技能培训专题-发电机失步保护
阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算
阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算摘要：阐述南海发电一厂220kV 出线同杆并架双回线，电网调度为确保电网系统稳定性，电厂投入发电机组失步保护的必要性；以及着重介绍了基于双遮挡器原理的发电机组失步保护整定值计算方法。
关键词：振荡；失步保护；双遮挡器；整定计算 0 引言2013年中旬，中调转发了电网总调《电厂安全稳定防线优化方案讨论会议纪要》，并要求我厂在具体时间内完成对机组失步保护定值优化调整工作，具体原则如下：1 ）机组失步保护整定范围延伸至电厂送出线路对侧变电站，即延伸至 220kV 对侧变电站；2 ）为分散动作风险，机组滑极次数定值分两轮整定。
即不重要机组定义为第一轮跳闸对象，重要机组为第二轮跳闸对象，后者滑极次数需比前者大。
由于我厂无装设失步解列装置， 2台机组发变组保护亦无配置失步保护（机组为200MW 发电机，可不配置发电机失步保护），按中调通知要求需进行机组失步保护定值整定并投入。
1 针对我厂220kV 出线同杆并架双回线，发电机组失步保护投入的必要性广东电网调度对全网电厂送出线路（同杆双回线）故障的稳定性进行核算，针对我厂220kV 出线（新南甲线、新南乙线为同杆双回线）分析研究，当两回线路同时或相继出现一回线路三相永跳故障与另一回线路单相瞬时故障现象时，线路电抗增加，回路的综合电抗X Σ变大，根据公式:P E =δsin ∑⨯X E U A(1-1) A E :发电机电动势；U:无穷大系统母线电压；X Σ:包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系统母线的总电抗； δ:发电机电动势E A 与无穷大系统电压U 之间的功角； P E : 功率极限值。
功率极限值将变小，功角特性将由图曲线1变为曲线2，如图1-1所示。
[1]图1-1 系统故障时的功角特性曲线在切除线路的瞬间，X Σ的增大以及发电机由于机械惯性，转速不变，功率角不变δ，由公式1-1可知，这时原动机供给发电机的功率仍为Pm ，发电机的对外输出功率P E 却减少了，此时发电机的运行点将由曲线1的a 点落到曲线2的b 点上，但是b 点运行时，功率是不平衡的。
发电机失步保护介绍
发电机失步保护介绍1 概述当发电机正常运行时，发电机与电力系统的电动势以同样的工频角频率旋转，之间的相位差维持不变，发电机处于同步稳定运行状态。
如果受到某种干扰，发电机与系统之间的电动势以不同的角频率旋转，线路两侧电动势相位差不断变化，此时称作发电机失步。
发电机失步后，两侧电动势之间的夹角δ在0°到360°间不断变化。
发电机机端电压与电流也呈周期性变化，因此需要对失步时的机端测量阻抗进行分析。
2 发电机失步时电气量变化分析2.1 发电机失步时电压、电流变化以发电机带无穷大系统为例，发电机电势为Eg ，系统侧电势为Es ，各回路等值阻抗如图1中所示。
ss U E ∙∙=∙∙∙图1 发电机带无穷大系统如图1中所示，发电机失步前，保护安装处为送电端，gE 超前S E ，假设两侧电动势幅值相等，则δj gs e E E -= ，夹角δ由线路传输的有功功率决定。
此时发电机机端电流为：∑-∑-=-=Z e E Z E E I j gsg )1(δ （1） 发电机机端电压为：gg Z I E U -= （2） 绘制出发电机带无穷大系统时对应的相量图，如图2所示。
事实上，将式（1）带入式（2），则有∑--=Z Z E E E U g sg g )( 可以看出，如果系统中各元件的阻抗角都相同的话，系统中各点的电压相量的端点都落在图2中)(sg E E -的相量上。
由（1）式知，当δ=180°时，∑=Z E I g2，此时线路中电流最大，电流在阻抗g Z 上产生的压降最大，此时发电机机端电压最低。
发电机失步时，系统中电压最低的一点C ，称作振荡中心。
可在图2中作垂直于)(sg E E -的相量c U ，此点电压最低，即为振荡中心。
s图2 发电机带无穷大系统的相量图2.2 发电机失步时的机端测量阻抗当发电机失步时，保护安装处的电压与电流幅值与相位都将随着两侧电动势夹角δ的变化而变化。
因此，反映电压和电流比值的阻抗继电器的测量阻抗幅值和相位也将随δ而变化。
发电机失步保护
发电机失步保护1 保护原理失步保护反映发电机机端测量阻抗的变化轨迹，动作特性为双遮挡器。
失步保护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。
图一为其动作特性及过程图。
图二为保护逻辑图：RjX0区I区II区III区IV区4δ3δ1δ2δIV区III区II区0区X BR 4R 3X A I区减速失步tX 0加速失步R 1R 2图一 发电机失步保护动作特性及过程图机端测量阻抗失步类型判据加速失步减速失步累计次数&b I <加速信号减速失步信号出口图二 发电机失步保护逻辑图2 一般信息2.1 输入TA/TV 定义TA 或TV 位置 名称 首端末端对应通道 发电机机端TVU ab U bcU ca发电机TA I a I b I c2.2 出口信号定义发电机加速失步发电机减速失步发电机失步跳闸TV断线2.3 出口跳闸定义（方式）发电机失步跳闸2.4 保护出口压板定义发电机失步跳闸注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。
2.5 定值整定定值名称定值符号定值单位电抗定值X tΩ阻抗区边界R1 Ω阻抗区边界R2 Ω阻抗区边界R3Ω阻抗区边界R4 Ω1区停留时间T1 S2区停留时间T2 S3区停留时间T3 S4区停留时间T4 S滑极次数N2.6 投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。
）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7 参数监视点击进入发电机阻抗原理式失步保护监视界面，可监视保护定值，机端阻抗计算值等有关信息。
3 加速失步、减速失步测试3.1 外加三相对称电压和三相对称电流，装置显示阻抗计算值是否正确（打“√”表示）：正确□错误□3.2 失步特性测试一般保护定义失磁保护动作，即刻闭锁失步保护；那么在测试失步特性前，请暂时修改失磁保护阻抗特性圆定值，确保测试失步特性时不会进入失磁阻抗圆。
发电机失步保护原理
发电机失步保护原理嘿，咱今天来聊聊发电机失步保护原理这档子事儿。
你说这发电机啊，就好比是一辆奔跑在电力大道上的汽车，得稳稳当当的跑才行。
那失步呢，就像是这辆车突然跑偏了，这可不得了哇！发电机正常工作的时候，那电流啊、电压啊啥的都乖乖的，按部就班地干活。
可要是出了问题，就像一个调皮的孩子开始捣乱啦。
失步的时候，发电机的转子和定子之间的同步关系就被打破了，就好像两个人跳舞，节奏突然乱套了。
这时候就得靠失步保护出马啦！它就像是一个机灵的交警，时刻盯着路况呢。
它通过检测各种信号，比如电流啦、电压啦、相位啦等等，一旦发现有失步的迹象，马上就采取行动。
你想想看，要是没有这个保护，那发电机不就像脱缰的野马一样，到处乱撞啦？那后果可不堪设想啊！咱家里的电灯可能忽明忽暗，电器说不定还会被烧坏呢。
失步保护的原理呢，其实也不复杂。
它就像是一个聪明的卫士，能分辨出正常和不正常的状态。
它会根据设定的标准和算法，来判断是不是真的失步了。
一旦确定，那就赶紧采取措施，比如发出警报啊，或者直接让发电机停下来，免得造成更大的损失。
这就好比你走路，要是发现前面路不对劲，你不得赶紧停下来或者换条路走啊？不然一脚踩空掉进坑里咋办？而且啊，这失步保护还得够灵敏才行。
不能等问题都很严重了才反应过来，那就晚啦！就像火灾报警器，要是等火烧起来很大了才响，那还有啥用呢？咱再打个比方，失步保护就像是一个球队的守门员，得时刻保持警惕，不能放过任何一个可能的危险球。
只有这样，才能保证整个电力系统的安全稳定运行呀！总之呢，发电机失步保护原理虽然听起来有点专业，但其实也不难理解。
它就是为了保证我们的电力供应稳稳当当的，让我们能安心地用电。
所以啊，可别小看了它哟！这可是关乎我们日常生活的重要东西呢！你说是不是？。
防止发电机振荡和失步的措施
防止发电机振荡和失步的措施（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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发电机保护培训精华
[分享]发电机保护培训精华发电机保护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<IA<ISET(电流门坎)时判为TV二次回路断线，将失磁保护闭锁。
│UA+UB+UC-3U0│≥USET用于判别TV单相或两相断线，低压判据判断三相失压。
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。
发电机失步
θ -------线路阻抗角。
由上式可知，振荡中心电压是可以由母线电压计算出来的。
振荡中心的电压如图中曲线2所示。
六 系统振荡时母线处测量阻抗轨迹
将电压相量图中各电压量除以振荡电流，图中各点相对位置不变，即得到阻抗相 量图。以母线m处为原点，阻抗相量图如右图。
系统振荡时， 角发生变化，所以图中的Q点为一动点，相量MQ即为母线处测量
第一部分是透镜特性，图中①，它把阻抗平面分成透镜内的部分I和透镜外的部分O。 第二部分是遮挡器特性，图中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。
两种特性的结合，把阻抗平面分成四个区OL、IL、IR、OR，阻抗轨迹顺序穿过四 个区（OL→IL→IR→OR或OR→IR→IL→OL），并在每个区停留时间大于一时限， 则保护判为发电机失步振荡。每顺序穿过一次，保护的滑极计数加1，到达整定次 数，保护动作。
Z B jxd'
➢ (2)透镜内角的整定
a越小，透镜越宽，透镜的阻抗动作区就越靠近负荷阻抗区。设最 大负荷阻抗以Rm表示，由透镜特性图可以得出透镜横向宽度：
ZR
ZA
2
ZB
tg(90
a) 2
为保证最大负荷时透镜元件不误动，要求：
Rm 1.3Z R
由上两式可得：
a m in
180
2arctg (1.54
Um有最低值：
U min
(1
2Z S Z
)EN
五 系统振荡时振荡中心电压
系统振荡过程中，系统中电压最低的一点称为振荡中心，设系统各元件阻抗角相 等、两侧电动势大小相等，如下电压相量图，C点就是振荡中心，它位于线 路几何中心，振荡中心电压由图可得：
UC
EN
cos
发电机的失步保护
能根据稳定需要设定失步滑极次数， 能根据稳定需要设定失步滑极次数，确保机组安全 不同的机组承受失步的能力是不同的， 不同的机组承受失步的能力是不同的，根据失步时机组的能力大小设定 允许的滑极次数， 允许的滑极次数，可以保证机组的安全运行 选择最安全的时刻跳机 由于失步时振荡电流在很大的范围内变化，通过控制跳闸时的δ 由于失步时振荡电流在很大的范围内变化，通过控制跳闸时的δ角可以 保证断路器的安全和机组安全。 保证断路器的安全和机组安全。
失步保护
对于大型发变组，电抗较大，系统等值阻抗却往往较小， 对于大型发变组，电抗较大，系统等值阻抗却往往较小，一旦 发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统振荡，振荡中心常位于发电机附近， 发生系统振荡，振荡中心常位于发电机附近，对机组和厂用电产生 严重影响。 严重影响。因此需要装设失步保护
发电机与系统发生失步时，将出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡，这 种持续的振荡将对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响。 （1）单元接线的大型发变组电抗较大，而系统规模的增大使系统等效电流减小，因 此振荡中心往往落在发电机端附近或升压变压器范围内，使振荡过程对机组的影响大 为加重。由于机端电压周期性的严重下降，使厂用辅机工作稳定性遭到破坏，甚至导 致全厂停机、停炉、停电的重大事故。 （2）失步运行时，当发电机电势与系统等效电势的相位差为180°的瞬间，振荡电 流的幅值接近机端三相短路时流经发电机的电流。对于三相短路故障均有快速保护切 除，而振荡电流则要在较长的时间内反复出现。若无相应保护会使定子绕组遭受热损 伤或端部遭受机械损伤。 （3）振荡过程中产生对轴系的周期性扭力，可能造成大轴严重机械损伤。 （4）振荡过程中由于周期性转差变化在转子绕组中引起感应电流，引起转绕组发热。 （5）大型机组与系统失步，还可能导致电力系统解列甚至崩溃事故。 因此，大型发电机组需装设失步保护，以保障机组和电力系统的安全。
预防发电机失磁、失步措施
预防发电机失磁、失步措施发电机失磁、失步是发电机运行中常见的故障形式，一旦保护拒动将对发电机及系统造成较大影响。
为防止此故障发生，特制定本措施。
一、失磁、失步定义：失磁：发电机失磁是指发电机的励磁电流突然全部消失或部分消失。
失步：发电机失磁后造成震荡，震荡幅度变大，功角增大，直至脱出稳定运行，使发电机失去同步，进入异步运行。
二、失磁的原因：1、转子绕组故障2、励磁机故障3、自动灭磁开关误跳闸4、及回路发生故障三、失磁的危害：对自身危害：1、使转子和励磁回路过热，严重时可使转子烧毁。
2、失磁后吸收无功使定子过热。
3、机组振动增大、铁芯过热。
对系统危害：1、从系统吸收无功，威胁系统稳定运行，严重时导致系统瓦解。
2、强励可能动作，引起过电流。
四、失磁处理：1、检查厂用电是否切换，如果未切换作相应处理。
2、发电机失磁，而失磁保护没有动作，系统电压低至极限值时应立即手动打闸停机。
3、如果系统电压低应联系值长增加其它发电机的无功出力，防止电网瓦解。
五、失步处理：1、在发电机电压允许的前提下尽可能增加发电机的无功。
2、如果系统频率正常可适当降低发电机的有功。
3、采取上述措施后仍不能恢复同步，失步保护不动作时如威胁设备安全时，应将失步的发电机与系统解列。
4、如由于发电机失磁引起系统振荡而失磁保护不动作时，应立即将失磁的发电机解列。
六、防止失磁、失步措施：1、各值做好发电机失磁、失步的事故预想，防止事故扩大。
2、巡检时注意检查各保护装置工作正常。
3、巡检时检查励磁系统各保险、开关正常，系统无异常报警。
4、运行中加强励磁碳刷的检查。
5、励磁系统操作严格执行监护制度。
6、机组大小修中做励磁系统相关试验及发变组保护传动试验正常。
7、定期核对保护装置定值正确。
8、定期试验柴油发电机正常。
发电机误上电保护、启停机保护、闪络保护专项培训
一、发电机误上电保护
• 1、设置误上电保护的原因 • 300MW及以上发电机组，一般都要装设误上电保护，以防止发电机起停机时的误操作。当
发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，定子的电流（正序电流）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坏。因而设置误上电保护。根 据GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》4.2.19对于发电机起停过程中发生的 故障、断路器断口闪络及发电机轴电流过大等故障和异常运行方式，可根据机组特点和电力系 统运行要求，采取措施或增设相应保护。对300MW及以上机组宜装设突然加电压保护。
10/2/2023
三、断路器闪络保护
• 3、闪络保护的动作条件
• 为了尽快排除闪络故障，在机组上可装设断口闪络保护，断口闪络保护动作的条件是断路器处 于断开位置时有负序电流出现，断口闪络保护首先动作于灭磁，失效时动作于断路器失灵保护。
• 发电机在进行并列过程中，当断路器两侧电压方向为180°，断口易发生闪络。断路器断口闪 络只考虑一相或两相，不考虑三相闪络。断路器闪络保护取主变高压侧开关CT电流。
• 第三种情形：发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合或非同期。
10/2/2023
一、发电机误上电保护
• 3、误上电保护动作逻辑 • 误上电保护动作的第一条件为误上电保护投入。因断路器误合，必然在机端和中性点处感应到
三相电流，因此增加机端电流判据。且低频元件和低压元件均动作的情形下，误上电保护出口。
10/2/2023
三、断路器闪络保护
• 4、闪络保护的动作逻辑
10/2/2023
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10/2/2023
发电机保护培训课件
发电机短路是指发电机内部或输出线路的短路，这可能导致设备损坏和系统故障 。
详细描述
短路的原因可能包括机械故障、绝缘层损坏或电路设计错误。处理方法包括检查 并修复发电机内部和输出线路的故障，以及进行电路改造或更换发电机。
发电机失磁故障及处理方法
总结词
发电机失磁是指发电机内部磁场消失，这可能导致发电机无 法输出电力。
先进的保护技术
随着电力系统的复杂性和负荷的变化，发电机保护面临着越来越多的挑战。为了更好地保护发电机，研究人员 不断探索新的保护技术。例如，基于人工智能和机器学习的保护技术正在逐渐应用于发电机保护领域。这些技 术可以通过学习发电机的运行特性和历史数据，提高保护的准确性和可靠性。
02
发电机保护装置及原理
发电机保护原理介绍
过载保护
欠压保护
当发电机定子电流超过设定值时，保护装置 会自动触发跳闸信号，断开断路器以保护发 电机不被烧毁。
当发电机端电压低于设定值时，保护装置会 自动触发跳闸信号，断开断路器以防止发电 机因欠压而损坏。
接地保护
短路保护
当发电机定子绕组出现接地故障时，保护装 置会自动触发跳闸信号，断开断路器以防止 故障扩大。
过载保护
过载保护是另一种常用的发电机保护方法。它通过检测发电机的电流和电压，判断发电机是否出现过载情况。当出现过载 情况时，过载保护装置会触发相应的动作，如降低负荷、报警等，以保护发电机。
发电机保护的发展历程
从继电保护到微机保护
随着技术的发展，发电机保护经历了从继电保护到微机保护的发展历程。继电保护主要基于机械和电磁原理进 行保护，而微机保护则基于计算机技术和数字信号处理技术进行保护。微机保护具有更高的灵敏度和可靠性， 可以更好地保护发电机。
发电机保护培训课件
发电机故障可能导致设备损坏，增加 维修成本和停机时间。
发电机保护的基本原理
短路保护
过载保护
欠压保护
过压保护
当发电机内部或外部发生短路 时，电流迅速增加，可能导致 设备损坏。短路保护通过检测 电流大小，在电流超过设定值 时迅速切断电源，以保护发电 机和电力系统。
当发电机负载超过其额定值时 ，过载保护装置动作，通过降 低发电机的输出功率或切断部 分负载，以防止发电机过热或 损坏。
当发电机定子绕组及其引出线发生相间短 路时，纵联差动保护装置动作，切除故障 部分，防止事故扩大。
过电流保护功能
过电压保护功能
当发电机定子绕组及其引出线发生过电流 时，过电流保护装置动作，切除故障部分 ，防止事故扩大。
当发电机定子绕组及其引出线发生过电压 时，过电压保护装置动作，切除故障部分 ，防止事故扩大。
Байду номын сангаас
当发电机电压低于设定值时， 欠压保护装置动作，通过切断 部分负载或启动备用电源，以 防止发电机进一步降低电压或 停机。
当发电机电压超过设定值时， 过压保护装置动作，通过降低 发电机的输出电压或切断部分 负载，以防止发电机过压或损 坏。
02
发电机保护装置及功能
发电机保护装置的种类
01
02
03
04
差动保护装置
用于保护发电机定子绕组及其 引出线的相间短路。
纵联差动保护装置
用于保护发电机定子绕组及其 引出线的相间短路。
过电流保护装置
用于保护发电机定子绕组及其 引出线的相间短路。
过电压保护装置
用于保护发电机定子绕组及其 引出线的过电压。
发电机保护装置的功能
差动保护功能
纵联差动保护功能
失步保护
3.15 发电机失步保护3.15.1保护原理发电机失步保护采取电阻直线多区域特性。
其特性如下图3-15-1。
图中，t X 为变压器电抗（已归算到发电机机端侧），S R 为电阻边界定值，j R 内部自动调整为2S R 。
图3-15-1 发电机失步保护的多区域特性对图3-15-1的说明如下：（1）系统正常运行时，测量阻抗S R >，不会进入2~5区内；（2）发电机增速失步时，测量阻抗会依次穿过1区、2区、3区、4区、5区、6区，经过每个区的时间都大于一个T ∆；（3）发电机减速失步时，测量阻抗会依次穿过6区、5区、4区、3区、2区、1区，经过每个区的时间都大于一个T ∆；（4）系统故障时，测量阻抗会突然落入2~5区（或者就在2～5区以外），而不会依次穿过1区、2区、3区、4区、5区、6区。
发电机失步后，失步保护发出失步信号。
若测量电抗小于t X ，则说明振荡中心落在发变组内，此时，由控制字选择，是否经滑级次数判别再发跳闸命令。
当测量阻抗滑入1区或6区，且达到预定的滑极次数，同时，电流小于闭锁电流（bs I ）时，发出跳闸命令，这样可以避免断路器切断过大的电流。
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 。
其它【南自：DGT801数字式发电机变压器保护装置技术说明书】南自DGT801采用的方案与CSG300A 方案类似，但是在阻抗轨迹在各区停留时间，纳南自DGT801整定更为细致一些，估计需要一些数据R整定：（1） 1区停留时间T1T1整定和振荡周期有关，应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时间。
设振荡周期为OS T （具体值由调度所给出，一般为0.5至1.5秒，最低可至3秒），则振荡时在1区停留时间为：012360δδ-OS T )(2212B A X X R c t g +=-δ 整定：01213605.0δδ-=OS T T （2） 2区停留时间T2T2整定和振荡周期有关，应小于系统振荡时测量阻抗在该区停留的时间。
失步保护和失步预测保护
jx ZPT408型继电器的动作特性如 II段 Z 图60所示，它由三个阻抗元件构成： I段 Z ③ 透镜特性的阻抗元件①。它将阻抗 90 ① I 平面分为透镜内动作区 n 和透镜外 A r I I ① 不动作区A。透镜内角为 。 A 阻挡器直线阻抗元件②。它将阻抗 ② Z R L 平面分为左半部分（L）和右半部 图60 滑极继电器ZPT408的特性 （R），其方向与透镜主轴相同。 ①—透镜特性阻抗元件； 电抗线阻抗元件③。它垂直于透镜 ②—阻挡器直线阻抗元件； ③—电抗线阻抗元件 Z 主轴，其位置由 c决定。电抗线将 保护分为Ⅰ段跳闸区和Ⅱ段跳闸区。当振荡中心位于 发-变组内部时，属Ⅰ段跳闸区，一般要求在第一次滑
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（四）测量振荡中心电压及其变化率的失步预测保护
E1
1 x 2
~
H1
Um
1 x 2
jI
E 2
1 X 2
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jI1 X 2
I
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~
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2
2Leabharlann EBN图61 两机系统示意图
图62 振荡中心电压U m
图61所示的两机系统发生振荡，两侧电动势为 E A 和 E B ，且 E A领先 E B 之角为 ，设 E E E ，则电气中 x 心m（位于 2 处）即系统振荡中心，该点电压 U m为振荡 中心电压，如图62所示。在两侧电动势均为E的条件下 由图62可知：
Ts
d Um dt
图63 反映 U m 和 dU m dt 的失步预测保护动作特性
Um
发电机失步保护
发电机失步保护
1 振荡中心在大型汽轮发电机机端或发变组内部的危害
（1）可能引起锅炉灭火及炉膛爆炸
当振荡中心在发电机机端时，将造成厂用电系统电压周期性的严重降低，从而导致锅炉辅机的转速大幅度摆动，使给粉系统工作不正常，可能造成锅炉灭火及炉膛爆炸。
（2）可能造成锅炉爆管
在振荡过程中，由于汽轮机转速波动，调速器作用使进汽量波动，使锅炉的水位波动，压力及温度大幅度变化，可能致使锅炉爆管。
（3）损坏发电机
振荡电流很大，使发电机定子过热及遭受机械损伤。
（4）损坏汽轮机
在振荡过程中，汽机轴系统受一脉振转矩，可能致使汽轮机大轴损伤。
（5）可能破坏系统的稳定性
2 对失步保护的要求
（1）在第一个振荡周期内应可靠动作。
（2）能判断失步特点，即为加速失步还是减速失步，并作相应处理。
（3）能判断出振荡中心所在，当振荡中心落在机组外部时，应可靠不动作。
（4）能鉴别短路故障和非稳定性振荡，短路故障时应可靠不动作。
（5）当动作于跳闸时，应使断路器在远离功角等于1800时断开。
六非全相运行保护
发电机非全相运行时，将产生负序电流，从而产生负序的定子旋转磁场，烧坏发电机转子。
因此，对大型发电机组，应设置非全相运行保护。
非全相运行保护的逻辑框图如图53所示。
出口
图53 非全相运行保护构成框图
在图53中：
〉2I－负序过电流元件；(图错了)
K、B K、C K－发电机或发变组断路器三相常开辅助接点（断路A
器合闸时其应闭合）；
K'、B K'、C K'－发电机或发变组断路器三相常闭接点（断路器不A
合闸时，其闭合）。
技能培训专题-发电机失步保护
7.6.1 装设失步保护的必要性
失步的危害：
（1）振荡中心落在极端附近时，振荡过程对机组的危害加重。机炉的辅机都 由接在机端的厂用变压器供电，机端电压周期性严重下降，将使厂用机械工作 的稳定性遭到破坏，甚至使一些重要电动机制动，导致停机、停炉。
（2）振荡过程中，当发电机电动势与系统等效电动势夹角为180°时，振荡电 流的幅值将接近机端三相短路时流过的短路电流的幅值。如此大的电流反复出 现有可能使定子绕组端部受到机械损伤。
7.6.2 失步保护原理
现介绍一种易于在数字保护中实现的具有双遮挡器动作的失步保护原理，如 下图所示（图中整定部分忽略了线路电阻），假定振荡中心在极端保护安装 处M。R1，R2，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3，R4将阻抗平面分为0~4共5个区： 加速失步时测量阻抗轨迹从+R向-R方向变化，0~4区依次从右到左排列。当 阻抗从右向左穿过R1时判断为加速失步。 减速失步时测量阻抗轨迹从-R向+R方向变化，0~4区依次从左到右排列。当 测量阻抗从左向右穿过R4时判定为减速失步。
（3）由于大机组热容量相对下降，对振荡电流引起热效应的持续时间也有限 制，因为时间过常有可能会导致发电机定子绕组过热而损坏。
（4）振荡过程常伴随短路及网络操作过程，短路、切除及重合闸操作都可能 引发汽轮发电机轴系扭转振荡，甚至造成严重事故。
（5）在短路伴随振荡的情况下，定子绕组端部先遭受短路电流产生的应力， 相继又承受振荡电流产生的应力，使定子绕组端部出现机械损伤的可能性增加。
若测量阻抗在任 意区域永久停留， 则判断为短路。 若测量阻抗轨迹 部分穿越这些区 域后以相反的方 向返回，则判断 为可恢复的摇摆。
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7.6.1 装设失步保护的必要性
失步的危害：
（1）振荡中心落在极端附近时，振荡过程对机组的危害加重。机炉的辅机都 由接在机端的厂用变压器供电，机端电压周期性严重下降，将使厂用机械工作 的稳定性遭到破坏，甚至使一些重要电动机制动，导致停机、停炉。
（2）振荡过程中，当发电机电动势与系统等效电动势夹角为180°时，振荡电 流的幅值将接近机端三相短路时流过的短路电流的幅值。如此大的电流反复出 现有可能使定子绕组端部受到机械损伤。
（3）由于大机组热容量相对下降，对振荡电流引起热效应的持续时间也有限 制，因为时间过常有可能会导致发电机定子绕组过热而损坏。
（4）振荡过程常伴随短路及网络操作过程，短路、切除及重合闸操作都可能 引发汽轮发电机轴系扭转振荡，甚至造成严重事故。
（5）在短路伴随振荡的情况下，定子绕组端部先遭受短路电流产生的应力， 相继又承受振荡电流产生的应力，使定子绕组端部出现机械损伤的可能性增加。
若测量阻抗在任 意区域永久停留， 则判断为短路。 若测量阻抗轨迹 部分穿越这些区 域后以相反的方 向返回，则判断 为可恢复的摇摆。
7.6.2 失步保护原理
现介绍一种易于在数字保护中实现的具有双遮挡器动作的失步保护原理，如 下图所示（图中整定部分忽略了线路电阻），假定振荡中心在极端保护安装 处M。R1，R2，R3，R4将阻抗平面分为0~4共5个区： 加速失步时测量阻抗轨迹从+-R方向变化，0~4区依次从右到左排列。当 阻抗从右向左穿过R1时判断为加速失步。 减速失步时测量阻抗轨迹从-R向+R方向变化，0~4区依次从左到右排列。当 测量阻抗从左向右穿过R4时判定为减速失步。