发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施

合集下载

发电机负序过负荷的原因

发电机负序过负荷的原因发电机负序过负荷是指发电机在运行过程中，电网故障或者其他因素导致发电机产生负序电流并且负载过大，这种情况将会严重影响发电机的运行安全和电力系统的稳定性，可能会导致发电机或其他设备受损，甚至引发事故。

造成发电机负序过负荷的原因主要有以下几点：1.电网故障电网故障是引起发电机负序过负荷的主要原因之一，例如电网短路、电网接地故障等。

在电网出现故障的情况下，发电机会受到电网电压的影响，产生负序电流并且承受更大的负荷，如果负荷过大，则会给发电机带来较大的负担，进一步加重损伤发电机的可能性。

2.系统不平衡在三相交流供电中，如若系统中的三相电压或电流不对称，则会导致系统不平衡，因此会出现负序电流，从而使发电机负载过大。

系统不平衡的原因可能包括线路故障、单相接地故障、过载等。

3.过电压发电机负序过负荷的另一个原因是过电压。

当系统中出现过电压情况时，发电机的磁通密度增大，会导致发电机输出的电压过高，这种情况会导致电机负荷过大，以及绕组或绕组涂层烧损的可能性。

因此，防止过电压是防止发电机负序过负荷的重要措施之一。

4.电容器投入有些情况下，电容器的投入可能会导致负序电流的产生。

当电容器接入电网时，会引起电网电压变化，导致电流不平衡，产生负序电流。

如果负载较大，可能导致发电机过负荷。

5.设备故障在发电机运行过程中，设备出现故障也有可能导致发电机负序过负荷。

例如，当发电机的水冷系统或油冷系统出现故障，会导致发电机因过热而停机。

同时，在逆变器、电容器和电感器出现问题时，也有可能产生负序电流。

总之，防止发电机负序过负荷需要综合考虑各种因素，包括电网故障、系统不平衡、过电压、电容器投入和设备故障。

在发电机的设计和运行中应该采取有效的措施，比如过电压保护、过载保护、温度保护、电容器电路保护等，以确保其安全稳定运行。

发电机负序电流的危害及控制措施

发电机负序电流的危害及控制措施摘要：正常运行的发电机定子电流为三相对称的稳态正序电流，当因各种原因发生不对称运行时，发电机将产生负序电流，其主要原因有系统出现不对称负荷、系统或发变组发生不对称短路、发变组发生非全相运行等。

发电机负序电流超过允许值将对发电机产生一定的危害，本文根据大唐国际锡林浩特发电有限责任公司两台发电机稳态和暂态工况下存在的负序电流的实际案例对发电机负序电流的危害及控制措施开展探析。

关键词：发电机、负序电流、三相不平衡、火电。

引言[yyh1]：随着我国特高压交直流电网的逐步形成和新能源大规模持续并网，与换流站紧密联系的交流系统三相不平衡的问题也开始显现。

大唐国际锡林浩特发电公司发电机经主变升压后接入1000kV交流特高压站，该1000kV交流特高压站与附近的±800kV直流换流站相聚26km并在各自的500kV侧紧密联系。

大唐国际锡林浩特发电公司1号、2号机组自2019年12月始相继并网，两台机组与系统并列后均长期存在一定程度的负序电流，同时在交流系统因直流系统闭锁导致扰动时产生较大的暂态负序电流，针对该情况开展负序电流可能造成危害及控制措施的研究尤为必要。

1、负序电流的危害负序电流对发电机的主要危害在于负序电流流过定子绕组时，负序电流产生的负序磁场同样以同步转速旋转，但与正序旋转磁场的旋转方向相反，因而，以同步转速旋转的发电机转子将以两倍速同步切割该负序磁场，在励磁绕组及转子本体中感应出两倍工频的附加电流，在转子表面产生涡流，使发电机转子产生发热和附加损耗，危害转子槽楔及接头、护环等部位，同时由于气隙合成磁场所产生的交变磁力矩作用在定子基座和转子转轴上，将引起两倍工频的附加振动。

另外，负序电流会增大变压器的附加能量损失，使变压器的铁芯磁路产生附加发热，同时，负序电流的大小和持续时间长短的变化有引起继电保护装置动作的可能。

2、发电机承受负序电流的能力以大唐国际锡林浩特发电公司所采用的东方电机有限公司生产的额定电流为19245A的QFSN-660-2-22B型汽轮发电机为例，该电机说明书中列出的承稳态和暂态负序电流的能力分别为：当三相负载不对称，且每相电流不超过额定定子电流I N时，其负序电流分量I2与额定电流I N之比（I2/I N）应不大于8%。

电机负序保护

电机负序保护电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的，在正常运行时，一次回路缺相负序电流为额定电流的0.9-1.1倍，CT二次回路断线时负序电流为额定电流的0.577倍，因此一般取负序电流I2dz=0.8Ie电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的，在正常运行时，一次回路缺相负序电流为额定电流的0.9-1.1倍，CT二次回路断线时负序电流为额定电流的0.577倍，因此一般取负序电流I2dz=0.8Ie负序保护，主要通过测量电动机的负序电流来实现。

电源电压的不平衡将会在电动机绕组中产生负序电流，该电流的值取决于电动机的负序阻抗对正序阻抗的比值，此比值大致是正常满负荷电流对启动电流之比，例如，一台启动电流为6倍额定电流的电动机，电源电压有5％的负序，将引起大约30％的负序电流。

由于负序电流在转子中感应涡流，引起电动机过热，为了保护转子不受不平衡电流损害，过热（过负荷）保护在它的动作方程中加入了负序电流热效应系数K2，对于严重的不平衡，诸如断线或反相，必须提供快速保护－－单独的不平衡保护。

电动机启动时由于CT饱和等因素容易造成波形失真，从而造成负序保护误动作，本装置的负序动作电流和时限的整定值在电动机启动前后可分别整定。

为了保护电动机断相或反相，启动结束后的典型的负序动作电流整定值I2ZD＝Is是合适的(Is为电动机额定工作电流)，启动过程中的负序动作电流整定值可根据启动试验测量的最大负序电流来确定。

? ? 负序动作电流整定值I2ZD的整定范围启动时为0.50～40.0A，启动结束后为0.2～20.0A,级差均为0.01A ，当I2>I2ZD 时启动负序保护。

? ? 负序保护动作时间按电流/时间反时限动作特性，用负序保护时间常数T2(整定范围为0.80～4.00秒,级差0.04秒)来表示，启动时和运行时分别整定。

负序保护动作时间t2和负序保护时间常数T2的关系可用下面的公式表示：? ?? ?? ?? ?? ?? ?t2 = T2×I2ZD/ I2??秒? ?? ?? ?? ?? ?? ?????在整定比较灵敏(典型为 I2 ＝ (0.2～0.4)Is）时，采用动作时间较长的整定值。

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。

发电机工作规程

发电机工作规程发电机正常运行的规定。

①发电机额定进风温度为40度，但进风温度应经常保持在25~30度之间，最低允许温度以冷却不凝结水珠为标准（通常凝结水的温度在20度左右）最高不允许超过55度，相对湿度不超过75%。

②发电机绝缘电阻的规定：转子线圈用500V摇表测量，其绝缘电阻不得低于0.5兆欧。

静子线圈用2500V摇表测量，在热态下，每千伏电压不低于1兆欧，在冷态下，每千伏工作电压不低于2兆欧，并且不得低于前次测量的/3~1/5 。

③发电机连续运行的最高允许电压不得大于额定植110%，发电机的最低云行电压应根据稳定运行的要求来确定，一般不应低于额定值90%。

④频率的变动范围，不超过+-0.5HZ时，发电机可以按额定容量运行。

⑤发电机额定功率频率为0.8，不得大于0.95，在恒压模式下，允许短时间在进相0.95~1的范围内运行。

⑥在额定负荷连续运行时发电机锭子三相电流之差不得超过额定电流的10%，而且任何一相电流不得大于额定值。

3发电机启动前应进行下列检查及测量。

1）发电机及所属设备上的一切检修试验工作已结束，工作票全部收回，接地线已拆除，各种标示牌及遮拦已恢复。

2）检修交代齐全，设备验收合格。

3）发电机外部清洁，无损坏。

进出口风温温度计完好，指示正常。

4）空冷气内干燥，无杂物，无渗水，无漏水。

5）中性点刀闸应合好，避雷器引线连接牢固，瓷套管清洁完好。

6）发电机仪表齐全，开关保护压板在相应位置上。

7）对开关，刀闸，互感器，继电保护，自动装置，按各专业规程进行检查。

8）励磁装置完好，备用。

9）测量定子绝缘电阻应合格。

10）测量全部励磁回路，绝缘电阻应合格。

4、发电机运行中应检查以下各项1）发电机风温在规定范围2）发电机各部应清洁，周围无杂物3）从发电机窥视空对内部进行检查，不应有电晕及凝结水珠，线圈无变形，内部清洁无异音4）发电机引出线各接头牢固，主开关、励磁开关刀闸不应发热、变色。

5）风冷室内无杂物、水及凝结水珠现象6）每班应检查一次，发电机及引线与励磁回路绝缘情况，励磁回路有工作时不要进行测量。

第七章发电机保护讲解

继电保护教学
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称，不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少）时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2，保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相接地保护转子绕组一点或两点接一地点或两点接地保转护子失磁装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护

转子表层负序过负荷保护(负序电流保护)

转子表层负序过负荷保护(负序电流保护)转子表层负序过负荷保护（负序电流保护）一、引言转子表层负序过负荷保护，也称负序电流保护，是电力系统中常用的一种保护方式。

它主要是针对发电机的转子表层负序电流进行监测和保护，以避免因转子故障导致转子绕组过热或烧毁的危险。

本文将介绍转子表层负序过负荷保护的原理、应用和优势。

二、原理1. 负序电流的产生转子表层负序电流是指在转子绕组中由于转子绕组中的不均匀磁场或绕组故障引起的电流。

当发生转子绕组的短路故障或不对称负载时，转子绕组中会产生不对称磁场，进而导致负序电流的产生。

2. 负序电流的特点负序电流主要表现为频率高于正常运行频率的电流，并具有一定的幅值。

由于转子表层负序电流的存在会导致转子绕组过热，因此需要及时进行监测和保护。

3. 监测与保护方法为了监测和保护转子表层负序电流，可采用感应型或传导型保护装置。

感应型保护装置通过感应电压或电流的变化来检测转子表层负序电流，而传导型保护装置则通过感应电流的变化来监测。

三、应用1. 发电机保护转子表层负序过负荷保护在发电机中应用广泛。

在发电机运行过程中，由于转子绕组的短路故障或不对称负载等原因，转子表层负序电流可能出现。

当转子表层负序电流超过设定的阈值时，保护装置将触发报警或切断电源，以避免转子绕组过热或烧毁。

2. 其他电力设备保护除了发电机，转子表层负序过负荷保护还可以应用于其他电力设备的保护中。

例如，可以将其应用于电动机、变压器等设备中，通过监测和保护转子表层负序电流，保证设备的安全运行。

四、优势1. 准确性高转子表层负序过负荷保护通过监测转子表层负序电流的变化来实现及时保护。

由于负序电流的特点比较明显，因此可以准确地判断出转子故障，并采取相应的措施。

2. 快速响应保护装置对负序电流的监测和判断速度快，一旦检测到超过设定的阈值，保护装置将能够迅速地触发报警或切断电源，确保设备的安全。

3. 高可靠性转子表层负序过负荷保护是一种可靠的保护方式，可以避免因转子绕组过热或烧毁而导致的事故发生。

发电机短路故障的后备保护整定

发电机短路故障的后备保护整定李振豹发表于 2006-8-6 10:48:11发电机短路故障后备保护一般有：复合电压闭锁过流保护、对称过负荷及过流保护、不对称过负荷及过流保护、转子过负荷及过流保护、发电机低阻抗保护。

理论分析及实践表明，低阻抗保护不适用于作主设备（发电机和变压器）短路故障的后备保护，而复合电压闭锁过流保护适用于中小机组。

此外，当由接在发电机端的励磁变作为发电机的励磁电源时，复合电压闭锁过流保护的过流元件应具有动作后短时记忆功能。

1、复合电压闭锁过流保护（1）过电流元件：按躲过发电机的额定电流整定。

即：Idz=(Krel/Kr)ININ：发电机的额定电流（TA二次值）Krel：可靠系数，取1.2~1.3。

Kr：返回系数，对于微机型保护装置，取0.95。

（2）复合电压元件1）低电压元件整定：按躲过发电机失磁运行或大型电动机自启动时出现的低电压值来整定，可取（0.65~0.75）UN。

UN为发电机额定电压，TV二次值。

2）负序电压元件：按发电机变压器相邻线路末端故障时负序电压元件有灵敏度来整定；也可按躲过发电机长期运行允许的负序电压值来整定。

若按后者来整定，则：U2dz＝（8%~10%）UN。

（3）动作延时。

发电机复合电压闭锁过流保护的动作时间，应按躲过相邻元件短路后备保护中的最长一级时间来整定。

即t=tmax+t1式中t为动作时间；tmax相邻元件短路后备保护中的最长一级时间；t1时间级差，一般取0.3~0.5s另外，对于有电流元件动作记忆的复合电压闭锁过流保护，电流元件动作后的记忆时间，应考虑相邻线路重合闸时间，不应小于上式计算出的时间。

2、发电机对称过负荷及过流保护在大型汽轮发电机变压器组上，通常采用对称过负荷及反时限动作特性的过电流保护。

实际上，该保护是有定时限过负荷和反时限过电流两部分组成。

（1）定时限过负荷保护。

动作电流按发电机允许的长期运行负荷电流来整定，即：Idz＝(Krel*IN)/Kr式Krel可靠系数；取1.05。

发电机反时限负序过流保护

发电机反时限负序过流保护1 保护原理保护反应发电机定子的负序电流大小，是发电机的转子过热保护，也叫转子表层过热保护。

保护最好取自发电机中性点侧。

其保护逻辑图见图一：t 11t upt S +信号出口信号负序电流I 2计算122g I I upI I 22sI I 22>>>I 2s <I 2<I 2up图一发电机反时限负序过流保护逻辑图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定子电流IaIb Ic2.2 出口信号定义发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限)2.3 出口跳闸定义（方式）发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限) 2.4 保护出口压板定义发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限)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A 定时限过负荷电流定值I2g定时限过负荷动作时间t11S反时限过电流启动定值I2s AA 反时限过流速断定值I2up散热系数K2热值系数K1长延时动作时间ts SS 速断动作时间tupA额定电流IN2.6 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反时限负序过负荷（过流）监视界面，可监视保护的整定值，负序电流计算值等信息。

3 保护动作整定值测试3.1 定时限负序过负荷定值测试输入负序电流量，缓慢增加，直到定时限出口动作，记录数据填表：保护整定值(A)保护动作值(A)3.2 定时限动作时间定值测试突然外加1.5倍定值电流，记录保护动作时间保护整定值(S)动作时间ts（S）3.3 反时限曲线测试突然外加负序电流达反时限出口，记录动作时间，测试反时限特性时，注意电流的热积累效应。

发电机正常运行监视、调整、巡回检查

发电机正常运行监视、调整、巡回检查一、正常运行中的监视规定发电机在运行期间，运行人员要对各表计进行严密监视，从表计的变化情况来分析机组当前的运行状况。

当机组参数发生变化时，应及时进行相应的调整。

机组在运行期间，主要对发电机频率、定子电压、电流、负序电流、有功、无功、励磁系统参数进行监视。

其目的在于：1、发电机频率：额定值为50H Z，允许偏差为±0.2H Z。

频率偏高，转子上的离心力增大，容易使机组转子或厂用机械某些部件损坏；频率偏低，将降低本厂厂用辅机的出力，易形成恶性循环。

2、定子电压表：额定值为20KV，允许偏差±5％（19－21KV）。

当电压不在额定范围内时，应及时增或减励磁，调整电压在额定范围内，否则将会因励磁电流过大，而增加发电机和励磁机的温升，缩短设备使用寿命，或因励磁电流过小，降低发电机的静态稳定度。

3、定子电流及负序电流：当机组过负荷运行时，定子电流将超过额定值（11887A），此时机组将发热，引起绝缘老化。

因此，应按发电机过负荷时的允许定子电流和允许运行时间做出及时调整，必要时降负荷运行。

当机组或电力系统不对称运行时，将在定子绕组中产生负序电流，定子负序电流将产生负序旋转磁场，它的旋转方向与转子的旋转方向相反，并以两倍的同步转速速扫过转子表面，引起转子表面温度升高和转子振动。

因此，有负序电流出现时，应严密监视定子三相电流相差不得超过10％Ie，且最大相电流不超过额定值，否则降负荷运行，以减少负序电流的影响。

4、有、无功功率：通过有、无功负荷接带的多少来判断功率因数是进相还是滞相运行，判断机组当前运行的稳定性。

二、正常运行方式发电机按照制造厂铭牌规定数据运行的方式，称为额定运行方式。

正常运行的发电机，其各参数应保持在额定值允许的范围内长期连续运行，即P-Q曲线的规定范围之内，当参数偏离额定值时，应及时调整，使发电机保持在合理的运行工况。

当发电机有功负荷升至175MW及以上时，并且运行稳定后将厂用电切换至本机接带。

发电机微机复合压启动的过电流保护原理及整定方法

发电机微机复合压启动的过电流保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司作者：周玉彩一、复合压启动的（记忆）过电流保护基本作用原理发电机复压（记忆）过流保护电流元件取发电机中性点侧定子电流，低电压或复合电压取自机端。

保护作发电机、发电机变压器组相间短路故障的后备保护。

1）复合电压元件满足下列条件之一时，复合电压元件动作。

op l U U < op U 为低电压整定值，l U 为三个线电压中最小的一个； op U U .22> op U .2为负序电压整定值，2U 为负序电压（取相电压值）。

2）过流元件过流元件接于电流互感器二次三相回路中，当任一相电流满足下列条件时，保护动作。

op I I > op I 为动作电流整定值。

3）TV 异常复压闭锁机端TV 出现异常时，复合电压是否动作取决于“TV 异常复压闭锁元件”控制字的整定。

“TV 异常复压闭锁元件”控制字的整定及含义：TV 异常复压闭锁元件为“1”—TV 异常后闭锁复压元件判据判别，闭锁保护动作；TV 异常复压闭锁元件为“0”—TV 异常后复压元件满足动作条件，保护为过流保护。

二、复压（记忆）过流保护逻辑框图见图1：发电机复压（记忆）过流保护作为发电机的后备保护，当用于自并励发电机的后备保护时，电流带记忆功能。

复压（记忆）过流保护由复合电压元件、三相过流元件“与”构成，过流的记忆功能可投退。

复压（记忆）过流保护配有两段各一时限，若保护出口跳分段或母联时，应不投入记忆功能。

图1 复压(记忆)过流保护逻辑框图三、发电机复压过流保护整定：1、低电压元件整定：低电压元件为最小线电压，按躲过最低运行电压整定。

1）对于汽轮发电机，动作电压可按下式整定：Uop=0.6Ugn2）对于水轮发电机，动作电压可按下式整定：Uop=0.7Ugn式中Ugn为发电机机端电压互感器变比。

灵敏系数按主变压器高压侧母线三相短路的条件校验。

Ksen=Uop/I(3)k.max×Xt式中： I(3)k.max为主变高压侧母线金属性三相短路时的最大短路电流；tX为变压器电抗，取ttZX=。

7.4 发电机负序电流保护解析

I 2.cal .* ——在进行计算的运行方式下，发
生外部故障且流过升压变压器的负序短路电流正好与其负序电流保护的启动电流想到相等时，流过被保护发电机的负序短路电流。
保护的动作时限仍按后备保护的原则逐级配合，一般取 3~5s。
如果将按照上述原则整定的两段式定时限负序过电流保护，应用于直接冷却的大容量发电机，例如A=4的600MW机组上，其整定值采用0.5I2∞、4s动作于跳闸和0.1I2∞、10s作用于信号，其保护动作时限特性与发电机允许的负序电流曲线的配合情况如图所示。
如图所示的系统，发电机和变压器上都配置有独立的负序过电流保护作为后备保护，则当高压母线k点发生不对称短路时，发电机负序过电流保护的灵敏系数应较变压器的为低。引入一个配合系数Kcoop，则发电机负序过电流保护的动作电流可整定为:
I 2.set .* K coop I 2.cal .*
K coop ——配合系数，取1.1；
（3）在曲线cd段内，是靠保护装置动作发信号，然后由值班人员来处理的。但当负序电流靠近c点附近时，发电机所允许的时间与保护装置动作的时间实际相差很小，因此，就可能发生保护给出信号后，值班入员还未来得及处理时，发电机已超过了允许时间。由此可见在cd段内只动作于发出信号也是不安全的。
（4）在曲线的de段内，保护根本不反应。
由以上分析可以看出，两段式定时限负序过电流保护的动作特性与发电机允许的负序电流曲线不能很好地配合。此外，它也不能反应负序电流变化时发电机转于的热积累过程。例如当出现负序电流连续升降或在较大的负序电流下持续一
段时间后，又降低到比较小的数值等情况时，都可能使转于
被损坏，而保护中的时间继电器却来不及动作。
（1）在曲线ab段内，保护装置的动作时限(4s)大于发电机允许的时间，因此，可能出现发电机已被损坏而保护尚未动作的情况。

整定时间

一、建议
1,负序电流保护
整定时间：报警3S，跳闸10S
建议整定时间：报警2S，跳闸3S
建议理由：负序过流保护与电压电流保护同为后备保护，应和电压电流保护整定时间大致相同。

2，过负荷保护
整定时间：9S
建议整定时间：3S
建议理由：9S为供电局提供数据，线根据整定计算原则，过负荷延时应比过电流延时大（1-2）t∆，其中t∆为极差，约为0.5S。

故建议整定为3S。

3，失磁保护
整定时间：报警10S，跳闸3S
理由：报警10Ｓ为了确保电压调节装置由足够的时间提高励磁电压。

跳闸3S为了躲避系统振荡。

4，过电压保护
整定时间：报警3S，跳闸0.3S
理由：因电压调节装置不同的调节速度而整定时间，一般为1.5—5S。

现取为3S，认为合适。

5，频率保护
整定时间：跳闸10Ｓ
理由：发电机允许短时间运行在95%的额定频率下。

取10S，认为合适。

6，转子接地保护
整定时间：报警10S
理由：因转子接地为报警保护，无特别说明其延时整定方法，认为避免引起保护误动而整定为10S。

7，逆功率保护
整定时间：跳闸10S
理由：不考虑紧急停机的情况，为躲避发电机同期过程中或电网发生故障（三相故障）后引起振荡过程中出现短时间的逆功率从而导致保护误动作。

二、难点
在失磁保护中，其判据为导纳判据。

在二维坐标中，三条曲线只需确定于横轴的交点和横轴之间的夹角就可确定曲线的位置。

现只确定了曲线与横轴的交点位置。

曲线2与横轴的夹角可以确定，曲线1，曲线3与横轴所呈夹角尚不清楚其原因，现只遵循7um62的设定值。

发电机负序电流(新增)

[电气化铁路专题]电气化铁路负序电流对发电机负序过流保护的影响(1)2010-03-03 14:09:04 作者：高然徐永海夏瑞华来源：赛尔电力自动化总第87期【文章转载请注明出处】•随着电气化铁路的迅速发展，其对电力供电系统侧产生的影响日益突出。

由于不同容量的发电机承受负序电流的能力不同，也就相应造成发电机转子负序过负荷保护动作情况不一致。

本文采用PSCAD仿真软件建立了某一实际电铁供电网仿真模型，分析了电铁负荷在发电机端口处产生的负序电流对发电机转子负序过负荷保护的影响。

在电铁负荷区域，负序电流经常引起发电机定时限负序过负荷保护报警。

分析了电铁负荷产生的负序电流对不同容量发电机转子负序过负荷保护的影响，以及发电机机端加装电抗器对发电机端口处负序电流的影响，提出了通过调节转子负序过负荷保护整定值和机端加电抗器来满足实际要求的方法。

关键字：电气化铁路[20篇] 负序电流[6篇] 负序过流保护[3篇] 整定值[5篇] 电抗器[45篇]1引言电气化铁路电力牵引负荷为波动性很大的大功率单相整流负荷。

电力机车产生的不对称电流会破坏电力系统的对称运行条件，使电力系统出现较大的负序分量，进而会对系统侧的用电设备产生各种不利影响，会造成发电机转子过热和振动、变压器额定出力不足、降低输电线路输送能力以及会对各种以负序滤波器为启动元件的保护装置产生干扰[1-3]。

目前关于减小电气化铁路负序分量的方法大多是牵引变轮换相序接入供电系统、安排合理安排机车运行方式、采用三相/两相的平衡变压器和电容补偿装置，尽量削弱电气化铁路负序分量对电网的影响[4-7]。

在电力系统较为薄弱的地区，电铁负荷引起的电力系统电能质量尤为突出。

对于小电厂的投入运行，带来极大不便。

本论文着重讨论电铁产生的基波负序分量。

由于电铁负荷造成的发电机转子负序过负荷保护不正常动作屡见不鲜。

本文根据实际电铁供电网，使用仿真软件PSCAD/EMTDC搭建模型，分析电铁负荷在发电机端口处产生的负序电流以及发电机机端加装电抗器对发电机端口处负序电流的影响。

发电机负序过负荷保护原理及整定

发电机负序过负荷保护作为发电机不对称故障和不对称运行时，负序电流引起发电机转子表层过热的保护，可兼作系统不对称故障的后备保护。

保护原理该保护由负序过负荷定时限信号和反时限负序过负荷两部分组成。

负序过负荷定时限信号按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定。

反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。

发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：222*2I I At ∞-=式中：*2I —为发电机负序电流标么值；∞2I —为发电机长期允许负序电流标么值；A —为转子表层承受负序电流能力的时间常数。

1.1.1. 保护的特性曲线保护的特性曲线见图5-10-1：t图5-10-1 特性曲线1.1.2. 发电机负序过负荷保护逻辑框图保护的逻辑框图见图5-10-2：图5-10-2 发电机负序过负荷保护逻辑框图发电机负序过负荷保护的整定方法保护由定时限负序过负荷和反时限负序过负荷两部分组成。

发电机负序过负荷启动条件当发电机负序电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。

负序定时限启动电流负序定时限过负荷按发电机长期允许的负序电流∞2I 下能可靠返回的条件整定TAr gnrelop n K I K ∞=2I I式中：relK 为可靠系数，取1.05；r K 为返回系数，取0.85～0.95；∞2I 发电机长期允许的负序电流标么值；gn I 为发电机一次额定电流；TA n 为电流互感器变比。

负序定时限延时保护延时按躲过后备保护的最大延时整定。

负序反时限特性反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。

发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：222*2∞-=I I A t式中：*2I 为发电机负序电流标么值； ∞2I 为发电机长期允许负序电流标么值；A 为转子表层承受负序电流能力的时间常数。

负序反时限启动电流反时限启动电流min .op I 值，一般按延时1000s （反时限延时下限整定值）对应的动作电流整定：22min .1000∞+=I Aop I 负序反时限延时上限反时限上限设保护最小延时，便于与快速保护配合。

过负荷保护、过电流保护、过热保护区别与联系

过负荷保护、过电流保护、过热保护区别与联系1、过载保护和过热保护的区别过载保护也就是过流保护，检测的是电动机的电流，实验时采用的方法是堵转。

在堵转时，电动机的电流较大，过流保护器就会动作。

过热保护检测的是电动机的整体或者局部的发热，采用的是热敏元件，使用时必须和温度变送器配合才能实现控制功能，二者均可以在缺相时发挥较好的效果，因为缺相时有局部过流现象，也有局部过热现象。

2、过负荷保护和过电流保护的区别过负荷是装置异常运行的一种情况，一般只发信号,不动作于跳闸，整定值较低，但是带一段时间的延时，用于躲过设备的启动电流等情况；过流保护是电力设备短路时的一种保护，动作于跳闸，过流不一定是对称的。

由于速断保护不能保护线路全长，要靠过流保护来作为后备保护。

3、过流保护为什么加装低电压闭锁或者复合电压闭锁过流保护保护的是按照躲过本线路末端的最大负荷电流整定的，灵敏度按照被保护线路末端最小运行方式下的两相短路电流进行校验的。

为了避免因灵敏度不足而引起保护的误动作，所以加装低电压闭锁装置或者复合电压闭锁，来确认线路的故障情况。

复合电压闭锁实际上就是一个低电压继电器和一个负序电压继电器并联组成的，只要其中的任何一个动作，那么过流保护就动作。

过电流保护为何要带低电压闭锁以前不加装低压元件，定值计算时要躲过最大负荷电流来整定，这样就不能满足保护的灵敏度，加装低压元件后，不仅可以不用最大负荷电流整定，而且可以降低动作电流，提高他的灵敏度。

只是一个过电流判据，会使保护的可靠性降低，如果线路本身负荷比较大，当线路上有很多诸如电动机负载，并同时启动时，纯过流保护很容易动作。

当加上低电压闭锁判据时就可以判断是否真正发生短路故障，因为真正发生短路故障时，电压会急剧下降，如果只是电流大于定值，而电压正常，就表示线路没有故障，保护不动作。

如果电流大于定值的同时电压也低于定值，这时就表示线路发生短路故障了，保护要动作，切断故障。

过流保护是否带电压闭锁，主要看定值按照躲过最大负荷电流来整定时是否满足灵敏性，如果满足可不带电压闭锁。

发电机负序过电流保护动作原因及处理方案

发电机负序过电流保护动作原因及处理⽅案发电机负序过电流保护的原理根据电⼒系统在正常运⾏时负序电流分量很⼩（接近于零），⽽在系统出现不shu对称故障时，就会产⽣很⼤的负序分量电流，从⽽通过测量负序电流的⼤⼩可以判别是否发⽣故障。

发电机定⼦负序电流保护，即发电机转⼦表层负序过负荷保护，分为定时限保护和反时限保护。

1、定时限保护：动作电流按发电机在长期允许的负序电流运⾏下能可靠返回的条件整定。

2、反时限保护：按电机制造⼚家提供的转⼦表层允许的反时限过负荷能⼒整定。

反时限保护动作特性的上限电流按主变压器⾼压侧⼆相短路的条件计算；反时限保护动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最⼤延时决定。

发电机负序过电流保护的作⽤1 . 防⽌发电机的定⼦线圈损坏2 . 防⽌发电机的转⼦损坏3 . 防⽌发电机的励磁系统损坏发电机负序过电流保护动作原因分析1、发电机正常运⾏时当电⼒系统发⽣三相不对称短路或负荷三相不对称时;2、发电机与系统并列时，发⽣⾮全相合闸，存在单相或两相运⾏情况;3、发电机与系统解列时，发⽣⾮全相合闸，存在单相或两相运⾏情况;防⽌发电机负序过电流保护动作的措施:1、若在并机时发⽣⾮全相开关本体⾮全相未跳闸应停⽌加负荷，应⽴即通过硬⼿操或DCS上“故障分闸”按钮将故障开关分闸⼀次，维持励磁系统运⾏及汽轮机转速3000r/min若远⽅分闸不成功，⽴即就地打掉该开关。

2、若在停机时发⽣⾮全相开关本体⾮全相未跳闸，⽴即通过硬⼿操或DCS上“故障分闸”按钮打掉未跳问开关;若不成功，则通过停⽤母线的⽅法将发电机解列。

3、若在运⾏中发⽣⾮全相，应迅速降有功⽆功⾄最低，使定⼦电流不超01e维持机组同步转速励磁，重新并列，⽤上⼀级开关将发电机与系统解列。