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发电机失磁保护的原理及调试方法摘要:本文概述了60MW发电机失磁保护的原理及保护装置的调试方法。
[关键词]发电机失磁保护原理调试方法前言：东莞中电热电厂I期工程2×180MW机组,汽轮发电机采用无刷交流励磁机系统。
实践表明它容易产生失磁故障。
发电机失磁后，转入异步运行要从系统吸收大量的无功功率，如系统无功储备不足将引起系统电压下降，甚至造成电压崩溃，从而瓦解整个系统。
由于发电机从电网中大量吸收无功功率，影响并限制了发电机送出的有功功率。
失磁后，发电机转入低滑差异步运行，在转子及励磁回路中将产生脉动电流，因而增加了附加损耗，使转子和励磁回路发热。
因此，为了保证发电机安全运行增设了失磁阻抗保护。
该保护以机端视在阻抗反映低励失磁故障，不需引入转子电压（无刷励磁的发电机）。
根据失磁过程中的机端阻抗的变化轨迹，采用阻抗原理的保护作为发电机的低励或失磁故障保护，反映发电机励磁回路的部分失磁（低励）和全部失磁。
1.保护原理:1.1发电机发生低励，失磁故障后，总是先通过静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。
根据这一原理，失磁保护由两个阻抗圆构成，一个为静稳边界阻抗圆，另一个为稳态异步边界阻抗圆。
失磁保护的阻抗继电器将位于阻抗平面的第三，第四象限，阻抗特性圆圆心在-X轴上，两个圆相切于-Xd。
特性曲线如图：1.2静稳阻抗圆通过+X轴的联系阻抗Xst和-X轴的-Xd，为防止非低励失磁工况下误动作，静稳阻抗圆只取图中实线的区域，消除第一，第二象限的动作区。
静稳阻抗圆动作后，经较长时间t1动作于信号。
1.3稳态异步阻抗圆的大小和位置是发电机的暂态电抗X’d和同步电抗Xd为基准的。
异步阻抗圆动作后，如果此时是单机与系统并列运行，系统无功储备又不足时，将会严重危害系统电压安全，系统电压下降，故此需引入系统三相同时低电压判据，Z2和三相同时低电压经“与”逻辑后，经短延时t3动作停机。
若多机运行，系统无功储备丰富，系统电压受影响不大，电压下降不多时，此时阻抗Z2动作经较长延时t2出口停机。
继电保护课程设计目录摘要………………………………………………………………………………….. 1设计说明…………………………………………………………………………..1.1 主接线 (2)1.2CT、PT配置 (2)2主要保护原理及整定……………………………………………………………2.1发电机纵差动保护……………………………………………………………2.1.1保护原理……………………………………………………………………2.1.2整定内容……………………………………………………………………2.2发电机定子匝间保护………………………………………………………….2.3发电机过激磁保护……………………………………………………………2.4发电机失磁保护………………………………………………………………2.5发电机反时限负序过流保护…………………………………………………..2.6发电机逆功率保护……………………………………………………………2.7发电机两点接地………………………………………………………………结论…………………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………摘要课程设计师对所学知识的一个综合性应用，能够加深我们对基础知识的理解，为以后的工作打下良好的基础。
本设计严格遵循了继电保护课程中发电机与母线保护部分的设计原则，主要介绍了在电气设计中对于300MW发电机保护的原理及各种保护方法与整定手段，如发电机纵差动保护、发电机定子匝间保护、发电机过激磁保护、发电机失磁保护、发电机反时限负序过流保护、发电机逆功率保护等保护方法，以及一些重要参数的计算与整定方法。
通过这次设计，是我们对发电机与母线保护有了一个比较全面而系统的认识和掌握。
关键词：纵差动保护；发电机保护；整定方法；反时限。
1 设计说明1.1主接线300MW 发电机主要保护原理设计，适用于发电机组采用单元接线，高压侧接入380kV 11/2接线系统；发电机出口侧无断路器；励磁方式为静态励磁系统；在发电机出口侧引接―台高压厂用工作变压器（采用三相分裂线圈）。
课题: 发电机继电保护设计专业: 电气工程及其自动化班级：姓名：指导教师：设计日期：2016.6。
14～2016.6。
25成绩：目录1。
绪论 (1)1.1继电保护概述 (1)1.2继电保护基本要求 (1)2.发电机变压器参数 (2)2.1 原始资料 (2)2.2发电厂规模 (5)2.3主接线（一机组一出线） (5)2。
4课程设计的主要内容 (5)3。
短路电流计算 (6)3.1相关短路点及短路方式的选择 (6)3.2 短路计算点的选择 (7)3.3 整定电流选择 (9)4.发电机保护配置的选取及整定原则 (9)4.1发电机的保护配置 (9)4。
2发电机纵差保护整定 (10)4.3发电机的定子单相接地保护 (11)4.4发电机的负序过电流和转子接地保护 (11)4。
5发电机的失磁保护 (12)4.6发电机的其他保护 (12)5。
继电保护整定计算 (13)5.1发电机纵差保护整定 (13)5.2过电流保护整定 (14)5。
3过负荷保护整定 (15)6.仿真图 (16)7.总结 (17)8。
参考文献 (17)9.附录 (18)1.绪论1。
1继电保护概述电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。
最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路，最常见的不正常运行状态是过负荷,最常见的短路故障是单相接地.这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行,这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运行状态。
所谓继电保护装置,就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本作用是：①当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除,以保证系统其余部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏.②当系统发生不正常状态时，能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
![[整理]9-GB 50062-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范](https://img.taocdn.com/s1/m/39fd9a74a8114431b80dd85a.png)
电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92主编部门：中华人民共和国能源部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1992年12月1日第一章总则 (1)第二章一般规定 (2)第三章发电机的保护 (3)第四章电力变压器的保护 (5)第五章3～63KV中性点非直接接地电力网中线路的保护 (7)第六章110KV中性点直接接地电力网中线路的保护 (8)第七章母线的保护 (9)第八章电力电容器的保护 (10)第九章3KV及以上电动机的保护 (10)第十章自动重合闸 (11)第十一章备用电源和备用设备的自动投入装置 (12)第十二章自动低频减载装置 (12)第十三章同步并列及解列 (13)第十四章二次回路 (13)附录一名词解释 (14)附录二同步电机和变压器在自同步和非同步合闸时允许的冲击电流倍数 (15)附录三本规范用词说明 (15)第一章总则第1.0.1条为了在电力装置的继电保护和自动装置的设计中，贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全可靠、技术先进和经济合理，制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于各行业3～110kV电力线路和设备,单机容量为25MW及以下发电机，63MV A及以下电力变压器等电力装置的继电保护和自动装置的设计。
第1.0.3条继电保护和自动装置的设计应选用按国家规定鉴定合格的产品。
第1.0.4条电力装置的继电保护和自动装置设计，除应执行本规范外，尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定。
第二章一般规定第2.0.1条电力网中的电力设备和线路，应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。
继电保护和自动装置应能尽快地切除短路故障和恢复供电。
第2.0.2条电力设备和线路应有主保护、后备保护和异常运行保护，必要时可增设辅助保护。
第2.0.3条继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，并应符合下列规定：一、继电保护和自动装置应简单可靠，使用的元件和接点应尽量少，接线回路简单，运行维护方便，在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。
继电保护整定计算实用手册目录前言1 继电保护整定计算1.1 继电保护整定计算的基本任务和要求1.1.1 继电保护整定计算的目的1.1.2 继电保护整定计算的基本任务1.1.3 继电保护整定计算的要求及特点1.2 整定计算的步骤和方法1.2.1 采用标么制计算时的参数换算1.2.2 必须使用实测值的参数1.2.3 三相短路电流计算实例1.3 整定系数的分析与应用1.3.1 可靠系数1.3.2 返回系数1.3.3 分支系数1.3.4 灵敏系数.1.3.5 自启动系数1.3.6 非周期分量系数1.4 整定配合的基本原则1.4.1 各种保护的通用整定方法1.4.2 阶段式保护的整定1.4.3 时间级差的计算与选择1.4.4 继电保护的二次定值计算1.5 整定计算运行方式的选择原则1.5.1 继电保护整定计算的运行方式依据 1.5.2 发电机、变压器运行变化限度的选择原则1.5.3 中性点直接接地系统中变压器中性点 1.5.4 线路运行变化限度的选择1.5.5 流过保护的最大、最小短路电流计算1.5.6 流过保护的最大负荷电流的选取2 变压器保护整定计算2.1 变压器保护的配置原则.2.2 变压器差动保护整定计算2.3 变压器后备保护的整定计算2.3.1 相间短路的后备保护2.3.2 过负荷保护(信号)2.4 非电量保护的整定2.5 其他保护3 线路电流、电压保护装置的整定计算3.1 电流电压保护装置概述3.2 瞬时电流速断保护整定计算3.3 瞬时电流闭锁电压速断保护整定计算3.4 延时电流速断保护整定计算3.4.1 与相邻线瞬时电流速断保护配合整定 3.4.2 与相邻线瞬时电流闭锁电压速断保护配合整定3.4.3 按保证本线路末端故障灵敏度整定 3.5 过电流保护整定计算3.5.1 按躲开本线路最大负荷电流整定.3.5.2对于单电源线咱或双电源有“T”接变压器的线路3.5.3 保护灵敏度计算3.5.4 定时限过电流保护动作时间整定值3.6 线路保护计算实例3.6.1 35kV线路保护计算实例3.6.2 10kV线路保护计算实例附录A 架空线路每千米的电抗、电阻值附录B 三芯电力电缆每千米的电抗、电阻值附录C 各电压等级基准值表附录D 常用电缆载流量本文中涉及的常用下脚标号..继电保护整定计算1.1 继电保护整定计算的基本任务和要求1.1.1继电保护整定计算的基本任务和要求继电保护装置属于二次系统，它是电力系统中的一个重要组成部分，它对电力系统安全稳定运行起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。
一总则本技术附件仅提供有限的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的详细条文。
卖方提供的设备应能够满足规格书中的规定，包括功能、结构、性能参数等方面的技术要求，并保证符合国家、行业有关技术规范和标准以及买方提供的技术资料的要求。
技术附件所使用的标准如与卖货方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。
在订合同之后，买方有权提出一些补充要求，具体项目由买卖双方共同商定。
卖方对供货范围内的汽轮发电机成套系统的设备（含辅助系统与设备、附件等）负有全责，即包括分包（或对外采购）的产品。
分包（或对外采购）的产品制造商应事先征得买方的认可。
卖方对供货范围内所有设备的先进性、安全性、完整性、经济性负全责。
1：.设备编号：SR2.1.0012：设备名称：抽汽凝汽式汽轮机设备功能：将蒸汽的热能转化为动能，带动发电机发电。
3：技术规格3.1、厂区公共工程条件3.1.1 大气温度年平均27.5℃最热月平均40℃最冷月平均15℃3.1.2 大气压力年平均97.73KPa旱季98.3KPa雨季97.4KPa3.1.3 相对湿度年平均59%旱季38%雨季85%3.1.4 循环冷却水供水温度夏季最高35℃回水温度夏季最高43--45℃供水压力0.3~0.4MPa(G)悬浮物含量<100mg/L碳酸盐水硬≤5mol/m3清洁系数0.7PH值7.53.1.5 电源中压电源 6.6±10%kV 双路三相50±5%Hz低压电源380±10%V 双路三相50±5%Hz220±10%V 单相50±5%Hz 直流电源220V3.1.6仪表气源（无油无水）介质氮气压力0.4~0.6MPa温度常温3.1.7汽轮机安装使用环境和场所汽轮机安装在室内，使用场所无防爆要求，汽轮机布置形式为双层，运行层标高为8.0m。
地脚螺栓为基础贯穿式，地脚螺栓为汽机厂家根据设计院设计机组的基础厚度，配套供货。
摘要本次设计的课题是60MW汽轮发电机变压器二次保护设计，本次设计内容通过计算出短路电流选择发电机以及变压器的保护类型，以及整定计算。
从保证发电机变压器能够在出现故障及不正常运行情况下可以使设备跳出运行或发出信号考虑设计方案，从而完成60MW汽轮发电机及变压器保护设计。
根据本电厂主接线的型式和容量需要对发电机和变压器分别设置主保护和后备保护，使得保护范围缩小，保护能够相互配合，最大程度让电厂供电和输电的可靠性提高，保证供电的稳定。
关键词发电厂变压器发电机短路电流计算保护装置AbstractThe design of the subject is 60MW turbine generator transformer protection design, the design content through the calculated short circuit current transformer protection and choose generator types, and setting calculation,. From ensuring generator transformer can appear in fault and not the normal operation conditions can make the equipment running or jump out to signal considered the design scheme, thus completing 60MW turbine generator and transformer protection design.According to the power plant type and capacity of the connection to generators and transformers set respectively main protection and backup protection, making the scope of protection, the protection can cooperate with each other, the greatest degree to the reliability of power supply and power transmission improve, guarantee the stability of the power supply.Key words Power plant Transformer Generator Calculation of short- circuit current Protector目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计意义 (2)1.3 国内外发展情况 (2)第2章原始数据分析 (4)2.1系统主接线和发电机变压器参数 (4)2.1二次回路设计方案的拟定 (5)第3章系统参数及短路电流计算 (8)3.1系统参数计算 (8)3.2 电流互感器的选择 (8)3.3 电压互感器的选择 (10)3.4 短路电流计算的目的和意义 (10)3.5 短路电流的计算 (11)点短路电流计算 (11)3.5.1 d1点短路电流计算 (12)3.5.2 d2第4章发电机保护 (14)4.1 发电机纵差保护 (14)4.1.1发电机纵差保护的配置 (14)4.1.2发电机纵差保护的整定计算 (16)4.2 反应发电机零序电压的匝间短路保护 (17)4.2.1 发电机零序电压匝间短路保护的配置 (17)4.2.2发电机零序电压匝间短路保护的整定 (18)4.3 发电机定子绕组单相接地保护 (18)4.3.1发电机定子绕组单相接地保护的配置 (18)4.3.2发电机定子绕组单相接地保护的整定计算 (19)4.4 发电机励磁回路接地保护 (20)4.4.1 发电机励磁回路接地保护 (20)4.5 发电机定子绕组定时限过负荷保护 (21)4.5.1发电机定子绕组定时限过负荷保护的配置 (21)4.5.2发电机定子绕组定时限过负荷保护的整定计算 (22)4.6 发电机过电压保护 (22)4.6.1发电机过电压保护的配置 (22)4.6.2发电机过电压保护的整定计算 (23)4.7 发电机复合电压起动过电流保护 (23)4.7.1发电机复合电压起动过电流保护的配置 (23)4.7.2发电机复合电压起动过电流保护的整定计算 (24)4.8 发电机定时限负序电流保护 (25)4.8.1发电机定时限负序电流保护的配置 (25)4.8.2发电机定时限负序电流保护的整定计算 (26)第5章变压器保护 (27)5.1 变压器电流速断保护 (27)5.1.1变压器电流速断保护的配置 (27)5.1.2变压器电流速断保护的整定计算 (28)5.2 变压器纵差保护 (28)5.2.1变压器纵差保护的配置 (28)5.2.2变压器纵差保护的整定计算 (29)5.3 变压器零序电流保护 (30)5.3.1变压器零序电流保护的配置 (30)5.3.2变压器零序电流保护的整定计算 (31)5.4 变压器过负荷保护 (32)5.4.1变压器过负荷保护的配置 (32)5.4.2变压器过负荷保护的整定计算 (32)5.5 变压器复合电压起动过电流保护 (33)5.5.1变压器复合电压起动过电流保护的配置 (33)5.5.2变压器复合电压起动过电流保护的整定计算 (34)5.6 变压器非电量保护 (35)5.6.1瓦斯保护 (35)5.6.2 瓦斯保护整定值 (37)第6章发变组保护 (38)6.1 发变组纵联差动保护的配置 (38)6.2 发变组纵联差动保护的整定计算 (39)第7章断路器的控制回路 (40)7.1 控制回路 (40)7.1.1控制开关 (40)7.1.2 控制回路 (40)第8章指挥信号 (44)8.1 发电机指挥信号介绍 (44)8.2 发电机指挥信号回路图 (45)结论 (46)致谢 (47)参考文献 (48)ContentsAbstract(chinese) (I)Abstract (II)Chapter 1 Preface (1)1.1 Design background (1)1.2 Design significance (2)1.3 The domestic and foreign development situation (2)Chapter 2 The original data analysis (4)2.1 System parameters (4)2.1 The secondary circuit scheme (5)Chapter 3 System parameters and short-circuit current calculation (8)3.1 System parameter calculation (8)3.2 Current transformer choice (8)3.3 The voltage transformer choice (10)3.4 Short circuit current significance (10)3.5 The calculation of short-circuit current (11)3.5.1 d1 point the calculation of short-circuit current (11)3.5.2 d2 point the calculation of short-circuit current (12)Chapter 4 Generator protection (14)4.1 Generator longitudinal differential protection (14)4.1.1 Protection configuration (14)4.1.2 Setting value calculation (16)4.2 Zero sequence voltage generator turn-to-turn protection (17)4.2.1 Protection configuration (17)4.2.2 Setting value calculation (18)4.3 Generator stator winding single grounding protection (18)4.3.1 Protection configuration (18)4.3.2 Setting value calculation (19)4.4 The generator excitation loop grounding protection (20)4.4.1 The generator excitation loop grounding protection (20)4.5 Generator stator winding set time load protection (21)4.5.1 Protection configuration (21)4.5.2 Setting value calculation (22)4.6 Generator overvoltage protection (22)4.6.1 Protection configuration (22)4.6.2 Setting value calculation (23)4.7 Generator composite voltage starting over current protection (23)4.7.1 Protection configuration (23)4.7.2 Setting value calculation (24)4.8 Generator stator time limit negative sequence current protection (25)4.8.1 Protection configuration (25)4.8.2 Setting value calculation (26)Chapter 5 Transformer protection (27)5.1 Transformer electricity flow velocity broken protection (27)5.1.1 Protection configuration (27)5.1.2 Setting value calculation (28)5.2 Transformer differential protection (28)5.2.1 Protection configuration (28)5.2.2 Setting value calculation (29)5.3 Transformer zero sequence voltage protection (30)5.3.1 Protection configuration (30)5.3.2 Setting value calculation (31)5.4 Transformer overload protection (32)5.4.1 Protection configuration (32)5.4.2 Setting value calculation (32)5.5 Transformer composite voltage starting over current protection (33)5.5.1 Protection configuration (33)5.5.2 Setting value calculation (34)5.6 The power transformer protection (35)5.6.1 Gas protection (35)5.6.2 The gas protection setting calculation (37)Chapter 6 Generator transformer protection group (38)6.1 Generator transformer protection configuration group (38)6.2 Generator transformer protection group setting calculation (39)Chapter 7 The control circuit breaker (40)Chapter 7 The control circuit breaker (40)7.1.1 Control switch (40)7.1.2 Control circuit (40)Chapter 7 Command signal (44)8.1 Command signal generator are introduced (44)8.2 Command signal generator circuit (45)Conclusions (46)Acknowledgements (47)References (48)第1章绪论1.1 设计背景电力系统飞速发展的同时对继电保护不断提出新的要求，而电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展注入了新的活力。
