大型发电机变压器继电保护整定计算导则

中华人民共和国电力行业标准大型发电机变压压器继电保护护整定计算导导则前言本标准根据原能能源部19992年电供函函［19922］11号《关于于组织编制大大机组继电保保护装置运行行整定条例函函》的要求以以及广大继电电保护工作者者的迫切需要要而制定。本标准的制定和和实施将对提提高发电机变变压器继电保保护装置的正正确动作率、保保障电气设备备的安全及维维持电力系统统的稳定运行行有重要意义义。在国家电力调度度通信中心及及中国电机工工程学会继电电保护专委会会等单位的组组织领导下，经经过深入调查查研究，广泛泛征求国内各各有关单位的的专家、教授授及广大继电电保护工作者者的意见，组组织多次专题题讨论，反复复修改条文内内容，先后数数易其稿，历历经数年终于于完成了本标标准的编制任任务。本标准以GB114285——93《继电保保护和安全自自动装置技术术规程》为依依据进行编制制。本标准的附录AA、附录B都是标准的的附录。本标准的附录CC、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K、附录L和附录M都是提示的的附录。本标准由原能源源部电力司、科科技司共同提提出。本标准由原电力力工业部继电电保护标准化化技术委员会会归口。目次前言1范围2引用标标准3总则4发电机机保护的整定定计算4.1定定子绕组内部部故障主保护护4.2发发电机相间短短路后备保护护4.3定定子绕组单相相接地保护4.4励励磁回路接地地保护4.5发发电机过负荷荷保护4.6发发电机低励失失磁保护4.7发发电机失步保保护4.8发发电机异常运运行保护5变压器器保护的整定定计算5.1变变压器纵差保保护5.2变变压器分侧差差动保护5.3变变压器零序差差动保护5.4变变压器瓦斯保保护5.5变变压器相间短短路后备保护护5.6变变压器接地故故障后备保护护5.7变变压器过负荷荷保护5.8变变压器过励磁磁保护6发电机机变压器组保保护的整定计计算6.1概概述6.2发发电机变压器器组保护整定定计算特点附录A(标准的的附录)发电机定子子绕组对地电电容，机端单单相接地电容容电流及单相相接地电流允允许值附录B(标准的的附录)本标准用语语说明附录C(提示的的附录)发电机变压压器继电保护护整定计算导导则有关文字字符号附录D(提示的的附录)发电机若干干异常运行状状态的要求附录E(提示的的附录)大型汽轮发发电机组对频频率异常运行行的要求附录F(提示的的附录)系统联系电电抗Xcon的计算算附录G(提示的的附录)自并励发电电机外部短路路电流的计算算附录H(提示的的附录)电力系统振振荡时阻抗继继电器动作特特性分析附录J(提示的的附录)变压器电容容参数估算值值附录K(提示的的附录)保护用电流流互感器的选选择附录L(提示的的附录)变压器电抗抗的计算附录M(提示的的附录)非全相故障障计算中华人民共和国国电力行业标标准大型发电机变压压器继电保护护整定计算导则DL/T684—1999Guideoofcallculattingssettinngsoffrelaayprotecttionfforlaargeggeneraatoraandtrransfoormer1范围本标准规定了大大型发电机变变压器继电保保护的整定计计算原则和方方法，它是设设计、科研、运运行、调试和和制造部门整整定计算的依依据。本标准适用于GGB142885所规定的的发电机、变变压器容量范范围，重点规规定了2000MW及以上上发电机与2220～500kVV变压器的继继电保护的整整定计算原则则和方法。2引用标标准下列标准所包含含的条文，通通过在本标准准中引用而构构成为本标准准的条文。本本标准出版时时，所示版本本均为有效。所所有标准都会会被修订，使使用本标准的的各方应探讨讨使用下列标标准最新版本本的可能性。GB12008—87电流互感感器GB142285—93继电保护护和安全自动动装置技术规规程GB／T70644—1996透平平型同步电机机的技术要求求IEC444—6(19992)互感器器第6部分：保护护电流互感器器动态性能的的要求3总则3.1本本标准是发电电机变压器继继电保护整定定计算的基本本依据，设计计、科研、运运行、调试和和制造部门应应共同遵守。3.2发发电机变压器器继电保护整整定计算的主主要任务是：：在工程设计计阶段保护装装置选型时，通通过整定计算算，确定保护护装置的技术术规范；对现现场实际应用用的保护装置置，通过整定定计算，确定定其运行参数数(给出定值)。从而使继继电保护装置置正确地发挥挥作用，保障障电气设备的的安全，维持持电力系统的的稳定运行。3.3发发电机变压器器继电保护装装置的技术性性能，必须与与本标准中提提出的具体规规定和要求相相符合。3.4发发电机变压器器继电保护装装置必须满足足可靠性、选选择性、速动动性及灵敏性性的基本要求求，正确而合合理的整定计计算是实现上上述要求的关关键。3.5本本标准不涉及及发电机变压压器继电保护护的配置；不不列举保护装装置的具体型型式；按不同同原理的保护护分类编制；；整定计算方方法适用于国国内通用的主主要保护原理理，本标准所所列原理之外外的保护其整整定计算方法法可参考制造造厂家技术说说明书。3.6部部分保护装置置的动作时限限是根据GBB142855给出的；对对于未给出动动作时限的保保护装置，其其动作时限应应根据设备条条件及电力系系统的具体情情况决定。3.7为为简化计算工工作，可按下下列假设条件件计算短路电电流：可不计发电机、调调相机、变压压器、架空线线路、电缆线线路等阻抗参参数中的电阻阻分量；在很很多情况下，可可假设旋转电电机的负序阻阻抗与正序阻阻抗相等。发电机及调相机机的正序阻抗抗，可采用次次暂态电抗XX″d的饱和值。各发电机的等值值电动势(标么值)可假设为1且相位一致致。仅在对失失磁、失步、非非全相等保护护装置进行计计算分析时，才才考虑电动势势之间的相角角差问题。只计算短路暂态态电流中的周周期分量，但但在纵联差动动保护装置((以下简称纵纵差保护)的整定计算算中以非周期期分量系数KKap考虑非周周期分量的影影响。发电机电压应采采用额定电压压值，系统侧侧电压可采用用额定电压值值或平均额定定电压值，不不考虑变压器器电压分接头头实际位置的的变动。不计故障点的相相间和对地过过渡电阻。3.8与与电力系统运运行方式有关关的继电保护护的整定计算算，应以常见见运行方式为为计算用运行行方式。所谓谓常见运行方方式，是指正正常运行方式式和被保护设设备相邻一回回线或一个元元件停运的正正常检修方式式。对于运行行方式变化较较大的系统，应应由调度运行行部门根据具具体情况确定定整定计算所所依据的运行行方式。3.9根根据GB144285的规规定，按照故故障和异常运运行方式性质质的不同，机机组热力系统统和调节系统统的条件，本本标准所列各各项保护装置置分别动作于于：a)停机：：断开发电机机或发电机变变压器组(简称发—变组)断路器、灭灭磁，关闭原原动机主汽门门或导水叶，断断开厂用分支支断路器。b)解列灭灭磁：断开发发电机或发—变组断路器器和厂用分支支断路器、灭灭磁，原动机机甩负荷。c)解列：：断开发电机机或发—变组断路器器，原动机甩甩负荷。d)降低励励磁。e)减出力力：将原动机机出力减至给给定值。f)缩小故故障范围(例如断开母母联或分段断断路器)。g)程序跳跳闸：对于汽汽轮发电机，先先关主汽门，待待逆功率继电电器动作后再再断开发电机机或发—变组断路器器并灭磁；对对于水轮发电电机，先将导导水叶关到空空载位置，待待逆功率继电电器动作后再再断开发电机机或发—变组断路器器并灭磁。h)信号：：发出声光信信号。3.10除特殊说明明外，本标准准列出的计算算公式，无论论用有名值或或标么值进行行计算，其计计算结果(电流、电压压、阻抗等))应以二次侧侧有名值的形形式给出。4发电机机保护的整定定计算4.1定定子绕组内部部故障主保护护定子绕组内部故故障包括相间间短路、同相相不同分支间间短路、同相相同分支匝间间短路和定子子绕组的分支支开焊故障。比率制动式纵差差保护比率制动式纵差差保护仅反应应相间短路故故障。具有比比率制动特性性的差动保护护的二次接线线如图1所示。当差差动线圈匝数数Wd与制动线圈圈匝数Wres的关系系为时，差动电流制动电流式中：，——一一次电流；，——二次电电流；na——电流互互感器变比。图1比比率制动式差差动保护原理理接线图差动保护的制动动特性如图22中的折线ABBC所示。图图中，纵坐标标为差动电流流Id，横坐标为为制动电流IIres。为了正确进行整整定计算，首首先应了解纵纵差保护的不不平衡电流与与负荷电流和和外部短路电电流间的关系系。发电机纵差保护护用的10PP级电流互感感器，在额定定一次电流和和额定二次负负荷条件下的的比误差为±3%。因此，纵纵差保护在正正常负荷状态态下的最大不不平衡电流不不大于6%。但随着着外部短路电电流的增大和和非周期暂态态电流的影响响，电流互感感器饱和，不不平衡电流将将急剧增大，实实际的不平衡衡电流与短路路电流的关系系曲线如图22中的曲线OEED所示。图2比比率制动式差差动保护的制制动特性发电机外部短路路时，差动保保护的最大不不平衡电流由由式(1)进行估算算((1)式中：Kap———非周期分量量系数，取11.5～2.0；Kcc——互感感器同型系数数，取0.55；Ker——互感感器比误差系系数，取0..1；——最大外部部三相短路电电流周期分量量。比率制动特性纵纵差保护需要要整定计算以以下三个参数数：1)确定差动保保护的最小动动作电流，即即确定图2中A点的纵座标标Iop.0为(2)式中：Krell——可靠系数，取取1.5；Ign——发发电机额定电电流；Iunb.00——发电机额定定负荷状态下下，实测差动动保护中的不不平衡电流。实际可取Iopp.0＝(0.10～0.30))Ign／na，一般宜选选用(0.10～0.20))Ign／na。如果实测测Iunb.00较大，则应应尽快查清IIunb.00增大的原因因，并予消除除，避免因IIop.0过大大而掩盖一、二二次设备的缺缺陷或隐患。发电机内部短路路时，特别是是靠近中性点点经过渡电阻阻短路时，机机端或中性点点侧的三相电电流可能不大大，为保证内内部短路时的的灵敏度，最最小动作电流流Iop.0不应应无根据地增增大。2)确定制制动特性的拐拐点B。定子电流流等于或小于于额定电流时时，差动保护护不必具有制制动特性，因因此，B点横坐标Ires.0＝＝(0.8～1.0)Ign／na(3)当Ires.00＞Ign／na时，应调整整保护内部参参数，使其满满足式(3)。3)按最大大外部短路电电流下差动保保护不误动的的条件，确定定制动特性的的C点，并计算算最大制动系系数。设C点对应的最最大动作电流流为Iop.maax，其值为Iop.maxx＝KrelIunb.mmax(4)式中：Krell——可靠系数，取取1.3～1.5。C点对应的最大大短路电流与与最大制动电电流Ires.mmax相对应应。C点的最大制制动系数Kres.mmax按下式式计算Kres.maax＝Iop.maax／Ires.mmax＝KrelKapKccKer((5)式(5)的计算算值为Kres.mmax＝0.15，可可确保在最大大外部短路时时差动保护不不误动。但考考虑到电流互互感器的饱和和或其暂态特特性畸变的影影响，为安全全计，宜适当当提高制动系系数值。图22中，取C点的Kres.mmax≈0.30。该比率制动特性性的斜率S为(6)根据上述计计算，由A、B、C三点确定的的制动特性，确确保在负荷状状态和最大外外部短路暂态态过程中可靠靠不误动。按上述原则整定定的比率制动动特性，当发发电机机端两两相金属性短短路时，差动动保护的灵敏敏系数一定满满足Ksen≥2.0的要求求，不必进行行灵敏度校验验。标积制动式纵差差保护设发电机机端和和中性点侧电电流分别为和和，它们的相相位差为，令令标积ItIncos为制动动量，为动作作量，构成标标积制动式纵纵差保护，其其动作判据为为(77)式中：Kress——制动系数，取取0.8～1.2。外部短路时，＝＝0°，式(7)右侧表现现为很大的制制动作用。当当发电机内部部短路时，可可能呈现900°＜＜270°，使cos＜0,式(7)右侧呈现现负值，即不不再是制动量量而是助动量量，保护灵敏敏动作。本保保护仅反应相相间短路故障障。故障分量比率制制动式纵差保保护该保护只与发生生短路后的故故障分量(或称增量)有关，与短短路前的穿越越性负荷电流流无关，故有有提高纵差保保护灵敏度的的效果。本保保护仅反应相相间短路故障障，其动作判判据为(8))式中：Δ——发发电机机端侧侧故障分量电电流；Δ——发电机中中性点侧故障障分量电流。故障分量纵差保保护的动作特特性如图3，图中＝－，Δ＝。直线1为故障分量量纵差保护在在正常运行和和外部短路时时的制动特性性；直线2为故障分量量纵差保护在在内部短路时时的动作特性性，其斜率SS≥2.0；直线线3为故障分量量纵差保护的的整定特性。整定计算如下：：a)纵差保保护动作特性性(直线3)的倾角，一般般取＝45°，即制动系系数Kres＝1.0。b)最小动动作电流ΔId0≈0.1Ign／na，或ΔId0＞负荷状状态下微机输输出最大不平平衡增量差流流。c)灵敏系数校校验：Ksen＝ΔId／ΔIres＝DC／BC，要求Ksen≥2.0，一般般不必进行校校验计算。图3故故障分量比率率制动式纵差差保护动作特特性不完全纵差保护护本保护既反应相相间间和匝间短短路路，又兼顾顾分分支开焊故故障障。设定子子绕绕组每相并并联联分支数为为aa，在构成纵纵差保护时时，机机端接入相相电电流［图4((a)中的TA2］,但中性点侧侧TA1每相仅仅接入n个分支，a与n的关系如下下式1≤N≤(9)式中：a与N的的取取值见表1。表1a与与n的的关系a2345678910N11222或3*2或3*3或4*3或4*4或5**与装设设一一套或二套套单单元件横差差保保护有关。图4(a)中互互感器器TA1与TA2构成发发电机不完完全全纵差保护护。TA5与TA6构成发—变组不完全全纵差保护，而而TA3与TA4构成变变压器的完全全纵差保护。TA1的变比按条件选择；TA2的变比按Ign／I2n条件选择，因此TA1的变比一定不同于TA2的。对于微机保护，TA1、TA2可取相同变比，由软件调平衡。图4(b)表示示发电电机中性点点侧侧引出4个端子的情情况，TA11和TA5装设在在每相的同同一一分支中。图4(c)表示示每相相8个并联分支支的大型水水轮轮发电机，发发发电机不完完全全纵差保护护每每相接入的的中中性点侧电电流流(TA1)分支支数为2、5、8，发—变组不完全全纵差保护护((TA5)则为为1、4、7。图4发发电机机和发—变组纵联差差动保护的的互互感器配置置本保护不仅反应应相相间短路，还还还能对匝间间短短路和分支支开开焊起保护护作作用，其基基本本原理是利利用用定子各分分支支绕组间的的互互感，使未未装装设互感器器的的分支短路路时时，不完全全纵纵差保护仍仍可可能动作。比率制动特性发发电电机不完全全纵纵差保护的的整整定计算工工作作，除互感感器器变比选择择不不同于完全全纵纵差保护外外，其其余均可按按，但但当TA1与TA2不同型型号时，互互感感器的同型型系系数应取Kcc＝1.0。单元件横差保护护本保护反应匝间间短短路和分支支开开焊以及机机内内绕组相间间短短路。aa)传统单元元件横差保保护护图4(a)和图图4((b)中，接接于发电机机中中性点连线线的的互感器TAA0用于单元元件横差保保护护。TA0的变比比选择，传传统统的做法按按下下式计算na≈0.255Ign／／I2n(10)式中：Ign————发电机额定定电流；I2n——互感感器TTA0的二次次额定电流流。动作电流Iopp按按外部短路路不不误动的条条件件整定。当当横横差保护的的三三次谐波滤滤过过比大于或或等等于15时，其动动作电流为Iop＝(0..200～0.30))Ign／na(11)在励磁回路一点点接接地保护动动作作后，发电电机机可继续运运行行，为防止止励励磁回路发发生生瞬时性第第二二点接地故故障障时横差保保护护误动，应应切切换为带0..5～1.0s延时时动作于停停机机。bb)高灵敏单单元件横差差保保护图4中的TA00(包括括TA01和TA02))均为环氧树树脂浇注的的单单匝母线式式互互感器(LMZ型)，应满足动动、热稳定定的的要求。高灵敏单元件横横差差保护用的的互互感器变比比nna，根据发电电机满载运运行行时中性点点连连线的最大大不不平衡电流流，可可选为6000／I2n、400／I2n、200／I2n、100／I2n。初步设设计时，宜宜选选前三组na。为了减小动作电电流流和防止外外部部短路时误误动动，在额定定频频率工况下下，该该保护的三三次次谐波滤过过比比K3应大于80。高灵敏单元件横横差差保护动作作电电流设计值值可可初选为0..05Ign／na。作为该保护动作作电电流的运行行值值应如下整整定定：1)在发电机作作常常规短路试试验验时，实测测中中性点连线线电电流的基波波和和三次谐波波分分量大小(Iunb.11和Iunb.33)，此即单元元件横差保保护护的不平衡衡电电流一次值值，如如图5的OC和OA(近似线性)。图5单单元件件横差保护护的的不平衡电电流流(Iunb)测试和线性性外推2)将直线OCC和和OA线性外推推到(发电机机端端三相短路路电电流)，得直线OCCD和OAB，确定定最大不平平衡衡电流I和I。3)计算和整定定动动作电流运运行行值(122))式中：Krell———可靠系数，取取取1.3～1.5；Kap——非周周分量量系数，取取11.5～2.０；K3——三次谐谐波滤过比，K3≥80。44)如不装励励磁回路两两点点接地保护护，则则高灵敏单单元元件横差保保护护兼顾励磁磁回回路两点接接地地故障的保保护护，瞬时动动作作于停机。55)如该保护护中有防外外部部短路时误误动动的技术措措施施，动作电电流流Iop只需按发发电机额定定负负荷时横差差保保护的不平平衡衡电流整定定。多分支分布中性性点点水轮发电电机机的综合差差动动保护本保护反应发电电机机相间、匝匝间间短路和分分支支开焊故障障。如图6所示，该该发发电机每相相66并联分支装装设3套差动保护护，即：——不完全纵差差保护11(2、4、6分支的TA11与TA2)；——裂相横差保保护2((1、3、5分支的TA11与2、4、6分支的TA11)；——高灵敏单元元件横差差保护3(TTA0)。保护1和3已经经阐阐明，这里里只只讨论裂相相横横差保护2。(a)每相6并并联分分支装3套差动保护护；(b)裂相横差差保护原理理图图图6多多分支支分布中性性点点水轮发电电机机综合差动动保保护二次接接线线图裂相横差保护就就是是将一台每每相相并联分支支数数为偶数的的发发电机定子子绕绕组一分为为二二，各配以以电电流互感器器TTA1，其变变比为，a为每相并联联分支数。该保护采用比率率制制动特性，其其其整定计算算与与比率制动动式式纵差保护护相相似，但最最小小动作电流流IIop.0和最最大制动系系数数Kres.mmax均较大大。Iop.0由负负荷工工况下最大大不不平衡电流流决决定，它由由两两部分组成成，即即两组互感感器器在负荷工工况况下的比误误差差所造成的的不不平衡电流流iiunb.11；由于定子子与转子间间气气隙不同，使使使各分支定定子子绕组电流流也也不相同，产产产生的第二二种种不平衡电电流流iunb.22。因此，裂裂相横差保保护护的Iop.0比纵纵差保护的的大大。((13)Ires.0≤≤(00.8～1.0)Ign／na(14)Kres.maax＝＝0.5～0.6(1155)裂相横差保护也也可可应用于每每相相并联分支支数数为奇数的的发发电机，此此时时两个互感感器器的变比将将不不同，或者者仍仍用相同变变比比na＝Ign／I2n，增设中中间互感器器；；微机保护护可可用软件调调平平衡。纵向零序过电压压保保护发电机定子绕组组同同分支匝间间、同同相不同分分支支间或不同同相相间短路时时，会会出现纵向向((机端对中性性点)零序电压，该该该电压由专专用用电压互感感器器(互感器一次次中性点与与发发电机中性性点点相连，不不接接地)的开口三三角绕组取取得得。a)零序过电压压保保护的动作作电电压U0.op设计计值可初选选为为U0.opp＝＝2～3(V)b)为防止外部部短短路时误动动作作，可增设设负负序方向继继电电器，后者者具具有动合触触点点，当发电电机机内部短路路时时，触点闭闭合合。cc)三次谐波波电压滤过过比比应大于800。dd)该保护应应有电压互互感感器断线闭闭锁锁元件。转子回路二次谐谐波波电流保护护发电机定子绕组组内内部短路时时产产生的负序序电电流，可以以用用装设在转转子子回路中的的电电抗变压器器以以二次谐波波电电压的形式式来来反应。该保护的二次谐谐波波动作电压压UUop，应按下下述原则整整定定：在发电电机机长期允许许的的负序电流流下下，实测转转子子回路中的的电电抗变换器器输输出二次谐谐波波电压，则(166))实测是在做发电电机机常规短路路试试验时，在在很很低的励磁磁电电压下，作作机机端两相稳稳态态短路试验验，使使定子负序序电电流等于，对对应测得转转子子回路中电电抗抗变换器的的。由由于励磁电电压压变化范围围大大，为空载载额额定励磁电电压压的6～8倍，可靠系系数Krel应取较较大值，一一般般为1.5～2.0。发电机外部短路路时时，转子电电流流中也有二二次次谐波，因因此此必须增设设机机端的负序序方方向元件作作闭闭锁。负序功率方向元元件件采用动合合触触点。当发发电电机内部短短路路时，负序序功功率由发电电机机流入系统统，方方向元件动动合合触点闭合合。为为防止外部部短短路暂态过过程程中此保护护瞬瞬时误动，保保保护应增设设00.1～0.2s延时时。故障分量负序方方向向保护利用故障分量负负序序电压和电电流流(和)，构成故障障分量负序序方方向保护，其其其动作判据据为为(177))式中：——的共共轭轭相量；sen.2———负负序方向灵灵敏敏角，一般般取取75°。故障分量负序方方向向继电器是是一一种方向元元件件，其阈值值pp2很小，具具体数值由由继继电器制造造厂厂家供给，一一一般不作整整定定计算。故障分量负序方方向向保护无需需装装设TV或TA的断线闭闭锁元件，但但但TV断线应发发信号，保保护护较简单；；但但当发电机机未未并网前，因因因ΔI2＝0，保护失效效，为此还还应应增设各种种辅辅助判据，其其其原理和定定值值整定随各各制制造厂家而而异异，详见厂厂家家技术说明明书书。4.2发发电电机相间短短路路后备保护护大机组所在电厂厂的的220kVV及以上电压压等级的出出线线，要求配配置置双套快速速主主保护，并并有有比较完善善的的近后备保保护护，不再强强调调要求发—变组提供远远后备保护护。大大型发—变组本身已已配备双重重或或更多的主主保保护(例如，发电电机纵差、变变变压器纵差差、发—变组纵差、高高灵敏单元件件横差等)。尽管如此此，大机组装装设简化的后后备保护仍是是必要的。对于中小型机组组，不不装设双重重主主保护，应应配配置常规后后备备保护，并并使使其对所连连接接高压母线线和和相邻线路路的的相间短路路故故障具有必必要要的灵敏度度。定时限复合过电电流流保护该保护由负序过过电电流元件及及低低电压启动动的的单相过电电流流元件组成成。a)负序过电流流元元件的动作作电电流Iop.2按防防止负序电电流流导致转子子过过热损坏的的条条件整定，一一一般按下式式整整定((118)式中：Ign————发电机额定定电流；na——电流互互感器变比。间接冷却式汽轮轮发发电机用0..5Ign；水轮发发电机用0..6Ign。其他发电机可用用，A值由电机制制造厂给定定。灵敏系数按主变变压压器高压侧侧两两相短路的的条条件校验(199))式中：——主变变压压器高压侧侧母母线金属性性两两相短路时时，流流过保护的的最最小负序电电流流。要求灵敏系数KKssen≥1.5。b)单相过电流流元元件的动作作电电流Iop.1按发发电机额定定负负荷下可靠靠返返回的条件件整整定(20))式中：Krell———可靠系数，取取取1.3～1.5；Kr——返回系系数，取0..85～0.95。灵敏系数按主变变压压器高压侧侧母母线两相短短路路的条件校校验验(211))式中：——主变变压压器高压侧侧母母线金属性性两两相短路时时，流流过保护的的最最小短路电电流流。要求灵敏系数KKssen≥1.2。cc)低电压元元件接线电电压压，动作电电压压Uop可按下式式整定。对于汽轮发电机机((222)式中：Ugn————发电机额定定电压；nv——电压互互感器变比。对于水轮发电机机((23)灵敏系数按主变变压压器高压侧侧母母线三相短短路路的条件校校验验(2244)式中：——主变变高高压侧母线线金金属性三相相短短路时的最最大大短路电流流；；Xt——主变变压器电抗，取取Xt＝Zt。要求灵敏系数KKssen≥1.2。低电压元件的灵灵敏敏系数不满满足足要求时，可可可在主变压压器器高压侧增增设设低电压元元件件。dd)时间元件件。复合过过电电流保护的的动动作时限，按按按大于升压压变变压器后备备保保护的动作作时时限整定，动动动作于解列列或或停机。当当整整定时限与与保保证发电机机安安全所允许许时时限（例如如，转转子负序过过负负荷允许时时限限)有予盾且没没有负序电电流流反时限保保护护时，应以以发发电机安全全的的允许时限限为为准。定时限复合电压压启启动的过电电流流保护保护装置由负序序电电压及线电电压压启动的过过电电流元件组组成成。单相电流元件的的动动作电流，低低低电压元件件的的动作电压压的的整定及灵灵敏敏系数校验验与与相同。负序过电压元件件的的动作电压压按按躲过正常常运运行时的不不平平衡电压整整定定，一般取取(2255)灵敏系数按主变变压压器高压侧侧母母线两相短短路路的条件校校验验(266))式中：U2.mmiin——主变高压侧侧母线二相相短短路时，保保护护安装处的的最最小负序电电压压。要求灵敏系数KKssen≥1.5。保护动作时间同同。当以上保护不满满足足要求时，采采采用低阻抗抗保保护。低阻抗保护见。4.3定定子子绕组单相相接接地保护我国发电机中性性点点接地方式式主主要有以下下三三种：——不接地(含含经单相相电压互感感器器接地)；——经消弧线圈圈(欠补补偿)接地；——经配电变压压器高阻阻接地。在发电机单相接接地地故障时，不不不同的中性性点点接地方式式，将将有不同的的接接地电流和和动动态过电压压以以及不同的的保保护出口方方式式。发电机单相接地地电电流允许值值见见附录A。当机端单相金属属性性接地电容容电电流IC小于允许值值时，发电电机机中性点应应不不接地，单单相相接地保护护带带时限动作作于于信号；若若IIC大于允许值值，宜以消消弧弧线圈(欠补偿)接地，补偿偿后的残余余电电流(容性)小于允许值值时，保护护仍仍带时限动动作作于信号；；但但当消弧线线圈圈退出运行行或或由于其他他原原因使残余余电电流大于允允许许值时，保保护护应切换为为动动作于停机机。发电机中性点经经配配电变压器器高高阻接地时时，接接地故障电电流流大于IC，一般情况况下均将大大于于允许值，所所所以单相接接地地保护应带带时时限动作于于停停机，其时时限限应与系统统接接地保护相相配配合。基波零序过电压压保保护该保护的动作电电压压Uop应按躲过过正常运行行时时中性点单单相相电压互感感器器或机端三三相相电压互感感器器开口三角角绕绕组的最大大不不平衡电压压UUunb.mmax整定，即即Uop＝KreelUUunb.mmax(27))式中：Krell———可靠系数，取取取1.2～1.3。Uunb.maax为为实测不平平衡衡电压，其其中中含有大量量三三次谐波。为为为了减小Uop，可以增增设三次谐谐波波阻波环节节，使使Uunb.mmax主要是是很小的基基波波零序电压压，大大大提高灵灵敏敏度，此时时UUop≥5V，保护死死区≥5%。应校核系统高压压侧侧接地短路路时时，通过升升压压变压器高高低低压绕组间间的的每相耦合合电电容CM传递到发电电机侧的零零序序电压Ug0大小，传传递电压计计算算用近似简简化化电路，见见图图7。图7传传递电电压计算用用近近似简化电电路路图7中，E0为为系统侧侧接地短路路时时产生的基基波波零序电动动势势，由系统统实实际情况确确定定，一般可可取取，UHn为系统额额定线电压压。CgΣ为发电机及及机端外接元元件每相对地地总电容。CCM为主变压器器高低压绕组组间的每相耦耦合电容，见见附录J。Zn为3倍发电机中中性点对地基基波阻抗。Ug0可能引起起基波波零序过电电压压保护误动动作作。因此，应应应从动作电电压压整定值及及延延时两方面面与与系统接地地保保护配合。三次谐波电压单单相相接地保护护对于100MWW及及以上的发发电电机，应装装设设无动作死死区区(100%动作作区)单相接地保保护。一种种保保护方案是是基基波零序过过电电压保护与与三三次谐波电电压压保护共同同组组成100%%单相接地保保护。电压互感器变比比为为：机端TV中性点TV如发电机中性点点经经消弧线圈圈或或配电变压压器器接地，保保护护装置应具具有有调平衡功功能能，否则应应增增设中间电电压压互感器。设机端和中性点点三三次谐波电电压压各为和，三次谐波波电压单相相接接地保护可可采采用以下两两种种原理：a)(28))实测发电机正常常运运行时的最最大大三次谐波波电电压比值设设为为a0，则取阈值值a＝(1.05～1.15))a0。根据发电电机定子绕绕组组对地电容容和和中性点对对地地三次谐波波阻阻抗的大小小，见见图8，可计算a0。a0可能小于或或大于1.00。b)(29)式中分子为动作作量量，调整系系数数，使发电机机正常运行行时时动作量最最小小。然后调调整整系数β，使制动量量在正常运行行时恒大于于动动作量，一一般般取β≈0.2～0.3。动作判据1)的的保保护装置简简单单，但灵敏敏度度较低。动动作作判据2)较复杂，但但灵敏度高高。定子绕组单相接接地地保护中的的三三次谐波部部分分只动作于于信信号。E3—发电机三三次谐波相相电动势；；EEH3—系统高压侧侧三次谐波波相相电动势；；Zn—发电机中中性点对地地三次谐波波感感抗或电阻阻的的三倍；C1—发电机每相相对地电容容之之半；C2—机端外接接元件每相相对地总电电容容；CM—主变压器高高低压绕组组间间每相耦合合电电容图8发发电机机三次谐波波电电压分析计计算算用等值电电路路中性点经配电变变压压器高阻接接地地的定子绕绕组组单相接地地保保护接于配电变压器器((变比nt)二次侧的电电阻RN，应按机端端单相接地地时时由RN产生的电阻阻电流大于于电电容电流选选定定，即(3300)式中：CgΣ————发电机及机机端外接元元件件每相对地地总总电容。aa)基波零序序过电压保保护护。与相同同，但但此保护用用在在中性点经经配配电变压器器高高阻接地的的发发电机上，灵灵灵敏度较低低。bb)三次谐波波电压单相相接接地保护。与与与相同。c)95%定子子绕绕组单相接接地地基波零序序过过电流保护护。该该保护装设设在在发电机中中性性点接地连连线线的电流互互感感器上，保保护护应具有三三次次谐波阻波波部部件，其动动作作电流为(3311)式中：Ker————电流互感器器比误差系系数数，取为3%%；ΔU%——机端端电压变化百百分分值，取为为110%；——机端单相金金属性接接地电流；；na——电流互互感器变比；；；I2n——电流流互感感器二次额额定定电流；ΔIer——保保护继电电器误差，取取取为5%。保护经0.5ss延延时动作于于停停机。外加交流电源式式1100%定子子绕组单相相接接地保护国内应用的外加加交交流电源式式定定子绕组单单相相接地保护护有有两种，其其一一为外加200Hz电源，另另一为外加加112.5HHzz电源。外加电源方式的的定定子绕组单单相相接地保护护，在在启、停机机过过程中仍有有保保护作用，但但但必须增设设低低频电源，且且且对其要求求有有很高的可可靠靠性。4.4励励磁磁回路接地地保保护汽轮发电机通用用技技术条件规规定定：对于空空冷冷及氢冷的的汽汽轮发电机机，励励磁绕组的的冷冷态绝缘电电阻阻不小于1MMΩ，直接水冷冷却的励磁磁绕绕组，其冷冷态态绝缘电阻阻不不小于2kΩ。水轮发电电机通用技技术术条件规定定：：绕组的绝绝缘缘电阻在任任何何情况下都都不不应低于0..5MΩ。励磁绕组及其相相连连的直流回回路路，当它发发生生一点绝缘缘损损坏时(一点接地故故障)并不产生严严重后果；；但但是若继发发第第二点接地地故故障，则部部分分转子绕组组被被短路，可可能能烧伤转子子本本体，振动动加加剧，甚至至可可能发生轴轴系系和汽轮机磁磁化，使机机组组修复困难难、延延长停机时时间间。为了大大型型发电机组组的的安全运行行，无无论水轮发发电电机或汽轮轮发发电机，在在励励磁回路一一点点接地保护护动动作发出信信号号后，应立立即即转移负荷荷，实实现平稳停停机机检修。对对装装有两点接接地地保护的汽汽轮轮发电机组组，在在一点接地地故故障后继续续运运行时，应应投投入两点接接地地保护，后后者者带时限动动作作于停机。叠加直流式一点点接接地保护在励磁绕组负端端和和大地之间间经经一电流继继电电器KA叠加直流流电压Uad构成的转转子一点接接地地保护，由由图图9可知正常运运行时流过过继继电器KA的电流为为TVM—中间电压互互感器(32))式中：Uad————叠加直流电电压；Ufd——发电电机励励磁电压；；Ri——继电器器KA的内阻阻；Rins——励励磁绕绕组对地等等效效绝缘电阻阻。发电机强行励磁磁但但励磁绕组组并并不接地时时，流流过继电器器KKA的电流为为(33)式中：Ufd..mmax——发电机强励励时的转子子电电压。对于空冷及氢冷冷汽汽轮发电机机，要要求在励磁磁绕绕组负端经经过过渡电阻Rtr＝20kΩ接地时继电电器KA动作。发电机空载运行行，励励磁绕组负负端端经过渡电电阻阻Rtr接地条件件下，流过过继继电器KA的电流Iop为(344))式中：Ufd00———发电机空载载励磁电压压；；Rtr——接地地点的的过渡电阻阻。按负端经过渡电电阻阻接地时流流过过继电器KAA的电流大于于发电机强强励励而励磁绕绕组组并不接地地时时流过继电电器器KA的电流整整定。Iop≥KrrellIad.maax((35)式中：Krell———可靠系数，取取取1.5。解出表示最小灵灵敏敏度的过渡渡电电阻Rtr为(当Ufd.maax＝2Ufdn,Ufdn为正常常额定励磁磁电电压)((336)式中：Ra＝RRiinsRi／(Rins+Ri)。((37)图9叠叠加直直流电压一一点点接地保护护原原理图测量励磁绕组对对地地导纳的一一点点接地保护护该保护外加工频频交交流电源经经补补偿电感L与隔直电容容C(L、C对50Hz串联联谐振)接于励磁绕绕组的正负负极极。励磁绕绕组组正常对地地((大轴)的绝缘电阻阻为Rins(或电导gins)和对地电容容为Ce。重要的是由由外加电源源aa、b两端向励磁磁绕组看进进去去的等值电电路路(图10)中除Rins和Ce外，只有纯纯阻Rb，不应有与与Rb串联的感抗抗或容抗(Ce除外)。由a、b两点看看到的输入对对对地导纳轨轨迹迹如图11所示，图图中实线圆圆族族为以gins为常量量、Ce为变量的等等电导圆，虚虚虚线圆族为为以以Ce为常量、gins为变量量的等电纳纳圆圆。图10测量量对地导纳纳式式一点接地地保保护的等值值电电路图11中，横坐坐标右右侧端点表表示示励磁绕组组发发生金属性性接接地故障(Rins＝0，gins＝∞)，输入端对对地导纳为为ggb＝1／Rb。理想的测量对地地导导纳式一点点接接地保护的的动动作特性应应只只与整定的的RRins值有关关，而与Ce大小无关。因因因此保护整整定定的动作特特性性(以Rins＝2kΩ为例)如图11中的阴影影整圆，它它与与等电导圆圆((Rins＝2kΩ)完全重合，表表表明该保护护的的动作特性性与与Ce无关，只要要Rins≤2kΩ，保护就动动作。图11等电电导圆和整整定定圆继电器的动作判判据据如图12所示，为为｜Y－gm｜≤≤｜gN－gm｜(3388)式中：Y——继继电电器测得的的励励磁绕组对对地地导纳；gm——继电器器整定圆圆心心心；gn－gm———继电器整定定圆半径径。图12测量量对地导纳纳继继电器的整整定定圆当已确定要求继继电电器在转子子绕绕组对地绝绝缘缘电阻下降降到到Rins(相应有gins＝1／Rins)时动作，且且已知Rb值(制造厂家供供给，相应应有有参考电导导ggb＝1／Rb)，则需要整整定计算的的对对地导纳整整定定圆圆心为为ggm(位于g轴上)((339)整定圆半径为ggnn－gm，由图12知，gn＝gb，所以半径径为(400))由图11可清楚楚见见到，Rins的整定定值不能取取得得太大(例如大于100kΩ)，因为当Rins从8kΩ变到无穷大大时，等电电导导圆十分密密集集，极易产产生生定值变异异。一一般Rins的整定定值宜取5kkΩ左右，这是是这种保护护的的原理所决决定定的。在实际工作中应应注注意以下几几点点：aa)励磁回路路发生金属属性性一点接地地故故障时，Rins＝0,gins＝∞，测量对地地导纳Y位于整定圆圆的边界上上，处处于动作边边缘缘。在发生生金金属性接地地时时，检验保保护护不应拒动动。bb)电刷与大大轴间的接接触触电阻，严严重重影响保护护的的动作定值值，为为此必须加加大大电刷的压压力力，减小其其接接触电阻值值。切换采样式一点点接接地保护图13接地地保护装置置的的阻容网络络该保护要在转子子绕绕组两端外外接接阻容网络络，电电子开关S11～S3轮流接通通和断开，如如如图13，对电流流I1～I3采样。((41)((442)(433))式中：K1、KK22——选定的常数数；故障点点将将Ufd分为U1和U2。保护的动作判据据为为I1+I3≥II2((444)保护动作时的的过渡渡电阻Rtr为((45)Rtr即为为保保护的灵敏敏度度，其定值值取取决于正常常运运行时转子子回回路的绝缘缘水水平。(46)要求在一定的RRttr时动作，就就有相应的的KK2值，所以改改变K2可以改变转转子一点接接地地保护整定定值值Rset，通常常取Rset＝10kΩ以上。当Rtr＜Rset时，保保护动作。切换采样式转子子一一点接地保保护护的另一种种形形式为乒乓乓式式转子一点点接接地保护。原原原理图如图图114。图14乒乓乓式转子一一点点接地保护护励磁绕组中任一一点点E经过渡电阻阻Rtr(即对地绝缘缘电阻)接地，励磁磁电压Ufd由E点分为U1和U2。S1闭合，S22打打开时(此时设Ufd＝Ufd1)(47)式中：R0———保保护的固定定电电阻；Rtr——励磁磁回路路对地绝缘缘电电阻。S2闭合，S11打打开时(此时有Ufd＝Ufd2)(48)电导为(4499)((50)因S1、S2切切换前前后接地点点EE为同一点，故故故K1+K2＝1。保护的动作判据据为为Gset≤G11+GG2或Rset≥Rtr+R0(51)整定范围RRsett≥0～40kΩ。励磁回路两点接接地地保护利用四臂电桥原原理理构成的励励磁磁回路两点点接接地保护，在在在励磁回路路发发生一点接接地地后投入运运行行，并调整整平平衡。当励励磁磁回路发生生第第二点的接接地地故障时，保保保护延时动动作作于停机。保护的动作电流流，按按躲过电桥桥不不能调整得得完完全平衡而而引引起的不平平衡衡电流整定定。应应选用高灵灵敏敏度继电器器，以以便缩小转转子子绕组近距距离离两点接地地时时的死区。动作时限按躲过过瞬瞬时出现的的两两点接地故故障障整定，一一般般为0.5～1.0s。4.5发发电电机过负荷荷保保护定子绕组对称过过负负荷保护对于发电机因过过负负荷或外部部故故障引起的的定定子绕组过过电电流，装设设单单相定子绕绕组组对称过负负荷荷保护，通通常常由定时限限过过负荷及反反时时限过电流流二二部分组成成。aa)定时限过过负荷保护护。动动作电流按按发发电机长期期允允许的负荷荷电电流下能可可靠靠返回的条条件件整定(52)式中：Krell———可靠系数，取取取1.05；Kr——返回系系数，取0..85～0.95，条条件允许应应取取较大值；；na——电流互互感器变比；；；Ign——发电电机额额定电流。保护延时(躲过过后后备保护的的最最大延时)动作于信号号或动作于于自自动减负荷荷。bb)反时限过过电流保护护。反反时限过电电流流保护的动动作作特性，即即过过电流倍数数与与相应的允允许许持续时间间的的关系，由由制制造厂家提提供供的定子绕绕组组允许的过过负负荷能力确确定定。“汽轮发电机通通用技技术条件”规定：发电电机定子绕绕组组承受的短短时时过电流倍倍数数与允许持持续续时间的关关系系为((553)式中：Ktc————定子绕组热热容量常数数，机机组容量Sn≤1200MMVA时，Ktc＝37.5((当有制造厂厂家提供的的参参数时，以以厂厂家参数为为准准)；I*——以定子子额定电流为为为基准的标标么么值；t——允许的的持续时间，s。定子绕组允许过过电电流曲线见见图图15。图15定定子绕绕组允许过过电电流曲线(即反时限过电电流保保护的动作作特特性)设反时限过电流流保保护的跳闸闸特特性与定子子绕绕组允许过过电电流曲线相相同同。按此条条件件进行保护护定定值的整定定计计算。反时限跳闸特性性的的上限电流流IIop.maax按机端三三相金属性性短短路的条件件整整定(54)式中：Ign————发电机额定定电流，A；Ksat——饱饱和系系数，取0..8；——发电机次次暂态电抗抗(非饱和值)，标么值；；na——TA变变比。当短路电流小于于上上限电流时时，保保护按反时时限限动作特性性动动作。反时限动作特性性的的下限电流流IIop.miin按与过负负荷保护配配合合的条件整整定定，由知(55)则Iop.minn＝KKc0Iop＝Kc0Krel(56)式中：Kc0————配合系数，取取取1.05。不考虑在灵敏度度和和动作时限限方方面与其他他相相间短路保保护护的配合。保保保护动作于于解解列或程序序跳跳闸。转子绕组过负荷荷保保护转子绕组的过负负荷荷保护由定定时时限和反时时限限二部分组组成成。aa)定时限过过负荷保护护。动动作电流按按正正常运行的的额额定励磁电电流流下能可靠靠返返回的条件件整整定。当保保护护配置在交交流流侧时，其其动动作时限及及动动作电流的的整整定计算同同44.5.11aa)(额定励励磁磁电流Ifd应变换至至交流侧的的有有效值I～，对于采用用桥式不可可控控整流装置置的的情况，I～＝0.8166Ifd)。保护带时限动作作于于信号，有有条条件的动作作于于降低励磁磁电电流或切换换励励磁。b)反时限过电电流流保护。反反时时限过电流流倍倍数与相应应允允许持续时时间间的关系曲曲线线，由制造造厂厂家提供的的转转子绕组允允许许的过热条条件件决定。整整定定计算时，设设设反时限保保护护的动作特特性性与转子绕绕组组允许的过过热热特性相同同，见见图16所示，其其表达式为为式中：C——转转子子绕组过热热常常数；Ifd*——强强行励励磁倍数。图16转转子绕绕组反时限限过过电流保护护跳跳闸特性最大动作时间对对应应的最小动动作作电流，按按与与定时限过过负负荷保护相相同同的条件整整定定。(即过负荷保保护动作于于信信号的同时时，启启动反时限限过过电流保护护))。反时限动作特性性的的上限动作作电电流与强励励顶顶值倍数匹匹配配。如果强强励励倍数为2倍，则在2倍额定励磁磁电流下的的持持续时间达达到到允许的持持续续时间时，保保保护动作于于跳跳闸。当小小于于强励顶值值而而大于过负负荷荷允许的电电流流时，保护护按按反时限特特性性动作。对于无刷励磁系系统统，在整定定计计算时，应应根根据发电机机的的励磁电压压与与励磁机励励磁磁电流的关关系系曲线，将将发发电机的额额定定励磁电压压及及强励顶值值电电压分别折折算算到励磁机机的的励磁电流流侧侧，再进行行相相应的计算算。保护动作于解列列灭灭磁。转子表层负序过过负负荷保护针对发电机的不不对对称过负荷荷、非非全相运行行以以及外部不不对对称故障引引起起的负序过过电电流，其保保护护通常由定定时时限过负荷荷和和反时限过过电电流二部分分组组成。a)负序定时限限过过负荷保护护。保保护的动作作电电流按发电电机机长期允许许的的负序电流流II2∞下能可靠返返回的条件件整整定(57)式中：Krell———可靠系数，取取取1.2；Kr——返回系系数，取0..85～0.95，条条件允许应应取取较大值；；I2∞——发电电机长期允许许负负序电流的的标标么值。保护延时动作于于信信号。bb)负序反时时限过电流流保保护。负序序反反时限过电电流流保护的动动作作特性，由由制制造厂家提提供供的转子表表层层允许的负负序序过负荷能能力力确定。GGB706644—86《汽轮发发电机通用用技技术条件》规规规定的不同同容容量机组的的转转子负序过过热热允许值见见附附录D。发电机短时承受受负负序过电流流倍倍数与允许许持持续时间的的关关系为(58))式中：I2*————发电机负序序电流标么么值值；I2∞——发电电机长期允许许负负序电流标标么么值；A——转子表层层承受负序序电流能力力的的常数(，附录D表D-1)。发电机允许的负负序序电流特性性曲曲线见图177。图17发电电机允许的的负负序电流特特性性(即保护的动动作特性)整定计算时，设设负负序反时限限过过电流保护护的的动作特性性与与发电机允允许许的负序电电流流特性相同同。反时限保护动作作特特性的上限限电电流，按主主变变压器高压压侧侧二相短路路的的条件计算算(59)式中：,X2————发电机的次次暂态电抗抗((不饱和值)及负序电抗抗标么值;Ksat——饱饱和系系数，取0..8；Xt——主变压压器电抗，取取取Xt≈Zt，标么值。当负序电流小于于上上限电流时时，按按反时限特特性性动作。反时限动作特性性的的下限电流流，通通常由保护护所所能提供的的最最大延时决决定定，一般最最大大延时为10000s，据据此决定保保护护下限动作作电电流的起始始值值(600))如果保护上下限限动动作电流倍倍数数不能满足足要要求，应根根据据实际情况况予予以协调，一一一般是在满满足足一定电流流倍倍数的前提提下下，保留较较小小电流下的的反反时限特性性。在灵敏度和动作作时时限方面不不必必与相邻元元件件或线路的的相相间短路保保护护配合；保保护护动作于解解列列或程序跳跳闸闸。4.6发发电电机低励失失磁磁保护发电机低励失磁磁保保护的动作作主主判据可分分为为：a)系统侧主判判据据——高压母线三三相同时低低电电压继电器器。本本判据主要要用用于防止由由发发电机低励励失失磁故障引引发发无功储备备不不足的系统统电电压崩溃，造造造成大面积积停停电，其动动作作判据为Uop.3phh＝((0.85～0.90))Uh.minn(61))式中：Uop..33ph——三相同时低低电压继电电器器动作电压压((此值应经调调度部门确确定定)；Uh.min———高高压系统最最低低正常运行行电电压。经辅助判据“与与门门”输出，短延延时动作于于发发电机解列列。bb)发电机侧侧主判据：：11)异步边界界阻抗继电电器器；22)静稳极限限阻抗继电电器器；33)静稳极限限励磁低电电压压继电器。低励失磁保护的的辅辅助判据有有：：11)负序电压压元件；22)励磁低电电压元件；；33)延时元件件。异步边界阻抗继继电电器失磁发电机的机机端端阻抗最终终轨轨迹一定进进入入图18的圆1中，圆1称为异步边边界阻抗圆圆，其其整定为(62))((663)式中：、Xd————发电机暂态态电抗和同同步步电抗标么么值值(取不饱和和值)；Ugn、Sgnn———发电机额定定电压和额额定定视在功率率；；na、nv———电流互感器器和电压压互感器变变比比。异步边界阻抗圆圆动动作判据主主要要用于与系系统统联系紧密密的的发电机失失磁磁故障检测测，它它能反应失失磁磁发电机机机端端的最终阻阻抗抗，但动作作可可能较晚。静稳极限阻抗继继电电器aa)汽轮发电电机。如图图118中的圆2，其整定值值为(6644)式中：Xconn———发电机与系系统间的联联系系电抗(包括升压变变压器阻抗抗))标么值(以发电机额额定值为基基值值)，参见附录录F。其他符号同上。Xb由式(633)决定定。鉴于阻抗圆2在在第第Ⅰ、Ⅱ象限的动作作区易发生生非非失磁故障障条条件下的误误动动，为此在在图图18中，作OXb直线的中垂垂线，在中中垂垂线上取对对称称于X轴的两点O1和O2，以O1和O2为圆心，作作圆弧(虚线苹果圆圆3)使之与静静稳极限阻阻抗抗圆2在第Ⅲ、Ⅳ象限尽量接接近，苹果果圆圆3就是准静稳稳极限阻抗抗圆圆，它是在在整整定静稳极极限限阻抗圆的的基基准上，方方便便地作出的的准准静稳极限限阻阻抗特性。由由由于电抗Xc是随运行方方式而变的的，Xc的变化严重重影响圆2和苹果圆3的大小。作作为失磁保护护整定计算，由由系统调度部部门给定Xcon值即可可作出静稳极极限圆和准静静稳极限苹果果圆。Xcon可取最最经常运行方方式下的数值值。图18阻抗抗动作特性性1—异步边界圆圆；2——汽轮发电机机静稳边界界圆圆；3—准静稳极限限阻抗特性性图图bb)水轮发电电机(包括大型汽汽轮发电机机))。水轮发电电机(包括大型汽汽轮发电机机))的Xd≠Xq，在低励失失磁故障时时，其其静稳极限限的的机端阻抗抗轨轨迹不是图图118中的圆2，而是图211中的滴状曲曲线(实线)。具体作图图求解该静静稳稳极限滴状状阻阻抗曲线方方法法如图19和图20所示。11)首先作出出在无穷大大母母线(Us≡恒定)处观察到的的静稳极限限导导纳Ys的轨迹NH5H4H3H2H1。已知发电电机参数Xd、Xq，联系电抗抗为Xcon，并令令XdΣ＝Xd+Xcon，XqΣ＝Xq+Xcon。由1/XqΣ和1/XdΣ分别决定n点和A点，作AC⊥OsN，并以NA为直径作作半圆。自自NN点作诸直线线NC1、NC2、NC3……，交半圆于于D1、D2、D3……，交直线ACC于C1、C2、C3……，截取H1C1＝ND1、H2C2＝ND2、H3C3＝ND3……，由此得H1、H2、H3……，连H1H2H3……得一曲线，则则则自原点Os(无穷大母线线处)到曲线上任任一点H的直线就是是发电机低低励励失磁故障障时时，由无穷穷大大母线处看看到到的导纳Ys(图20)。22)用反演作作图法求Zs＝1/Ys，Zs为由无穷大大母线处看看到到的静稳极极限限阻抗轨迹迹。具具体作法如如图图20所示。以Os为圆心，OsA为为半径作单单位位圆AGD。任取取Ys轨迹上一点点H，连直线交单单位圆于M点。作直线线，使∠GOsB＝∠MOsG,交单位于于B点。连HB直线，并并作∥,与交于K点，则＝Zs＝1/Ys，即就是从无无穷大母线线处处看到的静静稳稳极限阻抗抗ZZs。沿Ys轨迹取不不同的H点点，用上述述反反演作图法法，求求得不同的的KK点；连接这这些K点就获得静静稳极限阻阻抗抗Zs的轨迹(即滴状曲线线的右半侧侧))。3)平移横坐标标OOsr到Or′，＝Xcon，则自自原点O到滴状曲线线(虚线)的直线就是发发电机机端端看看到的静稳稳极极限阻抗轨轨迹迹。考虑到到此此曲线过于于复复杂，模拟拟式式继电器难难以以实现，同同时时考虑到第Ⅰ、第Ⅱ象限的动作作区易引起起保保护误动，为为为此将滴状状曲曲线近似改改为为苹果圆阻阻抗抗动作特性性，具具体作法如如图图21。图21求求作XXd≠Xq时的准静稳稳极限阻抗抗苹苹果圆(虚线)取－(Xd+XXqq)/2定T点，作的垂直直平分线；试试选对称于于XX轴的两点O1和O2，以O1和O2为圆心，r1和r2(r1＝r2)为半径作圆圆弧，O1、O2和r1(＝r2）的选择应应使圆弧尽尽量量在第Ⅲ、Ⅳ象限接近滴滴状曲线。静稳极限励磁低低电电压继电器器((变励磁电压压判据)与系统并联运行行的的发电机，对对对应某一有有功功功率P，将有为维维持静态稳稳定定极限所必必需需的励磁电电压压Ufd。也就是是说，按照照静静稳极限条条件件(例如汽轮发发电机的功功角角δ＝90°)，输送一定定的有功功功率率P，应有相应应的励磁电电压压Ufd。P值不同，静静稳极限条条件件下的Ufd也不同，如如图22和图23。图22汽汽轮发发电机Ufd—P动作特性(a)励磁电压压动作作值与功率率关关系曲线；；((b)低励磁失失磁保护检检测测元件的关关系系曲线图23XXd≠≠Xq发电机的Ufd.op—P关系曲线a)汽轮发电机机。由由可知，当静静稳极限时时δδ＝90°，有P＝E0Us//XdΣ当以发电机空载载额额定电压时时的的励磁电压压UUfdo(V)为基值时时，标么值值EE0＝Ufd，故有标标么值关系系式式Ufd＝E0＝＝PXXdΣ/Us＝PXDσ(Us＝1.0))Ufd以有名值值表示示时有Ufd(V)＝＝PXXdΣUfdo(V)式中：XdΣ＝＝XXd+Xcon和P均为标么值值。若P为有名值，则则有式中：Sgn为为有有名值，MVVA；P为有名值，MMMW；XdΣ仍为标么值值。低励失磁保护的的变变励磁电压压动动作判据可可写写为Ufd.op((V))＝KP≥Ufd((65)式中：K＝XddΣΣUfdo/Sgn。在实际保护装置置中中，P和Ufd均经变换换器得U1和U2，即U1＝K11PP，U2＝K2Ufd式中：K1、KK22分别为变换换器的比例例系系数。设继电器动作条条件件为U1≥U22即Ufd≤P调整K1、K22，使使K1/K2＝K，即满足动动作判据式式((65)。该动动作特性如如图图22，为过原原点的直线线，其其倾角α的整定值为为α＝arctggK＝aarctgXdΣUfdo/Sgn((66)式中：XdΣ＝＝XXd+Xcon为标么么值；Ufdo——发发电机机空载励磁磁电电压，V；Sgn——发电电机额额定视在功功率率，MVA。b)水轮发电机机((包括Xd≠Xq的大型汽轮轮发电机)。由于Xd≠Xq，发电机输输出的有功功功功率P为由上式导出dpp//dδ＝0的静稳极限限关系式比比较较复杂，对对应应不同的静静稳稳极限功角角δδsb，有相应应一定P值的励磁电电压动作值值UUfd.op，见图23((a)，它是是一条曲线线。作为低励失磁保保护护的检测元元件件(Ufd.op－P)见图23(bb)，已将实实际的曲线线近近似取作直直线线，横坐标标OOH为凸极反反应功率的的最最大值Pfm(67)保护动作判据为为11)当0≤P≤Pfm时，Ufd.opp＝0＞Ufd；22)当P＞Pfm时，Ufd.opp＝(P－Pfm)tgα≥Ufd式中：(68))其中XdΣ＝XXdd+Xcon为标么么值，δsb为静稳极极限角。对于Xd≠Xqq发发电机的静静稳稳极限功角角