继电保护励磁配合讲解

1、大机组继电保护常见配置：1、纵联差动保护2、裂相横差保护3、单元件横差保护4、负序方向闭锁纵向零压匝间保护5、负序方向匝间保护6 复合电压过电流电流可带记忆保护7、复合过电流保护8、阻抗保护 V9、基波零压定子接地保护10、三次谐波零压定子接地保护11、零流定子接地保护12、转子一点接地保护V13、转子两点接地保护V14、定子过负荷保护V15、转子表层负序过负荷保护V16、励磁绕组转子过负荷保护V17、过电压保护 V18、欠电压保护19、过激磁保护 V20、逆功率保护21 、 低励失磁保护 V22、失步保护 V23、频率异常保护 V24、起停机保护 V25、误上电保护 V26、轴电流保护27、

2、电超速保护28、大电流闭锁保护29、方向过流保护30、解列保护31 、 励磁机差动保护32、励磁变压器差动保护 V33、励磁过电流保护 V34、TA异常、TV异常8阻抗保护8.1保护原理TA或中性点TA 可选择，TV断线闭锁元件。阻抗保护反响相间测量阻抗的大小，电流取自发电机机端 电压取自发电机机端 TV。为防止TV断线引起阻抗元件误动，增设阻抗保护设两段四时限。阻抗保护由电流启动元件、相间阻抗测量元件、延时和TV回路断线闭锁元件等局部组成。电流启动元件采用相电流突变量启动和负序电流启动，其中相电流突变量启动和负序电流启动疋值都为20% I Ge。阻抗兀件计算的电压和电流采用零度接线，即U A

3、B和I AB、U BC和用户可以通过设定电阻分量定值FZ、电抗分量定值IBC、UCA和IcA分别组成三个阻抗元件以“或门输出。 抗圆、偏移阻抗圆或全阻抗圆特性。阻抗元件的动作特性如图茨和反向偏移比NZ来实现方向阻1所示。8.2逻辑框图各时限的发电机阻抗保护逻辑框图如图28.3整定内容和取值建议阻抗保护定值的整定请参阅相关规定和不同的需求而整定。12转子一点接地保护12.1保护原理转子一点接地保护反响转子对大轴绝缘电阻的下降。采用“乒乓式变电桥原理，其设计思想是：通过电子开关 S1、S2轮流切换，改变电桥两臂电阻值的大小。通过求解三种状态下的回路方程，实时计算转子接地电阻和接地位置。保护测量电路

4、原理图如图3。图中，S1和S2为两个受控的电子开关 U、U2、Ub为三个被测电压，Fg为转子对大轴接地电阻。湖出爼图3转子一点接地保护测量电路原理图+ A U 4 -R'S保护的动作判据为：Fg : Rs 15式中：Rs为接地电阻值，分两段，高定值段为灵敏段，仅发信；低定值段可发信也可出口。切换开关采用最新的 MOSFE电子器件，具有切换速度快和使用寿命长的优点。保护对切换开关S1和S2有良好的自检功能。此外变电桥式转子一点接地保护与接地点的位置和励磁电压大小无关，在转子绕组任何地点发生接地故障时，均具有很高的灵敏度。12.2逻辑框图发电机转子一点接地保护逻辑框图如图4。图4发电机转子

5、一点接地保护逻辑框图皆 Rsi转子按地离定值段发僧-丄.11 j轉子接地低定值段发信T"/转子一点接地也口>1卜T12.3整定内容和取值建议1高定值段接地电阻甩:Rsi的整定因汽轮发电机和水轮发电机所采用的冷却方式有别，通常对于水轮发电机、空冷及氢冷汽轮发电机，一般可整定为10? 30 kQ;对直接水冷的励磁绕组，一般可整定为520 kQo2低定值段接地电阻 Rs2：空冷及氢R52的整定因汽轮发电机和水轮发电机所采用的冷却方式有别，通常对于水轮发电机、冷汽轮发电机，一般可整定为5? 10 kQ或更低；对直接水冷的励磁绕组，一般可整定为2.5 k Q或更低。3转子一点接地保护动作

6、时间：Tzi通常可整定为410 s。Tz2通常可整定为14 s。12.4说明汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电 阻不小于1MQ，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2kQ。水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不应低于0.5MQ。注意直流分压装置 CSN-3 即滤波盒与转子回路正负极性端连接正确。 系统的励磁电压转换为保护装置可以接受的直流电压。CSN-3用于将励磁转子一点接地保护不能采取双重化。双重化的保护装置提供的两套转子一点接地保护只能投入一套运行，另外一套作为冷备用13转子两点接地保护13.1保护原理转子一点接地保护动作

7、后，装置自动投入转子两点接地保护端正序电压的二次谐波分量作为判别量。动作判据为：U 12U 2S转子两点接地保护采用机16式中：U 12、U 2S分别为机端正序电压的二次谐波分量和定值。13.2逻辑框图发电机转子两点接地保护逻辑框图如图5。图5发电机转子两点接地保护逻辑框图13.3整定内容和取值建议1正序二次谐波电压 U2s :也可参考下式：U 2S = K relU I2max。式中，Krel为可靠系数，一般视现场的实际情况整定，可取2.53 ；U2max为额定负荷下正序二次谐波的实测值2转子两点接地延时 Tz：Tz 一般整定为0.51.0 S以躲开各种扰动。3对于100MV及以上等级的发电

8、机，转子一点接地后立即停机检查故障，为防止误动，转子两点接地保护不应投入或投信号。14定子过负荷保护14.1保护原理定子过负荷保护反响发电机定子绕组的平均发热状况。电流取发电机机端 TA或中性点TA 可选择的最大相电流。定子过负荷保护由定时限和反时限组成，定时限设一段，一般为减出力或发信。 反时限特性由三局部即下限段、反时限段和上限段组成。下限段设电流起动值，当电流大于起动电流时，发电机开始热积累， 当电流小于起动电流且原先已有热量 积累时，发电机开始散热过程。定子过负荷保护反时限的动作判据为：I max AI12AI maAl Gef，Ki为发电机式中：t为保护延时元件，:i为定子绕组发热同

9、时的散热效应系数标幺值定子绕组热容量常数定子绕组反时限特性曲线如图6所示。图中Ii2、Ti2分别为反时限下限电流定值和动作时间，Ii3、T13分别为反时限上限电流定值和动作时间。14.2逻辑框图14.3整定内容和取值建议1定时限定子过负荷局部：定时限定子过负荷电流按照发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回整定，计算公式为：lii = Ken_Ge，其中Krei为可靠系数，取1.05; Kr为返回系数，取 0.85? 0.95。一般I ii Kr115,为.Ice 。定时限定子过负荷延时Tn按躲过后备保护的最大时延整定。2反时限定子过负荷局部：反时限局部的动作特性，由制造厂家提供的定子绕组允许的过

10、负荷能力确定。起动电流1伐按与定时限过负荷保护电流?配合整定，计算公式为：IAAKcolA ,其中Kco为配合系数，取1.05，其它意义同上。一般112为1.2 1 Ge。下限段延时T12装置按照式17自动计算。上限段电流和延时内部由软件自动计算。>1按照发电机定子绕组散热系数：1反映发电机发热时的散热效应。定子绕组散热系数长期允许的电流标么值整定，通常：=1定子绕组热容量常数K1按照发电机定子绕组热值整定，机组容量< 1200MXA时，K1 =37.5 当有制造厂家的参数时，以厂家参数为准15转子表层负序过负荷保护15.1保护原理发电机负序过负荷保护反响定子绕组的负序电流大小，保

11、护发电机转子以防外表过热。保护由定时限和反时限两局部组成，定时限段发信，反时限特性曲线由三局部组成，即下限段、反时限段和上限段。负序电流大于下限起动值时，起动反时限，反时限热积累值大于热积累定值时，保护动作。假设负序电流小于下限起动值时，原先积累的热量通过散热过程开始散热。负序过负荷保护反时限局部动作判据为l 2/1 Ge12(18)I 2 - 1 22式中：t为保护延时元件，I 2 :为发电机长期运行允许负序电流标么值，A2为发电机转子负序发热常数，反映转子表层承受负序电流的能力。负序反时限特性曲线如图 8所示。图中I 22、T22分别为负序反时限起动电流定值和下限 段动作时间，I 23、T

12、23分别为反时限上限电流定值和动作时间。电流可选取发电机机端 TA或中性点TA中的任一组。当该组 TA断线时，保护自动切 换至另一组 正常的TAo图8发电机负序过负荷反时限特性曲线15.2逻辑框图发电机负序过负荷的逻辑框图如图9图9发电机负序过负荷保护逻辑图15.3整定内容和取值建议1 定时限负序过负荷局部:按照发电机长期允许的负序电流12 :标幺值下能可靠返回的条件整定，公式：|21= Krel12Ge o其中，Krei为可靠系数，通常取1.2 ； Kr为返回系数，通常取 0.850.95 ; | 2： : Kr 为发电机长期允许负序电流的标么值。一般121为0.1 IGe o定时限负序过负

13、荷延时 T21，通常按躲过后备保护的最大延时整定。2反时限负序过负荷局部：反时限局部的动作特性，由制造厂家提供的转子表层允许的负序过负荷能力确定。启动电流122按下限段最大延时 T22为1000S确定，即|22= Amrj g确定。没有不1OOO 近对称负荷的电力系统可整定为0.15 1 Ge , T22由软件自动计算。上限段电流和延时内部由软件自动计算。1 2 :标么值按发电机长期允许运行的负序电流整定。发电机转子负序发热常数A2,由电机制造厂家提供。15.4说明汽轮发电机三相负载不对称且每相电流均不超过额定电流I Ge时，负序电流I2与额定电流之比12|Ge符合表1规定时，应能连续运行。发

14、生不对称故障时，故障运行时最大的I2.I Ge 't，应符合表1的规定。2表1汽轮发电机连续运行时I 2I Ge最大值及故障运行时I 2 r I Ge t最大值转子直接冷却的发电机功率连续运行时的1 2 ! I Ge最大值2故障运行时的12 / 1 Ge 1最大值< 350IMA0.088>350? 900MV ASg ° -3500Ge8 -0.00545(S Ge -350 )>900? 1250MV An nU.U8 45>1250? 1600MV A3 汉 104 0.055注：SGe为发电机额定视在功率，MVA16励磁绕组转子过负荷保护16.

15、1保护原理励磁绕组转子过负荷保护由定时限和反时限组成，定时限设一段，一般为减励磁或发信。反时限特性曲线由三局部组成，即下限段、反时限段和上限段。保护引入发电机转子回路电流，可选择使用第 1组或第2组TA的电流。电流频率可为 50Hz或100Hz。下限段 设电流起动 值，当转子电流大于起动电流时，励磁绕组过负荷开始热积累，当电流小于起动电流且原先已有热量积累时，励磁绕组过负荷开始散热过程。励磁绕组过负荷保护反时限的动作判据为：式中：Le为转子回路额定电流1I L max L2(19)CL为转子绕组过热常数转子过负荷保护反时限特性曲线如图10,图中I L2、TL2分别为反时限起动电流和下限段动作时

16、间，I L3、TL3分别为反时限上限电流和动作时间IL3TL3Tl2t(S)图10转子过负荷保护反时限特性曲线16.2逻辑框图转子过负荷保护的逻辑框图如图11-转子过负荷发信& 亠图11转子过负荷保护逻辑框图16.3整定内容和取值建议1定时限转子过负荷局部：定时限励磁绕组过负荷电流IL1，按正常运行时的额定励磁电流下能可靠返回的条件整定，计算公式为:I _KreJ Le。其中，K冋为可靠系数，取 L1 Kr1.05 ;心为返回系数，一般取0.85? 0.95。一般Il1整定为'I. 151 Le，当强行励磁时，应可靠动作。Tl1动作于信号时，按躲过后备保护的最大延时整定，一般为

17、 跳闸，那么延时略大于强励允许时间。10s。假设动作于降低励磁电流或2转子过负荷反时限局部:反时限局部的动作特性，由制造厂家提供的转子过负荷能力确定。Ili相等。即过负反时限转子过负荷启动电流 Il2内部固定与定时限转子过负荷保护定值荷动作于信号时，同时启动反时限转子过负荷保护。TL2由软件自动计算。上限段电流和延时内部由软件自动计算。转子绕组热容量CL，由电机制造厂家提供。16.4说明对于无刷励磁系统，在整定计算时，应根据发电机的励磁电压与励磁机励磁电流的关系曲线，将发电机的额定励磁电压及强励顶值电压分别折算到励磁机的励磁电流侧，再进行相应的计算。17过电压保护仃.1保护原理保护反响发电机机

18、发电机过电压保护用于保护发电机各种运行工况下引起的定子绕组过电压。 端相间电压大小，设一段定值。根据工程需要，也可设置为两段定值。17.2逻辑框图过电压保护逻辑框图如图12图12发电机过电压保护逻辑图仃.3整定内容和取值建议应根据电机制造厂提供的允许过电压能力或定子绕组的绝发电机过电压保护的整定值， 缘状况决定。过电压动作电压UGY和延时元件TGY :对于200MW及以上汽轮发电机，Ugy =1.3U Ge，动作时间Tgy=0.5s，动作于解列灭磁。对于采用可控硅励磁的水轮发电机Ugy =1.3UGe，动作时间为Tgy=0.3s，动作于解列灭磁。佃过激磁保护佃.1保护原理发电时机由于电压升高或

19、者频率降低而出现过激磁，过激磁保护能有效地防止发电机因过励磁造成的损坏，过激磁保护反响过激磁倍数而动作，定义过激磁倍数N如下：B U f U *N 二 Be Ue fe f*式中：B、Be分别为磁通量、额定磁通量；U f分别为电压、频率;压、额定频率；U、f*分别为电压标么值、频率标么值。过激磁保护包括两种方案：方案1为过激磁保护由定时限两段组成，跳闸段。方案2为过激磁保护由定时限和反时限组成，其中定时限设告警段，反时限动作特性曲线见图13由输入的反时限下限过激倍数、反时限上限过激倍数，等分成7段，每段都有一个跳闸时限，落在相邻段之间跳闸时限采用线性插值计算。图13过激磁保护反时限特性曲线佃.

20、2逻辑框图过激磁保护逻辑框图如图14图14过激磁保护逻辑图佃.3整定内容和取值范围1定时限过激磁保护各段的过励倍数和各段延时定时限过激磁保护通常分为两段，第I段为信号段，第n段为跳闸段。整定方法用图15为例进行说明。图中曲线 1为制造厂提供的过激磁曲线。图15发电机定时限过激磁保护整定例如过激磁保护的第I段动作值N可取为发电机额定励磁的1.1 ? 1.2倍，一般取1.1倍。第I段的动作时间可根据允许的过激磁能力适当整定。例如：设N=1.1，从曲线1上查得对应的允许时间约300s A点，第I段的动作时间可整定为10s A点，考虑从发信号到允许时间还有290s，使运行人员有足够时间处理发电机的过激

21、磁。信号段的动作时间不宜过短，防止在发电机短时过激磁时不必要的发信号。动作时间不宜过长，只要运行人员有足够的时间处理过激磁故障即可。第n段为跳闸段， 可整定N=1.251.35倍，一般取1.3倍。从图15曲线1查得允许的过 激磁时 间为8s B点，跳闸时间可整定为 4s B'点，为保障发电机的平安，可取跳闸时间小于允许的时间。在本例中，如N=1.29<1.30,过激磁保护将延时10s才发信号，所以定时限过激磁保护并不能充分保证发电机的平安。2反时限过激磁整定：按发电机制造厂家提供的反时限过励磁曲线选取。通过整定的过激磁曲线上的8点定值来模拟制造厂给出的发电机允许过激磁能力曲线，如

22、图16所示，图16中曲线1为制造厂提供的过激磁曲线，曲线2为整定的过激磁曲线。图16发电机反时限过激磁保护整定例如佃.4说明对于发电机变压器组，其过激磁保护装于机端，如果发电机与变压器的过激磁特性相近应由制造厂提供曲线，当变压器的低压侧额定电压比发电机额定电压低一般约低时，那么过激磁保护的动作值应按变压器的磁密整定，这样既保护了变压器，又对发电机是安全的，假设变压器低压侧额定电压等于或大于发电机的额定电压，那么过激磁保护的动作值应按发电机的磁密整定，对发电机和变压器都能起到保护作用。当发电机及变压器间有断路器而分别配置过励磁保护时，其定值按发电机与变压器允许的不同过励磁倍数分别整定。21低励失

23、磁保护发电机的励磁系统发生故障出现低励失磁时，发电机测量阻抗、励磁电压、发电机与系统的无功交换等都会与正常运行时有所不同，失磁保护根据这些变化分别构成定子判据、子判据和逆无功判据。另辅以机端低电压切换厂用和母线低电压加速跳闸判据。各功能模块判据可根据实际工程的需要，通过定值整定实现灵活投退。21.1定子判据定子判据的阻抗特性可选择为静稳边界圆特性或异步阻抗圆特性，如图17所示。图17失磁保护的边界特性阻抗特性在复平面上的位置可任意。静稳边界的阻抗动作方程为:270 Arg ZJx b 90-Zj jX A 一式中：Zj为测量阻抗。为了防止在其它非失磁情况下的测量阻抗进入动作特性内造成失磁保护误

24、动，设有相应的TV断线闭锁措施；为躲过系统振荡的影响，设有延时元件。发电机阻抗由机端或中性点TA( I A -I B )和机端TV( Uab )计算得到，电压和电流采用零度接线。当发电机须进相运行时，如按静稳边界阻抗圆整定不能满足要求时，一般可采取无功进 相判据躲开进相运行区，逆无功定值可整定；或按异步阻抗圆特性整定。21.2转子判据用户可根据需要选择等励磁电压判据或变励磁电压判据。等励磁电压判据的动作方程为：Uf : U fi(23)式中：U f为发电机的励磁电压，U fi为发电机等励磁判据的励磁电压整定值。(24)式中：P为发电机有功功率，Pt为发电机的凸极功率，K f为变励磁电压判据系数

25、。变励磁电压判据的动作方程为：为保证机组空载运行及 P : PtUf的轻载情况下全失磁时保护能可靠动作，在变励磁判据中附加等励磁电压判据。两者构成“或门，它们在 Uf _p平面上的动作特性曲线如图 18所示。图18 UfP动作特性曲线21.3 逆无功判据发电机正常运行时向系统发送无功功率， 失磁时会出现无功反向，从系统吸收无功。失 磁保护的逆无功判据为：q Qz21.4 低电压判据本装置还有低电压为了防止由发电机失磁导致系统电压崩溃或威胁厂用电系统的平安， 判据。电压取用主变高压母线 TV 或机端 TV。m.max :UmdUt.maxU fd26 27 式中： Ummax 、U t.max

26、分别为高压母线和机端线电压的最大值，U md 、 U fd 分别为高压母线和机端低电压定值。21.5 其它装置还具有检测励磁电压回路异常的功能，及时给出告警信号，通知运行人员处理。 减出力判据采用有功功率判据：P Pz 28 21.6 逻辑框图低励失磁保护的逻辑框图如图19。假设不投入转子判据，即等励磁电压和变励磁电压元件都退出时， 那么失磁保护以负序电压 元件闭锁。失磁Bi抗刿据T4失趙发信/切换励磁逆无功元件动作口劫减出力CTV師线Ts丈贮机端低吓励戦低电压尤件动作艺无功元n込卯TV断技&0 / t励磁低电压冗件动f失獄保护投入叫竝贺占鼻戕I汕机WS阳抗元彳头磁阻抗判据Te況昴氐图

27、19发电机失磁保护逻辑图机端测量阻抗元件1动作&JbIt7大赠可敦恆HIl 7It)! IX功元件动作U2>21.7整定内容和取值建议1 机端低电压Ufd、母线低电压Umd通常采用机端或者升压变压器高压侧母线低电压作为失磁保护的快速切换厂用电和加速跳闸与系统解列判据。对于大型电厂，通常Umd由调度部门提供。2逆无功元件Q的整定：按躲过发电机允许的进相运行无功整定。计算公式为：GKrel Qx。其中，K冋为可靠系数，取1.1 ? 1.3； Qx为发电机允许的最大进相无功功率。假设作为防止故障、振荡误动，一般按Q =5% Q Ge整定，QGe为发电机二次额定无功功率。3阻抗长延时功能

28、整定:增加阻抗长延时判据主要考虑当励磁绕组内部开路，而励磁电压又没有下降的失磁故障，此时靠阻抗元件和逆无功元件经延时T8跳闸。阻抗判据长延时的阻抗元件通常按照异步阻抗圆整定，跳闸延时 T8按照失磁后允许异步运行时间整定。4阻抗元件Xa和Xb整定：阻抗元件可按照工程实际情况进行整定。5减出力有功定值Pz，按机组实际情况进行整定，或退出失磁减出力功能。6负序电压定值，内部固定。7励磁电压定值U fi整定：励磁电压定值UN，视机组的实际情况整定。当进相运行时，可适当降低Ufi定值；当重载运行，为快速切除局部失磁跳闸的发电机，可适当提高Ufi定值。8变励磁比例系数Kf、凸极功率定值pt的整定:说明：与

29、系统并联运行的发电机，对应于某一有功功率P,具有为维持静态稳定极限所必须的励磁电压 Ufd。也就是说，按照静稳极限条件例如汽轮发电机的功角 一定的有功功率 P,应有相应的励磁电压 Ufd。P值不同，静稳极限条件下的6=90 ° ,输送Ufd也不同，二者的关系表达于变励磁比例系数KfKf空Pe R其中：Pe为发电机额定功率，单位为W ； Pt为UsEd0发电机凸极功率，其计算公式:U sPti X d X q，、厶八、=2 Xd +X,Xq +Xst，单位为 W?、?Cn为额定有cos 2 c功时的修正系数，且 Cn严,:.sb为发电机额定有功时的极限功角，通过Kn =PePtsin

30、:sb与Cn的关系曲线或查表法可以得到，参见表 2 ； Us为无限大系统母线电压归算到发电机机端的电压值，单位为 “ V Ed0为发电机空载电势，单位"V ； Uro为发电机空载励磁电压，单位为“ V'； Xst为归算到机端侧的机端至无限大系统母线间的联系电抗。表2 Kn C n表KnCnKnCnKnCn3.30.8475.60.9417.70.9683.60.8696.00.9488.00.9704.00.8916.30.9538.30.9724.30.9046.60.9578.70.9754.70.9196.80.9599.00.9765.00.9277.10.9629.

31、50.9795.30.9357.40.96510.00.98122失步保护22.1保护原理失步保护反响发电机测量阻抗的变化轨迹，能可靠躲过系统短路和稳定振荡，并能在失步摇摆过程中区分加速失步和减速失步。失步保护米取多直线遮挡器特性，电阻直线将阻抗平面分为多区域。图 20中A点的Xa为发电机暂态电抗 X ' B点的Xb为系统联系电抗，含系统电抗Xs和变压器电抗Xt 归算到发电机端电压。假设发电机测量电抗小于变压器电抗Xt,说明振荡中心落在发变组内部。图中FS为电阻边界定值，F由程序固定设成0.5 R s。6区A减速失步5区/4区7/f/ 03区?1 '1R2区?Xi区Y加速失步R

32、s/ fiAa、¥ti1/ J/V/jXR图20发电机失步保护的多区域特性图中 13 区与 64 区在阻抗平面上对1) 系统正常运行时，发电机测量阻抗2) 发电机加速失步时，测量阻抗从 留时间超过对应的时间；3) 发电机减速失步时，测量阻抗从 留时间超过对应的时间；jX 轴对称，在同步发电机运行方式下有>Rs，其变化轨迹不进入 25区内；1区依次穿过 2、3、4、5、6 区，在每个区内的停6区依次穿过 5、 4、 3、 2 、1 区，在每个区内的停4) 短路故障时，测量阻抗在 25 任一区停留小于对应的时间就进入下一区；对滑5) 稳定振荡时，测量阻抗穿过局部区后又逆向返回，而不

33、是同向依次穿过所有区。当装置检测出发电机失步时，及时发出信号。当失步振荡中心落在发变组内部时，级次数进行计数更新，当到达整定的滑极次数Nsb 后发出跳闸令。失步保护内部采用闭锁措施，能在两侧电动势相位差小于 90时才发跳闸脉冲，断路器能在不超过其遮断容量的情况 下切断电流， 从而保证断路器的平安性。为了提高失步保护的可靠性，增加有功功率变化作为辅助判据。22.2逻辑框图发电机失步保护逻辑框图如图21。图21发电机失步保护逻辑框图22.3整定内容和取值建议可按躲过最小负荷阻抗整定；计算公式 :Xs分别为归算到发电机侧的变压器电抗和系统电抗有名值，120。1=(Xt Xs 2Xd )ctg(、i

34、/2)。其中，XXd为发电机的暂态电抗。r取1 失步保护电阻边界Rs:2 失步保护变压器电抗Xsb：XSB二 X To考虑系:匀速变化。那么阻抗在统振荡时，发黑机阻抗最小停留时间 Ti和停留时间T2:-d R jTi2区、5区停留的时间为般为 0.5s? 1.5s, d 为系统振荡时测量阻抗在120 °$ =2ctg。整定3区、4区停留的时间为上1802Ts ,整定T2 =0.5 型-Ts 。3604失步保护滑极次数Nsb：23频率异常保护23.1保护原理由于低频或过频运行会使汽轮机叶片受到疲劳损伤，这种不可逆的疲劳损伤累积到一定程度，会造成叶片断裂，造成严重故障。因此，频率异常保护

35、是为保护汽轮机而设置的。频率异常保护由频率测量元件和时间累积计数器组成。频率异常保护分低频保护、过频保护、频率累积保护。另外，为防止发电机起停过程中频率异常保护误发信号，频率保护受有电流元件闭锁。23.2逻辑框图发电机频率保护逻辑框图如图22图22发电机频率异常保护逻辑框图23.3整定内容和取值建议频率异常各段定值和累计时间应与发电机允许频率范围相一致，另外还需要考虑与低频减载装置的配合。大型汽轮发电机组对电力系统频率偏离值有严格的要求，在电力系统发生事故期间，系统频率必须限制在允许的范围内，以免损坏机组主要是汽轮机叶片。带负载运行的300MV及以上的大型汽轮发电机组，频率允许的范围为48.5

36、50.5Hz 当额定频率为50Hz时。表3为大机组频率异常运行允许时间建议值。频率Hz允许运行时间频率Hz允许运行时间累计min每次s累计min每次s51.5303048.030030051.018018047.5606048.5? 50.5连续运行47.01010当频率异常保护需要动作于发电机解列时，其低频段的动作频率和延时应与电力系统的低频减载装置进行协调，原那么是：其动作频率应低于低频减载装置的最低动作频率，以防止出现频率连锁恶化的情况。24起停机保护24.1保护原理发电机启动和停机过程，工况下的辅助保护，在正常工频运行时应退出。可配置相间短路和定子接地保护各一套。起停机保护作为低频本保

37、护所采用的算法与信号的频率完全无关。应定子接地故障，其零序电压取自发电机中性点侧零序 为使该保护仅在发电机起动并网前或停机过程中投入， 触点和低频继电器的输出触点控制。米用基波零序电压式定子接地保护原理反TV ;采用差动电流反响短路故障。而在正常运行时退出，由断路器动断24.2逻辑框图起停机保护的逻辑框图如图23。图23起停机保护逻辑图Uqo、动作时间Tqu :24.3整定内容和取值建议1起停机零序过电压定值Uqo 般取10V及以下，Tqu不小于基波零序电压定子接地保护的延时。2 起停机发电机差流IGQ : 按在额定频率下，大于满负荷运行时差动回路中的不平衡电流整定，即：IGQ =Krei I

38、gunb。其中，K rel为可靠系数，取1.31.5 ； I gunb为额定频率下满负荷运行时发 电机差动回路中的不平衡电流。3起停机频率定值fdz:起停机频率定值fdz内部固定为48Hz。25误上电保护25.1保护原理当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，从系统向发电机定子绕组倒送的大电流在气隙中产生旋转磁场，使转子本体中流过差频电流，可能烧伤转子。误上电也引起转子急剧加速，可能损伤轴瓦。误上电时发电机异步启动，逆功率保护、失磁保护、后备保护也可能满足动作条件，但其时限较长；且开机和盘车时有些保护可能因无机端电压而不起作用，所以应设置专用的灵敏快速的发电机误上电保护。误上电保护模拟量取发电

39、机机端三相电压、机端或中性点可选择三相电流。误上电时断路器由开到合，电流会大于最小的误上电电流IPH，因此可用电流元件作为保护判据之一。保护受低频元件和低电压元件开放，当发电机侧有电压，那么低频元件动作；当发电机侧无电压，那么低压元件动作。机端电压的频率由装置的硬件测频电路得到。误上电保护在发电机解列后自动投入运行，并网后自动退出。25.2逻辑框图误上电保护逻辑框图如图24图24误上电保护原理图25.3整定内容和取值建议1 误上电过流定值IPH，通常整定为0.5lGe ；2低电压元件，内部固定为0.5UGe；32励磁变压器差动保护TA二次回路断线检测 等功能。TA断线后是否 闭锁差动保护可由励

40、磁变压器差动保护配置有差动电流速断保护、比率差动保护、 涌流闭锁方案采用二次谐波制动原理。TA断线后可发出告警信号，用户通过整定定值单中功能位实现。32.1比率差动原理励磁变差动保护采用比率制动特性，比率制动差动动作特性如图25所示图25比率制动的励磁变差动保护特性励磁变差动速断的动作方程如式31所示。1 dz > 1 SD31 式中：Idz和ISD分别为差动电流和差动速断电流定值。励磁变比率制动差动保护的动作方程如式32所示。Idz AKbdzd +ICD1 zd 兰 0.61 e>(32Idz?Kb2 l zd - °|e +Kb1+|cD0.61 e £1

41、 zd 兰 1 B2Idz AKb3 I zd 1 B2 +Kb2 l B2 0.61 e +K b1 汉 0.61 e +l CD 1 B2 V 1 zd式中：Izd为制动电流；Kbi、Kb2、Kb3分别为各段的比率制动斜率，其中Kbi装置内部固定为0.2, Kb3装置内部固定为0.7 , Kb2由用户整定；I B2为拐点电流，内部固定为5 1 e 1 e为基准侧的二次额定电流，即励磁变高压侧二次额定电流；LD为差动起动电流定值。对每相采用上述的差动特性，当任一相满足式31或式32时，差动速断或比率差动保护动作。三段式比率差动保护受TA异常闭锁，TA异常闭锁由用户通过功能位选择。38 对应的

42、差动电流和制动电流的取法如下:，均以指向励磁变为正。其中：I仃、IfN分别为励磁变高压侧和低压侧的电流相量经过补偿后32.2励磁涌流闭锁原理采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据:I d 2 - K XB2 Id*(''=A , B, C)K XB2为二次谐波制动系数。式中：I d、丨d 2分别为各相差动电流中的基波和二次谐波分量，采用“或门闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁整个比率差动保护。32.3励磁变各侧电流相位差与平衡补偿1TA接线方法励磁变压器各侧电流互感器采用星形接线也可采用常规接线，二次电流直接接入本装置。2平衡系数的计算基准侧的选取及非基准侧的平衡系数计算均由软件完成，用户免整定。平衡系数的计算方法如下。计算励磁变压器各侧一次额定电流：STn丨1门：V3U Tin式中:S"为励磁变压器额定容量，UT1n为励磁变压器