20110329 大型发电机误上电保护方案

误上电保护的逻辑定值分析及改进方法探讨甘槐樟邹巍刘长明（大唐石门发电有限责任公司，湖南石门，415300）摘要：近年来，大型机组均配置了发电机误上电保护。

本文针对石门电厂＃2发电机误上电保护存在的缺陷，对一般误上电保护的逻辑及定值进行了深入的分析，对如何防止误上电保护误动和完善误上电保护逻辑，提出了具体的解决方法。

关键词：发电机保护误上电改进方法0引言发电机在盘车状态下(未加励磁，低速旋转)，出口断路器误合闸，系统三相工频电压突然加在机端，使同步发电机处于异步启动工况，由系统向发电机定子绕组倒送大电流；由于转子与气隙同步速旋转磁场有较大滑差，转子本体长时间流过差频电流，转子有可能烧伤；突然误合闸引起转子的急剧加速，由于润滑油压太低(尚未准备并网运行)，也可能使轴瓦损坏；发电机在非同期并网时，特别地，若在极性相反，即相位相差1800时合闸，则冲击电流可达20~30发电机额定电流。

因此，发电机在盘车状态下的误合闸和非同期合闸是一种破坏性很大的故障，在几秒钟之内即可损坏发电机组，为此现在大型机组均配有相应的保护---误上电保护。

大唐石门有限责任公司#2发变组保护于2004年10月改为微机保护装置。

保护安装调试完成332后，在模拟正常运行直流掉电故障现象时，发现误上电保护误动作出口，导致误上电保护不能正常投入运行；新投产的#3、4机组同型微机保护中误上电保护存在同样的问题，因此，必须对误上电保护进行深入分析，从而采取有效的解决办法。

1保护逻辑定值分析发电机误上电保护的逻辑框图如图1所示。

图1 发电机误上电保护逻辑框图1.1发电机在盘车或升速过程中（未加励磁）突然误并入电网保护动作判据⑴灭磁开关合上与断开判据：灭磁开关断开时，灭磁开关辅助触点FMK为1；灭磁开关合上时，辅助触点FMK为0，FMK为灭磁开关合上与断开的状态判据。

⑵断路器合闸与分闸判据：断路器分闸时，断路器辅助触点DL为1；断路器合闸时，辅助触点DL为0，DL为断路器合闸与分闸的状态判据。

发电机误上电保护的逻辑分析及改进措施崔旭光摘要：处在盘车状态中的发电机如果错误合上了出口断路器，则会存在较大可能表现为故障现象。

这是由于，发电机一旦处于误上电的故障状态，那么机端就会突然增大工频电压。

遇到上述状态时，定子绕组以及转子之间将会产生滑差，以至于转子被烧毁。

因此可以得知，误上电的发动机很可能威胁到整个发电机的平稳运转，在情况严重时还将会带来人身伤害及其他损失。

为了从根源上防控上述故障的频繁产生，针对误上电保护的发电机有必要进行逻辑分析；结合误上电的根本原因，探求可行的改进措施。

关键词：发电机；误上电保护；逻辑分析；改进措施在电力生产中，发电机构成了其中很关键的部分。

然而实质上，发电机本身具有复杂度较高的内部结构，对此如果不慎加以控制，那么就可能突然表现为故障现象。

例如：盘车状态的发电机如果表现为误上电的错误现象，那么发电机的机端就可能承受过高的电压；在情况严重时，过高的工频电压还容易烧伤定子或者转子等部件[1]。

由此可知，如果能够分析误上电保护的内在逻辑，就可以因地制宜给出针对性的保护对策。

这是由于，针对误上电保护应当设置更有效的逻辑，对此加以全方位的技术改进。

一、进行误上电保护的重要意义运行时的发电机如果出现了断路器的错误闭合，就会增大机端承受的负荷量，以至于超出了机端可承受的最大限度。

在此种状况下，定子以及转子将会表现为相对明显的滑差，转子因此就可能被差频电流烧伤。

通常来讲，多数发电机组都配备了误上电保护的相关措施[2]。

发电机出口设有断路器，因此有利于顺利运行。

然而，发电机出口处的断路器如果缺乏必要的隔离刀闸，那么未经并网的发电机在执行主变倒送电的全过程中就无法设置足够的断口，以至于产生了错误的合闸。

由此可见，为了从根源上防控错误上电的现象产生，针对整个发动机装置有必要设置保护逻辑，对此予以全面的改进。

目前的状态下，电力企业具体在生产运行时，通常都不能缺少发电机作为保障。

针对电力生产的整个流程来讲，发电机都应当属于其中的核心与关键。

大型发电机误上电保护方案在发电机并网之前升速升压过程中以及在发电机停机后的盘车过程中，假若由于运行人员误操作，将断路器DL合闸（励磁开关出于“断”或“合”的状态），这属于非同期并网，这称为“误上电”，将对发电机造成巨大危害。

因此，大型发电机要求配置误上电保护，尽可能快速跳开断路器。

一、有关的基本理论（准备知识）1.在阻抗平面上，机端或主变高压侧同各相电压电流的比值表达式的测量阻抗Z J（例如Z J=U AI A 或Z J=U ABI AB）在不同象限表达的P、Q2.当同步发电机处于发电机运行状态，功率角δ为正，是E f超前于E s的角度。

功角特性, P=E f E sX d+X ssinδ式中δ=arg E fE s，只当E f超前于E s时，δ为正，sinδ为正，有功功率P为正，机组才能发出有功。

当同步电机处于电动机运行状态时，E f滞后于E s，为负，sinδ为负，有功功率P为正，机组从系统吸取有功。

3.在R-X平面上表示系统振荡时某一瞬间的功率角δ及保护安装处的测量阻抗Z J。

图中，I—振荡电流；N—发电机中性点；F—发电机机端；T—主变高压侧；S—无穷大系统；E f—发电机电势；E s—系统电势。

ZΣ=X d‘+Z T+Z S式中，Z S—主变高压侧与无限大系统间的阻抗；Z T—主变电抗；X d‘—发电机暂态电抗。

在振荡过程中，发电机阻抗值采用X d‘（或X d’‘），在正常同步运行中，发电机阻抗值采用X d。

因发电机并网前，机端TV的高压熔丝XXX，所以误上电保护自主变高压侧TA、TV取得电压电流。

所以图-2中的阻抗平面以主变高压侧T为坐标原点“o”。

设系统中各元件X d、Z T、Z S的阻抗角相等，为φZ。

(a)(b)图-2 系统振荡中，某一瞬间的Z J、δ（该图中的n点所表达的瞬间为发电机状态）(a)电压电流相量 (b)阻抗图图-2中，振荡中不同瞬时的相量I 恒指向R 正轴不动，S 、N 点也不动，而n 点随时间移动。

发电机误上电保护配置的性能及应用分析摘要：发电机误上电保护配置作为发电机元件构成中一个组成部分，直接决定着发电机组在盘车状态下工作的安全性与稳定性。

而一旦发电机误上电保护配置在工作中失效，则会对发电机造成严重的损害，严重的情况下甚至还可能造成爆炸和火灾等重大安全事故的发生。

因此，对于发电机误上电保护配置进行分析和研究是十分必要的，本文中，笔者在发电机误上电的保护配置及其应用方案等方面做了一些探讨。

关键词：发电机；误上电保护；改进自我国实行改革开放以来，随着社会和经济的快速发展，人们的生活水平也得到了前所未有的提高，与此同时，对于电力的需求也越来越多。

在这样的背景下，发电机或发电机组在生产、生活中的使用频率也越来越高，因此，在生产用电和生活用电方面发生事故的概率也随之不断增多。

所以，为了确保发电机工作运行的安全性和稳定性，我们有必要对它的安全防护措施做进一步的研究。

误上电保护配置作为发电机保护装置中的一个重要组成部分，对于发电机在盘车状态下的非法操作具有重要的控制作用。

文章从发电机误上电保护配置的工作原理入手，探讨了如何通过改进其工作性能进而实现提高其安全性能的一些尝试。

1 发电机误上电保护配置的工作原理通常而言，为了避免发电机在启动与停止时候的误操作，300MW及以上的发电机（或发电机组）都需要设置误上电保护配置。

当发电机的转子或盘车静止时出现误合闸操作，则发电机定子所产生的正序电流自身所产生的磁场又会使发电机转子自身产生感应电流（与工频电流接近）。

总之，发电机误上电保护配置是通过借助励磁开关、定子电流、断路器辅助接点或低阻抗判据来对发电机是否存在误上电操作进行判断。

一旦出现误上电，就很容易使发电机的转子积累大量的热量，从而使其由于过热而导致损害。

发电机的误上电保护配置的工作原理是将误上电保护分为两个阶段。

下面以开机过程为例就误上电保护配置的两个工作阶段进行分析：阶段一为从发电机启动到闭合磁场开关这段时间。

大型水电机组误上电保护的配置和整定计算--以溪洛渡、向家坝机组为例薛小静;潘峰;赵焱【摘要】With introduction of the reasons and harmful consequences ofthe inadvertent energizing of generator units, the necessity of protection device against such accident is demonstrated.The configuration, function logic, working prin-ciples and setting-calculation of the inadvertent energizing protection adopted in Xiluodu and Xiangjiaba Hydropower Sta-tions are discussed.The importance of such protection in the safe operation of hydropower generator units are shown.%介绍了发电机误上电事故发生的原因、危害以及配置发电机误上电保护的必要性，对溪洛渡、向家坝大型水轮发电机误上电保护的配置、功能逻辑、原理分析以及整定计算等进行了分析探讨，说明了发电机误上电保护在溪洛渡、向家坝水电机组安全运行中的重要作用，同时也可为今后大型水电机组误上电保护的配置和整定计算提供借鉴。

【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P30-33,42)【关键词】发电机误上电;非同期;闪络;整定计算【作者】薛小静;潘峰;赵焱【作者单位】长江电力技术研究中心实训部，湖北宜昌443002;三峡梯调成都调控中心调控部，四川成都610042;三峡梯调成都调控中心调控部，四川成都610042【正文语种】中文【中图分类】TM774随着科学技术的进步，水电机组单机容量不断增大,向家坝机组容量已达800 MW，大容量发电机在结构、工艺、绝缘、设计和运行等方面出现了新的特点，对发电机继电保护提出了更加全面和严格的要求。

1000MW发电机组主变送电保护误动的原因分析和改进方案研究摘要：主变在发电厂的发电输电环节中起着关键作用，主变送电更是1000MW 发电机组启动并网前的重大里程碑活动。

本文结合主变送电历史案例，对主变送电保护误动的原因进行了详细分析，并给出了相应改进建议，同时列出了主变送电前可以落实的实用技术措施，对大型发电机组的主变送电工作具有较高的参考价值。

关键字：主变送电；保护误动；原因分析；改进建议0.引言主变压器作为发电厂的关键设备，在发电、输电环节起着关键作用，在发电厂占有非常重要的地位。

发电机组每轮大修，在主变检修后都要从电网对主变进行空载送电，通过与其相连的厂用变压器（简称厂变）给相应的厂用负荷供电，再进行机组启动并网。

主变送电不成功不仅影响发电厂大修关键路径，也影响电网的安全稳定，同时对主变压器设备本身造成了很大冲击。

1.主变送电历史情况分析由于变压器空载送电时产生不确定的较大励磁涌流和电流冲击力，现场发生了多次主变送电不成功案例。

主要原因可归结为差动保护二次谐波闭锁定值设置偏高、瓦斯保护定值偏低和人因操作失误等因素。

1.1变压器纵差保护二次谐波闭锁定值设置偏高1.1.1历史案例某电厂大修主变送电时厂变A差动保护动作。

厂变A纵差保护二次谐波闭锁整定值为15%，录波数据显示厂变A的B相励磁电流二次谐波含量为7.3%小于15%的闭锁值，厂变A差动保护动作出口。

1.1.2原因分析和改进建议纵差保护二次谐波制动比定值是根据传统变压器制造工艺及过往的实际经验得出。

现代大型变压器工艺发生了很大改进，如采用冷轧晶取向高导磁硅钢片铁芯等，同时变压器与电网联系阻抗、电网结构和容量、变压器剩磁及合闸条件不同等各种因素，使主变空载送电时励磁涌流中的二次谐波分量的变化随机性很大，有时可减小到10%以下。

因此，根据国标整定纵差保护二次谐波制动比为15%～20%，已无法闭锁主变送电时励磁涌流造成的差动保护动作。

目前，国内一种比较实用的做法是根据主变送电时实际励磁涌流波形临时适当降低变压器差动保护二次谐波制动比定值，以满足躲主变送电时正常励磁涌流的需求。