大型发电机变压器组继电保护整定计算
摘要
大型发电机的造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，
要造成很大的经济损失大机组在电力系统内占有重要地位，特别是单机容量占系统容量很大
比例的情况下，大机组的突然切除，会对电力系统造成
为了满足电力系统稳定方面的
要求
对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗
，对于300MW发电机,变压器组故障要求快速切除。
为了确保正确快速切除故障，要求对300MW发电机,变压器组设置双重快速保护。本设计
对发电机变压器组进行了详细的分析，分别给出发电机纵差保护、发电机横差保护、变压器
纵差保护、发电机,变压器组纵差保护、变压器瓦斯保护、变压器零序保护、阻抗保护、对
称过负荷保护、不对称过负荷保护、励磁回路过负荷保护、失磁保护、逆功率保护、过电压
保护、断路器失灵保护、主变压器冷却器全停保护，并对每个保护进行整定计算，对保护配
置的
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
进行了分析。
关键字:大型发电机组，继电保护，整定计算，电力系统
I
Abstract
Large generators are expensive, complex structures, once the failure of the destruction, and its maintenance is difficult and maintenance for a long time, causing great economic losses of large units in the power system plays an important role, in particular, stand-alone capacity of total system capacity large proportion of the case, the sudden removal of large units of the power system caused by the large disturbance.
In order to meet the requirements of power system stabilizer for a 300MW generator - transformer unit failure requires rapid removal.In order to ensure the correct rapid removal of fault, double quick set 300MW generator - transformer unit protection.Conducted a detailed analysis of the design of the generator transformer unit, respectively, given the generator differential protection, generator transverse differential protection, transformer differential protection, differential protection of generator - transformer units, transformers, gas protection, the transformer zero-sequence protection, impedance protection, the symmetry overload protection, asymmetric overload protection, excitation back to the passing load protection, loss of field protection, reverse power protection, overvoltage protection, breaker failure protection, the main transformer cooler full stop protection, and protection, setting Calculation analysis to protect the configuration program.
Keywords: large generating units, relay protection, setting calculation, the power system
II
目录
摘要 .................................................................................................................... 错误～未定义书
签。
Abstract ................................................................................................................................................
II 绪
论 ....................................................................................................................................................
VI
1.继电保护配置说明 ...................................................................................................................... VII
1.1整定计算时所需参数 ........................................................................................................ VII
1.1.1发电机.................................................................................................................... VII
1.1.2主变压器.................................................................................................................. IX
1.1.3高压厂用变压器 ...................................................................................................... IX
1.1.4中性点接地方式 ....................................................................................................... X
1.1.5高压厂用变压器侧TA、TV变比 ............................................................................. X
1.2保护依据 ............................................................................................................................. XI
1.3保护说明 ........................................................................................................................... XII
1.4保护配置 ........................................................................................................................... XII
2.发电机纵差动保护 ...................................................................................................................... XV
2.1动作特性与动作判据 ........................................................................................................ XV
2.1.1发电机比率制动纵差动保护 ................................................................................ XV
2.2整定计算 .......................................................................................................................... XVI
2.2.1发电机纵差动保护整定计算 ............................................................................... XVI
3.发电机变压器组及主变压器纵差动保护 ............................................................................... XVIII
3.1动作特性与动作判据 .................................................................................................... XVIII
3.1.1变压器比率制动纵差动保护 ............................................................................ XVIII
3.2整定计算 .......................................................................................................................... XIX
3.2.1变压器各侧电流补偿和平衡计算 .................................................................... XIX
3.2.2最小动作电流Id.op.min计算 .................................................................................. XX
3.2.3最小制动电流或拐点电流Ires.min计算 ............................................................... XXI
3.2.4制动系数斜率Kres计算 ....................................................................................... XXI
3.2.5比率制动纵差动保护灵敏度计算 ....................................................................... XXI
4.发电机定子绕组匝间短路保护整定计算 ................................................................................ XXII
4.1发电机横差动保护 ......................................................................................................... XXII
4.1.1.动作判据............................................................................................................ XXII
4.1.2整定计算............................................................................................................. XXII
4.2发电机纵向基波零序过电压保护 ................................................................................ XXIII
4.2.1 动作判据........................................................................................................... XXIII
4.2.2整定计算............................................................................................................ XXIV
5.发电机定子绕组单相接地保护整定 ........................................................................................ XXV
5.1动作判据 ........................................................................................................................ XXV
5.1.1基波零序过电压保护动作判据 ......................................................................... XXV
5.1.2三次谐波电压定子单相接地保护动作判据 .................................................... XXVI
5.2整定计算 ....................................................................................................................... XXVI
5.2.1基波零序过电压整定 ........................................................................................ XXVI
5.2.2三次谐波电压定子单相接地保护整定计算 ...................................................XXVII
6.发电机转子接地保护整定计算 ............................................................................................ XXVIII III
6.1动作判据 .................................................................................................................... XXVIII
6.1.1动作判据......................................................................................................... XXVIII
6.2整定计算 ....................................................................................................................... XXIX
6.2.1发电机转子绕组一点接地保护整定计算 ........................................................ XXIX
6.2.2发电机转子绕组两点接地保护整定计算 ........................................................ XXIX
7.发电机定子绕组过电流保护整定 ............................................................................................ XXX
7.1动作判据 ........................................................................................................................ XXX
7.1.1定时限过电流保护 ............................................................................................ XXXI
7.1.2反时限过电流保护 ............................................................................................ XXXI
7.2整定计算 ......................................................................................................................XXXII
7.2.1定时限过电流(过负荷)保护 .......................................................................XXXII
7.2.2反时限过电流保护 ...........................................................................................XXXII
8.发电机转子表层负序过负荷保护整定 ................................................................................
XXXIII
8.1动作判据 .................................................................................................................... XXXIII
8.1.1定时限负序过负荷保护 ................................................................................. XXXIII
8.1.2反时限负序过负荷保护 ................................................................................. XXXIV
8.2整定计算 ................................................................................................................. XXXIV
8.2.1定时限负序过负荷保护 ................................................................................. XXXIV
8.2.2反时限过负荷保护 .......................................................................................... XXXV
9.发电机转子绕组励磁过电流保护整定计算 ........................................................................
XXXVI
9.1动作判据 .................................................................................................................... XXXVI
9.1.1定时限过电流保护 ........................................................................................ XXXVII
9.1.2反时限过电流保护 ........................................................................................ XXXVII
9.1.3反时限过电流上限动作判据 ...................................................................... XXXVIII
9.2整定计算 ................................................................................................................. XXXVIII
9.2.1定时限过电流保护 ...................................................................................... XXXVIII
9.2.2反时限过电流保护 ...................................................................................... XXXVIII
10.发电机失磁保护整定计算 ......................................................................................................... XL
10.1动作判据 ......................................................................................................................... XL
10.1.1系统侧主判据 ...................................................................................................... XL
10.1.2发电机侧主判据 .................................................................................................. XL 10.1.3静稳极限转子绕组变励磁低电压动作判据 .................................................... XLII 10.1.4发电
机低励及失磁保护动作辅助判据 ...........................................................XLIII 10.2整定计
算 ..................................................................................................................... XLIV
10.2.1高压母线三相低电压元件 .............................................................................. XLIV 10.2.2发电机侧的主判据 .......................................................................................... XLIV
11.发电机失步保护整定计算 ....................................................................................................... XLV
11.1动作判据 ....................................................................................................................... XLV
11.1.1发电机三阻抗元件失步保护 ............................................................................ XLV 11.2整定计算 .................................................................................................................... XLVII
11.2.1发电机三阻抗元件失步保护整定计算 ......................................................... XLVII
12.发电机定子绕组过电压保护整定 ....................................................................................... XLVIII
12.1动作电压整定值计算 ................................................................................................ XLVIII 12.2动作时间整定计算 ...................................................................................................... XLIX IV
13.发电机逆功率保护整定 ......................................................................................................... XLIX
13.1动作判据 ..................................................................................................................... XLIX
13.1.1三相功率动作判据为 ............................................................................................. L 13.1.2单相功率动作判据 ................................................................................................. L 13.2整
定计算 ............................................................................................................................ L
13.2.1三相功率判据的动作逆功率整定值计算 ............................................................. L
13.2.2动作时间计算 ......................................................................................................... L
14.发电机频率异常保护................................................................................................................... LI
14.1动作判据 ........................................................................................................................... LI
14.1.1低频段时间累加保护动作判据 ............................................................................ LI 14.1.2低频保护的动作判据 ............................................................................................ LI 14.1.3高频段时间累加保护的动作判据 ........................................................................ LI 14.1.4高频
保护的动作判据 ........................................................................................... LII 14.2整定计
算 .......................................................................................................................... LII
14.2.1低频段时间累加保护整定计算 ........................................................................... LII 14.2.2高频段时间累加保护整定计算 ........................................................................... LII 14.2.3低频率保护整定计算 ......................................................................................... LIII 14.2.4 高频
率保护整定计算 ........................................................................................ LIII
15.发电机变压器组低阻抗保护 .................................................................................................... LIV
15.1动作判据 ........................................................................................................................ LIV 15.2整定计算 .......................................................................................................................... LV
15.2.1低阻抗保护动作阻抗计算 ................................................................................... LV
15.2.2动作时间整定值top.set计算 ............................................................................... LVII 15.2.3过电流闭锁元件动作电流整定值计算 ............................................................ LVII
16.主变压器高压侧零序过电流保护 .......................................................................................... LVIII
16.1主变压器I段零序过电流保护整定计算 ................................................................... LVIII
16.1.2按与线路?段零序过电流保护配合计算 ......................................................... LIX 16.1.3灵敏系数的计算 ................................................................................................. LIX
17.主变压器高压侧中性点间隙接地保护 ..................................................................................... LX
17.1中性点间隙接地零序过电流保护动作电流计算 .......................................................... LX 17.2中性点间隙接地零序过电压保护动作电压计算 .......................................................... LX 17.3间隙接地零序保护动作时间计算 ................................................................................. LXI
18.非电量保护 ..............................................................................................................................
LXII
18.1发电机内冷却水断水保护 ............................................................................................ LXII 18.2主变压器瓦斯保护 ........................................................................................................ LXII
18.2.1轻瓦斯保护 ........................................................................................................ LXII 18.2.2重瓦斯保护 ........................................................................................................ LXII 18.3主
变压器冷却器故障保护 ............................................................................................ LXII 参考文
献 .......................................................................................................................................LXIII 致
谢 ..............................................................................................................................................
LXIV
V
绪论
研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在
其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线
路等)，使之免遭损害，所以也称继电保护。基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况
时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值
班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
我国继电保护技术的发展是随着电力系统的发展而发展的,电力系统对运行可靠性和安全
性的要求不断提高,也就要求继电保护技术做出革新,以应对电力系统新的要求。
继电保护装置可分为短路保护和异常运行保护两类。短路保护是用以反应被保护区域内发
生的各种类型的短路故障，为了防止保护拒动或断路器拒动，设主保护和后备保护。异常运
行保护是用以反应各种可能给机组造成危害的异常工况，不设后备保护。
继电保护的发展趋势是高速化，智能化，一体化，尽量避免测量元件对继电保护装置的影
响，尽量降低装置的造价。对故障信息的研究和充分利用是发掘继电保护新原理的基础，计
算机在继电保护中的应用为充分利用各种信息提供了技术手段，新型继电保护装置充分利用
了计算机的特性来为之服务。
VI
1.继电保护配置说明
各保护装置动作后所控制的对象，依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同
而不同，对于发电机双绕组变压器，通常有以下几种处理方式: 全停:停汽机、停锅
炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工
作。
解列灭磁:断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器。 解列:
断开高压侧断路器。
减出力:减少原动机的输出功率。
发信号:发出声光信号或光信号。
母线解列:对双母线系统，断开母线联络断路器，缩小故障波及范围。
1.1整定计算时所需参数
1.1.1发电机
? 发电机型号及额定参数。
1)型号:水氢氢发电机QFSN2 - 300 -2(以下部分计算涉及QFS - 300 -2双水
Ic=UG.N/3(2 fCp×10-6) =0.757 A
4)转子绕组自感:0. 857H，XL= 2 f×L=269(Ω)
5)次暂态直轴同步电抗(不饱和值):X d= 17.4%，
6)次暂态直轴同步电抗(饱和值):X d.sa= 16%。
7)次暂态交轴同步电抗(不饱和值):X q= 17.2%。
8)次暂态交轴同步电抗(饱和值):X q.sa= 15.8%。
9)暂态直轴同步电抗(不饱和值):X d= 22.9%。
VII
10)暂态直轴同步电抗(饱和值):X d.sa= 20.2%。
11)暂态交轴同步电抗(不饱和值):X q= 38.2%。
12)暂态交轴同步电抗(饱和值):X q.=33.6%。
13)直轴同步电抗(饱和值):X d.sa= 180%。
14)交轴同步电抗(饱和值):X q.sa=175%。
15)定子漏抗:Xs=12.9%。
16)负序电抗(不饱和值):X2= 17.3%。
17)负序电抗(饱和值):X2.sa=15.g%。
18)零序电抗(不饱和值):X0= 7.93%。
19)零序电抗(饱和值):X0.sa= 7.53%。
20)直轴开路暂态时间常数:T d0=8.6s。
21)交轴开路暂态时间常数:T q0= 0.956s。
22)直轴短路暂态时间常数:T d= 0.956s。
23)交轴短路暂态时间常数:T q=0.184s。
24)直轴开路次暂态时间常数:T d0= 0.0442s。
25)交轴开路次暂态时间常数:T q0= 0.0744s。
26)直轴短路次暂态时间常数:T d= 0.035s。
27)交轴短路次暂态时间常数:T q= 0.035s。
28)短路比:0.6。
? 发电机过负荷能力。
1)长期运行允许负序电流标么值:I,2 =0.08。
2)瞬时耐负序电流(转子表层负序过负荷)的能力:(I,22-I,2 2)t=A=8s ? 励磁参数。
1)发电机额定工况时转子电流(或满载励磁电流):2510A (90?)。
2)发电机额定工况时转子电压(或满载励磁电压):302V。
3)友电机空载励磁电流:987A。
4)发电机空载励磁电压(75?):113V。
5)电机额定工况时励磁机励磁电流:147A。
6)发电机额定工况时励磁机励磁电压:14.3V。
7)发电机空载时励磁机励磁电流:78A 。
8)发电机空载时励磁机励磁电压:5V。
9)强励顶值电压为额定励磁电压的倍数:2。
10)允许强励时间:强励顶值电压允许强励时间10s。
VIII
1.1.2主变压器
? 主变压器型号及额定参数。
l)型号:SFP - 370000/220。
2)额定容量:370MVA。
3)额定电压:236 2×2.5%/20kV。
4)额定电流:905A/10681A。
5)联结组别YNd11。
6)冷却方式:ODAF。
7)相数:3。
? 主变压器参数。
1)阻抗电压:U%=14。
2)短路损耗:PK= 729.l kW。
3)电阻分量电压:Uka%=0.197。
4)电抗分量电压:Ukr%=14。
5)空载电流:I0% =0.2。
6)空载损耗:P0= 179.7kW。
1.1.3高压厂用变压器
? 高压厂用变压器型号及额定参数。
1)型号:SF - 25000/20。
2)额定容量:25MVA。
3)额定电压:20?2×2.5%/6kV。
4)额定电流:722A/2291A。
5)联结组别:A厂为Dd12联结组别，B厂为Dyl联结组别。
6)冷却方式:ONAN/ONAF，63% /100%。
7)相数:3。
? 高压厂用变压器参数。
1)阻抗电压:Uk%=10.5。
2)短路损耗:PK= 111.1kW。
3)电阻分量电压:Uka%=0. 443。
4)电抗分量电压:Ukr%=10.5。
5)空载电流:I0%= 0.53，
6)空载损耗:P0= 19.9kW。
IX
1.1.4中性点接地方式
? 主变压器220kV侧中性点接地方式。
1)A厂正常时一台主变压器中性点直接接地，其他主变压器中性点经间隙接地。
2)B厂正常时一台主变压器中性点直接接地，另一台主变压器中性点经间隙接地。? 发电机中性点接地方式。
1)A厂一台发电机中性点经接地变压器高阻抗接地，接地变压器容量为ST.N=50kVA，变比为UN1/ UN2= 20/0.19，IN1/IN2=2.5/263;接地电阻R=0.460Ω，等效接地电阻Req= 0.46×(20/0.19)2= 5097(Ω)。发电机单相接地电容电流3Ic=3× 0.757= 2.27(A)，电阻电流IR=UG.N/3Req.N=20000/((20/0.19)2 0.46)=2.27(A)。发电机单相接地电流I,1,k=2×2.27=3.2
(A)。
其他发电机中性点经消弧线圈欠补偿接地。
2)B厂发电机中性点经接地变压器高阻抗接地，接地变压器、接地电阻和发电机单相接地电容电流同A厂。
? 高压工作厂用变压器接地方式。
B厂6.3kV侧中性点经小电阻20Ω接地(A厂6.3kV侧中性点不接地)。 ? 高压备用,起动厂用变压器接地方式。
1) 220kV侧中性点为直接接地方式。
2)B厂6.3kV侧中性点经小电阻20Ω接地(A厂6.3kV侧中性点不接地)。
1.1.5高压厂用变压器侧TA、TV变比
? TA变比。
1)主变压器高压侧:TA变比为1250/5，完全星形YN接线。
2)主变压器低压侧、发电机出口、发电机中性点侧、高压厂用变压器高压侧: TA变比为15000/5，完全星形YN接线。
3)主变压器中性点直接接地保护用TA0的变比为600/5。
4)主变压器中性点间隙接地倮护用TA01的变比为100/5。
5)高压厂用变压器20kV侧:变压器套管TA的变比为1000/5，完全星形YN接线。
6)高压厂用变压器20kV侧发变组差动保护用TA的变比为15000/5，完全星形YN接线。
7)高压厂用变压器6.3kV侧:变压器中性点套管TA0的变比为200/5。
8)高压厂用变压器6.3kV侧:TA的变比为3000/5，完全星形YN接线。 ? TV变比。
1) 220kV母线:TV的变比为220/3,0.1/3,0.1/,0.1。
2)发电机出口:TV的变比为20/,0.1/3,0.1/3,0.1/3。
X
3) 6kV厂用母线:TV的变比为6/3,0.1/,0.1/3。
4)高压厂用变压器6.3kV出口侧:TV的变比为6/,0.1/3。
1.2保护依据
依据《继电保护和安全自动装置技术规程》
1. 对300MW及以上的汽轮发电机组，应装设双重快速保护， 即装设发电机纵联差动保护、变压器纵差动保护和发电机、变压器共用纵联差动保护。
2. 发电机,变压器组:对100MW及以上的发电机，应装设保护区为100,的定子接地保护。
3. 200MW及以上的发电机应装设负序过电流保护和单元件低电压起动的过电流保护，当灵敏度不满足要求时，可采用阻抗保护。
4. 对于200MW及以上汽轮发电机宜装设过电压保护。
5. 对过负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设定子绕组过负荷保护。
6. 发电机转子承受负序电流的能力，以I2t A为判据，其中I为以额定电流为基准的负序电流标么值;t为时间(s)，A为常数。对不对称负荷，非全相运行及外部不对称短路引起的负序电流，应装设转子表层过负荷保护。
7. 100MW及以上A<10的发电机，应装设由定时时限和反时时限两部分组成的转子表层过负荷保护。
8. 对励磁系统故障或强励磁时间过长引起的励磁绕组过负荷，在100MW及以上，采用半导体励磁系统的发电机上，应装设励磁加回路过负荷保护，对300MW及上发电机，保护由定时限和反时限两部分组成。
9. 转子水冷汽轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护，并可装设两点接地保护装置。
10. 失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW及以上的发电机，应装设专用的失磁保护。
11. 对发电机运行的异常方式，200MW及以上汽轮发电机，宜装设逆功率保护。
12. 0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。
13. 110KV及以上中性点直接接地的电力网中，如变压器中性点直接接地运行，对外部单相接地引起的过电流，应装设零序电流保护。
14. 发电机,变压器组的保护，宜起动断路器失灵保护。
XI
1.3保护说明
发电机最常见的故障之一是定子绕组的单相接地(定子绕组与铁芯间绝缘破坏)。由于发电机中性点是不接地或经高阻接地，所以定子单相接地故障并不引起大的故障电流。但由于大型发电机在系统中的重要地位，造价昂贵，而且结构复杂、检修困难，所以对大型发电机的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求，特装设发电机定子一点接地保护，根据接地电流的大小，分别动作于信号或停机。
发电机在突然甩负荷时，容易产生不允许的过电压。特别是对大机组出现危及绝缘安全的
过电压是比较常见的现象，为此须装设过电压保护。
300MW及以上的大型发电机组，由于励磁系统环节较多，发电机低励或失磁成为常见的故障形式。发电机低励或失磁后，将过渡到异步运行，转子出现转差，定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，无功功率反向并且增大;在转子回路中出现差频电流;电力系统的电压下降及某些电源支路过电流，这些变化，在一定条件下，将破坏电力系统的稳定运行，威胁发电机本身的安全。为保证电力系统和发电机的安全，必须装设失磁保护，以便及时发现低励和失磁故障并及时采取必要的措施。
逆功率保护，用于保护汽轮机。当主汽门误关闭，或机炉保护动作关闭主汽门而出口断路器未跳闸时，发电机变成电动机运行，要从电力系统吸收有功功率，使汽轮机尾部叶片过热，因而造成汽轮机事故。大机组均不允许在此状态下长期运行，一般只允许运行几分钟。为保护汽轮机，必须装设逆功率保护。
按照远后备的原则，升压变压器高压侧断路器拒动时，应由相邻元件的后备保护切除故障，切除故障的时间长，而且可能把全部电源元件切除。因此，大机组都应当装设断路器失灵保护，用以在断路器失灵时切除故障。每一母线的全部连接元件装设一套公用的断路器失灵保护。
300MW发电机大部分采用水冷方式。为防止发电机内冷水中断时，造成发电机定子线圈过热甚至烧毁定子绕组，必须装设反应发电机内冷水中断的保护。
1.4保护配置
根据保护配置依据和现场实际，综合考虑保护动作的可靠性、灵敏性、选择性和快速性，满足继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理，避免繁琐、复杂的要求，根据短路保护、异常运行保护、发电机接地保护及其他保护的具体要求，初步确定配置下列保护:
XII
表1.1 保护配置方案反应的故障类型
XIII
表1.2 保护配置作用结果
XIV
2.发电机纵差动保护
2.1动作特性与动作判据
2.1.1发电机比率制动纵差动保护
? 动作判据
由发电机常规比率制动纵差动保护动作特性和独立的差动电流速断特性组成，其动作判据为
当Ires Ires.min时，Id Id.op Id.op.min
当Ires Ires.min,Id Id.op.qu时，Id Id.op Id.op.min,Kres(Ires,Ires.min)
(由比率制动纵差动保护动作) 式(2.1)当Id Id.op.qu时，Id Id.op Id.op.qu(由差动速断保护动作)
在制动区定义 Kres Id.op/ Ire s
式中 Id——发电机纵差动保护的差动电流;
Id.op——发电机比率制动纵差动保护动作电流;
Id.op.min——发电机比率制动纵差动保护的最小动作电流;
Kre——发电机比率制动纵差动保护的制动系数斜率(制动曲线斜率); s
Ire——发电机比率制动纵差动保护的制动电流; s
Ire.m; si——发电机纵差动保护的最小制动电流(或称拐点电流)n
Id.op.qu——发电机纵差动保护的差动速断动作电流;
Id.op——发电机比率制动纵差动保护动作电流增量;
Ire——发电机比率制动纵差动保护制动电流增量; s
a——制动特性曲线BC段的倾斜角。
? 动作特性
发电机纵差动保护动作判据式(2.1)对应于图2.1所示的动作特性曲线。图2.1中曲线1的AB段，当Ires Ires.min时，Id.op为不变的Id.op.min;BCF段，Ires Ires.min 时，Id.op以不变斜率Kres按Ires增量 Ires线性递增。直线2的ECD段为纵差动电流速断保护动作特性曲线，当Id Id.op.qu时，由与制动电流大小无关的差动电流速断保护动作，即Id.op Id.op.qu。图2.1中曲线ABCD之上侧为比率制动纵差动保护和差动电流速断保护合成的完成动作区，下侧为其区。
XV
图2.1发电机比率制动纵差动保护动作特性曲线
1--发电机比率制动纵差动保护动作特性曲线
2--发电机差动电流速断保护动作特性曲线
3--发电机区外短路时纵差动保护不平衡电流曲线
? 差动电流与制动电流的计算
根据两侧电流互感器TA不同的接线方式，发电机比率制动纵差动保护的Id、Ires有不同的计算。
1) 两侧 TA按“电流和”接线方式的计算
当发电机差动保护要求两侧TA 按“电流和”接线方式(正常运行时发电机两侧TA同名相角差180)时有 0
,T,I,N Id I
,T,I,N 式(2.2) 制动电流 Ires I
,T——发电机机端侧TA二次电流相量 式中 I
,N——发电机中性点侧TA二次电流相量 I 差动电流
2) 两侧TA按“电流差”接线方式的计算
当发电机差动保护要求两侧TA按“电流差”接线方式(正常运行时发电机两侧TA同名相二次电流相角差为00)时有
,T,I,N 差动电流 Id I
,T,I,N 式(2.3) 制动电流Ires I
2.2整定计算
2.2.1发电机纵差动保护整定计算
XVI
? 最小动作电流Id.op.min计算
1) 按躲过正常最大负荷时的不平衡电流计算。发电机额定二次电流为
Ig.n IG.N/nTA 10189/3 0 ) 式(2.4)30.04( A
nKrelIunb.n 1.5 0.063.4 0.306计算得 Id.op.mi (A)
2) 按躲过远处短路时的不平衡电流计算。此时短路电流接近额定电流
IK.OU IG.N
Id.op.min KrelIunb.k KrelKapKccKerIK.OU/nTA
=1.5 1.5 1 0.06 3.4=0.46(A) 式(2.5)
式中 Iunb.k——远区外短路最大不平衡电流;
Kap——非周期分量系数取1.5~2;
Kcc——两侧TA同性系数(型号相同取0.5，不同取1);
Ker——两侧TA幅值误差系数(正常负荷时取0.06)。
3) 按经验公式计算。
(0.2~0.)4Ig.n (0.~20.4)3 .04.6~81.36( A Id.op.min 式(2.6)
取 Id.op.min=1.2A
? 最小制动电流或拐点电流Ires.min计算
Ig.n，取Ires.min=0.8 Ig.n=0.8 3.4=2.7(A) 式(2.7) Ire.msi=(0.8~1)n
? 制动系数斜率Kres计算
1) 最大动作电流Id.op.max计算。按躲过区外短路时的最大动作电流计算，
Id.op.max KrelIunb.k.max KrelKapKccKerIK.max/nTA
=1.5 2 0.5 0.1 IK.max/nTA=0.15 0.15 Ig.n/X d
=0.15 1.05?3.4/0.16=3.35(A) 式(2.8)
I K.max 1.05/X d 1.05/0 .61.66 ,X d=0.16
2) 制动系数斜率Kres的理论值计算。区外最大短路电流的相对值为
Ires.max=I K.max=6.6
3) 制动系数斜率Kres的经验公式计算值。 Kres=(Id.op.max,Id.op.min)/(Ires.max,Ires.min)=
(0.15 6.6-0.35)/(6.6-0.8)=0.11 式(2.9)
Kres=0.3~0.5，取Kres=0.4
4) 灵敏系数计算。发电机在未并入系统时出口两相短路时TA的二次电流为
I K.min 3 3.4=18.4(A) Xd 式(2.10)
此时区 式(2.11)
差动保护灵敏系数为Kres= I,2,K.min/ Id.op=18.4/3.8=4.8 2 式(2.12)
XVII
发电机出口区外三相短路时差动保护动作电流
Id.op=Kres(I,3,K.max-Ires.min)+Id.op.min=0.4 (3.4/0.16-2.7)+1.2=8.62(A) 式(2.13) 主变压器高压出口区外三相短路时差动保护动作电流
Id.op=Kres(I,3,K.max-Ires.min)+Id.op.min= 0.4 (3..016,0.14,-2.7)+1.2=4.65(A) I,d.op=Id.op/Ig.n=4.65/3.4=1.37 式(2.14)? 差动速断动作电流Id.op.qu计算
差动电流速断是纵差动保护的补充部分，Id.op.qu=(3~4) 3.4=10.2~13.6(A) 取Id.op.qu=13.6A
差动速断保护灵敏系数为 Ksen= I,2,K.min/Id.op=18.4/13.6=1.35 式(2.15)? 保护逻辑电路的选择
保护逻辑电路选择循环闭锁和单差动出口方式
解除循环闭锁负序过电压元件动作电压计算，取U2.op 0.08Ug.n=0.08 100=8V ? 动作时间整定值
差动保护动作时间仅为固有动作时间，取动作时间整定值td.op=0s
? TA断线闭锁整定计算
在大型发电机变压器组的TA二次回路断线时，可能产生严重的过电压，这将导致二次回路及其设备严重损坏，所以TA断线时不闭锁差动保护，TA二次回路断线差动保护动作时作用于跳闸停机，同时发TA断线信号。
3.发电机变压器组及主变压器纵差动保护
发电机变压器组纵差动保护和主变压器纵差动保护完全相同，变压器和发电机纵差动保护虽然有很多相似之处，但由于发电机和变压器的电磁关系完全不同，从而两者的纵差动保护有很大的不同。
3.1动作特性与动作判据
3.1.1变压器比率制动纵差动保护
? 两侧 TA按“电流和”接线方式的计算
无分支双绕组变压器纵差动保护，当变压器差动保护要求发电机比率制动纵差动保护动作特性曲线两侧TA 按“电流和” 接线方式(正常运行时发电机两侧TA同名相二次电流相角
差180)时有
XVIII 0
,h+I,l| 差动电流 Id=|I
,h-I,l| 式(3.1) 制动电流 Ires=|I
,h——变压器高压侧TA二次电流相量 式中 I
,l——变压器低压侧TA二次电流相量 I
? 两侧TA按“电流差”接线方式的计算
无分支双绕组变压器纵差动保护,当变压器差动保护要求两侧TA按“电流差”接线方式(正常运行时变压器两侧TA同名相二次电流相角差为00)时有
,h-I,l| 差动电流 Id=|I,h+I,l| 式(3.2)
制动电流Ires=|I
? 发电机变压器组或多侧变压器Id、Ires的计算
各侧TA只能按“电流和”接线方式(正常运行时电源侧和负载侧同名相电流相量和的相角差为1800)计算，即
,1,I,2,I,3...I,n 差动电流为 Id=I
,1,I,2,I,3...I,n 式(3.3) 制动电流为Ires=max I
,1,I,2,I,3...I,n——分别为变压器各侧TA二次电流归算至基本侧的电流相 式中I
量;
I1,I2,I3...In——分别为变压器各侧TA二次电流归算至基本侧的电流有效
值。
3.2整定计算
在变压器纵差动保护的整定计算中，最关键的问题是不平衡电流的产生原因和数值大小的计算，这与发电机纵差动保护有很大不同。
3.2.1变压器各侧电流补偿和平衡计算
? 变压器联结组别和实际运行变比及变压器两侧TA变比和接线方式设置 变压器容量:STN=370MVA
变压器联结组别:YNd11
变压器实际运行变比:236/20
220kV侧:TA变比为1250/5,TA为完全星形YN接线方式。
220kV侧额定二次电流计算:Ih.n=STN/(UHNnTA)
=370000/( 236 250)=3.62(A) 式(3.4) 20kV侧:TA变比为15000/5A, TA为完全星形YN接线方式。
20kV侧二次额定电流计算:Iln=STN/(3ULNnTA)
=37000/( 20 3000)=3.56(A) 式(3.5) XIX
? A厂用DGT-801型差动保护平衡系数计算
DGT-801型差动保护基准侧。选自变压器低压侧(或发电机中性点侧)，基准侧二次额定电流为Iln=STN/(ULNnTA) =3.56(A) 式(3.5) 1)20kV厂用分支侧。TA变比为15000/5，TA为完全星形YN接线方式，二次侧额定电流为3.56A。
保护要求两侧TA为“电流和”接线方式。
2)平衡系数计算
规定变压器的低压侧为基准侧，即以低压侧额定二次电流为基准，各侧电流互感器为完全星形接线，变压器Y接线侧的额定二次电流应乘后再计算平衡系数，即变压器高压侧绕组为YN接线时，高压侧平衡系数
Kbal.h=Iln/3Ih.n=(UNHnTAH)/(3UNLnTAL)
(236 250)/(3 20 300)0 式(3.6) 0.567 8
取Kbal.h=0.568
变压器低压侧绕组为d接线时，低压侧平衡系数Kbla.1=1
厂用分支系数Kbla.1=1
? B厂用WFB-800型差动保护平衡系数计算
1)WFB-800型差动保护基准侧。选自变压器高压侧，基准侧二次额定电流为It.n=Ih.n=STN/(3UHNnTA)=3.62(A) 式(3.7)
2)差动保护电流
取自主变压器高压侧(236kV)、发电机出口(或中性点侧)中压侧(20kV)、高压厂用变压器低压侧(6.3kV)为不同电压的三侧差动保护。
3)平衡系数
规定变压器的高压侧为基准侧，即以高压侧额定二次电流为基准，各侧电流互感器为完全星形接线，计算平衡系数时，用变压器Y接线侧的TA额定二次电流直接计算系数，即高压侧平衡系数Kbal.h=1
20kV中压侧平衡系数Kbal.m=Ih.n/In.m=3.62/3.56=1.017 式(3.8)高压厂用变压器6.3kV低压侧，TA变比为3000/5,完全星形YN接线方式，二次额定电流为Il.n=STN/(UL.NnTA)=37000/(3 6.3 600) 56.5(A) 式(3.9)高压厂用变压器6.3kV低压侧平衡系数Kbal.l=Ih.n/Iln=3.62/56.5=0.064 式(3.10)
3.2.2最小动作电流Id.op.min计算
? 按躲过正常最大负荷时的不平衡电流计算
DGT-801A差动保护基本侧(为低压侧或发电机中性点侧)额定二次电流It.n=3.56A， u=0，
m=0，Id.op.min KrelIunb.n=Krel(Ker+ u+ m) 式(3.11) IT.N/nTA=1.5 (0.06+0+0) 3.56=0.32(A)
XX
n式中 Id.op.mi——变压器比率制动纵差动保护的最小动作电流;
IT.N——变压器基本侧的额定电流;
nTA——变压器基本侧电流互感器变比;
Ker——电流互感器比误差(10P型取0.03 2,5P型取0.01 2); Kre——可靠系数，取1.3~1.5; l
u——变压器调压引起的误差(对有载调压的变压器取0.05;对无 载调压的变压器在计算时按实际运行分接头计算时，可取0); m——由电流互感器变比不匹配产生的误差(模拟型保护在初算时取0.05，待选定后按实际误差复算修正，取0)。
? 按躲过远区外短路时的不平衡电流计算
短路电流接近额定电流即IK.OU IT.N时， u=0， m=0， Id.op.min KrelIunb.k=KrelKapKccKerIK.OU/nTA
=1.5 1.5 1 0.06 IT.N/nTA =0.135It.n=0.48(A) 式(3.12) ? 按经验公式计算
n(0.5~0.6)It.n Id.op.mi=
由于 u=0， m=0，因此有:
1)DGT-801A型，Id.op.min=0.5 It.n=0.5 3.56=1.78(A),取2.0A。
2)WFB-800型差动保护基本侧(为主变压器高压侧)额定二次电流It.n=3.62A，故对WFB-800型，Id.op.min= 0.5 It.n=0.5 3.62=181(A)，取2.0A。
3.2.3最小制动电流或拐点电流Ires.min计算
取Ires.min=(0.8~1)It.n，一般取0.8It.n:
DGT-801A型Ires.min=0.8It.n=0.8 3.56=2.85(A) 取2.8A。 WFB-800型 Ires.min=0.8It.n=0.8 3.62=2.9(A) 取2.9A。
3.2.4制动系数斜率Kres计算
? 最大动作电流Id.op.max计算
按躲过区外短路最大不平衡电流Iunb.k.max计算，区外短路时的最大短路电流为I(3)k.max =IG.N/(X d+XT)/nTA=10189/(0.16+0.14 353/370) 3000=11.53(A)
Id.op.max KrelIunb.k.max=Krel(KapKccKer+ u+ m)IK.max/nTA
=1.5 (2 1 0.1+0+0)IK.max/nTA=3.5(A) 式(3.13) ? 制动系数斜率Kres理论计算
得Kres=(Id.op.max,Id.op.min)/(Ires.max,Ires.min)=(3.5-2)/(11.53-2.8)=0.172 式(3.14)? 制动系数斜率Kres按经验公式计算
一般经验公式为Kres=0.5~0.7 发电机变压器组差动保护取Kres=0.5.
3.2.5比率制动纵差动保护灵敏度计算
XXI
发电机在未并入系统且主变压器出口两相短路时的电流为11.53A，DGT-801A型、WFB-800型比率制动纵差动保护电流为 Ires=max I1,I2,I3...In =11.53(A)
Id.op=Id.op.min+Kres(IK.min-Ires.min)=2.0+0.5 (11.53-2.8)=6.36(A) 式(3.15)
Kre=sIK.min/Id.op=11.53/6.36=1.81
变压器出口三相短路时动作电流为
Id.op=Id.op.min+Kres(IK.min-Ires.min)=2.0+0.5 (11.53-2.8)=6.36(A) 式(3.16)
4.发电机定子绕组匝间短路保护整定计算
动作量取自发电机双星形两中性点之间连接的零序短路互感器TA0二次侧短路，构成零序横差动保护，反应发电机定子绕组同一分支的匝间短路、同相不同分支间短路、不同相分支相间短路以及分支开焊保护。
4.1发电机横差动保护
4.1.1.动作判据
当发电机定子绕组匝间短路时，横差动保护出现零序差动电流Id，当满足下式时横差动保护动作Id Id.op.set 式(4.1)式中 Id——发电机横差动保护的差动电流;
t Id.op.se——发电机横差动保护动作电流整定值。
4.1.2整定计算
? 横差动保护电流互感器TA0变比的计算
按经验公式为nTA0 0.25IG.N/ITA0.n=0.25 11322/5=566 式(4.2)选用600 5/5，即3000/5。
式中 nTA0——横差动保护用电流互感器变比;
IG.N——发电机额定电流;
ITA0.n——横差动保护用电流互感器额定二次电流，一般为5A。
? 横差动保护动作电流计算
XXII
按躲过区外短路时最大不平衡电流，一般用经验公式计算为Id.op.set=(0.2~0.3) IG.N/nTA0=(0.2~0.3) 11322/600=3.77~5.66(A) 式(4.3)取Id.op.set=5A。
? 横差动保护动作时间td.op.set计算
正常运行整定值取td.op.set=0s。
4.2发电机纵向基波零序过电压保护
当发电机无法分别引出双星形的中性点时，就无法采用原理比较成熟的单元件高灵敏横差动保护，当发电机定子绕组同分支匝间、同相不同分支间短路或分支开焊以及不同相分支间相间短路时，会出现纵向零序电压，目前采用较多的是动作量取自机端专用电压互感器(该电压互感器的中性点与发动机中性点相连，单不接地)开口三角绕组纵向零序电压，当其值大于整定值时保护就动作。
4.2.1 动作判据
灵敏段动作判据
? 三次谐波电压比率制动型保护。
区外短路出现较大三次谐波电压时，利用三次谐波电压比率制动基波零序过电压保护的动作判据，即
当3U3 3U3 .set时 3U01 3U01.op=3U01.set
当3U3 3U3 .set时 3U01 3U01.op=3U01.set+Kres.3 (3U3 -3U3 .set) 式(4.4)式中 3U01——纵向3倍基波零序电压;
3U01.op——纵向3倍基波零序动作电压;
3U01.set——灵敏段纵向3倍基波零序动作电压整定值;
Kre.3s ——三次谐波电压制动系数斜率，一般取0.3~0.5;
3U3 .set——3倍三次谐波电压整定值;
3U3 ——区外短路时纵向零序电压中的3倍三次谐波分量。
? 次灵敏段或高定值动作判据
动作判据为3U01 3U01.h.set 式(4.5)式中 3U01.h.set——次灵敏段3倍基波零序动作电压(高定值)整定值。 ? 负序功率方向闭锁纵向基波零序过电压保护动作判据
为防止纵向基波零序过电压保护在区外短路误动作，装置内设置负序方向闭锁元件P2、P 2，当区外不对称短路时，负序功率流向发电机，负序功率方向闭锁元件P2动作闭锁纵向基波零序过电压保护;当发电机定子绕组匝间短路时，负序功率流向系统，负序功率方向闭锁元件P 2动作后开发(解除闭锁)纵向基波零序过 XXIII
电压保护，有纵向基波零序过电压保护出口动作。
? 专用电压互感器TV一次断线闭锁判据
比较专用TV和测量TV相间电压差组成的电压不平衡保护，当专用TV一次侧断线时，TV一次断线不平衡保护动作，闭锁纵向基波零序过电压保护，并发报警信号。
4.2.2整定计算
DGT-801A型保护
? 灵敏段动作电压整定值3U01.set计算
按躲过正常运行时最大纵向基波不平衡电压计算。
1)3U01.set=Krel3U01.unb.max=2 0.95=1.9(A) 式(4.6)
取3U01.set=2V
式中 Kre——可靠系数，取1.5~2; l
3U01.unb.max——正常运行时最大纵向3倍基波零序不平衡电压的实测值。
2)三次谐波电压制动系数斜率为Krel3 =0.5
3)三次谐波电压整定值为U3 .set=(0.8~1) 3U3 .max
取U3 .set=3U3 .max =2V
? 次灵敏段3倍基波零序动作电压整定值3U01.h.set，按躲过区外短路时的最大纵向不平衡基波零序电压计算，即3U01.h.set=Krel3Uk01.max
由于一般难于实测区外短路时的最大纵向不平衡基波零序电压3U01.h.set，一般只能取3U01.h.set Krel3Uk01.max=5~10V 式(4.7) 取3U01.h.set=6V
式中 Krel——可靠系数，可取2~2.5;
3Uk01.max——区外短路时出现的最大3倍纵向不平衡基波零序电压。
? 动作时间整定top.set为 top.set=0.2s。
? 专用TV断线闭锁整定计算
应按躲过正常运行时专用TV和测量TV之间的电压差计算，两组TV正常电压差(不平衡电压)一般不超过5V，于是有
Uunb.op=Krel Uunb.max=5 ~ 8V 式(4.8) 式中 Uunb.op——TV不平衡动作电压整定值;
Krel——可靠系数，可取1.5~2;
Uunb.max——正常运行时两组TV最大不平衡电压值。
? 负序逆功率指向整定
当区外不对称短路时，负序逆功率流向发动机，负序逆功率继电器K2动作闭锁指向基波零序过电压保护;当发动机定子绕组之间短路时，负序功率流向系统， XXIV
负序逆功率继电器K2 动作后开放(解除闭锁)指向基波零序过电压保护，由纵向基波零序过电压保护出口动作。
5.发电机定子绕组单相接地保护整定
(1)不接地或经单相电源互感器接地方式。
(2)经消弧线圈欠补偿接地方式。补偿后的残余电流(容性)小于允许电流值。
(3)经专用配电变压器高阻接地方式。单相接地电流大于2(3Ic),一般情况均大于允许值，此时单相接地保护应带延时作用于跳闸。
我国发电机中性点主要有以下三种接地方式:
5.1动作判据
5.1.1基波零序过电压保护动作判据
保护动作量3U0可取自发电机中性点电压互感器、中性点接地变压器的二次侧或机端三相电压互感器TV(中性点接地)开口三角形绕组(此时该保护应加装TV一次侧断线闭锁装置)。
? 动作量取自机端TV开口三角形绕组时，动作判据为
3U01 3U01.set 式(5.1)式中 3U01——发电机 3U01.set——3倍基波零序过电压保护动作整定值。
? 动作量取自发电机中性点电压互感器或中性点接地变压器二次侧电压时，动作判据为
U01 U01.set 式(5.2) XXV
式中 U01——发电机 式(5.3) 式中 U3 .T——取自机端TV开口三角绕组机端三次谐波电压;
U3 .N——取自发电机中性点接地TV或机端变压器二次侧的机尾三次谐
t Kop.se——机端三次谐波电压与机尾三次谐波电压动作比的整定值;
波电压;
Kre——可靠系数，一般取1.2~1.5; l
K——发电机在各种工况时，实测机端三次谐波电压与机尾三次谐波 电压最大比值。
由于该判据原理简单，所以用的较多。
? 第二类三次谐波单相接地保护。
用机端和机尾三次谐波电压复式比构成动作判据，该类单相接地保护为差动型，其优点是同时反映机端单相接地故障。动作判据为 ,3 .N 1 式(5.4),3 .t,K,pU,3 .N/ ,3 .t,K,pU,3 .N——动作分量; 式中 ,3 .N——制动分量; U
,p——动作分量调整系数，使发电机正常运行时动作分 K
量最小;
——制动分量调整系数，使制动分量在正常运行时恒 大于动作分量。
三次谐波电压定子单相接地保护均作用于信号。
5.2整定计算
DGT-801A、WFB-800、RCS-985型发动机定子单相接地保护整定计算基本相同。
5.2.1基波零序过电压整定
XXVI
基波零序过电压动作整定值一般取5%~10%额定电压。
? 动作量取自机端三相TV开口三角形绕组单相接地保护，机端三相TV变比为
// nTV= UG.N
3333U0.op.setKrelUunb.max=(~0.1)Ug.n=(0.05~0.1) 100=5~10V 式(5.5)
式中 Krel——可靠系数，一般取1.5~2;
3Uunb.max——正常时实测开口三角形基波最大不平衡电压;
Ug.n——发电机额定二次电压。
整定取 3U0.op.set=10V。接于机端三相TV开口三角形绕组的单相接地保护，必须经TV一次断线不平衡保护闭锁。
? 动作量取自发电机中性点接地变压器二次侧单相接地保护
动作量取自发电机中性点接地变压器二次侧时，A、B厂发电机中性点地变压器变比为nTV= UG.N/(3 110)=20000/190,基波零序过电压整定值为
U0.op.set=(0.05~0.1)Ut.n/3=(0.05~0.1) 190/3=5.5~11V 式(5.6) 取U0.op.set=11V
式中 U0.op.set——基波零序过电压整定值;
Ut.n——接地变压器二次额定电压;
? 动作时间整定值t0.op.set计算
动作时间整定值按躲过区外单相接地短路计算，动作时间应比线路接地后备保护时间高
t计算。即
t0.op.set=t0.op.max+ t 式(5.7)式中 t0.op.max——线路接地后备保护最大动作时间;
t——时间级差，一般取0.5s。
线路接地后备保护最大动作时间t0.op.max:A厂为4.5s;B厂为3.9s。时间级差 t取0.5s~1s。因此动作时间整定值为
A厂 t0.op.set=t0.op.max+ t=4.5+0.5=5s
B厂 t0.op.set=t0.op.max+ t=3.9+0.5=4.4s
A、B厂中性点经高阻接地的发电机，其基波零序过电压保护动作于跳闸停机。
5.2.2三次谐波电压定子单相接地保护整定计算
? WFB-800型和RCS-985型单相接地保护
WFB-800型和RCS-985型采用第一类动作判据三次谐波电压定子单相接地保护，三次谐波动作比整定值为Kop.set=Krel?K
K=U3 .T/U3 .N 式(5.8) 式中 Krel——可靠系数，一般取1.5~2;
K——发电机在各种工况时，实测机端三次谐波电压与机尾三次谐 XXVII
波电压最大比值。
不同的发电机有完全不同的K值，可大于1也可小于1，在某厂两台QFSN2-300型300MW发电机组，在额定工况下三次谐波电压比如下:
1号机U3 .T/U3 .N=2.294V/2.765V=0.83;2号机U3 .T/U3 .N=2.659/3.188=0.34 发电机在小负荷时(接近空载时)测得的三次谐波电压比如下:
1号机U3 .T/U3 .N=0.718V/0.918V=0.78;2号机U3 .T/U3 .N=0.845/1.065=0.788 实际整定时取Kop.set=1.2。
? DGT-801A型三次谐波电压定子单相接地保护
DGT-801A型三次谐波电压定子单相接地保护，动作判据为
,3 .N 1 ，整定值取Rg.set=10 ,3 .t,K,pU,3 .N/ ? 动作时间整定值动作时间整定值取top=3s,动作于信号。
6.发电机转子接地保护整定计算
6.1动作判据
6.1.1动作判据
? 转子绕组一点接地保护。在发电机转子绕组叠加直流电压，经先后两次测量不同附加电阻式转子对地电流值，通过 Rg——发电机转子绕组对地绝缘电阻;
t Rg1.se——转子绕组一点接地保护?段动作电阻整定值;
t Rg2.se——转子绕组一点接地保护?段动作电阻整定值;
t1op.set——转子绕组一点接地保护?段动作时间整定值;
t2op.set——转子绕组一点接地保护?段动作时间整定值。
? 转子绕组两点接地保护。当转子绕组一点接地保护动作后，自动投入转子绕组两点接地保护。动作判据为
Rg<转子一点接地保护动作整定值
U2 .2>U2 .op.set
U2 .2>U2 .1 式(6.2)式中 Rg——发电机转子绕组对地绝缘电阻;
XXVIII
U2 .1、U2 .2——发电机定子电压二次侧正序分量和负序分量;
U2 .op.set——二次谐波电压动作整定值。
6.2整定计算
6.2.1发电机转子绕组一点接地保护整定计算
? 转子绕组一点接地保护?段动作电阻整定值Rg1.set为
Rg1.set=8~10 取Rg1.set=10 。
转子绕组一点接地保护?段动作时间整定值t1op.set为
t1op.set=2~6s 取t1op.set=5s,动作于信号。
? 转子绕组一点接地保护?段动作电阻整定值为
Rg2.set=0.5~1 取Rg2.set=1 。
转子绕组一点接地保护?段动作时间整定值为
t2op.set=2~6s 取t2op.set=5s,动作于信号。
6.2.2发电机转子绕组两点接地保护整定计算
? 发电机转子绕组两点接地保护
此保护接于发电机出口TV相电压，二次谐波电压动作整定值U2 .op.set按躲过发电机正常运行和区外各种类型的短路计算，因短路情况下实测最大二次谐波负序电压有困难，所以按躲过发电机额定工况时机端测得的最大二次谐波负序电压计算。二次谐波电压动作整定值为
U2 .op.set=KrelU2 2.max 式(6.3)可取U2 .op.set=1V
式中 Kre——可靠系数，取1.5~2; l
U2 2.max——发电机正常额定工况时机端测得的最大二次谐波负序电压。 ? 动作时间
转子绕组两点接地保护动作时间整定值为
top=0.5~1s
取top=1s,动作于信号。
XXIX
7.发电机定子绕组过电流保护整定
对于发电机因定子绕组过负荷或区外短路引起定子绕组过电流，应装设定子绕组三相过电流保护，由定时限和反时限两部分组成。
7.1动作判据
发电机定子绕组过电流保护的动作特性曲线如图所示，动作特性曲线由三部分组成，图中曲线1的ABF为定时限过电流保护动作特性，曲线2的CD为反时限过电流动作特性，DEH为反时限上限(高定值)动作区。对应的动作判据由如下三部分组成。
XXX
图7.1发电机定子绕组过电流保护的动作特性曲线图
7.1.1定时限过电流保护
如图中曲线1的ABF段所示，若满足下式则动作后发信号
Ig Iop.s
t top.s 式(7.1)式中 Ig——发电机定子绕组中性点侧TA二次电流; Iop.s——定时限过电流保护动作电流整定值;
t——发电机定子电流满足动作条件作用持续时间; top.s——定时限过电流动作时间整定值。
7.1.2反时限过电流保护
? 反时限动作判据。图中曲线2的CD段为反时限部分，当Iop.dow Ig Iop.up时，若满足下式则动作后跳闸(I,2g-K2)top Khe.al
式中 I,g——发电机定子最大相电流相对值(以发电机定子额定二次电流为基
准);
Khe.al——发电机允许发热时间常数;
Iop.dow——反时限过电流保护下限动作电流(最小动作电流);
K2——散热时间常数，数值上等于发电机额定电流相对值。 ? 反时限上限动作判据。如图曲线2的DEH段所示，此时有
Ig Iop.up
t top.up式(7.2)
式中 t——电流超过上限动作电流的作用时间;
XXXI
top.up——上限动作时间整定值。
反时限过电流保护动作于跳闸。
7.2整定计算
整定的保护装置的基准电流为发电机额定电流。
? 动作电流整定值为
Iop.s.set =KrelIg.n/Kre =1.05 3.4/0.95=3.8(A) 式(7.3)式中 Krel——可靠系数，一般取1.05~1.1;
Kre——返回系数，微机保护取0.95;
? 动作时间整定值为
top.s=top.1.max+ t=4.5+0.5=5s
式中 top.1.max——线路后备保护动作时间最大整定值;
t——时间级差，一般取0.5s。
定时限过电流保护动作于信号。 7.2.1定时限过电流(过负荷)保护
7.2.2反时限过电流保护
? 下限动作电流整定值Iop.dow计算
按与定时限过电流保护动作电流配合计算，即
Iop.dow=KrelIop.s.set=1.05 3.8=4(A) 式(7.4)? 下限动作时间整定值top计算
top=Khe.al.set/(I,2op.dow-K2.set)=41.5/(1.162-1)=120s 式(7.5)发电机定子反时限过电流保护下限动作电流相对值为
I,op.dow=4/3.4=1.16
发电机散热时间常数K2.set=1，发热时间常数整定值Khe.set=Khe=41.5s ? 反时限保护动作计算
top=Khe.al.set/(I,2g-K2.set) 式(7.6)保护装置动作时间由保护自动计算，即
top=Khe.al.set/(I,2g-K2.set)=41.5/(I,2g-1) s
? 上限动作电流整定值Iop.up计算
上限动作电流按躲过高母线最大短路电流计算，
Iop.up=KrelI(3)k.max/nTA=1.3 11.53=15(A) 式(7.7) ? 上限的时间整定值top.up计算
上限动作时间与线路保护第一段时间(快速保护动作时间)配合计算， XXXII
取top.up=0.4s
8.发电机转子表层负序过负荷保护整定
发电机不论何种原因产生负序过电流时，当负序电流相对值I,2平方与作用时间t(s)之乘积的积分值达到一定数值时，发电机的转子表层将过热，有时可能严重烧损发电机转子，为此
应装设发电机转子表层负序过负荷保护(负序过电流保护)。
8.1动作判据
发电机转子表层负序过负荷保护的动作特性曲线如图所示，图中动作特性曲线由三部分组成，图中曲线1的ABF为定时限负序过负荷保护的动作特性，曲线2的CD为反时限负序过负荷的动作特性，DEH为负序过负荷上限(高值)动作区，对应的动作判据由如下三部分组成。
图8.1发电机转子表层负序过负荷保护的动作特性曲线图
8.1.1定时限负序过负荷保护
图中曲线的ABF段为上限动作特性，当满足下式时，保护动作后发信号 XXXIII
I2 I2.op.s
式中 I2——发电机定子绕组的负序电流二次值; I2.op.s——发电机定时限转子表层负序过负荷保护动作电流整定值;
间; t t2op.s式(8.1) t——发电机定时限转子表层负序过负荷保护满足动作条件的持续时
t2op.s——发电机定时限转子表层负序过负荷保护动作时间整定值。
8.1.2反时限负序过负荷保护
? 负序反时限动作判据。
图中CD段为负序反时限动作特性曲线，当I2.op.dow I2 I2.op.up时，若满足下式，则负序反时限保护动作
(I,22-I,22. )t2.op A 式(8.2)式中 I,2——发电机定子负序电流的相对值(以发电机额定二次电流为基准); A——发电机转子表层允许负序电流发热时间常数: I2.op.dow——发电机转子表层负序过负荷保护反时限下限动作电流; I2.op.up——发电机转子表层负序过负荷保护反时限上限动作电流; I,2. ——发电机长期连续运行允许的负序电流相对值(以发电机额定二次
电流为基准);
t2.op——负序电流反时限动作时间。
? 负序反时限上限动作判据。
图中DEH段为上限动作特性曲线，若满足下式，则保护动作
I2 I2.op.up
t t2.op.up式(8.3) 式中 t——负序电流超过上限动作电流的持续作用时间; t2.op.up——上限动作时间。
发电机转子表层负序反时限过负荷动作于全停。
8.2整定计算
8.2.1定时限负序过负荷保护
? 定时限负序动作电流整定值I2.op.s的计算。按躲过发电机长期连续运行允许的负序电流计算，即
, I2.op.s=KrelI2Kre Ig.n=1.05 0..95 3.4=0.3(A) 式(8.4)
式中 Kre——可靠系数，一般取1.05; l
XXXIV
Kre——返回系数(微机保护一般取0.95);
Ig.n——发电机额定二次电流。
? 负序定时限动作时间整定值计算。
按与线路后备保护最大动作时间配合计算，即
t2op.s=top.l.max+ t=4.5+0.5=5 s 式(8.5)式中 t2op.s——转子表层负序过负荷保护定时限动作时间整定值;
top.l.max——线路后备保护动作时间最大整定值;
t——时间级差，一般取0.5s。
保护动作于信号。
? 下限动作电流值动作I2.op.dow计算
1) 按与定时限负序过电流保护动作电流配合计算，即
I2.op.dow=KrelI2.op.s=1.05 0.3=0.315(A) 式(8.6)按下限负序动作时间为1000s计算，即
I2.op.dow=A/1000,I2 ,28.2.2反时限过负荷保护
3.4=0.408(A) 式(8.7)=8/1000,0.082?
取I2.op.dow=0.36 A,I,2.op.dow=0.106。
? 发电机负序电流发热时间常数整定值Aset计算
发电机负序电流发热时间常数整定值应根据制造厂提供的负序电流发热时间常数A值计算，一般取
Aset=(0.9~1)A
提供的A=8，可得Aset=7.2~8 s， 取Aset=7s。
? 下限动作时间t2.op.dow计算
t2.op.dow=Aset/(I,22.op.dow-I,22 )=7/(0.1062-0.082)=1447(s) 式(8.8)取t2.op.dow=1000s。
? 负序过电流反时限动作时间
t2.op=Aset/(I,22-I,22 )=7/(I,22-0.0064) 式(8.9)? 上限动作电流整定值I2.op.up计算
按躲过高压母线两相短路时的最大负序电流计算，得
I2.op.up=KrelIG.N/(KrelX d+X2+2XT)nTA
=1.3 3.4/(0.16+0.173+2?0.135)3000=7.34(A) 式(8.10) 式中 Krel——可靠系数，一般取1.3;
X d、X2——发电机的次暂态电抗(饱和值)及负序电抗(饱和值)相对值; XT ——变压器阻抗归算至发电机额定容量的相对值;
nTA——发电机电流互感器变比。
XXXV
取I2.op.up=7.5A。
? 上限动作时间整定值t2.op.up计算
按与线路保护第一段时间(快速保护动作时间)配合，即
t2.op.up=0.3~0.4s ,取t2.op.up=0.4s 。
9.发电机转子绕组励磁过电流保护整定计算
现代大型发电机组的自动励磁调节器和继电保护装置中同时设置发电机装置绕组过电流保护，自动励磁调节器有转子绕组过电流限制和保护两种功能。接地保护装置设置发电机转子绕组过电流保护，动作后作用于跳闸停机。
9.1动作判据
根据不同方式的励磁系统，发电机转子绕组励磁过电流保护有四种不同方式的动作量。
(1)直接反映发电机转子绕组电流Ifd并取自转子绕组电流分流器输出电压Ulfd(mV)的动作量。
(2)间接反映发电机转子绕组电流并取自主励磁电流分流器输出电压Ulfds(mV)的动作量。由于Ulfd和转子绕组电流Ifd基本上是线性关系，因此旋转整流励磁系统只能取主励磁机励磁绕组电流分流器的输出电压为动作量。
(3)间接反映发电机转子绕组电流并取自主励磁机交流侧TA二次电流有效值的动作量Iac。由于Iac和转子绕组电流Ifd具有线性关系，即Iac=K3 Ifd/nTA(式中K3 为三相桥式整流系数的倒数，理论值为0.816，实际就是时应以发动机在额定运行时的实测值为准进行修正，nTA为TA的变比)。
(4)间接反映发电机转子绕组电流并取自AVR交流侧TA二次电流瞬时值的动作量。AVR交流侧TA二次电流瞬时值经微机软件就是能准确反映发动机转子绕组电流Ifd的动作量。
以上四种不同方式的动作量，第一种方式的动作量最为直接、简单，但在现场调试时应对分流器至保护装置测量电缆电压降进行补偿。而其他三种方式的动作量都是间接反映发电机转子绕组电流，在整定计算时都应根据 现场调试时的实测数据进行修正计算。以上四种不同方式的动作量的励磁过电流保护的动作特性和动作判据基本相同，以下仅叙述取自转子绕组电流分流器输出电压为动作量的励磁过电流保护动作特性和动作判据。
图中动作特性曲线由三部分组成，图中曲线1的ABF为定时限过电流保护的 XXXVI
动作特性，曲线2的CD为反时限过电流的动作特性，DEH为过电流上限(高值)动作区。发电机转子绕组过电流保护动作特性曲线对应的动作判据由如下三部分组成。
图9.1励磁过电流保护的动作特性曲线
9.1.1定时限过电流保护
曲线1的ABF为定时限过电流保护的动作区，动作判据为
Ulfd Ulfd.op.s
t top.s式(9.1) 式中 Ulfd——发电机转子绕组励磁电流为Ifd时分流器的电压(mV); Ulfd.op.s——定时限过电流保护动作时发电机转子电流分流器的电压(mV);
top.s——反时限过电流保护动作时间。
定时限过电流保护动作后发信号。
9.1.2反时限过电流保护
曲线2的CD为反时限过电流的动作特性曲线，动作判据为
Ulfd.op.up Ulfd Ulfd.op.dow
(U,2lfd-K2.set)t K1.set式(9.2) U,lfd=Ulfd/Ulfd.n式中 Ulfd.op.dow——反时限过电流保护下限动作时分流器输出电压(mV);
Ulfd.op.up——反时限过电流保护上限(最大)动作时分流器电压(mV);
U,lfd——发电机转子绕组电流分流器的输出电压相对值; Ulfd.n——发电机转子额定电流时分流器的输出电压(mV);
XXXVII
K1.set——发电机转子绕组额定电流为基准时的发热时间常数整定
值(s);
值(s);
t——发电机转子绕组电流分流器的输出电压大于动作值的持 续时间(s)。 K2.set——发电机转子绕组额定电流为基准时的散热时间常数整定
9.1.3反时限过电流上限动作判据
图中曲线2的DEH为反时限上限动作特性曲线，动作判据为
Ulfd Ulfd.op.up
t top.up式(9.3) 式中 Ulfd.op.up——反时限过电流保护上限(最大)动作时分流器电压(mV); top.up——反时限过电流保护上限(最小)动作时间(s)。
反时限过电流保护动作于跳闸。
9.2整定计算
静止整流励磁系统的发电机，可在发电机转子回路 式(9.4) 式中 Idi.n——转子电流分流器额定电流为3000A;
Ifd.n——转子额定电流(对QFS-300-2发电机，Ifd.n=1980(A)。
? 动作时间整定值计算。
top.s=5s
定时限过电流保护动作后发信号。 按躲过正常强行励磁时间计算，可取5s(最大强行励磁时间可至8~10s)，即
9.2.2反时限过电流保护
? 下限动作时分流器电压整定值计算。
按与定时限励磁过电流保护动作电流配合计算，即
XXXVIII
Ulfd.op.dow =1.05Ulfd.op.s =1.05 54.7=57.4(mV)
U,lfd.op.dow=1.05U,lfd.op.s=1.05 0.73=0.766 式(9.5) ? 发电机转子绕组发热时间常数整定值K1.set计算。DGT-801A型保护装置是以风的季节转子电流分流器额定电流或分流器额定输出75mV为基准，K1.set应归算至分流器的额定电流时的整定值，即
K1.set=K1(Ifd.n/Idi.n)2=30 ,1980/3000,2=13.07(s) 式(9.6)式中 K1——发电机转子绕组发热时间常数，取30s。 ? 发电机转子绕组的散热时间常数整定值K2set计算。归算至分流器额定电流时的K2整定值，即
221980/3000,=0.4356 式(9.7) K2se=tK2(Ifd.n/Idi.n)=1 ,
式中 K2——发电机转子绕组散热时间常数。
? 下限动作时间top.dow整定值计算。
1)以分流器额定电流为基准(或以75mV力基准)，
top.dow=K1.set/(U,2lfd.op.dow-K2set)=13.07/(0.7662-0.4356)=86.7(s) 式(9.8) 式中 U,lfd.op.dow——励磁过电流保护下限动作时分流器电压的相对值(以75mV
基准)。
2)以发电机转子额定电流为基准(或以Ulfd.n=49.5mV为基准)，得
(U,2lfd.op.dow-K2)=K1/(I,2fd.op.dow-K2)=30/(1.162-1)=86.7(s) 式(9.9) top.dow=K1/
? 反时限过电流保护动作时间计算
1) 以分流器额定电流为基准。装置自动计算动作时间，即 top=K1.set/
(U,lfd2-K2.set)=13.07/(U,lfd2-0.4356) 式(9.10)
d式中 U,lf——发电机转子电流分流器输出电压75mV为基准时的相对值。
Ulfd、U,lfd、K1.set、K2.set均以分流器的额定电流Idi.n为基准时的值。
2) 以发电机转子额定电流为基准，装置自动计算动作时间，即
top=K1/(I,fd2-K2)=30/(I,fd2-1) 式(9.11)
XXXIX
10.发电机失磁保护整定计算
10.1动作判据
发电机低励及失磁保护动作判据可分为:
10.1.1系统侧主判据
由于发电机低励失磁故障，无功储备不足，引起系统侧高压母线三相相间电压同时下降至低于最低允许电压值，可能造成系统电压崩溃，引起系统瓦解，造成大面积停电的重大事故。其低电压元件动作判据为
U3ph Uop.set
式中 U3ph——高压母线三相相间电压测量值;
Uop.set——高压母线相间低电压动作整定值。
10.1.2发电机侧主判据
? 异步边界阻抗圆判据。
当发电机低励或失磁时，发电机机端测量阻抗轨迹进入异步边界阻抗圆(作为发电机进入异步运行状态的判据) XB.set——异步边界圆(下抛圆)和jX轴的第二交点的纵坐标整定值( ); Xd X ; d——发电机同步电抗和暂态电抗的相对值(不饱和值)
Zg.n——发电机额定基准二次阻抗有名值( );
UG.N、SG.N——发电机额定电压(kV)、额定视在功率(MVA);
nTA、nTV——发电机电流互感器TA、电压互感器TV变比;
Ug.n——发电机额定二次电压;
Ig.n——发电机额定二次电流。
XL
图10.1发电机失磁异步边界阻抗圆和静稳边界阻抗圆
l-异步边界阻抗圆;2-静稳边界阻抗圆
? 静稳极限边界阻抗圆判据。
当发电机低励磁或失磁时，发电机机端测量阻抗进入静稳边界阻抗圆
式(10.2) 式中 XS.set——静稳边界圆和jX轴的第一交点(jX轴正向交点)的纵坐标整
定值( );
XB.set——静稳边界圆和jX轴的第二交点(jX轴负向交点)的纵坐标整
定值( );
Xcon——发电机和系统的联系电抗相对值(发电机额定容量为基准);
XLI
XS——至高压母线的系统电抗相对值(发电机额定容量为基准); XT——变压器电抗相对值(发电机额定容量为基准)。 10.1.3静稳极限转子绕组变励磁低电压动作判据
与系统并列运行的发电机，对应某一有功功率P输出时，相应为维持机组静稳极限所必需的励磁电压为最低励磁电压Ufd，当P变化时，在静稳极限条件下，励磁电压对应不同的变励磁电压Ufd。本动作判据主要用于防止发电机低励失磁故障引起相应励磁电压太低，使发电机超出静稳极限运行。即
当Ufd Ufd.op.min时
按Ufd Ufd.op=Ufd.op.min动作
当Ufd>Ufd.op.min时，按变励磁低电压动作特性动作
Ufd Ufd.op=KtXd Ufd.0/Sg.n(P1-Pt)=Kset(P-Pt)时动作
Kse=tKtXd Ufd.0/Sg.n
Pt=1U2sSg.n,W, 2
Sg.n=Ug.nIg.n
Xd =Xd+Xcon
Xcon=XS+XT 式(10.3) 式中 Ufd.op.min——发电机转子低励磁最小动作电压;
Ufd.op——发电机转子变励磁动作电压;
Ufd——发电机转子励磁电压;
Ufd.0——发电机空载额定电压时转子励磁电压;
Kset——转子变励磁动作电压和功率的比例系数整定值; Kt——比例系数整定值的修正系数(隐极机Pt=0，Kt=1;凸极 机Pt 0，Kt>1);
Xd ——总电抗相对值(归算至发电机额定容量);
Xd——发电机直轴同步电抗相对值;
Xcon——发电机机端与无限大容量系统间的联系电抗相对值; XT——变压器的电抗相对值;
XS——至变压器高压母线系统电抗相对值;
Sg.n——发电机额定视在功率二次值(VA);
P——发电机运行二次功率(W);
Pt——发电机的反应功率二次幅值(W)(汽轮发电机Pt=0); sl——发电机静稳极限角(稳极机Pt=0， sl=900;凸极机 Pt 0，
sl=700~800);
Us——归算至发电机机端侧的系统电压相对值;
XLII
Xq——发电机交轴同步电抗相对值;
Ug.n——发电机额定二次电压;
Ig.n——发电机额定二次电流。
图10.2变励磁低电压动作特性曲线图
上式的变励磁低电压判据Ufd=f(p)的动作特性曲线如图所示。图中的曲线1为汽
轮发电机变励磁电压动作特性曲线( ABC)，AB段，当Ufd Ufd.op.min时，Ufd.op为不
变的Ufd.op.min;BC段，当Ufd Ufd.op.min时，Ufd.op与发电机测量二次功率P成正比增
加，变励磁动作低电压上升的斜率为Kset= tg ，曲线下侧为动作区，曲线上侧为
不动作区。
10.1.4发电机低励及失磁保护动作辅助判据
? 闭锁失磁保护的负序电压元件。闭锁的动作判据为
U2 U2.op.set 式(10.4)
式中 U2——发电机机端负序电压二次值;
U2.op.set——负序动作电压整定值。
? 闭锁失磁保护的负序电流元件。闭锁的动作判据为
I2 I2.op.set 式(10.5)
式中 I2——发电机负序电流二次值;
I2.op.set——负序动作电流整定值。
当保护满足上式时瞬时起动闭锁失磁保护，经8~lOs自动解除闭锁。
? TV断线闭锁。机端两组TV不平衡保护动作时，闭锁失磁保护(或负序电压元
件动作闭锁失磁保护)。
? 延时元件。当满足以上动作判据并经一定延时top时，保护动作出口，分别作用
于发信号或关闭主汽门停机。
XLIII
10.2整定计算
10.2.1高压母线三相低电压元件 按躲过系统母线允许正常最低电压计算，即
Uop.set= KrelUh.min/nTV=(0.85-0.9)Uh.min/nTV 式(10.6)式中 Krel——可靠系数，取0.85~0.9。
Uop.set——高压母线三相低电压相间电压动作整定值;
Uh.min——高压母线最低正常运行电压，其值由调度部门确定(对220kV
nTV——高压母线电压互感器变比。
当系统无功储备充足，一台发电机失磁时，系统高压母线电压很少降低，因此有时可不用此判据。
A厂的Uh.min=270kV,则Uop.set=KrelUh.min/nTV=(0.85-0.9)Uh.min/nTV 式(10.7)
=(0.85-0.9)?207000/2200=80~82(V) 取82V。 B厂的Uh.min=218kV,则Uop.set=KrelUh.min/nTV=(0.85-0.9)Uh.min/nTV 式(10.8)
=(0.85-0.9)?218000/2200=84~89(V) 取85V。 系统，有的电厂规定为222kV，而有的规定为218kV); 10.2.2发电机侧的主判据
? 异步边界阻抗圆整定值计算
1) 整定值XA.set的计算。发电机额定二次基准阻抗值为
Zg.n=(U2G.N/SG.N)?(nTA/nTV)=20?=16.997( ) 式(10.9) 整定值XA.set为: XA.set=-0.5X dZg.n=-0.5?0.229?16.997=-1.95( )
2) 整定值XB.set为: XB.set=-XdZg.n=-2.2?16.997=-37.4( ) 式(10.10)
3) 异步边界阻抗圆的圆心和半径计算。
由于(XA.set+XB.set)/2=-(1.95+37.4)=-19.67( ) 式(10.11) 所以有:异步边界圆心坐标整定值(O,j(XA.set+XB.set)/2)为(O,-j19.67 ) 异步边界圆半径整定值 R=XBset,XAset=1(37.4+1.5)=19.45( ) 2
? 静稳边界阻抗圆
1) 整定值XA.set的计算。Xcon =(0.0122+0.0378)?353/100=0.177
所以 XA.set=XconZg.n=0.177?16.997=1.5( ) 式(10.12)
2) 整定值XB.set的计算。XB.set=-XdZg.n=-37.4( ) 式(10.13) ? 静稳边界阻抗圆的圆心和半径计算。
由于(XA.set+XB.set)/2=(1.5-37.4)/2=-17.95( ) 式(10.14) 所以有:静稳边界阻抗圆的圆心坐标(O,j(XA.set+XB.set)/2)为(O,-j17.95 ) 静稳边界阻抗圆半径 R=XBset,XAset=1/2?(37.4+1.5)=19.45( ) XLIV 2
? 动作时间整定值计算
A厂QFS - 300 -2型机组:
(l)用系统低电压判据和异步边界圆判据及静稳极限变励磁低电压判据组成与门，以较短动
作时间top= 0.5s作用于停机。
(2)单独用异步边界圆判据，以较长动作时间如top= 1.5s作用于停机。
(3)静稳极限变励磁低电压保护动作于信号，并以O.ls延时作用于合50Hz手动励磁。
A厂QFSN2 - 300 -2型机组:
(1)用系统低电压判据和异步边界圆判据组成与门，以较短动作时间top=l.Os作用于停机。
(2)单独用异步边界圆判据，以较长动作时间top=1.5s作用于停机。
(3)静稳边界圆动作于信号，并以O.ls延时作用于合50Hz手动励磁。 B厂QFSN2 - 300 -2型机组:
(1)用系统低电压判据和异步边界圆判据组成与门，以较短动作时间top=l.Os作用于停机。
11.发电机失步保护整定计算
随着电力系统容量不断增加，大型发电厂高压母线的系统阻抗jXS比较小，一旦发生系统非稳定性振荡，其振荡中心很容易进入失步发电机变压器组的内部，这将严重威胁失步的发电机和系统的安全运行，所以自20世纪90年代以来，我国大型发电机组均加装发电机失步保护
11.1动作判据
三阻抗元件失步保护动作判据特性如图所示，由以下三部分组成: 11.1.1发电机三阻抗元件失步保护
XLV
图11.1三阻抗元件失步保护动作判据特性图
? 透镜特性的阻抗元件Z1。透镜特性的阻抗元件Z1把阻抗平面分成透镜内部分in和透镜外部分out。如果发电机机端测量阻抗Zm进入透镜圆内，则发电机电动势和系统等效电动势间的功角 已大于动稳极限角 s.d。
? 遮挡器直线阻抗元件。遮挡器直线阻抗元件Z2即透镜主轴，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。如果发电机机端测量阻抗Zm落在此直线上，则功角 =1800;若出现不稳定振荡，机端测量阻抗Zm越过该直线，功角 >1800，判发电机已失步。以上两阻抗元件将阻抗平面分成四个区OL、IL、IR、OR(OL、OR为透镜区外，IL、IR为透镜区内)。若出现不稳定振荡，机端测量阻抗Zm轨迹顺序穿过四个区(OL IL IR OR或OR IR IL OL)并在每区停留时间大于一时限，则保护判断为发电机已失步振荡。每顺序穿过一次，保护滑极计数加1，达滑极整定次数N0时失步保护动作。
? 电抗线阻抗元件Z3。电抗线阻抗元件Z3垂直于透镜主轴，它将动作区一分为二，电抗线以上为I段(up)，电抗线以下为II段(dow)。机端测量阻抗Zm轨迹在电抗线以下顺序穿过四个区(OL IL IR OR或OR IR IL OL)，则认为振荡中心位于发电机变压器组内;反之机端测量阻抗Zm轨迹在电抗线以上顺序穿过四个区(OL IL IR OR或OR IR IL OL)，则认为振荡中心位于发电机 XLVI
变压器组外。两种情况的滑极次数可以分别整定，前者保护动作时作用于跳闸，而后者保护动作时作用于信号。
11.2整定计算
11.2.1发电机三阻抗元件失步保护整定计算
? 透镜特性阻抗元件Z1和遮挡器直线阻抗元件Z2及电抗线阻抗元件Z3的整定计算为:
第1象限最远点整定阻抗
ZA.set=(XS+XT)Zg.nej s=(0.146+0.035) 202 3000/(353 200)ej90
j0.181 16.997 j3.076( ) 式(11.1) 第?象限最远点整定阻抗
j(180 ZB.set=X dZg.ne00, s)j s= -X dZg.ne
2j s =-X d(UG.N/SG.N)?(nTA/nTV)e
= -0.225?202 3000/(353 200)ej90=-j3.82436( ) 式(11.2)
Zg.n=(U2G.N/SG.N)?(nTA/nTV)
式中 X d——发电机暂态电抗相对值(发电机额定值为基准值;
XT——主变压器电抗相对值(发电机额定值为基准值);
XS——最小方式时系统电抗相对值(发电机额定值为基准值); s——系统阻抗角，取900;
Zg.n——发电机额定二次阻抗有名值( );
UG.N——发电机额定电压(kV);
SG.N——发电机额定视在功率(MVA);
nTA——发电机电流互感器变比;
nTV——发电机电压互感器变比;
Ug.n——发电机额定二次电压(V);
Ig.n——发电机额定二次电流(A)。
? 电抗线Zc的动作阻抗整定值Zc.set计算。
Zc.set= KrelXT(U2G.N/SG.N)?(nTA/nTV)ej s
=0.9?0.146?16.997ej90=j2.233( ) 式(11.3) ? 透镜
set=1800-2arctg(2Zr/(ZA.set,ZB.set))=1800-2arctg(1.54RL.min/(Xs,XT,X d)) XLVII 00
=1800-2arctg,1.54 0.85/,0.035,0.146,0.225,,=34.460 式(11.4) RL.min=cos n
式中 RL.min——最小负荷阻抗相对值;
cos n——发电机额定功率因数。
取 set=900，所以失磁保护透镜实际是圆心在jX轴上的圆。
? 最小负荷阻抗的有名值为
RL.min=cos nZg.n=0.85?16.997=14.447( ) 式(11.5) 透镜圆和R轴的交点电阻值为
R0=(XA.set,XB.set)/2=3.448( ) 式(11.6) 由于RL.min?R0，所以发电机正常运行时远离透镜圆。
? 跳闸允许电流Ioff.al计算。
按断路器允许遮断电流Ibrk.al计算，当两侧系统电动势相角差达1800时，断路器允许遮
断电流Ibrk.al仅为断路器额定遮断电流Ibrk.n的70%，即Ibrk.al=0.7Ibrk.n，所以跳闸允许电流Ioff.al应尽可能按有足够的余度考虑，即Ioff.al<Ibrk.al，有的装置自动选择在电流变小时作用于跳闸。一般取
Ioff.al 0.5Ibrk.al/nTA=0.5 35000/250=70(A) 式(11.7) ? 滑极次数N0整定计算。
振荡中心在区内时，滑极次数N0根据发电机实际能够承受的失步滑极次数整定，我国在整定中一般取N0=1~2。
计算滑极次数N0=2，动作于跳闸。
12.发电机定子绕组过电压保护整定
发电机过电压能力远低于过电流能力，而且发电机在起动未并网前，一旦出现自动励磁调节装置故障失控，将出现严重过电压并威胁发电机及主变压器的安全运行，现在大型发电机组均设置过电压保护并以较短时限作用于全停和灭磁，发电机过电压保护按不同类型机组进行整定计算。
12.1动作电压整定值计算
200MW及以上的汽轮发电机，装设于机端TV二次相间过电压保护的动作电压整定值Uop.set为
XLVIII
Uop.set=KUG.N/nTV=KUg.n=1.3?2000/200=130(V) 式(12.1) 式中 K——汽轮发电机允许过电压倍数，一般取1.25~1.3;
UG.N——发电机一次额定电压(V);
nTV——发电机电压互感器TV变比;
Ug.n——发电机额定二次电压(v)。
12.2动作时间整定计算
top.set=0.5s.作用于全停灭磁。
13.发电机逆功率保护整定
发电机逆功率保护指的是汽轮发电机在某种原因主汽门关闭时，汽轮机处于无蒸汽状态运行，此时发电机变为电动机带动汽轮机转子旋转，汽轮机转子叶片的高速旋转会引起风磨损耗，特别在尾端的叶片可能引起过热，造成汽轮机转子叶片的损坏事故。汽轮机处于无蒸汽状态运行时，电功率由发电机送出有功(P为正值)变为送入有功(P为负值)，即为逆功率(与正常相比，功率为负值)。利用功率倒向(逆功率)可以构成逆功率保护，所以逆功率保护的功能是作为汽轮机无蒸汽运行的保护。
13.1动作判据
从发电机机端TV二次电压和机端(或中性点侧)TA二次电流取得的发电机测量功率Pm为逆功率保护的动作量，其动作判据为
当测量功率 Pm -Pop.set 时
t top.set 时 保护动作式(13.1)式中 Pm——测量功率(W);
-Pop.set——动作逆功率整定值，负号表示逆功率(W);
top.set——动作时间整定值(s)。
测量功率可以是三相功率，也可以是单相功率。保护装置动作时，断开主断路器。
XLIX
13.1.1三相功率动作判据为
uAiA+uBiB+uCiC=3UIcos -Pop.3ph.set
或UABIABcos =UIcos -Pop.3ph.set式(13.2)式中 uA、iA、uB、iB、uC、iC——分别为A、B、C三相瞬时电压，瞬时 电流值;
U、I、 ——分别为发电机二次线电压、线电流有效值
及功率因数角; -Pop.3ph.set——逆功率继电器三相动作功率整定值; UAB、IAB——分别为发电机A、B相间电压和A、B相线 电流相量差的有效值。
13.1.2单相功率动作判据
UAIAcos -Pop.1ph.set 式(13.3)式中 UA、IA——分别为A相电流、电压有效值;
-Pop.1ph.set——逆功率继电器单相动作功率整定值。
13.2整定计算
13.2.1三相功率判据的动作逆功率整定值计算
当主汽门全关闭时，相同容量机组的实测逆功率的值有很大的差别，在整定计算时应根据实测的三相逆功率计算，主汽门关闭后发电机的逆功率在计算时暂取1.5%PG.N,于是三相动作逆功率为
0.015?300000?1000 (5W) Pop.3ph.set=1000Pm/(KsennTAnTV)= 式(13.4)1.5?3000?200
式中 Pop.3ph.set——三相动作逆功率整定值(W);
Pm——实测三相逆功率值(kW);
Ksen——灵敏系数，一般取1.5-2;
nTA——发电机电流互感器变比;
nTV——发电机电压互感器变比。
13.2.2动作时间计算
动作时间按汽轮发电机允许无蒸汽运行时间并有足够余量计算，一般200MW top.set
= 50 s 及以上的发电机组其允许无蒸汽运行时间为1~3min，所以其动作时间整定值为
L
14.发电机频率异常保护
保护装置对发电机频率进行采样，当频率f在正常范围(48.5~50.5Hz)运行时，不进行时间累加。当频率离开正常范围运行时，进行时间累加。当累加时间或每次持续运行时间到达整定值时，保护动作发信号或跳闸。通常用不同的低频段和不同的高频段作为动作判据。
14.1动作判据
14.1.1低频段时间累加保护动作判据
低频段时间累加保护动作判据为
?段:f1d f f1u， t1 t1.set或t1L t1L.set
?段:f2d f f2u， t2 t2.set或t2L t2L.set
?段:f3d f f3u， t3 t3.set或t3L t3L.set 式(14.1)式中
f1d、f1u——低频I段累加保护下限频率和上限频率; f2d、f2u——低频?段累加保护下限频率和上限频率; f3d、f3u——低频?段累加保护下限频率和上限频率; t1L、t2L、t3L——低频I、?、?段每次连续低频时间;
t1、 t2、 t3——低频I、?、?段累加时间;
t1.set、 t2.set、 t3.set——低频I、?、?段累加时间整定值。
低频段累加时间达整定值或每次低频时间达整定值时频率异常保护动作。 14.1.2低频保护的动作判据
低频保护的动作判据为f fop.1.set
t top.1.set式(14.2)式中 fop.1.set——低频保护动作频率整定值;
top.1.set——低频动作时间整定值。
14.1.3高频段时间累加保护的动作判据
动作判据为
?段: f4d f<f4u, t4 t4.set或t4h t4h.set
V段: f5d f<f5u, t5 t5.set或t5h t5h.set式(14.3)式中 f4d、f4u——高频?段累加保护下限频率和上限频率;
f5d、f5u——高频V段累加保护下限频率和上限频率;
LI
t4h、t5h——高频?、V段每次连续高频时间;
t4h.set、t5h.set——高频?、V段每次连续高频时间整定值; t4、 t5——高频?、V段累加时间;
t4.set、 t5.set——高频?、V段累加时间整定值。
高频段累加时间达整定值或每次高频时间达整定值时频率异常保护动作。 14.1.4高频保护的动作判据
动作判据为
f fop.h.set
t top.h.set式中 fop.h.set——高频保护动作频率整定值;
top.h.set——高频动作时间整定值。
14.2整定计算
14.2.1低频段时间累加保护整定计算
? 低频I段:
I段下限频率整定值f1d.set=48Hz;
I段上限频率整定值f1u.set=48.5Hz;
I段累加时间整定值 t1.set= 300min;
I段每次连续低频时间整定值t1L.set=300s。
? 低频?段:
?段下限频率整定值f2d.set=47 .5Hz;
?段上限频率整定值f2u.set= 48Hz;
?段累加时间整定值 t2.set= 60min;
?段每次连续低频时间整定值t2L.set=60s。
? 低频?段:
?段下限频率整定值f3d.set=47Hz;
?段上限频率整定值f3u.set=47.5Hz;
?段累加时间整定值 t3.set=lOmin;
?段每次连续低频时间整定值t3L.set= lOs。
14.2.2高频段时间累加保护整定计算
? ?段(高频I段):
?段下限频率整定值f4d.set=50.5Hz;
?段上限频率整定值f4u.set=51Hz;
LII 式(14.4)
?段累加时间整定值 t4.set=180min; ?段每次连续高频时间整定值t4h.set=180s。 ? V段(高频?段):
V段下限频率整定值f5d.set=51Hz; V段上限频率整定值f5u.set=51.5Hz; V段累加时间整定值 t5.set=30min; V段每次连续高频时间整定值t5h.set= 30s。
14.2.3低频率保护整定计算
计算结果为 fop.1.set=47Hz top.1.set =0.5s
14.2.4 高频率保护整定计算
计算结果为 fop.h.set=51.5Hz top.h.set=0.5s
LIII
15.发电机变压器组低阻抗保护
大型发电机变压器组，绕组内部及其引线的相间短路均设置了双重化主保护，并设置反时限特性过电流保护和反时限特性反应负序电流的转子表层负序过负荷保护，该两种保护虽然是发电机异常运行保护，但由于是按发电机发热条件整定，所以在高压母线之内的任何相间短路的动作时间比发电机变压器组其他类型(短路故障后备保护)的电流电压保护动作时间要短，而其灵敏度也比任何其他类型的电流电压保护要高。为尽可能简化相间短路的后备保护，当高压母线的母差保护停用时，为不失去母线后备保护，可加装主变压器高压侧正方向指向主变压器内部的偏移阻抗保护，而10%~15%偏移度的反方向指向高压母线，作为高压母线的后备保护。
图15.1发电机变压器组偏移低阻抗保护动作特性图
15.1动作判据
发电机变压器低阻抗保护的测量电流取自主变压器高压侧TA二次相电流之差，测量电压取自高压母线TV二次相间电压，测量阻抗Zm采用00接线方式，最 LIV
大灵敏角为变压器阻抗角，一般为800~850，其动作特性为偏移阻抗，发电机变压器组偏移低阻抗保护动作特性如图所示。图中，C为测量圆Z的圆心，ZR为圆Z的半径，Zpo.set为正方向动作阻抗的整定值，Zne.set为反方向动作阻抗的整定值，Zm为低阻抗继电器动作边界的测量阻抗， sen.max一为最大灵敏角。
发电机变压器组偏移低阻抗保护动作判据为 Zm-Zc
2Zpo.set-Zc Zc=1(Zpo.set-Zne.set)
t=top.set式(15.1)式中 Zm——主变压器高压侧测量复阻抗;
Zc——偏移阻抗圆心坐标复阻抗;
Zpo.set——偏移阻抗圆正方向动作复阻抗;
Zne.set——偏移阻抗圆反方向动作复阻抗;
top.set——动作时间整定值。
,AB/(I,A-I,B) AB相测量复阻抗ZAB.m=U
,BC/(I,B-I,C) BC相测量复阻抗ZBC.m=U
,CA/(I,A式(15.2),C-I CA相测量复阻抗ZCA.m=U
,AB、U,BC、U,CA——分别为高压母线TV二次侧AB、BC、CA相间电 式中 U
压相量;
,A、I,B、I,C——分别为主变压器高压侧TA二次侧A、B、C相电 I
流相量。
三相测量阻抗之一进入圆 式(15.3) 式中 Zne.set1——指向高压母线侧的动作阻抗一次整定值;
Krel ——可靠系数，取0.8;
LV
Kinf.min——系统最小运行方式时的助增系数;
Z1——线路第1(或?)段距离保护整定值，取3.67( )
系统最小运行方式时系统助增最小，发电厂单机运行时仅有两输电线和系统相联，此时系统阻抗XS=0.0182，XG.T=0.0831，则
Kinf.min=(XS+XG.T)/XS=(0.0182+0.0831)/0.0182=5.57 式(15.4) 当系统为最大方式时有 Xs.min=0.0122，XG.T=0.0831
则最大助增系数
Kinf.min=(Xs.min+XG.T)/Xs.min=(0.0122+0.0831)/0.0122=7.81 式(15.5)
2) 按可靠保护高压母线计算。如按可靠保护一定长度的线路阻抗计算，则有
Zne.set=KsenKinf.maxXLL 式(15.6)式中 XL——
线路每千米的阻抗(fl/km);
Kinf.max——系统最大运行方式时的助增系数;
L——可靠保护线路的长度(km)。
可靠保护1.5km线路的计算:
Zne.set1=KsenKinf.maxXLL=1.25?7.81?0.34?1.5=5.0( )
可靠保护1km线路的计算:
Zne.set1=KsenKinf.maxXLL=1.25?7.81?0.34?1=3.32( )
取Zne.set1=3.8。
? 指向变压器的动作阻抗计算。
指向变压器的保护范围可以大一些，一般可以保护至主变压器低压侧，但不必太多地伸入高压厂用变压器 式(15.7) 若Zne.set1=3.8 ，阻抗圆偏移度 =0.1， 则
Zpo.set1=Zne.set1/ =3.8/0.1 =38( ) 式(15.8)
2)核算该整定阻抗不应伸入高压厂变压器低压侧，即
Zpo.set1 Krel(XT+Xt) 式(15.9)变压器的阻抗XT=ukU2T.N/ST.N=0.141 2362/370=21.2( )
式中 Zpo.set1——偏移阻抗正方向动作阻抗的整定值( );
uk——主变压器的短路电压;
UT.N——主变压器高压侧额定电压，为236kV;
ST.N——主变压器额定容量，为370MVA。
高压厂变归算至主变压器高压侧额定电压阻抗有名值为
LVI
Xt=ut.kU2T.N/St.n=0.105?2362/25=233( ) 式(15.10) 式中 ut.k——高压厂用变压器的短路电压为0.105;
St.n——高压厂用变压器额定容量为25MVA。
由于Zpo.set1 Krel(XT+Xt) =0.8(21.2+233)=318 ?38 ，所以指向变压器侧的动作阻抗整定值Zpo.set=38 ，可不好至主变压器低压侧，但不可能伸入高压厂变的低压侧。
? 指向变压器侧的二次动作阻抗整定值
Zpo.set.2=Zpo.set1nTA/nTV=38?250/2200=4.3( ) 式(15.11) ? 最大灵敏角
sen.max计算
一般按变压器阻抗角整定，取 sen.max=800~850。
15.2.2动作时间整定值top.set计算
当Zne.set与线路Z1配合时，则动作时间应与线路第1段距离保护动作时间配合整定;当Zne.set与线路Z2配合时，则动作时间应与线路第?段距离保护动作时间配合整定，同时应躲过系统振荡。一般可取动作时间整定值为 top.set=1.5~2s
取 top.set=1.5s。
15.2.3过电流闭锁元件动作电流整定值计算
为防止TV断线误动作，应加装三相过电流元件闭锁，三相过电流元件动作电流整定值Iop.set按躲过变压器额定电流计算，即
Iop.set=KrelIT.N/(KrenTA)=1.15?905/(0.95?250)=4.38(A) 式(15.12) 式中 Krel——可靠系数，取1.15;
IT.N——主变压器高压侧额定电流，为905A;
Kre——返回系数，为0.85~0.95，取0.95;
nTA——主变压器高压侧电流互感器变比。
取4.4A。
LVII
16.主变压器高压侧零序过电流保护
大型发电机变压器组主变压器高压侧电压均是220kV及以上，这样等级主变压器的高压绕组主绝缘均为分级绝缘(一般不采用全绝缘)，所以主变压器高压侧的中性点均为选择性直接接地(当多台变压器同时运行时，每一发电厂正常时保证其中有一台主变压器中性点直接接地)，对其他不直接接地的变压器均经间隙接地(其间隙放电电压为最低相电压值，如220kV等级的间隙放电电压为125kV)。对直接接地的变压器，其后备接地保护采用中性点侧两阶段零序过电流保护(或取自主变压器高压侧三相电抗互器组成的零序电流滤过器两阶段零序过电流保护)。对于间隙接地的主变压器，取自间隙接地零序电流互感器TAO的二次电流和高压母线TV开口三角形绕组3Uo零序电压组成间隙接地的专用保护。当系统单相接地短路而系统失去直接接地的中性点时，应通过中性点间隙放电接地，间隙零序过电流保护动作。如中性点间隙不能放电接地，由间隙零序过电压保护动作于全停。
16.1主变压器I段零序过电流保护整定计算
16.1.1与相邻线路第I段或第?段零序过电流保护配合
? 动作电流计算
主变压器I段零序过电流元件动作电流应与相邻线路第1段或第?段零序过电流保护配合。如与相邻线路第1段配合，该保护可能灵敏度不够，一般可与相邻线路第?(或第?)段配合计算，即
3I0.op.1=KreK0.bra.max3I0.op.max/nTA.0=1.2?0.492?4440/120=21.8(A) 式(16.1) 式中 3I0.op.1——主变压器?段零序过电流保护动作电流(A);
3I0.op.max——与之相配合的相邻线路零序过电流保护相关段最大一次动作
电流(A);
Kre ——可靠系数，取1.15~1.2;
K0.bra.max——系统最小运行方式时主变压器零序电流的最大分支系数; nTA.0 ——主变压器零序电流互感器TAO的变比。
LVIII
系统最心运行方式时主变压器零序电流的最大分支系数，其值等于零序过电流保护配合段末端发生单相接地时，流过本保护的零序电流与流过线路的零序电流之比。
由于3I0.op.max=4400A，Kre=1.2，因此系统最小运行方式的最大分支系数 K0.bra.max=X0 min/X0T=Xos.min/(Xos.min+X0T)
=0.365/(0.365+0.0378)=0.492 式(16.2) X0 min =Xos.min/X0T
式中 X0T——主变压器的零序阻抗标么值;
Xos.min——最小运行方式时系统至高压母线零序阻抗标么值;
X0 min——最小运行方式时高压母线综合零序阻抗标么值。
? 动作时间计算
与相邻出线配合相关段的零序过电流保护最长动作时间配合计算，即
t0.op.1=t0.op.max + t=1.9+0.4=2.3s 式(16.3)式中 t0.op.ma——相邻出线配合相关段零序过电流保护最长动作时间x(s); t——动作时间级差，取0.4s。
16.1.2按与线路?段零序过电流保护配合计算
? 动作电流计算
线路?段零序过电流保护整定值为960A、2.4s，
3I0.op.1=KreK0.bra.max3I0.op.max/nTA0=1.2 0.492 960/120=4.7(A) 式(16.4)? 动作时间为
t0.op.1=2.4+0.4=2.8s
16.1.3灵敏系数的计算
计算式为K0.sen=3I(1)k0/(3I0.op.1 nTA0) 式(16.5)式中 3I(1)k0——线路出口单相接地时保护安装处3倍零序电流最小值(A)。 由于3I(1)k0=3Ibs/(2X1 +X0 )×X0 / X0T
=3 251/(2 0.0149+0.0186) 0.0186/0.0378=7655(A) 式(16.6)所以3I0.op.1=21.8A，灵敏段为K0.sen=3I(1)k0/(3I0.op.1?nTA0)
=7655/(120?21.8)=2.93 式(16.7) 3I0.op.1=4.7A，灵敏段为
K0.sen=3I(1)k0/(3I0.op.1?nTA0)
=7655/(120?4.7)=13.6 式(16.8)
LIX
17.主变压器高压侧中性点间隙接地保护
电力系统发生单相接地短路，大电流接地系统当失去全部中性点直接接地的变压器时，应由主变压器高压侧中性点间隙接地零序保护动作切除短路点。主变压器高压侧中性点间隙接地零序保护应分别整定计算中性点间隙接地零序过电流保护和中性点间隙接地零序过电压保护。
17.1中性点间隙接地零序过电流保护动作电流计算
动作量取自间隙接地回路零序电流互感器TAO的二次电流3I0，其值当考虑到间隙电弧放电因素时，根据运行经验取一次动作电流为100A，TAO选变比为100/5，则有
一次动作电流整定值3I0.op.set=100A
二次动作电流整定值3I0.op.set=lOO/nTA0式(17.1)
17.2中性点间隙接地零序过电压保护动作电压计算
整定原则是动作电压整定值3U0.op.set应满足
3U
式中 3U
3U(1)(1)KO.max<3U0.OP.set<3U(1)KO.min 式(17.2) KO.max——中性点直接接地的电网中发生单相接地时，保护安装处TV
开口三角绕组可能出观的3倍最大零序电压(V); (1)KO.min——当系统失去直接接地的中性点，而又发生单相接地时，TV 开口三角绕组出现的3倍最小零序
电压(V)。
U(1)KO.max=-X0. /X1. ×1/,2,,X0. ,X1.
=X0. /X1.
式中 ——系统综合零序电抗和综合正序阻抗之比，一般 <3;
X0. ——系统综合零序电抗标么值;
X1. ——系统综合正序电抗标么值;
Uph——系统相电压，llOkV及以上TV开口三角形绕组的相电压为100V。 LX ,,Uph=-β/(β+2)Uph 式(17.3)
当 =X0. /X1. =3时，3U β=X0. /X1. =2.5时，3U =X0. /X1. =2时，3U
(1)(1)
KO.max=3×(2/(3+2))×100=180(V)， KO.max=3×(2/(2.5+2))×100 =167(V);
(1)
KO.max=3×(2/(2+2))×100= 150(V)。
当系统失去直接接地的中性点，而又发生单相接地时，此时TV开口三角形绕组出现的电压(TV不饱和时)3U0= 300V，但实际上当3U0=200V时TV已开始饱和，所以当系统失去中性点直接接地，而又发生单相接地时，Tv开口三角形绕组电压3U
(1)
KO.min=200V，于是有
(1)KO.max
167V=3U<3U0.OP.set<3U
(1)
KO.min=200V
所以中性点经间隙接地，零序过电压保护动作电压整定值为 3
U0.OP.set=180V
17.3间隙接地零序保护动作时间计算
中性点间隙接地零序过电流和零序过电压保护动作时间应躲过暂态过电压时间，可整定t0.op= 0.3~0.5s，一般取 t0.op=0.4s
LXI
18.非电量保护
18.1发电机 即 t0.op= 1s
(2)发电机 200MVA及以上变压器冷却方式，一般为强迫油循环OFAF或导向油循环ODAF方式。此时当冷却器故障时，应由冷却器故障保护动作于程序停机。主变压器冷却器故障保护动作判据及整定值为:
(1)当变压器上层油温T<75?时，冷却器电源全部失去的故障时间t=60min，冷却器故障保护动作出口，作用于程序跳闸停机。
LXII
(2)当变压器上层油温T 75?时，冷却器电源全部失去的故障时间t=20min，冷却器故障保护动作出口，作用于程序跳闸停机。
参考文献
[1]贺家李、宋从矩.电力系统继电保护原理[M].中国电力出版社，2007.01
[2]何仰赞、温增银.电力系统分析[M].华中科技大学出版社，2009.04
[3]陈生贵.电力系统继电保护[M].重庆大学出版社,2005.07
[4]高如春.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术[M].中国电力出版社2006.01
[5]熊为群、陶然.继电保护 自动装置及二次回路[M].中国电力出版社，2006.09
[6]陈根永.电力系统继电保护整定计算原理与算例[M].化学工业出版社，2011.07
[7]韩笑、宋丽群.电气
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
专业毕业设计指南 继电保护分册[M].中国水利水电出版社，2008.08
[8]高有权.发电机变压器继电保护设计及整定计算[M].中国电力出版社，2011.07
[9]江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术[M].中国电力出版社,2006.06
[10]杨晓敏.电力系统接地保护原理及应用[M].中国电力出版社，2006.08
[11]杨正理、黄其新、王士政.电力系统继电保护原理及应用[M].机械工业出版社，2002.11
[12]李佑光、林东.电力系统继电保护及新技术[M].科学出版社，2003.06
[13]税正中、施怀瑾.电力系统继电保护[M].重庆大学出版社，2002.02
[14]图书馆电子资源、互联网上相关资料
[15]电力工程电力设计手册
LXIII
致谢
在四年学习期间，我得到了学院老师及同学们的关心、帮助和鼓励，学到了许多过去没有学到的知识，掌握了本专业的基本理论知识，提高了自身专业技术水平。
感谢我的母校——河南城建学院，是母校给我们提供了优良的学习环境;感谢大学来四年来所有的老师，是你们教会我专业知识，为我以后的工作中打下了坚实的基础;特别感谢导师朱更辉的帮助和指导使我圆满地修完了整个学业，顺利的完成了这次毕业设计。
坚持学习，知识才能得到巩固和提高。今后，我将更加努力学习有关专业知识，并将其应用于生活学习领域，更好的为社会服务。
LXIV
浙公网安备 33021202002483