大型发电机变压器继电保护整定计算导则

1.发电机纵差动保护

（一）动作特性与动作判据 1.发电机比率制动纵差动保护

（1）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 当Id?Id.op.qu时

Id? ??Id.op?Id.op.min?Kre?sIresIre.msin （由比率制动纵差动保护动作）

Id?Id.op?Id.op.qu（由差动速断保护动作） （1-1）

d.opres在制动区定义Kres??I?I?tana

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； ----发电机比率制动纵差动保护的最小动作电流；

----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）； ----发电机比率制动纵差动保护的制动电流；

----发电机纵差动保护的最小制动电流（或称拐点电流）； ----发电机纵差动保护的差动速断动作电流；

Id.op.min

KIres

resIIre.msind.

发电机变压器继电保护整定计算

第一章 一般规定

保护定值的整定计算是配置和设计电力系统继电保护装置的一项主要内容，定值的整定计算正确与否决定了保护装置动作是否具有选择性和灵敏性。中华人民共和国电力行业标准DL/T684-1999《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》已经出版发行，它对发电机和变压器继电保护的定值整定工作必将起到规范化的作用。

发电机变压器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。

为简化计算工作，可按下列假设条件计算短路电流：

a. 可不计发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路等阻抗参数中的电阻分量；在很多情况下，可假设旋转电机的负序阻抗与正序阻抗相等。

b. 发电机及调相机的正序阻抗，可采用次暂态电抗X″d的饱和值。

c. 各发电机的等值电动势(标么值)可假设为1且相位一致。仅在对失磁、失步、非全相等保护装置进行计算分析时，才考虑电动势之间的相角差问题。

d. 只计算短路暂态电流中的周期分量，但在纵联差动保护装

华北科技学院毕业设计

1.绪论

1.1继电保护技术的发展史

继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。几十年来，置应用水平获得很大提高。在20世纪50年代以前，查不独都是用电磁型的机械元件构成。随着半导体器件的发展，陆续推广了利用整流二极管构成的整流型元件和由半导体分随着我国电力系统想高电压、大机组、现代化大电网发展，继电保护技术及其装立元件组成的装置。70年代以后，利用集成电路构成的装置在电力系统继电保护中得到广泛运用。到80年代，微型机在安全自动装置和继电保护装置中逐渐应用。随着新技术、新工艺的采用，继电保护硬件设备的可靠性、运行维护方便性也不断得到提高。继电保护技术将达到更高的水平。

1.2电力系统继电保护的作用

1.2.1电力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果

在电力系统中,由于雷击或鸟兽跨接电气设备、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当等原因，往往发生各种事故。最常见的同时也是最危险的故障是各种形式的短路。其中以单相接地短路最为常见，而三相短路是比较少见的。此外，输电线路有时可能发生断线故障或几种故障同时发生的复合故障。

发生故障可能

华北科技学院毕业设计

1.绪论

1.1继电保护技术的发展史

继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。几十年来，置应用水平获得很大提高。在20世纪50年代以前，查不独都是用电磁型的机械元件构成。随着半导体器件的发展，陆续推广了利用整流二极管构成的整流型元件和由半导体分随着我国电力系统想高电压、大机组、现代化大电网发展，继电保护技术及其装立元件组成的装置。70年代以后，利用集成电路构成的装置在电力系统继电保护中得到广泛运用。到80年代，微型机在安全自动装置和继电保护装置中逐渐应用。随着新技术、新工艺的采用，继电保护硬件设备的可靠性、运行维护方便性也不断得到提高。继电保护技术将达到更高的水平。

1.2电力系统继电保护的作用

1.2.1电力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果

在电力系统中,由于雷击或鸟兽跨接电气设备、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当等原因，往往发生各种事故。最常见的同时也是最危险的故障是各种形式的短路。其中以单相接地短路最为常见，而三相短路是比较少见的。此外，输电线路有时可能发生断线故障或几种故障同时发生的复合故障。

发生故障可能

集成型发电机变压器组保护

及厂变保护检验规程

1.检验项目

1.1 现场开箱检查

1.1.1检验设备的完好性 1.1.2 核查技术资料及备品备件 1.1.3 检查产品的合格证 1.2.外部及内部检查 1.2.1 装置的内部检查 1.2.2 装置的外部检查

1.3.绝缘及耐压试验

★1.3.1测量保护屏内两回路之间及各回路对地的绝缘 ★1.3.2 屏的耐压试验 ▲1.3.3 测定回路的绝缘

1.4.检验逆变电源

★1.4.1 检验电源的自启动性能 ★1.4.2 检验输出电压值及稳定性 1.4.2.1空载状态下的检测 ▲1.4.2.2正常状态下的检测 ▲1.4.3电源自投的检验 1.5单插件的检验 ★1.5.1零漂检验

★1.5.2波形对称性检验 1.5.3各相电流同相位检查 ★1.5.4各通道平衡调整 ▲1.5.5定值校验

▲1.6.检验开关量输入回路 ▲1.7 整组试验

▲1.8 投入运行前的定值核对 1.9保护带负荷试验

1.9.1差动保护带负荷测向量 ▲1.9.2差动保护带负荷测差压 2.现场开箱检验

2.1检验设备的完好性

设备在现场开箱后,应立即检验设备是否符合运输的有关规定,设备是否完好无损。如有损坏，则应立即与厂家联系，由制造厂

变压器保护

一、变压器可能发生的故障和异常情况

(一) 变压器的内部故障：指变压器油箱里面发生的各种故障。 (1) 主要故障类型：

各相绕组之间的相间短路

油箱内部故障 单相绕组部分线匝之间的匝间短路

单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障

(2) 内部故障的危害：因为短路电流产生的高温电弧不仅会烧毁绕组绝缘和铁芯，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，有可能使变压器外壳局部变形破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此，当变压器内部发生严重故障时，必须迅速将变压器切除。 (二) 变压器的外部故障：系指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。

(1) 主要故障类型：

引出线之间发生的相间短路

油箱外部故障 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路

(三) 变压器的异常情况：由于外部短路或过负荷而引起的过电流、油箱漏油而造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。

二、变压器保护的配置

(一) 瓦斯保护:防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低

第 1 页 共19页

重瓦斯 跳闸 轻瓦斯 信号

(二) 差动保护或电流速断保护:防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统

变压器保护

一、变压器可能发生的故障和异常情况

(一) 变压器的内部故障：指变压器油箱里面发生的各种故障。 (1) 主要故障类型：

各相绕组之间的相间短路

油箱内部故障 单相绕组部分线匝之间的匝间短路

单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障

(2) 内部故障的危害：因为短路电流产生的高温电弧不仅会烧毁绕组绝缘和铁芯，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，有可能使变压器外壳局部变形破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此，当变压器内部发生严重故障时，必须迅速将变压器切除。 (二) 变压器的外部故障：系指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。

(1) 主要故障类型：

引出线之间发生的相间短路

油箱外部故障 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路

(三) 变压器的异常情况：由于外部短路或过负荷而引起的过电流、油箱漏油而造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。

二、变压器保护的配置

(一) 瓦斯保护:防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低

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重瓦斯 跳闸 轻瓦斯 信号

(二) 差动保护或电流速断保护:防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统

整定计算

9 `. s$ t% H1 T+ ) W5 e: S$ Y. e8 ?1 s/ @6 P3 R;

目前，国内对大型发电机变压器保护的整定计算，大多数参考或按照DL/T684－1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则。 通过实践表明：大型发电机变压器继电保护整定计算导则的内容，基本上是正确的。但也存在一些不足，主要的不足之处是：

可操作性差、说理性不强及灵活性差。

; u$ A, y9 b% |/ [ M0 m7 本章，将重点阐述某些发电机变压器保护的整定计算依据、整定

计算方法以及如何灵活取值。

; c% E1 N# F( h8 X, D: \\8 g/ y# }- j2 ]( z6 {& l

第一节 发电机及变压器差动保护的整定计算

一 发电机纵差保护

目前，国内生产的微机型发电机差动保护，按照接入电流来分类有：完全纵差保护、不完全纵差保护；若按动作特性分类，则有比率制动式纵差保护、标积制动式纵差保护及故障分量比率制动式纵差保护。而应用最多的是比率制动式纵差保护，其次是标积

制动式纵差保护。

完全纵差和不完全纵差的区别，是接入发电机中性点的电流不同。完全纵差保护接入发电机中性点的全部电流，而不完全纵差保护则引入中性点的

注：本节内容主要摘自《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》。

16.3.1. 变压器相间短路后备保护 16.3.1.1 复合电压闭锁方向过流保护 16.3.1.1.1 电流元件的整定计算

a） 过电流保护的动作电流计算。电流元件的动作电流应躲过变压器的额定电流，计算公式如下：

Iop?KrelIe Kr式中： Krel为可靠系数，取1.2～1.3；

Kr为返回系数，取0.85～0.95；

Ie为变压器的额定电流，下同。 b） 灵敏系数校验：

)Ik(.2min ?IopKsen)式中：Ik(.2min为后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，要

求Ksen?1.3（近后备），Ksen?1.2（远后备）。 16.3.1.1.2 低电压启动元件的整定计算 低电压启动元件的整定应考虑以下情况：

a）按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定

Uop?Umin KrelKr式中： Krel为可靠系数，取1.1～1.2；

Kr为返回系数，取1.05～1.25；

Umin为变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取0.9Ue（额定线电压，下同）

b）按躲过电动机自起动时的电压整定：

当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时

大型变压器继电保护的设计

第２６卷第１０期２００６年１０月

电力自动化设备

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

ｖ０１．２６Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．２００６

百万千瓦级机组发电机变压器组

继电保护配置探讨

杨

莉

（广东省电力设计研究院，广东广州５１０６００）

摘要：针对大型发电厂单机容量ｌ０００ＭＷ机组的发电机变压器组的结构特点和国内外的运行经验．对其继电保护配置中一些概念模糊的技术问题进行了调查研究。详细讨论了一些主要的保护配置特点。如中性点引出方式不同的发电机主保护配置方案．匝问保护的配置原则．主变压器的分侧差动和零序差动的配置方案．和其他保护的配置特点。简单分析了保护用电流互感器的选型问题．并结合目前实际应用的条件对１０００ＭＷ机组的配置方案提出了建议。

关键词：大型发电厂：１０００ＭＷ机组：发电机变压器组；继电保护配置中图分类号：ＴＭ７７２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００６—６０４７（２００６）ｌＯ—０１１０—０４

Ｏ

引言

随着电力系统规模的不断发展．总装机容量在

传统的汽轮发电机出线方式和保护配置如图１所示。对于发电机中性点侧引出４个或６个出线端

子并装设分支电流互感器（ＴＡ）（如图２和图３所

进一步增大，到２０２０年将达到９×１