大型發(fā)電機變壓器組繼電保護整定計算

1.發(fā)電機縱差動保護

(一)動作特性與動作判據(jù)

1.發(fā)電機比率制動縱差動保護

(1)動作判據(jù)。由發(fā)電機常規(guī)比率制動縱差動保護動作特性和獨立的差動電流速斷特性組

成，其動作判據(jù)為

當(dāng)Ires~I/v.v.min時TT=T

LId,印】J.ryxmin

當(dāng)/>J9/<1時J>T=T+K(7-1)

Ares，rw.minLdLd.op.qu，4Ad.op人d.qi.minresJLres.nut\/

(由比率制動縱差動俁護動作)

當(dāng)///…時LAJL".(由差動速斷保護動作〕(1-1)

在制動區(qū)定義K…=絲絲=tana

ZA/res

式中//一發(fā)電機縱差動保護的差動電流;

J,―-發(fā)電機比率制動縱差動保護動作電流；

，d.op

I,.發(fā)電機比率制動縱差動保護的最小動作電流;

K--發(fā)電機比率制動縱差動保護的制動系數(shù)斜率(制動曲線斜率);

res

/心一發(fā)電機比率制動縱差動保護的制動電流；

5m?一發(fā)電機縱差動保護的最小制動電流(或稱拐點電流)；

I,?一發(fā)電機縱差動保護的差動速斷動作電流；

4d.op.qu

A/1年■―發(fā)電機比率制動縱差動保護動作電流增量；

A；--發(fā)電機比率制動縱差動保護制動電流增量；

res

a__制動特性曲線BC段的傾斜角。

(2)動作特性。發(fā)電機縱差動保護動作判據(jù)式(1-)對應(yīng)于圖1-1所示的動作特性曲線。

圖1-1中曲線1的AB段，當(dāng)/心,/〃—時，/為不變的.；BCF段，當(dāng)

<d.opx"/jp.min

I>I.時，//以不變

,res4re.v.mm人d.op

斜率K右按/心增量△/心

線性遞增。直線2的ECD段

為縱差動電流速斷保護動作

特性曲線，當(dāng)3/…時，

由與制動電流大小無關(guān)的差

動電流速斷保護動作，即

，I,d.op=<1a.op,.qu。圖皿中曲線ABCD之上側(cè)為比率制動縱差動保護和差動電流速斷保護合

成的完成動作區(qū)，下側(cè)為其制動區(qū)。

（3）差動電流與制動電流的計算。根據(jù)兩側(cè)電流互感器TA不同的接線方式，發(fā)電機比率制動縱

差動保護的/“、/心有不同的計算。

1）兩側(cè)TA按“電流和〃接線方式的計算。當(dāng)發(fā)電機差動保護要求圖1-1發(fā)電機比率

制動縱差動保護動作特性曲線

兩側(cè)TA按“電流和〃」發(fā)電機比率制動縱差動保護動作特性曲線

接線方式（正常運行時2--發(fā)電機差動電流速斷保護動作特性曲線

發(fā)電機兩側(cè)TA同名相3-發(fā)電機區(qū)外短路時縱差動保護不平衡電流曲線

角差180”）時有

差動電流1=1。+九

制動電流心=務(wù)廣九|j（2-3）

發(fā)電機機端側(cè)TA二次電流相量

，發(fā)電機中性點側(cè)TA二次電流相量

JLN

2）兩側(cè)TA按“電流差〃接線方式的計算。當(dāng)發(fā)電機差動保護要求兩側(cè)TA按“電流差〃

接線方式（正常運行時發(fā)電機兩側(cè)TA同名相二次電流相角差為0°）時有

差動電流“歷一''

制動電流/皿=義上+八|（L3）；

（二）發(fā)電機縱差動保護整定計算

DGT-801A型、WFB-800型發(fā)電機比率制動縱差動保護

L最小動作電流?計算

4d.qj.inin

（1）按躲過正常最大負荷時的不平衡電流計算。發(fā)電機額定二次電流為

計算，d.得op.nwn之unbK,nJ、=1.5x0.06x3.4=0.306(A)

⑵按躲過遠處短路時的不平衡電流計算。此時短路電流接近額定電流/量產(chǎn)/(w，計算得

，Id,.qj.min><KV<Iun.h..k=<KVrel<KVap4K、cc<K1、"=1.5X1.5X1X0.06X3.4=0.46(A)

幾TA

⑶按經(jīng)驗公式計算。

/“min=(0.2~。.4)/M=(0.2~0.4)X3.4=0.68~1.36(A)

取那么

L/,d.qj.mi.n=1.2A,，frf.pp.mm.=0.35

2.最小制動電流或拐點電流■T1res.m.in計算

,二,取/

>Iws.min(0.8-1)x■/<g,n1ws.mm.=0.8x4Jg.n=0.8x34=2.7(A)

3.制動系數(shù)斜率犬心計算

(1)最大動作電流/“w計算。按躲過區(qū)外短路時的最大動作電流計算，

Nk[=kkkK,"max

L.op.max—1\relL"汕kmax>>.r?/xX.apxY.ccJ\^er

UTA

Y105x71.05x3.4

=1.5x2x0.5x0.1x—^^=0.15x-----------=0.15xo.i6=3.35(A)

%X"d

=-^~=—=6.6,X"尸。16

，A.maxH016d

⑵制動系數(shù)斜率K,?的理論值計算。區(qū)外最大短路電流的相對值為

"=6.6

Irev.maxA.max

d.op.m,AKId.op.m'tn0.15X6.6—0.350.64

K.res=0.11

—6.6-0.8IT

res.mux*Jrexnu.n

⑶制動系數(shù)斜率K,的經(jīng)驗公式計算值。

Kres=0.3?0.5,取Kres=04

(4)靈敏系數(shù)計算。發(fā)電機在未并入系統(tǒng)時出口兩相短路時TA的二次電流為

J?.=-x—L-x3.4=18.4(A)

』Af.min2"

化時區(qū)內(nèi)短路時差動保護動作電流

+/—=KH95/：：—/e/+/?

=1.2+0.4(0.5x18.4—2.7)=3.8(A)

差動保護靈敏系數(shù)為I{LJ乙。戶8.4/3.8=4.822

發(fā)電機出口區(qū)外三相短路時差動保護動作電流

<34A

心(A；—/MJ+/—『Mx———2.7+1.2=8.62(A)

(0.16)

T*_/d.op_8,62=25

九卬-~3A~,

J1gn

主變壓器高壓出口區(qū)外三相短路時差動保護動作電流

1,=K(/："—J.)+/,.=0.4x(——--------2.71+1.2=4.65(4)

，d.op1Vrex，A.max1np.v.mn-in(0.16+0.14；

V,=^=—=1.37

【心叩.3.4

▲月,“

4.差動速斷動作電流4/a.op.qu計算

差動電流速斷是縱差動保護的補充局部，/“““=(3?4)x34=10.2?13.6(A)

取1a.op.qu=13.6A,那么4/a：.op.qu=4

差動速斷保護靈敏系數(shù)為K=/；：///=18.4/13.6=1.35

LVsen▲A.rninJLd.op

5.保護邏輯電路的選擇

俁護邏輯電路選擇循環(huán)閉鎖和單差動出口方式

解除循環(huán)閉鎖負序過電壓元件動作電壓計算，mU21>P=0.08U=0.08X100=8V

6.動作時間整定值

差動保護動作時間僅為固有動作時間，取動作時間整定值〃q,=0s

7.TA斷線閉鎖整定計算

在大型發(fā)電機變壓器組的TA二次回路斷線是，可能產(chǎn)生嚴重的過電壓，這將導(dǎo)致二次回

路及其設(shè)備嚴重損壞，所以TA斷線時不閉鎖差動保護，TA二次回路斷線差動保護動作時

作用于跳閘停機，同時發(fā)TA斷線信號。

二、發(fā)電機變壓器組及主變壓器縱差動保護

發(fā)電機變壓器組縱差動保護和主變壓器縱差動保護完全相同，變壓器和發(fā)電機縱差動

俁護雖然有很多相似之處，但由于發(fā)電機和變壓器的電磁關(guān)系完全不同，從而兩者的縱差

動保護有很大的不同。

(一)動作特性與動作判據(jù)

1.變壓器比率制動縱差動保護

(1)動作判據(jù)。由變壓器比率制動縱差動保護和獨立的差動電流速斷特性組成。其動作判

據(jù)與式子(1-1)相同。

12）動作特性。變壓器比率制動縱差動保護動作判據(jù)對?應(yīng)的動作特性曲線與圖1-1相同。

（3）差動電流和制動電流的計算。

1）兩側(cè)TA按“電流和〃接線方式的計算。無分支雙繞組變壓器縱差動保護，當(dāng)發(fā)電機差

動保護要求發(fā)電機比率制動縱差動保護動作特性曲線兩側(cè)TA按“電流和”接線方式（正

常運行時發(fā)電機兩側(cè)TA同名相二次電流相角差180"）時有

差動電流1=|，+力|[

制動電流in=^\ih-i\J（）

力「一變壓器高壓側(cè)TA二次電流相量

力.一變壓器低壓側(cè)TA二次電流相量

2）兩側(cè)TA按“電流差〃接線方式的計算。無分支雙線組變壓器縱差動保護,當(dāng)發(fā)電機差動

俁護要求兩側(cè)TA按“電流差”接線方式（正常運行時發(fā)電機兩側(cè)TA同名相二次電流相角

差為0°）時有

差動電流—=\i-i,\'

1.

制動電流九憶+力|0

3）發(fā)電機變壓器組或多側(cè)變壓器/〃、/心的計算。各側(cè)TA只能按“電流和〃接線方式（正

常運行時電源側(cè)和負載側(cè)同名相電流相量和的相角差為180°）計算，即

差動電流為乙二優(yōu)+九十0+…+上

制動電流為人…/〃}

式中力//，???￡一分別為變壓器各側(cè)TA二次電流歸算至根本側(cè)的電流相量

4，/2，/3…/"一分別為變壓器各側(cè)TA二次電流歸算至根本側(cè)的電流有效值

[二）整定計算

在變壓器縱差動保護的正定計算中，最關(guān)鍵的問題是不平衡電流的產(chǎn)生原因和數(shù)值大

小的計算，這與發(fā)電機縱差動保護有很大不同。

1.變壓器各側(cè)電流補償和平衡計算

⑴變壓器聯(lián)結(jié)組別和實際運行變比及變壓器兩側(cè)TA變比利接線方式設(shè)置。

變壓器容量：S…=370MVA

變壓滯聯(lián)結(jié)組別：YNdll

變壓器實際運行變比：236/20

220kV側(cè)：TA變比為1250/5,TA為完全星形YN接線方式。

ST.370000

220kV側(cè)額定二次電流計算：八，二=3.62(A)

△UH.N&A6x236x250

20kV側(cè)：TA變比為15000/5A,TA為完全星形YN接線方式。

20kV側(cè)二次額定電流計算：J二廠ST.N—=「37c(XX)_=3.56(4)

6x20x3000

(2)A廠用DGT-801型差動保護平衡系數(shù)計算。

1)DGT-801型差動保護基準(zhǔn)側(cè)。選自變壓器低壓側(cè)(或發(fā)電機中性點側(cè))，基準(zhǔn)側(cè)二次額定

電流為乙“二s里一=3.56(A)

△uL.NHTA

2)20kV廠用分支側(cè)。TA變比為15000/5,TA為完全星形YN接線方式，二次側(cè)額定電流

為3.56A。

俁護要求兩側(cè)TA為“電流和〃接線方式。

3)平衡系數(shù)計算。規(guī)定變壓器的低壓側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，即以低壓側(cè)額定二次電流為基準(zhǔn)，各側(cè)

電流互感器為完全星形接線，變壓器Y接線側(cè)的額定二次電流應(yīng)乘Q后再計算平衡系數(shù),

即變壓器高壓側(cè)繞組為YN接線時，高壓側(cè)平衡系數(shù)

nl=產(chǎn)25。=0.5678取=0.568

皿?=出lIe=KUU6x20xx3000i

變壓器低壓側(cè)繞組為d接線時，低壓側(cè)平衡系數(shù)K.F

廠用分支系數(shù)K“i

(3)B廠用WFB-800型差動保護平衡系數(shù)計算。

1)WFB-800型差動保護基準(zhǔn)側(cè)。選自變壓港高壓側(cè)，基準(zhǔn)側(cè)二次額定電流為

1=1二廠S「N-=3.62(A)

-<t.n2h.n7Q3UTTH.N〃TA

2)差動保護電流。取自主變壓器高壓側(cè)(236kV)、發(fā)電機出口(或中性點側(cè))中壓側(cè)(20kV)、

高壓廠用變壓器低壓側(cè)(6.3kV)為不同電壓的三側(cè)差動保護。

3)平衡系數(shù)。規(guī)定變壓器的高壓側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，即以高壓側(cè)額定二次電流為基準(zhǔn)，各側(cè)電流

互感器為完全星形接線，計算平衡系數(shù)時，用變壓潛Y接線側(cè)的TA額定二次電流直接計

算系數(shù)，即高壓側(cè)平衡系數(shù)K.辦T

3.62

20kV中壓側(cè)平衡系數(shù)K/山,廣hn=1.017

-356

m.n

高壓廠用變壓器6.3kV低壓側(cè)，TA變比為3000/5,完全星形YN接線方式，二次額定電流

為I_ST.N_370000

lLn6U6x6.3x600=56.5(4)

高壓廠用變壓器6.3kV低壓側(cè)平衡系數(shù)KmLJhn=3-62/56.5=0.064

2.最小動作電流達計算

發(fā)電機變壓器組及主變壓器比率制動特性的縱差動保護的特性如圖1-1所示

（1）按躲過正常最大負荷時的不平衡電流計算。DGT-801A差動保護根本側(cè)（為低壓側(cè)或

發(fā)電機中性點側(cè)）額定二次電流九=3.56A,A〃=0,母戶0,加=Kr“

(K+△〃+△"，)士也=1.5X(0.06+0+0)X3.56=0.32(A)

nTA

式中▲J,a.qp.nun變壓器比率制動縱差動保護的最小動作電流;

LN--變壓器根本側(cè)的額定電流;

n,A一■變壓器根本側(cè)電流互感器變比；

Ke,--電流互感器比誤差（10P型取0.03x2,5P型取0.01x2）；

K廠-可靠系數(shù)，取1.3-1.5；

一變壓器調(diào)壓引起的誤差（對有我調(diào)壓的變壓器取0.05；對無載調(diào)壓的變壓器在計算

時按實際運行分接頭計算時，可?。ǎ?/p>

Am--由電流互感器變比不兀配產(chǎn)生的誤差（模擬型俁護在初算時取0.05,待選定后按實

際誤差復(fù)算修正，取0）。

（2）按躲過遠區(qū)外短路時的不平衡電流計算。短路電流接近額定電流即晨“尸/7N時，

A〃=0,A/〃=0,

L.op.mmNKeJa=KrelK0PK（CKerIKJ=L5x1.5x1X0.06X

=0.135九=0.48(A)

13)按經(jīng)驗公式計算。xT。.印.mu.i=(0.5?0.6)LIt.n

由于Aw=0,Zn=0,因此有:

1)DGT-801A型，/5mh=S5=0.5x3.56=1.78(A)>2.0Ao

2)WFB-800型差動保護根本側(cè)(為主變壓器高壓僅肘額定二次電流//“=3.62A,故對

WFB-800型，//^min=0.5//n=0.5x3.62=181(A),取2.0A。

3.最小制動電流或拐點電流Xr/vs.m.in計算

取4/rr.v.mi.n二1().8?1)Lt.nT，一般取()L.8t.nJ：

DGT-801A型LTws.mi.n=0.8L/t.n=0.8x3.56=2.85('A)'取2.8A。

WFB-800型/.=0.8/=0.8x3.62=2.9(A)取2.9A。

xjY*.v.minxLn

4.制動系數(shù)斜率Kg計算

(1)最大動作電流/“計算。按躲過區(qū)外短路最大不平衡電流/"汕八叱計算，區(qū)外短

1G.N10189

路時的最大短路電流為--------=11.53(A)

<Emax353

0.16+0.14X—x3000

370

1d.op.max.reIIunb.k.man??/

~KL〔KaPKccK“+Ai"n)IK.mJnTA

=1.5x(2x1x0"。+。)幾而/%=3.5(A)

/〃.卬.in”1d.op3.5-2_Q]72

⑵制動系數(shù)斜率KM,理論計算。得K…

11.53-2.8

⑶制動系數(shù)斜率K…按經(jīng)驗公式計算。一般經(jīng)驗公式為?\,尸0.5?0.7

發(fā)電機變壓器組差動保護取K〃,二05

5.比率制動縱差動保護靈敏度計算。

發(fā)電機在未并入系統(tǒng)且主變壓器出口兩相短路時的電流為11.53A,DGT-801A型、WFB-800

型比率制動縱差動保護電流為/“,=max7，/,人J}=11.53(A)

)

，1d,.op=x7,.+1KYres1A.inin—，Jn?.v.min.=2.0+0.5(11.53—2.8)=6.36(A)

=/『.//,

2KY.res，A.ininLd.op=11.53/6.36=1.81

變壓器出口三相短路時動作電流為

I,=],+K(/v—J.)=20+0.5(11.53—2.8)=6.36(A)

4d.op4<xres<A.min<n?.v.min

6.DGT-801A型差動保護整定值

最小動作電流：.=2.0A或0.56J

>a.fjp.minX八〃

最小制動電流：■T1rex.nu.n=2.8A或0.8xJ

制動系數(shù)斜率：XKxres=0-5

差動速斷動作電流：4Ld.op.qu=14.24A

平衡系數(shù)：主變壓器低壓側(cè)K,娟=1

主變壓器高壓側(cè)：K/0568

變壓器基準(zhǔn)側(cè)額定一次電流：/=3.56A

4Ln

8.WFB-800型差動保護整定值

最小動作電流：.=2.0A

1a.fjp.min

最小制動電流：/.二2.9A

▲re.v.mm

制動系數(shù)斜率：K=0-5

xYres

差動速斷動作電流：

▲Ld.op.qu=14.5A

平衡系數(shù)：主變壓器高壓側(cè)K〃,辦二1；主變壓器20kV中壓測1或發(fā)電機中性點側(cè)）

心.『1,。2。

3、發(fā)電機定子繞組匝間短路保護整定計算

3.1發(fā)電機橫差動保護

動作量取自發(fā)電機雙星形兩中性點之間連接的零序短路互感器TAO二次側(cè)短路，構(gòu)成

零序橫差動保護，課反響發(fā)電機定子繞組同一分支的匝間短路、同相不同分支間短路、不

同相分支相間短路以及分支開焊保護。

3.1.1.動作判據(jù)

當(dāng)發(fā)電機定子繞組匝間短路時，橫差動保護出現(xiàn)零序差動電流乙，當(dāng)滿足下式時橫差

動保護動作心”八…

式中//一發(fā)電機橫差動保護的差動電流；

],，?…發(fā)電機橫差動保護動作電流整定值；

，d.op.set

3.1.2整定計算

①橫差動保護電流互感器TAO變比的計算。按經(jīng)驗公式為

T11322

?0,.25=0.25x-i-^±±=566選用600x5/5,HP3000/5<>

，WAUJC

17X0.〃°

式中〃.小0—橫差動保護用電流互感器變比；

發(fā)電機額定電流；

橫差動保護用電流互感器額定二次電流，一般為5A。

LTAO.n

②橫差動保護動作電流計算。按躲過區(qū)外短路時最大不平衡電流，一般用經(jīng)驗公式計算為

11322

乙2=92~0.3〕兒“/%。=（0.2?0.3）x/=3.77?5.66（A）

取/W=5A。

③橫差動保護動作時間乙％”,計算。正常運行整定值取乙心,「0s。

3.2發(fā)電機縱向基波零序過電壓保護

當(dāng)發(fā)電機無法分別引出雙星形的中性點時，就無法采用原理比擬成熟的單元件高靈敏

橫差動保護，當(dāng)發(fā)電機定子澆組同分支匝間、同相不同分支間短路或分支開焊以及不同相

分支間相間短路時，會出現(xiàn)縱向零序電壓，目前采用較多的是動作量取自機端專用電壓互

感器（該電壓互感器的中性點與發(fā)動機中性點相連，單不接地）開口三角繞組縱向零序電

壓，當(dāng)其值大于整定值時保護就動作。

3.2.1動作判據(jù)

靈敏段動作判據(jù)

①三次諧波電壓比率制動型保護。

區(qū)外短路出現(xiàn)較大三次諧波電壓時，利用三次諧波電壓比率制動基波零序過電壓保護的

動作判據(jù)，即

當(dāng)時3UJ3HM

當(dāng)3。3/3。3四時3。。忖3。。1「30。"取.（3。3「3。3叱）/

式中30（“----縱向3倍基波零序電壓；

3771）1---縱向3倍基波零序動作電壓；

3。（兒皿一■靈敏段縱向3倍基波零序動作電壓整定值；

K、一-三次諧波電壓制動系數(shù)斜率，一般取0.3?0.5；

377,--3倍三次諧波電壓整定值；

303“--區(qū)外短路時縱向零序電壓中的3倍三次諧波分量。

②次靈敏段或高定值動作判據(jù)

動作判據(jù)為3s23。…

式中3。。"?一次靈敏段3倍基波零序動作電壓（高定值）整定值。

③負序功率方向閉鎖縱向基波零序過電壓保護動作判據(jù)

為防止縱向基波零序過電壓保護在區(qū)外短路誤動作，裝置內(nèi)設(shè)置負序方向閉鎖元件P?、

P1,當(dāng)區(qū)外不對稱短路時，負序功率流向發(fā)電機，負序功率方向閉鎖元件尸?動作閉鎖縱

向基波冬序過電壓保護；當(dāng)發(fā)電機定子繞組匝間短路時，負序功率流向系統(tǒng)，負序功率方

向閉鎖兀件尸\動作后開發(fā)〔解除閉鎖)縱向基波零序過電壓保護，有縱向基波零序過電

壓保護出口動作。

④專用電壓互感器TV一次斷線閉鎖判據(jù)

比擬專用TV和測量TV相間電壓差組成的電壓不平衡保護，當(dāng)專用TV一次側(cè)斷線時,

TV一次斷線不平衡保護動作，閉鎖縱向基波零序過電壓保護，并發(fā)報警信號。

3.2.2整定計算

DGT-801A型保護

①靈敏段動作電壓整定值計算。按躲過正常運行時最大縱向基波不平衡電壓計算。

1)3rM=K311、，=2x0.95=1.9(A)取=2V

。0l.se，1>.relC_/maxv7UOLser

式中K廠一可靠系數(shù)，取1-5-2；

?一正常運行時最大縱向3倍基波零序不平衡電壓的實測值。

01.//w.max

2)三次諧波電壓制動系數(shù)斜率為KM",=0-5

3)三次諧波電壓整定值為=(0.8-1)*30、取°、=3JJ、=2V

Vz3a).sei/33.max~iaj.setO3/v.max

②次靈敏段3倍基波零序動作電壓整定值300"皿，按躲過區(qū)外短路時的最大縱向不平衡

基波零序電壓計算，即3a.JK.3a…

由于一般難于實測區(qū)外短路時的最大縱向不平衡基波零序電壓，一般只能取

201.1L

3?！?之K3UW=5~I0V取3心“6V

式中K廠一可靠系數(shù)，可取2~2.5；

--區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大3倍縱向不平衡基波零序電壓。

。AOI.max

③動作時間整定才，為t尸0.2s。

④專用TV斷線閉鎖整定計算

應(yīng)按躲過正常運行時專用TV和測量TV之間的電壓差計算，兩組TV正常電壓差(不平衡

電壓)一般不超過5V,于是有

U…二K陋△U~8V

式中u”小―一TV不平衡動作電壓整定值；

K,一…可靠系數(shù)，可取1.5-2；

rel

△U,--正常運行時兩組TV最大不平衡電壓值。

Ow/2^.max

⑤位序逆功率指向整定

當(dāng)區(qū)外不對稱短路時，負序逆功率流向發(fā)動機，負序逆功率繼電器K2動作閉鎖指向基

波零序過電壓保護；當(dāng)發(fā)動機定子繞組之間短路口寸，負序功率流向系統(tǒng)，負序逆功率繼電

器K2,動作后開放（解除閉鎖）指向基波零序過電壓保護，由縱向基波零序過電壓保護出

口動作。

4.發(fā)電機定子繞組單相接地保護整定

我國發(fā)動機中性點主要有以下三種接地方式：

（1）不接地或經(jīng)單相電源互感器接地方式。

（2）經(jīng)消弧線圈欠補償接地方式。補償后的剩余電流（容性）小于允許電流值。

（3）經(jīng)專用配電變壓器高阻接地方式。單相接地電流大于VI（3/,）,一般情況均大

于允許值，此時單相接地保護應(yīng)帶延時作用于跳閘。

大型發(fā)電機的中性點為后兩種接地方式，第一種接地方式僅用于中小型發(fā)電機組。

4.1動作判據(jù)

4.1.1基波零序過電壓保護動作判據(jù)

保護動作量30。可取自發(fā)電機中性點電壓互感器、中性點接地變壓器的二次側(cè)或機端

三相電壓互感器TV（中性點接地）開口三角形繞組（此時該保護應(yīng)加裝TV一次側(cè)斷線閉

鎖裝置

①動作量取自機端TV開口三角形繞組時，動作判據(jù)為

3伍?30（.

式中----發(fā)電機內(nèi)部單相接地時TV開口三角繞組的3倍基波零序電壓；

皿一一3倍基波零序過電壓保護動作整定值。

②動作量取自發(fā)電機中性點電壓互感器或中性點接地變壓器二次側(cè)電壓時，動作判據(jù)為

式中Uo1——發(fā)電機內(nèi)部單相接地時中性點基波零序電壓：

Uz--一基波零序過電壓架護動作整定值。

L/01.se/

4.1.2三次諧波電壓定子單相接地保護動作判據(jù)

大型發(fā)電機變壓器組應(yīng)裝設(shè)100%保護范圍的定子單相接地保護，采用靠近機端90%保

護范圍的基波零序過電壓保護和靠近發(fā)電機中性點25%以上的三次諧波電壓定子單相接地

俁護，組成100%保護范圍的定子單相接地保護。三次諧波電壓定子單相接地保護有兩種動

作判據(jù)。

①第一類三次諧波單相接地保護。

用機端和機尾三次諧波電壓比構(gòu)成動作判據(jù)，即旦』,K=K

y.TJJLxreI4、cp.set

\U3wv|U3（?.N

式中，人T—取自機端IV開口三角繞組機端三次諧波電壓；

V--取自發(fā)電機中性點接地TV或機端變壓器二次側(cè)的機尾三次諧波

電壓；

Kq,"—機端三次諧波電壓與機尾三次諧波電壓動作比的整定值；

K廠一可靠系數(shù)，一般取1.27.5；

K---發(fā)電機在各種工況時，實測機端三次諧波電壓與機尾三次諧波電

壓最大比值。

由于該判據(jù)原理簡單，所以用的較多。

②第二類三次諧波單相接地保護。

用機端和機尾三次諧波電壓復(fù)式比構(gòu)成動作判據(jù)，該類單相接地保護為差動型，其優(yōu)點

是同時反映機端單相接地故障。動作判據(jù)為區(qū)哈KK"』

^\U30.N

式中1tL.「龍心」一動作分■

PTJ.a----制動分量；

K.——動作分量調(diào)整系數(shù).使發(fā)動機正常運行時動作分

量最?。?/p>

￡---制動分量調(diào)整系數(shù)，使制動分量在正常運行時恒

大于動作分量。

三次諧波電壓定子單相接地保護均作用于信號。

4.2整定計算

DGT-801A>WFB-800.RCS-985型發(fā)動機定子單相接地保護整定計算根本相同。

4.2.1基波零序過電壓整定

基波零序過電壓動作整定值一般取5%~10%額定電壓。

①動作量取自機端三相TV開口三角形繞組單相接地保護，機端三相TV變比為

”1()()100

3/7nII,=(0.05~0.1)TJ=[0.05^0.1)x100=5"10V

。O.op.set2X.relu/j/xmax2g.n

式中K/一可靠系數(shù)，一般取L5~2；

rel

3v0-z///1./>.max一一正常時實測開口三角形基波最大不平衡電壓；

一一發(fā)電機額定二次電壓。

ugm

整定取3。G。.op.sei,=10Vo接于機端三相TV開口三角形繞組的單相接地保護，必須經(jīng)TV一

次斷線不平衡保護閉鎖。

②動作量取自發(fā)電機中性點接地變壓器二次側(cè)單相接地保護

動作量取自發(fā)電機中性點接地變壓器二次側(cè)時，A、B廠發(fā)電機中性點地變壓器變比為

〃二?力\,二20000/190,基波零序過電壓整定值為

"八V3xl10

Uopw=(0.05"0.1)UtJ導(dǎo)(0.05~0.1)x190/百=5.5~11V

取O.op.xet

式中-。u。.op.set，一一基波零序過電壓整定值；

。ut.n一一接地變壓器二次額定電壓；

③動作時間整定值^^計算

動作時間整定值按躲過區(qū)外單相接地短路計算，動作時間應(yīng)比線路接地后備保護時間高

At計算。即

<t<O.op.sef=CtO.op.max+At

式中一一線路接地后備保護最大動作時間；

“LO.op.sett

At------時間級差，一般取0.5s。

線路接地后備保護最大動作時間啟⑺皿丁A廠為4.5s：B廠為3.95。時間級差41取0.55“人。

因此動作時間整定值為

廠

ACfO.op.sef-t〃O.〃p.inax+At=4.5+0.5=5s

B「Ct,O、.op.set=r〃O.op.max+At=3.9+0.5=4.4s

A、B廠中性點經(jīng)高阻接地的發(fā)電機，其基波零序過電壓保護動作于跳閘停機。

4.2.2三次諧波電壓定子單相接地保護整定計算

①WFB-800型和RCS-985型單相接地保護

WFB-800型和RCS-985型采用第一類動作判據(jù)三次諧波電壓定子單相接地保擰，三次諧

波動作比整定值為=K%7?K

K二307

U33.N

式5K”,--可靠系數(shù)，一般取L5-2；

K--發(fā)電機在各種工況時，實測機端三次諧波電壓與機尾三次諧波

電壓最大比值。

不同的發(fā)電機有完全不同的K值，可大于1也可小于1,在某廠兩臺QFSN2-300型

300MW發(fā)電機組，在額定工況下測得三次諧波電壓比方下：

1號機°&=2.294V/2.765V=0.83;2號機幺臣二2.659V/3.188V=0.34

U3<?.NU3a）.N

發(fā)電機在小負荷時（接近空載時）測得的三次諧波電壓比方下：

1號機"3”=0.718V/0.918V=0.78;2號機=0.845V/1.065V=0.788

U31?,NU33.N

實際整定時取Kw二L2。

②DGT-801A型三次諧波電壓定子單相接地保護

DG『801A型三次諧波電壓定子單相接地保護，動作判據(jù)為也叫反入J21,整定

^\U30.N

值取

③動作時間整定值

動作時間整定值取小=3s,動作于信號。

5.發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護整定計算

5.1動作判據(jù)

5.1.1動作判據(jù)

①轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護。在發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組疊加直流電壓，經(jīng)先后兩次測量不同附加電

阻式轉(zhuǎn)子對地電流值，通過內(nèi)部軟件計算轉(zhuǎn)子回路接電電阻火,原理的動作判據(jù)為

當(dāng)&的“、持續(xù)時間/九…時動作發(fā)信號]

當(dāng)R?R-、持續(xù)時間t之為初"時動作發(fā)信號或跳閘J

式中R.一一發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻；

JRLVgi.,se/z一一轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護I段動作電阻整定值；

R,,----轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護II段動作電阻整定值；

“A\op.sei,----轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護I段動作時間整定值：

〃力Zop.set,一一轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護II段動作時間整定值。

②轉(zhuǎn)子繞組兩點接地保護。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護動作后，自動投入轉(zhuǎn)子繞組兩點接地

俁護。動作判據(jù)為

R,<轉(zhuǎn)子一點接地保護動作整定值

2<z>2>2<o.op.set>

U2(o2>U2<yl)

式中―一發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻；

U、1、一一發(fā)電機定子電壓二次側(cè)正序分量和負序分量；

vz2(t)\22w2

u、,一一二次諧波電壓動作整定值。

ULM.op.set

5.2整定計算

5.2.1發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護整定計算

①轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護I段動作電阻整定值Rg,“為

品./8~10KQ取凡3=10KC。

轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護I段動作時間整定值九如也為

力即融二2飛s取九…「5s,動作于信號。

②轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護II段動作電阻整定值為

轉(zhuǎn)子繞組一點接地保護n段動作時間整定值為

，「2?6s取乙「5s,動作于信號。

“Zopjiel》^,op.aet

5.2.2發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組兩點接地保護整定計算

①發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組兩點接地保護

此保護接于發(fā)電機出口TV相電壓，一次諧波電壓動作整定值"、，按躲過發(fā)電機正

V-/2a).op.sei

常運行和區(qū)外各種類型的短路計算，因短路情況下實測最大二次諧波負序電壓有困難，所

以按躲過發(fā)電機額定工況時機端測得的最大二次諧波負序電壓計算。二次諧波電壓動作整

定值為

可取0,=iv

2（t）.op.set-relC/2ft,2,max。2<o.opset

式中K“…可靠系數(shù)，取L5?2；

仇啟山一發(fā)電機正常額定工況時機端測得的最大二次諧波負序電壓。

②動作時間

轉(zhuǎn)子繞組兩點接地保護劭作時間整定值為

t:0.5~ls?。?ls,動作于信號。

6.發(fā)電機定子繞組過電流保護整定

對于發(fā)電機因定子繞組過負荷或區(qū)外短路引起定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)定子繞組三相

過電流保護，由定時限和反時限兩局部組成。

6.1動作判據(jù)

發(fā)電機定子繞組過電流保護的動作特性曲線如下圖，動作特性曲線由三局部組成，圖

中曲線1的ABF為定時限過電流保護動作特性，曲線2的CD為反時限過電流動作特性，DEII

為反時限上限（高定值）動作區(qū)。對應(yīng)的動作判據(jù)由如下三局部組成。

6.1.1定時限過電流保護

如圖中曲線1的ABF段所示，假設(shè)滿足下式那么動作后發(fā)信號

式中發(fā)電機定子繞組中性點側(cè)TA二次電流；

/二一定時限過電流保護動作電流整定值；

t-一發(fā)電機定子電流滿足動作條件作用持續(xù)時間；

f一一定時限過電流動作時間整定值。

V叩.$

6.1.2反時限過電流保護

①反時限動作判據(jù)。圖中曲線2的CD段為反時限局部，當(dāng)//<T</時，假設(shè)滿

Xop.dmvJLgLop.ttp

足下式那么動作后跳閘（/；2_KJ心NKheal

式中發(fā)電機定子最大相電流相對值（以發(fā)電機定子額定二次電流為基準(zhǔn)）；

K1—發(fā)電機允許發(fā)熱時間常數(shù)；

Ivhe.3

I1---反時限過電流保護下限動作電流（最小動作電流）；

K2--散熱時間常數(shù)，數(shù)值上等于發(fā)電機額定電流相對值。

②反時限上限動作判據(jù)。如圖曲線2的DEH段所示，此時有

式中t一一電流超過上限動作電流的作用時間；

--上限動作時間整定值。

反時限過電流保護動作于跳閘。

6.2整定計算

整定的保護裝置的基準(zhǔn)電流為發(fā)電機額定電流。

6.2.1定時限過電流(過負荷)保護

①動作電流整定值為

I=KIIK

，op.ssetXX.rel>g.nJL\^re=1.05x3.4/0.95=3.8(A)

式中K廠一可靠系數(shù)，一般取1.05?1.1；

返回系數(shù)，微機保護取0.95；

②動作時間整定值為

t-t

&"〃?】.max+At=4.5+0.5=5s

式中-一線路后備保護動作時間最大整定值；

t^op.l.max

At--時間級差,一般取0.5s。

定時限過電流保護動作于信號。

6.2.2反時限過電流保護

①下限動作電流整定值/〃,加,計算

按與定時限過電流保護動作電流配合計算，即

▲Iop.dfow=1KVrel▲Iop.x.xet=1.05x3.8=4(A)

②下限動作時間整定值九，計算

t=K1./(廠/2~K.2

XX.he.al.set.<op.dow±\.2.set)=41.5/(1.16—l)=120s

發(fā)電機定子反時限過電流保護卜限動作電流相對值為

4「op.d,ow=4/3.4=1.16

發(fā)電機散熱時間常數(shù)K“「l，發(fā)熱時間常數(shù)整定值K丘':K/〃’=41.5S

③反時限保護動作計算

t?phe.al.set”—KG

俁護裝置動作時間由保護自動計算，即

片K-/(/；2—KzJ4L5/(/；2—DS

@上限動作電流整定值/“叩計算

上限動作電流按躲過高母線最大短路電流計算，

I=K

1op.up>vrel，Jl.max/nfl^7TA=1.3x11.53=15(A)

⑤上限的時間整定值/儼叩計算

上限動作時間與線路保護第一段時間(快速保護動作時間)配合計算,

取〃1op.up=0.4s

7.發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護整定

發(fā)電機不管何種原因產(chǎn)生負序過電流時，當(dāng)負序電流相對值/；平方與作用時間t（s）之

乘積的積分值到達一定數(shù)值」寸，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子表層將過熱，有時可能嚴重?zé)龘p發(fā)電機轉(zhuǎn)子,

為此應(yīng)裝設(shè)發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護（負序過電流保護）。

7.1動作判據(jù)

發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護的動作特性曲線如下圖，圖中動作特性曲線由三局部

組成，圖中曲線1的ABF為定時限負序過負荷保護的動作特性，曲線2的CD為反時限負序

過負荷的動作特性，DEH為負序過負荷上限（高值）動作區(qū)，對應(yīng)的動作判據(jù)由如下三局

部組成。

7.1.1定時限負序過負荷保護

圖中曲線的ABF段為上限動作特性，當(dāng)滿足下式時，保護動作后發(fā)信號

式中12一一發(fā)電機定子繞組的負序電流二次值；

▲L2.op.S一--發(fā)電機定時限轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護動作電流整定值；

t一一發(fā)電機定時限轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護滿足動作條件的持續(xù)時

問；

f,一一發(fā)電機定時限轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護動作時間整定值。

7.2.2負序反時限過負荷保護

①負序反時限動作判據(jù)。

圖中CD段為負序反時限動作特性曲線，當(dāng)<人2.op.,dcw</L,2<X72.opdtp時，假設(shè)滿足下式，那

么負序反時限保護動作

（/7一NA

式中/；--發(fā)電機定子負序電流的相對值（以發(fā)電機額定二次電流為基準(zhǔn)）；

A--發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層允許負序電流發(fā)熱時間常數(shù)：

心儼面二一發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護反時限下限動作電流；

人"卬-一發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護反時限上限動作電流；

/；「---發(fā)電機長期連續(xù)運行允許的負序電流相對值（以發(fā)電機額定二次

電流為基準(zhǔn)〕；

/----負序電流反時限動作時間。

②負序反時限上限動作判據(jù)。

圖中DEH段為上限動作特性曲線，假設(shè)滿足下式，那么保護動作

t>，fl.op.up

式中t——負序電流超過上限動作電流的持續(xù)作用時間；

右A2.op.up----上限動作時間。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層負序反時限過負荷動作于全停。

7.2整定計算

7.2.1定時限負序過負荷保護

①定時限負序動作電流整定值人仆的計算。按躲過發(fā)電機長期連續(xù)運行允許的負序電流

計算，即

1=K—1=1.05x—x3.4=0.3(A)

2.op.s向K095

式中K廠一可靠系數(shù)，一般取1.05；

-返回系數(shù)(微機保護一般取0.95)；

1I?一發(fā)電機額定二次電流。

②負序定時限動作時間整定值計算。

按與線路后備保護最大動作時間配合計算，即

人=/,+Ar=4.5+0.5=5s

式中。八2.op.s一一轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護定時限動作時間整定值；

t,一一線路后備保護動作時間最大整定值；

“2P?l.max

M——時間級差，一般取0.5s。

俁護動作于信號。

7.2.2反時限過負荷保護

①下限動作電流值動作八.皿加.計算

1)按與定時限負序過電流俁護動作電流配合計算，即

，T2.op.“dow=JKL、rd，LZ.op.s=1.05x0.3=0.315(A)

2)按下限負序動作時間為1900s計算，即

I,2=J—+0.082x3.4=0.408(/l)

?而卬'loo。，2.8山03G

取，八2.op.，aow=0.36A,，T2.o/).,aow*=0.106。

②發(fā)電機負序電流發(fā)熱時間常數(shù)整定值計算

發(fā)電機負序電流發(fā)熱時間常數(shù)整定值應(yīng)根據(jù)制造廠提供的負序電流發(fā)熱時間常數(shù)A值

計算，一般取

A-(°?9~DA

提供的A=8,可得AseJ—Z8s,取A陽=7s。

③下限動作時間，2m.計算

7

l.op.dow—,=1447(5)

2"2T2

-r~().106-0.08

2.op.dow42s

取心.印.而卬二1000s。

④負序過電流反時限動作時間

%=A/(//一/；丁)=7/(/；2—0.0064)

⑤上限動作電流整定值，/,2.dp.wp計算

按躲過高壓母線兩相短路時的最大負序電流計算，得

I=k__________/G.N___________

L2.op.uprel/H、

K.X”+X2+2XJ%

34

13x__________________________=734(4)

=(0.16+0.173+2x0.135)x3000

式中Krel廠--可靠系數(shù)，一般取13

X：、X2■…發(fā)電機的次暫態(tài)電抗(飽和值)及負序電抗(飽和值)相對值；

Xr-一變壓器阻抗歸算至發(fā)電機額定容量的相對值；

〃八一一發(fā)電機電流互感器變比。

取T=7.5Ao

4l.op.up

(§)上限動作時間整定值右卬叩計算

按與線路保護第一段時間(快速保護動作時間)配合，即

〃人2.op.up=0.3~0.4s,取<,九Z.op.up=0.4so

8.發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組勵磁過電流保護整定計算

現(xiàn)代大型發(fā)電機組的自動勵磁調(diào)節(jié)器和繼電保護裝置中同時設(shè)置發(fā)電機裝置繞組過電

流保護，自動勵磁調(diào)節(jié)器有轉(zhuǎn)子繞組過電流限制和保護兩種功能。接地保護裝置設(shè)置發(fā)電

機轉(zhuǎn)子繞組過電流保護，動作后作用于跳閘停機。

8.1動作判據(jù)

根據(jù)不同方式的勵磁系統(tǒng)，發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組勵磁過電流保護有四種不同方式的動作量。

(1)直接反映發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組電流/川并取自轉(zhuǎn)子繞組電流分流器輸出電壓UwGV)

的動作量。

(2)間接反映發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組電流并取自主勵磁電流分流器輸出電壓°你,(01丫)的動作

量。由于。怏和轉(zhuǎn)子繞組電流/川根本上是線性關(guān)系，因此旋轉(zhuǎn)整流勵磁系統(tǒng)只能取主勵

磁機勵磁繞組電流分流器的輸出電壓0恢(mV)為動作量。

(3)間接反映發(fā)動機轉(zhuǎn)子繞組電流并取自主勵磁機交流側(cè)TA二次電流有效值的動作量

/“。由于乙。和轉(zhuǎn)子繞組電流/〃具有線性關(guān)系，即/,「長3中/”/〃以(式中長沙為三相

橋式整流系數(shù)的倒數(shù)，理論值為0.816,實際就是時應(yīng)以發(fā)動機在額定運行時的實測值為

準(zhǔn)進行修正，〃工,為TA的變比)。

(4)間接反映發(fā)動機轉(zhuǎn)子繞組電流并取自AVR交流側(cè)TA二次電流瞬時值的動作量。AVR

交流側(cè)TA二次電流瞬時值經(jīng)微機軟件就是能準(zhǔn)確反映發(fā)動機轉(zhuǎn)子繞組電流/燈的動作量。

以上四種不同方式的動作量，第一種方式的動作量最為直接、簡單，但在現(xiàn)場調(diào)試時

應(yīng)對分流器至保護裝置測量電纜電壓降進行補償。而其他三種方式的動作量都是間接反映

發(fā)動機轉(zhuǎn)子繞組電流，在整定計算時都應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試時的實測數(shù)據(jù)進行修正計算。以上

四種不同方式的動作量的勵磁過電流保護的動作特性和動作判據(jù)根本相同，以下僅表達取

自轉(zhuǎn)子繞組電流分流器輸出電壓。做為動作量的勵磁過電流保護動作特性和動作判據(jù)，勵

磁過電流保護的動作特性曲線如下圖。

圖中動作特性曲線由三局部組成，圖中曲線1的ABF為定時限過電流保護的動作特性,

由線2的CD為反時限過電流的動作特性，DEH為過電流上限(高值)動作區(qū)。發(fā)電機轉(zhuǎn)子

繞組過電流保護動作特性曲線對應(yīng)的動作判據(jù)由如下三局部組成。動作量取自發(fā)電機轉(zhuǎn)子

電流分流器電壓U,〃的動作判據(jù)如下。

8.1.1定時限過電流保護

曲線1的ABF為定時限過電流保護的動作區(qū)，動作判據(jù)為

t-top.s

式中Ulfd―一發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組勵磁電流為時分流器的電壓(mV)；

Uv"―一定時限過電流保護動作時發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流分流器的電壓(mV)；

t一一反時限過電流保護動作時間。

〃op.s

定時限過電流保護動作后發(fā)信號。

8.1.2反時限過電流保護

曲線2的CD為反時限過電流的動作特性曲線，動作判據(jù)為

明—輸

Ulfd~UIfd^UIfd.n

式中Uh，一一反時限過電流保護下限動作時分流器輸出電壓（mV）；

反時限過電流保護上限（最大）動作時分流器電壓（mV）;

一—發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組電流分流器的輸出電壓相對值；

U!filn一一發(fā)電機轉(zhuǎn)子額定電流時分流器的輸出電壓（mV）；

Ki-一發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組額定電流為基準(zhǔn)時的發(fā)熱時間常數(shù)整定

set

值（s）；

K，廣一發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組額定電流為基準(zhǔn)時的散熱時間常數(shù)整定

1V2^ef

值（s）;

t——發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組電流分流器的輸出電壓大于動作值的持續(xù)

時間（3）。

8.1.3反時限過電流上限動作判據(jù)

圖中曲線2的DEH為反時限上限動作特性曲線，動作判據(jù)為

式中U--反時限過電流保護上限（最大）動作時分流器電壓（mV）；

V/ltdl.opMp

t―一反時限過電流保護上限（最小）動作時間（s）。

&f）p.up

反時限過電流保護動作于跳閘。

8.2整定計算

靜止整流勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機，可在發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組勵磁過電流保護。

其