200M W发电机变压器继电保护配置方案的探讨
张压震,马福江,李福绵,刘子江
(国电吉林热电厂,吉林吉林132027)
摘 要 结合国电吉林热电厂200M W汽轮发电机变压器电力主设备微机继电保护装置的应用,通过微机保护电气实现原理的探讨,联系当今微机保护配置原则及主流设计思想,对保护配置方案方面进行探讨。
关键词 继电保护 发电机 变压器
1 前言
现代大型发电机造价高昂,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,会造成相当大的经济损失。大型发电机组在电力系统中占有重要地位,特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下,大型发电机组的切除,会给电力系统造成较大的扰动冲击。因此,在考虑大型发电机组继电保护的总体配置时,比较强调最大限度的保证机组安全和最大限度地缩小故障破坏范围,尽可能避免不必要的突然停机,特别是避免保护装置误动和拒动。这样,不仅要求有可靠性、灵敏性、选择性和快速性好的保护装置,还要求在继电保护的总体配置上尽量做到完善、合理,并力求避免繁琐、复杂。
2 继电保护总体配置的基本原则
大型发电机组保护配置可以通常分为短路保护、接地保护和异常运行保护三类。
短路保护,用以反映发电机变压器的保护区域内发生的各种类型的短路故障,这些故障将造成机组的直接破坏,这类保护很重要。为防止保护装置或断路器拒动,又有主保护和后备保护之分。
接地保护,用以反映发电机变压器电气部分全回路接地故障,主要是发电机转子绕组应装设一点接地保护和两点接地保护,定子绕组应有100%单相接地保护。
异常运行保护,用以反映各种可能给机组造成危害的异常工况,但这些工况不会或不能很快造成机组的直接破坏。这类保护装置,一般都装设一套专用继电器或保护装置,不为其另设后备保护。
大型发电机变压器组微机保护的配置与模拟式保护的配置有所不同,因为微机型主保护与后备保护综合在一起,所以对于200M W的发电机及接于220K V系统的变压器,应装设包括主保护、后备保护和异常运行保护的两整套微机继电保护装置,每套各有单独的直流电源和电流互感器,独立的跳闸线圈出口,以确保大型机组的安全,但在每套装置内,应能够实现交直流通道输入信息的资源共享。
通常情况下,在讨论并确定大机组继电保护的配置原则时通常遵循以下几点:
a. 加强大型发电机变压器主保护,保证在保护范围内任一点发生故障,均有双重主保护,有选择的、快速的、灵敏的切除故障,使机组受到的损伤最轻、对电力系统的影响最小。
b. 在加强主保护的前提下,注意落实后备保护的简化。过于复杂的后备保护配置方案,不仅是不必要的,而且运行实践证明是有害的。比如,发电机侧即主变低压侧不再装设后备保护,仅在主变高压侧配置反映相间短路和单相接地的后备保护,作为主变高压母线故障和主变引线部分故障保护的后备。
c. 为慎重确定发变组内部故障主保护配置方案,继电保护设计人员应确切了解主设备内部故障时的电气特性,查找原始资料,比如电机生产厂家向继电保护设计或运行部门提供发电机的电磁设计资料,在充分分析计算内部故障的基础上,提出发电机-变压器组的主保护方案和发电机中性点侧引出方式、分析电流互感器安装位置及其型号。
d. 应装设必要的异常工况保护和有足够灵敏度的长延时远后备保护,但应力求简化。
3 关于保护配置的几个常见问题
3.1 三相定子绕组的结构对主保护配置的影响
三相定子绕组的结构问题,主要指的是发电机中性点侧的引出方式,因为它与发变组内部短路主
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保护方案密切相关,同时也与定子绕组每相并联分支数有关。
目前国内200M W及以上的汽轮发电机大多为每相两并联分支,中性点仅引出三相的三个端子。作为发变组内部短路主保护,普遍采用发电机传统纵差保护和发变组纵差保护,这两种保护方案对发电机定子绕组同相的匝间或层间短路和开焊(断线)故障均无保护作用,因此必须予以改进。
一种改进方案是改变发电机中性点侧的引出方式,将三相六个分支绕组分成两组同时引出,这样可以装设单元件零序电流横差保护。高灵敏横差保护具有发电机相间短路、匝间短路和定子绕组开焊的保护功能、构成简单、灵敏度高,可以作为发电机的第一主保护。如果设计安装不完全纵差保护,则从根本上改变了传统纵差保护不反映定子绕组匝间短路和开焊故障的不足,成为发电机内部故障的第二主保护,实现了大机组主保护的双重化要求,大大提高了短路保护的技术性能,但必要的前提是发电机中性点侧应有四个引出端子。如果当发电机中性点不具备条件,它们对发电机定子绕组匝间短路和分支开焊无保护功能,为此必须通过配置纵向零序电压保护来实现对发电机内部的匝间短路的保护功能。
3.2 定子绕组单相接地保护问题
为解决好定子单相接地故障的保护问题,首先应注意发电机中性点接地方式,使之满足单相接地电流小于G B-14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》2.2.4条所规定的故障电流允许值(即安全电流),即对于200M W发电机组定子绕组单相接地电流应小于2A。
同时必须注意的是,所配置的保护应包括发电机定子绕组100%的保护区,即基波零序电压和三次谐波零序电压的定子接地保护。当单相接地电流小于安全电流时,保护装置带时限动作于信号,反之则应动作于跳闸。如果发电机绝缘状况不良或超期服役绝缘老化严重,保护可带时限作用于跳闸停机。现今,新出台的《中国国电集团公司重大事故预防措施》中规定,应将零序基波段保护和零序三次谐波段保护出口分开,零序基波段保护投跳闸,零序三次谐波段保护只允许投信号。
3.3 转子绕组两点接地保护问题
当汽轮发电机的励磁回路两点接地故障,即使两点接地保护正确动作并跳闸,也可能发生轴系和汽机部件的磁化现象,给机组尽快恢复正常运行带来很大困难。对于转子水内冷的汽轮发电机,由于转子绕组漏水,造成励磁回路的接地故障,不再是从一点接地开始,随后继发第二点接地,而是一开始就是多点或一片励磁绕组接地。
对于200M W汽轮发电机,应装设一点接地保护。当一点接地保护动作后,应及时发出报警信号,尽快转移负荷,实现机组的平稳停机,切勿认为一点接地无甚危害,不加处理,一旦再发生第二点接地故障,将酿成大患,对大型汽轮发电机极为不利。基于这种考虑,现代微机继电保护装置虽然在判断发生转子一点接地保护动作时,自动投入转子两点接地保护,但要求运行检修人员在发现转子一点接地时仍应尽快查明原因,立即处理,在第一时间内消除接地故障点。
4 变压器组的继电保护配置示例
这里以国电吉林热电厂200M W发电机变压器组作为示例,见表1。
5 结束语
微机保护作为现今大型发电机变压器组的主流保护,现已得到广泛应用并得到了一致认可,从每年电力系统火力发电厂的继电保护实际运行和动作情况统计来看,都证明了各生产厂家对继电保护硬件和软件设计模式不断探索,标志着继电保护的未来发展方向;同时,各发电企业不断的完善保护功能配置,继电保护工作者在生产实践过程中不断交流经验、总结教训,逐渐形成了一整套的标准化配置方案,为确保电力系统及发电机组的安全稳定运行提供了宝贵的生产实践经验和科学的理论依据。
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张压震等:200M W发电机变压器继电保护配置方案的探讨
表1 大型汽轮发电机-变压器组继电保护的配置和跳闸方式列表
序号保护装置名称
保护动作行为
停机程序跳闸信号增减出力增减励磁1发电机差动保护√
2主变压器差动保护√
3高压厂用变压器差动保护√
4发电机-变压器组大差动保护√
5主变压器重瓦斯保护√
6高压厂用变压器重瓦斯保护√
7主变压器高压侧复压过流保护√
8主变高压侧间隙零序过电流保护√
9主变高压侧间隙零序过电压保护√
10高压厂用变压器复压过流保护√
11发电机定子匝间短路保护√
12发电机定子接地
短路保护
90%√
100%√
13发电机转子一点接地保护√
14发电机定子对称
过负荷保护
定时限√√
反时限√
15发电机定子不对称
过负荷保护
定时限√
反时限√
15发电机转子
过负荷保护
定时限√
反时限√
17发电机失磁保护√√√18发电机、变压器组过励磁保护√√19发电机逆功率保护√
20发电机失步保护√
21发电机低频保护√
22高压断路器非全相运行保护√
23高压断路器失灵保护√
注:1)1-11为发电机-变压器短路故障保护;12-13为发电机接地保护;14-21为发电机异常运行保护;22-23为高压断路器异常运行保护。2)1-4、7-11、14-15、17用于启动断路器失灵保护,跳母联断路器和本母线所有其他断路器。3)除瓦斯保护外,本表不包括断水、温度、压力释放等其他非电量保护。
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继电保护运行规程 元件保护 第一节发电机变压器保护 一、保护简介 发变组保护采用许继生产的ＷFB—100Q微机型发变组成套保护装置，包括发电机、主变压器常用高压变压器的保护装置，其由三块保护屏嵌装十一个箱体、一台工控机组成。装置采用分层式多CPU并行工作方式，下层十三个保护模块共同构成整套保护。上层单元管理机(工控机) 负责人机接口和全部信息处理，保护模块之间及保护模块与工控机之间相互独立。整套保护出口有： 1．全停1 跳发电机出口开关、高厂Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。 2．全停2 跳发电机出口开关、高厂变Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。 3．解列跳发电机出口开关和汽机甩负荷。 4．解列灭磁跳发电机出口开关、灭磁开关和汽机甩负荷。 5．减出力减出力至定值。 ６．母线解列跳110KV母联断路器。
７．厂用电切除跳高厂变Ａ分支开关、高厂变Ｂ分支开关，同时启动切换A、B分支厂用电。 ８．A分支解列跳高厂变A分支开关同时启动切换A分支厂用电。９．B分支解列跳高厂变B分支开关同时启动切换B分支厂用电。 二、保护A屏 1、保护屏组成： 其由一个ＷFB—105箱、两个ＷFB—108箱和一个XCK—103出口箱体构成。a、箱一WFB—105由三块交流变换、一块直流变换、两块出口、两块保护模块、一块稳压电源插件组成，完成有发电机差动、TA断线、失磁、转子一点接地和转子两点接地保护功能。 b、箱二WFB—108由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成，完成有定子接地、励磁变过流、励磁变过负荷、主变瓦斯、主变温度、主变压力释放及主变冷却系统故障保护功能。 c、箱三WFB—108箱由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成，完成有匝间保护、YH断线、发电机对称过负荷，发电机负序过流、发电机断水、励磁系统故障和热工保护(我厂没用) 保护功能。 d、箱四XCK—103出口器箱由八块NZK—98、一块NZK—98、一块NFJ—98和两块NSJ—98插件组成。NZK—98只用三块，其功能为全停1、全停2、解列、解
第八章发电机-变压器保护举例 本章以RCS-985发电机-变压器组成套保护装置为例。 第一节保护典型配置 一、概述 RCS－985采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的硬件系统，并配以32位CPU用作辅助功能处理。是真正的数字式发电机变压器保护装置。 RCS－985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机、抽水蓄能机组等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，并能满足发电厂电气监控自动化系统的要求。 RCS－985提供一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。根据实际工程需要，配置相应的保护功能。 对于一个大型发-变组单元或一台大型发电机，配置两套RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。两套RCS-985取不同组TA，主保护、后备保护共用一组TA，出口对应不同的跳闸线圈，因此，具有以下优点： （1）设计简洁，二次回路清晰； （2）运行方便，安全可靠，符合反措要求； （3）整定、调试和维护方便。 二、保护功能配置及典型配屏方案 RCS-985装置充分考虑大型发电机变压器组保护最大配置要求。包括了主变、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）的全部保护功能。 1．典型配置方案 如图8-1所示发-变组单元，发-变组按三块屏配置，A、B屏配置两套RCS-985A，分别取自不同的TA，每套RCS-985A包括一个发-变组单元全部电量保护，C屏配置非电量保护装置。图中标出了接入A屏的TA 极性端，其他接入B屏的TA极性端与A屏定义相同。 本配置方案也适用于100MW及以上相同主接线的发-变组单元。图中为励磁机的主接线方式，配置方案也适用于励磁变的主接线方式。 2．配置说明 （1）差动保护配置说明 1）配置方案：对于300MW及以上机组，A、B屏均配置发-变组差动、主变差动、发电机差动、高厂变差动。 2）差动保护原理方案：对于发-变组差动、变压器差动、高厂变差动，需提供两种涌流判别原理，如二次谐波原理、波形判别原理等，一般一套装置中差动保护投二次谐波原理，另一套装置投波形判别原理。 发电机差动也具有两种不同原理的比率差动：比率差动、工频变化量差动。 （2）后备保护和异常运行保护配置说明 A、B屏均配置发-变组单元全部后备保护，各自使用不同的TA。 1）对于零序电流保护，如没有两组零序TA，则A屏接入零序TA，B屏可以采用套管自产零序电流。此方式两套零序电流保护范围有所区别，定值整定时需分别计算。 2）转子接地保护因两套保护之间相互影响，正常运行时只投入一套，需退出本屏装置运行时，切换至另一套转子接地保护。 3．外加20Hz电源定子接地保护配置 配置外加20Hz电源定子接地保护时，需配置20Hz电源、滤波器、中间变流器、分压电阻、负荷电阻附加设备，附加设备单独组成一块屏。 4. 电流互感器配置说明
变压器差动保护 一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述： 1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高 =220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A, I1’：流过变压器高压侧的一次电流； I”：流过变压器低压侧的一次电流； I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh：高压侧电流互感器CT1变比； nl：低压侧电流互感器CT2变比； nB：变压器的变比； 各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2” I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地） 单相接地故障以及匝间、层间短路故障；
四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图： 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； p：比率制动斜线上的任一点； e：p点的纵坐标； b：p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时， 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲 线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此， 图中阴影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区； 比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。以p点为 例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下： 差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2,最小制动电流 Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法， 施加高压侧电流I1=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定I1升 I2,当I2升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为（I1+I2）/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就 判此电流为非故障电流，进行谐波闭锁。500kv一下等级的变压器之
第二节变压器差动保护 1.概述 电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用是比较简单的，但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难。 变压器有两个和更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。 变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起差动保护误动作。更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时，暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。 正常运行中的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。 变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环中的电流很大，但流入差动保护的电流可能不大。 变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小。 综上所述，差动保护用于变压器，一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流，另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路，可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。 2.配置原则 对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： (1) 10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动 保护。6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。 (2) 10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA及以上的变压器，当电 流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。 (3) 0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角-星形连接的变压器，可采用两 相三继电器式的过流保护。 (4) 以上所述各相保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。 3.要求达到的性能指标 (1) 具有防止区外故障误动的制动特性； (2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能； (3) 宜具有TA断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流超过额定电流的 1.5～2倍 时可自动解除闭锁； (4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms； (5) 整定值允差±5%。 4.原理及其微机实现 4.1四方 4.1.1 保护原理 变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等，对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式，发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。
1、原始资料 某发电厂要扩建一个新厂，安装两台发电机变压器组，主接线如图(a)所示。 已知参数如下： （1）发电机 e P =200MW ，cos ?=0.85，e U ==15.75kV ，195%d x =，' 24%d x =，'' 14.5%d x =；变压器e S =240MV A ，d U =0.105，接线Y ?-11，分接头 1212 2.5%15.75kV ±?，分级绝缘。 （2）相间短路后备保护范围末端两相短路时，流经发电机的最小短路电流为14900A 。 （3）110kV 母线上出线后备保护动作时间为6s 。出线的零序后备保护最大动作电流为3250A ，最大动作时间为5s 。在最大运行方式下，出线的零序后备保护范围末端接地短路时流经变压器的零序电流为620A ，故障线路上的零序电流为903A 。在最小运行方式下，出线末端金属接地短路时，流经变压器的最小零序电流为1100A 。 （3）保护设计所需的最大三相短路电流的计算结果如图(b)、(c)所示。它们是归算到115kV 的安数(括号内为最小三相短路电流值)。 （a ）主接线图
(b)110kV母线短路时，短路电流分布图： (c)15．75kV母线短路时，短路电流分布图 2、设计内容 ⑴、发电机变压器组的保护方式 发电机变压器组的容量为200MW，发电机与变压器之间无短路器，因此，除发电机变压器组需装设公用纵差动保护外，发电机、变压器均装设单独的纵差动保护。按照保护安装设规程，需安装的保护如下： ①、发电机变压器组：纵差动保护 ②、发电机：a、纵差动保护 b、定子接地保护（零序电压保护） c、定子绕组匝间短路保护 d、定子绕组过电压保护 e、相间短路的后备保护（负序过电流保护+低电压起动保护）
对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 变压器保护配备一般根据变压器的容量和电压等级。小型变压器配过流和速断保护就够了，甚至可以用熔断器保护；中型变压器（1250kVA以上）可以再加上瓦斯保护；更大的变压器（如6300kVA以上）一般应再配备差动保护。 变压器保护配置的基本原则 1、瓦斯保护: 800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变 压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。 2、纵差保护或电流速断保护: 6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 3、相间短路的后备保护: 相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器，并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/381355315.html, 水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式 作者：张伟周桂林 来源：《科学与财富》2018年第09期 摘要：在水电站发电机变压器中安装继电保护装置，可以保障变压器的稳定运行，使水电站为用户提供可靠的电力。基于此，笔者从水电站发电机变压器的保护原理入手，根据继电保护的原则以及变压器常见的多种故障，对变压器的继电保护方式进行了分析，变压器主要包括短路故障的主保护、后备保护以及接地故障的保护这三种继电保护方式，从整体上保障了变压器的稳定运行，有助于水电站的长久运行。 关键词：水电站；变压器；继电保护 前言：在水电站发电机变压器的正常运行中，难免会产生一些故障，对电力系统的稳定运行造成不利影响。为了解决这一问题，大部分水电站都会采用继电保护方式对变压器进行保护，避免变压器故障的影响范围进一步扩大。而且继电保护装置可以及时提醒水电站的运维人员排除变压器故障，从而保障电力系统的稳定运行。因此，对于水电站发电机变压器保护原理及继电保护方式分析具有一定的实践意义。 1.水电站发电机变压器保护原理 1.1定子接地继电保护原理 当水电站发电机变压器内部的定子出现单相接地现象的时候，会导致匝间短路、相间短路以及接地短路，对变压器的正常运行造成不利影响，从而危害到整个电力系统。因此，水电站需要对变压器进行保护，通常是在变压器定子的中性点配备高阻，对暂态过电压进行控制，为变压器提供全面的保护。如果在继电保护的过程中，变压器出现了其他故障，则继电保护装置会自动跳闸，从根本上保护变压器。 1.2变压器继电保护装置 对于水电站发电机而言，主要涉及到主变压器以及厂用变压器这两种变压器，主变压器应用的继电保护装置包括差动装置、重瓦斯装置以及零序装置等，在变压器运行时，技术人员需要根据发电机以及变压器的实际运行状况，选择适当的零序过电流加入到继电保护装置中，实现变压器的保护；厂用变压器应用的继电保护装置主要是在开关柜中安装保护装置。；两种变压器的继电保护装置通过工控机进行连接，使变压器的接线更为简便，有助于继电装置的管理以及维护[1]。
广东省飞来峡水利枢纽管理处技术规程 发电机、变压器继电保护装置检验规程 FLX/SJdz04-2012 发电机、变压器继电保护装置检验规程 1 范围 1.1本规程规定了飞来峡电厂继电保护装置的检验项目、内容、工艺要求、质量标准以及检验内容。 1.2本规程适用于飞来峡电厂发电机、变压器继电保护装置维护、检验和技术管理等工作。 1.3飞来峡水利枢纽管理处的生产管理人员和运行操作人员应了解本规程，各级自动化技术人员应熟知本规程，担负继电保护装置维护、检验的工作人员应熟悉本规程。 2 执行标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 2．1 GB 7261—2008 继电器及继电保护装置基本试验方法 2．2 GB 14285—2006 继电保护和安全自动装置技术规程 2．3 GB/T 15145—94 微机线路保护装置通用技术条件 2．4 GB 50171—92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 2．5 DL/T 478—2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 2．6 DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程 2．7 DL/T 624—1997 继电保护微机型试验装置技术条件 2．8 国电调[2002]138号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则 2．9 国电发[2000]589号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》 2．10《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》 3 发电机、变压器保护配置及技术参数
一、填空题 1、发电机在（定子绕组机端）发生单相接地时，机端零序电压为相电压，在（定子绕组中性点处）发生单相接地时，机端零序电压为零。 2、发电机单相接地时，较大的接地电流能在故障点引起电弧时，将使定子绕组的（绝缘和定子铁芯)烧坏，也容易发展成为危害更大的定子绕组相间或(匝间短路)，因此，发电机应装设定子绕组单相接地保护。 3、利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护不能作为(100％定子接地)保护，有死区。 4、发电机励磁回路接地保护，分为(一点接地)保护和(两点接地)保护。 5、当发电机带有不对称负荷或系统中发生不对称故障时，在定子绕组中将有（负序电流)，在发电机中产生(反向)的旋转磁场，于是在转子中产生倍频电流，引起附加损耗，导致转子过热。 6、发电机在电力系统发生不对称短路时，在(转子)中就会感应出(100Hz)电流。 7、在变压器瓦斯保护中，轻瓦斯保护动作于（信号），重瓦斯保护动作于（跳闸）。 8、变压器中性点间隙接地的接地保护采用(零序电流继电器)与(零序电压继电器)并联方式构成，带有0.5s 的时限。 9、变压器复合电压起动的过电流保护，负序电压主要反应（不对称）短路故障，正序电压反应（对称）短路故障。 10、变压器充电时，励磁电流的大小与断路器合闸瞬间电压的相位角α有关，当（90α=?)时，不产生励磁涌流；当（0α=?）时，合闸磁通由零增至2m φ，励磁涌流最大。 二、选择题 1、发电机解列的含义是(B)。 A ：断开发电机断路器、灭磁、甩负荷 B:断开发电机断路器、甩负荷 C:断开发电机断路器、灭磁 2、发电机出口发生三相短路时的输出功率为(C)。 A ：额定功率 B ：功率极限 C ：零 3、发电机装设纵联差动保护，它作为(C)保护。 A ：定子绕组的匝间短路 B ：定子绕组的相间短路 C ：定子绕组及其引出线的相间短路
变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同 电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。 ②电流互感器计算变比与实际变比不同 由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别 变压器内部电气故障主要是：各侧绕组的匝间短路、中性点直接接地侧绕组的单相短路、内部引线和套管故障、各侧绕组相间短路。 发电机内部短路故障为：定子绕组不同相之间的相间短路、同相不同分支之间和同相同分支之间的匝间短路，兼顾定子绕组开焊故障，但不包括各种接地故障。 变压器纵差保护与发电机纵差保护一样，也可采用比率制动方式或标积制动方式达到外部短路不误动和内部短路灵敏动作的目的。 纵联差动保护（比率制动式纵差保护）是比较被保护设备各引出端电气量（例如电流）大小和相位的一种保护。 变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别如下： 1、变压器各侧额定电压和额定电流各不相等，因此各侧电流互感器的型号一定不同，而且各侧三相接线方式不尽相同，所以各侧相电流的相位有也可能不一致，将使外部短路时不平衡电流增大，所以变压器纵差保护的最大系数比发电机的大，灵敏度相对来说要比较低。 2、变压器绕组常有调压分接头，有的还要求带负荷调节，使变压器纵差保护已调整平衡的二次电流又被破坏，不平衡电流增大，这样将使变压器纵差保护的最小动作电流和制动系数都要相应加大。 3、对于定子绕组的匝间短路，发电机纵差保护完全没有作用。变压器各侧绕组的匝间短路，通过变压器铁芯磁路的耦合，改变了各侧电流的大小和相位，使变压器纵差保护对匝间短路有作用。 4、无论变压器绕组还是发电机定子绕组的开焊故障，它们的完全纵差保护均不能起到保护作用而动作，但变压器还可以依靠瓦斯保护或压力保护。 5、变压器纵差保护范围除包括各侧绕组外，还包含变压器的铁心，即变压器纵差保护区内不仅有电路还有磁路，明显违反了纵差保护的理论基础（基尔霍夫电流定律）。而发电机的纵差保护对象内只有电路的联系，在没有故障时，不管外部发生什么故障，各相电流的矢量和总为零。 发电机纵差保护的工作原理是怎样的？ 发电机纵差保护是根据差流法的原理来装设的。其原理接线图如下： 在发电机中性点侧与靠近发电机出口断路器QF处，装设性能、型号相同的两组电流互感器TA1、TA2，来比较定子绕组首尾端的电流值和相位，两组电流互感器，按环流法连接，差流回路接入电流继电器Ⅰ-Ⅰ. 在正常时，中性点与出口侧的电流数值和相位都相同，差流回路没有电流，继电器Ⅰ-Ⅰ不会动作。 在保护范围外发生短路故障，与正常运行时相似，差流回路也没有电流，保护也不会动。在保护范围内发生故障，流经电流继电器Ⅰ-Ⅰ的电流，为TA1、TA2电流互感器二次电流之差，继电器Ⅰ-Ⅰ启动，保护装置将动作。这就是发电机纵差保护的基本工作原理。 纵差保护2 变压器纵差保护是利用比较变压器两侧电流的幅值和相位的原理构成的。把变压器两侧的电流互感器按差接法接线，在正常运行和外部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近为零，继电器不动作；在内部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。 由此可见，变压器两侧电流互感器的接线正确与否，直接影响到纵差保护的动作可靠性。将
现提供资料供大家参考。 第一章发电机变压器保护的整定计算 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。 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。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（n—每相定子绕组支路数）电流。因此，完全纵差和不完全纵差的实质不同处是：当不通过软件修正差动两侧的平衡系数时，前者两侧差动TA的型号、变比可完全相同，而后者两侧差动TA的型号、变比不可能完全相同。 完全纵差和不完全纵差的构成框图完全相同，均可采用具有比率制动特性的保护装置或具有标积制动特性的保护装置，还可以采用反应故障分量的比率制动式保护装置。 1 比率制动式发电机纵差保护 具有比率制动特性的差动保护，其动作特性如图7－1所示。 图7－1 差动保护的比率制动特性 由图7－1可以看出：具有比率制动特性的差动保护的动作特性，可由A、B、C三点决定。A点或B点的纵坐标电流Idzo为差动保护的初始动作电流。B点的横坐标电流Izdo称之为拐点电流，它等于差动保护开始出现制动作用的最小电流。直线BC与横坐标夹角α的正切（即tgα）称之为动作特性曲线的斜率，近似称之为比率制动系数Kz。 Idzo、Izdo及Kz为具有比率制动特性差动保护的三要素。对该型差动保护的整定计算，实
发电机、变压器与母线保护 编写李玉海
发电机保护 第一节基本概念 一发电机 发电机的作用是将汽轮机或水轮机输出的机械能变换成电能。 1 主要构成 发电机主要由定子和转子两部分构成。在定子与转子间留有适当的间隙，通常将该间隙称作为气隙。 极对数为1的三相交流同步发电机的结构示意图如图1所示。 在定子铁芯上设置有槽，每个定子槽分上槽和下槽，上槽及下槽中设置有定子绕组。每台发电机的定子绕组为三相对称式绕组，如图1中的a-x、b-y、c-z所示。所谓三相对称绕组是指三个绕组（即a-x、b-y、c-z）的匝数相等，其空间分布相对位置相距1200。在定子铁芯的上槽与下槽之间设置有屏蔽层。 在转子铁芯上也有槽，槽内设置有转子绕组（如图1中的W－j所示）。 图1 三相同步交流发电机结构示意图 为提高发电机的单机容量及降低铁芯及绕组的温度，各种发电机均设置有冷却系统。小型发电机一般采用空气冷却方式，也有采用氢冷式；对于大型汽轮发电机，通常采用水内冷及氢冷方式。 2 作用原理 在转子绕组中（图1中的W－j）通入直流，产生一恒定磁场（其两极极性分别为N－S）。发电机转子由汽轮机或水轮机拖着旋转，恒定磁场变成旋转磁场（通常称之气隙磁场）。转子旋转磁场切割定子绕组，必将在定子绕组产生感应电势。 由于转子磁场在气隙中按正弦分布，而转子以恒定速度旋转，从而使定子绕组中的感应电势按正弦波规律变化。 发电机并网运行时，定子绕组中出现感应电流，向系统输出电能。
3 发电机的额定转速 转子磁场旋转时，每转过一对磁极，定子绕组中的电势便历经一个周期。因此， 定子绕组中电势的频率可由每秒钟转过磁极的极对数来表示。设发电机的极对数（即 一个N、一个S）为P，每分钟的转速为n， 则频率 转速 (1) 汽轮发电机的极对数P＝1，当电网的频率f＝50赫时，n＝3000转/分。对于水轮 发电机，其极对数较多，故允许其转速转低，当P＝4时，水轮机的转速n=750转/分，当极对数P＝24时，其转速为125转/分。 4 两种旋转磁场 （1）直流激磁旋转磁场 直流激磁旋转磁场，又叫机械旋转磁场。在同步发电机转子上装设有转子绕组， 通入直流后产生直流激磁的磁极，当转子旋转时，在气隙形成旋转磁场。该旋转磁场 与转子无相对运动。气隙旋转磁场的转速与转子的转速相同。发电机正常运行时，转 速为同步速。 （2）交流激磁的旋转磁场 发电机定子三相对称电流流过三相对称绕组时，将在气隙中产生旋转磁场。该旋 转磁场由三相交流产生，故称交流激磁的旋转磁场。 发电机正常运行时，两种旋转磁场的转速均等于同步速，它们之间无相对运动。 又因为转子的转速也等于同步速，因此，定子旋转磁场与转子之间无相对运动，而转 子磁场紧拉着定子旋转磁场转动。 5 发电机的冷却方式 根据冷却介质流通的路途，同步发电机的冷却方式，可分为外冷式及内冷式两种。 外冷式又称之表面冷却方式，其冷却介质有空气及氢气两种；内冷式称之直接冷 却方式，其冷却介质有氢气及水两种。 当采用水冷却方式时，绕组为空心铜制绕组，冷却水直接由绕组内流通。 目前，大型汽轮发电机定子绕组的冷却方式，多采用水冷方式。有些发电机的转 子绕组也采用水内冷方式。将转子绕组及定子绕组均由水内冷冷却的发电机，称之双 水内冷发电机。 6 并网运行汽轮发电机电势与端电压的关系
YF-ED-J8308 可按资料类型定义编号 发电机变压器组高压断路器失灵保护分析实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
发电机变压器组高压断路器失灵 保护分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 近年来，多次发生由于发电机变压器组高 压侧断路器一相拉不开，高压侧单相电流通过 变压器耦合使发电机非全相运行，在发电机回 路产生较大的负序电流，造成发电机转子严重 烧坏的事故。为此，不管发电厂电气主接线采 用哪种形式，也不管发电机变压器组高压断路 器采用哪种类型，根据DL400-91《继电保护和 安全自动装置技术规程》的要求，按照发电机 变压器组保护双重化和近后备保护配置原则， 在大型单元机组发电机变压器组保护中均配置
了失灵保护。当发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，失灵保护动作，跳开母联(或分段)断路器及发电机变压器组高压侧断路器所连接母线上的所有元件或与之相关的元件，保护发电机的安全。 1发电机变压器组失灵保护存在的问题 1.1失灵保护的复合电压闭锁问题 早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁，失灵保护经常误动。后经改造，在失灵保护回路加装了复合电压闭锁，但是随着机组单机容量的增大，负序电流对发电机转子的危害加剧，要求在发电机变压器组高压侧断路器非
发电机变压器组高压断路器失灵保护分析(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0207
发电机变压器组高压断路器失灵保护分析 (最新版) 近年来，多次发生由于发电机变压器组高压侧断路器一相拉不开，高压侧单相电流通过变压器耦合使发电机非全相运行，在发电机回路产生较大的负序电流，造成发电机转子严重烧坏的事故。为此，不管发电厂电气主接线采用哪种形式，也不管发电机变压器组高压断路器采用哪种类型，根据DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，按照发电机变压器组保护双重化和近后备保护配置原则，在大型单元机组发电机变压器组保护中均配置了失灵保护。当发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，失灵保护动作，跳开母联(或分段)断路器及发电机变压器组高压侧断路器所连接母线上的所有元件或与之相关的元件，保护发电机的安全。
1发电机变压器组失灵保护存在的问题 1.1失灵保护的复合电压闭锁问题 早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁，失灵保护经常误动。后经改造，在失灵保护回路加装了复合电压闭锁，但是随着机组单机容量的增大，负序电流对发电机转子的危害加剧，要求在发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，尽快解除复合电压闭锁，并且解除发电机变压器组失灵保护复合电压闭锁的逻辑关系要求。此项要求在新式的微机失灵保护装置中可以很容易满足，但在早期的失灵保护中很难满足，而对早期失灵保护的改造也确非易事。 1.2失灵保护装置启动判据及逻辑关系问题 早期的失灵保护装置启动判据是“断路器保护动作”和“相电流”组成的“与逻辑”，动作是经过一定延时后(时限大于断路器的跳闸时间与保护装置的返回时间之和再加裕度时间)，以较短时间跳开母联(或分段)断路器，再经一时限跳开所连接母线上的所有有源元件或跳开与之相关的元件，而按照《“防止电力生产重大事故的25项重点要求”继电保护实施细则》(简称《继电保护细则》)的要求，
发电机保护原理 大型发电机的造价高昂，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。例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就近千万元。大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。 1．发电机故障形式 由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：（1）定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。故障时，短路电流 可能把发电机烧毁。
（2）定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。 （3）定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。 （4）励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。 （5）定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。 （6）定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。
主变差动保护 一、主变差动保护简介 主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，差动保护是输入的两端CT电流矢量差，当两端CT电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。 差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。 二、纵联差动保护原理 (一)、纵联差动保护的构成 纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的。为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连，再将差动继电器的线圈并入，构成差动保护。其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂。 (二)、纵联差动保护的工作原理 根据基尔霍夫第一定律， = ∑?I；式中∑?I表示变压器各侧电流的向量和，其物理意义是：变 压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护不应动作。 当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。见变压器纵差保护原理接线。
（1）正常运行和区外故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（a）所示，则流入继电器的电流为 继电器不动作。 （2）区内故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（b）所示，则流入继电器的电流为 此时为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，故继电器动作，跳开两侧的断路器。 由上分析可知，纵联差动保护的范围就是两侧电流互感器所包围的全部区域，即被保护元件的全部，而在保护范围外故障时，保护不动作。因此，纵联差动保护不需要与相邻元件的保护在动作时间和动作值上进行配合，是全线快速保护，且具有不反应过负荷与系统震荡及灵敏度高等优点。 三、微机变压器纵差保护的主要元件介绍 主要元件有：1）比率差动保护元件，2）励磁涌流闭锁元件，3）TA饱和闭锁元件，4）TA断线闭锁（告警）元件，5）差动速断元件，6）过励磁闭锁元件 下面对各个元件的功能和原理作个简要的介绍：
变压器常用的保护方式 是什么 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
变压器常用的保护方式是什么 变压器的不正常工作状态主要是过负荷、外部短路从而引起的过电流、外部接地的短路引起中性点过电压、油箱漏油而引起的油面降低或冷却系统故障造成的温度升高等。此外，大容量变压器，由于它的额定工作磁通密度较高，工作磁密与电压频率是成正比，在过电压或低频率下运行的时候，可能会引起变压器的过励磁故障等。针对以上情况，大型变压器一般采用的方式为以下几种： 一、瓦斯保护：保护变压器的内部短路和油面降低的故障。 二、差动保护、电流速断保护：保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。 三、过电流保护：保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)的后备保护。 四、零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。 五、过负荷保护：保护对称过负荷，仅作用于信号。 六、过励磁保护：保护变压器的过励磁不超过允许的限度。 变压器瓦斯保护反应变压器油箱内部各种故障和油面降低。及以上油浸式变压器和及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保
护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。 变压器一般采用的保护方式二：纵联差动保护或电流速断保护反应变压器引出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。 1. 对以下厂用变压器和并列运行的变压器，以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时间大于时，应装设电流速断保护。 2. 对及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。 3. 对高压侧电压为330kV及以上变压器，可装设双重纵联差动保护。 4. 对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护。当发电机与变压器之间没有断路器时，100MVA及以下发电机与变压器组共用纵联差动保护;100MVA 以上发电机。除发电机变压器共用纵联差动保护外，发电机还应单