发电机的差动保护
发电机的差动保护整定计算.doc
百度文库- 让每个人平等地提升自我1、发电机差动保护整定计算（1）最小动作电流的选取=～I gn/n a式中：I gn——发电机额定电流n a——电流互感器变比0.2 * 10190取=（～） I gn/n a== 12000/ 5本保护选择 =1A（2）制动特性拐点的选择当定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，因此，拐点 1 电流选择大于发电机额定电流，本保护选拐点 1 为 5A。
拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选拐点 2 值为 40A。
（3）制动系数的选取按照外部短路电流下，差动保护不误动来整定。
=K rel *K ap*K cc*K er式中： K rel——可靠系数，取～K ap——非周期分量系数，取～ 2K cc——互感器同型系数，取K er ——互感器变比误差系数，取取各系数最大值，则 =*2**=考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全起见，宜适当提高制动系数值，取K1=30%，根据厂家说明书K2推荐值为 80%-100%，本保护取 K2=80%。
原保护为单斜率，定值为K1=30%。
保护动作于全停，启动快切，启动断路器失灵。
2、主变差动及速断保护整定计算（1）最小动作电流的选取按躲过变压器额定负载时的不平衡电流来整定。
=K rel (K er +△U+△m)I n/n a式中：I n——变压器额定电流n a——电流互感器变比K rel——可靠系数，取～K er——电流互感器的变比误差， 10P型取 *2 ，5P 型和 TP型取*2 △U——变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值）△m——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取在工程实用整定计算中可选取 =（～）I n/n a，一般工程宜采用不0.4 * 882.7小于 I n/n a。
取 =n a==本保护选取 =（2）制动特性拐点的选择拐点 1 定值要求大于强迫冷循环情况下的额定电流，小于紧急情况下的过负荷电流，本保护取5A。
发电机差动保护原理
发电机差动保护原理 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT发电机比率制动式差动保护比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。
5.1.1保护原理5.1.1.1比率差动原理。
差动动作方程如下：I op ? ( I res ? 时)I op ? + S(I res – ( I res > 时)式中：I op 为差动电流，为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。
各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。
差动电流： N T op I I I ⋅⋅+=制动电流： 2N T res I I I ⋅⋅-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。
图5.1.1 电流极性接线示意图（根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧）5.1.1.2 TA 断线判别当任一相差动电流大于倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线：a. 本侧三相电流中至少一相电流为零；b. 本侧三相电流中至少一相电流不变；c. 最大相电流小于倍的额定电流。
发电机匝间保护发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。
根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种：5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护该方案不需引入发电机纵向零序电压。
故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
5.2.1.1保护原理当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。
故障分量负序方向元件的2.U ∆和2.I ∆分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为：式中2Λ∆I 为2•∆I 的共轭相量，?sen 。
发电机差动保护原理
发电机差动保护原理
发电机差动保护原理是一种用于保护发电机的电气装置。
它的作用是检测发电机定子和励磁绕组之间的电流差异，并在出现故障时迅速切断电源，以防止进一步损坏。
下面是发电机差动保护原理的具体工作过程：
1. 发电机差动保护装置通常由两个部分组成：差动电流互感器和差动继电器。
差动电流互感器安装在发电机的定子和励磁绕组之间，用于检测电流的差异。
差动继电器则根据差动电流互感器的信号来进行判断和控制。
2. 工作时，差动电流互感器通过比较定子和励磁绕组的电流来检测差异。
如果两者的电流相等，则差动电流互感器不会输出信号。
3. 当出现故障时，如发电机内部的绕组短路或接地故障，会导致定子和励磁绕组之间的电流差异增大。
差动电流互感器会通过检测这个差异，并将信号发送到差动继电器。
4. 差动继电器接收到信号后，会进行判断。
如果差动电流超过设定的阈值，差动继电器会发出切断电源的指令。
5. 切断电源后，发电机会停止运行，并由操作员进行修复。
这样可以防止进一步损坏发电机。
发电机差动保护原理通过比较定子和励磁绕组之间的电流差异，并在出现故障时切断电源，起到了保护发电机的作用。
它是发
电设备中重要的保护装置之一，能够有效地提高设备的可靠性和安全性。
发变组差动保护的原理及保护范围
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发电机差动保护原理
发电机差动保护原理发电机差动保护是保护发电机正常运行的重要手段之一，它主要是针对发电机内部的绕组短路故障进行保护。
发电机差动保护的原理是利用发电机绕组之间的电流差值来实现对发电机内部故障的检测和保护。
下面我们将详细介绍发电机差动保护的原理和工作方式。
发电机差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和法拉第电磁感应定律的。
当发电机内部发生绕组短路故障时，会导致绕组之间的电流发生不平衡，这就产生了差动电流。
差动电流是指发电机绕组之间的电流差值，它是发电机内部故障的重要特征之一。
因此，通过对差动电流进行监测和保护，可以实现对发电机内部故障的及时检测和切除，从而保护发电机的正常运行。
发电机差动保护的工作方式是通过对发电机绕组之间的电流进行差动比较来实现的。
具体来说，差动保护装置会同时监测发电机各个绕组的电流，然后将它们进行相减，得到差动电流。
如果差动电流超过了预设的阈值，就会判定为发电机内部发生了故障，差动保护装置会发出信号，切断发电机的电源，从而实现对发电机的保护。
在实际应用中，发电机差动保护还需要考虑到一些特殊情况，比如说发电机的启动和停机过程，以及负荷变化等因素。
针对这些情况，差动保护装置通常会设置一些延时和灵敏度保护，以确保在正常情况下不误动作，同时在发生故障时能够及时切除故障部分，保护发电机的安全运行。
总的来说，发电机差动保护是通过对发电机绕组之间的电流进行差动比较来实现对发电机内部故障的保护。
它利用差动电流作为故障特征，通过监测和判断差动电流的大小来实现对发电机的保护。
在实际应用中，还需要考虑到一些特殊情况，并设置相应的保护参数和逻辑，以确保差动保护能够可靠地工作。
发电机差动保护在发电机保护系统中占据着重要的地位，它能够有效地保护发电机的安全运行，为电力系统的稳定运行提供了重要保障。
发电机差动保护
一、发电机完全差动与不完全差动保护的区别：
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。
二、纵差保护与横差保护的区别：
以发电机为例：横差保护是反映发电机定子绕组的一相匝间短路和同一相两关联分支间的匝间短路的保护。
纵差保护是指反映发电机定子相间及引线的短路的保护。
区别：在定子引出线或中性点附近相间短路时，两中性点连线中的电流较小，横差保护不能动作，出现死区，而纵差保护就能取代。
发电机差动保护
发电机差动保护发电机差动保护的分类1.比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护.2.不完全纵差保护是发电机(或发变组)内部故障的主保护，既能反映发电机(或发变组)内部各种相间短路，也能反映匝间短路和分支绕组的开焊故障。
3.标积式差动保护可应用于发电机、变压器等作为内部故障的主保护.发电机差动保护的原理差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当发电机正常工作或区外故障时，将其看作理想发电机，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。
当发电机内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。
环流电流差动保护依据进入和离开保护区的电流相等的原理工作，这些电流的任何差别就代表着保护区中出现故障。
如果电流互感器s的连接如图1所示，可以看出流过保护区的电流会引起二次绕组有环流电流，如果电流互感器的变比相同并具有相同的磁化特性，它们就将产生相同的二次电流，因此零电流将流过继电器。
假如在保护区内出现故障，来自电流互感器的输出之间就存在差值，这个电流差值流过继电器，使继电器动作。
作为保护装置，差动继电器由位于系统中两个不同位置的电流互感器提供反馈信息。
差动继电器对电流进行比较，如果存在不同则表示受保护区域内有故障存在。
这些装置常被用于保护发电机或变压器的线圈。
使用差动保护的原因定子绕组或连接的绝缘的缺陷可以导致绕组和定子铁芯的严重损坏，损坏的程度取决于事故电流的大小和事故的持续时间。
采用保护来限制损坏的程度以控制修理的费用。
对一次发电设备，从电力系统中快速解列以维持系统的稳定性也是必要的。
对额定出力在1MVA以上的发电机，最普通的方法是采用发电机差动保护，一旦出现严重过流事故，这种单元保护的方式可以及时快速判断检测的绕组故障。
由电流互感器的位置所确定的保护的范围应与其它设备，如母线或升压变压器的保护范围相重迭。
不使用差动保护的情况（1）差动保护二次回路及电流互感器回路有变动或进行校验时。
发电机差动保护的原理及作用
发电机差动保护的原理及作用1. 前言发电机是电力系统的重要组成部分，其正常运行对于电网的稳定运行至关重要。
然而，发电机也面临各种故障的风险，如短路、过载等。
因此，为了确保发电机的安全运行，差动保护系统被广泛应用。
2. 发电机差动保护的原理发电机差动保护的原理是基于电流差动原理，通过对发电机的入口和出口电流进行比较，以便检测和定位故障的发生。
其基本原理如下：2.1 故障状态下的差动电流当发电机出现故障时，故障点处的电流会发生变化。
这是由于故障造成的电路路径改变，导致了电流的分布变化。
因此，在故障点处的电流与正常工作状态下的电流存在差异。
2.2 电流差动计算发电机差动保护系统会对发电机的入口电流和出口电流进行差动计算。
差动计算可以通过以下公式表示：差动电流 = 入口电流 - 出口电流2.3 差动电流的分析与判断差动电流的大小和方向可以用于分析故障位置和类型。
根据差动电流的方向确定故障点的位置，根据差动电流的大小判断故障的类型（例如短路、接地等）。
3. 发电机差动保护的作用发电机差动保护在电力系统中起着重要的作用，下面从以下几个方面进行探讨：3.1 故障检测与定位发电机差动保护系统能够快速检测到发电机的故障，并确定故障位置。
通过及时准确地定位故障点，可以迅速采取措施进行修复，从而减少故障对电网的影响。
3.2 防止故障扩散当发生发电机故障时，如果不及时采取措施进行保护，故障可能会扩散到其他设备甚至整个电网中。
发电机差动保护系统能够及时切除故障电路，从而防止故障扩散。
3.3 提高电网安全性发电机差动保护系统能够快速、准确地检测故障，并自动采取措施进行保护。
这可以有效降低故障发生后的损失，提高电网的安全性和可靠性。
3.4 减少停电时间发电机故障如果得不到及时处理，可能导致电网停电。
而发电机差动保护系统能够迅速检测到故障，并自动进行切除和保护。
这可以大大减少停电时间，提高用户的供电可靠性。
4. 发电机差动保护的应用发电机差动保护系统广泛应用于各种类型的发电机，如水轮发电机、汽轮发电机等。
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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 。
(上接第 36页 ) 之间 )串 1只 5 ～10Ω 的电阻或采用速饱和中间变 流器 ,以限制不平衡电流 ,并且使发电机外部短路的 初瞬间出现的不平衡电流迅速消除 。
纵联差动保护的继电器动作电流 Id·b ,一般按 经验公式计算整定值 ,即
Id·b = 1. 3Kj Ie /N 式中 : Kj 为接线系数 (即电流互感器二次侧电流和 流经继电器线圈电流之比 , 与继电器接线方式有 关 ) ; Ie 为发电机的额定电流 , A; N 为电流互感器变 比。
计算出的 Id·b应能躲过电流互感器引起的最大 不平衡电流 。
(上接第 38页 ) 的部分 。本文所阐述的环境模拟子系统具有典型 性 ,可以推广应用到其他仿真系统中 。 参考文献 :
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5 结语
综上所述 ,差动保护对发电机的绕组和引出线 能提供可靠的保护 。差动保护的投入不大 ,可靠易 行 ,选择性好 ,灵敏度高 ,如果在船舶电力系统中能 突破 1 500kW 以上的发电机才应当采用差动保护 的规定 ,而更加广泛地将差动保护用于船舶发电机 的保护 ,是对发电机的安全可靠运行十分有意义的 。
图 3这种发电机横联差动保护装置 ,只要当发 电机定子绕组的任何一相发生匝间短路或脱焊时 , 都能在 TA 二次侧产生电位差 ,使 KA 动作 。由于只 有 1只电流互感器 ,不受 2个电流互感器误差影响 , 也不必按电流互感器极性接线 ,比较简单可靠 。
3 差动保护的原理
3. 1 纵联差动保护 纵联差动保护的原理如图 4所示 。
内河船厂技术人员严重匮乏 ,是一个普遍现象 。 船厂为了通过生产条件的许可 ,与一些专业技术人 员签订了技术协作协议 ,但这些技术人员很难得到 船厂去指导或解决技术难题 。因此船厂工人在造船 中遇到技术难题 ,无处请教 ,只有凭自己的感觉和经 验去处理 。
内河船厂检测设备不全 ,也是无法保证造船质 量的一个重要因素 。比如没有焊角规无法检测焊角
4 4
江苏船舶
第经营船厂 。也有 的是看到近几年航运事业的发展 ,造船形势大好 ,急 匆匆参与到造船行列中来 。他们对造船工序的复杂 性 、繁重性认识不够 ,造船质量意识淡薄 ,船厂内部 无人专管造船质量 ,致使船舶质量难以保证 。 2. 2 船厂设备简陋 工作环境极差
如图 4 ( b)所示 ,若在差动保护区内发生相间短 路 ,例如发电机引出线 B、C之间发生相间短路 , 2TA 一次侧流过的电流是发电机送至故障点的短路电流 I2 ′,单机运行时 , 1TA 一次侧电流几乎为零 ,多机并 列运行时 , 1TA 一次侧流过的是母排上其他发电机 送至故障点的短路电流 I1 ′,和正常运行时或外部短 路故障时相比 ,流过 1TA 的电流方向改变了 ,此时 KA 中的电流 iKA = i2 + 0 = i2 或 iKA = i1 + i2 , KA 中流 过与短路故障点电流大小成比例的差动电流 , 使 KA 动作 ,瞬时切除故障和灭磁 。 3. 2 横联差动保护
第 23卷 第 2期 2006年 04月
江苏船舶 J IANGSU SH IP
Vol. 23 No. 2 Ap r. 2006
发电机的差动保护
帅网兰 周洋
摘 要 针对发电机保护中存在的盲区 ,提出了采用差动保护的必要性 ,并对差动保护的构成 、工作原理和安
装调试中应注意的事项进行了介绍 ,对确保船舶电站安全 、连续供电和减少发电机的损坏事故有一定的意义 。
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江苏船舶
第 23卷
不仅要使 1DG的 1QF断开 ,以切断 2DG供给的短 路电流 ,而且要使 1DG灭磁 ,以消除 1DG供给的短 路电流 。
纵联差动保护由 2 组电流互感器 1TA 和 2TA 组成 , 1TA 安装在发电机出口断路器附近 , 2TA 安装 在发电机中性点引出线上 , 1TA 和 2TA 之间的范围 即为保护区 。 2. 2 横联差动保护
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是否符合规范要求 ;没有探伤仪无法检查焊接内部 缺陷 。诸如测厚 、测振 、测爆等仪器不具备 ,无法检 查船舶建造中的质量问题 。其实添置这些检测设备 并不很难 ,关键在于使用这些检测设备的专业技术 人员难寻 。归根结底 ,还是技术人员匮乏的问题 。 2. 4 船舶质量监督部门监管不力
内河船舶的建造质量基本上由地方船检部门来 监督 。但是目前地方船检部门人员的配置严重不 足 ,船检人员仅应付日常营运船舶的检验及新建船 舶的办证就已经焦头烂额了 ,根本无法顾及建造船 舶的质量问题 。另外 ,部份船检人员对内河船舶的 质量问题不够重视 ,对内河船舶的建造质量持放任 的态度 ,也是影响内河造船质量的一个极其重要的 因素 。
内河船厂规模小 ,设备简陋 。有的船厂连起码 的剪切 、折边 、滚边 、起吊等设备都没有 ,硬是靠船厂 工人用榔头锤打来改变钢板的各种形状 。安装一块 船壳板要十几个工人一起来抬 ,既费时又费力 ,还不 能保证安装精度 。有的船厂连工棚都没有 ,造船在 露天作业 。因此 ,船厂设备简陋 ,工作环境恶劣也是 影响船舶建造质量不可忽视的因素 。 2. 3 技术人员匮乏 检测设备不全
从理论上来说 ,在发电机正常运行或外部短路 时 ,差动回路中的电流为零 。但实际上由于 1TA 和 2TA 的特性曲线总会有差异存在 , 1TA 和 2TA 到主 配电板的距离也不相同 ,因而差动回路中有可能出 现不平衡电流 。为防止差动继电器误动作 ,可在差 动回路 (例如图 4的 b点与继电器 (下转第 44页 )
2 差动保护的构成
装设差动保护的目的是为了当发电机绕组内部 及其引出线端子至发电机断路器之间这段线路上发 生故障时 ,差动保护装置能对发电机进行可靠保护 。
作者介绍 :帅网兰 ,周洋现工作于江苏省镇江船厂 。
收稿日期 : 2004 - 12 - 08
图 1 发电机的保护盲区
图 2 发电机纵联差动保护的构成
关键词 发电机 纵联差动保护 横联差动保护
发电机是船舶电站中最重要的电气设备 ,它的 安全运行对电力系统的连续供电起着决定性的作 用 。因此 ,发电机的保护应当具有选择性 、速动性 、 可靠性和灵敏性 ,以避免故障扩大 ,防止发生设备重 大损坏事故和降低发生火灾的危险 。
差动保护有纵联差动保护和横联差动保护 2 种。 2. 1 纵联差动保护
4 差动保护的安装与整定值计算
纵联差动保护和横联差动保护可以单独使用 , 也可以同时采用 。由于差动保护需要在发电机中性 点侧安装电流互感器 ,因此在发电机订货时 ,需向供 货商说明对发电机中性点侧预留引出线的要求或事 先将电流互感器安装在发电机接线箱内 。
纵联差动保护要求 2组电流互感器的特性参数 (型号 、变比 、误差等 )完全相同 。安装接线时 , 2 组 电流互感器的极性同名端应朝向同一方向 。2组电 流互感器的二次侧按循环电流方式异极相连 ,如图 4所示 ,将 1TA 的负极性端与 2TA 的正极性端相连 接 ,从 b、d 两点接差动继电器 KA , KA 中流过的电 流是 i1 和 i2 之差 ,该回路称为差动回路 。
横联差动保护是用于对发电机同一相定子绕组 的匝间短路进行的保护 ,同时也能对定子绕组的脱 焊进行保护 。
横联差动保护的构成是将 1 只电流互感器 TA 安装在发电机 DG两组星形中性点的连接线上 ,在 TA 的二次侧上装 1 只差动继电器 KA ,电路如图 3 所示 。