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）dmax

Kftq—非周期分量影响系数 BCH—2继电器取1

Ktx—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。由变压器差动保护的讨论可知，差动保护可以满足作为发电机主保护的基本要求。

二、发电机纵差动保护的特点

由于被保护的对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍同方向，流人差动继电器的只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反应匝间短路。

在定子绕组不同地点相简短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路电流的大小不一样。经分析得出如下结论：

1)当过渡电阻不为零时，在中性点附近短路时，差动保护可能不动作，即在中性点附近经电弧电阻短路时，可能出现死区。因此，要求发电机纵差动保护灵敏度尽可能高，尽可能减少它的死区。

2)由于发电机电压系统的中性点一般不接地的或经大阻抗接地，单相接地时的短路电流较小，差动保护不能动作。故必须设置独立的接地：保护

纵联差动保护

采用差动继电器作保护的测量元件，用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差，从而判断保护区内

是否发生短路。

由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。但是，为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。由于受辅助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，对于发电机、变压器及母线等，则可广泛采用纵联差动保护实现主保护。

微机发电机差动保护(续前)

陆于平史世文吴济安李莉周振安

分类号TM772

Digital Differential Protection for Generator

(Lu Yuping， Shi Shiwen)

(Southeast University,Nanjing 210096，China))

(Wu Ji'an， Li Li， Zhou Zhen'an )

(Nanjing Electric Power Automation Equipment General Factory,Nanjing

210003，China)

Abstract It presents several principles of differential protection for generators.In accordance with the arguments concerning protection such as sensitivity,restraint factor,slope of operating characteristic,TA secondary break and so on,a rational analysis is given in detail and some ideas of authors are proposed.

Keywords digital protection； differential protection； generator (上接本刊1999年第1期第19页)

5 故障分量比率制动式差动保护

比率差动保护原理等由于反应的是电流全量大小，因此它就必须克服正常运行时负荷电流给保护带来的不利影响。从另一个角度来看，可能会降低保护的灵敏度。如果在保护构成时仅反应故障电流，不反应负荷电流和缓慢的负荷变化的电流，从原理上讲可以提高保护灵敏度。

保护动作方程：

|I NΔ-I TΔ|≥K

|/2

Δ|I NΔ+I TΔ

(23)

保护的特性如图4。

图4 故障分量比率制动式差动保护

从理论分析，K

Δ<2故障分量比率制动式差动保护在区内发生故障时，一定能够动作，并且特性和故障点的过渡电阻没有直接关系。保护实现时只要克服很小的死区即可(图4中的小方块)。

用微机保护来完成故障分量比率制动式差动保护，应用微机的记忆优势实现起来并不困难；但在实现的时候，以下问题必须充分考虑和论证。要确保原理的充分实现，即保证保护在任何时候都以故障分量比率制动式差动保护原理来运行。

5.1 启动环节

差动保护等快速保护一般都有启动环节，以减轻CPU不必要的开销。但故障分量比率制动式差动保护使用启动环节作为故障开始的条件显然是不恰当的。因为微机保护如果长期处于启动状态，保护没有处理好记忆和放弃记忆的关系时，将可能引起保护在区外故障时误动。

5.2 开始记忆的条件

正常情况下电流是不应该被记忆的，那么，电流突变多少时开始记忆呢?以下因素应考虑：正常时，尽量避免误记忆；故障时，特别是轻微故障时要可靠记忆；这一记忆的启动的灵敏度应和差动保护的灵敏度相匹配；在外部故障切除时，不能误记忆。

5.3 记忆的时间长短

当突变量开始记忆时，何时认为突变量已消失，在主设备保护上是一个比较难以确定的量。记忆不当，会给被保护设备带来严重的后果：若记忆时间太长，当出现非正常记忆时，可能会使保护误动；若记忆时间太短，当出现发电机内部故障而由于未立即动作(如轻微故障，发展性故障)时，保护由于放弃记忆而使保护拒动。

5.4 抗干扰性能

故障分量原理的抗干扰性能比较弱，这种弱点可以采用微机保护的算法以及软件冗余方法加以克服。但由于这种原理本身的特点，实现起来远不象其他原理的差动保护那样简单。

需要说明的是在线路微机保护中，使用故障分量原理就不存在上述问题。因为，在线路上根本不存在这里谈的“轻微”故障问题。

6 不完全差动保护

6.1 原理

不完全差动保护是相对于传统的差动保护原理而言的。在这里我们将传统的