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复合电压启动的过电流保护工作原理1. 引言哎，大家好！今天我们来聊聊一个可能听起来有点高大上的话题——复合电压启动的过电流保护。
别急，别被这些术语吓到，这其实就是为了保护电气设备免受过电流的伤害，确保它们可以安全稳定地运行。
想象一下，你的电器像是你家里的宠物，如果你不管它们，随意过量喂食，早晚得出事对吧？所以，咱们今天就来聊聊如何通过电气世界里的“过度保护”来避免设备的“宠物病”。
2. 过电流保护的基本概念2.1. 说到电流，咱们知道电流就是流过电线的电能，就像水流过水管一样。
但有时候，这个电流就像调皮的小孩子，不按规矩来，突然冒出来个大流量，结果弄得电线发热甚至烧坏。
为了避免这种“电流暴走”的情况，我们就需要过电流保护来拯救我们的电器。
2.2. 过电流保护其实就像是在你家电器的身上装了一个“警报器”，当电流过大时，这个警报器就会发出警告声，甚至直接把电器切断电源，防止设备被烧坏或者出现其他故障。
这种保护的方式就好比你给你的宠物安装了个健康监测器，一旦宠物生病，你能第一时间发现并采取措施。
3. 复合电压启动的工作原理3.1. 复合电压启动，听起来是不是有点拗口？其实，它就是在过电流保护里加了一层“安全网”，用来增强保护效果。
具体来说，复合电压启动是指当电气设备启动时，会经过一个“检查点”，这个检查点就是看设备启动时的电压和电流是否正常。
就好比你去饭店吃饭，服务员会先给你上水，看看你点的菜和你想要的是否一致，然后才会正式上菜。
这样，确保你吃到的菜品不会太辣或者太咸，就像设备在启动前经过的这道检查，确保它的电压和电流在安全范围内。
3.2. 在复合电压启动的过程中，如果设备的电压和电流不正常，系统就会自动做出反应，比如延时启动或者限制电流等，确保设备能以安全的方式启动。
这样一来，即便设备启动时有些“小问题”，也不会立马出事，就像你在吃饭时，服务员会根据你的口味调整菜肴，避免你吃到不合口味的食物。
这个复合电压启动的机制，可以说是电气保护里的“贴心小棉袄”，确保设备不被损坏。
WFBZ-01微机发变组保护整定一、发电机保护1 发电机差动保护整定原则：启动电流按躲过最大负荷下差动回路中的不平衡电流来整定，在外部最大故障电流时，继电器应可靠制动，不动作。
1.1启动电流I q ：I q =n l 1×K k ×K fzq ×K tx ×f i ×I e f .=K k ：可靠系数，取1.5K fzq ：非周期分量系数，取1K tx ：CT 同型系数，取0.5f i：CT 最大百分比误差，取0.1I ef .：发电机额定电流 1.2比率制动系数K ：取：Ｉzd.*＝1.051.4制动特性（S 点确定）：由最大外部电流下的不平衡电流决定，S T ＝Ｋk ×Ｋfzq ×Ｋtx ×f i ×Ｉd.w.max /I b＝1.5×2.0×0.5×0.1×61.8/10.19. ＝0.91这样，由P 、Q 、S 三点就确定了比率制动特性曲线。
1.5灵敏度校验根据发电机孤立运行时机端两相短路校验Ｉdf.min ＝3×Ｉj ／（X 1＋X 2）＝3×2.749／（0.04448+0.0453）＝53.04KAＩdf.min.*＝53.04/10.19＝5.2Ｉdz.j*＝I dz.j.min.*＋Ｋzd I zd＝0.2＋0.4×5.2＝2.3A则： Ｋlm ＝I df.min ／Ｉdz.j*＝5.2／2.3＝2.3>2 合格！3.转子一、二点接地ZJ －2、ZJ －33.1一点接地：依据发电机说明书取：Rdz=153.2转子二点接地：采用电桥平衡原理，当发生一点接地后，现场调平衡。
4.发电机失磁保护ZK －1、ZY －1、DY －14.1阻抗判据发电机从失磁开始到稳态异步运行，经过了三个阶段，1）失磁后到失步前；2）临界失步点；3）失步后的稳态异步运行阶段。
发电机对称过负荷保护原理与整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、发电机定子绕组过负荷保护的基本原理大型发电机的材料利用率高，热容量与铜损之比较小，热时间常数也较小，相对过负荷能力就较低，较容易过负荷而温度升高，影响机组正常寿命，对发电机定子绕组过负荷应装设过负荷保护。
定子绕组过负荷保护对非直接冷却方式的中小型发电机，采用单相式定时限电流保护，经延时动作于信号，应装设过负荷保护。
保护装置接一相电流，带时限动作于信号。
发电机对称过负荷保护主要保护发电机定子绕组的过负荷或外部故障引起的定子绕组过电流，接成三相式，取其中的最大相电流判别，由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成。
定时限过负荷按发电机长期允许的负荷电流能可靠返回的条件整定。
反时限过负荷按定子绕组允许的过流能力整定。
发电机定子绕组承受的短时过电流倍数与允许持续时间的关系为：)1(I Kt 2*α+-=式中：K —定子绕组过负荷常数；*I —定子额定电流为基准的标么值；α—与定子绕组温升特性和温度裕度有关，一般为0.01~0.02。
二、发电机对称过负荷保护逻辑发电机对称过负荷保护逻辑框图1三、发电机过负荷保护的整定方法1、定子绕组对称过负荷保护对于发电机因过负荷或外部故障引起的定子绕组过电流，装设单相定子绕组对称过负荷保护，通常由定时限过负荷及反时限过电流二部分组成。
a)定时限过负荷保护。
动作电流按发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定Iop=Krel×Ign/Kr n a(1) 式中：K rel——可靠系数，取1.05；Kr——返回系数，取0.85～0.95，条件允许应取较大值；na——电流互感器变比；Ign——发电机额定电流。
保护延时(躲过后备保护的最大延时)动作于信号或动作于自动减负荷。
b)反时限过电流保护。
反时限过电流保护的动作特性，即过电流倍数与相应的允许持续时间的关系，由制造厂家提供的定子绕组允许的过负荷能力确定。
发电机过流保护原理
当发电机的负载过大或出现短路故障时，电流会迅速超过正常工作范围，可能对发电机和相关设备造成严重损坏甚至引发危险。
为了保护发电机和其他设备的安全运行，通常采用过流保护装置。
发电机过流保护的原理是基于电流传感器。
在电流传感器的作用下，通过检测发电机输出的电流大小，当电流超过设定的阈值时，过流保护装置会迅速启动保护动作，包括切断电源或对电流进行限制，以保护发电机和周边设备的安全。
在发电机过流保护中常见的保护装置包括熔断器、断路器和电子保护器。
熔断器通过一个或多个熔断元件，当电流超过其额定值时，熔断元件熔断断开电路，切断电流。
断路器则通过触发器机构，在电流超过设定阈值时，触发断开电流的机构，起到切断电流的作用。
电子保护器利用电子元器件来监控电流并进行保护。
它通常采用电流传感器来测量电流大小，然后将测量值与设定的阈值做比较，并快速作出保护决策。
电子保护器可以实现过电流、短路、过温等多种保护功能，且反应速度快、准确性高。
除了以上的保护装置，还可以采用相对电流保护、差动电流保护等方式进行发电机过流保护。
相对电流保护是通过检测电流之间的差值，一旦差值超过限定范围，即判断为过流情况，进行保护动作。
差动电流保护是通过比较发电机输入端和输出端的电流差值，当差值超过阈值时，启动保护动作。
综上所述，发电机过流保护通过电流传感器测量电流大小，并与设定阈值进行比较，一旦检测到电流超过阈值，保护装置会迅速启动保护动作，切断电流或限制电流，以保护发电机和相关设备的安全运行。
发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法作者：周玉彩一些书籍对此保护讲解不太详细，现工程中，励磁绕组过负荷保护广泛用于大型发电机组作为转子励磁回路过流和过负荷保护，兼作交流励磁机的后备保护，该保护接成三相式，由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成，是比较重要的保护。
一、保护原理定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定；反时限过负荷按转子绕组允许的过热条件决定，其关系式为：)1(I Kt 2*α+-=式中：K —励磁绕组过负荷常数，整定范围1~100；*I —发电机励磁回路整流器交流侧电流的标么值；α—与转子绕组温升特性和温度裕度有关，一般为0.01~0.02。
1、励磁绕组过负荷保护特性曲线 保护特性曲线见图1：t2、励磁绕组过负荷保护逻辑框图见图2：励磁绕组过负荷保护逻辑框图23、励磁绕组过负荷启动条件：当励磁回路相电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。
二、励磁绕组过负荷（过流）保护整定方法1、定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定。
保护配置在交流侧，对于大型发电机组，转子绕组过负荷保护的电流通常取自TA 的二次电流，此时，应要考虑交流电流变换直流电流的整流比系数com K 。
三相桥式整流的com K 可取0.816I I fd ~=(fd I 为励磁电流，~I 为交流电流)；三相可控硅整流的com K 可取0.83～0.87。
1、 励磁额定二次电流 TAT grncom op n n I K =I式中： com K 为整流比系数，取0.83～0.87；grn I 为发电机一次额定励磁电流\TA n 为电流互感器变比；n t 为励磁电压互感器变比。
2、定时限保护。
2.1动作电流整定： I AI..2r OPrel K I K =式中：rel K 为可靠系数，取1.05；r K 为返回系数，取0.85～0.95； 2.2延时报警 t op =15s 。
复合电压启动的过电流保护
1．复合电压启动的过电流爱护的原理接线
如下图所示。
2．爱护组成
电流元件、电压元件（含负序电压继电器KVN和低电压继电器KV）、时间元件。
3．装置动作状况
（1）当发生不对称短路时，故障相电流继电器动作，同时负序电压继电器动作，其动断触点断开，致使低电压继电器KV失压，动断触点闭合，起动闭锁中间继电器KM。
相电流继电器通过KM常开触点起动时间继电器KT，经整定延时起动信号和出口继电器，将变压器两侧断路器断开。
（2）当发生对称短路时，由于短路初始瞬间也会消失短时的负序电压，KVN也会动作，使KV失去电压。
当负序电压消逝后，KVN返回，动断触点闭合，此时加于KV线圈上的电压已是对称短路时的低电压，只要该电压小于低电压继电器的返回电压KV不致于返回，而且KV的返回电压是其起动电压的Kre（大于1）倍，因此，电压元件的灵敏度可提高Kre倍。
复合电压启动的过流爱护在对称短路和不对称短路时都有较高的灵敏度。
4．负序电压继电器的起动电压整定
负序电压继电器的起动电压按躲开正常运行状况下负序电压滤过器输出的最大不平衡电压整定。
依据运行阅历，取：
5．复合电压启动的过电流爱护的优点
(1)由于负序电压继电器的整定值较小，因此对于不对称短路，其灵敏系数较高。
(2)对于对称短路，电压元件的灵敏性可提高1.15～1.2倍。
(3)由于爱护反应负序电压，因此对于变压器后的不对称短路，与变压器的接线方式无关。
复合电压启动的过电流保护（1）复合电压启动的过电流保护Ⅰ段动作电流 I opI按以下两个条件选取。
第一，按躲过变压器高压侧三相短路时流过的最大三相短路电流I (3)整定。
K . max(3) 1.978103525I opI KrelIK .max1.32013.4999 AnTA5000式中： K rel为可靠系数，取 1.3 ； n TA为过电流保护用 CT变比。
第二，按躲过振荡时流过保护的最大振荡电流Isw.max整定。
Isw.max2S BX d"XTX1.min3U N2100093.726kA 0.3060.250.06320I opIIsw.max1.293.72610322.494A Krel nTA5000由于振荡电流较大，动作电流按第一个条件整定，取I opI13.4999A ，时间取t12s 。
（ 2）复压过流保护Ⅱ段动作电流 I opII按躲过变压器额定电流整定。
I opII Krel I e 1.24.157 5.543A K r0.9式中： K rel为可靠系数，取 1.2 ； K r为返回系数，取 0.85 ～0.95 ； I e为变压器额定电流二次值，与线路相间短路后备保护动作时限配合并符合上级调度下达的限额要求，即： t II t max t ，其中t max为线路相间保护后备段最长动作时限，t 为时间级差，取 0.3 ～ 0.5s 。
复合电压动作值：低电压动作值按躲过低压侧发电机失磁时的最低电压定，一般取不大于 60%U n 。
可取 U op 55%U n 0.55 100 55V （ U n 为额定线电压二次值） 。
负序电压动作值按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压值可实测确定。
一般可取 U op.2 (0.06～ 0.08)U n （ U n 为额定相电压二次值） 。
故负序动作电压取 Uop.2 0.07U n 0.071004.04V （相电压）3（ 3）灵敏系数校验电流继电器的灵敏系数应按下式校验 :I (K 2.min )KsenIop式中： I (2) 为保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流（二次值），K .min要求 K sen 1.3 （近后备）或 1.2 （远后备）。
复合电压启动的过电流保护工作原理说到复合电压启动的过电流保护，咱们不妨先把它拆开来看，就像吃豆腐脑得先分开豆腐和脑一样。
其实这就像是给电器上了双重保险，不怕万一，就怕一万。
复合电压启动，顾名思义，就是启动时需要经过几种电压的考验，而过电流保护则是防止电流超标的保护措施。
它们两个搭配在一起，就像是给电气系统穿上了双层保护衣，确保设备能在正常范围内稳定工作。
1. 复合电压启动原理1.1 什么是复合电压启动？听起来像是高大上的名词，其实简单说就是设备启动的时候，电压得达到几种不同的标准。
就像你去超市买东西，得刷卡、输入密码、还有签名。
电压启动也得经过几个步骤，才能保证设备在一个稳定的状态下启动。
这种方式可以避免因电压不稳定而导致设备运行不正常，减少故障率。
1.2 为什么要用复合电压启动？你想象一下，如果设备一启动就接收到不稳定的电压，可能就像你刚喝完冰水后突然跑步一样，设备的“肚子”受不了就容易出毛病。
复合电压启动就是为了确保设备启动时的电压是稳定且安全的，像给设备加了保护罩一样，不怕突如其来的“冰水”。
2. 过电流保护工作原理2.1 过电流是怎么回事？过电流就好比是电流开了个小差，跑得太快了，超过了设备的承受范围。
想象你吃辣椒，辣得满头大汗，设备也是一样，电流超过了它的极限就会发热、发烧，甚至烧坏。
过电流保护就是在这种情况下“当机立断”，马上切断电流，保护设备不受伤害。
2.2 过电流保护的作用过电流保护的作用就像是给电流装了个“刹车”，确保它不会跑得太快，避免对设备造成损害。
设备就像是我们的小宝贝，不能让它因为一时的失控而遭遇“事故”。
当电流超过设定值，保护装置会迅速反应，像是及时的“救护车”一样，把电流控制在安全范围内，确保设备能够平安无事。
3. 复合电压启动与过电流保护的结合3.1 两者如何搭配？复合电压启动和过电流保护就像是绝配的搭档，一个负责确保设备启动时电压稳定，另一个负责在运行中防止电流超标。
发电机微机复合压启动的过电流保护原理及整定方法
浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩
一、复合压启动的（记忆）过电流保护基本作用原理
发电机复压（记忆）过流保护电流元件取发电机中性点侧定子电流，低电压或复合电压取自机端。
保护作发电机、发电机变压器组相间短路故障的后备保护。
1）复合电压元件
满足下列条件之一时，复合电压元件动作。
op l U U < op U 为低电压整定值，l U 为三个线电压中最小的一个； op U U .22> op U .2为负序电压整定值，2U 为负序电压（取相电压值）。
2）过流元件
过流元件接于电流互感器二次三相回路中，当任一相电流满足下列条件时，保护动作。
op I I > op I 为动作电流整定值。
3）TV 异常复压闭锁
机端TV 出现异常时，复合电压是否动作取决于“TV 异常复压闭锁元件”控制字的整定。
“TV 异常复压闭锁元件”控制字的整定及含义：
TV 异常复压闭锁元件为“1”—TV 异常后闭锁复压元件判据判别，闭锁保护动作；
TV 异常复压闭锁元件为“0”—TV 异常后复压元件满足动作条件，保护为过流保护。
二、复压（记忆）过流保护逻辑框图见图1：
发电机复压（记忆）过流保护作为发电机的后备保护，当用于自并励发电机的后备保护时，电流带记忆功能。
复压（记忆）过流保护由复合电压元件、三相过流元件“与”构成，过流的记忆功能可投退。
复压（记忆）过流保护配有两段各一时限，若保护出口跳分段或母联时，应不投入记忆功能。
图1 复压(记忆)过流保护逻辑框图
三、发电机复压过流保护整定：
1、低电压元件整定：
低电压元件为最小线电压，按躲过最低运行电压整定。
1）对于汽轮发电机，动作电压可按下式整定：
Uop=0.6Ugn
2）对于水轮发电机，动作电压可按下式整定：
Uop=0.7Ugn
式中Ugn为发电机机端电压互感器变比。
灵敏系数按主变压器高压侧母线三相短路的条件校验。
Ksen=Uop/I(3)k.max×Xt
式中： I(3)k.max为主变高压侧母线金属性三相短路时的最大短路电流；
t
X为变压器电抗，取
t
t
Z
X=。
要求灵敏系数
2.1
≥
sen
K。
低电压元件的灵敏系数不满足要求时，可在主变压器高压侧增设低电压元件。
2、负序电压元件整定：
负序电压元件应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，一般取：
Uop.
2
=（0.6～0.8）Ugn
式中：Ugn为发电机机端电压互感器变比。
灵敏系数按主变压器高压侧母线两相短路的条件校验。
Ksen=Uop/I(3)k.max×Xt
式中：式中：I (3)k.max 为主变高压侧母线金属型三相短路的最大短路电流（二次值）；Xt 为主变电抗，取Xt=Zt. 要求灵敏系数Ksen>1.5。
3、过流元件整定计算：
电流元件按躲过最大负荷电流整定，电流元件的动作电流按发电机额定负荷下可靠返回的条件整定：
Iop=Krel ·Ign/Kr 式中：
rel
K 为可靠系数，取1.3~1.5；r K 为返回系数，取0.85～0.95；
gn I 为发电机一次额定电流；TA n 为电流互感器变比。
灵敏系数按主变压器高压侧母线两相短路的条件校验。
Ksen=I (2)k.min/Iop
式中： I (2)k.min 为主变高压侧母线两相短路时，流过保护的最小短路电流。
要求灵敏系数2
.1 sen K 。
延时整定：
保护延时：需要躲过振荡过程所需要的时间(一般为 1.0~1.5s)，大于相邻元件主变保护的后备保护延时，小于发电机安全的允许时间。
保护投入电流记忆功能时，过流元件启动后最大记忆时间为10s ，保护最大延时应小于10s 。
记忆功能整定：
投入电流记忆功能时，过流元件启动后会记忆10s 时间，防止机端相间故障时随着电压下降过快，电流下降过快，使保护返回。
若保护单独动作跳母联、分段等外部设备时应退出记忆功能，否则保护会扩大跳闸范围。
保护分两段记忆功能可单独投退。
四、WFB-820A 系列微机发电机复合压启动的过电流保护整定实例
3、网络等效阻抗图
升压变压器电抗:X*1B =10Ud%*Sj/Se=13.31×103/160000=0.0832；
发电机电抗:X*U =(X,,d%/100)·(Sj·COSø/Pe)=17.64%·100·0.85/135=0.1111 高厂变电抗:X*2B =10Ud%*Sj/Se=10.19×103/20000=0.5095
厂变低压侧至出线断路器之间有4根3×240mm2长度为105米的铜芯电缆；其参数为：
电缆线路电抗: X*L =X×L×Sj/U2p=0.08×0.105×100/4×6.32=0.0053
X0*=0.35×X*L =0.001855
由于封闭母线尺寸较短,截面大,阻抗值太小,本工程忽略不计.对6KV出线段，本阻抗图只列出其中一回。
系统
图2、大方式下正序网络等效阻抗图
系统
图3、小方式下正序网络等效阻抗图3.1.运行小方式下,d1发生三相金属性短路电流：
3.1.1.发电机1G供给短路电流：
X*=0.1111+0.0832=0.1943；
X*js=X*×Se/Sj=0.1943×158.8/100=0.308
由X*js=0.308在短路电流运算曲线查得I*=3.4；
发电机额定电流(基准电压为230KV)：
I*j=Se/√3×Uf ,n=158.8/√3×230=0.399KA
I(3)d1=I*j×I*d=3.4×0.399=1.35KA
3.1.2.运行大方式下,d1发生三相金属性短路电流：
X*=(0.0165)//（0.1111+0.0832）=0.0152
I(3)d.min=Ij/ X*Σ=0.251/0.0152=16.51KA
3.1.3.运行大方式下,d2发生三相金属性短路电流：
X*=(0.0165+0.0832)//0.1111=0.05255
I(3)d.min=Ij/ X*Σ=4.18/0.05255=79.5KA
4、发电机复合电压过流保护整定计算
发电机复合电压过流保护取机端、中性点电流，变比为8000/5A.
4.1.电流继电器的整定计算
电流继电器的动作电流应按躲过发电机额定电流整定:
Iop=Krel·Ign/Kr=1.3×4.153/0.85=6.35A
式中：Krel为可靠系数，取1.3～1.5；Kr为返回系数，可取0.85～0.95；Ign 为发电机额定电流二次值。
电流继电器的灵敏系数校验
Ksen=I(2)k.min/Iop
I(2)k.min=√3×I(3)k.min/2=√3×1350/2=1169A
Ksen=1169×242/6.35×13.8×1600=2>1.2
式中：I(2)k.min为主变高压侧母线两相金属性短路时流过保护的最小短路电流（二次值）.
4.2.低电压保护
元件取线电压，动作电压Uop可按下式整定:
对于汽轮发电机：Uop=0.6Ugn=60V.
式中：Ugn为发电机额定线电压（二次值）.
灵敏系数应按主变高压侧母线三相短路的条件校验：
Ksen=Uop/I(3)k.max×Xt
Ksen=60/[(16510×242/13.8×1600)×0.1331]=60/24=2.5>1.2
式中：I(3)k.max为主变高压侧母线金属型三相短路的最大短路电流（二次值）；Xt为主变电抗，取Xt=Zt.
4.3.负序电压继电器的整定计算
负序电压继电器应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，一般可取：Uop.2=(0.06～0.08)Un=0.08×57.74=4.62V。
式中：Un为额定相电压二次值。
灵敏系数按主变高压侧母线短路时，保护安装处的最小负序电压进行校验。
计算得Ksen>1.5。
4.4. 时间元件整定
按大于升压变后备保护的动作时限整定，本工程t=5s。
4.5. 复合电压过流保护I段：按躲过主变高压侧出口短路时流过的三相短路电流整定，即：4×6.35=25.5A。
t=10s。
