高，能自动降低制动特性曲线，以期与算法精度完全配套。这种自适应的制动曲线，最终与用户整定的特性精确吻合。采用这一算法可以大大提高严重内部故障时的动作速度，同时丝毫不会降低轻微故障时的灵敏度。
图4发电机差动出口逻辑：循环闭锁方式
此时若仅一相差动动作而无负序电压时即认为TA断线。
负序电压长时间存在而同时无差流时，为TV断线。
动作逻辑方式Ⅱ：单相差动方式
原理：任一相差动保护即出口跳闸。这种方式另外配有TA断线检测功能。在TA断线时瞬时闭锁差动保护，且延时发TA断线信号。保护的逻辑图如下：
图5发电机差动出口逻辑：单差动方式
第一节发电机纵联差动保护
1.概述
发电机定子绕组内部故障是一种常见的、破坏性很强的故障，对电厂发电机乃至电网的安全运行带来一系列严重影响，为此对发电机定子绕组及引出线的相间短路故障，应装设相应的保护装置作为发电机的主保护，保护装置应动作于停机，并应符合下列规定：
(1)1MW及以下单独运行的发电机，如中性点侧有引出线，应在中性点侧装设过电流保护；如中性点侧无引出线，应在发电机机端装设低电压保护。
该保护经启动CPU的差动启动元件开放跳闸出口，保护的逻辑方框图如图3所示。
图3发电机纵联差动保护动作逻辑图
3.1.3模入、开入及开出量信息
3.1.3.1模入
(1)发电机机端三相电流
(2)发电机中性点侧三相电流
3.1.3.2开入
(1)定子接地动作
3.1.3.3开出
发电机纵联差动保护
发电机纵联差动保护发电机比率制动纵联差动保护（Generator ratio restraint longitudinal differential protection）简称比率纵差保护，是一种比较发电机两端电流大小和方向的保护，它能很灵敏的反应并切除发电机绕组及引出线相间故障，是发电机相间短路的主保护。
基本原理将发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流，而方向相反的电流称为非穿越性电流。
作为主保护，发电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量，来区分被保护元件的正常状态，故障状态和非正常运行状态的。
正常运行状态，穿越性电流即为负荷电流，非穿越性电流理论为零。
内部相间短路状态，非穿越性电流剧增。
当外部故障时，穿越性电流剧增。
在上述三个状态中，保护能灵敏反应内部相间短路状态动作出口，从而达到保护元件的目的，而在正常运行和区外故障时可靠不动作。
发电机的纵差动保护发电机相间短路是发电机内部最严重的故障，因此要定子绕组装设快速动作的保护装置，当发电机的中性点侧又分相引出线时，可装设纵差保护作为发电机相间短路的主保护。
总差动保护是根据比较被保护元件始端及末端电流数值和相位的原理而构成，见图3，为了实现次保护在发电机中性点侧和靠近发电机出口断路器处装设同一变比的电流互感器1LH 和2LH，两侧的电流互感器按环流法连接，即两侧电流互感器二次侧极相连，并在其差回路中接入电流继电器。
发电机复压过流保护发电机一般都设置过负荷保护和过电流保护。
过负荷作为发电机异常运行工况下的过负荷保护，动作于信号或自动减负荷。
而过电流一方面作为发电机的近后备保护，同时作为相临元件的远后备保护，要求过电流保护的定值对相邻元件的短路故障应有必要的灵敏度。
由于发电机外部短路引起的过电流和发电机异常运行出现的过负荷电流在数值上差别不大，因此，为了区别过负荷和过电流，过电流保护就需要装设低电压元件（对称短路）和负序电压元件（不对称短路）作为闭锁元件（也称为起动元件），构成所谓复合电压闭锁（起动）过电流保护，该保护须低电压元件或负序电压元件与过电流元件同时动作时，才能出口动作于跳闸。
发电机纵联差动保护
发电机纵联差动保护发电机比率制动纵联差动保护（Generator ratio restraint longitudinal differential protection）简称比率纵差保护，是一种比较发电机两端电流大小和方向的保护，它能很灵敏的反应并切除发电机绕组及引出线相间故障，是发电机相间短路的主保护。
基本原理将发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流，而方向相反的电流称为非穿越性电流。
作为主保护，发电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量，来区分被保护元件的正常状态，故障状态和非正常运行状态的。
正常运行状态，穿越性电流即为负荷电流，非穿越性电流理论为零。
内部相间短路状态，非穿越性电流剧增。
当外部故障时，穿越性电流剧增。
在上述三个状态中，保护能灵敏反应内部相间短路状态动作出口，从而达到保护元件的目的，而在正常运行和区外故障时可靠不动作。
发电机的纵差动保护发电机相间短路是发电机内部最严重的故障，因此要定子绕组装设快速动作的保护装置，当发电机的中性点侧又分相引出线时，可装设纵差保护作为发电机相间短路的主保护。
总差动保护是根据比较被保护元件始端及末端电流数值和相位的原理而构成，见图3，为了实现次保护在发电机中性点侧和靠近发电机出口断路器处装设同一变比的电流互感器1LH 和2LH，两侧的电流互感器按环流法连接，即两侧电流互感器二次侧极相连，并在其差回路中接入电流继电器。
发电机复压过流保护发电机一般都设置过负荷保护和过电流保护。
过负荷作为发电机异常运行工况下的过负荷保护，动作于信号或自动减负荷。
而过电流一方面作为发电机的近后备保护，同时作为相临元件的远后备保护，要求过电流保护的定值对相邻元件的短路故障应有必要的灵敏度。
由于发电机外部短路引起的过电流和发电机异常运行出现的过负荷电流在数值上差别不大，因此，为了区别过负荷和过电流，过电流保护就需要装设低电压元件（对称短路）和负序电压元件（不对称短路）作为闭锁元件（也称为起动元件），构成所谓复合电压闭锁（起动）过电流保护，该保护须低电压元件或负序电压元件与过电流元件同时动作时，才能出口动作于跳闸。
继电保护培训教材----发电机保护
1.
发电机纵差保护形式
1. 2.
3.
发电机差动 发变组大差动 发电机不完全差动
发电机纵差保护（2）
保护难点： 逆功率很小、如何计 算准确。
转子接地保护
1.
2.
乒乓式接地保护(P235) 一点接地保护 两点接地保护
乒乓式转子接地保护原理
发电机转子
I1
Rg
R S1
S2
R
低励、失磁保护
危害(P236) 1. 吸收系统大量无功， 导致系统电压降低， 其它设备过流； 2. 转子回路易产生过 流，异步转矩造成 振动。
发电机纵差保护问题（5）
速饱和变流器的工作原理：主要作以躲避不平衡电流中非周期分量的影 响。这种变流器的铁芯截面小，容易饱和。故称为速饱和变流器。大家 知道，任何一个变流器，都只能传变化着的电流，当一次绕组内通进交 变的电流时，在它所产生的交变磁通的作用下，在二次绕组内就会产生 感应电势，当回路是闭合的时侯，即有二次电流产生，但是，如果在一 次绕组内通过的是直流电流，虽然它也在铁芯内产生磁通，但由于这个 磁通是不变的，所以在二次绕阻中不会产生感应电势因而二次回路也就 没有电流，当我们在变流器的一次绕组上同时通进直流电流和交流电流， 或者说，通进一个既有交流成份又有直流成份的电流，当铁芯不饱和时， 只有交流成份才能传变到二次侧；当直流成份的电流产生的磁通大到使 铁芯饱和时，它将会影响交流份的电流在变流器内的传变，因为在铁芯 已经饱和的情况下，交流电流所产生的磁通，要比铁芯不饱和时小得多， 所以说，直流电流虽不参加传变，但却能影响铁芯的饱和程度，从而使 交流电流的传变条件发生变化，这就是通常所说的助磁作用，速饱和变 流器正是利用这种直流助磁作用来躲过不平衡电流中的非周期分量的影 响。如BCH-2型差动继电器
发电机纵差保护
发电机纵差保护收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知输入电流的不同分类发电机差动保护由三个分相差动元件构成。
若按由差动元件两侧输入电流的不同进行分类，可以分成完全纵差保护和不完全保护两类。
其交流接入回路分别如图1（a）和图1（b）所示。
图1发电机纵差保护的交流接入回路在图1中：Ja、Jb、Jc－分别为发电机A、B、C三相的差动元件；A、B、C－发电机三相输入端子。
由图1可以看出，发电机完全纵差保护与不完全纵差保护的区别是：对于完全纵差保护，在发电机中性点侧，输入到差动元件的电流为每相的全电流，而不完全差动保护，由中性点输入到差动元件的电流为每相定子绕组某一分支的电流。
1完全纵差保护发电机完全纵差保护，是发电机相间故障的主保护。
由于差动元件两侧TA的型号、变比完全相同，受其暂态特性的影响较小。
其动作灵敏度也较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及线棒开焊。
2不完全纵差保护不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，尚能反应定子线棒开焊及某些匝间短路。
但是，由于在中性点侧只引入其一分支的电流，故在整定计算时，尚应考虑各分支电流不相等产生的差流。
另外，当差动元件两侧TA型号不同及变比不同时，受系统暂态过程的影响较大。
全国继电保护技木竞赛考题与答案收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知一、判断题（20题，每题0.5分，要求将答案填在答题卡的相应位置）1．二次回路中电缆芯线和导线截面的选择原则是：只需满足电气性能的要求；在电压和操作回路中，应按允许的压降选择电缆芯线或电缆芯线的截面。
（×）2．为使变压器差动保护在变压器过激磁时不误动，在确定保护的整定值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。
（×）3．对于SF6断路器，当气压降低至不允许的程度时，断路器的跳闸回路断开，并发出“直流电源消失”信号。
（√）4．在双侧电源系统中，如忽略分布电容，当线路非全相运行时一定会出现零序电流和负序电流。
纵联差动保护 ppt课件
1. 电流纵差保护的一般原理
M
•
IM
..
•
Im
KD为差动继电器，其中:
K1
KD
•
Ir
•
. I N N K2 .•
In
•
•
•
Ir ImIn
•
•
K2故障（或正常运行）时： I m I n
Ir 0
K1故障（内部短路）时：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
I
m
,
•
I
n 接近同相
Ir 0
具有很大量值
因此利用差动电流的幅值大小可以区分区外和区内短路。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
I set
I r e s 取值又可分为两种形式：
•
•
Ires | I m- I n |
•
•
Ires | Im | | In |
动作区
非动作区
I res
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
考虑实际在正常运行或外部故障时，由于两端TA不可能完全相同，以及两端 TA饱和情况不一致等因数，流入KD的电流通常不为零（不平衡电流），因而在设 计差动继电器的动作判据时需考虑其影响。
2.电流纵差保护的动作方程及特性
（1）不带制动特性的差动继电器
Ir
•
•
不带制动特性的差动继电器动作方程为：I m I n I set
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发电机纵差动保护培训资料
本厂1、2号发动机负粗电流不得大于8℅IN。
因此，在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护。
(2)发电机不同相匝间短路时，必将出现环流的短路电流。
电机网消息：发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。
在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。
两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。
为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。
发电机纵差动保护培训资料
不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。
Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmax Kftq—非周期分量影响系数BCH—2继电器取1 Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。
正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。
2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。
发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。
3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。
同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。
由变压器差动保护的讨论可知，差动保护可以满足作为发电机主保护的基本要求。
二、发电机纵差动保护的特点由于被保护的对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍同方向，流人差动继电器的只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反应匝间短路。
在定子绕组不同地点相简短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路电流的大小不一样。
经分析得出如下结论：1)当过渡电阻不为零时，在中性点附近短路时，差动保护可能不动作，即在中性点附近经电弧电阻短路时，可能出现死区。
因此，要求发电机纵差动保护灵敏度尽可能高，尽可能减少它的死区。
2)由于发电机电压系统的中性点一般不接地的或经大阻抗接地，单相接地时的短路电流较小，差动保护不能动作。
故必须设置独立的接地：保护。
大容量发电机应采用负序反时限过流保护。