发电机差动保护介绍培训课件
差动保护培训课件
差动保护培训课件差动保护培训课件差动保护是电力系统中一项重要的保护措施，它可以有效地检测和保护电力系统中的故障，确保电力系统的安全稳定运行。
在电力系统中，各种故障可能会导致电流异常增大或异常减小，而差动保护的作用就是通过比较系统中的电流差异来判断是否存在故障，并及时采取保护动作，以避免故障扩大和对电力设备造成损坏。
差动保护的基本原理是根据电流的差异来判断系统中是否存在故障。
在差动保护系统中，通常会有一组差动保护继电器，它们通过接收来自电流互感器的电流信号，并进行比较和判断。
当系统中的电流差异超过设定的阈值时，差动保护继电器会发出保护信号，触发相应的保护动作。
差动保护的可靠性和准确性对电力系统的安全运行至关重要。
为了确保差动保护的有效性，需要进行相关的培训和学习。
差动保护培训课件就是为了满足这一需求而开发的教学材料。
差动保护培训课件通常包括以下内容：1. 差动保护的基本原理：介绍差动保护的基本原理和工作方式，包括电流互感器的使用、差动保护继电器的工作原理等。
2. 差动保护的类型和应用：介绍差动保护的不同类型和应用场景，包括线路差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护等。
3. 差动保护的配置和设置：介绍差动保护系统的配置和设置方法，包括选择合适的互感器、设置保护阈值等。
4. 差动保护的故障分析和处理：介绍差动保护系统中常见的故障类型和处理方法，包括故障诊断、保护动作延时等。
5. 差动保护的维护和检修：介绍差动保护系统的维护和检修方法，包括定期检查、设备更换等。
通过差动保护培训课件的学习，人们可以了解差动保护的基本原理和工作方式，掌握差动保护的配置和设置方法，提高对差动保护系统的故障分析和处理能力，以及差动保护系统的维护和检修技能。
差动保护培训课件的开发和使用，不仅可以提高电力系统工作人员的技术水平和工作效率，还可以提高电力系统的运行安全性和可靠性。
通过培训和学习，人们可以更好地理解差动保护的重要性，掌握差动保护的操作技巧，提高对电力系统的保护能力，确保电力系统的安全稳定运行。
发电机横差保护课件
横差保护具有较高的灵敏度和选择性， 能够快速准确地检测匝间短路故障。 但需要注意的是，横差保护对于发电 机外部故障和定子绕组开路故障可能 存在误动作的风险。
02
发电机横差保护系统构成
电流互感器
电流互感器是发电机横差 保护系统中的重要组成部 分，用于将发电机定子绕 组中的电流转换为可测量 的电压信号。
案例二
故障现象
故障分析
某水电站发电机在发生匝间短路故障时， 横差保护装置未能正确动作，导致故障扩 大，严重影响了机组的正常运行。
经过检查，发现横差保护装置的软件算法 存在缺陷，导致装置无法准确判断匝间短 路故障的发生，从而引发了保护拒动。
故障处理
防范措施
对横差保护装置的软件算法进行升级和完 善，同时对整个发电机组进行全面的检查 和测试，确保机组正常运行。
横差保护应配置得当，以 防止发电机在正常运行时
误动作。
灵敏度要求
横差保护应具有足够的灵 敏度，以便在发电机内部
故障时快速动作。
选择性要求
横差保护应具有选择性， 仅在发电机内部故障时动 作，而与其他保护装置协
同工作，避免误动作。
整定计算
差电流整定
根据发电机正常运行时的最大不平衡电流 进行整定。
动作时间整定
注意运行中的监视
在发电机运行过程中，应密切监视横 差保护的运行状态，发现异常及时处 理。
04
发电机横差保护故障诊断与处理
常见故障分析
发电机匝间短路
匝间短路会导致发电机内部电流分布不均， 进而影响横差保护的正常工作。
电流互感器故障
电流互感器故障可能导致测量到的电流值 失真，影响横差保护的判断。
二次回路故障
工作原理
发电机保护PPT课件
（一）发电机的失磁运行及其影响
对发电机的危害：
（1）转子绕组出现差频电流，引起绕组发热 （2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，从系统中吸收的 无功增加，使定子绕组过热 （3）对大型直接冷却式汽轮发电机，其转矩和有功将发生剧 烈摆动。这种影响对水轮发电机更为严重，直接威胁机组安全 （4）定子端部漏磁增强，使端部的部件和端部铁芯过热
（一）发电机定子绕组单相接地的特点
TA0
Ik0
U 0
I0G C0G
I0l
C0l
发电机定子绕组单相接地时的零序等效网络
3I0G j3 E A C0G 3I0l j3 E A C0l 3Ik0 j3 E A (C0G C0l ) j3C0 E A
第19页/共46页
三、发电机定子绕组单相接地保护
I2* a b
t1 3 ~ 5s t2 5 ~ 10s
跳闸 信号
0.5 0.1
04
c d
10
400
第28页/共46页
e t (s)
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护 I 2*
保护动作特性
A
t
I
2 2*
t
或 I22*t A t
第29页/共46页
四、发电机的负序电流保护
（三）负序反时限过电流保护
Q
1、保护原理：逆功率保护反
动
应
作 区 Pset
P
发电机从系统吸收有功功率
P Pset
的大小；
P的正方向指向系统母线；
第43页/共46页
（二）、低频累加保护
低频运行
气轮机叶片疲劳损伤
使叶片断裂造成故障
保护原理：保护通过4个定值f1,f2,f3,f4将频率范围分 为4个频率段，并且f1>f2>f3>f4。
厂用电动机差动保护培训学习资料
HN-2041型电动机差动保护装置培训学习资料目录1 系统概述 ............................................ 错误！未定义书签。
3工作原理............................................. 错误！未定义书签。
3.1保护和定值整定原理................................. 错误！未定义书签。
3.2 定值清单 ......................................... 错误！未定义书签。
3.4 测控原理 ......................................... 错误！未定义书签。
4 硬件说明 ............................................ 错误！未定义书签。
4.1 面板说明 ......................................... 错误！未定义书签。
4.2 信号指示灯 ........................................ 错误！未定义书签。
4.3 按键 ............................................. 错误！未定义书签。
4.5 模件说明 .......................................... 错误！未定义书签。
HN-2041型电动机差动保护装置 11 系统概述1.1 适用范围HN-2041型电动机差动保护装置（以下简称装置）主要用于2MW 及以上大型电动机及容量小于2MW 但其速断保护灵敏系数小于2.0的电动机的差动保护，与HN-2001电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护测控系统。
1.2主要特点◆ 保护功能与通讯功能相互独立，任何通信故障不影响保护单元的正常运行。
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 ％
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。
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
差动保护技术原理ppt课件
8
满足差动方程
差动压板投入 CT断线 TWJ
I0qd dIqd
发送差动允许标志
Up<65%Un PTDX Ir>4IL
30ms 9
差动允许标志
• I0qd＋dIqd：线路正常运行时能保证两侧差 动保护可靠开放；
• TWJ：能保证线路合闸于故障时差动保护可 靠开放；
• 零差保护引入了低制动系数、经电容电流补偿的稳 态相差动选相元件，灵敏度高，在长线经高阻接地 时也能选相跳闸；
• 所有差动继电器的制动系数均为0.75，并采用了浮 动的制动门槛，抗TA饱和能力强
29
30
差动保护特点
• 装置采用了经差流开放的电压起动元件，负荷 侧装置能正常起动
• 差动保护能自动适应系统运行方式的改变 • 装置能实测电容电流，根据差动电流验证线路
• 能可靠躲过线路区外故障引起的TA饱和电 流；线路重负荷时灵敏度较差；
• TA断线时能可靠不误动； • 兼顾了可靠性、快速性和选择性。
12
3. 稳态差动Ⅱ段
稳态差动>0.75稳态制动 稳态差动>差流低门槛 分相差动投入标志
稳态差动Ⅱ段 40ms/0
13
保护动作区域
ICD
0.75
IH
IM
IR
稳态差动Ⅰ段 5ms/0
5
保护动作区域
ICD
0.75
IH
IR
IH
max
差动电流高定值,4IC
,4
U X
N C
6
分相差动投入条件
对侧差动允许标志 满足差流方程 差动压板投入 TA断线
启动
继电保护ppt7.2 发电机差动保护讲解
1( 2
I
I) NhomakorabeaIk nTA
，数值大。
7.2 发电机差动保护
3)当内部故障时，I 的方向与正常的电流相反，且
I I ；
Ires
1( 2
I
I )
为两侧短路电流之差，数值小；
I op
I
I
Ik nTA
，数值大，保护动作。
当 I I 时， 制动电流为零，动作电流只要
&
&
O
&
TA断线信号
&
1
&
1 发信号/跳闸
7.2 发电机差动保护
2、 差动保护整定计算 （1）最小动作电流 Id.op.min (0.2 ~ 0.4)Ig.n （2）最小拐点电流 Ires.min (0.8 ~ 1.0)Ig.n
（3）制动曲线斜率 K 0.3 ~ 0.5
灵敏度：
K sen
谢谢！
敬请各位指导！ 主讲人：许建安
最小值，保护就动作，大大提高了灵敏度。
发电机未并列时且发生故障时， I 0 Ires I / 2 Iop I ，保护也能动作。
7.2 发电机差动保护
3.纵差保护的动作逻辑
I dA Id.opA I dB Id.opB I dC Id.opC
只一相 动作
U2>
7.2 发电机差动保护
1)当正常运行时，I I I
nTA
制动电流为
Ires
1 ( I I ) 2
I nTA
I re s. min
Iop I I 0，保护不动作。
发电机的差动保护
Id
速断动作区 Ist
动作区
1
制动区 Iq
0 Ig
Iz
Id
速断动作区 Ist
1
动作区
Iq 0 Ig
2
制动区
2Ie
2为多折线制动特性，斜率为二 或三段，灵敏度最高。但由于 CT误差的不确定性，该折线的 斜率和起始点非常难以确定，目 前还没有理论的计算方法和依据， 往往在使用时采用简单化整定办 法。因此，对防止保护误动的措 施要求较高。
6.2发电机的差动保护
国内在建和已运行的600MW和1000MW级汽轮发电机组，发电机中性点 和出线侧均只能引出3个端头，不可能安装横差保护、不完全差动保护和裂相 差动保护，只能采用发电机完全纵差保护作为主保护。
一、发电机的纵差动保护 发电机的纵差保护能快速而灵敏地切除发电机定子绕组及引出线之 间发生的故障，是发电机的内部相间短路的主保护。 电流互感器TAI和TA2的变比相同，它们之间的定子绕组及其引出线 即为纵差保护的保护区。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱIz
渐变双曲线制动特性差动保护
Id
速断动作区 Ist
3
1
动作区
3为变斜率制动特性，其斜率一 直在变，最大为0.7.
制动区 Iq
0 Ig
Iz
渐变双曲线制动特性差动保护
Id
速断动作区 Ist
4
动作区
1
Iq 0 Ig
制动区
4为过原点的比率制动特性，认 为CT误差与二次电流大小无关， 这不符合实际情况，灵敏度也比 其他方案低，所以国内运用比较 少。
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 ：
《差动保护》PPT课件
精选课件ppt
16
内部故障时，流如差动继电器的电流为：Ir II2III2
该电流大于KD的动作电流时，KD动作。
由此可见，按照该原理构成的差动保护，对故障有极高的 灵敏度，保护范围为“构成差动保护的两侧电流互感器之间的 所有元件”，可以灵活运用，但需将被保护对象纵向两侧的TA 二次侧连接成闭合环流回路 。
工程实践中，由于输电线路距离长，采用该保护方式不现
精选课件ppt
11
DCD—2 差动继电器
精选课件ppt
12
5.4 用DCD—2差动继电器构成的纵差保护
精选课件ppt
13
变压器纵差保护展开接线图
精选课件ppt
信号回路 14
不考虑相位补偿时纵差保护展开图
精选课件ppt
信号回路 15
发电机纵差保护原理接线示意图
至延时信号 信 号
跳QF 跳灭磁开关
• 变压器星形侧变比：
nTA1
3I1N 5
• 变压器三角形侧变比：
nTA 2
I2N 5
精选课件ppt
7
五、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。
当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，可能出现很大的励 磁涌流，其值可达变压器额定电流的6～8倍。可能造成保护误动作.
知识与能力要求：
掌握差动继电器的构成与使用；理解差 动保护的基本原理与组成。
精选课件ppt
1
5.1 纵差保护的基本原理
纵联差动保护是通过比较 被保护对象纵向两侧电流的大 小和相位的原理实现的。
发电机差动保护原理及检验培训讲义
•东方希望
•EASTHOPE
•榜样、教师、教练
3、电力系统对继电保护的要求
• 可靠性（可信赖性和安全性）
• 可信赖性：要求继电保护在设计要求它动 作的异常或故障状态下，能准确地完成动 作，即要求不拒动。
• 安全性：要求继电保护在非设计要求它动 作的其他所有情况下，能够可靠不动作， 即要求不误动。
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允许的可能最快速度动作切除故障。
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发电机差动保护原理及检验培训讲义
•东方希望
•EASTHOPE
•榜样、教师、教练
3、电力系统对继电保护的要求
• 灵敏性 • 继电保护灵敏性是指继电保护装置对设
计规定要求动作的故障及异常状态能够 可靠地动作能力 。
PPT文档演模板
发电机差动保护原理及检验培训讲义
•C相比率差动动作
•TA异常 •最大相差流大于1.2Ie •TA异常闭锁单相差动保 •护控制字投入
•TA异常 •纵差保护投入
PPT文档演模板
•榜样、教师、教练
•只 •有 •一 •相 •动 •作
•& •≥1
•&
•& •纵差保护出口
发电机差动保护原理及检验培训讲义
•东方希望
•EASTHOPE
•4)差流越限
•东方希望
•EASTHOPE
•6、发电机纵联差动保护
•榜样、教师、教练
PPT文档演模板
发电机差动保护原理及检验培训讲义
•东方希望
•EASTHOPE
•6、发电机纵联差动保护
•榜样、教师、教练
保护构成原理，按比较发电机中性点TA与极 端TA二次同名相电流的大小及相位构成。以 一相差动为例，并设两侧电流的正方向指向
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四、发电机差动保护一般问题
（二）高性能 CT 饱和闭锁原理
铁芯的铁磁材料有饱和特性，当一次值增加到一定程度后，由于磁通 饱和，电流互感器不再工作于线性区，此时一次电流增大很大，磁通增量 变化很小，饱和后二次电流不在反应一次电流值，可能引起保护误动。
为防止在区外故障时CT饱和可能引起的保护误动作，装置采用差电流 的波形判别作为 CT饱和的判据。故障发生时，保护装置先判出是区内故 障还是区外故障，如区外故障，投入 CT 饱和闭锁判据，闭锁比率差动保 护。
感 应 电 势 大
ɑ2
感
应
ɑ1 电
势
大
图3-8 同相不同分支匝间短路
三、发电机差动保护配置及原理
（2）横差保护分类
1）单元件横差（零序电流型横差） 通过检测发电机两个中性点
连线上的TA电流来实现。 单元件横差适用于每相定子
绕组多分支，且有两个及以上中 性点引出线的发电机。
图3-9 单元件横差保护原理图
三、发电机差动保护配置及原理
（1）完全纵差
接入发电机中性点每相的全部电流。 只能反应相间短路故障，不受同一相不 同分支之间的不平衡电流影响。
（2）不完全纵差：
接入中性点每相定子绕组部分支路 电流。能反应相间短路故障，匝间短路 故障，随着中性点接入分支数的增多， 对于匝间短路保护的灵敏性下降，对于 相间短路的灵敏提高。
动作方程：Id>1.2Ie Id>Ir
四、发电机差动保护一般问题
（五）差动速断保护原理
防止在内部严重短路故障，短路水平高，短路电流很大的情况时， 而使CT饱和，产生很大的制动力矩使差动保护拒动。
当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口。
课件回顾（思考题）
1. 发电机差动保护有哪几种类型？
该保护一开始就带制动特性且差动保护 动作特性较好地与差流的不平衡电流曲线相 配合，降低了起始动作电流定值。提高了内 部轻微故障时保护的灵敏度。
图4-2 差动保护变斜率比率制动 特性图
正常运行：Id为零，Ir 很大，保护不动作。 区外故障：Id很小，Ir 很大，保护不动作。 区内故障：IN方向与正常时相反， Id很大， Ir很小，保护可靠动作。
三、发电机差动保护配置及原理
（一）纵差保护
三、发电机差动保护配置及原理
比较发电机中性点和出口两侧电 流的大小和相位，反应发电机定子绕 组及其引出线的相间短路故障。由于 大型发电机的定子绕组通常由很多分 支组成，按照在中性点侧接入差动元 件分支数的不同分为完全纵差和不完
全纵差。
图3-1发电机纵差保护基本原理
一、差动保护概念
图1-1 差动保护原理图
正常时 内部故障时
一、差动保护概念
二、发电机差动保护特点及分类
（一）发电机差动保护特点
二、发电机差动保护特点及分类
a) 选择性：同时测量并比较被保护设备各端电流的幅值及相位关系，能 正确反应正常运行、区外故障与区内故障的不同；而后备保护仅测量 某一端的电流与（或）电压，为不越级跳闸，其动作值与动作时限必 须与相邻元件配合，或加装方向元件。
一、差动保护概念
图1-1 差动保护原理图
正常时 内部故障时
一、差动保护概念
二、发电机差动保护特点及分类
（一）发电机差动保护特点
二、发电机差动保护特点及分类
a) 选择性：同时测量并比较被保护设备各端电流的幅值及相位关系，能 正确反应正常运行、区外故障与区内故障的不同；而后备保护仅测量 某一端的电流与（或）电压，为不越级跳闸，其动作值与动作时限必 须与相邻元件配合，或加装方向元件。
TA9
四、发电机差动保护一般问题
（一）比率差动保护
四、发电机差动保护一般问题
当外部故障时有不平衡电流可能穿越差动继电器，造成差动 保护误动作。若外部短路电流的增大，电流互感器可能饱和， 误差随之增大，不平衡电流也就不断增大。为防止差动保护误 动作，采用比率差动保护。
四、发电机差动保护一般问题
1）比率差动保护原理
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
一、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 ：
三、发电机差动保护配置及原理
➢ 同一分支的匝间短路
• 发生匝间短路时，由于故障支路和非故障 支路的电势不相等，故有一个环流产生， 这时在差动回路中将流有电流流过。
• 当此电流大于继电器的起动电流时，保护 即可动作于跳闸。短路匝数ɑ越多，环流越 大；当ɑ较小时，保护不能动作，故保护是 有死区的。
感
感
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
当内部发生短路故障时，两个制 动线圈中电流大小相等，方向相反， 则两侧制动线圈的作用相互抵消；而 流入工作线圈的电流为两侧电流之和， 差动回路有电流输出，差动保护动作。
四、发电机差动保护一般问题
（三）CT断线判别
本侧三相电流中至少一相电流为零；本侧三相电流中至少一相电流 不变；最大相电流小于1.2倍的额定电流。
（四）高值比率差动保护原理
为防止区内严重故障时CT饱和等因素引起的比率差动延时动作， 装置设有高比例和高启动值的比率差动保护，在区内故障CT饱和时也 能可靠正确快速动作。
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
一、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 ：
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
➢ 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。
TA5
TA6 TA7
TA8
TA9
O1 不完全裂相横差 O2
O3
O
图3-4 白鹤滩左岸发电机差动保护原理图
TA1 裂相横差I TA4
TA2
TA5
o1 TA0
零序电流型横差I
o2
TA3
TA6
图3-5 白鹤滩右岸发电机差动保护原理图
（二）横差保护
三、发电机差动保护配置及原理
大容量发电机的定子绕组每个支路的匝间和支路与支路之间的短 路称之为匝间短路故障。由于纵差保护不能完全反应同一相的匝间短 路故障，当出现同一相匝间短路故障后，如不及时处理，有可能发展 成相间故障，造成发电机严重损坏，因此大型发电机上还应装设横差 保护。用来反应发电机定子绕组匝间短路（同相同分支匝间/同相不同 分支/线棒开焊）故障。
➢ 转子接地故障的影响。 当转子回路两点接地时，横差保护可能误动作这是因为当转子两
点接地后，转子磁极的磁通平衡遭到破坏，而定子同一相的两个绕组 并不是完全位于相同的定子槽中，其感应电动势就不相等，这样就会 产生环流，使差动保护误动作。
三、发电机差动保护配置及原理
2）裂相横差（三元件横差/分相横差）
A
B
C
O
图3-2 完全纵差保护接线原理图
A
B
C
O
图3-3 不完全纵差保护接线原理图
三、发电机差动保护配置及原理
a
TA10 123456789
b
TA11
不 完 全 Βιβλιοθήκη 差c TA12A
B
C
TA7
TA8
TA9
1234 5678
1234 5678
1234 5678
完
全
完
纵
全
差
纵
差
TA1
TA2
TA3 TA4
制动电流：Ir=IN2+IT2 差动电流：Id=IN2-IT2
四、发电机差动保护一般问题
在实际应用中，由于电流互感器铁心饱和， 以及非周期暂态电流的影响，实际的不平衡电 流与短路电流的关系，如图曲线所示。为便于 整定，一般采用二折线变斜率制动特性，如图 所示，此折线表示保护的动作电流随制动电流 的变化曲线。
正常运行：两中性点等电位，连接线上无电流。 匝间短路：故障相绕组两个分支的电势不等，出现环流通过中性点连 线，该电流大于保护的动作电流时，则保护动作。
三、发电机差动保护配置及原理
影响单元件横差保护正确动作的因素：
➢ 三次谐波的影响。
发电机正常运行时，单元件横差保护中的不平衡电流主要是基波 分量。然而发生外部短路故障时，发电机的三次谐波电动势相位相同， 因此，任一支路的三次谐波电动势与其他支路的三次谐波电动势不相 等时，都会在两组星形接线的中性点连线上出现三次谐波环流，并通 过互感器反应到保护中去。所以，横差保护应装设专用的三次谐波滤 波器，从而降低不平衡电流，提高单元件保护的灵敏度。