电气主保护讲解

电气主操讲课（保护）

问题：

1、什么叫比率差动保护？

2、发电机启停机保护于定子接地保护有何不同？

3、发电机失磁对系统有何危害？

4、发电机失磁对发电机有何危害？

5、发电机转子两点接地有何危害？

6、系统振荡和短路有何区别？如何处理系统震荡？

一.发电机差动保护

比率制动式差动保护：是发电机内部（定子绕组）和引出线的相间

短路故障的主保护，

1.保护原理：比率差动原理差动动作方程：lact（差动电流）&Iact.min

〔最小门坎值）（Ibrk=Ibrk.min）lact=Iact.min+S（Ibrk-Ibrk.min）

（IbrQIbrk.min）满足两个方程差动元件动作，不完全差动保护动作电

流和制动电流是：Iact=|H・I2|Ibrk=|I1+12|/2

2.保护范围：发电机中性点CT,机端出线CT,保护发电机定子绕组

和引出线的相间短路故障。取自发电机两侧CT二次电流，正常时，

两电流大小相同，相位相同，流过差流继电器的电流为0;区内相间

故障时，相位相反，差流继电器的输出不为0,保护动作，需要躲过

正常运行时的最大不平衡电流。受CT断线闭锁。

3.什么叫比率制动？

因为用于保护的两个CT不能完全一样，所以正常运行中差流继电器

本身就存在一定的差流，所以有一个最小动作电流，机组负荷越高

或者发电机外部短路时，CT中通过的电流越大，此时产生在两个

CT之间的差流就越大，就需要较高的动作电流门槛值，这个电流门

槛值随CT中电流的增大而增大，形成一条斜线,称为比率制动斜线,

4.出口方式：瞬时动作出口全停一

二.发电机匝间保护

匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。

由于匝间短路发生在同一相绕组，从该相绕组中性点侧与机端侧TA

上测得的电流相同，故纵差不反映匝间短闻。

发电机纵向零序电压的匝间保护原理：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，因为用于该保护的互感器

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形

绕组输出纵向3U0,|保护判据：3U0〉Uset（我厂整定为3V,延时

0.1秒）

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

的三次谐波电压，故保护中增设三次谐波阻波功能。为防止外部短

路时纵向零序电压不平衡电压增大造成保护误动，须增设故障分量

负序方向元件为选择元件，用于判别发电机内部短路还是外部短路。

由于发电机在并网前负序功率的故障分量失效，因此增加发电机三

相电流低判据，在并网前仅由纵向零序电压元件起保护作用，为防

止暂态干扰造成误动，一般增设延时：0.1s

1.保护范围

取自发电机出口2PT,3PT,发电机出口CT,保护发电机定子绕组同

一分支上下层导体间短路，同相不同分支上下层间的短路，发电机

本体，

2.出口方式：瞬时动作出口全停一。

3.保护原理：发生武间短路时，中性点侧与机端侧相线侧出现负序

电流

当发电机内部或外部发生单相接地时，一次系统出现零序电压，

即一次侧三相对地电压不再平衡，中性点电压升高3U0,但是PT一

次侧中性点并不接地，三相对地电压仍然对称，开口三角形电压3U0

为零，保护不动作，因PT一次侧中性点与发电机中性点相连。

当发电机内部匝间发生短路或发生中性点不对称的各种相间短路

时，PT三相一次侧对中性点不再平衡，开口三角形输出3U0不为零,

保护正确动作。

为防止外部短路不对称短路时零序电压保护装置误动，装设负序

功率方向元件，（负序功率=负序电流X负序电压）外部短路和发电

机内部短路时负序功率方向相反，外部短路,CT二次侧电流为正方

向；内部短路，CT二次侧电流为负方向。2PT上有一线圈用于匝间

保护，就是用来计算负序功率方向的电压量受PT断线闭锁。

纵向零序过电压保护，不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还

作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。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形绕

组输出纵向3U0.

三.定子接地保护

作为发电机定子回路单相接地故障保护，当发电机定子绕组任一点

3.出口方式：①基波零序电压6V,延时2.3S出口一

②三次谐波电压:1.1倍比率系数，延时0.5s发信。

定子接地保护（3U0）:反响机端及中性点三次谐波电压3w的大小及

相位，定子接地保护3w：反响机端基波零序电压3u0

四.启停机保护

保护发电机升速升励磁而未并网前的定子单相接地接地故障。可

保护定子绕组的全部。

L保护范围：取自中性点PT,受发电机出口开关的辅助接点的闭锁,

当发电机出口开关合上，启停机保护自动闭锁出口

2.出口方式：跳FMK

3.保护原理：取中性点侧零序电压3U0,经发电机出口开关的辅助

接点控制〔发电机出口开关合上，保护自动闭锁），I3U0|>|3U0set

〔我厂整定为10V,延时5秒），那么动作。不受频率的限制，而匝

间，定子接地保护按工频整定，低频时易误动或拒动。此零序电压

不经过滤波，灵敏度高

注：发电机定子接地和启停机保护的区别

定子接地：工频状态下启动，取基波零序电压（有滤波）和三次谐波

比值，

启停机保护：发电机出口开关合上之前启动，只取中性点基波〔未

经过滤板），灵敏度高

五.失磁保护

保护范围：取自发电机出口CT,出口PT,主变出口PT,转子励

磁电压PT。保护发电机本体及系统的稳定性，受pi断线闭锁。

一、发电机失磁原因

1、发电机运行中，由于励磁回路开路、短路、励磁电流小时或转子回路故障

所引起的发电机失磁后，发电机及励磁系统的相关表记反响如下：

（1〕.转子电流表、电压表指示零或接近于零；（2）.定子电压表指示显著降

低；（3）.定子电流表指示升高并晃动；（4）.发电机有功功率表的指示降低并

摆动；发电机在运行中失去励磁电流，使转子的磁场消失，这种可能是由于励

磁开关误跳闸，励磁机或半导体励磁系统发生故障,转子回路断线等原因引起。

当失磁发生后，转子磁场消失了，电磁力矩减少，出现过剩力矩，脱离同步，

转子与定子有相对速度，定子磁场以转差速度切割转子外表，使转子外表感应

出电流来。这个电流与定子旋转磁场作用就产生了一个力矩，常称为异步力矩,

这个异步力矩在这里也是个阻力矩，它起制动作用，发电机转子便在克服这个

力矩的过程中做了功，使机械能变成电能，可继续向系统送出无功，发电机的

转速不会无限制升高的，因为转速越高，这个异步力矩越大。这样，同步发电

机就相当于变成了异步发电机。在异步状态下，电机从系统吸收无功，供定子

而后转子产生磁场，向系统送出无功，如果这台电机在很小的转差下就能产生

很大的异步力矩，那么失磁状态下还能带较大的负荷，甚至所带负荷不变。这

种状态要注意两点：一是定子电流不能超过额定值；二是转子局部温度不能超

过允许值。二、发电机失磁后有何不良影响呢？这个问题要分为两方面来阐述:

1、一是对本身发电机的影响，二是对系统的危害。对发电机的危害，主要表

现在以下几个方面：（1）.由于转差的出现，在转子外表将感应出差频电流。

差频电流在转子回路中产牛附加损耗，使转子发热加大，严重时可使转子烧损。

特别是直接冷却高利用率的大型机组，其热容量裕度相对降低，转子容易过热;

（2）.失磁发电机转入异步运行后，发电机的等效电抗降低，由系统向发电机

送进的无功功率增大。失磁前带的有功功率越大。转差也越大，等效电抗越小,

由系统送进的无功也越大。因此在重负荷下失磁，由于定子绕组过电流，将使

发电机定子过热；（3）.异步运行中，发电机的转矩有所变化，因而有功功率

要发生严重的周期性变化，使发电机、转子和基座受到异常的机械力的冲击，

使机组的平安受到威胁；2、发电机失磁后，对系统的影响表现如下：（1）.失

磁后的发电机，将从电力系统吸取相当于额定容量的无功功率，引起电力系统

的电压下降。如果电力系统无功功率储藏容量缺乏，将使邻近失磁发电机的局

部系统电压低于允许值，威胁负载及各电源间的稳定运行，甚至导致系统的电

区崩溃而瓦解，这是发电机失磁所导致的最严重的后果；（2）.一台发电机失

磁引起系统的电压下降，将使邻近的发电机励磁调节器动作而增大其无功输

出，因而这些发电机、变压器和线路引起过电流，导致大面积停电，扩大故障

的涉及范围。三、发电机在失磁（无励磁情况）后，运行人员应该如何处理？

发电机在无励磁情况下将异步运行，从试验情况来看,机组能可以带负荷运行,

但只为额定容量的50%—60%,中小型机组运行时间不超过30min,大型机

组（200MW以上）只能运行15min。大型机组都装有失磁保护装置。失磁保

护装置内设有电压断线闭锁装置和低电压继电器。当低电压继电器不动作时

（母线电压不低于允许值），失磁保护不会动作。（1）.当发电机失磁后，失

磁保护动作，''发电机失磁保护跳闸〃信号发出，发电机主开关跳闸，说明保护

已动作解列灭磁，按发电机事故跳闸处理（第一时间检查厂用电切换情况）；

（2）.假设失磁保护拒动，那么立即手动解列发电机；（3）.在发电机失磁过

程中，应注意调整好其他正常运行的发电机定子电流和无功功率。

四、构成发电机失磁保护的主要判据有：转子低电压，低阻抗，系统低电压。

危害：对系统：

①失磁将由使发电机发无功转为吸收无功，将会引起系统电压下降,

甚至导致系统电压崩溃。

②失磁将使相邻发电机励磁调节器动作，增加无功输出，引起其他

发电机，变压器或线路过流，扩大事故范围

③失磁引起有功摆动，励磁电压下降，导致某局部之间失步，使系

统发生振汤，甩掉大量的负荷。

对发电机本身：

①失磁会出现转差，在转子出现差频电流，产生附加损耗，导致过

热。

②失磁进入异步运行后，定子电流增大。失磁前发电机有功越大，

失磁失步后转差越大，等效电抗越小，过电流越严重，定子因之过

热。（有功不变，发电机电压下降，电流就会升高）

③失磁失步后发电机有功发生剧烈的周期的摆动，变化的电磁转矩

周期性地作用在轴系上，并通过定子传给机座，引起剧烈振动，同

时转差也周期性变化，使发电机周期性地严重超速。

④失磁运行时，发电机定子端部漏磁增加，将使端部结构过热。

六.转子接地保护

转子一点接地

1.保护范围：反映发电机转子一点接地故障

2.出口方式：接地电阻Rg:10K?,延时5s,发出信号

3.保护原理：采用乒乓式开关式切换原理，通过求解两个不同回路

的接地回路方程，实时计算转子接地电阻Rg及接地位置a=E/E：gW

整定值时发信号。

转子两点接地

1.保护范围：反映转子两点接地故障

2.出口方式：接地位置变化率5%延时1s,至出口一

转子接地保护用的接地电阻是根据的值计算出来

1.本保护享用转孑一点接地时测的接地位置a的数据。

於子点接地保护：

作用：用于监视发电机转子励磁回路绝缘（即发生接地或某处绝缘下降时报警）

发生的原因：滑环绝缘环，转子槽口绝缘损坏，引线绝缘损坏，转子铜线严重变形和端部严重积灰

如何判断：检查励磁回路电压检测开关，通过切换开关测量正，负对地电压，假设发现某极对地电压降

为0,另一级对地电压升至全电压（正，负极之间的电压值）说明发生接地。

处理：1:检查励磁回路是否有人工作，如由于工作人员引起，纠正。

2:检查励磁回路，各部位有无明显损伤或脏污，假设是脏污引起接地应吹扫。

3：检查接地点是在转子回路（测量保护回路），还是在励磁回路。

4：对有关回路进行详细外观检查，辨明是否由于整流柜直流回路接地引起。

5：假设转子接地为一点稳定金属接地，因无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得领导同意

后，将两点接地投入。

6：转子带一点接地运行时，假设机组发生欠励磁或失步，一般可以认为转子已开展为两点接地，这时

转子两点接地应动作跳闸，否那么应人为停机。

转子两点接地保护发生的危害及现象和处理：

危害：一局部励磁线圈被短接，与发电机所对应的磁极的磁动势均衡遭到破坏，使转子产生强烈震荡，

损坏发电机及其设施，甚至引起火灾。

现象：1：电气停机报警监视中出现转子回路两点接地信号。

2：转子电流剧烈增加。

3：发电机无功负荷降低，功率因数可能进相。

4：发电机发生强烈震动。

处理：1：假设投入两点接地保护，保护装置动作，应自动跳间，此时应按发电机自动跳闸史理方法处

2：假设未投入两点接地或保护未动作，应立即按紧急停机进行解列。

2.发电机转子绕组两点接地的危害有：

⑴发电机励磁绕组发生两点接地之后，绕组局部被短接，使得绕组直流

电阻变小，励磁电流增大；假设短路匝数较多，会使发电机磁路中主磁

通减少，使得机组向外输出的感性无功减少，引起机端出口电压下降,

同时定子电流可能会急剧上升。

(2)由于绕组短接的磁极磁通势减小，而其他磁极的磁通势那么未改

变，转子磁通的对称性受到破坏，转子上出现了径向的电磁力，因此引

起机组的振动。振动的程度与励磁电流的大小及短接线圈的多少有关，

在多极水轮机上振动尤其严重。此外，汽轮发电机励磁回路两点接地，

还可能使轴系和汽轮机磁化。

(3)当转子发生两点接地之后，两点之间构成回路，一局部励磁绕组

被短接，两点接地之间将流过很大的短路电流，电流产生的电弧可能会

烧坏励磁绕组及转子本体，甚至引发火灾。

三、转子两点接保护原理

发电机正常运行时，定子电压中只有很小的奇次谐波分量。由于气隙磁通的空

间分布完全对称于横轴居其按傅立叶级数展开，其中没有谐波。因此，不会在定

子绕组中产生偶次谐波电势。当发电机转子绕组发生两点接地短路或叵间短路

时,气隙磁通分布均匀性被破坏，其气隙磁场将发生畸变,在定子绕组中产生二

次谐波电压。，定子二次谐波电压式两点接地保护就是用该电压作为判据，保护

范围为整个转子。正常运行时该保护退出，当转子绕组发生一点接地故障后自

动投入运行。其优点是不受外部故障或其他机组转子两点接地在定子绕组中现

二次谐波电压的影响。整定值可以很小，可以保证其灵敏度

七.失步保护

1.保护范围：取自发电机出口2PT,出口CT

2.影响：对发电机及电力系统

①由于机端电压周期性的严重下降，使厂用辅机工作稳定性遭到破

坏甚至导致停机。

②振荡电流的幅值到达机端二相短路时流经发电机的电流值。定子

绕组将会遭受热损伤或端部结构遭受热应力

③轴系承受周期性的扭力，周期转差变化使转子绕组中感生电流，

引起转子绕组发热。

③机组与系统失去同步，可能导致系统崩溃。

3.出口方式：1s发信，2s出口六(程序跳闸)

4.保护原理：以机端测量阻抗运动轨迹及其随时间变化的特征来构

成的失步保护判据。

5、发电机失步原因：

(1)当出现小的扰动和调节失误使发电机与系统间的功率角8大于

静态稳定极限角时，发电机因静稳破坏而失步；

当由于大扰动，处理不当或不及时发电机于系统间的功率角(2)6

大于静态稳定极限角时，发电机将因不能保持动态稳定而失步。

(3)当发电机功角大于70。时，转子和定子间磁联系减弱超过稳定

极限，引起发电机有功和无功会周期性幅度波动，同时引起系统有

功和无功会周期性大幅度波动，引起系统振荡。

6、发电机失步的根源是发电机失磁引起，它会引起系统振荡，但系

统振荡不会引起发电机失步

发电机振荡有三个原因：1.网上有功无功大幅波动引起；2.汽轮机调

门大幅开关引起发电机有功无功大幅波动引起；3.发电机失磁引起发

电机功角增大引起发电机失步引起

7、振荡分为同期振荡和非同期振荡；同期振荡可以衰减直至消失；

非同期振荡是扩散性的，可能导致系统崩溃

系统振荡电流高时和系统短路电流差不多，所以接地距离保护可能

误动，所以线路距离保护必须设置系统振荡闭锁及CT断线闭锁

8、系统振荡和系统短路的区别；振荡是三相对称的，而系统短路时

三相会出现负序电流

当系统振荡时必须查找振荡源，如是系统负载引起，加大各发电机

励磁，减小功角，消除系统振荡；如是哪一台发电机失磁引起发电

机失步引起系统振荡。必须立即切除故障机组，消除系统振荡；假

设是系统振荡或其它厂发电机失步引起的系统振荡，本厂机组的有

无功波动是一致的，假设本厂一台机组失步引起的系统振荡，失步

机组和其它三台机组有无功变化相反

八.过电压保护

L保护范围：取自发电机出口2PT

2.出口方式：发电机电压到达L3倍额定电压（26KV）,延时0.5s出

口一，测量发电机机端电压经时间继电器保护动作出口

保护原理：假设发电机甩去全部负荷后，调速系统及励磁调节存在

一定的惯性，转速上升，励磁电流不能突变，发电机电压在短时间

内升高，到达发电机主绝缘的耐压水平（1.3倍额定），对发电机的

绝缘构成直接的威胁。

九.定子过负荷（对称过负荷）：取基波正序电流分量

1.保护范围：取自中性点CT,保护发电机定子绕组过负荷或外部三

相短路故障，引起的定子绕组过流。取最大相电流。

2.保护原理：分为两局部，即定时限过负荷元件和反时限元件。

定时限过流按最小的过电流倍数整定，按发电机长期允许的负荷电

流能可靠返回的条件整定

反时限过流按定子绕组允许的过流能力整定

发电机在定子绕组允许承受的电流倍数于允许持续时间成反比关

系。

3.出口方式：一次电流12600A延时4.6s出口减出力。反时限延时

4.6s—5s出口一

4.定子过负荷对发电机的影响：引起发电机定子线圈发热，损坏线

圈

十.负序过负荷（不对称过负荷）：取负序电流分量

L保护范围：取自中性点CT,保护发电机不对称运行时，外部不对

称故障或内部故障时，定子绕组将流过负序电流。

2.保护原理：保护发电机不对称运行时，外部不对称故障或内部故

障时，定子绕组将流过负序电流，它所产生的旋转磁场的方向于转

子运动方向相反，以两倍同步转速切割转子，在转子本体，励磁绕

组中感生倍频电流，引起额外的损耗和发热，另外产生100HZ的振

动，引起金属疲劳和机械损伤。倍频电流主要局部在转子外表

沿轴向流动，这个电流到达极大的数值，会在转子外表某些部位引

起高温，发生严重的电伤，同时还有可能使保护环松脱的危险。机

组承受负序电流的能力主要由转子外表发热情况来确定。

3.出口方式：①定时限转子外表负序电流按发电机允许长期的负

序电流值来整定，超过〔0.34A）时保护延时3.5s发出报警信号。②

反时限过负荷由发电机转子外表允许的负序过流能力确定，发电机

短时承受的负序过流倍数与允许持续时间成反比关系。反时限启动

值0.36A延时t2上限0.5s,延时t3下限1000s动作出口一

注：上限定时限应与发变组高压侧短路相配合，动作时间按与高压

出线快速保护相配合，保护动作跳闸解列。

下限定时限特性按发电机持续允许负序电流整定。动作时间分为两

个：一个短延时作用于告警，另一个长延时作用跳闸解列

反时限特性作用于跳闸解列，启动门槛需要与长延时综合考虑，一

般不能超过1000S

4.不对称过负荷对发电机的影响：负序电流产生的旋转磁场的方向

和转子运动方向相反，以两倍同步转速切割转子，在转子本体，励

磁绕组中感生倍频电流，引起额外的损耗和发热，另外产生100Hz

的振动，引起金属疲劳和机械损伤。倍频电流主要局部在转子外表

沿轴向流动，这个电流到达极大的数值，会在转子外表某些部位引

起高温，发生严重的电伤，引起的转子外表过热甚至烧毁发电机转

子，同时还有可能使保护环松脱的危险

十一.主变差动保护（主变差动保护速断）

1.保护范围：取自主变低压侧CT,出口开关CT,反映变压器绕组和

引出线相间短路，引出线的单相接地短路及绕组匝间短路故障。

2.出口方式：全停一，受CT断线闭锁〔因最小差流动作值低于额

定值）

3.保护原理：根本原理也是差流原理，但是结构上不同，要采用相

位校正问题，另外是躲过励磁涌流的问题，故采用了励磁涌流中的

二次谐波分量作为保护判据，为了在发生合闸时可靠制动，通常对

各差流分别求取二次谐波对基波的比值，只耍一相大于整定值，即

可闭锁出口。

当变压器内部发生严重故障时，差流可能大于最大励磁涌流，由差

流元件直接出口，即差流速断

注：我厂主变采用Y,dll（BPY/A11）接线方式，变压器两侧同名

相电流相位不一致，三角形侧的线电流比星形侧的线电流超前30°,

另一方面由于变压器存在变比，高、低压侧额定电流不相同，解决

方法是变压器星形侧的电流互感器副边采用三角形接线，变压器三

角形侧的电流互感器副边采用星形接线，这样变压器两侧电流互感

器二次侧回路同名相电流实现了相位一致。

注：励磁涌流：变压器在正常工况下励磁电流很小，一般不超过额

定电流的3%—6%,当变压器外部发生短路故障时，系统电压降低,

致使变压器励磁电流减小。当变压器空载投入或者外部故障切除后

电压恢复时，励磁电流突然大大增加，可到达变压器额定电流的6

-8倍，该电流称为励磁涌流（大机组发电机和变压器之间无断路器,

因而无空投励磁电流）。励磁涌流的大小和电压初相角有关，初相角

到达90。时，励磁涌流最小；初相角到达0。时，励磁涌流最大，

可到达变压器额定电流的6-8倍

励磁涌流解决措施:1.构成二次谐波制动的变压器差动保护（因为变

压器每相励磁涌流中含有较大的二次谐波分量，总有一个两相励磁

涌流之差中的二次谐波分量占基波分量的比值超过20%）,对各相差

电流分别求取二次谐波对基波的比值，只要其中一相超过预先整定

的二次谐波制动比（我厂整定为15%）即可闭锁差动保护总出口。

十二.发变组差动保护（发变组差动保护速断）

1.保护范围：取自发电机中性点CT,主变高压侧CT和高厂变高压

侧CT,保护发电机，主变、高厂变及其之间的引线。反映相间短路

故障。

2.出口方式：全停一

保护原理：保护采用判别间断角的原理，与主变判别励磁涌流二次

谐波原理相区别，提高可靠性，可防止在励磁涌流情况下误动，还

可防止在区外故障时由于CT饱和引起的误动作［因CT饱和时产生

的不平衡电流也是间断性的）。

十三、过激磁保护

过激磁将使发电机和变压器的温度升高，如过激磁倍数高，持续

时间长，可能使发电机和变压器因过热而破坏

原理：变压器的铁心会随变压器磁通量的增加而发热，当磁通量到

达一定量时，变压器的铁心就会因为发热而烧毁，变压器磁通量

B二KU/F,（电压标幺值U升高，磁通量B会升高；频率标幺值F降

低，磁通量B也会升高;K为常数不变），电压标幺值U=实际电压值

/额定电压值；频率标幺值f=实际频率值/额定频率值，正常运行中，

变压器的发热量本身就很高，如发电机机端电压（系统电压）升高,

变压器磁通量B就会增大，变压器的铁心就会过度发热；如发电机

频率降低，变压器磁通量B也会增大，变压器的铁心也会过度发热,

所以，发电机设过激磁保护，当V/F的比值高致使变压器发热超过

极限值时，过激磁保护动作于跳机，保证变压器磁通量B不会再增

大烧毁变压器

保护范围：取自2PT

产生的原因：①发变组与系统解列，由于误加大励磁电流而引起的

过激磁

②发电机在启动过程中，转子在低速预热时，将电压升至额定值，

那么因发电机和变压器低频运行造成过激磁。

③发电解列时，假设灭磁开关拒动，发电机遭受低频引起的过激磁;

④发电机出口开关跳闸后，假设励磁调节器退出或失灵，那么电压

和频率会升高，但因升高较慢而引起过激磁；

⑤运行中，系统过电压即频率降低也会发生过激磁。

影响：过激磁会使发电机和变压器温度升高，假设过激磁倍数高

持续时间长可能因过热而损坏，但不是立即破坏，有一个热积累过

程，过激磁与运行时间之间为一个反时限特性曲线。

1、出口方式：定时限延时9s发信，延时60s出口九减励磁。反

时限分为6段，出口全停一

2、保护原理：根据B=KU/F可知，电压升高和频率降低均会导致

励磁密度升高。通过测量电压和频率，就能确定励磁状态

十五。主变中性点零序过流

1.保护范围：取自主变高压侧中性点CT,发应主变高压侧单相接地

故障。

2.出口方式：设置两段零序电流保护：I段电流658.8A延时0.8s,

II段电流9000A延时6.8s出口全停一

3.保护原理：采用零序电流判据

110KV及以上系统，中性点均采用直接接地方式，因为110KV及以

上系统发生单相接地时，中性点电压升高会烧毁中性点（110KV及

以下系统发生单相接地时，中性点电压升高不会烧毁中性点，当

110KV及以下系统发生单相接地时，可以短时运行，便于查找接地

点）。所以，110KV及以上系统的变压器中性点都采用直接接地方式,

为系统设置一个零序网络，当系统发生接地短路时，形成电流回路,

在各变压器中性点就会形成零序电流，越靠近短路点的变压器中性

点短路电流越大，超过H段电流9000A延时0.8s出口跳就近开关，

而较远处变压器中性点零序电流偏小，超过I段电流658.8A延时

6.8s出口跳就近开关，故障变压器切除后，其它变压器中性点电流消

失，恢复系统正常运行

十六。逆功率保护

1.保护范围：取自发电机出口2PT,中性点CT。保护汽轮机末级叶

片，当发电机电负荷低于3.4W时，汽轮机进汽量很小，末级叶片振

动增大，甚至可能断裂，同时排汽温度升高，3.4号轴承振动增大

2.出口方式:动作功率3.4W,延时tl：Os发信号，延时t2：60s保护

跳闸

3.保护原理.:利用发电机机端电压与电流比拟相位判断。

十七。程跳逆功率

L保护范围：取自励磁系统与中性点CT。受主汽门辅助接点闭锁。

防止汽轮机超速的保护，受主汽门辅助接点闭锁即主汽门关闭后保

护投入并短时出口跳闸

2.保护原理：动作功率3.4W,延时1.5s出口一。

十八、低频累加保护

1.保护范围：取自发电机出口2PT

2.影响：低频运行会使汽轮机叶片受到疲劳损伤，或使转速落入临

界区叶片共振，疲劳损伤累加到一定程度会使叶片断裂。

3.出口方式：发出报警信号

4.保护原理：将频率分为四段，fl>f2>f3>f4

I段：50Hz>f>48Hz累计时间18000s延时tl:300s

II段：48Hz>f>47.5Hz累计时间3600s延时t2:60s

HI段：47.5Hz>f>47Hz累计时间600s延时t3:10s

W段：47Hz>f>46Hz无累计时间延时t4:ls

十九、励磁绕组过负荷（过流）

保护范围：保护配置在交流侧，与定子绕组过负荷相似，由定时限

和反时限元件组成。影响：励磁绕组过负荷，会引起绕组过热。主

要是由于整流装置故障，励磁绕组短路及强励引起。出口方式：一

次电流达105A延时11s出口减出力

二十.主变本体保护

1.主变瓦斯保护：是非电量保护，与差动保护共用，反映主变内部发

生严重漏油或匝数很少的匝间短路故障以及绕组断线故障。其出口

方式：轻瓦斯采用容积来表示，即300cm2,出口发信，重瓦斯采用油

流速度表示，即lm/s.

2.主变压力释放：压力释放阀动作泄压后，报警开关输出信号接点，

但不动作于跳闸。

3.主变冷却器全停：变压器冷却器及潜油泵全停，延时Imin发信号,

上层油温未到达75℃时延时30min出口（当上层油温到达75℃时延

时20inin出口）出口六程序跳闸。

4.主变油位异常：出口发信

5•主变温度保护：油温高I值（55℃）发信号，油温高H值（75℃）

延时0s发信号。

6.主变通风：一次电流达170A时延时0.5s启动主变通风。

7.主变绕组温度高I值

8.主变绕组温度高II值

二十一.高厂变复压闭锁过流

保护范围：取自高压侧CT,两分支PT

出口方式：延时2s出口全停一

保护原理：作为厂变内部及低压分支外部相间短路故障的后备保护,

由负序电压元件，低电压元件，过流元件组成

过电流作为启动值，负序电压和低电压作为闭锁值，即高厂变高压

侧电流到达动作值后，高厂变低压侧6KV分支PT出现负序电压（6V）

及低电压（60V）时，保护启动，延时2s动作。高厂变复压闭锁过

流是一个三段式保护，380V

二十二.高厂变分支零序：取自高厂变A、B分支高阻接地柜CT,

反映6KVA、B分支接地情况，分支零序电流大于10A,延时0.8S

跳该分支6KV工作电源开关，延时1.1S跳机

二十三.高厂变差动保护

二十四.高厂变本体保护1.厂变汕温高I值2.厂变汕温高n值3.厂

变轻瓦斯4.厂变重瓦斯5.厂变压力释放6.厂变冷却器全停7.厂变绕

组温度高I值8.厂变绕组温度高II值9.厂变油位异常

二十五.发变组辅助性保护

1.非全相运行：由负序电流元件和非全相判别回路构成，保护短延

时动作断开其他健全相，如果机构故障，那么启动断路器失灵保护

发电机非全相运行有何危害、如何处理？（15分）

1.如保护动作（非全相、负序过流或失灵保护）那么按保护动作处

理。

2.如保护未动作，断路器拉闸后出现“三相不一致”信号或解列后

减励磁电流定子电压不下降、定子回路出现不

3.平衡电流。此时应立即停止减励磁操作，将断路器再拉闸一次，

如无效那么维持发电机转子电流在空载额定值，使发电机定子三

相电流为零或负序电流最小。维持发电机转速，保持发电机与电

网同步，然后设法将故障断路器及发电机切除（对#1、吃机而言那

么是倒厂用电后停运主变，对#3、#4机而言那么是将故障断路器所

在母线上的其他断路器切除），查明断路器非全相的原因并消除。

2.发电机并列时断路器非全相的处理

1.如保护动作（非全相、负序过流或失灵保护）那么按保护动作处

理。

2.如保护未动作，发电机并列后出现“三相不一致”信号或者随着

加负荷出现三相定子电流不平衡、负序电流增大，应立即停止加

负荷，维持发电机空载，然后按解列时出现非全相的方法处理。

3.发电机运行中断路器非全相跳闸的处理

1.如保护动作（非全相、负序过流或失灵保护）那么按保护动作处

理。

2.如保护未动作，灭磁开关未跳闸那么应联系机炉人员迅速将有、

无功压到零，使负序电流降至最小，然后按解列时出现非全相的

方法处理。

I如灭磁开关跳闸而其他断路器未跳闸那么应立即解列机组，如

无效应迅速将故障断路器所在母线上的其他断路.广%

电气专业第三阶段主操培训内容

1、发电机停机过程中应注意那些？

2、切换厂用电时应注意那些？

3、6KV开关五防时怎样实现的？

4、变频器切换的考前须知？

5、变频器预防触电的措施？

6、柴油发电机有那些保护？

7、1PT断线或烧坏如何处理？退出运行后的反措？

一、发电机停机过程中的重点检查与操作？

1、检查6kV厂用快切装置正常，负荷60-80MW将厂用电倒为备用电

源供电。联系脱硫将6kV厂用电倒换至备用电源带。

2、检查励磁调节器A、B跟踪正常，作励磁调节器A、B套切换试验。

3、汽机打闸后，检查机组跳闸，出口开关，FMK联跳正常，检查保

护动作情况正常。

4、按规定投退发变组相关保护压板。（端口闪络，误上电〕

7、将6kV工作电源开关、脱硫馈线开关拉至“试验”位置。

8、检查主变冷却器已自动停运并将控制开关打至“停运”位置，手

动停运高变、脱硫变冷却器，并检查启备变冷却器投运正常c

9、投入高厂变工作分支封闭母线拌热带，停运备用分支封闭母线拌

热带。

10、联系机炉断开6kV辅机电源（根据情况）。

二、6kV厂用电切换的操作及考前须知，快切屏上的绿灯和CRT上快

切操作框内的“允许远操”信号各监视回路？

6kV厂用电切换的操作及考前须知：

1、发变组转热备时，将6kVA、B段工作电源开关送至“工作”位

旦。

2、机组并网后或解列前，负荷在30MW—40MW时切换6kV厂用电。

3、切换厂用电之前，要检查6kV快切装置正常，即检查母线电压、

工作电源电压、备用电源电压正常，相位差及频差在规定范围内，

快切压板在投入状态。同时还要检查切换方式在“全自动”状态，

出口方式在“开放出口”位置；快切装置无异常告警。

4、切换厂用电前后，要检查工作（备用）电源开关柜上和快切屏上

绿灯亮。同时通知维护检查工作（备用）电源开关合闸回路完好。

5、在CRT上切换6kV厂用电时，要检查快切无告警信号，确认在“串

联”切换方式（用鼠标点出来确认），工作电源和备用电源“允许远

操”状态翻红。

6、切换6kV厂用电时，要作好厂用电切换失败的事故预想，将工作

电源（或备用电源）开关操作画面调出来，如果厂用电切换失败，

要立即进行抢合，抢合一次不成功，不允许再进行抢合。同时在抢

合开关时，如果是工作电源切至备用电源，那么抢合工作电源开关,

如果是备用电源切至工作电源，那么抢合备用电源开关。

快切屏上的绿灯和CRT上快切操作框内的“允许远操”信号各监视

回路：

绿灯（开关柜上）监视断路器合闸回路，所监视的二次设备包括：

TBJ（防跳继电器）常闭接点、储能限位开关常开接点、断路器辅

助常闭接点和合闸线圈。只要绿灯亮，即表示快切合闸回路完好。

在快切屏上监视断路器合闸回路的绿灯，该绿灯与就地开关柜上的

绿灯并接。

CRT上快切操作框内工作〔备用）电源开关“允许远操”信号只监视:

进线PT有压、母线接地开关在“断开”位置、控制切换开关打至“合

后”位置、保护未动作和开关在“工作”位置。

快切装置出口合开关只经过绿灯所监视的合闸回路，不通过“允许

远操”信号所监视的合闸回路。

在CRT上直接合开关既要经过绿灯所监视的合闸回路，又要经过“允

许远操”信号所监视的合闸回路。因为电源开关合闸回路实际包括

绿灯所监视的合闸回路和“允许远操”信号所监视的合闸回路。

辅机开关柜上绿灯监视断路器合闸回路与电源开关回路相同，同时

还绿灯监视断路器“工作”位置接点。

三、6KV开关通过开关本身设计由机械装置来实现。

1、防止带电合地刀与带接地线送电

#1、2段、公用段负荷真空开关在工作位置时阻挡住地刀横销，地刀

合不上。地刀合上时横销阻挡开关不能送到工作位置。

#3、4段真空开在工作位置时此功能是通过开关滑轮阻挡地刀连杆上

的铁块、地刀合不上。地刀合上时铁块阻挡开关滑轮开关送不到工

作位置。

F-C开关此功能也是当开关在工作位置阻挡住地刀横销，地刀合不

上。地刀合上时横销阻挡开关不能送到工作位置。

6kv1、2段、公用段工作、备用电源开关没有装设地刀机构。负荷

开关在工作位置时，分、合地刀操作孔被连片挡住，地刀手柄不能

操作，要用操作钥匙翻开连片，如开关是合上状态时就会被打跳。

6kv3、4段工作、备用电源开关装设有地刀机构，但没有装设地刀

动静触头

2、防止带负荷拉合刀闸

#1、2段、公用段真空开关和F-C开关通过操作钥匙实现，在将开关

由实验或工作位置拉出或推进操作时，须将操作钥匙插入操作孔翻

开挡住操作手柄的连片，由工作扭向试验方向时（试验扭向工作时

方向），在扭转时开关均会被打跳。

#3、4段真空开关通过开关本体上的解锁手柄实现，因无论将开关拉

出或推进，均需将此解锁手柄〔操作钥匙）打到解锁位置，而此手

柄（钥匙）连通开关跳闸机构，一将手柄打至“解锁”位置即打跳

开关，真空开关、#3、4机F-C开关拉到检修位置时，靠机构将开关

连板合上挡住静触头，

F-C开关合上状态时，将开关本体上的拉杆向解锁位置拉下将会把开

关打跳。开关柜内连板靠分、合手柄操作。

3、防止误入带电间隔

通过地刀连杆末端上的一个横销卡住后柜门，使该柜地刀未合

上时，后柜门打不开。［#1、2段、公用段工作电源、备用电源功能

是电气闭锁，只有开关在检修位置状态下，电磁锁带电指示信号消

失后才能翻开柜后电磁锁。）

4、防进退功能

真空开关和F-C开关都设计了防进、退机构，以此确定开关试验（工

作）位置，防止分、合开关时开关本体滑动。开关没送到此位置且

操作连杆没准确落进试验1工作）位置中，开关在合闸时容易出现

合、跳现象。

6KV开关五防存在问题：

1、#1、2机组6kV工作电源、备用电源开关及脱硫变低压侧开关在

检修位置，6KV电磁解锁钥匙不容易翻开柜后电磁锁。

2、#1、2机组6kV“F+C”开关在试验及工作位置，不能看见开关本

体上分、合闸机械指示。

3、#1、2机组6kV开关由试验摇至工作位置或由工作摇至试验位置,

操作钥匙不易取出来。

4、#1、2机组6kV开关由检修位置推至试验位置时，锁好开关操作

面板时不易操作。

5、6KV公用段6kV“F+C”开关大局部机构已变形。导致送电时开关

发生卡涩。

6、#3、4机6kV真空开关柜内地刀合上时，铁块阻挡开关有时不能

阻挡真空开关的滑轮开关，真空开关可以送至工作位置。

7、#3、4机6kV真空开关由试验摇至工作位置，闭锁手柄有时不能

打至工作位置。

8、#3、4机组6kV“F+C”开关本体上分、合闸机械指示。

9、#3、4机组6kV“F+C”开关送电时，解锁拉杆在解锁位置，开关

可以由检

修位置推至工作位置。

四、#1机A凝泵变频切换至B凝泵变频电气操作？

（一）切换操作：

检查#1机B凝泵工频运行正常；

检查#1机A凝泵电源开关确在“分闸”状态；

将#1机A凝泵电源就地控制开关打至“分后”位置；

取下#1机A凝泵电机电源控制保险；

检查#1机A凝泵变频器旁路柜上电源进线高压带电显示装置A、B、

C三相指示灯均熄灭C

断开#1机A凝泵变频输出刀闸QS2；

断开#1机A凝泵变频输入刀闸QS1；

合上#1机A凝泵工频刀闸QS3；

检查#1机A凝泵工频刀闸QS3三相动、静触头接触良好；

检查#1机A凝泵变频器旁路柜上“工频”运行灯亮；

送上#1机A凝泵电机电源控制保险；

将#1机A凝泵电源就地控制开关打至“合后”位置；

联系汽机工频启动#1机A凝泵运行正常；

检查#1机B凝泵电源开关确在“分闸”状态；

将#1机B凝泵电源就地控制开关打至“分后”位置；

取下#1机B凝泵电机电源控制保险；

断开#1机B凝泵工频刀闸QS6；

合上#1机B凝泵变频输入刀闸QS4；

检查#1机B凝泵变频输入刀闸QS4三相动、静触头接触良好；

合上#1机B凝泵变频输出刀闸QS5；

检查#1机B凝泵变频输出刀闸QS5三相动、静触头接触良好；

检查#1机B凝泵旁路柜上“变频”运行灯亮；

检查并1机凝泵变频器控制柜及工控机上无告警信号。

送上#1机B凝泵电机电源控制保险；

将#1机B凝泵电源就地控制开关打至“合后”位置；

投入#1机B凝泵电源开关柜上“变频器跳闸”压板。

操作完毕，汇报值（单元）长。

（二）考前须知：

1、听清操作命令，严格按操作票顺序执行，操作前认真进行设备“三

核对二

2、拉、合刀闸之前，必须检查变频器6kV开关确已断开并在试验位

置，并检查变频器旁路柜上高压带电显示装置A、B、C三相指示灯

均熄灭。

3、在断（合）刀闸后，应检查所断（合〕刀闸动静触头A、B、C三

相确已分闸（合闸）到位。

4、拉、合刀闸必须严格按照操作卡顺序进行，严禁随意解锁操作；

应熟悉变频器刀闸闭锁逻辑。

5、操作时检查待运行侧变频器功率柜、变压器柜冷却风机电源也送

上；

（三）、变频器检修的平安措施以及变频器预防触电的措施有哪些？

检修安措：

1、断开变频器旁路柜内的变频刀闸QS1、QS2,合上工频刀闸QS3；

2、断开变频器控制柜内所有控制电源空开；

3、断开UPS馈线屏上和控制直流屏上变频器控制电源空开；断开变

频器变压器充电电源；

4、退出6kV电源开关柜门上“变频器跳闸出口”压板。（有空水冷

系统的，需停运并断电）

5、在变频器变压器的输入侧和功率柜输出侧各搭设1组接地线；

6、用平安围带将带电的旁路柜隔离并挂“止步，高压危险”标示牌。

7、将变频器室内将检修设备与运行设备用平安围带隔离，并悬挂“止

步，高压危险”标示牌。

8、在断电空开和QS1、QS2刀闸上挂“禁止合作、有人工作”标识

牌，根据工作票要求悬挂其他相应标示牌。

（四）预防触电的措施：

1、无论是变频运行，还是工频运行，都禁止翻开变频器旁路柜、变

压器柜及功率柜前后柜门。同时，送电时也必须将旁路柜、变压器

柜及功率柜前后柜门锁好。

2、不管电机运行于工频还是变频都禁止翻开旁路柜前后柜门。

3、一台凝泵运行，另一台凝泵备用，禁止在备用泵旁路柜内电源进

线及电机出线上搭接检修或试验电源。

4、带变频器的电机测量绝缘，比方凝泵：如果测A泵电机绝缘，先

检查A泵变频器输入刀闸［QS1）和输出刀闸（QS2）在断开位置，

合上工频刀闸（QS3）,然后在A泵6kV开关柜后柜门出线处测量电

机绝缘；如果测B泵电机绝缘，先检查B泵变频器输入刀闸（QS4）

和输出刀闸［QS5）在断开位置，合上工频刀闸（QS6）,