最新发电机负序过流保护

发电机负序电流保护大容量的发电机，额定电流比较大，低电压启动的过电流保护，往往不能满足远后备灵敏度的要求。

此外当电力系统发生不对称短路、断线、或负载不平衡等情况，发电机定子绕组中将产生负序电流，并将在转子铁芯、励磁绕组及阻尼绕组等部件上感应出倍频电压、电流，引起转子附加发热，危害发电机的安全运行假设负序电流使转子发热是个绝热过程，则不使转子过热所允许的负序电流与持续时间的关系为式中——在时间t内负序电流的均方根值（以发电机额定电流为基准的负序电流标幺值）；——流经发电机的负序电流；t——负序电流持续时间；A——发电机允许过热常数，其值与发电机型式和冷却方式有关。

1.定时限负序电流保护(1) 原理接线对表面冷却的汽轮发电机和水轮发电机，大都采用两段式定时限负序过电流保护，其原理接线如图8—12所示。

图8—12 发电机负序电流及单项式低电压启动的过电流保护的原理接线图(2) 负序电流的整定计算1）启动电流的整定计算动作于信号的保护部分（继电器3）按躲开发电机长期允许的负序电流和最大负荷时负序滤过器的不平衡电流整定，一般情况下取动作于跳闸的保护部分（继电器4），保护的启动电流按下面两个条件整定。

按转子发热条件整定，启动电流值为式中A——发电机允许过热的时间常数。

对非强迫式冷却的发电机，1s负序电流热稳定常数对绕组内冷却的汽轮发电机，容量为200MW时，；对水轮发电机.T——值班人员有可能采取措施消除负序电流的时间，一般取120s，如值班人员在此时间内来不及消除产生负序电流的运行方式，则保护动作于跳闸。

对于表面冷却的发电机组，，代入上式后可得发电机的负序动作电流.动作于跳闸的负序动作电流还需与相邻元件的负序电流后备保护在灵敏度上相配合式中——配合系数，取1.1；——在计算运行方式下，发生外部故障时流过相邻元件（一般只考虑升压变压器的情况）的负序短路电流刚好与其负序电流保护的启动电流相等时，流经被保护发电机的负序短路电流（考虑有否分支系数）。

发电机输出保护整定发电机保护整定值计算发布:2009-9-06 16:16 | 作者:电气调试 | 来源:本站 | 查看:299次 | 字号: 小中大＃1发变组保护整定过程1．CPU3保护整定（1）发电机差动保护：发电机额定电流：4125A，CT：5000/5，故二次额定电流Ie＝4.12A。

额定电压10.5KV，PT：10500/100。

a．比例制动系数Kz＝0.4，依据：装置技术说明书。

b．启动电流Iq＝2.06A，取2A。

依据：取0.5Ie。

c．差动速断倍数Ic.s＝6。

d．负序电压定值U2.dz＝0.08×100＝8V。

依据：按躲过可能出现的最大不平衡负序电压整定。

e．TA断线延时发信Tct＝0.5S；依据：见技术说明书。

（2）3Uo发电机定子接地保护：a．零序电压保护定值3Uo.dz＝8V。

依据：公式3Uo.dz＝Krel×Uunb.max，躲过正常运行时中性点单相压互或机端三相压互开口三角的最大不平衡电压。

b．动作时间t＝3S。

（3）3w发电机定子接地保护：a．动作电压调整K1、K2，制动电压调整K3，装置自动整定，见装置技术说明书。

b．动作时间t1＝6.0S。

（4）发电机转子两点接地保护：a．二次谐波电压定值Uld＝Kk×Ubpn＝2.8×Ubpnb．延时t1＝1S。

（5）发电机转子一点接地保护：a．接地电阻定值Rg＝8KΩ；保护动作延时t1＝5.0S。

b．开关切换延时t0＝1.0S。

（6）发电机断水保护：a．整定t0＝20S，t1＝0S，未用。

2．CPU2保护整定（1）发电机复合电压过流保护：a．低电压定值Ul.dz＝70V，按照低于正常30％的二次额定电压整定。

b．负序电压定值U2.dz＝10V，取10％的二次额定电压整定。

c．过电流定值Ig.dz＝KKIe/Kr＝5.95A，取6.0A。

按躲过额定负荷下可靠返回整定，Kk取1.3，Kf取0.9。

发电机负序电流保护
电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时，发电机定子绕组中就有负序电流，这个电流在电动机气隙中产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速。

因此在转子部件中出现倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位造成转子局部灼伤。

严重时可能使护环受热松脱，使发电机造成重大损坏。

另外１００Ｈz的振动。

为了防止上述危害发电机的问题发生，必须设置负序电流保护。

发电机负序过流保护，可取发电机中心点侧的组互感器，也可取发电机出线端的一组电流互感器，将三相电流引到负序继电器，反时限最好，定时限也可，根据发电机的负序过载特性进行整定。

利用负序电流作为判据的构成的保护，在输电线路上（如负序方向高频），在变压器上（负序过流），在电动机上（如缺相保护）应用相当普遍，即可作为主判据，也可作为启动元件，或辅助元件。

发电机负序过负荷保护作为发电机不对称故障和不对称运行时，负序电流引起发电机转子表层过热的保护，可兼作系统不对称故障的后备保护。

保护原理该保护由负序过负荷定时限信号和反时限负序过负荷两部分组成。

负序过负荷定时限信号按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定。

反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。

发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：222*2I I At ∞-=式中：*2I —为发电机负序电流标么值；∞2I —为发电机长期允许负序电流标么值；A —为转子表层承受负序电流能力的时间常数。

1.1.1. 保护的特性曲线保护的特性曲线见图5-10-1：t图5-10-1 特性曲线1.1.2. 发电机负序过负荷保护逻辑框图保护的逻辑框图见图5-10-2：图5-10-2 发电机负序过负荷保护逻辑框图发电机负序过负荷保护的整定方法保护由定时限负序过负荷和反时限负序过负荷两部分组成。

发电机负序过负荷启动条件当发电机负序电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。

负序定时限启动电流负序定时限过负荷按发电机长期允许的负序电流∞2I 下能可靠返回的条件整定TAr gnrelop n K I K ∞=2I I式中：relK 为可靠系数，取1.05；r K 为返回系数，取0.85～0.95；∞2I 发电机长期允许的负序电流标么值；gn I 为发电机一次额定电流；TA n 为电流互感器变比。

负序定时限延时保护延时按躲过后备保护的最大延时整定。

负序反时限特性反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。

发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：222*2∞-=I I A t式中：*2I 为发电机负序电流标么值； ∞2I 为发电机长期允许负序电流标么值；A 为转子表层承受负序电流能力的时间常数。

负序反时限启动电流反时限启动电流min .op I 值，一般按延时1000s （反时限延时下限整定值）对应的动作电流整定：22min .1000∞+=I Aop I 负序反时限延时上限反时限上限设保护最小延时，便于与快速保护配合。

发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施摘要：电力系统中发生不对称短路或者三相负荷不对称时，而后发电机定子绕组中将出现负序电流。

负序电流产生负序旋转磁场，并且以两倍的同步速度切割转子，在转子的表面产生了感应电流，使得转子的表层热度过大，进而烧伤或者损坏转子。

文章对两种发电机即负序过负荷和过电流的产生以及动作方程做出分析，并且在此基础上提出相应的保护措施，对汽轮发电机和水轮发电机的转子保护有十分重要的意义。

关键词：负序过负荷；负序过电流；汽轮发电机；水轮发电机负序过负荷和过电流主要造成的烧伤在于转子，因此，装设发电机负序过电流保护的主要目的在于保护发电机转子。

某些情况下还可以作为发电机变压器内部或者系统不对称短路故障的后备保护。

对于大型汽轮发电机，其承受的负序电流能力，主要取决其转子发热的条件。

发热是一个积累的过程，因此，汽轮发电机的负序过电流保护应具有反时限动作特性。

水轮发电机在负序电流的作用下，过热的程度比汽轮发电机小很多，约为汽轮发电机的1/10。

但是，水轮机直径很大，焊接条件比较多，其承受负序电流能力应由100 Hz的振动的条件限制。

因此，水轮发电机负序过电流保护可以没有反时限特性。

1 发电机负序过负荷及过电流分析该部分将介绍发电机保护的构成，和负序过负荷及过电流的动作特性。

1.1 保护的构成保护分为负序过负荷和负序过电流两部分组成。

过负荷是作用于信号的，而过电流是作用于切机的。

中小型发电机和水轮发电机通常采用的是定时限负序过电流保护。

然而大型汽轮发电机负序过电流保护是具有反时限特性的。

该动作的特性通常是由三部分构成的。

即反时限部分的上限以及下限定时限的部分。

反时限部分的作用在于防止由于过热造成的损伤发电机转子，上限和下限定时限左右在于作为发变组内部短路和相邻元件后备的保护。

保护的接入电流，应为发电机中性点TA二次三相电流。

大型汽轮发电机负序过负荷及过电流保护的逻辑图如图1所示，其中A，B，C，D，分别为发电机TA二次三相电流；I2op为负序过负荷元件；I2op1为负序过电流下限定时限元件；I2oph为负序过负荷元件；I2t为负序过电流反时限元件。

转子表层负序过负荷保护(负序电流保护)转子表层负序过负荷保护（负序电流保护）一、引言转子表层负序过负荷保护，也称负序电流保护，是电力系统中常用的一种保护方式。

它主要是针对发电机的转子表层负序电流进行监测和保护，以避免因转子故障导致转子绕组过热或烧毁的危险。

本文将介绍转子表层负序过负荷保护的原理、应用和优势。

二、原理1. 负序电流的产生转子表层负序电流是指在转子绕组中由于转子绕组中的不均匀磁场或绕组故障引起的电流。

当发生转子绕组的短路故障或不对称负载时，转子绕组中会产生不对称磁场，进而导致负序电流的产生。

2. 负序电流的特点负序电流主要表现为频率高于正常运行频率的电流，并具有一定的幅值。

由于转子表层负序电流的存在会导致转子绕组过热，因此需要及时进行监测和保护。

3. 监测与保护方法为了监测和保护转子表层负序电流，可采用感应型或传导型保护装置。

感应型保护装置通过感应电压或电流的变化来检测转子表层负序电流，而传导型保护装置则通过感应电流的变化来监测。

三、应用1. 发电机保护转子表层负序过负荷保护在发电机中应用广泛。

在发电机运行过程中，由于转子绕组的短路故障或不对称负载等原因，转子表层负序电流可能出现。

当转子表层负序电流超过设定的阈值时，保护装置将触发报警或切断电源，以避免转子绕组过热或烧毁。

2. 其他电力设备保护除了发电机，转子表层负序过负荷保护还可以应用于其他电力设备的保护中。

例如，可以将其应用于电动机、变压器等设备中，通过监测和保护转子表层负序电流，保证设备的安全运行。

四、优势1. 准确性高转子表层负序过负荷保护通过监测转子表层负序电流的变化来实现及时保护。

由于负序电流的特点比较明显，因此可以准确地判断出转子故障，并采取相应的措施。

2. 快速响应保护装置对负序电流的监测和判断速度快，一旦检测到超过设定的阈值，保护装置将能够迅速地触发报警或切断电源，确保设备的安全。

3. 高可靠性转子表层负序过负荷保护是一种可靠的保护方式，可以避免因转子绕组过热或烧毁而导致的事故发生。

发电机反时限负序过流保护1 保护原理保护反应发电机定子的负序电流大小，是发电机的转子过热保护，也叫转子表层过热保护。

保护最好取自发电机中性点侧。

其保护逻辑图见图一：t 11t upt S +信号出口信号负序电流I 2计算122g I I upI I 22sI I 22>>>I 2s <I 2<I 2up图一 发电机反时限负序过流保护逻辑图2 一般信息2.1 输入TA/TV 定义TA 或TV 位置名称 首端 末端 对应通道发电机定子电流IaIb Ic2.2 出口信号定义发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限)2.3 出口跳闸定义（方式）发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限) 2.4 保护出口压板定义发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限)注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。

2.5 定值整定定值名称定值符号定值单位A 定时限过负荷电流定值I2g定时限过负荷动作时间t11S反时限过电流启动定值I2s AA 反时限过流速断定值I2up散热系数K2热值系数K1长延时动作时间ts SS 速断动作时间tupA额定电流IN2.6 投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。

（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。

）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。

2.7 参数监视点击进入发电机反时限负序过负荷（过流）监视界面，可监视保护的整定值，负序电流计算值等信息。

3 保护动作整定值测试3.1 定时限负序过负荷定值测试输入负序电流量，缓慢增加，直到定时限出口动作，记录数据填表：保护整定值(A)保护动作值(A)3.2 定时限动作时间定值测试突然外加1.5倍定值电流，记录保护动作时间保护整定值(S)动作时间ts（S）3.3 反时限曲线测试突然外加负序电流达反时限出口，记录动作时间，测试反时限特性时，注意电流的热积累效应。

[电气化铁路专题]电气化铁路负序电流对发电机负序过流保护的影响(1)2010-03-03 14:09:04 作者：高然徐永海夏瑞华来源：赛尔电力自动化总第87期【文章转载请注明出处】•随着电气化铁路的迅速发展，其对电力供电系统侧产生的影响日益突出。

由于不同容量的发电机承受负序电流的能力不同，也就相应造成发电机转子负序过负荷保护动作情况不一致。

本文采用PSCAD仿真软件建立了某一实际电铁供电网仿真模型，分析了电铁负荷在发电机端口处产生的负序电流对发电机转子负序过负荷保护的影响。

在电铁负荷区域，负序电流经常引起发电机定时限负序过负荷保护报警。

分析了电铁负荷产生的负序电流对不同容量发电机转子负序过负荷保护的影响，以及发电机机端加装电抗器对发电机端口处负序电流的影响，提出了通过调节转子负序过负荷保护整定值和机端加电抗器来满足实际要求的方法。

关键字：电气化铁路[20篇] 负序电流[6篇] 负序过流保护[3篇] 整定值[5篇] 电抗器[45篇]1引言电气化铁路电力牵引负荷为波动性很大的大功率单相整流负荷。

电力机车产生的不对称电流会破坏电力系统的对称运行条件，使电力系统出现较大的负序分量，进而会对系统侧的用电设备产生各种不利影响，会造成发电机转子过热和振动、变压器额定出力不足、降低输电线路输送能力以及会对各种以负序滤波器为启动元件的保护装置产生干扰[1-3]。

目前关于减小电气化铁路负序分量的方法大多是牵引变轮换相序接入供电系统、安排合理安排机车运行方式、采用三相/两相的平衡变压器和电容补偿装置，尽量削弱电气化铁路负序分量对电网的影响[4-7]。

在电力系统较为薄弱的地区，电铁负荷引起的电力系统电能质量尤为突出。

对于小电厂的投入运行，带来极大不便。

本论文着重讨论电铁产生的基波负序分量。

由于电铁负荷造成的发电机转子负序过负荷保护不正常动作屡见不鲜。

本文根据实际电铁供电网，使用仿真软件PSCAD/EMTDC搭建模型，分析电铁负荷在发电机端口处产生的负序电流以及发电机机端加装电抗器对发电机端口处负序电流的影响。

2.2 发电机负序电流保护保护元件：Generator Unbalace发电机中性点CT 25000/5发电机不平衡元件保护设备不会由于过多的负序电流引起转子的损坏。

该元件有一个反时限段通常用来跳闸, 一个定时限段通常用来报警。

2.2.1负序定时限过流保护（GEN UNBAL STG2 PICKUP ）1、动作电流按发电机长期允许的负序电流∞2I 下能可靠返回的条件整定，即 2 1.0510%11.7%(0.09)0.9rel N N r K I PICKUP I I PU K ∞⨯=== 式中：rel K —可靠系数，取1.05；r K —返回系数，取0.95。

取PICKUP =11.7%(0.09PU)2、动作时限躲过发变组最长后备保护动作时间，取DELAY =5S ，发信号。

2.2.2 负序反时限过流保护反时限动作特性曲线由下面的公式定义:动作方程： ()22nom I I KT =其中Inom 是发电机的额定电流,K 是负序容量常数, 通常由发电机生产厂家提供。

根据发电机厂家资料，发电机长期允许负序电流标么值为10%，转子表层承受短时负序电流能力的常数（T I 2）为10，即K-V ALUE =10.0。

1、发电机正常运行电流（GEN UNBAL INOM ） pu CT I I pri gnpu nom 770.02500019245)(=== 2、负序电流启动值（GEN UNBAL STG1 PICKUP ）负序反时限动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最大延时决定，一般取1000S ，即下限电流尽可能靠近长期允许的负序电流。

根据UR 继电器的动作方程，并考虑负序定时限保护的动作值，保护下限动作电流起始值与负序定时限保护的动作值配合%3.12%7.1105.1min .=⨯=op I (0.095PU)从而可以求得G60的下限动作时间。

S I KT op op 661123.01022min .max .=== 取STG1 TMAX =630S3、 最小动作时间（GEN UNBAL STG1 TMIN ）● 最小动作时间应与发电机变压器主保护动作时间配合，取STG1 TMIN =0.5S 。

发电机负序过电流保护动作原因及处理⽅案发电机负序过电流保护的原理 根据电⼒系统在正常运⾏时负序电流分量很⼩（接近于零），⽽在系统出现不shu对称故障时，就会产⽣很⼤的负序分量电流，从⽽通过测量负序电流的⼤⼩可以判别是否发⽣故障。

发电机定⼦负序电流保护，即发电机转⼦表层负序过负荷保护，分为定时限保护和反时限保护。

1、定时限保护：动作电流按发电机在长期允许的负序电流运⾏下能可靠返回的条件整定。

2、反时限保护：按电机制造⼚家提供的转⼦表层允许的反时限过负荷能⼒整定。

反时限保护动作特性的上限电流按主变压器⾼压侧⼆相短路的条件计算；反时限保护动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最⼤延时决定。

发电机负序过电流保护的作⽤1 . 防⽌发电机的定⼦线圈损坏2 . 防⽌发电机的转⼦损坏3 . 防⽌发电机的励磁系统损坏发电机负序过电流保护动作原因分析1、发电机正常运⾏时当电⼒系统发⽣三相不对称短路或负荷三相不对称时;2、发电机与系统并列时，发⽣⾮全相合闸，存在单相或两相运⾏情况;3、发电机与系统解列时，发⽣⾮全相合闸，存在单相或两相运⾏情况;防⽌发电机负序过电流保护动作的措施:1、若在并机时发⽣⾮全相开关本体⾮全相未跳闸应停⽌加负荷，应⽴即通过硬⼿操或DCS上“故障分闸”按钮将故障开关分闸⼀次，维持励磁系统运⾏及汽轮机转速3000r/min若远⽅分闸不成功，⽴即就地打掉该开关。

2、若在停机时发⽣⾮全相开关本体⾮全相未跳闸，⽴即通过硬⼿操或DCS上“故障分闸”按钮打掉未跳问开关;若不成功，则通过停⽤母线的⽅法将发电机解列。

3、若在运⾏中发⽣⾮全相，应迅速降有功⽆功⾄最低，使定⼦电流不超01e维持机组同步转速励磁，重新并列，⽤上⼀级开关将发电机与系统解列。

发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施摘要：电力系统中发生不对称短路或者三相负荷不对称时，而后发电机定子绕组中将出现负序电流。

负序电流产生负序旋转磁场，并且以两倍的同步速度切割转子，在转子的表面产生了感应电流，使得转子的表层热度过大，进而烧伤或者损坏转子。

文章对两种发电机即负序过负荷和过电流的产生以及动作方程做出分析，并且在此基础上提出相应的保护措施，对汽轮发电机和水轮发电机的转子保护有十分重要的意义。

关键词：负序过负荷；负序过电流；汽轮发电机；水轮发电机负序过负荷和过电流主要造成的烧伤在于转子，因此，装设发电机负序过电流保护的主要目的在于保护发电机转子。

某些情况下还可以作为发电机变压器内部或者系统不对称短路故障的后备保护。

对于大型汽轮发电机，其承受的负序电流能力，主要取决其转子发热的条件。

发热是一个积累的过程，因此，汽轮发电机的负序过电流保护应具有反时限动作特性。

水轮发电机在负序电流的作用下，过热的程度比汽轮发电机小很多，约为汽轮发电机的1/10。

但是，水轮机直径很大，焊接条件比较多，其承受负序电流能力应由100 Hz的振动的条件限制。

因此，水轮发电机负序过电流保护可以没有反时限特性。

1 发电机负序过负荷及过电流分析该部分将介绍发电机保护的构成，和负序过负荷及过电流的动作特性。

1.1 保护的构成保护分为负序过负荷和负序过电流两部分组成。

过负荷是作用于信号的，而过电流是作用于切机的。

中小型发电机和水轮发电机通常采用的是定时限负序过电流保护。

然而大型汽轮发电机负序过电流保护是具有反时限特性的。

该动作的特性通常是由三部分构成的。

即反时限部分的上限以及下限定时限的部分。

反时限部分的作用在于防止由于过热造成的损伤发电机转子，上限和下限定时限左右在于作为发变组内部短路和相邻元件后备的保护。

保护的接入电流，应为发电机中性点TA二次三相电流。

大型汽轮发电机负序过负荷及过电流保护的逻辑图如图1所示，其中A，B，C，D，分别为发电机TA二次三相电流；I2op为负序过负荷元件；I2op1为负序过电流下限定时限元件；I2oph为负序过负荷元件；I2t为负序过电流反时限元件。