励磁绕组过负荷保护

励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析

励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析[摘要] 励磁系统限制器与发变组保护定值的配合问题在现场应用时，有时容易忽略，致使励磁系统发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作。

为了避免这样现象的发生，有效的将励磁系统限制器与发变组保护定值实施配合至关重要。

文章主要分析了励磁系统与发变组保护配合原则，及励磁系统限制器与发变组保护定值配合事例。

[关键词] 发变组保护；励磁系统限制；配合整定；0引言发变组保护和励磁系统在电站中为两个关键的自动控制系统。

假如这两个重要系统出现故障，不仅仅会损害机组本身，同时还会严重影响电网正常工作。

为切实加强并网机组安全管理，提升网源协调运行水平，需重点核查励磁系统过励限制于保护的配合关系。

大多数电厂进行发变组保护计算时，关于励磁系统限制器与发变组保护定值的配合非常容易忽略，致使励磁系统一旦发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作,为机组的安全稳定运行埋下隐患。

1 励磁限制与涉网保护协调配合校核原理发电机组励磁限制与涉网保护的协调配合主要包括低励限制与失磁保护之间的协调配合，过励限制与转子过负荷保护之间的协调配合，V／ Hz限制与过激磁保护之间的协调配合，定子电流限制器与定子过负荷保护配合等关系。

本章节分析这些涉网保护与限制配合关系的校核原理。

1.1 低励限制和失磁保护的协调配合低励限制检测到机组励磁水平降低动作值时，即产生控制作用增大励磁使机组运行点回到运行范围，提高机组和系统的安全稳定性。

低励限制线的设置通常依据发电机组进相试验的结果，在功率坐标系中进行整定，同时注意不能束缚发电机组的进相运行能力。

失磁保护是在发电机励磁突然消失或部分失磁时，采取减出力、灭磁解列或跳闸等方式确保机组本身安全。

失磁保护的动作依据是发电机的热稳定性和静态稳定极限等条件，通常在阻抗坐标系中整定。

发电机组低励限制应与失磁保护协调配合，在任何扰动下的低励限制灵敏度应高于失磁保护，先于失磁保护动作。

1-大型发电机及发变组保护技术规范

Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准大型发电机及发变组保护技术规范Technical specification for protection中国南方电网有限责任公司发布目录前言 (1)1范围 (2)2规范性引用文件 (2)3术语和定义 (2)4总则 (2)5保护配置 (3)6技术要求 (13)7二次回路 (23)8配合要求 (23)9组屏（柜）设计 (24)附录A 保护屏面布置示意图 (50)前言微机型继电保护装置的广泛应用，极大地促进了继电保护运行管理水平的提高。

同时，各厂家因设计思路和理念的不同，导致保护装置的输入输出量、压板、端子、报吿和定值等不统一、不规范，给继电保护运行、维护和管理等带来较大困难。

为了降低继电保护现场作业风险，提高现场作业标准化水平，减少继电保护“三误”事故，统一各厂家大型发电机及发变组保护装置的技术要求、保护配置原则及相关的二次回路等，中国南方电网公司调度通信中心组织编制了本规范。

本规范的内容包含大型发电机及发变组保护的配置原则、功能及技术要求、组屏（柜）方案和二次回路设计等。

凡南方电网内从事继电保护的运行维护、科研、设计、施工、制造等单位均应遵守本规范。

新建电厂的大型发电机及发变组保护均应执行本规范。

本规范的附录A为资料性附录。

本规范由中国南方电网电力调度通信中心提出。

本规范由中国南方电网电力调度通信中心归口并解释。

本规范在起草的过程中得到了广西电力工业勘察设计研究院、广东电网公司电力调度通信中心、广西电力调度通信中心、云南电力调度中心、贵州电力调度通信局、海南电网公司电力调度通信中心和南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、国电南京自动化股份有限公司、许继电气股份有限公司等单位的大力支持。

本规范主要起草人：郑茂然、刘千宽、林杰梅、甘焱、黄玲光、周红阳、魏玉生、赵志强、全智娟、陈娟、刘可兴、蒙宁海、曹珍崇、蒙平、庞滔1范围本规范规定了中国南方电网大型发电机及发变组保护的配置、功能、技术要求、组屏、回路设计的原则。

发电机保护配置

发电机保护配置一、发电机保护配置1、法电机差动保护：保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产的不平衡电流，区内故障保护灵敏动作。

保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成，瞬时动作于全停。

2、发电机定子接地保护：保护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%保护区的定子接地保护，基波跳闸，三次谐波发信号。

设PT断线闭锁。

区外故障时不误动。

3、发电机过电压保护：过电压保护动作电压取1.3倍额定电压，延时0.5秒动作于全停。

4、低频保护：低频保护反应系统频率的降低，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成，并受出口断路器辅助接点闭锁。

即发电机退出运行时低频保护自动退出运行。

保护动作于发信号或全停。

装置在运行时可实时监视定值，频率及累计时间的显示。

两套保护之间宜有连续跟踪和数据累计功能。

5、失步保护：保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。

能检测加速和减速失步。

保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于全停。

并装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。

6、失磁保护：保护由发电机端测量阻抗判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据组成。

设PT断线闭锁。

闭锁元件动作，阻抗元件动作发出失磁信号经延时t1动作减出力。

闭锁元件动作，阻抗元件动作延时t2切换厂用电源。

闭锁元件动作，系统电压低于动作允许值时经延时t3动作于全停或程序跳闸。

7、发电机逆功率保护：保护动作分两段时限t1发信号，t2动作于全停，具备PT断线闭锁功能。

8、程序跳闸逆功率保护：保护为程序跳闸专用,用于确认主汽门完全关闭。

由逆功率继电器作为闭锁元件,其整定值为(1-3)%发电机额定功率。

保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。

9、发电机过激磁保护：过激磁是以V/HZ的比值为动作原理，设有两段定值。

励磁调节器过励限制与发电机转子绕组过负荷保护的整定配合分析

ＡｎｌｓｓｏｅｔｇＣｏｐｒｔｏｔｅｖｒｅｃｔｔｏｍｉａｉｎｏｃｔｔｏａｙｉｎＳｔｉｏｅａｉｎＢｅｗｅｎＯｅ－ｘｉａｉｎＬｉｔｔｏｆＥｘｉａｉｎｎ
ＲｅｌｔｎｄｖｒｏｄｏｔｃｉｆＧｅｒｔｒＲｏｏｉｉｇｕａｏｒａＯｅｌａＰｒｅｔｏｎｏｎｅａｏｔｒＷｎｄｎｇ
２１０２年第７期
浙江电力
ＺＨＥＪＩＡＮＧＥＣＴＣＥＬＲＩＰＯＷＥＲ２ｌ
励磁调节器过励限制与发电机转子绕组过负荷
保护的整定配合分析
黄龙，方昌勇，胡凯波
（能兰溪发电有０
浙能兰溪发电有限责任公司３号发变组保护采用北京四方公司生产ＣＣ３０Ｓ一０Ｆ系列保护装置，发电机转子过负荷保护包括定时限部分与反时限部分；励磁调节器采用瑞士ＡＢ公司生产Ｂ的Ｕｉｏ００调节器，发电机额定励磁电流为ｎｔｌ０ｒ５
４３。８７Ａ
４３５系列含有４３５１至４３５９不同的子版１０１０— １０— 本其中４３７５和４３７６两个软件版本采用１０１０
摘要：发变组转予绕组过负荷保护与励磁渊节器过励限制保护正确的动作配合关系，应该是励磁调节器过励限制保护先于发变组转子绕组过负荷保护动作。通过对四方ＣＣ３０Ｓ一０Ｆ发变组转子绕组过负荷保护与Ｕｎｔｌ００励磁渊节器过励磁限制动作值与动作时间的计算与分析。指出过励磁限制保护ｉｏ０ｒ５设计上存在的缺陷并提出解决方法

18 防止继电保护事故题库

18 防止继电保护事故一.填空：1.220kV及以上主变压器及新建100MW及以上容量的发电机变压器组应按双重化配置(非电气量保护除外)保护。

2.保证继电保护操作电源的可靠性，防止出现二次寄生回路，提高继电保护装置抗干扰能力。

3.两套保护装置的交流电流应分别取自电流互感器互相独立的绕组；交流电压宜分别取自电压互感器互相独立的绕组。

其保护范围应交叉重叠，避免死区。

4.双重化配置的两套保护装置之间不应有电气联系。

与其他保护、设备(如通道、失灵保护等)配合的回路应遵循相互独立且相互对应的原则，防止因交叉停用导致保护功能的缺失。

5.采用双重化配置的两套保护装置应安装在各自保护柜内，并应充分考虑运行和检修时的安全性。

6.继电器和保护装置的直流工作电压，应保证在外部电源为80～115%额定电压条件下可靠工作。

7.智能变电站的保护设计应遵循相关标准、规程和反事故措施的要求。

8.双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护，除跳母联、分段的支路外，应经复合电压闭锁。

9.非电量保护及动作后不能随故障消失而立即返回的保护(只能靠手动复位或延时返回)不应启动失灵保护。

10.发电厂升压站监控系统的电源、断路器控制回路及保护装置电源，应取自升压站配置的独立蓄电池组。

11.继电保护装置的配置和选型，必须满足有关规程规定的要求，并经相关继电保护管理部门同意。

保护选型应采用技术成熟、性能可靠、质量优良的产品。

12.依照双重化原则配置的两套保护装置，每套保护均应含有完整的主、后备保护，能反应被保护设备的各种故障及异常状态，并能作用于跳闸或给出信号。

13.有关断路器的选型应与保护双重化配置相适应，220kV及以上断路器必须具备双跳闸线圈机构。

两套保护装置的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。

14.应根据系统短路容量合理选择电流互感器的容量、变比和特性，满足保护装置整定配合和可靠性的要求。

15.并网发电厂均应制定完备的发电机带励磁失步振荡故障的应急措施，300MW及以上容量的发电机应配置失步保护。

发电机保护现象、处理

发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。

(1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。

(2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。

只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。

(3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。

(4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。

(5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。

(6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。

中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。

(7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。

(8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。

(9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。

(10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。

(11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。

发电机保护简介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。

励磁变压器及励磁系统保护和故障、事

（2）直流侧过电压保护
当发电机机端出现故障，如短路、误同期并列和/或异步运行时，会感应出负方向磁场电流，并在转子回路中产生过电压。必须采取措施，将此过电压限制到可控硅反向峰值电压和转子耐压以下，并留有足够的安全裕度。通常使用跨接器完成直流侧过压保护。。该电路采用穿导二极管BOD检测转子回路中的正向和反向过电压。当产生的过电压足够高时，BOD动作，触发相应的可控硅，将灭磁电阻并联到转子两端，同时发出跳闸令使磁场断路器立即跳闸。
127
FCB故障 FCB failed
开关闭合”信号在闭
合命令触发一秒钟
（二）系统的连接及基本原理
从发电机端部经三相封闭母线连接到励磁变的一次侧；2万伏高压变比成900伏并经三相封闭母线连接到可控硅整流桥，可控硅整流桥输出连接到与发电机转子绕组直接相连的滑环。UNITROL 5000调节器根据测量到的发电机电压、电流可算出有功、无功、功率因数并根据实际运行工况计算出所需脉冲，控制可控硅整流桥的输出，即控制发电机励磁，从而达到控制发电机运行。
速断保护整定原则为大于本线路末端三相短路电流，不带时限，所以它不能保护全线路，保护范围小；
四、励磁系统故障与事故处理
（一）DCS画面内励磁系统故障报警信息
LOCAL ON
就地控制中
SETPOINT MIN SETPOINT MAX
调节器给定最小位置调节器给定最大位置
EGC ON FIELD FLASHING ON FIELD FORCING ACTIVE
自并励系统在发电机无电压输出或电
压低于5%空载额定电压时可控硅整流桥不
工作即无整流电压输出。此时起励装置借助于厂用220V交流电经整流二极管、接触

发电机保护原理资料讲解

发电机保护原理发电机保护原理大型发电机的造价高昂，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。

例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就近千万元。

大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。

因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。

1.发电机故障形式由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。

因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。

一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：(1)定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。

故障时，短路电流可能把发电机烧毁。

(2)定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。

(3)定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。

(4)励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。

(5)定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。

(6)定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。

浅析发变组转子过负荷保护与励磁强励反时限配合_胡俊轩

中图分类号：TM31
文献标识码：A
根据西北电网【2013】150 号《西北电网有限公司关于西北电网安全自动装置及电厂涉网关键设备现场专项监督检查工作的通知》，并结合西北电力调控【2012】83 号《关于深入开展机组网源协调重要参数整改工作的通知》文件要求，为了保护发电机转子绕组不会由于温度过高而损坏，同时又让转子具有一定的过流能力，按照国标 GB 7046 的规定，对大唐彬长发电有限责任公司（以下简称我公司）1 号、2 号机组励磁参数、涉网保护参数进行详细核查，通过实际试验数据验证发变组转子过负荷保护与励磁强励反时限限制之间的配合关系。
3 励磁调节器中强励反时限原理及试验数据
为了保护发电机转子绕组不会因温度过高而损坏，同时让 75
胡俊轩浅析发变组转子过负荷保护与励磁强励反时限配合
本刊 E-mail:sxkjzzs@ 科技管理
表 1 发变组保护中过励反时限试验数据表
额定电流倍数 IL
保护动作结果
发变组动 A 套实际 B 套实际作理论值/s 动作时间/s 动作时间/s
4 结论
经过上述的计算和验证，我公司机组发变组励磁后备反时限过负荷保护和励磁调节器强励反时限限制定值配合关系正确，运行稳定。但在励磁系统投运前和进行励磁强励反时限试验时需要注意以下两点：第一，为防止转子反时限电流限制器误动作，在励磁系统现场投运前，应将转子电流采样系数校准。第二，在进行强励反时限试验时，转子电流保持时间尽量短，也就是说在报出后立即将转子电流退掉。转子电流保持时间越长，热量累积越多，退出强励反时限所需时间越长，这与定子电流限制器不
根据《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》（SL 290—2009），分别按 5 年、20 年一遇洪水，计算回水曲线。设计流量 P 为 20％、5％。回水计算采用两种组合：坝前水位最高

发电机励磁过负荷保护动作跳闸事故分析及处理

２１年第４期（０２总第７）９期
ＥＥＧＮＮＲＹＣＮＥＶＴＮＮＲＹＡＤＥＥＧＯＳＲＡ１０
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发电机励磁过负荷保护动作跳闸事故分析及处理
甘发永
（广东省连州粤连电厂有限公司连州发电厂，广东连州５３０）１４０摘要：通过对发电机励磁绕组过负荷（反时限）护动作跳机的事故分析，出了事故原因和问题所在，保找进而对励磁调
电源开关６１跳闸，２发变组出口开关２０、ＭＫ４＃２２２Ｆ
４试验检查及故障分析
４１对＃组调节器进行了通道模拟量试验、能试．２机功验以及整组试验ａ先对＃１首２机组调节器的机端电压 “ ＦＵ” 、Ｕ、 ’机
１事故前状态
２１年９月１日２：７＃０１０５，２机组带１３ＭＷ负荷０调峰运行，２Ｖ、母电压２９ｋ＃２０ｋＩＩＩ３Ｖ，２发电机定子
电压１．ｋ定子电流４２ｋ有功１３ＭＷ，功５４１Ｖ，．Ａ，０无
为“ 励磁绕组过负荷，时限动作” 随后又发出“ 反，发变组差动保护动作” 告警，保护室Ａ柜保护显示：励磁过 “ 负荷定时限 ” “ 磁过负荷反时限 ”Ｂ柜保护显示：、励； “ 发变组差动 ” 面检查＃。全２发变组系统和厂用电系统未发现异常情况。测量＃磁变２Ｂ高压侧（２主变２励Ｌ＃２Ｂ低压侧）绝缘：相：７Ａ２０×１Ｑ、０Ｂ相：７２０×１０Ｑ、ｃ相：４２０×１ｎ，２励磁变２Ｂ低压侧绝缘为０＃Ｌ２ ×１Ｑ，２发电机转子绝缘１５０＃３×１Ｑ，０绝缘均合格，明上述一次设备正常。由于＃机组跳机原因不证２明，要进行扩大检查。需ａ２发变组保护跳闸报文显示励磁过负荷（时）＃反限）护动作值为２６动作延时为１８４，定保．Ａ，５１．４Ｓ整动作值为１５Ａ，２（．１０ｓ按照《８继电保护及电网安全自动装置检验条例》规定，定值与动作值之间误差不得超过 ±５；发变组保护装置自动打印了发变组差动出％）口报文，没有显示动作值；但ｂ）励磁过负荷（时限）动作时间为２反０时５８分３秒３５０毫秒；２８２开关跳闸时间为２０时５８分３６秒３毫秒；４开关跳闸时间为２６１Ｏ时５８分３６秒２４毫秒；２０、３２２６１开关跳闸时间为２Ｏ时５８分３６秒４秒；４毫２ＭＫ跳闸时间为２ＦＯ时５８分３６秒６４毫秒；２发变＃组差动动作时间为２时５分３秒８毫秒。０８６４ｅ）在２０２２开关已跳闸４、２０ｍｓ８２开关已跳闸８１ｍｓ２ＭＫ跳闸２后发变组差动保护才动作，，Ｆ０ｍｓ主要原因是发电机定子及励磁变高压侧还有电流（由于差动保护动作时＃２发电机发出的大量无功电流需要通过励磁变到励磁装置氧化锌灭磁电阻吸收，所以虽然此时＃２主变高压侧开关已跳闸，发电机定子电流最但大值还有１８，发变组差动保护动作瞬间的差流．８Ａ）５最大值为１８，．８Ａ而整定动作值为１发变组差５．Ａ，２动保护因＃发电机无功电流跳闸后存在而导致保护２动作。另外，厂发变组差动保护从启动到出口时间约我为４ｓ这与现场检查的２００ｍ，２２开关跳闸和差动保护动作信号发出时差也相吻合，因此也可以判断发变组差动保护是因机组跳闸后的残余差流引起动作的；ｄ＃）２发电机定子三相电流平衡，均为１＃．Ａ，５２主变、２＃高厂变高压侧已无电流，整个１０Ｓ２故障录波波形图内未见故障短路电流，即一次设备未发生相间或接地短路故障，绝缘均合格，证明一次设备正常。

励磁回路过负荷保护

励磁回路过负荷保护
1、保护介绍：励磁回路过负荷主要是指发电机励磁绕组过负荷（过流）,用于保护转子绕组及作为励磁变的后备保护，有反时限和定时限之分。

大型汽轮发电机励磁系统通常是由交流励磁发电机经可控或不可控整流装置对励磁绕组提供励磁电流构成的整体，称为励磁主回路。

当励磁机或者整流装置发生故障时，或者励磁绕组内部发生部分绕组短路故障以及在强励过程中，都会发生励磁绕组过负荷（过电流）。

励磁绕组过负荷同样会引起过热，损伤励磁绕组另外，励磁主回路的其它部分也可能发生异常或故障。

因此大型机组规定装设完善的励磁绕组过负荷保护，并希望能对整个励磁主回路提供后备保护。

2、励磁回路过负荷保护原理：发电机励磁绕组过负荷保护可以配置在直流侧，也可配置在交流侧，但前者往往需要比较复杂的直流变换设备（直流电流互感器或分流器）。

为了简化保护输入设备，并使励磁绕组过负荷保护能兼作交流励磁机、整流装置及其引出线的短路保护，常把励磁回路过负荷保护配置在交流励磁发电机的中性点侧，不过这时装置的动作电流要计及整流系数，并换算到交流侧。

励磁绕组过负荷发热过程与定子绕组类似，故励磁回路过负荷保护的构成原理与定子绕组过负荷保护类似，也由定时限元件和反时限元件构成。

定时限部分动作电流按正常励磁电流（或按长期允许持续励磁电流）下能够可靠返回的条件整定，反时限部分则按定子过负荷的整定来确定。

3、动作结果：全停Ⅰ：保护A柜动作，结果为断开发变组330kV侧断路器，断开灭磁开关，启动厂用电切换装置，断开6.3kV厂用A、B分支开关，关主汽门，启动失灵保护。

4、事故处理：
a. 励磁过负荷（定时限）动作后执行自动或手动进行减励磁操作。

发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法

发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法作者：周玉彩一些书籍对此保护讲解不太详细，现工程中，励磁绕组过负荷保护广泛用于大型发电机组作为转子励磁回路过流和过负荷保护，兼作交流励磁机的后备保护，该保护接成三相式，由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成，是比较重要的保护。

一、保护原理定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定；反时限过负荷按转子绕组允许的过热条件决定，其关系式为：)1(I Kt 2*α+-=式中：K —励磁绕组过负荷常数，整定范围1~100；*I —发电机励磁回路整流器交流侧电流的标么值；α—与转子绕组温升特性和温度裕度有关，一般为0.01~0.02。

1、励磁绕组过负荷保护特性曲线保护特性曲线见图1：t2、励磁绕组过负荷保护逻辑框图见图2：励磁绕组过负荷保护逻辑框图23、励磁绕组过负荷启动条件：当励磁回路相电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。

二、励磁绕组过负荷（过流）保护整定方法1、定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定。

保护配置在交流侧，对于大型发电机组，转子绕组过负荷保护的电流通常取自TA 的二次电流，此时，应要考虑交流电流变换直流电流的整流比系数com K 。

三相桥式整流的com K 可取0.816I I fd ~=(fd I 为励磁电流，~I 为交流电流)；三相可控硅整流的com K 可取0.83～0.87。

1、励磁额定二次电流 TAT grncom op n n I K =I式中： com K 为整流比系数，取0.83～0.87；grn I 为发电机一次额定励磁电流\TA n 为电流互感器变比；n t 为励磁电压互感器变比。

2、定时限保护。

2.1动作电流整定： I AI..2r OPrel K I K =式中：rel K 为可靠系数，取1.05；r K 为返回系数，取0.85～0.95； 2.2延时报警 t op =15s 。

发电机保护实验

1、发电机差动保护所谓“循环闭锁”方法，即当两相动作则认为是相间短路；单相动作且机端负序电压大于6V认为一点区内另一点区外的相间短路；仅单相动作且负序电压小于6V，则判为TA 断线，可选择闭锁差动或不闭锁差动。

为防止TA断线误闭锁差动保护，当机端电流或中性点侧电流大于过流解锁定值时，解除TA断线闭锁。

过流解除闭锁定值一般可整定为1.2Ie。

附变压器TA断线试验方法：（1）、单侧有负序电流且负序电流>0.1Ie。

（2）、各侧最大相电流小于1.2Ie。

（3）、其他任何侧加三相对称电流。

（4）、断线侧至少一相无流。

（5）、若投入TA断线时闭锁比例差动，TA断线判据满足时30ms闭锁差动保护，判据不满足时瞬时解锁。

（6）、TA断线判据满足40ms后发TA断线报告，断线后10s不满足断线条件发TA断线恢复报告其中“Ie”为主变高压侧二次额定电流3倍。

我们的发电机和变压器差动保护采用“综合时差”法结合TA暂态及稳态饱和时的波形特征来区分区内故障还是区外故障。

当TA线性传变时间不小于5ms时可保证区内故障TA饱和不拒动，区外故障且TA饱和不误动。

此算法原理为我南自特有，大大提高了差动保护动作的可靠性。

差动CT接线原则:由于差流计算取自变压器各侧（或发电机两侧）电流的向量和，所以差动用CT的极性端必须同为靠近变压器侧（发电机）或远离变压器侧（发电机），且为全“Y“型接线。

实际上差动保护的原理就是把变压器或者发电机作为电路中的一个节点，在主变或者发电机不发生内部短路的情况下，根据基尔霍夫电流定律，流进节点的电流肯定等于流出节点的电流，逆极性的接线原则，就是在正常情况下使A、B、C各相差流为0，而发生内部短路时，故障相的差流是叠加的，差流很大。

2、匝间保护（元件横差保护或者纵向零序电压保护）（1）发电机单元件横差保护装设在发电机两个中性点连线上的横差保护，用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护。

过负荷

3.5过负荷保护3.5.1发电机定子绕组过负荷保护（对称过负荷）3.5.1.1保护原理对于发电机因过负荷或外部故障引起的定子绕组过电流，装设定子绕组对称过负荷保护。

发电机定子绕组过负荷保护由定时限和反时限两部分组成，定时限分为过负荷I 段延时减出力或发信、过负荷II 段延时跳闸、过负荷III 速断短延时跳闸，反时限部分动作于跳闸。

电流取自中性点侧TA 三相电流的最大值。

跳闸部分动作于解列或程序跳闸。

定子绕组过负荷保护定时限部分动作判据为：()dz c b a I I I I MAX I >=,,max （3-9-1）定子绕组过负荷保护反时限部分动作判据为：Q I I 1max > （3-9-2）()121max Ae K t I I ->（3-9-3）式中：t —保护动作延时；I 1Q ─反时限保护的起动电流；e I ─发电机额定电流；A 1—散热效应系数；K 1—发电机定子绕组发热时间常数。

其它【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】反时限定子过负荷保护()[]zd 22Ks t K II srzd ezd≥⨯- 式中：zd Ks ：发电机发热时间常数；srzd K ：发电机散热效应系数；ezd I ：发电机额定电流二次值【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】【NARI-SIMENS微机发电机成套保护系统】定子过载保护（ANSI 49）过载保护是为了避免定子线圈因长时间过负荷所形成大电流而受损。

通过一个数学模型对所有负载回路进行评估。

电流的热效应测量值的形成是计算的基础。

周围环境温度或冷却剂温度可以比例电压的形式输入，从而改变通风条件。

否则环境温度将被设定。

线路突变在温度输入伤可以通过对最低电压的监视而检测出来。

若输入便于连接，4mA至20mA变换器可用来获得温度技术数据【IEEE STD C37.102-1995：交流发电机保护的IEEE标准】绝大部分发电机有一些温度感应器在监视定子绕组，这些感应器一般是电阻型温度探测器（RTDs）和热偶（TCs），正如名字所暗示的，RTD通过感应器上电阻的变化来反应温度的变化，而TC则是检测热偶接点处温差产生的电压变化量来反应温度的变化。

发电机转子绕组过负荷保护与励磁调节器过励限制保护配合分析_张红雷

石家庄良村热电有限责任公司为 2x300MW发电机组。发变组保护使用地是国电南自DGT801-B保护装置，发电机转子绕组过负荷保护使用的电流为交流，来自励磁变低压侧TA，保护有定时限和反时限两部分组成，定时限报警，反时限动作出口方式为解列灭磁。励磁调节器的型号为国电南瑞NES-5100，励磁方式为自并励，可控硅整流。励磁调节器过励限制为反时限，1.1倍270S，强励2倍10S，1.05倍可以长期运行。
图1 动作逻辑框图
电流，即励磁变低压侧三相TA电流。反时限过负荷保护动作出口方式为：解列灭磁。
动作方程：
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》》工程师笔记
IF＞I IF最大励磁变低压侧三相 TA电流值；I为定值
（IF*²—K2）t＞K1、IF*—励磁变低压侧三相TA电流标么值
动作逻辑框图见图1。保护定值为：
参考文献 [1]DGT801系列发变组保护装置技术说明书.
但是在发电机过励状态或强励时因转子绕组过负荷保护中电流较大从而会使测量点1名称励磁变低压侧40001励磁电流倍数注1421816141211励磁电流倍数14示电流a020输入值a01电流a019小019大0221c相采样值0098柜的误差105误差5a相采样值0098相采样值0100发电机转子过负荷保护试验电流值a06340906081507250634054404980634发电机转子过负荷保护动作时间的计算值秒3627发电机转子过负荷保护动作时间的实测值秒357398实测值秒99913419633284524710136199338859270励磁限制动作时间实测值秒332发电机转子过负荷保护动作时间实测值秒357398保护电流大值a转子实际电流a保护电流小值a转子绕组过负荷保护反时限动作曲线改变

发变组保护A、B柜--保护解释

低电压“低电压”是指：电压低于额定电压70%。

负序电压“负序电压”是指：负序电压大于4V以上，逆时针方向的电压。

复合电压（复合低电压）复合电压（又称复合低电压）与低电压、负序电压是或的关系。

负序电流：逆时针方向的电流。

发电机产生负序电流时，频率将为100HZ。

保护出口方式全停：切主变高压侧开关、灭磁开关、关主汽门、厂高变低压侧开关、启动快切。

（其他解释还包括启动失灵保护）程序跳闸：待逆功率与主气门关闭两个条件同时满足时，切主变高压侧开关、灭磁开关、关主汽门、厂高变低压侧开关、启动快切。

（与程跳逆功率一样，作用于全停）解列灭磁：切主变高压侧开关、灭磁开关。

解列：切主变高压侧开关减出力；减励磁；启动快切：启动快切A、B分支快切装置，切换厂用电至启备变。

信号：仅发报警信号发电机纵差保护：跳闸闭锁1、单相差流达到动作值，而无负序电压（低于1872V），为TA断线2、出现负序电压，而无差流时，为TV断线跳闸启动1、单相差流达到动作值，同时出现负序电压（高于1872V）2、两相以上出项差流启动差流：2880A，拐点电流：5760A 速断电流倍数：5倍即37800A主变纵差保护：跳闸闭锁：经过比较各相差流中二次谐波分量对基波分量比（即I2ω/I1ω）的大小，当其大于整定值时，闭锁差动元件。

跳闸启动：当差流满足条件（单相也动作），并无闭锁时启动保护。

TA断线时，保护不闭锁，发信号，但保护可能误动作。

TA二次回路开路是危险的，特别是大容量变压器TA二次开路，将会造成TA绝缘损坏、保护装置或二次回路着火，还将危及人身安全。

因此去掉TA断线判别功能。

当差流很大，达到差动速断定值时，直接出口跳闸。

启动差流：3840A，拐点电流：4800A，速断倍数：7倍即53760A高厂变差动：同上发电机定子接地3U0：基波机端至中性点90%范围取自发电机出口PT开口三角（二次定值取10V）和发电机中性点PT电压值（二次定值取6V），动作时间1S200MW及以上机组发电机定子接地3U0一般都采用跳闸。

电力系统继电保护原理

(7)发电机与系统之间失步。当发电机和系统失步时，巨大的交换功率使发电机无法承受而损坏，应配有监测失步的保护装置。
(8)误上电。由于600MW发电机一变压器组出线一般为3 ／2断路器接线，在发电机并网前误合发电机断路器的几率增大，国外有由于误合闸而导致发电机损伤的报道。
被保护的设备正常运行时，输入量不会越过整定值或边界，自动化开关是打开的，没有输出量，保护装置不动作；当被保护设备发生故障或出现不正常工作状态时，输入量就会越过整定值或边界，自动化开关自动闭合，有输出量及保护装置动作。
继电保护装置一般由三个部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分。
此对以下这些状态的处理也同样必须及时，准确小的负序电流流经定子绕组就可能会引起转子部件的严重过热，甚至会烧损转子铁芯、槽锲和护环。大机组上，一般都配置两套反应负序过流的保护。
(2)定子对称过流。当外部发生对称三相短路时，会引起发电机定子过热，因此应有反应对称过流的保护。
三. 继电保护的作用原理
电力系统发生短路时，电气量将发生下述变化。 1．电流增大，在短路点与电回间直接联
系的电气设备上的电流会增大。 2．电压降低。系统故障相的相电压或相
间电压会下降，而且离故障点愈近，电压下降愈多，甚至降为零。
3．电流电压间的相位角会发生变化。
利用短路时这些电气量的变化，可以构成各种作用原理的继电保护。
1）测量回路1的作用是测量被保护设备物理量（申流、电压、功率方向等）的变化，以确定电力系统是否发生故障和不正常工作情况，而后输出出相应的讯号至逻辑回路。即：从被保
护设备来的输入信号通过测量部分形成有关量，与给定的整定值或设定的边界进行比较，判断出保护是否启动。
2）逻辑回路的作用是根据测量回路的输出讯号进行逻辑判断，以确定是否向执行回路发出相应的讯号。即：根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或他们的组合，按规定的逻辑关系工作，确定是否将断路器跳闸或发出信号，并将命令转送给执行部分；

发电机转子绕组过负荷及过电流保护

发电机转子绕组过负荷及过电流保护大型发电机转子绕组过负荷及过流保护，通常为反时限动作特性，用以作转子过热保护及转子绕组或励磁系统短路的后备保护。

一构成原理目前，大型发电机均采用交流励磁系统。

将交流发电机或励磁变压器的输出交流整流后变成直流，作为转子电流。

此时，其转子绕组过负荷及过电流保护的输入电流，通常取自励磁机或励磁变的TA 二次三相电流。

保护由定时限过负荷及反时限过电流两部分构成。

反时限过电流保护又由下限启动元件、，反时限元件及上限定时限元件组成。

其动作逻辑框图如图41所示。

图41 转子过负荷及过电流保护逻辑框图在图41中：A I 、B I 、C I －交流励磁机或励磁变TA 二次三相电流； 〉1I －过负荷元件；〉B I －反时限下限启动元件； 〉up I －上限定时限元件；)max(,,C B A I I I －取C B A I I I ,,三者中最大的； 1t 、s t 、up t －时间元件。

二动作方程及动作特性1 动作方程（1）过负荷元件op I I 1≥ （2）过电流元件下限启动元件： Bop C B A I I I I ≥)max(,, ......................................................（40）上限定时限元件：upop C B A I I I I ≥)max(,, (41)反时限元件： 122)(K t K I =-* (42)2 反时限过流保护的动作特性反时限过流保护的动作特性如图42所示。

图42 转子反时限过流保护的动作特性在式（40~42）及图42中：upop I －上限定时限元件动作电流； up t －上限定时限元件动作延时； B t －下限启动元件出口延时；B o pI －下限启动元件动作电流； 1K －转子热值系数； 2K －转子散热常数；*I －转子电流标么值（以转子额定电流为基准值）。

三整定计算1 定时限过负荷保护对转子定时限过负荷保护的整定，是确定其动作电流及动作时间。