发变组保护
发变组保护知识点
第一部分 发变组保护1. 差动保护1.1 CSC-306只有一相差流时为何不动作？答：为了防止一点在区内、一点区外的两点接地故障，装置设有机端负序电压和线电压元件。
为了提高保护的可靠性，在差动保护仅有一相满足动作条件时，除增加计算次数和TA 异常判断次数外，同时机端负序电压大于8V 或机端线电压小于8V 时，保护才出口。
1.2 发变组变压器差动保护的平衡系数是怎样计算的？答：发变组变压器差动保护的平衡系数计算如下：变压器中、低压侧平衡系数：TAH TAM nH nM TAH TAM nM n nH n TAM nM TAH nH nM nH phM n n U U n n U S U S n I n I I I K ⋅=⋅===111111223/3///TAHTAL nH nL phL n n U U K ⋅=11 a)软件校正：高压侧为基准侧且平衡系数为1，低压侧平衡系数为(高压侧二次计算额定电流)/(低压侧二次计算额定电流). b) 外部校正：高压侧还是为基准侧，但平衡系数有变化，如果高压侧为角接，则高压侧平衡系数为1，如果是星接，则高压侧平衡系数为0.577。
低压侧平衡系数为：如果角接(高压侧二次计算额定电流)/(低压侧二次计算额定电流)；如果是星接0.577*(高压侧二次计算额定电流)/(低压侧二次计算额定电流)。
1.3 CSC-316M 大差保护注意事项？答：CSC-316M 的大差保护，配置控制字中无论有无高厂变必须置1（高厂变高TA 接入发变组差动），否则在无高厂变情况下的制动电流计算会出错！2. 发电机匝间保护2.1 负序方向闭锁纵向零压匝间保护试验时需要注意？答：做纵向零压保护出口试验时，注意纵向零压保护控制字的D2(置1时，表示负序方向取机端TA ，置0时，表示负序方向取中性点TA)，电压取的是机端TV ，装置说明书中逻辑图负序方向元件动作的负序电流和负序电压是内部固定，其值的大小可以用CSPC 在装置参数中查看且可以修改，负序方向的判据条件是负序电压超前负序电流0°～165°。
发变组保护详解
发电机1 、发电机失磁保护2、过激磁保护3、定子接地保护4、定子匝间保护5、失步保护6、低频累加保护7、励磁回路过负荷保护8、转子一点接地保护9、对称过负荷保护10、负序过负荷保护11、过电压保护1 发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。
由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。
励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。
静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。
TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A 在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。
励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。
2 发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。
反时限延时上限为5秒，下限为200秒。
3 发电机定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。
发变组各项保护
2.1 发变组比率制动差动保护2.1.1 保护采用三侧差动保护（作为发电机定子绕组、主变压器高压侧绕组、套管、高厂变低压侧之间故障的主保护。
2.1.2 保护元件电流取自主变高压侧，高厂变低压侧、发电机中性点。
2.2 发电机主变压器保护2.2.1发电机差动保护（1）采用比率制动原理构成,是发电机内部相间故障的主保护（2）差动保护动作条件:三相任一相比率差动动作;软压板和硬压板均在投入位置;差动启动元件动作;TA断线闭锁控制为不闭锁状态(0).2.2.2发电机定子接地保护作为发电机定子回路单相接地故障保护，当发电机定子绕组任一点发生单相接地时，该保护按要求的时限动作于信号或跳闸。
（1）保护原理：由基波零序电压保护发电机从机端算起的85%~95%的定子绕组单相接地；三次谐波电压保护发电机中性点附近定子绕组的单相接地。
（2）基波零序电压取自发电机端部，三次谐波零序电压保护是检测发电机端部对地与中性点对地零序三次谐波电压比值的变比;工作电压取自发电机端部电压互感器和发电机中性点侧PT。
（3）基波零序电压保护动作后跳发变组出口开关1DL、MK、厂用A、B分支、启动A、B分支快切、关主汽门、启动失灵保护。
（4）三次谐波零序电压保护动作于发信号。
2.2.3发电机匝间保护发电机匝间保护采用DP2+3U0和DP2两种保护方式。
不仅可以作为发电机内部匝间短路的主保护，还可以作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
（1）动作条件:在正常运行时,匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作;故障分量负序方向和纵向零序电压动作.在并网前,由纵向零序电压和电流小于0.06Iset作为判据,且匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作.（2）保护用电流量取自发电机尾. 电压2.2.4转子一点接地（1）采用乒乓开关切换原理，作为监视发电机励磁回路对地绝缘的保护。
（2）保护电压取自转子电压：601、602及大轴。
（3）转子一点接地保护动作情况：经延时动作于信号。
发变组保护原理组成及原理
发变组保护的未来发展方向
智能化
随着人工智能技术的发展，发变组保护将逐 渐实现智能化，能够更加快速、准确地识别 和应对各种故障。
网络化
网络技术的发展将使得发变组保护能够实现远程监 控和诊断，提高故障处理的效率和可靠性。
集成化
未来发变组保护将更加集成化，能够将多种 保护功能集成在一台装置中，降低设备成本 和维护成本。
发变组保护原理 组变组保护的组成 • 发变组保护的原理 • 发变组保护的应用与案例分析
01
发变组保护概述
定义与重要性
定义
发变组保护是用于保护发电机变压器（简称发变组）的一套安全控制系统，主要用于监测发变组的工作状态，并 在异常情况下采取相应的控制措施，以防止设备损坏和事故扩大。
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发变组保护的案例分析
某火电厂发变组保护误动 事故
某火电厂发变组保护在运行过程中发生误动 ，导致发电机跳闸。经过调查发现，原因是 保护装置的软件算法存在缺陷，导致正常运 行时的电压波动被误判为故障。
某核电站发变组保护拒动 事故
某核电站发变组保护在变压器故障时未能正 确动作，导致变压器烧毁。经调查发现，原 因是保护装置的硬件故障导致信号处理异常
发变组保护应具备选择性，即在设备发生 故障时，能够有选择地切除故障部分，尽 量减小对非故障部分的影响。
速动性
灵敏性
发变组保护应具备速动性，即在设备发生 故障时，能够迅速切除故障部分，以减小 对设备的损坏和事故的扩大。
发变组保护应具备灵敏性，即能够灵敏地 检测到设备的异常状态，并及时采取相应 的控制措施。
重要性
发变组是电力系统中的重要设备，其安全稳定运行对于保障电力系统的正常供电和电力企业的经济效益具有重要 意义。发变组保护能够及时发现并处理设备故障，避免设备损坏和事故扩大，对于保障电力系统的安全稳定运行 具有重要作用。
发变组保护动作值与返回值
发变组保护动作值与返回值1. 任务概述在电力系统中，发电机组是发电厂的核心设备之一。
为了保证发电机组的安全运行，需要对其进行各种保护措施。
其中，发变组保护是发电机组保护的重要部分之一。
发变组保护是指对发电机组进行保护的一系列动作和控制措施。
它的主要目的是在发电机组出现故障或异常情况时，及时采取措施，保护发电机组的安全运行，避免故障扩大，保障电力系统的稳定运行。
本文将详细介绍发变组保护动作的值与返回值，包括发变组保护的基本原理、动作值的设定和返回值的判断方法等内容。
2. 发变组保护的基本原理发变组保护主要通过对发电机组的电气量进行监测和测量，判断发电机组是否存在故障或异常情况，从而采取相应的保护动作。
发变组保护的基本原理包括以下几个方面：2.1 发电机定子保护发电机定子保护主要是对发电机定子绕组的电流、电压、频率等进行监测和测量，以判断发电机定子绕组是否存在过载、短路、接地等故障。
常用的保护动作值包括定子电流保护、定子电压保护、定子频率保护等。
当监测到以上参数超过设定的阈值时，发电机组保护系统将采取相应的动作，如切断电源、停机等。
2.2 发电机励磁保护发电机励磁保护主要是对发电机励磁系统的电流、电压、励磁电压等进行监测和测量，以判断发电机励磁系统是否存在故障。
常用的保护动作值包括励磁电流保护、励磁电压保护等。
当监测到以上参数超过设定的阈值时，发电机组保护系统将采取相应的动作，如切断励磁电源、停机等。
2.3 发电机转子保护发电机转子保护主要是对发电机转子的温度、振动等进行监测和测量，以判断发电机转子是否存在过热、不平衡等故障。
常用的保护动作值包括转子温度保护、转子振动保护等。
当监测到以上参数超过设定的阈值时，发电机组保护系统将采取相应的动作，如降低负荷、停机等。
2.4 发电机绝缘保护发电机绝缘保护主要是对发电机绝缘系统的绝缘电阻、绝缘介质损耗等进行监测和测量，以判断发电机绝缘系统是否存在漏电、损耗等故障。
发变组保护
发变组保护主要是发变组保护:主保护:发电机纵差、发电机匝间(纵向零序电压式或横差保护) 、主变纵差、发电机变压器组差动、高厂变差动;发电机后备和异常运行保护:对称过负荷(反时限) 、不对称过负荷(反时限) 、复合电压过流、程跳逆功率、过电压、失磁、失步、逆功率、100%定子接地、过激磁(反时限) 、起停机、转子一点二点接地、励磁回路过负荷(反时限) 、低频保护等、以及 TV断线和 TA 断线保护;主变压器后备和异常运行保护:主变阻抗、零序电流、过负荷、通风启动保护、以及 TV 断线、TA 断线保护;高厂变后备和异常运行保护:复合电压过流、AB 分支限时速断和复合电压过流、AB 分支零序过流、过负荷、通风启动保护等;励磁变(机)保护:速断过流保护、过负荷保护等;其它保护:失灵启动，非全相运行保护。
但小容量的发电机，保护没有那样复杂，主要有:1、纵联差动(电流速断)保护:瞬时动作于停机2、过电流保护:延时动作于停机3、过电压保护:延时动作于解列灭磁4、定子绝缘监视(单相接地):动作于发信号5、过负荷保护:延时发信号6、转子一点接地:动作于发信号7、失磁保护:动作于解列并网时，并网开关还需要装设方向过流、电流速断、低周低压振荡解裂装置等;这些功能现在都被集成在综保装置上了，具体功能可以和厂家联系，二三个模块就可以解决全部保护的问题，非常简单的。
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十分贵重的电气设备，因此，应该针对各种不同的故障和不正常工作状态，装设性能完善的继电保护装置。
发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等。
发电的不正常运行状态主要有:由于外部短路引起的定子绕组过电流;由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷;由外部不对称短路或不对称负荷(如单相负荷，非全相运行等)而引起的发电机负序过电流;由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压;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;由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。
发变组保护保护原理
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发变组保护原理
4、转子接地保护
• 对1MW及以下发电机的转子一点接地故障，可装设定期 检测装置。
• 1MW及以上的发电机应装设专用的转子一点接地保护装 置延时动作于信号，宜减负荷平稳停机，有条件时可动作 于程序跳闸。
• 对旋转励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。
－摘自GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程
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发变组保护原理
1、发电机差动保护
• 和应涌流，区外故障及其切除过程中由于两侧TA传变特 性不一致，都易导致差动保护误动；
dia
Id
dIA
Ir
图a 相电流波形
图b 差动电流和制动电流波形
1次判别 25次判别
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发变组保护原理
1、发电机差动保护
• 采用循环闭锁原理，进一步提高差动保护的可靠性； • 具有完善的抗TA饱和能力，以及故障恢复过程中不平
发变组保护原理
6、失步保护
jX
6区
5区 4区 3区
2区
1区
Xs B
Xt
减速失步
加速失步
-Rs -Rj 0
Rj
Rs
R
δ4
δ3
δ2 δ1
A
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7、逆功率保护
理论 传统
动作区 动作区
发变组保护原理
jQ
理想
P -Pset
• 对发电机变电动机运行的异常运行 方式，200MW及以上的汽轮发电机， 宜装设逆功率保护。
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发变组保护原理
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发变组保护原理
9、变压器差动保护
• 难点：
涌流的识别； TA饱和的识别； 和应涌流或区外故障切除后各侧TA暂态特性不一致导致的 差动保护误动。
发变组保护配置
2.1. 发变组保护的配置2.1.1. 发变组保护概述2.1.1.1. 发电机与变压器为单元组接线，发电机与主变、高厂变、脱硫变、励磁变组成发变组，发变组保护由数字发电机保护装置（REG216C）、变压器保护（RET521）和发变组非电量保护组成，数字发电机保护装置（REG216C）为瑞士ABB公司的产品，变压器保护（RET521）为瑞典ABB公司的产品，发变组保护由上海ABB工程有限公司组屏。
2.1.1.2. 发变组保护为双重化配置，其中电气量保护为双重配置，非电气量保护非双重配置，发变组保护包括两个独立的系统：系统A和系统B。
系统A和系统B中都配置有完整的发变组保护，因此，当一个系统因故退出运行时，另一个系统也能保护整个发变组。
2.1.1.3. 系统A和系统B之间无任何电气联系，系统A和系统B的模拟量独立输入，分别取自CT、PT的互相独立的绕组，保护范围交叉重叠，无死区；系统A和系统B的直流电源和跳闸出口互相独立。
2.1.2. 发变组保护的配置及功能2.1.2.1. 发电机差动保护（－K87）：2套，电气量保护，置于REG216C中，保护发电机绕组的相间故障，是发电机的主保护，保护范围为差动电流互感器之间的区域。
2.1.2.2. 发电机定子接地保护（－K64）：2套，电气量保护，置于REG216C中，2套保护采用不同的原理构成，一套为注入式，注入12.5Hz的交流电源，另一套由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100％区域的定子接地保护，这2套保护互不影响，在发电机定子绕组接地时，保护发电机定子绕组、铁芯不受损伤。
2.1.2.3. 发电机过电压保护（－K59）：2套，电气量保护，置于REG216C中，保护发电机在启动或并网过程中由于电压过高而损坏发电机的绝缘。
2.1.2.4. 发电机频率异常保护（－K81）：2套，电气量保护，置于REG216C中，在发电机退出运行时该保护自动退出运行，在发电机频率异常运行时，保护汽轮机的叶片不受损伤。
发变组保护
发变组保护说明发电机保护1) 发电机纵差保护a.该保护作为发电机定子绕组及其出线的相间短路故障的主保护。
b.保护功能：差动保护采用比率制动或标积制动的原理构成；采用循环闭锁出口方式和负序电压解除循环闭锁，具有TA断线判别功能，差动保护瞬时动作于全停。
2) 发电机定子匝间保护a.该保护是发电机定子绕组匝间短路的主保护。
b.保护功能：保护的零序电压取自机端专用TV开口三角，保护反映发电机纵向零序电压的基波分量，并用其三次谐波增量作为制动量，采用电压平衡式原理构成TV断线闭锁和负序功率方向闭锁。
保护次灵敏段瞬时动作于全停，灵敏段经延时动作于全停。
3) 发电机定子接地保护a.保护作为发电机定子绕组单相接地故障保护。
b.保护功能：保护由基波零序电压（取自机端TV开口三角3U0′）和三次谐波电压（取自发电机中性点零序电压3U0〞）部分构成；保护受TV断线的闭锁。
保护延时动作于发信号或全停。
4) 发电机对称过负荷保护a.作为发电机定子绕组过电流故障的保护。
b.保护功能：该保护反应发电机定子电流的大小，由定时限和反时限对称过负荷两部分组成。
当发电机的电流大于定时限动作整定值时，经延时发信号；而大于反时限启动电流值时,保护动作时间与电流大小成反比，出口作用于解列或程序跳闸。
5) 发电机不对称过负荷保护a.保护发动机不对称过负荷、区外不对称短路故障的后备保护。
b.保护功能：保护反应发电机定子电流中的负序分量，由定时限和反时限两部分组成。
定时限部分经延时发信号；反时限部分动作于全停。
6) 发电机转子一点接地保护a.该保护是反应发电机转子及励磁回路绝缘的保护。
采用迭加电源切换采样原理，注入电压为直流50V。
b.保护功能：保护的输入端与转子负极及大轴连接。
转子一点接地保护选择二段定值及二个延时，高定值经短延时发信号或低定值长延时动作于跳闸。
7) 发电机失磁保护a.保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障的保护。
发变组保护
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RCS-985频率保护逻辑图
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误上电保护
由误合闸保护和断路器闪络保护组成。 误合闸保护的三种情况：1、发电机盘车时，未加励磁， 断路器误合，造成发电机异步启动；2、发电机起停过 程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合；3、 发电机起停过程中，频率大于定值，断路器误合或非 同期。 盘车状态下，若系统三相工频电压突然加在机端，定 子电流将很大，转子长时间留过差频电流会被烧伤。 突然误合闸引起转子急剧加速，由于汽机可能润滑油 压不高，也会烧瓦。
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发电机定子接地保护
出口方式：基波零序电压保护出口方式为全停， 三次谐波电压保护动作于信号。 基波零序电压保护在主变高压侧单相接地时不 应动作。 需要注意点：发电机升压前必须把中性点地刀 投入，否则会有三次谐波动作信号。
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RCS-985定子接地保护逻辑图（一）
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RCS-985定子接地保护逻辑图（二）
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RCS-985逆功率保护逻辑图
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频率异常保护
大型汽轮发电机允许长期运行的频率范围为 48.5-50.5Hz。 汽轮机的叶片有一自振频率，如果发电机频率 升高或降低到一定程度，叶片将发生谐振，使 材料疲劳，达到材料不允许的限度时，叶片将 断裂，造成严重事故。材料的疲劳是不可逆的 积累过程。 出口：投信号。
双套保护需要有不同的原理，因此在励磁涌流 闭锁原理方面，一套保护采用谐波制动原理， 即采用三相差流中二次谐波与基波的比值作为 励磁涌流闭锁判据。 另一套保护可以采用三相差流中的波形判别方 式。内部故障时，各侧电流经CT变换后，差流 基本上是工频正弦波。而在励磁涌流中有大量 的谐波分量存在，波形是间断不对称的。
3
RCS-985比率差动保护的动作特性
发变组保护
该保护是的励磁变后备保护。
保护功能：
a)复合电压元件由低电压和负序电压或门构成，过流Ⅱ段经复压闭锁。
b)保护设两段。当达到过流Ⅰ段整定值时，经延时启动A、B分支快切，当达到过流Ⅱ段整定值时，经延时启动出口继电器执行全停，DCS画面“励磁变后备跳闸”光字牌亮,同时事故音响报警。
保护功能
a)逆功率保护。当发电机失去原动力变成电动机运行时，发电机功率达到逆功率整定值时，延时发信，延时启动出口继电器执行全停，DCS画面“发电机逆功率”光字牌亮,同时事故音响报警。
b)程序逆功率保护，指主汽门关闭后，当功率达程序逆功率定值后，延时跳发变组出口开关，灭磁开关，跳厂用A、B分支开关，启动厂用A、B分支快切。
1） 厂变差动保护
该保护是低厂变内部及6KV电缆相间故障的主保护。
2） 厂变差动速断保护
该保护是低厂变内部发生严重故障时的主保护。
保护功能：差动速断保护动作后，瞬时跳开厂变高、低压侧开关，同时事故电笛响,“低厂变高压侧开关事故跳闸”、“低厂变低压侧开关事故跳闸”光字牌亮。
3） 厂变过流保护
该保护是发电机定子绕组匝间短路的主保护。
4)发电机定子接地保护
a)该保护是发电机定子绕组及其引出线单相接地的主保护。
5)发电机定子过负荷保护
保护由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成。该保护反应发电机定子绕组的平均发热状况。
6)发电机负序过负荷保护
保护由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成。该保护反应发电机转子表层过热状况，也可反应负序电流引起的其它异常。
7)发电机复合电压闭锁过流保护（本保护未投）
该保护是作为发电机、变压器、高压母线及相邻线路故障的后备保护。
发变组保护讲义.ppt
3、励磁变过负荷保护：保护动作于信号。
4、励磁变温度高报警：保护动作于信号。
5、励磁变温度高跳闸：保护动作于停机，不 启动失灵，并能切换至信号。
厂高变保护
1、高厂变差动保护：作为高厂变内部短路及引出线 故障的主保护。为防止CT断线差动误动，任一 相电流互感器断线，均能闭锁差动，CT断线功 能设置软开关能投能退。保护瞬时动作于停机 ，厂高变差动保护在2倍动作电流下动作时间 不大于30ms，差流速断保护在1.5倍动作电流 下动作时间不大于20ms。
2、非电量保护说明：PRS-789、PRS-761A系列保护装置实 现了电气量保护与非电量保护的彻底分离，由专门的装置 来完成非电量保护。不需要延时跳闸的非电量通过压板直 接去跳闸，需要延时跳闸的非电量通过CPU延时后，由 CPU发出跳闸信号。满足了大型发电机变压器组双套主保 护、双套后备保护，非电量保护完全独立的配置要求。
9、发电机过励磁保护： 作为发电机由于过激磁而导致硅钢片烧损或金属部
分严重过热的保护。该保护由定时限和反时限两 部分构成。定时限部分经延时发信号、降低励磁 电流。反时限部分按发电机过励磁能力动作于停 机或程序跳闸。电压量取自发电机机端1PT
10、发电机过电压保护： 作为发电机定子绕组的异常过电压，保护延时
发电机保护
1、发电机纵差保护：作为发电机定子绕组及其出线 的相间短路故障的主保护。差动保护瞬时动作于 全停。
2、发电机定子匝间保护：作为发电机定子绕组同相 分支或同相不同分支间的匝间短路及定子绕组开 焊故障的保护，电压量取自发电机出口第二组PT 二次侧，电流量取自发电机机端CT二次侧。保护 动作于全停I。保护电压平衡继电器，当专用PT高 压侧断线时，保护不误动作，并发PT断线信号。
发变组保护原理、组成及运行操作
• 6、定子对称过负荷
• 作为由于发电机过负荷引起的定子绕组过电流保护。保护 由定时限和反时限两部分组成，定时限部分按发电机长期 允许的负荷电流下能可靠返回整定，经延时动作于信号。 反时限部分动作特性按发电机定子绕组过负荷能力（Ｋ值 ）整定，动作于全停。保护应能反映电流变化时发电机定 子绕组的热积累过程，保护不考虑灵敏系数和时限与其他 相间保护相配合。
• 二、 保护配置原则
1、发电机变压器组（包括发电机、主变压器、励磁 变、高厂变保护）应按双重化配置（非电量保护除 外）保护。每套保护均应含完整的主保护及后备保 护，两套保护装置应完整、独立，安装在各自的柜 内，当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检 修时，应不影响另一套保护正常运行。非电量保护 应为独立的装置，单独组屏，设置独立的电源回路 及出口跳闸回路。
• 对于发电机过负荷，即要在电网事故情况下充分发挥发电 机的过负荷能力，以对电网起到最大程度的支撑作用，又 要在危及发电机安全的情况及时将发电机解列，防止发电 机的损坏。一般发电机都给出过负荷倍数和相应的持续时 间。对于我厂1100MW汽轮发电机，发电机具有一定的短时 过负荷能力，从额定工况下的稳定温度起始，能承受（ I²-1）*T=37.5S，每年不超过2次，每次不超过60S。
• 3、定子单相接地
• 100%发电机定子接地保护（双套）
• 保护作为发电机定子绕组及其引出线单相接地故障保护。双套配置的 保护装置采用不同原理，一套采用零序电压+三次谐波电压式接地保 护原理，一套采用注入式定子接地保护原理。
发变组保护
1、发变组有哪些保护及动作范围？1、发电机差动保护:用来反映发电机定子绕组与引出线相间短路故障,瞬时动作于全停I、II。
2、主变压器差动保护:主变压器差动保护通常为三侧电流,其主变压器差动保护范围为三侧电流互感器所限定的区域(即主变压器本体、发电机至主变压器与厂用变压器的引线以及主变压器高压侧至高压断路器的引线),可以反映该区域内的相间短路,瞬时动作于全停I、II。
3.高厂变差动保护:保护范围包括变压器本体及套管引出线,能够反映保护范围内的各种相间、接地及匝间短路故障,瞬时动作于全停I、II。
4、励磁回路一点接地、两点接地保护:对于静止励磁的发电机正常运行时,励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻与分布电容。
当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时,会引起励磁回路的接地故障,最常见的就是一点接地故障。
发生一点接地故障时,由于没有形成电流回路,对发电机没有直接影响,但一点接地后,励磁回路对地电压升高,在某些情况下,会诱发第二点接地。
当发生第二点接地故障时,由于故障点流过很大的短路电流,会烧伤转子,由于部分绕组被短接,气隙磁通将失去平衡,会引起机组剧烈振动。
此外,还可能使轴系与汽轮机汽缸磁化。
因此需要装设一点、两点接地保护。
一点接地保护动作于发信号,一点接地保护动作发出信号后,及时投入两点接地保护,两点接地保护动作后动作于全停I、II。
5、发电机定子接地保护:采用基波零序电压保护与三次谐波定子接地保护,可构成100％定子接地保护。
95％定子接地保护主要反映发电机机端的基波零序电压的大小,当达到动作定值时,动作于全停I、II。
15％定子接地保护主要反映发电机机端的三次谐波电压的大小,当达到动作定值时,动作于发信号。
6.发电机复合电压过流保护:从发电机出口PT取电压量,从发电机中性点CT取电流量,电压判据由低电压与负序电压组成或条件,动作于全停I、II。
7、发电机负序过负荷保护:作为发电机不对称过负荷保护,延时动作于信号。
发变组保护——精选推荐
发变组保护一、发变组保护的动作控制对象：1. 全停：断开发变组220KV断路器，断开灭磁开关、励磁开关、高厂变分支DL，起动6KV 电源快切装置，关主汽门，MFT动作，起动失灵保护（不允许非电量保护起动失灵保护）。
2. 母线解列：断开母联与分段DL。
3. 程序跳闸：关闭主汽门，闭锁热工保护（是电气联关主汽门保护吗？）。
4. 程序逆功率：由发电程序跳闸起动，其保护除关闭主汽门以外，其余同全停保护。
5. 起停机保护：跳灭磁开关。
6. 分支DL跳闸：高厂变6KV分支断路器跳。
7. 切换6KV电源：6KV工作电源跳，备用电源合闸。
8. 减出力：汽机出力减至规定值（手动）。
9. 减励磁：降低励磁电源。
10. 信号：发声光信号。
☆如上述出口动作需要发变组220KV断路器、母联DL跳闸，应该接入该DL两个跳闸线圈构成的双跳闸回路，以便实现双重化继电保护。
二、启备变保护动作控制对象：1. 跳闸：断开其高低压侧DL。
2. 分支解列：其两低压分支DL跳闸。
3. 信号：发声光信号。
三、发变组保护介绍：1. 失步：机组惯常数明显降低（转子质量与容量不成比例增加），发电机易于失步，因此大型机组要求装设此保护。
2. 定子匝间短路和接地保护：轴向长度与直径之比明显增大，振动加剧，匝间绝缘磨损加快，还会引起冷却系统故障，因此要求装此保护。
3. 为避免跳闸造成对系统的冲击和对主机辅机制损伤，保护出口应针对不同情况合理动作于减出力，程序跳闸，跳闸灭磁，跳闸，停机等多种形式，以避免轻易紧急停机。
4. 双重化主保护装置分别由两个不同的直流母线馈线或两个电源装置供电，双重化主保护及后备保护系统均从单独电流互感器输入。
发变组采用微机型保护设备。
5. 电量和非电量保护的出口继电器分开，非电量保护不允许起动失灵保护。
6. 保护用直流继电器运行电压范围至少应为70%-110%额定电压（Ue=220KV）。
7. 保护装置有完善的自诊断用防误动的闭锁功能（诊断到自故障，闭锁相关保护动作）。
发变组保护原理、组成及原理
• 9、 过电压 • 运行实践中，大型汽轮发电机出现危及绝缘安全的过电压 是比较常见的现象。当满负荷下突然甩去全部负荷，电枢 （定子）反应突然消失，由于调速系统和自动调整励磁装 置都是由惯性环节组成，转速仍将上涨，励磁电流不能突 变，使得发电机电压在短时间内也要上升，如果没有自动 电压调节器，或励磁系统在手动方式运行，恒励磁电流调 节，则电压继续上升，其值可能达到1.3～1.5倍额定值， 持续时间可能达到数秒，甩负荷将导致严重的发电机电压 升高。发电机主绝缘的工频耐压水平，一般为1.3倍额定 电压持续60S，而实际过电压的数值和持续时间可能超过 试验电压和允许时间，因此，对发电机主绝缘构成了直接 威胁。ABB的UN5000型励磁调节器在发电机开关断开时， 将励磁电流调节器的给定值复归到空载励磁电流值（ 824.2A）。尽管这样，还是不能完全避免发电机定子过电 压的发生。 • 由于上述原因，对于200MW及以上的大型汽轮发电机，国 内外都无一例外地装设过电压保护，保持动作电压为 1.3Un，经0.5S延时作用于励磁开关、主开关掉闸。
•
3）惯性时间常数降低。大容量机组的体积并不随 容量成比例地增大，有效材料利用率提高，其直 接后果是机组的惯性常数H明显降低，600MW发电 机的惯性时间常数在1.75左右，在扰动下机组更 易于发生振荡。 • 4）热容量降低。中小型发电机组定子绕组在1.5 倍额定电流下允许持续运行2min，转子励磁绕组 在2倍额定电流下允许持续运行30s；而330MW机组 在同样的工况下，只能持续运行30s和10s。过流 能力随着容量的增加而显著下降，负序过电流能 力I2t值对中小型机组为30左右，而330MW机组则 减小到4.0。
• 大型发电机组与中小型发电机组相比，主要不同 点表现在： • 1）短路比减小，电抗增大。大型发电机的短路比 大约减小到0.5左右，各种电抗都比中小型发电机 大。因此大型发电机组的短路水平反而比中小型 机组的短路水平低，这对继电保护是十分不利的 。发电机电抗的增大还使其平均异步转矩减低， 约从中小型发电机的2～3倍额定值减至额定值左 右。于是失磁后异步运行时滑差增大，一方面要 从系统吸取更多的无功功率，对系统稳定运行不 利，另一方面也容易引起发电机本体的过热。 • 2）时间常数增大。大型发电机组定子回路时间常 数和比值显著增大，短路时定子非周期电流的衰 减较慢，整个短路电流偏移在时间轴一侧若干工 频周期，使电流互感器更容易饱和，影响大机组 保护正确工作。
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发电机－变压器组的微机继电保护装置采用双重化配置（非电气量除外），其特点如下：1.两套发电机－变压器组的微机继电保护装置（包括出口跳闸回路）完整、独立安装在各自的屏内，之间没有任何电气联系。
当运行中的一套保护因异常需退出或检修时，不影响另一套保护的正常运行。
2.每套保护装置均配置完整的差动等主保护、后备保护及异常保护，能反应被保护设备的各种故障运行状态。
3.每套装置的交流电压和交流电流分别取自电压互感器和电流互感器互相独立的绕组，其保护范围应交叉重迭，避免死区。
4.非电量保护设置独立的电源回路（包括直流小空气开关及直流电源监视回路），出口跳闸回路应完全独立，在保护柜上的安装位置也相应相对独立。
发变组保护柜配置情况我公司发变组保护采用了国电南京自动化股份有限公司生产的DGT801系列保护装置。
每台机组各配5面发变组保护柜，A/B柜为发电机、励磁变的保护，每个柜子各配有两套DGT801B装置，分别为主保护、后备保护装置；C/D柜为两台高压厂变的电气量保护，每个柜子各配有两套DGT801C保护装置；E柜为发变组非电量保护，配有两套DGT801F保护装置。
保护装置电源保护装置的直流电源：每面保护盘有两路直流电源，分别取自单元机组的110V直流A、B段，通过转换开关进行切换，注意：两套保护的直流电源不能同时取自同一直流母线上。
保护装置的交流电源：保护装置的交流电源取自机组UPS电源，由于打印机使用。
发电机保护配置1.发电机差动保护(－K87)2.发电机定子接地保护（－K64G1，－K64G2）3.发电机失磁保护（－K40）4.发电机失步保护（－K78）5.发电机定子匝间保护(-K58)6.阻抗保护(-K21)7.发电机负序电流保护（－K46）8.发电机过电压保护（－K59）9.突加电压保护（－K50/27）10.过激磁保护(-K24)11.电压制动过电流保护（－K51/27）12.发电机过负荷保护（－K49）13.发电机逆功率保护（－K32）14.频率异常保护（－K81）15.起停机保护（－K50/81）发电机励磁系统保护配置1.励磁变压器差动保护(－K87)：2.励磁变速断保护（－K50）3.励磁变过流保护（－K51）4.励磁系统过负荷保护（－K49）5.发电机转子一点接地保护主变压器电气量保护配置1.主变压器差动保护(－K87)：2.主变复合电压闭锁过流保护（－K51/27）3.主变高压侧零序方向过流保护（－K51N）4.主变过激磁保护:5.500kV断路器闪络保护（-K47）6.500kV断路器非全相保护（-K28）7.发电机变压器组断路器失灵保护(50BF)高厂变电气量保护配置1.高厂变差动保护－K872.差动速断保护－K87/K503.复合电压闭锁过流保护（－K51/46）4.高厂变低压侧零序过流保护(-K51N)5.高厂变低压侧限时速断/过流保护(-K151/150)变压器非电气量保护配置1.重瓦斯保护2.轻瓦斯保护3.油位高4.油位低5.压力释放6.油温过高7.冷却系统故障8.冷却器全停保护（主变）PT、CT的作用1.发电机中性点PT：40kVA、20kV/0.22KV二次电阻：0.47欧姆。
保护A、B套。
DCS电压值。
频率。
2.发电机中性点CT1：B套发电机差动保护。
频率。
3.发电机中性点CT2：A套发电机差动保护。
4.发电机中性点CT3：电度表（PT3）5.发电机中性点CT4（PT3）：DCS－电压、频率、电流、有功、无功、功率因数、电量；DEH－有功6.发电机出口CT1：AVR17.发电机出口CT2：AVR28.发电机出口CT3：A套发电机保护、主变差动保护。
9.发电机出口CT4：B套发电机保护、主变差动保护。
10.主开关CT1:母差111.主开关CT2:母差212.主开关CT3:断路器保护（闪络、非全相、失灵）13.主开关CT4:测量14.主开关CT5:关口表15.主开关CT6:主变保护B（主变差动、过激磁、过流保护）16.主开关CT7:主变保护A （主变差动、过激磁、过流保护）17.主变中性点CT1：主变B套高压侧零序保护18.主变中性点CT2：主变A套高压侧零序保护19.主变高压套管3个CT：暂无20.励磁变两侧隔3个CT：保护A、B套各2个、测量、AVR各1个。
21.发电机出口PT1：发电机保护A、B套22.发电机出口PT2：发电机保护B套、主变B套、频率、同期、AVR23.发电机出口PT3：发电机保护A套、主变A套、频率、AVR、测量（有功、无功、功率因数）高厂变、高公变、励磁变测量（有功、电量）24.高厂变高压侧5个CT：高厂变A、B套，测量，主变A、B套25.高厂变低压侧各4个CT：低压侧速断、过流保护，测量，高厂变A、B套26.高厂变中性点各2个CT：高厂变A、B套（6kV零序保护）27.高公变高压侧5个CT：高公变A、B套，测量，主变A、B套28.高公变低压侧各4个CT：低压侧速断、过流保护，测量，高公变A、B套29.高公变中性点2个CT：高公变A、B套（6kV零序保护）发电机定子接地保护保护范围发电机定子绕组及引出线的单相接地范围100％。
保护的组成零序电压保护（TV1、TV2开口三角侧）：由于发电机中性点不接地，三相对地电容不完全相等，有10V 以下的零序电压，因此只能保护90％，即靠近中性点部分不能保护。
三次谐波保护：由于发电机气隙磁通密度的非正弦分布和铁磁饱和影响，在定子绕组中感应的相电势除基波外，还含有高次谐波。
正常运行时U N3＞U S3，U S3≥U N3时保护动作，保护范围靠近中性点侧50％。
具有PT断线闭锁三次谐波保护的功能动作结果全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁、启动快切、启动主开关失灵发电机失磁保护作用：保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。
保护原理：失磁保护由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、变压器高压侧低电压判据、定子过流判据构成。
阻抗整定边界为静稳边界圆。
阻抗元件电压取自发电机机端TV；电流取自发电机机端或中性点TA 。
高压侧电压取自主变高压侧TV 。
励磁电压取自发电机转子。
能够防止机组正常进相运行时和电力系统振荡时的误动；还能够防止系统故障、故障切除过程中以及电压互感器断线时的误动，当电压互感器回路断线时应发出报警信号。
动作结果程序跳闸全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁、启动快切、启动主开关失灵发电机定子匝间保护作用保护发电机定子绕组同相分支或同相不同分支间的匝间短路故障。
能在一定负荷下反应双Y接线的定子绕组分支开焊故障。
原理发电机出口PT必须是三相五柱式或三个单相式，其中性点与发电机中性点通过高压电缆相联，发生匝间短路时，在机端专用PT的开口三角形绕组必然反映出发电机纵向零序电压的基波分量。
“零序”电压中三次谐波不平衡量由滤波器滤除以防止干扰保护误动。
为准确、灵敏反应内部匝间故障，同时防止外部短路时保护误动，以负序功率方向闭锁匝间短路保护。
为防止专用电压互感器断线时保护误动作，采用可靠的电压平衡继电器作为互感器断线闭锁环节。
保护分两段：Ⅰ段为次灵敏段：动作值必须躲过任何外部故障时可能出现的基波不平衡量，保护瞬时出口。
Ⅱ段为灵敏段：动作值可靠躲过正常运行时出现的最大基波不平衡量，并利用“零序”电压中三次谐波不平衡量的变化来进行制动。
动作结果全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁、启动快切、启动主开关失灵发电机负序电流保护作用：不对称短路或三相负荷不平衡时，发电机绕组中将出现负序电流，建立的负序旋转磁场相对于转子为两倍的同步转速，因此在转子绕组、阻尼绕组及转子铁心等部件上感应出100Hz的倍频电流，使转子转子端部、护环内表面等可能出现局部灼伤，甚至可能使护环受热松脱，导致发电机的重大事故。
此外负序磁场与正序旋转磁场之间产生的100Hz交变电磁转矩，使大轴和机座产生100Hz的振动。
保护反映发电机定子的负序电流大小。
保护发电机转子以防表面过热。
保护组成：负序定时限过负荷和负序反时限过流。
定时限部分应具有灵敏的报警单元反时限部分动作电流按照发电机承受负序电流的能力确定，保护应能反应负序电流变化时发电机转子的热积累过程。
反时限整个特性应由信号起动段、反时限段、速断段等三部分组成。
动作结果全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁启动快切、启动主开关失灵发电机失步保护保护作用保护发电机在发生失步时，造成机组受力和热的损伤及厂用电压急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故。
保护原理失步保护反映发电机机端测量阻抗的变化轨迹。
失步保护只反映发电机的失步情况，能可靠躲过系统短路和稳定振荡，并能在失步开始的摇摆过程中区分加速失步和减速失步。
当电压互感器回路断线时闭锁装置并发出报警信号。
动作结果全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁、启动快切、启动主开关失灵过激磁保护过激磁保护的作用保护发电机和变压器过激磁，即当电压升高和频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘过热老化的保护装置。
过激磁保护原理发电机(变压器)会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁，发电机的过励磁能力比变压器的能力要低一些，因此发变组保护的过励磁特性一般应按发电机的特性整定。
保护装置设低定值和高定值两个时限，低定值定时限动作于信号，低定值反时限及带延时的高定值动作于跳闸。
反时限曲线特性由三部分组成：a)上限定时限；b)反时限；c)下限定时限。
当发电机(变压器)过激磁倍数大于上限整定值时，则按上限定时限动作；如果倍数超过下限整定值，但不足以使反时限部分动作时，则按下限定时限动作；倍数在此之间则按反时限规律动作。
在变压器出现励磁涌流时保护不应发生误动作。
当电压互感器回路断线时应闭锁装置并发出报警信号。
动作结果全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁、启动快切、启动主开关失灵发电机差动保护保护范围保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障（发电机差动保护用的两组CT（最外侧）之间）。
防止（区外故障、过激磁、充电）保护误动：谐波制动、比例制动。
CT断线时闭锁差动，当电流大于额定电流的1.2～1.5倍时应自动解除闭锁。
动作结果全停1：跳开发变组、关闭主汽门、逆变灭磁、启动快切、启动主开关失灵突加电压保护作用600MW及以上发电机组，都要求装设突加电压保护，以防止发电机启停机时的误操作。
当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，定子的电流在气隙产生的旋转磁场会在转子本体中感应工频或接近工频的电流，会引起转子过热而损伤。
功能突加电压保护分成两个阶段。
以开机为例，第一阶段：在开机→合磁场开关期间，由于无励磁，发电机不可能进行并网操作，因此只要发电机断路器合闸和定子有电流，则必然为误上电，瞬时跳闸；第二阶段：在合磁场开关→并网期间，用阻抗元件来区分并网和误上电，误上电一般可做到0.5s内跳闸，并且误上电情况越严重，跳闸也越快。