微机保护原理及整定计算(2)

差电流速断是纵差保护的一个补充部分，一般需躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流，对于大机组，一般可取3～8 倍额定电流，若没有特殊要求应取较小值。 1.2。 差流越限电流的整定

差流越限反映差动回路中差电流过大，给出告警信号；

差流越限电流定值：一般按躲过机组正常运行时的最大不平衡电流整定，推荐整定为0.5～0.8Iop.0；差流越限动作时间定值：一般整定为1.0～3.0s，，若没有特殊要求应取较小值。

2．发电机后备保护原理及整定含复合电压启动过流,过压,定子一点接地,, 转子一点接地,,失磁保护,逆功率等

IMP—3402

2.1.1复合电压启动过电流保护

装置设置复合电压启动过电流保护，并且设置为低电压或负序电压启动，同时设置TV断线闭锁；复合电压启动、TV断线可以实现单独投/退。保护动作后，装置自动闭锁相应保护功能，当且仅当装置复归或电流由故障量恢复到整定值的80%以下，装置解除闭锁，保护判据如下：

复合电压闭锁投入Uab<低压定值Ubc<低压定值Uca<低压定值>=1>=1>=10&U2>负序电压定值保护动作（显示、远传）PT断线闭锁投入PT断线&保护动作（中央信号）&过流保护投入&T1跳闸1

保护动作后，经T1延时跳闸1动作，跳闸1作用于跳发电机母联开关，经T2延时跳闸2动作，跳闸2作用于下跳发电机断路器和灭磁开关。低电压启动过电流保护功能具有带有电流记忆功能，以适用自并励发电机系统，可以通过控制字设置其投退。 2.1.2 过电压保护

装置设置过电压保护，作为发电机突然甩负荷时出现的过电压保护。保护动作后，装置自动闭锁相应保护功能，当且仅当装置复归时，装置解除闭锁。保护判据如下：

当投入过电压保护且发电机定子端口任一线电压大于过电压定值，经过Tgy延时后，保护跳发电机断路器和跳灭磁开关。

Ia>电流定值Ib>电流定值Ic>电流定值>=1T2跳闸2

2.1.3发电机3U0 综合定子接地保护

装置设置发电机3U0综合定子接地保护，其保护功能由两部分构成，以实现定子100％接地保护功能。

1）基波3U0发电机定子接地保护

零序电压取自发电机机端TV的开口绕组或中性点TV二次侧(也可从消弧线圈付方绕组取得)，当发电机3U0大于保护定值时保护动作，装置可发信号或作用于跳闸，跳闸动作于跳发电机断路器和跳灭磁开关，保护具有TV断线闭锁功能，以防止TV断线情况下的保护误动作。

中性点电压的投退用来表示是否采用中性点的零序电压作为保护判断用，如果投入，则需要设置“3U0中”电压定值，其与发电机机端零序电压共同构成保护判据。当任意一个条件满足时，保护出口。如果退出，则只采用发电机机端零序电压作为判据。

2）三次谐波3U0定子接地保护

当发电机中性点侧（即定子绕组50％靠近中性点的一侧）发生单相接地故障时，则有

U3EU3N且接地点越靠近中性点比值越大，其中?1，

U3E为发电机机端的3次谐波，U3N为发

电机中性点的3次谐波。采用机端零序基波电压大于整定值、采用发电机机端零序三次谐波电压大于中性点零序三次谐波电压就可以实现发电机100％定子接地保护。

零序电压取自发电机机端TV的开口绕组和中性点TV二次侧(也可从消弧线圈副方绕组取得)。可作用于报警信号或作用于跳闸，保护动作于跳发电机断路器和跳灭磁开关。保护判据如下：

综合式3U0定子接地保护投入中性点电压投入3U0中>3U0定值中&保护动作（显示、远传）保护动作（中央信号）T1跳闸投入跳闸1>=1&3U0机端>3U0定值端TV断线闭锁TV断线&&k1?3U0E>k2?3U0N?DuT2跳闸投入跳闸2

判据k1?3U0E>k2?3U0N?Du中，K1和K2是调整系数，默认情况下为1，Du是浮动

电压门坎，默认为0，以躲过正常情况下或扰动信号的干扰，这三个值可根据现场情况灵活调整。

在基波电压判断部分，保护动作后如果作用于跳闸，经延时1跳断路器和灭磁开关，在3次谐波电压判断部分，保护动作后如果作用于跳闸，经延时2跳断路器和灭磁开关。 2.1.4发电机3I0定子接地保护

装置设置发电机3I0定子接地保护，作为反映发电机的零序电流过流的保护功能，并且

具有三次谐波滤除功能。零序电流取自发电机专用零序TA，发电机3I0定子接地保护一般用于具有发电机电压母线且有电缆出线的情况。当发电机3I0大于保护定值时，保护动作跳发电机断路器同时跳灭磁开关，保护动作可以选择作用于报警信号或作用于跳闸。 2.1.5负序过电流保护

发电机由于负荷不平衡或外部不对程短路而产生的负序电流，将会产生负序旋转磁场，它将会在转子本体等部分感应出倍频电流，此电流在转子中部沿轴向流通，在转子端部附近沿周界方向形成闭合回路。该电流将引起转子过热，在端部、各接触面等电流密度很高的部位造成局部烧伤。如不及时处理就可能严重损坏发电机。因此电力规程要求容量在50MW及以上的或者可能经常出现负序过负荷的发电机上，应装设负序过电流保护。

负序电流保护由三种功能构成，定时限负序过负荷保护，定时限负序过流保护和反时限负序过电流保护。

1) 定时限负序过负荷保护。当保护计算负序电流大于负序过负荷整定值时，经延时发

告警信号。

2) 定时限负序过电流保护。当计算负序电流大于负序过流整定值时，经延时保护出口，

定时限负序过电流作用于跳母联开关，用于和反时限负序过电流保护配合实现选择性。

3) 反时限负序过电流保护原理如下：

2动作方程：(I2?a)t?A，其中I2为负序电流值，A为发电机过热时间常数，范围通

常是1～50，a为散热系数，范围通常是1～2。保护的反时限特性曲线由三部分构成：上限短延时、反时限及下限长延时，其特性曲线如下图所示：

IIupt?AI?a22IsIetuptst

反时限负序过电流保护判据如下：

I2>IupTup>=1Is

其中，Is为负序下限电流定值，ts为下限长延时，Iup为负序上限电流定值，tup为上限延时，A为热值系数，a为散热系数，Ie为负序最小电流值。

2.1.6频率异常保护

装置设置频率异常保护，通过采集的母线三相电压计算出系统频率，当频率大于或小于频率定值时，保护经延时出口。

系统F<低频定值DL位置信号&T1跳闸并发跳闸信号DL位置信号系统F>过频定值&T2跳闸并发跳闸信号

其中，T1为低频延时，当低频动作，经T1延时，跳发电机断路器和灭磁开关；T2为过频延时，当过频动作，跳发电机断路器和灭磁开关。 2.1.7过负荷告警

装置设置发电机过负荷保护，过负荷可通过控制字选择动作或告警，其保护跳闸后，相应保护功能闭锁，仅有复归该装置，才能解除闭锁；若保护动作只报警，当故障量恢复到整定值90%以下，保护功能自动复归。保护判据如下：

过负荷保护投入&>=1告警信号显示远传Ia≥过负荷定值Ib≥过负荷定值Ic≥过负荷定值Tn保护中央信号

其中，Tn为过负荷延时。 2.1.8 TV断线告警

装置设置TV断线告警功能，TV断线后，保护输出报警信号。待电压恢复正常后（线电压大于80V）保护返回。TV断线判据为：

当发生三相电压和大于18V，并且最大线电压与最小线电压差大于18V时，保护延时5s发告警信号，信号显示并且远传。 2 发电机后备保护（IMP-3402）整定说明 2.2。 复合电压启动过流保护 2.2.1低压Udz的整定

对于汽轮发电机，按躲过电动机自启动或发电机失磁而出现非同步运行方式时的最低电压整定。

Udz=(0.5～0.6) Uef，Uef为发电机机端二次侧的额定电压；

对于水轮发电机，由于不允许在失磁情况下运行，因此低电压继电器的动作电压整定为：

Udz=0.7 Uef

式中：Uef：发电机额定线电压。 灵敏系数计算为：Klm?UdzUcy.max?1.5

式中：Ucy.max为后备保护范围末端三相短路时，保护安装处最大残压。 2.2.1负序电压Udz2的整定

复合电压闭锁中的负序电压元件按躲过正常运行最大不平衡电压整定，经验公式为：

Udz2=(0.06～0.09) Uef

灵敏度计算为：Klm?U2.minUdz2?1.5

式中：U2.min为后备保护范围末端两相短路时，保护安装出的最小负序电压值。 2.2.1过电流Idz的整定

按发电机额定电流整定，即

Idz?KrelIKff2n

式中：Krel为可靠系数，取1.2～1.5；Kf为返回系数，取0.85～0.95；If2n为二次额定电路。 灵敏度计算为：Klm?(2)Id.minIdz(2)?1.25

式中：Id.min为后备保护范围末端两相短路时，通过本保护的最小短路电流。 2.2.1时间tf的整定

按大于相邻元件保护最大时限tdz.max的（2～3）个时间级差Δt整定，即

tf?tdz.max?(2～3)?t

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式中：tdz.max为相邻元件保护最大动作时限；Δt为时间级差，一般为0.4～0.5s。

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