《抽水蓄能电站发电电动机变压器组继电保护整定计算技术规范》

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中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXXX—XXXX

抽水蓄能电站发电电动机变压器组继

电保护整定计算技术规范

Technicalspecificationofcalculatingsettingsofrelayprotectionfor

generator-motorandtransformerunitofpumpedstoragepowerplant

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（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布

XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

DL/T…—2020

前言

本文件按照GB/T1.1一2020给出的规则起草。

本文件由中国电力企业联合会标准化管理中心提出。

本文件由电力行业继电保护标准化技术委员会归口。

本文件的起草单位：

本文件主要起草人：

本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条

1号，100761）。

II

DL/T…—2020

抽水蓄能发电电动机变压器组继电保护整定计算规范

1范围

本文件规定了抽水蓄能发电电动机、主变压器、励磁变压器继电保护的整定计算原则和方法，作为

科研、设计、制造、调试和运行等部门整定计算的依据。

本文件适用于单机容量为150MW及以上、机端装设断路器和换相开关的抽水蓄能发电电动机变压

器组继电保护的整定计算，单机容量150MW以下或其他主接线方式的抽水蓄能发电电动机变压器组可

参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2900.1电工术语基本术语

GB/T2900.17电工术语量度继电器

GB/T2900.49电工术语电力系统保护

GB/T2900.95电工术语变压器、调压器和电抗器

GB/T7894-2009水轮发电机基本技术条件

GB/T20834发电电动机基本技术条件

GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T32898抽水蓄能发电电动机变压器组继电保护配置导则

GB/T36550抽水蓄能电站基本名词术语

DL/T1309大型发电机组涉网保护技术规范

3术语和定义

GB/T2900.1、GB/T2900.17、GB/T2900.49、GB/T2900.95、GB/T32898、GB/T36550确立的以及

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

抽水蓄能电站pumpedstoragepowerstation

能向上水库抽水蓄能的水电站，一般用于电网的调峰、调频、调相及事故备用。

3.2

发电电动机generator-motor

既可作发电机发电又可作电动机带动水泵抽水的同步电机，用于抽水蓄能电站。

3.3

运行工况operatingmode

机组的运行状态，包括停机、发电、发电调相、抽水、抽水调相等五类稳态工况，中转停机及旋转

备用等两类过渡工况，以及线路充电、黑启动、拖动等三类暂态工况。

3.4

1

DL/T…—2020

静止变频启动staticfrequencyconverterstartup

利用静止变频装置通过启动回路驱动机组以抽水方向启动的启动方式。

3.5

背靠背启动backtobackstartup

一台机组以拖动工况启动，通过启动回路驱动另一台机组以抽水方向启动的同步启动方式。

3.6

电气制动electricbraking

机组在正常和非电气故障停机时合上机端短路开关并施加励磁，产生电磁制动力矩加速停机的过程。

3.7

低功率保护underpowerprotection

反应机组抽水工况运行时吸收有功功率过低的保护。

3.8

电压相序保护voltagephasesequenceprotection

反应机组启动过程中电压相序与机组旋转方向不一致的保护。

3.9

低频过流保护underfrequencyover-currentprotection

反应机组启动过程中和电气制动时定子绕组及其引出线相间故障的保护。

3.10

电流不平衡保护currentunbalanceprotection

反应电气制动时定子绕组端头短接（电气制动短路开关）接触不良故障。

3.11

平衡系数balancecoefficient

在基准侧额定容量下，基准侧电流与构成纵差保护的各侧额定电流二次值之比。

4总则

4.1发电电动机变压器组继电保护整定计算的主要任务是：在工程设计阶段保护装置选型时，通过整

定计算，确定保护装置的技术规范；对现场实际应用的保护装置，通过整定计算，确定其运行参数(给

出定值)。从而使继电保护装置正确地发挥作用，保障电气设备的安全，维持电力系统的稳定运行。

4.2发电电动机变压器组保护包括发电电动机保护、主变压器保护以及励磁变压器保护，具体配置参

见附录A。其中，部分保护定值需根据发电电动机变压器组运行状况实测参数整定，具体参见附录B；

部分保护定值还与电网或电站内其余设备有配合关系，具体参见附录C。

4.3继电保护应满足可靠性、选择性、速动性及灵敏性的基本要求，正确而合理的整定计算是实现上

述要求的关键。

4.4整定计算应遵循动作值和动作时限逐级配合的原则。

4.5继电保护技术性能应与本文件中提出的具体规定和要求相符合。

4.6本文件依据GB/T32898所规定的保护原理分类编制，整定计算方法适用于国内外通用的主要保护

原理，本文件所列原理之外的保护，其整定计算方法可参考制造厂家技术说明书。

2

DL/T…—2020

4.7与运行方式有关的继电保护的整定计算，应以常见运行方式为计算用运行方式。常见运行方式是

指正常运行方式和被保护设备相邻一回线或一个元件停运的正常检修方式。对于运行方式变化较大的系

统，应根据具体情况确定整定计算所依据的运行方式。

4.8电流定值应高于微机保护的最小采样精度，对于保护级电流互感器不应低于0.05In（In为电流互

感器二次额定电流，如1A或5A）。

4.9根据GB/T14285的规定，按照故障和异常运行方式性质的不同以及发电电动机调节系统的条件，

本文件所列各项保护分别动作于：

a）停机：断开发电电动机出口断路器、灭磁、启动电气事故停机流程，静止变频启动时跳静止变

频器，背靠背启动时跳背靠背机组。

b）全停：断开主变压器各侧断路器并启动高压侧断路器失灵，机组停机（断开发电电动机出口断

路器、灭磁、启动事故停机流程，静止变频启动时跳静止变频器，背靠背启动时跳背靠背机组），

跳联合单元接线的相邻机组。

c）程序跳闸：监控系统首先将导水叶关到空载位置，再跳开发电电动机出口断路器并灭磁。

d）缩小故障影响范围：断开预定的其他断路器，如主变高压侧联络断路器。

e）发信：发出报警信号。

4.10变压器保护各侧TA变比不宜使平衡系数大于10或小于0.1，各类双断路器接线两个支路TA变

比和特性应一致。

4.11保护定值应适应发电电动机变压器组不同运行工况及各种工况转换过程等情况，保护闭锁不应采

用改变保护定值方式实现。

4.12电流互感器二次回路断线时不应闭锁发电电动机、主变压器、励磁变压器纵差保护。

4.13发电电动机励磁系统参数设置应与失磁保护、励磁绕组过负荷保护、过励磁保护、电动机低电压

保护等定值相配合，满足DL/T1309要求。

4.14发电电动机变压器组保护定值整定应与机组设备的设计能力相适应，避免因继电保护原因制约机

组发挥其设计的耐受能力。

4.15发电电动机变压器组保护定值整定应与机组设备性能相配合，并应与电网相协调，保证其性能满

足电网稳定运行的要求。

4.16除特殊说明外，本文件列出的计算公式，无论用有名值或标幺值进行计算，其计算结果(电流、

电压、阻抗等)应以二次侧有名值的形式给出。附录D给出了发电电动机变压器组继电保护整定计算有

关文字符号说明。

5发电电动机保护整定计算

5.1差动保护

5.1.1比率制动式完全纵差保护

反应定子绕组及其引出线的相间短路故障。

保护闭锁逻辑：差动范围包含电气制动短路开关的应在电气制动时闭锁，差动范围包含被拖动隔离

开关的应在静止变频器启动和背靠背启动时闭锁，差动范围包含拖动隔离开关的应在拖动工况时闭锁。

5.1.1.1基本原理

.

图1(a)所示为发电电动机完全纵差保护接线，I为流出发电电动机的机端电流（相应的TA二次

....Ⅱ

侧三相电流为I、I、I），I为从中性点N流入发电电动机的中性点电流（相应的TA二次侧三

.Ⅱa.Ⅱb.ⅡcⅠ

相电流为IⅠa、IⅠb、IⅠc)。当TA的变比为na时，流入纵差保护差回路的动作电流Iop、纵差保护的

制动电流Ires分别为：

3

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1⋅⋅

I=IΙ−IΙΙ

opn

a

⋅⋅（1）

+

IΙIΙΙ

=1

Ires

na2

.

.

IΙΙna

IΙΙc

Iop

.

IΙΙb

.

IΙΙa

Ii

.α

n.

IΙa

IΙcIs

.

IΙb

.I

IΙaItres

（a）纵差保护接线（b）比率制动特性

图1发电电动机纵差保护接线及其比率制动特性

5.1.1.2制动特性与动作方程

图1（b）所示为发电电动机纵差保护的比率制动特性，其中Is为最小动作电流，It为拐点电流，

S为比率制动特性斜率（S=tanα）。制动特性上方为动作区、下方为制动区（也称不动作区），图1

（b）中Ii为差动速断动作电流。制动特性用动作方程来描述时，动作区的表示式为

≥≤

IopIs(IresIt时)

（2）

≥+−>时

IopIsS(IresIt)(IresIt)

比率制动特性要整定的参数是Is、It、S。

5.1.1.3整定计算

a）计算发电电动机二次额定电流。发电电动机的一次额定电流IGN、二次额定电流Ign的表示式为

P

I=N

GN3Ucosϕ

N（3）

=IGN

Ign

na

式中：

PN——发电电动机的额定功率，MW；

发电电动机的额定线电压，；

UN——kV

4

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cosϕ——发电电动机的额定功率因数；

na——发电电动机TA变比。

b）确定最小动作电流Is。按躲过正常发电电动机额定负载时的最大不平衡电流整定，即：

≥+Δ

IsKrel(Kerm)Ign（4）

式中：

Krel——可靠系数，取1.5～2.0；

Ker——TA综合误差，取0.1；

Δm——装置通道调整误差引起的不平衡电流系数，可取0.02。

=≥

当取Krel2时，得Is0.24Ign。

Is宜取(0.2~0.3)Ign。

c）确定拐点电流It。拐点电流取

=

It(0.7~1.0)Ign（5）

d）确定制动特性斜率S。按区外短路故障最大穿越性短路电流作用下可靠不误动条件整定，计算

步骤如下：

(3)

1）计算机端保护区外三相短路时通过发电电动机的最大三相短路电流IK.max，表示式为

1S

(3)=B（）

IK.max"6

Xd3UN

式中：

"

Xd——折算到SB容量的发电电动机直轴饱和次暂态同步电抗，标幺值；

=

SB——基准容量，通常取SB100MVA或1000MVA。

2）计算差动回路最大不平衡电流Iunb.max，其表示式为

(3)

=+ΔIK.max

Iunb.max(KapKccKerm)（7）

na

式中：

Kap——非周期分量系数，取1.5～2.0，TP级TA取1；

Kcc——TA同型系数，取0.5。

Ker——互感器比误差系数，取0.1；

Δm——装置通道调整误差引起的不平衡电流系数，可取0.02。

(3)

=IK.max

因最大制动电流Ires.max，所以制动特性斜率S应满足

na

KI−I

S≥relunb.maxs（8）

−

Ires.maxIt

式中：

=

Krel——可靠系数，可取Krel2。

宜取S=0.3~0.5。

e）灵敏度计算。

按上述原则整定的比率制动特性，当发电电动机机端两相金属性短路时，纵差保护的灵敏系数一定

≥

满足Ksen2.0的要求，不必进行灵敏度校验。

f）差动速断动作电流Ii。

差动速断动作电流按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定，要求灵敏系数不小于1.2。

=

对大型机组，宜取Ii(3~5)Ign，建议取4Ign。

5

DL/T…—2020

5.1.1.4出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护、启动消防。

5.1.2变斜率完全纵差保护

5.1.2.1基本原理

发电电动机变斜率完全纵差保护的基本工作原理与比率制动式完全纵差保护相同，只是制动特性是

变斜率的。

保护闭锁逻辑：差动范围包含电气制动短路开关的应在电气制动时闭锁，差动范围包含被拖动隔离

开关的应在静止变频器启动和背靠背启动时闭锁，差动范围包含拖动隔离开关的应在拖动工况时闭锁。

5.1.2.2制动特性与动作方程

Iop

Ii

α

S2

S1

Is

nIgnIres

图2变斜率制动特性

图2所示为变斜率制动特性，动作电流Iop、制动电流Ires见式（1）；Is为最小动作电流；当制动电

≤

流IresnIgn时，制动特性斜率随Ires的增大而增大（称变斜率），其中S1为起始斜率；当制动电流

>

IresnIgn时，制动特性斜率固定为最大斜率S2，n为常数，具体值参见厂家技术说明书。制动特性上

方为动作区，下方为制动区，Ii为差动速断动作电流。制动特性的动作区可用如下方程式表示

≥++Ires≤

IopIs(S1SΔ)Ires(IresnIgn时)

Ign（9）

≥+++−>时

IopIs(S1nSΔ)nIgnS2(IresnIgn)(IresnIgn)

式中：

−

S2S1

SΔ——比率制动系数增量，SΔ=；

2n

变斜率制动特性要整定的参数是Is、S1、S2。

5.1.2.3整定计算

a）计算发电电动机二次额定电流。见式（3）。

b）确定起始斜率S1。因不平衡电流由电流互感器相对误差确定，所以S1应为

=

S1KrelKccKer（10）

=====

当Krel2、Kcc0.5、Ker0.1时，S10.1。工程上可取S10.05~0.10。

c）确定最小动作电流Is

按躲过正常发电电动机额定负载时的最大不平衡电流整定，参见公式（4）。工程中可取

6

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=

Is（0.2~0.3）Ign。

d）确定最大斜率S2

按区外短路故障最大穿越性短路电流作用下可靠不误动条件整定，计算步骤如下：

(3)

1）机端保护区外三相短路时通过发电电动机的最大三相短路电流IK.max见式（6）。

2）差动回路最大不平衡电流Iunb.max见式（7）。

=(3)

3）此时最大制动电流Ires.maxIK.maxna，所以应满足关系式

+++−≥

Is(S1nSΔ)nIgnS2(Ires.maxnIgn)KrelIunb.max（11）

=−

4）计及SΔ(S2S1)2n，上式可简化为

−+n

KrelIunb.max(IsS1Ign)

S≥2（12）

2n

I−I

res.max2gn

==

其中，可靠系数Krel2。在工程上，宜取S20.3~0.7。

e）灵敏度计算

按上述计算设定的整定值，Ksen总能满足要求，故不必进行灵敏度校验。

f）差动速断动作电流Ii

见5.1.1.3f）。

5.1.2.4出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护、启动消防。

5.1.3不完全纵差保护

5.1.3.1基本原理

反应定子绕组及其引出线的相间短路、匝间短路和分支开焊故障。其基本原理是利用定子各分支绕

组间的互感，使未装设互感器的分支短路时，不完全纵差保护仍可能动作。

对于每相定子绕组为a分支的大型发电电动机，在构成不完全纵差保护时，中性点TA每相接入N

个分支。以图3为例，每相定子绕组4分支，中性点每相接入2分支，机端TA取相电流（图3中的TA3），

中性点TA每相接入的分支为2、4（图3中的TA1）。

CBATA3

1234

TA1

TA2

TA0

图3每相4个并联分支的发电电动机不完全纵差保护与横差保护TA配置图

7

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保护闭锁逻辑：差动范围包含电气制动短路开关的应在电气制动时闭锁，差动范围包含被拖动隔离

开关的应在静止变频器启动和背靠背启动时闭锁，差动范围包含拖动隔离开关的应在拖动工况时闭锁。

5.1.3.2制动特性和动作方程

不完全纵差保护的制动特性、动作方程与相应的完全纵差保护相同，但动作电流Iop、制动电流Ires

有所区别。对比率制动式不完全纵差保护、变斜率不完全纵差保护，Iop、Ires的表示式为

..

I=KI−I

opbrnt

（13）

..

=1+

IresKbrInIt

2

式中：

..

In、It——不完全纵差保护中性点TA、机端TA的二次电流；

Kbr——中性点侧电流平衡系数（也称分支系数），等于机端TA、中性点TA二次电流进入差动回路

电流之比，即

=

KbrItIn（14）

Kbr也可表示为

an

=TA1

Kbr（15）

NnTA3

式中：

nTA1、nTA3——中性点TA1、机端TA3的变比。

5.1.3.3整定计算

不完全纵差保护的整定计算与完全纵差保护相同，当中性点TA1、机端TA3不同型时，互感器的同

型系数Kcc应取1，最小动作电流取

=

Is（0.3~0.4）Ign（16）

5.1.3.4出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护、启动消防。

5.1.4单元件横差保护

5.1.4.1基本原理

本保护反应定子绕组匝间短路、分支开焊以及绕组相间短路。

为了减小动作电流和防止外部短路时误动，在额定频率工况下，该保护的三次谐波滤过比应大于100。

保护闭锁逻辑：所有工况均不闭锁。

5.1.4.2整定计算

a)单元件横差保护高定值段

图3中，接于发电电动机中性点连线的互感器TA0用于单元件横差保护。动作电流Iop.H按躲过发电电

动机外部不对称短路故障或发电电动机转子偏心产生的最大不平衡电流来整定。其表示式为

=IGN

Iop.H（0.2~0.3）（17）

na

式中：

na——中性点连线上TA变比。

b）单元件横差保护低定值段

8

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低定值段具有防外部短路时误动的技术措施，动作电流Iop.L需躲过正常运行时最大不平衡电流

Iunb.max，可初设

=IGN

Iop.L0.05（18）

na

=

根据实测值进行校正，Iop.LKrelIunb.max，可靠系数宜取1.5～2.0。

c）单元件横差保护动作延时。

高定值段保护瞬时动作。为防止励磁回路发生瞬时性两点接地导致不平衡电流增大引起保护误动，

低定值段可带0.5s～1.0s延时动作。

5.1.4.3出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护。

5.1.5裂相横差保护

5.1.5.1基本原理

裂相横差保护就是将一台发电电动机的每相并联分支分为两个分支组，各配以电流互感器。图3中，

1、3分支的TA2与2、4分支的TA1构成裂相横差保护。

保护闭锁逻辑：所有工况均不闭锁。

5.1.5.2整定计算

该保护采用比率制动特性，需要整定最小动作电流Is、制动系数S和拐点电流It。其整定计算与

比率制动式纵差保护相似，但最小动作电流Is和制动系数S均较大。

Is由负荷工况下最大不平衡电流决定，它由两部分组成：（1）两组互感器在负荷工况下的比误差

所造成的不平衡电流；（2）由于定子各分支与转子间气隙不同，使各分支定子绕组电流各不相同而产生

的不平衡电流。裂相横差保护的Is比纵差保护相应值大。

=

Is（0.2~0.4）Ign（19）

S=0.3~0.6（20）

=

It(0.7~1.0)Ign（21）

5.1.5.3出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护。

5.2复合电压过流保护

5.2.1基本原理

复合电压过流保护，反应定子绕组及其引出线的相间短路故障。

保护闭锁逻辑：所有工况均不闭锁。

5.2.2整定计算

5.2.2.1过电流定值整定

a）动作电流。按躲过发电电动机额定电流整定

KI

=relGN

Iop（22）

Knra

式中：

Krel——可靠系数，取1.3～1.6；

9

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Kr——返回系数，取0.9～0.95。

b）灵敏系数校验。按主变压器高压侧母线两相短路进行校验

I(2)

=k.min（）

Ksen23

Iopna

式中：

(2)

Ikmin——主变压器高压侧母线金属性两相短路时，流过保护的最小短路电流。

要求灵敏系数Ksen≥1.3。

c）动作时限：与主变压器后备保护的动作时间配合。

d）电流元件应具有记忆功能，如记忆功能投入，过电流保护必须经复合电压闭锁，电流记忆时

间大于后备保护动作延时。

5.2.2.2复合电压元件定值整定

a）低电压元件接线电压，按躲过发电电动机失磁时最低机端电压整定。

0.7U

=N（）

Uop24

nv

式中：

UN——发电电动机机端额定线电压。

nv——电压互感器变比。

灵敏系数校验，按主变压器高压侧母线三相短路进行校验，即：

Un

=opv（）

Ksen25

Uk

X

UU=T

kN+''

XXTd

式中：

Uk——主变高压侧出口三相短路时机端线电压；

''

XT、Xd——折算到同一容量下的主变压器电抗值、发电电动机次暂态电抗饱和值。

要求灵敏系数Ksen≥1.2。

b）负序电压元件接相电压或线电压，按躲过正常运行时的不平衡电压整定，宜取：

0.06~0.08

=（）

UU2.op26

nv

式中：

U—发电电动机额定相电压或线电压。

nv——电压互感器变比。

灵敏系数校验，按主变压器高压侧母线两相短路的条件进行校验，即：

U

=2.min（27）

Ksen

Un2.opv

式中：

U2.min—主变高压侧母线两相短路时，保护安装处的最小负序电压。

nv——电压互感器变比。

要求灵敏系数Ksen≥1.5。

复合电压元件的灵敏系数不满足要求时，可在主变压器高压侧增设复合电压元件。

10

DL/T…—2020

5.2.3出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护。

5.3定子绕组单相接地保护

5.3.1零序电压定子接地保护

5.3.1.1基本原理

零序电压定子接地保护，反应定子绕组及其引出线的单相接地故障。

保护闭锁逻辑：零序电压定子接地保护所有工况均不闭锁。

5.3.1.2基波零序过电压保护

基波零序过电压保护定值可设低定值段和高定值段。

a）低定值段的动作电压U0.op

应按躲过正常运行时的最大不平衡基波零序电压U0.max整定，即

=

U0.opKrelU0.max（28）

式中：

Krel——可靠系数，取1.2～1.3。

=

U0.max——机端或中性点实测不平衡基波零序电压，实测之前，可初设U0.op(5~10)%U0n。

U0n——机端单相金属性接地时中性点或机端的零序电压（二次值）。

当电压量取自中性点接地变压器二次电压时

Uop＝（0.05～0.1）Utn.（29）

式中：Ut.n——机端单相金属性接地时中性点接地变压器实际抽取的二次电压。

应校核系统高压侧接地短路时，通过升压变压器高低压绕组间的每相耦合电容CM传递到发电机侧

的零序电压Ug0大小。传递电压计算用的电路如图4所示。

1

ωCM

11j

ZUg02E

njωCC0

gΣjωM

2

（a）主变高压侧中性点直接接地时

1

ω

1jCM

ZU

nωg0E0

jCgΣ

（b）主变高压侧中性点不接地时

图4传递电压计算用近似简化电路

图中，为系统侧接地短路时产生的基波零序电动势，由系统实际情况确定，宜可取

4E0

≈

E00.6UHn/3，UHn为系统额定线电压。CgΣ为发电机及机端外接元件每相对地总电容。CM为主变

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压器高低压绕组间的每相耦合电容（由变压器制造厂在设备手册或出厂实验报告中提供）。Zn为3倍发

电机中性点对地基波阻抗。

由图4（a）可得：

1

Z//

nC

jω(C+M)

.gΣ2.

Ug0=E（30）

110

Z//+

nCC

jω(C+M)jωM

gΣ22

由图4（b）可得：

1

Zn//

.ω.

jCgΣ

Ug0=E（31）

110

Z//+

nωω

jCgΣjCM

b）低定值段的动作时间

Ug0可能引起基波零序过电压保护误动作。因此，定子单相接地保护动作电压整定值或延时应与系

统接地保护配合，可分三种情况：（1）动作电压若已躲过主变高压侧耦合到机端的零序电压，在可能的

情况下延时应尽量取短，可取0.3s～1.0s；（2）具有高压侧系统接地故障传递过电压防误动措施的保护

装置，延时可取0.3s～1.0s；（3）动作电压若低于主变高压侧耦合到机端的零序电压，延时应与高压侧

接地保护配合。

c）高定值段的动作电压及动作时间

高定值段的动作电压应可靠躲过传递过电压，可取(15~25)%U0n；动作时间可取0.3s～1.0s。

5.3.1.3出口方式

动作于停机、启动断路器失灵保护。

5.3.2三次谐波电压单相接地保护

5.3.2.1基本原理

对于100MW及以上的发电电动机，应装设无动作死区（100%动作区）单相接地保护。宜采用基波

零序过电压保护与三次谐波电压保护共同组成100%单相接地保护。

保护闭锁逻辑：三次谐波电压定子接地保护在拖动工况、被拖动工况、电气制动工况下闭锁。

5.3.2.2整定计算

..

设机端和中性点三次谐波电压各为U3t和U3n，三次谐波电压单相接地保护可采用以下两种原理：

..

>

UU33tn/a（32）

α

实测发电电动机并网前后各工况（保护需闭锁的工况除外）最大三次谐波电压比值，设为0，则

α=α

取阈值(1.2~1.5)0。

.

...

−>β（）

UKU333tpn/1Un33

式中：

12

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.

.

−

UKU33tpn——动作量；

Kp——调整系数，使发电电动机正常运行时动作量很小。

.

β

U3n——制动量，其中，β为制动系数，其取值参见各厂家技术说明书。

5.3.2.3出口方式

动作于发信。

5.3.3注入式100%定子接地保护

5.3.3.1基本原理

注入式100%定子接地保护反应定子绕组及其引出线的单相接地故障。

保护闭锁逻辑：注入式100%定子接地保护电阻判据宜在静止变频器启动、背靠背启动、电气制动

时闭锁，也可采用特定低频段闭锁的方式。

5.3.3.2整定计算

国内应用的外加交流电源式定子绕组单相接地保护有两种注入电源：20Hz电源和12.5Hz电源。

应用较多的外加20Hz电源的定子接地保护原理接线图如图5所示。

图5外加20Hz电源式定子接地保护原理接线图

其中，RE为故障点的接地过渡电阻；Cg为发电电动机定子绕组对地总电容；Ct为发电电动机定

子绕组外部连接设备对地总电容；Rn为接地变压器负载电阻；U0为负载电阻两端电压；I0为电流互

感器TA测量的电流。保护装置通过测量U0和I0，计算接地过渡电阻RE，从而实现100%的定子接地保

护。接地电阻定值可取1kΩ～5kΩ。

采用外加交流电源式100%定子绕组单相接地保护，可在发电电动机静止状态下模拟中性点位置经

过渡电阻的接地故障，根据实测结果确定电阻判据的定值。

定值应能够可靠地反应接地过渡电阻值，可分为高定值段和低定值段，高定值段宜延时1s～5s，低

定值段延时可取0.3s～1.0s。

接地零序电流判据反应的是流过发电电动机中性点接地连线上的电流，作为电阻判据的后备，其动

作值按保护距发电电动机机端80％～90%范围的定子绕组接地故障的原则整定。以图5为例，动作电流

为：