发电机差动保护原理

PAGEPAGE10/125.1 发电机比率制动式差动保护比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护.5。1．1保护原理51Iop

Ｉ++

(

ｒes.0时）Iop

op

（Ｉeｓ

–I ） （ｒｅ．０

I )ｒ ．０

为差动电流，Ｉｏｐ

为差动最小动作电流整定值，Ｉ

ｒes为制动电流，Ｉ

eｓ。

为最小制动电流整定值，Ｓ为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5。1.１。差动电流：

I op T N制动电流

I IIT2N式中：，N分别为机端、中性点电流互感器（）二次侧的电流 A的极性见图 5。1．１.图 ．1图(根据工程需要,也可将 TA极性端均定义为靠近发电机侧)5。1。1.2ＴA断线判别当任一相差动电流大于 0。15倍的额定电流时启动ＴA断线判别程序，满足下列条件认为ＴA断线：本侧三相电流中至少一相电流为零;本侧三相电流中至少一相电流不变;最大相电流小于 1．２倍的额定电流。５。2发电机匝间保护发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种：5。2。1故障分量负序方向(ΔP2)匝间保护该方案不需引入发电机纵向零序电压。

）保护应装在发电机端,不仅可作为发电机内部匝间２短路的主保护,还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。5．２．1.１保护原理当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及支开焊等不对称时，在点出现源.元件的.

和别取自机端Ｔ2 22V则P2为:2P 2

2e2

e

sen.2 ,I 式中 ,I 2 2 sen。2角。一般取6~8（. 滞后2

的角度）。2保护的动作判据可表示为：2R2e

I

2PI' I ej2 2 sen.2实际应用动作判据综合为： 2 u2 2i2 P =Ｕ2

Ｕ’ 〉+2i+2i（ )u、i、Ｐ保护逻辑框图见图5。2。1。2.图５.2.１.1故障分量负序方向保护极性图图 5.２.1．２ 故障分量负序方向保护逻辑框图5。2。2发电机纵向零序过电压及故障分量负序方向型匝间保护本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护,还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。５。2。２．1保护原理发电机定子绕组发生内部短路，三相机端对中性点的电压不再平衡，因为机端电压互感器中性点与发电机中性点直接相连且不接地,所以互感器开口三角0绕组输出纵向3U,保护判据为：0|3U0｜＞Uet式中

ｓet为保护的整定值。ｓ发电机正常运行时，机端不平衡基波零序电压很小，但可能有较大的三次,,保护装置中增设三次谐波阻波功能。为保证匝间保护的动作灵敏度，纵向零序电压的动作值一般整定较小，为防止外部短路时纵向零序不平衡电压增大造成保护误动,须增设故障分量负序方向元件为选,判发电机内部短路还外部短路。故障分量负序方向元件5。2．．2所的，方的2．２。发电机运行时，纵向零序电压元件及故障分量负序方向元件组成2与匝间保护，因Δ=０，则故障分量负序方向元件失2效,仅由纵向零序电压元件经短延时ｔ1匝间保护。不允许纵向零序电压元件单独出,为此以过电流I〉I 闭锁该判据，固定I =０.06In.set sｅｔ&&&&&图 5．2.2 匝间保护方案二逻辑框图 52。3高灵敏零序电流型横差保护,、相短路及定子绕组开焊的主.5．2.3。1原理本检测定子多分支绕组的不同中性点连线(即)３I0,判据：判据1（无制动特性）：Ｉ I ， I 动的整定值,见后op Ｉ Ｉop S(I I

（

时)I Iop

op.0

resI

Iop.0

( 时)式中：Iop，Iｏp.0最小动整定值，制动（取端三相最大值最小制动整定值，S比率制动特性的斜率。1、2均可单独构成，用户可通过控制字进行选择。正常运行时，接于两中性点之的，不平衡主要是基波，在外短路时,不平衡主要是三次谐波成分，降低定值和提度，中还增加有三次谐波阻波功。时动于，子点接时，t动于，t整定5。的5．2．3。&&t&&5（组、、）动比率制动式动是（组、、）的主，相短路、单相接短路及短路;保正确区分涌、过故障。取提定值的式，外时和动动,中的三次谐波基波的比值大于定值时，动提比率制动差动的动值、比率制动和最小制动，进提的可性。-组装置最多可实现６侧动，动特性下：o流电作动nres.0 2n(res)图 。比率差动动作特性图A5.3I I

I ）oｐ o0

res

res.0+ I –

）I

) 5—3-1)oｐp

res

es

e>12In

+ 0

–2 I）(I 2)p n(5—3—2)

res

ｎ es nopIp0,,s0． s ．n,Sn.Iop=|

｜ 3）12=—12=—1

I2/ 2 3—:Iop

1

2

| —3ｎrs1={|rs1

,…２

n|—6）3≤n≤６,

,22

.

据53)低据5)高.53.2,10,51:I op.2

K I2 op.1

5—,C,op2,,p1,37.2:SsuSs—s

5——8):Ｓs 采样点不对称度值Sum对应对称ｍ ｓ —度值K某一固定,任一538.3Ａ饱和TＡ饱和.I >K3* —３ 13K

比例内部３固定不整定,I对应１任一—-比率自改小和比率,证正确、靠5４ A任一05定Ａ,A：一不小1定;一。53任一整定值。5.36一定值信号定值整定。5机比率比率内部,电机比率.5定子接地定,定任一点相接地按求闸信号.5．5.1保护原理基波零序电压保护发电机从机端算起的~９5％的定子绕组单相接地；三次谐波电压保护发电机中性点附近定子绕组的单相接地.5。6转子一点接地保护该保护主要反映转子回路一点接地故障。5。６．1 保护原理ﻩ采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻值和接地位置。5.7转子一点接地加两点接地保护发电机励磁回路一点接地故障，对发电机并未造成危害，但若再相继发生第二点接地故障，则将严重威胁发电机的安全。5.７。1保护原理一点接地保护原理同前所述,但在这里的一点接地电阻定值只有一段,通过延时发信。,:ｓｓ

et

转子两点接地位置变化定值5．8ｔ发电机励磁故障励磁全磁,从发电机，.磁保护。磁保护的主述中的一个ｔ定励磁电压tPt

的磁时保护，全磁严重磁时保护，附加装定值定值的励磁电压,定励磁电压，其方程:U d

fd.set

励磁电压定值，定0。—０。d。eｔ

fd0，一般

fd0。若定励磁电压”单独，还需采取I＜０．0n”的闭锁措施,以防止发电机并网过程解列过程中磁保护误。短等干扰干扰引振荡判不会误.静稳边界阻抗主阻抗扇形圆匹配发电机静稳边界圆,采用 0接线方式. 、ab）特581示,抗轨迹图中ab第 I象限随时进入第Ⅳ象限,达静稳边界附近进入圆.静稳边界阻抗满足后，至少延时 1s~1.5s发磁信号压，延时 1s~1.的原是躲开振荡。扇形R轴的夹角1～５开发电机过电阻的相路，开发电机相。图５．８。１ 静稳边界阻抗判据动作特性需指出，发电机产品说明书中所刊载的 xd

值是铭牌值，用“ｘｄ(铭牌"符号)表示，它是非饱和值，它是发电机制造厂家以机端三相短路但短路电流小于额定电流的情况下试验取得的,误差大,计算定值时应注意。),58.2.图 。。2异步阻抗特性曲线(,“”.为防止误与其辅助门出口。要断对（母影响Ut≤Ut式,Ｕ

．seｔ整定值,一般取0．８０~0.9U

.某些场t.ｓｅｔ tn合,不整定值以,则也改为端即UgUg.setＵ

取（０7５eｔe~0．90)Ugn采用端了证厂用仅了与静稳阻抗判据组成“与”门出口，以防止由于静稳阻抗单独出口时可能发生的误动作，因此选择Usｅt机端过电压判据

有较广泛的灵活性。发电机在突然甩负荷等过电压情况下，会强行减励，使Ｕ 突降，可能引起ｆｄdU （P)判据或定励磁低电压判据误动,故采取机端过电压判据且动作后延时４dｆｓ～6s返回的闭锁措施来防止失磁保护误出口。gU≥（１.1~１．25）Ugｇ ｎ式中，U 为发电机机端额定电压。,,（于）用失磁保护下。，失磁保护中保护压压及动出，中，保护压压及动在的。．9保护,.时，用理，保护可用于的动。1保护理保护系统有的。电压取发电机机端，电取发电机机端或中性。保护，有为：PUa

I cosa

U I cosb

U I cosc c为电压电的，动作判据为：set

Pset

为保护动作定。保护有2延时，延时1１~s）用于发,延时t2（１s～)可用于。5。10合电压动（）过保护合电压动（)过保护作为压或的后..10.１保护理由合电压及过“与”构成。中合电压可由选择“”或“出"，的最灵可由选择为4（）或1３5(1０）。果计算路,和配每每个都立为个保护。5。1１零（过保护零（）,配成时。。理由零过及零“与"构成。中,零可由定“”或“出”,零的指可由定为。1１。2判据ａ． 零过,A0,TA1,:UR[3Ue

3ej110]0

=1°）senI0 TA仍511母线I0 UR[3Ue

3ej70]0

（ =70°）senI0 或母线由I0 取TATA正端在母线侧;取Ｖ,取ＰT开口,通TV切换。TV处理（只适应.TV,由TV512原理本适于地系统（110k～50kV系统)不接地及有能不地而不管是否有放电本不地地于变母线TV开口U.０及511 原理通常53或03s应于地系统不地(或有地有不地)有对地放不地地,能于03~.5s延。由于在,和能交替现了使隙或能够靠,或持一段确靠14负荷（有载调闭锁、通风启）根要配不段数和.1低（记忆低升或较大容量降启值可按,不于带记忆.551“与”构成518。图 5．１５ 低压（记忆）过流保护逻辑框图51５．2判据说明满足下列条时，动作。UUop

Uop为整定值，U为个线中最小的一个.接于互感器二次回路中，可有多段定值，每段和时限均可单独整定当任一满足下列条时，动作。IIop

Iop