发电机变压器保护的配置

发电机变压器继电保护整定算例发电机、变压器和继电保护设备是电力系统中关键的设备，它们起着稳定输电和保护电力设备的作用。

在电力系统中，这些设备往往使用变压器巨大的变比来实现电气参数的变换，从而实现能量的转变和输送。

同时，为了保证这些设备的安全运行，必须采用适当的继电保护装置进行保护。

在本文中，将介绍发电机、变压器和继电保护的整定算例。

一、发电机保护整定算例1、低频电流保护低频同步发电机的保护需要对其进行低频电流保护。

在低频电流保护中，整定规则为：对于1/8DP发电机，主保护的恢复值应为45%的额定电流，动稳定保护的触发值应为75%的额定电流。

2、绝缘保护绝缘保护用于检测发电机绕组和地之间的绝缘状态。

整定规则为：对于一般发电机，主保护的触发值应为0.5-1.5MΩ，备用保护的触发值应为0.8-2.5MΩ。

3、过电压保护过电压保护用于检测电压过高的情况。

整定规则为：对于低容性发电机，主保护的触发值应为2.8-3.8倍额定电压，备用保护的触发值应为3.2-4.2倍额定电压。

二、变压器保护整定算例1、差动保护变压器差动保护用于检测变压器绕组内部的短路故障。

整定规则为：差动保护的开始值应为100%的额定电流，终止值应为300%的额定电流。

2、欠电压保护欠电压保护用于检测电网电压下降的情况。

整定规则为：主保护应设置在75%的额定电压，备用保护应设置在65%的额定电压。

3、过电压保护过电压保护用于检测电网电压上升的情况。

整定规则为：主保护应设置在120%的额定电压，备用保护应设置在110%的额定电压。

三、继电保护整定算例1、过流保护过流保护用于防止系统因过载而损坏。

整定规则为：主保护应设置在1.0 In，时间设定为10s，备用保护应设置在1.1 In，时间设定为5s。

2、地面保护地面保护用于检测电路中的地故障。

整定规则为：主保护应设置在0.5-1.0 A，时间设定为0.1-0.5 s，备用保护应设置在0.75-1.5 A，时间设定为0.2-1.0 s。

发电机保护配置一、发电机保护配置1、法电机差动保护：保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产的不平衡电流，区内故障保护灵敏动作。

保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成，瞬时动作于全停。

2、发电机定子接地保护：保护由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%保护区的定子接地保护，基波跳闸，三次谐波发信号。

设PT断线闭锁。

区外故障时不误动。

3、发电机过电压保护：过电压保护动作电压取1.3倍额定电压，延时0.5秒动作于全停。

4、低频保护：低频保护反应系统频率的降低，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成，并受出口断路器辅助接点闭锁。

即发电机退出运行时低频保护自动退出运行。

保护动作于发信号或全停。

装置在运行时可实时监视定值，频率及累计时间的显示。

两套保护之间宜有连续跟踪和数据累计功能。

5、失步保护：保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。

能检测加速和减速失步。

保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于全停。

并装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。

6、失磁保护：保护由发电机端测量阻抗判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据组成。

设PT断线闭锁。

闭锁元件动作，阻抗元件动作发出失磁信号经延时t1动作减出力。

闭锁元件动作，阻抗元件动作延时t2切换厂用电源。

闭锁元件动作，系统电压低于动作允许值时经延时t3动作于全停或程序跳闸。

7、发电机逆功率保护：保护动作分两段时限t1发信号，t2动作于全停，具备PT断线闭锁功能。

8、程序跳闸逆功率保护：保护为程序跳闸专用,用于确认主汽门完全关闭。

由逆功率继电器作为闭锁元件,其整定值为(1-3)%发电机额定功率。

保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。

9、发电机过激磁保护：过激磁是以V/HZ的比值为动作原理，设有两段定值。

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。

7.1 简述发电机保护的配置答：（1）对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。

（2）对直接连于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。

（3）对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。

200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护。

（4）对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式：1）负序过电流及单元件低电压启动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机；2）复合电压（包括负序电压及线电压）启动的过电流保护，一般用于1MW 以上的发电机；3）过电流保护，用于1MW及以下的小型发电机；4）带电流记忆的低压过电流保护，用于自并励发电机。

（5）对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序过电流保护。

（6）对于由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。

（7）对于水轮发电机定子绕组过电压。

应装设带延时的过电压保护。

（8）对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护装置。

（9）对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。

（10）对于转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采用半导体励磁系统的发电机上，应装设转子过负荷保护。

（11）对于汽轮发电机主汽门突然关闭而出现的发电机变电动机运行的异常运行方式，为防止损坏汽轮机，对200MW及以上的大容量汽轮发电机宜装设逆功率保护；对于燃气轮发电机，应装设逆功率保护。

发变组保护要点1.发变组保护配置3面屏：A屏配置一套完整的发电机、主变、高厂变及励磁变主后备保护；B屏配置一套完整的发电机、主变、高厂变及励磁变主后备保护；C屏配置主变、高厂变及励磁变的非电量保护，发电机转子一点接地保护用励磁系统（GE）的转子一点接地保护，根据发电机厂家建议发电机不设匝间保护。

2.A屏为南京南瑞产品，B、C屏为南京南自产品（GDGT801）。

3.A屏保护包括：发电机差动、发变组差动、发电机定子接地、发电机低阻抗、发电机过电压、发电机对称过负荷、发电机不对称过负荷、发电机励磁绕组过负荷、发电机电压不平衡、发电机失磁、发电机过激磁、发电机逆功率、发电机程序逆功率、发电机低频、发电机失步、发电机启停机、发电机突加电压、励磁变速断、励磁变过流、励磁变过负荷、A高厂变差动、A高厂变高压侧复压过流、A高厂变过负荷、A高厂变低压侧零序过流、A高厂变通风启动、主变差动、主变高压侧零序过流、主变过激磁、主变过负荷、主变过流启动冷却器、B高厂变差动、B高厂变高压侧复压过流、B高厂变过负荷、B高厂变低压侧零序过流、B高厂变通风启动、A 和B高厂变速断。

共36项保护。

PT来源：TV01(发电机出口)、TV08（发变组出口）、TV04(1A高厂变低压侧A分支)、TV05（1A高厂变低压侧B分支）、TV06(1B高厂变低压侧A分支)、TV07（1B高厂变低压侧B分支）。

CT来源：TA19(主变中性点，带主变零序)、1TA03（5013开关，带发变组差动、主变差动、主变复压过流、主变过励磁、主变过负荷、误上电、断路器闪络）、2TA03(5012开关，带发变组差动、主变差动、主变复压过流、主变过励磁、主变过负荷、误上电、断路器闪络)、TA25（1A高厂变高压侧，带A厂变差动、A厂变复压过流、A厂变过负荷）、TA26（1A高厂变高压侧，带主变差动）、TA37（1A高厂变低压侧A分支，带A高厂变6KV 分支零序）、TA40（1A高厂变低压侧B分支，带A高厂变10KV分支零序）、TA30（1A高厂变低压侧A分支母线进线开关，带发变组差动、A厂变差动、A厂变6KV分支低压过流）、TA34（1A高厂变低压侧B分支母线进线开关，带发变组差动、A厂变差动、A厂变10KV分支低压过流）、TA45（1B高厂变高压侧，带主变差动）、TA44（1B高厂变高压侧，带B厂变差动、B厂变复压过流、B厂变过负荷）、TA56（1B 高厂变低压侧A分支，带B高厂变6KV分支零序）、TA59（1B高厂变低压侧B分支，带B高厂变10KV分支零序）、TA49（1B高厂变低压侧A分支母线进线开关，带发变组差动、B厂变差动、B厂变6KV分支低压过流）、TA53（1B高厂变低压侧B分支母线进线开关, 带发变组差动、B厂变差动、B厂变10KV分支低压过流）、TA11(励磁变高压侧，带励磁变过流、励磁变过负荷)、TA07（发电机出口，带主变差动、发电机差动、发电机复压过流、对称过负荷、负序过负荷、失磁、失步、逆功率、程跳逆功率、启停机、误上电、匝间灵敏段）、TA02(发电机中性点，带发变组差动、发电机差动、对称过负荷、负序过负荷、启停机)。

简述电力变压器保护配置电力变压器是电力系统中重要的设备之一，其保护配置的合理性对于电力系统的稳定运行具有至关重要的作用。

本文将从变压器保护配置的目的、保护配置原则、主要保护及其参数设置等方面进行详细介绍。

一、变压器保护配置的目的1. 保障变压器安全稳定运行，防止因故障引起事故。

2. 提高电力系统可靠性，减少停电次数和时间。

3. 降低维修成本和损失，延长设备使用寿命。

二、保护配置原则1. 安全优先原则：在任何情况下都必须确保设备和人员安全，即使在故障发生时也不能妥协。

2. 经济合理原则：在满足安全要求前提下，尽可能地节约成本。

3. 灵活可靠原则：根据不同情况选择不同的保护措施，并确保其可靠性。

三、主要保护及其参数设置1. 过流保护过流保护是变压器最基本也是最常用的一种保护。

其作用是检测变压器中出现过流现象，并在一定时间内切断故障电路。

过流保护分为瞬时过流保护和时间限制过流保护两种，其参数设置应根据变压器额定电流、短路容量等因素进行。

2. 过温保护过温保护是指在变压器温度超出额定值时自动切断电源以防止设备损坏。

其参数设置应根据变压器绕组材料、冷却方式等因素进行。

3. 段差保护段差保护是指在变压器绝缘被击穿时自动切断电源以防止发生事故。

其参数设置应根据变压器绝缘强度、绝缘结构等因素进行。

4. 地面保护地面保护是指在变压器出现接地故障时自动切断电源以防止设备受损。

其参数设置应根据变压器接地方式、接地电阻等因素进行。

5. 差动保护差动保护是一种常用的主要保护方式，它能够有效地检测出变压器内部的故障，并在一定时间内切断故障电路。

其参数设置应根据变压器结构、相数、容量等因素进行。

6. 零序保护零序保护是指在变压器出现接地故障时自动切断电源以防止设备受损。

其参数设置应根据变压器接地方式、接地电阻等因素进行。

四、其他保护配置1. 短路电流限制器：用于限制短路电流，防止短路过大导致设备损坏。

2. 欠压保护：用于检测变压器输入端的电压是否低于额定值，以防止设备受损。

2.1. 发变组保护的配置2.1.1. 发变组保护概述2.1.1.1. 发电机与变压器为单元组接线，发电机与主变、高厂变、脱硫变、励磁变组成发变组，发变组保护由数字发电机保护装置（REG216C）、变压器保护（RET521）和发变组非电量保护组成，数字发电机保护装置（REG216C）为瑞士ABB公司的产品，变压器保护（RET521）为瑞典ABB公司的产品，发变组保护由上海ABB工程有限公司组屏。

2.1.1.2. 发变组保护为双重化配置，其中电气量保护为双重配置，非电气量保护非双重配置，发变组保护包括两个独立的系统：系统A和系统B。

系统A和系统B中都配置有完整的发变组保护，因此，当一个系统因故退出运行时，另一个系统也能保护整个发变组。

2.1.1.3. 系统A和系统B之间无任何电气联系，系统A和系统B的模拟量独立输入，分别取自CT、PT的互相独立的绕组，保护范围交叉重叠，无死区；系统A和系统B的直流电源和跳闸出口互相独立。

2.1.2. 发变组保护的配置及功能2.1.2.1. 发电机差动保护（－K87）：2套，电气量保护，置于REG216C中，保护发电机绕组的相间故障，是发电机的主保护，保护范围为差动电流互感器之间的区域。

2.1.2.2. 发电机定子接地保护（－K64）：2套，电气量保护，置于REG216C中，2套保护采用不同的原理构成，一套为注入式，注入12.5Hz的交流电源，另一套由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100％区域的定子接地保护，这2套保护互不影响，在发电机定子绕组接地时，保护发电机定子绕组、铁芯不受损伤。

2.1.2.3. 发电机过电压保护（－K59）：2套，电气量保护，置于REG216C中，保护发电机在启动或并网过程中由于电压过高而损坏发电机的绝缘。

2.1.2.4. 发电机频率异常保护（－K81）：2套，电气量保护，置于REG216C中，在发电机退出运行时该保护自动退出运行，在发电机频率异常运行时，保护汽轮机的叶片不受损伤。

1.1.1. 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置图1-3-1是600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元保护配置，高压侧为3/2断路器。

123456456123456123=QB12=QB10=QB11图1-3-1 600(300)MW-500kV 汽轮发电机变压器组保护配置图说明：★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元主保护配置为：发电机纵差保护、发电机匝间保护（单元件横差保护或负序增量方向闭锁纵向零序电压保护）、主变差动保护、发变组差动保护、高厂变差动保护、励磁机（变）差动保护。

★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元发电机后备保护和异常运行保护配置为：相间阻抗保护、基波零序电压保护、三次谐波电压保护、转子一点接地保护、转子两点接地保护、定反时限定子绕组过负荷保护、定反时限转子表层过负荷保护、失磁保护、失步保护、过电压保护、定反时限过励磁保护、逆功率保护、程序跳闸逆功率保护、低压记忆过流保护、频率异常保护、起停机保护、突加电压保护、电超速保护、ＴＡ断线保护、ＴＶ断线保护。

★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元变压器后备保护配置为：相间阻抗保护（复合电压过流保护）、零序电流保护、间隙零序电流电压保护、过负荷、ＴＡ断线、ＴＶ断线。

★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元高厂变后备保护配置为：复压过流保护、分支低压过流保护、分支零序过流保护、分支零序过电压保护、过负荷、通风启动、ＴＡ断线、ＴＶ断线。

★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元励磁机（变）后备保护配置为：励磁机（变）过电流保护、定反时限励磁绕组过负荷保护、ＴＡ断线。

★ 600(300)MW-500kV 汽轮发电机—变压器组单元其它保护：失灵启动、断路器断口闪络保护、非全相运行保护、发电机断水保护、发电机热工保护、励磁系统故障、系统保护动作联跳；主变及厂变全部非电量保护。

第一章概述第一节发变组的故障及异常状况一、发电机可能发生的故障和异常运行状况及所需保护由于发电机结构复杂，发生故障的可能性较大，同时系统故障的可能性也较大，系统故障甚至可能损伤发电机，按照各种故障对发电机可能造成的损坏程度的不同，发电机的故障一般可分为故障和异常运行两大工况，并各自设置相应的保护。

大型发电机可能的故障和相应的保护综述如下：（1）定子绕组相间短路故障。

会引起巨大的短路电流，严重烧损发电机。

需要装设瞬时动作的纵联差动保护。

（2）定子绕组匝间短路故障。

故障时同样会引起巨大短路电流而烧毁发电机。

要求装设瞬时动作的专用匝间短路保护。

（3）定子绕组单相接地故障。

是常见的故障之一，通常因绝缘破坏使得绕组对铁心短路而引起，故障时的接地电流引起的电弧一方面灼伤铁心，另一方面会进一步破坏绝缘，导致严重的定子绕组两点接地，造成匝间或相间短路。

因此对于大型发电机，规定装设能灵敏地反应全部绕组接地故障的100%定子绕组接地保护。

（4）发电机转子接地故障。

又分为一点接地和两点接地。

转子一点接地后可能诱发转子绕组两点接地，而两点接地会因磁场不平衡而引发机组剧烈震动，造成灾难性后果。

因此大型汽轮发电机要求同时装设转子回路一点接地和两点接地保护。

（5）发电机失磁故障。

发电机失磁或部分失磁是发电机常见故障之一，要求及时检测到失磁故障，并根据失磁过程的发展，采用不同的措施，来保证系统和发电机的安全，因此需要装设失磁保护。

除此之外，各种系统异常工况或调节装置故障也可能使发电机处在异常运行状态，从而危及发电机安全，因此也需要装设相应的保护装置。

如：（1）负荷不对称出现的负序电流可能引起发电机转子表层过热，需装反时限不对称过负荷保护。

（2）对于对称过负荷，需装反时限对称过负荷保护。

（3）对于励磁回路过负荷，需要装设反时限转子过负荷保护。

（4）与系统并列运行的发电机可能因机、炉保护动作等原因将汽门关闭而引起逆功率运行，为防止汽轮机叶片与残留尾气剧烈摩擦过热而损坏汽轮机，应装设逆功率保护。