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
发电机并网运行时，向系统送出有功及无功。此时，机端电压与发电机电势的关系是
(1)
U－机端电压；
I－发电机定子电流；
2所示。
图2 机端电压与电势的向量关系
由图2可以看出，当发电机送出有功及无功时，发电机电势E0大于机端电压U。
当发电机从系统吸收无功时，发电机电势将小于机端电压。
7 发电机的阻抗
若不及电阻分量，发电机的阻抗有同步电抗、暂态电抗、次暂态电抗、负序电抗
和零序电抗。
（1）同步电抗
发电机的同步电抗也叫正序电抗。正常运行时发电机的电抗，称之同步电抗；
（2）负序电抗
发电机不对称运行时，负序电流产生负序旋转磁场，负序旋转磁场以2
倍同步转
速切割转子绕组。负序电抗等于机端负序电压与定子绕组中负序电流的基波分量之比。（3）零序电抗
零序电抗具有漏抗的性质，其大小决定于零序电流产生的漏磁通。
（4
当定子电流突然变化时，在转子绕组中产生感就电势（像变压器一样），在转子
（5）次暂态电抗
二电压互感器及电流互感器（TV及TA）
1 电压互感器
将电力主设备一次高电压降低至与一次电压成比例的较小电压，然后送至测量仪
表或保护装置的设备，称之为电压互感器（TV）。它相当一个二卷或三卷降压变压器。
（1）特点
A、一次绕组匝数很多，二次或三次绕组匝数很少，其内阻很小，相当一定压源。
B TV变比为
；
发电机中性点TV。
C、保护用三相TV的接线方式，通常采用Y N，yn
D、运行中TV二次不能短路。
（2）类型
按一次绕组两端对地绝缘的状态分类，TV可分为两类，即全绝缘TV及半绝缘TV。所谓全绝缘TV是指一次端部绕组及中性点处绕组的对地绝缘完全相同；而半绝缘TV
则是TV一次端部绕组的对地绝缘远高于中性点处绕组的对地绝缘。
2 电流互感器TA
将电力系统一次大电流降低到与一次电流成比例的小电流，然后送到测量仪表、
自动装置及保护装置的设备，称之为电流互感器TA。
其特点是：
A、一次匝数少（最少为一匝），二次匝数很多，其内阻很大，对外相当于一定流源；
B、运行中TA二次不得开路。
3 电压互感器及电流互感器的接地
为防止运行中由于互感器一次与二次之间绝缘击穿使一次高电压串到二次回路中，而危及人身及二次设备的安全，TA及TV二次必须有一个可靠的接地点，通常称之“保安接地”。对于TA采用TA二次中性点接地；而对于TV可采用二次中性点接地（即N
接地），也可采用B相接地。
第二节发电机保护的配置
一发电机的故障及不正常运行方式
1 发电机的故障
（1）定子绕组的故障
定子绕组的故障主要有：相间短路（二相短路、三相短路）
接地故障：单相接地、两相接地短路故障
匝间短路（同分支绕组匝间短路，同相不同分支绕组之
间的短路）。
（2）转子绕组的故障主要有：转子绕组一点接地及二点接地，部分转子绕组匝间短路。
2 发电机异常运行方式
发电机不正常运行方式主要有：定子绕组过负荷，转子绕组过负荷，发电机过电压；发电机过激磁，发电机误上电、逆功率、频率异常、失磁、发电机断水及非全相
运行等。
二发电机保护的配置
发电机定子绕组或输出端部发生相间短路故障或相间接地短路故障，将产生很大
的短路电流，大电流产生的热、电动力或电弧可能烧坏发电机线圈、定子铁芯及破坏
发电机结构。
转子绕组两点接地或匝间短路，将破坏气隙磁场的均匀性，引起发电机剧烈振动
而损坏发电机；另外，还可能烧伤转子及损坏其他励磁装置。
发电机异常运行也很危险。发电机过电压、过电流及过激磁运行可能损坏定子绕组；大型发电机失磁运行除对发电机不利之外，还可能破坏电力系统的稳定性。其他
异常工况下，长期运行也会危及发电机的安全。
为确保发电机安全经常运行，必需配置完善的保护系统。
1 短路故障的主保护
发电机内部短路故障的主保护有：纵差保护，横差保护（单元件横差及三元件横
差保护），发电机定子绕组匝间保护（主要有单元件横差保护、纵向零序电压匝间保
护及负序功率方向保护），转子两点接地保护，励磁机纵差保护。
2 短路故障的后备保护
发电机短路故障的后备保护主要有：复压闭锁过流保护，对称过流及过负荷保护，不对称过流及过负荷保护、负序过电流保护，转子过流及过负荷保护、转子两点接地
保护、带记忆的低压过流保护。
3 其他故障保护
发电机单相接地保护，发电机失磁保护。
4 发电机异常运行保护
发电机异常运行保护有：发电机过电压保护，发电机过激磁保护、逆功率保护，
转子一点接地保护，定子过负荷保护、非全相运行保护、大型发电机失步保护、频率
异常保护等。
5 开关量保护
发电机断水保护等。
6 临时性保护
所谓临时性保护是指：发电机正常运行时应退出的保护。其中有发电机误上电保
护及发电机启、停机保护等。
第三节发电机纵差保护
发电机纵差保护，是发电机相间故障的主保护。
一纵差保护的分类
1 按输入电流的不同分类
发电机差动保护由三个分相差动元件构成。若按由差动元件两侧输入电流的不同
进行分类，可以分成完全纵差保护和不完全保护两类。其交流接入回路分别如图3（a）和图3（b）所示。
(a) (b)
图3 发电机纵差保护的交流接入回路
在图3中：Ja、Jb、Jc－分别为发电机A、B、C三相的差动元件；
A、B、C－发电机三相输入端子。
由图3可以看出，发电机完全纵差保护与不完全纵差保护的区别是：对于完全纵
差保护，在发电机中性点侧，输入到差动元件的电流为每相的全电流，而不完全差动
保护，由中性点输入到差动元件的电流为每相定子绕组某一分支的电流。
2 按制动方式分类
为确保区外故障时纵差保护可靠不动作，在差动元件中设置有制动量。按制动方
式分类，差动保护可分为比率制动式和标积制动方式。
3 按出口方式分类
目前，发电机纵差保护均采用由三个差动元件构成的分相差动保护。由于发电机
电压系统系小电流接地系统，故保护的出口既可以采用单相出口方式，也可以采用循
环闭锁出口方式。
所谓循环闭锁出口方式，是指：在三个相差动元件中，只有二个或三个元件动作后，保护才作用于出口。另外，为防止发电机两相接地（一个接地点在差动保护区内，另一个接地点在差动保护区外）短路时差动保护拒绝出口，一般采用由负序电压元件
去解除循环闭锁措施。此时，当负序电压元件动作之后，只要有一相差动元件动作，
保护就作用于出口。
二动作方程
目前，国内生产及广泛应用的发电机差动保护装置，为提高区内故障时的动作灵敏度及确保区外故障时可靠不动作，一般采用具有二段折线式动作特性的差动元件。其动作方程为
…………………………………………………
（1
－拐点电流，开始起制动作时的最小制动电流；
－分别为中性点及机端差动TA的二次电流；
K－由中性点流入差动TA的电流与中性点全电流的比值；
三动作特性
具有两段折线式发电机纵差保护的动作特性如图4所示。
由图4可以看出：纵差保护的动作特性由二部分组成：即无制动部分和有制动部分。这种动作特性的优点是：在区内故障电流小时，它具有很高的动作灵敏度；在区外故障时，它具有较强的躲过暂态不平衡电流的能力。
在图4中：－最小启动电流；
0z
I
S
I
dzo
I
z
K
图4 发电机纵差保护动作特性
某些厂家生产的发电机差动保护的动作特性，采用所变谓斜率（变制制系数）的
（）进行合理的整定，图4所示的动作特性，完全可以满足发电机对差动保护动作可靠性及动作灵敏度的要求。
四逻辑框图
发电机纵差保护的出口方式：有单相出口方式及循环闭锁出口方式两种，其逻辑框图分别如图5（a）及图5（b）所示。
（a）单相出口方式的发电机纵差保护逻辑框图
（b）循环闭锁出口方式发电机纵差保护逻辑框图
图5 发电机纵差保护逻辑框图
由图5（a）可以看出：当采用单相出口方式时，只要有一相差动元件动作，保护即作用于出口。由图5（b）可以看出：当采用循环闭锁出口方式时，只有二相差动元dzo
I z K
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
电力变压器的保护配置 随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态 （一）变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。 （二）变压器的不正常运行状态 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器
主变压器保护配置 1、主变差动保护 （1） 采用了二次谐波制动的比率差动保护，变压器正常运行时励磁电流不超过额定电流的2—10%，外部短路时更小。但变压器空载合闸或断开外部故障后，系统电压恢复时出现的励磁电流，大小可达额定电流的6—8倍，称励磁涌流。励磁涌流只流经变压器的电源侧，因而流入差动回路成为不平衡电流，励磁涌流高次谐波分量中以二次谐波分量最显著，根据这一特点采用励磁涌流中二次谐波分量进行制动，以防止保护误动作。（2）作为主变绕组内部、出线套管及引出线短路故障的主保护，其保护范围为发电机出口至主变高压侧及高厂变高压侧各CT 安装处范围内。（3）主变差动出口逻辑： （4）差动保护瞬时动作全停，启动快切、启动失灵。 （5）TA 断线闭锁功能，当差电流大于一定值时（一倍额定电流）TA 断线闭锁功能自动退出，开放保护动作出口。TA 断线0.5S 发信号。 2、发变组差动保护 与主变差动保护构成原理相同，但其保护范围是发变组及其引出线范围内的短路故障，即发电机中性点及主变高压侧，高厂变高压侧各CT 安装处范围以内的短路故障。发变组差动保护瞬时动作于发-变组全停，启动快切、启动失灵。 3、阻抗保护 （1）作为发变组相间短路的后备保护，同时作为220KV 系统发变组相邻元件如线路故障后备保护。 （2）作为近后备保护，按与相邻线路距离相配合的条件进行整定，正向阻抗Z dz 1：按与之配合的高压侧引出线路距离保护Ⅰ段配合，反向阻抗Z dz 2：按正向阻抗 的10%整定。 （3）时限t 1与线路距离Ⅲ段相配合，时限45.05.31′′=′′+′′=t 发信号，该时限较 长，能可靠躲过振荡。时限t 2与t 1配合5.45.042′′=′′+′′=t 解列灭磁、启动快切、 启动失灵。 （4）该保护测量元件是主变220KV 侧CT 及220KV 母线PT 。即阻抗保护装于
1.1.10.4MVA及以上车间内油浸式变压器和0.8MVA及以上油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当壳内故障产生大量瓦斯时，应瞬时动作于断开变压器各侧断路器。 瓦斯保护应采取措施，防止因瓦斯继电器的引线故障、震动等引起瓦斯保护误动作。 1.1.2对变压器的内部、套管及引出线的短路故障，按其容量及重要性的不同，应装设下列保护作为主保护，并瞬时动作于断开变压器的各侧断路器： 1.1. 2.1电压在10kV及以下、容量在10MVA及以下的变压器，采用电流速断保护。 1.1. 2.2电压在10kV以上、容量在10MVA及以上的变压器，采用纵差保护。对于电压为10kV的重要变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护。 1.1. 2.3电压为220kV及以上的变压器装设数字式保护时，除非电量保护外，应采用双重化保护配置。当断路器具有两组跳闸线圈时，两套保护宜分别动作于断路器的一组跳闸线圈。 1.1.3纵联差动保护应满足下列要求： a.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流；
b.在变压器过励磁时不应误动作； c.在电流回路断线时应发出断线信号，电流回路断线允许差动保护动作跳闸； d.在正常情况下，纵联差动保护的保护范围应包括变压器套管和引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。在设备检修等特殊情况下，允许差动保护短时利用变压器套管电流互感器，此时套管和引线故障由后备保护动作切除；如电网安全稳定运行有要求时，应将纵联差动保护切至旁路断路器的电流互感器。 1.1.4对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用过电流保护、复合电压（负序电压和线间电压）启动的过电流保护或复合电流保护（负序电流和单相式电压启动的过电流保护）。 1.1.4.135kV～66kV及以下中小容量的降压变压器，宜采用过电流保护。保护的整定值要考虑变压器可能出现的过负荷。 1.1.4.2110kV～500kV降压变压器、升压变压器和系统联络变压器，相间短路后备保护用过电流保护不能满足灵敏性要求时，宜采用复合电压起动的过电流保护或复合电流保护。 1.1.5对降压变压器，升压变压器和系统联络变压器，根据各侧接线、连接的系统和电源情况的不同，应配置不同的相间
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）
2009－5－18国调中心调考培训班 母线保护部分： 1、 整体构成 母线差动保护一般由启动元件、差动元件、抗饱和元件等构成。启动元件一般有和电流突变量启动元件、差电流启动、工频变化量突变量启动等。 2、 母线差动保护差动元件 母线差动保护的主要元件是差动继电器，其基本原理是利用差动原理。 母线正常运行时：01=∑ =m j j I 母线发生故障时：I I OP m j j ≥ ∑ =1 对采用完全电流母线差动保护来讲，将连接到母线上的所有支路的电流相量和的绝对值Icd 作为动作判据。理论上正常运行及区外故障时Icd 等于0，内部故障时Icd 增大差动继电器动作，实际构成时为防止区外故障时由于TA 的各种误差及饱和等原因造成的不平衡电流增大使差动继电器误动采用各种带制动特性的差动继电器。常见的母线差动元件有常规比率母差元件、工频变化量比率差动、复式比率差动等。这些差动元件的差动电流均相同，制动电流选取有差异，因而在区外故障及区内故障时制动能力和动作灵敏度均有差异，但作用都是在区外故障时让动作电流随制动电流增大而增大使之能躲过区外短路产生的不平衡电流，而在区内故障时则希望差动继电器有足够的灵敏度。 对于母线分段等形式的母线保护，为了能有选择性的仅切除故障母线采用多个差动元件来满足要求，即设置一个大差动元件和每段母线的小差动元件。大差动元件将所有母线的支路的电流（不包括分段或母联）加入差动继电器，即将所有母线作为一个整体来保护，其作用是区分是否在母线上发生故障，各段母线的小差动元件则仅将该段所有支路电流（包括与该段相联的分段及母联）接入，即仅将该段作为保护对象，用于区分是否在该段母线上发生故障，当在该段母线发生故障时，大差动和该段差动同时动作时仅将该段母线切除。简而概之，“大差判故障，小差选母线“。 3、常规比率差动元件 常规比率差动元件的制动电流选为所有支路电流的绝对值相加，其动作判据如下： cdzd m j j I I >∑=1 （1） ∑∑==>m j j m j j I K I 1 1 （2） 其中：K 为比率制动系数；I j 为第j 个连接元件的电流；cdzd I 为差动电流起动定值。
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/60979576.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]。
变压器的保护配置 Revised by Jack on December 14,2020
电力变压器的保护配置 随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态 （一）变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。 （二）变压器的不正常运行状态 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。变
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
变压器的保护配置 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
电力变压器的保护配置 随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态 （一）变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。 （二）变压器的不正常运行状态 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。变
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
技师专业论文 工种：配电工 题目：电力变压器的保护配置 作者：程红梅 身份证号：5 申报等级：配电工技师 单位：陕西龙门钢铁有限责任公司能源管控中心 日期：2013年9月1日 目录 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态1 （一）变压器的故障1 （二）变压器的不正常运行状态2 第二章变压器的保护配置2
（一）瓦斯保护2 （二）纵差动保护和电流速断保护3 1纵差动保护4 （1）纵差动保护基本原理4 （2）变压器的纵差动保护5 2电流速断保护6 （三）外部相间短路和接地短路时的后备保护7 1变压器相间短路的后备保护7 （1）过电流保护7 （2）低电压启动的过电流保护8 2中性点接地变压器的接地保护9 （1）只有一台变压器的变电所9 （2）两台变压器并列运行的变电所10（四）过负荷保护10 （五）过励磁保护11 （六）其他非电量保护11 结论11 参考文献12
电力变压器的保护配置 作者：程红梅 论文摘要： 电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。电力变压器是电力系统中的重要电器设备，而且其数量很多。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。再加上变压器的价格十分昂贵，所以，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好、工作可靠且具有较好的经济性的保护装置。本文主要介绍了电力变压器的几种继电保护。 主题词：变压器，瓦斯保护，纵差动保护，过负荷保护 前言： 随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态（一）变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、
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
变压器的保护配置 电力变压器的保护配置 随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状 态 （一）变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压
器油箱内发生相间短路的情况比较少。 （二）变压器的不正常运行状态 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根
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，
ISA-387G微机变压器差动保护装置 ISA-387G装置适用于多种接线方式的三卷和两卷变压器，可接入3组或4组CT电流，界面提供了变压器接线方式配置功能，软件根据变压器接线方式进行保护逻辑的自适应处理。 目前，装置已成功应用于110kV以下变电站近三千余套。 ISA-387G变压器差动保护装置适用于110kV及以下电压等级变压器独立差动保护要求。 功能： 保护功能：·独立的差流启动元件 ·差动速断保护 ·复式比率差动保护 · CT断线告警和闭锁差动 ·差动电流越限记录元件 ·差动电流长时间越限告警 ·第二侧/第三侧/第四侧各两段过流保护（选配） 特点： 装置标准配置为独立的差流启动元件、差动速断保护、复式比率差动保护、CT断线告警和闭锁差动元件、差动电流越限记录元件、差动电流长时间越限告警。 ·装置CT断线逻辑充分考虑了各种因素，动作十分可靠，能检查出CT二次侧全部故障，包括CT 回路单纯断线、端子排接触不良、端子排相对地或相间击穿、短路或爬电等。 ·装置复式比率差动保护经涌流判别制动，涌流制动采用独创的二次谐波复合逻辑制动原理，该原理已为大量的运行经验所证实。 ·硬件平台采用32位浮点DSP和16位高精度AD采样，运算与逻辑功能强大。 ·分层分布式结构，多CPU的并行处理方式提高可靠性；单元化设计、模块化结构，可扩充性强。
·大屏幕汉字液晶显示、直观友好的界面菜单、完备的过程记录、信息详细直观，操作、调试方便。 并可经订货注明选择超大屏幕的彩色液晶，支持黄、绿、红显示矢量图，更加直观全面。 ·装置具有保护段配置和出口配置功能，充分利用微机保护的优点，极大地方便用户的使用。 ·模拟回路采用高精度、宽范围器件，无幅值、相位调整电路。由软件功能调幅、调相，回路简单可靠、无零漂，调试维护工作量低。 ·以高可靠性工业级器件为主体，采用自动监测、补偿技术提高硬件电路稳定性、可靠性。 ·封闭、加强型单元机箱，多层屏蔽等抗振动、强干扰设计，特别适应于恶劣环境。4U半层机箱可分散安装于开关柜上运行。 ·大容量的故障录波记录：装置可记录最近16次故障录波数据，根据不同的保护启动、出口、返回情况，分别采用一段、两段或三段记录格式。该格式可保证记录保护启动前后各两周波、出 口前两周波、出口后一周波、返回前两周波和返回后一周波的数据。这三种格式至多记录10个 周波数据。 ·完善的事件记录：保护动作、电流越限、遥信变位、开关遥控、保护启动、装置运行、自检及闭锁保护等都有记录，每种记录分类存储，各存储最近99次记录。 标准和规范 ISA-300G系列变压器保护装置遵循以下标准，所有标准均采用最新版本。 标准号标准名称 GB 191《包装储运图示标志》 GB 2423《电工电子产品环境试验规程》 GB2423《电工电子产品环境试验规程》 GB4858《电气继电器的绝缘试验》 GB6126《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》 GB7261《继电器和继电保护装置基本试验方法》 GB 11287《继电器，继电保护装置振荡（正弦）试验》 GB 14285《继电保护和安全自动装置技术规程》 GB/T14537《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》 GB/T15145《微机线路保护装置通用技术条件》 GB/T 14598.9-2002《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—辐射电磁场骚扰试验》 GB/T 14598.10-2007《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验》 GB/T 14598.13-1998《量度继电器和保护装置的电气干扰试验—1MHz脉冲群干扰试验》GB/T 14598.14-1998《量度继电器和保护装置的电气干扰试验—静电放电试验》 GB/T 14598.17-2005《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—射频场感应的传导骚扰的抗扰度》 GB/T 14598.18-2007《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—浪涌抗扰度试验》 GB/T 11287-2000《量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验—振动试验（正弦）》GB/T 14537-93《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》 GB/T 2423.1-2001《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温》