继电保护发电机
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1、单继电器式横差保护 用于定子绕组每相有两个并联支路且每一支路中性点侧
都有引出端的发电机，反应定子绕组的匝间短路 。
定子绕组每相两并联分支分别接成星形，两个星形中性 点连接线上接入TA，经高次谐波过滤器Z接至电流继电器KA。
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电力系பைடு நூலகம்继电保护
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正常运行或外部故障时，两中性点等电位，连接线上无电流 或仅有数值不大的不平衡电流通过，保护不动作。
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电力系统继电保护
8
1、基本原理
实际正常运行及外部故障时：I&12 I&22 0
TA1
I1
I1 nTA1
流入KA的电流： I&12 I&22 Iunb 不平衡电流
KA
Iunb.max
Kst Kunp
fi
I
(3) K . max
/ nTA
G ~
I2 nTA2
I2
TA2
Kst -同型系数，取0.5
（2）解列灭磁：跳发电机、高厂变，灭磁，汽轮机甩负荷 （3）解列：跳发电机 （4）减出力：减少汽轮机输出功率 （5）发信号：发出声、光信号 （6）母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器
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电力系统继电保护
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3、保护装置的控制对象——保护出口方式
（1）发变组全停：跳主变高压侧、发电机、高厂变，灭磁，关主汽门， 厂用电切换
（2）停机：跳发电机，灭磁，关主汽门 （3）解列灭磁：跳发电机，灭磁，汽轮机甩负荷 （4）解列：跳发电机 （5）孤岛运行：跳主变高压侧、汽轮机减负荷带厂用 （6）程序跳闸：关主汽门，逆功率动作，跳发电机，灭磁 （7）减励磁 （8）减出力：减少汽轮机输出功率 （9）厂用电源切换 （10）发信号：发出声、光信号 （11）母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器
定子绕组匝间短路，故障相绕组的两个分支的电势不等，因 而在定子绕组中出现环流，通过中性点连线，若该电流大于 保护的动作电流，则保护动作。
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电力系统继电保护
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讨论：
（1）保护存在死区。当一个分支短路匝数很小或两分支短路时 匝数相近时，中性点连线上通过的电流可能小于继电器动作 值，保护装置不动作。
1、基本原理
➢正常运行或外部故障时
TA1
I1
I1 nTA1
KA的电流：
I&KA
I&1 nTA1
I&2 nTA2
I&12 I&22
0
KA
KA不动作
G ~
I2 nTA2
I2
TA2
➢保护区内故障时
KA的电流：
I&KA
I&1 nTA1
I&2 nTA2
I&K nTA
I&12 I&22
TA1、TA2：同型号 同变比 当I KA Iset 时,KA动作 KA：差动继电器，接差动回路
Kunp -非周期分量影响系数,取1~1.5 fi -TA最大误差系数,取0.1
KA的动作电流
Iop Iunb.max Iop Krel Iunb.max
问题：动作电流大，灵敏度低
提高灵敏度：减小动作电流 Iop.min (0.1 ~ 0.3)IN
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2-3发电机子绕组匝间短路保护
失磁（完全失磁、部分失磁）： 危害发电机、影响系统的安全 失磁保护
转子一点、二点接地故障： 二点接地引起机组剧烈振动 转子一点接地保护和二点接地保护
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电力系统继电保护
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2、发电机不正常运行状态及其保护方式
定子绕组负荷不对称运行（出现负序电流）： 定子绕组不对称过负荷保护（转子表层过热保护）
定子绕组对称过负荷： 对称过负荷保护 转子绕组过负荷： 转子绕组过负荷保护 逆功率：逆功率保护 过激磁：过激磁保护 系统振荡引起发电机失步：失步保护 其他保护：定子绕组过电压保护、低频运行保护、非全相运
行保护等
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电力系统继电保护
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3、保护装置的控制对象——保护出口方式
（1）发变组全停：跳主变高压侧、发电机、高厂变，灭磁， 关主汽门，厂用电切换
巨大的短路电流，烧坏发电机 瞬时动作的纵差动保护
定子绕组匝间短路（同相同分支、同相异分支）： 巨大的短路电流，烧坏发电机 瞬时动作的匝间短路保护
定子单相接地（绕组对铁芯短接）： 电弧灼伤铁芯、破坏绕组绝缘、故障发展 100%定子绕组接地保护
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2-1 发电机故障和不正常状态及保护方式
发电机保护
发电机的故障和不正常运行状态及其保护方式 发电机相间短路的纵差动保护 发电机定子绕组匝间短路保护 发电机定子绕组单相接地保护 发电机失磁保护 发电机励磁回路接地保护 发电机负序电流保护 发电机的其他保护
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电力系统继电保护
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2-1 发电机故障和不正常状态及保护方式
1、发电机的故障及其危害、保护方式 定子绕组的相间短路：
原理：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。
配置： TV 一次绕组中性点与 发电机中性点直接连接，电压 互感器TV测量该零序电压,TV 开口三角侧接入三次谐波滤波 器Z 及零序过电压继电器KV 。
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电力系统继电保护
（2）三次谐波引起保护可能误动作。正常运行情况下，若三相电 动势的波形中含有三次谐波及三次谐波的倍数次谐波分量， 且当任一支路的三次谐波电动势与其他支路不相等时，将有 三次谐波流过电流互感器。为此，采用了高次谐波滤过器Z ， 使高次谐波电流不致流入电流继电器KA 。
（3）励磁回路发生两点接地故障时，单继电器式横差动保护可能动作。
定子同一相的两并联分支回路电动势不等，形成环流。若其 值大于保护动作值，将使横差动保护动作。
励磁回路发生一点接地后，利用切换片SO 将横差保护 切换到带时限动作于跳闸。动作时限通常可取为0.5~1S 。
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2-3发电机定子绕组匝间短路保护
2、反应发电机各相对中性点的零序电压匝间短路保护
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2-2 发电机相间短路的纵差动保护
作用：反应发电机内部定子绕组及其引出线相间短路，主 保护，外部故障不误动
配置：在发电机中性点和靠近发电机出口断路器处分别按 相装设型号、变比相同的电流互感器，二次侧按环 流法连接
原理：比较发电机绕组两端电流的大小和相位，正常和外 部故障时：相同；内部故障时不同
都有引出端的发电机，反应定子绕组的匝间短路 。
定子绕组每相两并联分支分别接成星形，两个星形中性 点连接线上接入TA，经高次谐波过滤器Z接至电流继电器KA。
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正常运行或外部故障时，两中性点等电位，连接线上无电流 或仅有数值不大的不平衡电流通过，保护不动作。
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1、基本原理
实际正常运行及外部故障时：I&12 I&22 0
TA1
I1
I1 nTA1
流入KA的电流： I&12 I&22 Iunb 不平衡电流
KA
Iunb.max
Kst Kunp
fi
I
(3) K . max
/ nTA
G ~
I2 nTA2
I2
TA2
Kst -同型系数，取0.5
（2）解列灭磁：跳发电机、高厂变，灭磁，汽轮机甩负荷 （3）解列：跳发电机 （4）减出力：减少汽轮机输出功率 （5）发信号：发出声、光信号 （6）母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器
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3、保护装置的控制对象——保护出口方式
（1）发变组全停：跳主变高压侧、发电机、高厂变，灭磁，关主汽门， 厂用电切换
（2）停机：跳发电机，灭磁，关主汽门 （3）解列灭磁：跳发电机，灭磁，汽轮机甩负荷 （4）解列：跳发电机 （5）孤岛运行：跳主变高压侧、汽轮机减负荷带厂用 （6）程序跳闸：关主汽门，逆功率动作，跳发电机，灭磁 （7）减励磁 （8）减出力：减少汽轮机输出功率 （9）厂用电源切换 （10）发信号：发出声、光信号 （11）母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器
定子绕组匝间短路，故障相绕组的两个分支的电势不等，因 而在定子绕组中出现环流，通过中性点连线，若该电流大于 保护的动作电流，则保护动作。
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讨论：
（1）保护存在死区。当一个分支短路匝数很小或两分支短路时 匝数相近时，中性点连线上通过的电流可能小于继电器动作 值，保护装置不动作。
1、基本原理
➢正常运行或外部故障时
TA1
I1
I1 nTA1
KA的电流：
I&KA
I&1 nTA1
I&2 nTA2
I&12 I&22
0
KA
KA不动作
G ~
I2 nTA2
I2
TA2
➢保护区内故障时
KA的电流：
I&KA
I&1 nTA1
I&2 nTA2
I&K nTA
I&12 I&22
TA1、TA2：同型号 同变比 当I KA Iset 时,KA动作 KA：差动继电器，接差动回路
Kunp -非周期分量影响系数,取1~1.5 fi -TA最大误差系数,取0.1
KA的动作电流
Iop Iunb.max Iop Krel Iunb.max
问题：动作电流大，灵敏度低
提高灵敏度：减小动作电流 Iop.min (0.1 ~ 0.3)IN
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2-3发电机子绕组匝间短路保护
失磁（完全失磁、部分失磁）： 危害发电机、影响系统的安全 失磁保护
转子一点、二点接地故障： 二点接地引起机组剧烈振动 转子一点接地保护和二点接地保护
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2、发电机不正常运行状态及其保护方式
定子绕组负荷不对称运行（出现负序电流）： 定子绕组不对称过负荷保护（转子表层过热保护）
定子绕组对称过负荷： 对称过负荷保护 转子绕组过负荷： 转子绕组过负荷保护 逆功率：逆功率保护 过激磁：过激磁保护 系统振荡引起发电机失步：失步保护 其他保护：定子绕组过电压保护、低频运行保护、非全相运
行保护等
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4
3、保护装置的控制对象——保护出口方式
（1）发变组全停：跳主变高压侧、发电机、高厂变，灭磁， 关主汽门，厂用电切换
巨大的短路电流，烧坏发电机 瞬时动作的纵差动保护
定子绕组匝间短路（同相同分支、同相异分支）： 巨大的短路电流，烧坏发电机 瞬时动作的匝间短路保护
定子单相接地（绕组对铁芯短接）： 电弧灼伤铁芯、破坏绕组绝缘、故障发展 100%定子绕组接地保护
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2-1 发电机故障和不正常状态及保护方式
发电机保护
发电机的故障和不正常运行状态及其保护方式 发电机相间短路的纵差动保护 发电机定子绕组匝间短路保护 发电机定子绕组单相接地保护 发电机失磁保护 发电机励磁回路接地保护 发电机负序电流保护 发电机的其他保护
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1
2-1 发电机故障和不正常状态及保护方式
1、发电机的故障及其危害、保护方式 定子绕组的相间短路：
原理：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。
配置： TV 一次绕组中性点与 发电机中性点直接连接，电压 互感器TV测量该零序电压,TV 开口三角侧接入三次谐波滤波 器Z 及零序过电压继电器KV 。
2020/5/25
电力系统继电保护
（2）三次谐波引起保护可能误动作。正常运行情况下，若三相电 动势的波形中含有三次谐波及三次谐波的倍数次谐波分量， 且当任一支路的三次谐波电动势与其他支路不相等时，将有 三次谐波流过电流互感器。为此，采用了高次谐波滤过器Z ， 使高次谐波电流不致流入电流继电器KA 。
（3）励磁回路发生两点接地故障时，单继电器式横差动保护可能动作。
定子同一相的两并联分支回路电动势不等，形成环流。若其 值大于保护动作值，将使横差动保护动作。
励磁回路发生一点接地后，利用切换片SO 将横差保护 切换到带时限动作于跳闸。动作时限通常可取为0.5~1S 。
2020/5/25
电力系统继电保护
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2-3发电机定子绕组匝间短路保护
2、反应发电机各相对中性点的零序电压匝间短路保护
2020/5/25
电力系统继电保护
6
2-2 发电机相间短路的纵差动保护
作用：反应发电机内部定子绕组及其引出线相间短路，主 保护，外部故障不误动
配置：在发电机中性点和靠近发电机出口断路器处分别按 相装设型号、变比相同的电流互感器，二次侧按环 流法连接
原理：比较发电机绕组两端电流的大小和相位，正常和外 部故障时：相同；内部故障时不同